Роторное бурение скважин: обзор технологии бурения и необходимого оборудования

Что такое бурение скважин

Устройство заключается в создании узкой вертикальной шахты необходимой длины, которая должна доходить до глубины залегания вод. Бурение скважины потребует укрепления ее стенок обсадными трубами. Насосное оборудование используют для принудительной закачки воды в накопительные резервуары и ее распределения.

Цена и возможности экономии

Источник водоснабжения загородного дома должен отличаться экономичностью. Однако полная стоимость его устройства может быть высокой. Снизить затраты возможно, выполнив подготовительные работы собственными силами.

Экономия на:

• подготовке места, выравнивании участка для буровых работ и размещения оборудования;
• прокопке траншей для укладки труб для водоснабжения дома;
• организации приямки для промывки (буровая бригада делает это самостоятельно, стоит предварительно согласовать это с ней).

Самостоятельное выполнение таких работ позволит сократить расходы. Однако некоторые действия не стоит производить. Например, копать котлован и устанавливать в него кессон до того, как пробурить скважину на участке. Устройство источника водоснабжения по технологии выполняют на поверхности. Поэтому роют котлован и устанавливают кессон только после производства буровых работ.

Комплексное бурение скважин на воду является основной услугой специализированных компаний. Они также предлагают оснащение источника автономной системой водоснабжения, предоставляют гарантийные обязательства. Услуги «под ключ» выгодны в плане экономии времени, хороши отсутствием дополнительных трат и рисков возникновения необходимости в непредвиденном ремонте.

В чем преимущества

У скважин есть неоспоримые достоинства. Благодаря им они предпочтительнее колодцев. Поэтому становятся все более востребованными у владельцев частной недвижимости, у которых нет возможности провести централизованное водоснабжение. Скважина на воду имеет плюсы и минусы. Среди преимуществ:

1. Высокие питьевые качества. Родниковая вода, которая забирается с глубины, чистая и полезная для здоровья.
2. Продолжительная эксплуатация. Скважинные источники бурят на большую глубину. На ней запасы воды намного больше, чем в поверхностных глиняных грунтах. Это и определяет больший срок эксплуатации, чем у колодцев.
3. Затраты на очистку незначительны. Скважинная вода не смешивается с талыми водами, которые содержатся в почве. Она эффективно очищается естественным образом природной фильтрацией.

Этапы бурения скважин

Поэтапные буровые работы нужны для качественного устройства источника водоснабжения. При этом учитываются многие факторы. Это и глубина скважины для питьевой воды, и подготовка объекта и участка, демонтаж установки бура, оборудования. Специализированные компании проводят работы в несколько этапов:

1. Оформление договора, в котором указываются все пункты работ.
2. Подготовка грунта на участке для установки оборудования.
3. Доставка и монтаж на буровой площадке специализированной техники и аппаратуры.
4. Создание скважины, обсадка ее трубами.
5. Обустройство источника водоснабжения (зависит от его типа: сезонное использование, устройство кессона, монтаж оборудования в помещении здания).
6. Испытание скважины на приток воды из водоносного горизонта, ее прокачка до начала чистого водотока. Опробование работы в разных режимах водозабора.
7. Сдача объекта заказчику. Демонстрация работы источника водоснабжения, оценка его производительности, качества воды, подписание акта о выполненных работах. Демонтаж буровых установок, аппаратуры, техники.

Простые методы бурения

Ручное бурение скважин на воду можно выполнять разными способами. Чтобы решить, какой именно из них использовать, следует определить тип земли, глубину расположения воды, а также возможный расход средств для обустройства конструкции. Далее описаны виды бурения скважин.

Способ 1: бурение шнеком. Для этого метода пригодится бур. Рабочий инструмент крепят к 10-сантиметровой трубе и устанавливают на месте будущего «колодца». Шнек аккуратно проворачивают, постепенно извлекая землю для создания туннеля. Так как его длина будет увеличиваться, бур также необходимо время от времени наращивать. Такую работу следует выполнять через каждые 0,5-0,7 метра. По мере извлечения грунта необходимо укреплять стены, используя обсадные трубы. Такой метод можно применять для создания 10-метровой скважины. По потребности еще можно углубить ее на пол метра. Работу следует продолжать, пока не появится водоносный слой.

Способ 2: роторное бурение. Данный способ следует применять при наличии скальных грунтов. Для работы используют бурильную трубу, которая похожа на стакан, по краю которого располагается шарошечный долот. В трубе находятся специальные системы для бурения. Они а также сама масса конструкции оказывают большое давление на долото, благодаря чему он может пробивать довольно крепкие скальные грунты. Чтобы извлечь лишнюю землю, можно применять один из следующих методов:

• Промывка прямым путем. В трубу необходимо закачать раствор, используя насос. Он захватит лишнюю породу и выйдет вместе с ней через пространство за трубой.
• Промывка обратный путем. Раствор в этом случае самостоятельно затекает в полость трубы, а достают его и породу с помощью насоса через затрубное пространство.

Первый способ является менее затратным, но также менее эффективный. Чтобы использовать второй метод, необходимо иметь дорогие инструменты. Однако он лучше справляется со вскрытием водоносного горизонта.

Способ 3: бурение желонкой. Ударно-канатный метод. Это самый надежный и долгосрочный способ обеспечения своего участка водой. Срок его службы может доходить до 50 лет. Однако для получения такой надежной конструкции необходимо выделить немало времени и сил. Главным инструментом в работе является желонка. Она представляет собой 1-2 метровую трубу с толстыми стенками, внизу которой находится клапан шарикового либо лепесткового типа. Вверху располагается отверстие для выхода земли, а также проушина для торса.

Желонку привязывают к тросу, перекидывают через блок и кидают вниз. Во время своей работы желонка разрыхляет, а затем захватывает землю при помощи клапана. Такая процедура повторяется несколько раз, после чего ее извлекают из ствола и очищают от почвы.

Данный метод признан наиболее эффективным. Еще одним плюсом его применения считается возможность достать рыхлую осадочную породу и плывун. Также благодаря отсутствию раствора грунтовая вода не будет спутана с другой жидкостью.

Способ 4: скважины иглы. Подходит для неглубоких вод. Устройство скважины для воды довольно узкое, составляет в диаметре 8 сантиметров. Оборудование для скважины под воду представляет собой трубу, к которой закреплен острый наконечник с фильтром. По мере ее введения необходимо выполнять наращивание до того момента, пока не будет достигнут уровень подземных вод. Рекомендуется использовать надземный насос.

Анализ воды из скважины

Когда бурение будет закончено, очень важно брать пробу воды на анализ. Проба сдается в Санэпидстанцию, специальную компанию или лабораторию гидрогеологии

Предварительно о качестве воды из скважины можно узнать от соседей.

Пробу нужно взять в чистую колбу/бутылку, которая должна быть чистой и не содержать следов продуктов или моющего. Бутылку обязательно ополаскивают полностью той водой, которую затем берут на анализ.

Какой вид анализа выполняется для воды? Обычно это комплексный, когда проверяются много параметров сразу, а именно:

• Реакция среды — рН.
• Основные показатели: цветность/мутность.
• Показатель жесткости.
• Содержание железа.
• Перманганатная окисляемость.
• Аммоний.
• Сульфат-ионы/Сульфид-ионы.
• Содержание марганца, сероводорода.
• Нитрит-ионы/Нитрат-ионы.
• Общее солесодержание.

Отчет из лаборатории обычно содержит не только цифры-показатели по вашей воде, но и указание на предельно допустимые концентрации.

Если недалеко от вашего участка было месторождение руд (свинец, никель, мышьяк и т.д), то полезно проверить воду на содержание этих элементов. Если недалеко от вас скотоводческая ферма, то обязательно проведите бактериологический анализ воды.

Проверьте, чтобы ваши цифры были не выше предельно допустимых, а гораздо ниже. Существует еще и бактериальный анализ воды, который полезно сделать, если этой водой не пользуются соседи и отзывы получить не от кого.

Фильтр

Скважинный фильтр – основное устройство, обеспечивающее качество воды из нее. И вместе с тем – наиболее подверженный износу ее узел, поэтому к выбору скважинного фильтра нужно отнестись со всей ответственностью.

Артезианскую воду забирают без фильтрации. Для скважины на известняк чаще всего достаточно простого решетчатого фильтра в виде перфорации на нижнем колене обсадки; она же послужит основой фильтра скважины на песок. Требования к перфорации таковы:

Диаметр отверстий – 15-20 мм, до 30 мм смотря по грунту.
Скважность фильтра (отношение общей площади отверстий к площади занимаемой ими поверхности) – 0,25-0,30, для чего расстояние между центрами отверстий берут в 2-3 раза больше их диаметра.
Расположение отверстий – поперечными рядами в шахматном порядке.
Общая площадь всех отверстий – не менее площади поперечного сечения просвета обсадной трубы.

Устройство фильтров скважин на песок

Для скважины на песок необходима еще, во-первых, гравийная засыпка; в данном случае именно она обеспечивает долговременное качество воды, как и в колодце. Ввиду этого в продаже имеются скважинные фильтры со слоем гравия, включенным в состав конструкции. Худа от них не бывает, но ствол скважины нужен большего диаметра, что затрудняет проходку, и без внешней засыпки скважина все равно быстро заиливается.

Далее, если следовать току воды, идет та же перфорированная труба, но теперь она будет несущим элементом, воспринимающим давление породы. Чтобы песок, который гравий плохо задерживает, не испортил весь водоводный тракт, нужен еще песочный фильтр. Он может быть внешним или наружным (слева на рис.) либо внутренним (справа там же). У внешних фильтров преимуществ три: минимальные диаметр и заиливание скважины и глубина установки насоса. Но они легко повреждаются при монтаже обсадки, неремонтопригодны и дороги, т.к. вследствие последнего обстоятельства должны выполняться из очень качественных материалов: сплавы на сетку и проволоку наружных скважинных фильтров стоят дороже серебра.

При установке насоса в скважину с внутренним фильтром ее дном считается его верхний обрез, поэтому объем однократного отбора воды серьезно снижается. Болезнь всех внутренних фильтров – усиленное заиливание скважины из-за просачивания воды в зазор между фильтром и обсадной трубой. Также вследствие этого срок службы фильтра сокращается, а износ насоса усиливается, т.к. в него попадает песок. Нередко поэтому насос помещают в отдельную трубу, насаженную на выход фильтра, что опять-таки требует увеличения диаметра скважины.

Самодельный песочный фильтр

Оптимальный вариант – присоединение насоса непосредственно к выходному патрубку фильтра, тогда и заиливание, и запесочивание прекращаются. Но для этого нужен центробежный насос с заборным патрубком на днище, что намного его усложняет и удорожает, а напор вибрационных часто оказывается мал для скважин на песок.

Фильтрующие элементы песочных фильтров иногда делают самостоятельно из ПВХ труб, нержавеющих пружин и полимерной сетки, см. рис. слева, но фильтруют они плохо и служат недолго. Лучше взять хороший покупной фильтр, уж больно тяжелы условия его работы, а вынуть его, как говорится, целое дело. В таком случае возможны в основном 3 варианта, см. рис:

Современные скважинные фильтры

1. Полимерный наборно-кольцевой фильтр. Дешевле прочих, но служит меньше и склонен к заиливанию, зато ремонтопригоден: можно поднять и перебрать, заменив плохие кольца. Требует увеличенного диаметра скважины;
2. Трубчато-проволочный с обмоткой из профилированной проволоки. Немного дороже полимерного, но служит долго и не заиливается. Для ремонта не нужна переборка, достаточно промыть наверху. Был бы оптимальным, если бы не одно «но»: неоднократно отмечены случаи жульничества и производителей, и торговцев, и буровиков – как полностью нержавеющие подаются фильтры, в которых продольные стержни сделаны из обычной оцинкованной проволоки. Проверить, не разломав фильтр, невозможно, но в воде вскоре появляются вредные примеси, а затем стержни полностью ржавеют, обмотка сползает, и весь фильтр приходится менять.
3. Безопорные сварные фильтры, проволочные и щелевые. Были бы идеальными (последние выдерживают и осадку в ствол снаружи на трубе), если бы не цена: делаются из той самой профилированной нержавеющей проволоки, что стоит примерно как серебро.

Выбор места для скважины

Первым делом, при бурении скважины, необходимо подобрать место. Сделать это достаточно просто, если следовать необходимым рекомендациям. Как правило, больше всего при выборе места опираются на экономический аспект и это понятно, ведь чем ближе будет вода к дому, тем меньше придётся тратить денег на рытьё траншей и покупку труб для установки развязок.

Само собой, что экономия — это важный критерий, но всё-таки нельзя располагать скважины близко к дому. Расстояние объекта должно быть не меньше трёх метров от частного дома

Кроме того, важно следить, чтобы был лёгкий доступ для буровых машин. Они достаточно габаритные, поэтому ворота и заезд, должны быть не меньше трёх метров

Бурить можно только в местах, где почва имеет относительно ровную поверхность, и, главное, чтобы вверху не было электропроводок на расстоянии двух метров, а под землёй не проходили провода или трубы от коммунальных систем. При рытье скважины нужно рассчитать сразу, куда будет сливаться техническая вода

Важно также помнить о том, что впоследствии на объекте нельзя строить никаких зданий, и особенно это касается места, где находиться артезианская вода. Артезианские воды находятся под большим давлением

Способы бурения скважины?

Выбор способа, который бы помог добраться до нужного водоноса, зависит, в первую очередь, от глубины залегания и особенностей грунтов. Выбирать же придется среди таких методов бурения:

• шнековый;
• роторный;
• ударно-канатный;
• ручной.

Каждый из перечисленных способов имеет преимущества, однако не всякий поможет добраться до глубоких пластов водных запасов. На какую глубину бурения можно рассчитывать, используя обозначенные виды бурения скважин, поговорим далее.

Бурение шнеком

Шнековая проходка скважины самая простая из применяемых механизированных технологий. Бурение происходит с помощью вращения винтоподобного приспособления, которое сначала разрыхляет грунт, врезаясь в него, а затем поднимает его к устью скважины. Бурить таким способом можно на глубину до 80 м при ширине колодца от 10 до 60 см.

Преимущество шнекового бурения в простоте технологии и ее сравнительно невысокой стоимости. В регионах с сухими и не твердыми грунтами такой способ бурения скважин предпочтительнее других, если бурить до верховодки или «на песок». Есть возможность достать шнеком до известняка, если он залегает не глубоко.

Роторные бурильные установки

Роботу роторного бура можно сравнить с действием строительного перфоратора. Порода разбивается за счет вращения рабочей части и удара, который обеспечивает гидравлический механизм. Разрушенный грунт выводится на поверхность благодаря непрерывной промывке ствола глинистым раствором. Различают такие виды промывки:

• прямая;
• обратная.

Прямая промывка легче осуществима технически. При этом раствор подается в ствол и выходит к устью по затрубному пространству (между обсадными трубами и краем пробуренного ствола).

Обратная промывка сложнее технологически, однако дает лучшее вскрытие водоносного пласта и больший дебет скважины при последующей эксплуатации. Промывная жидкость заливается в затрубное пространство, после чего откачивается насосным оборудованием вместе с разрушенной в процессе бурения породой.

Роторное бурение самое технически сложное и дорогостоящее из применяемых методов, но незаменимо при желании достичь глубоких артезианских водоносов, особенно на сложных для проходки грунтах. Глубина бурения ротором достигает 300м, что позволяет вскрыть любые глубокорасположенные артезианские пласты. Еще одним преимуществом метода является высокая скорость проходки ствола.

Ударно-канатное бурение

К новым способам проходки ствола ударно-канатный метод не отнесешь, так как он является одним из первых, что применялся механизировано еще в начале прошлого века. Несмотря на то, что технология во многом не совершенна, она применима до сих пор ввиду своей простоты и хорошего качества изготовленной скважины.

Бурить грунт таким методом приходится долго. Суть проходки ствола в том, что с высоты падает тяжелый, зауженный снизу цилиндрический предмет (стакан) и за счет этого разбивает грунт. Выборка разрушенной породы происходит тем же стаканом, устроенным так, что грунт заходит в его полости и поднимается наверх вместе со снарядом. Подъем стакана происходит с помощью троса и лебедки, что установлена на треноге, или другом надежном каркасе, возвышающимся над уровнем почвы.

Для разрушения твердых пород, встречающихся на пути проходки ствола, используется ударная штанга, что бьет по стакану сверху, многократно умножая усилие. Часто для этих же целей дополнительно используется наконечник, выполняющий функцию долота.

Несмотря на трудоемкость ударно-канатного способа бурения, технология имеет и ряд преимуществ, главное из которых, — качественное вскрытие водоносного пласта с минимальным его загрязнением. Второй несомненный плюс, — технологическая простота, благодаря чему этот способ бурения скважин многие домовладельцы, как показывает опыт, с успехом применяют при устройстве неглубоких колодцев своими руками.

Как чаще всего бурят своими руками?

С учетом того, что ручное бурение является очень трудоемким, на изготовление глубокой скважины рассчитывать не приходится. Опыт свидетельствует о том, что бурить глубже 10 м своими руками даже с несколькими помощниками тяжело физически, и на это уходит слишком много время.

Для самостоятельной проходки ствола обычно применяется ручной бур, что, по сути, является укороченным шнеком (принцип воздействия на грунт тот же). Вращение бура происходит за счет ворота, находящегося над поверхностью. При заглублении для соединения шнека и ворота используются соединительные штанги.

Как договариваться с бурильщиками

Перед тем, как окончательно выбрать бурильную компанию и подписать договор, желательно выяснить несколько моментов, которые касаются скважины и других нюансов. Задайте эти вопросы сотрудникам компании.

1. Каков у вашей компании опыт бурения? Выполняли вы скважины в нашем регионе?
2. Какова вероятность найти воду на нашем участке? На какой глубине планируется найти ее?
3. Какой диаметр скважины вы рекомендуете и почему?
4. Какие подойдут обсадные трубы, из какого материала и толщины?
5. Как выполняется прокачка? Сколько времени она обычно занимает?
6. Что делать с землей, которая будет поднята после бурения?
7. Что входит в вашу услугу «под ключ»: бурение, обсадка, монтаж насоса, подвод воды в дом? Это будет делать одна бригада или разные?
8. Какую технику и инструмент вы будете использовать для бурения?
9. Какой способ бурения предпочтительный на нашем участке?
10. Есть ли гарантия и на какой срок? Что именно входит в гарантийные обязательства?

Кроме того, запрашивайте смету работ и материалов. Уточняйте о том, будут ли дополнительные расходы. Если планируете платить в рассрочку, то обязательно спрашивайте, какой аванс нужен сразу и каков ежемесячный размер платежа, будет ли комиссия, какие варианты оплаты. Узнавайте, уточняйте все и когда уверены, подписывайте договор и вносите оплату!

Опытные специалисты советуют даже тем, кто досконально изучил технологию, помнить и ряд самых простых правил:

Забивка осуществляется не на один год, поэтому на материалах не стоит экономить;
Тем, кто не уверен в себе, стоит заручиться поддержкой специалистов или просто попросить у них консультацию;
Колодцы, трубы и колонки нуждаются в периодической чистке;
Систему (пусть даже недоделанную) очень важно правильно законсервировать на холодное время года.

Упрочнение стенок скважины

Укрепить стенки скважины нужно и можно только при использовании специальной технологии и материалов. Как правило, используют обсадные трубы из простого чёрного металла. То есть применяются цельносплавные или электросварные металлические трубы.

Важно помнить, что металл достаточно разный по своей структуре. Именно поэтому нержавеющие трубы ставить в скважины нерентабельно

Оцинкованные трубы не подходят для установки в скважину, которая будет использовать для питьевой воды, так как значительно падает качество жидкости.

Раньше использовались только чистые трубы из чёрного металла, но сейчас применяется уже технология двойной обсадки. Это своего рода изоляция с помощью пластикового вкладыша. Пластик изолирует, трубы с внутренней стороны, и тем самым повышается не только срок эксплуатации скважины, но к тому же не ухудшается качество воды, которую можно спокойно применять как питьевую.

Работа по бурению и упрочнению скважины часто взаимосвязана. Точнее говоря, может быть использовано последовательное упрочнение или прямое после окончания буровых работ. Если нет никаких осложнений, но после определённой стадии бурения, устанавливается обсадная труба, а дальше уже используется долото, но уже меньшего диаметра.

По сути если нет никаких, проблем при бурении скважины, почка мягкая, а залегания водяного горизонта, находиться на средней глубине, то бурение можно заканчивать. Последний этап — это прокачка воды до полной прозрачности, но иной раз подобного эффекта трудно добиться, если вода сама по себе имеет примеси и не предназначена в качестве использования питьевой воды.

Методы бурения

Для строительства гидротехнического сооружения может использоваться один из следующих методов бурения:

1. Роторная технология бурения скважин на воду заимствована у нефтяной отрасли. Процесс бурения проходит за счёт разрушения породы при помощи шарошечного долота. Для его вращения используется привод внутреннего сгорания, расположенный на машине. Этот метод бурения подходит в тех случаях, когда скважина должна пройти через прочные скальные породы и известняк. Для подъёма разрушенной породы на поверхность используется специальный промывочный раствор.
2. Ударно-канатная методика бурения была заимствована у китайцев. Для разрушения породы используется специальный груз с заострённым концом, который сбрасывается в скважину со значительной высоты. Груз располагается в специальной трубе. Кроме него используются желонки или стаканы. Стакан применяется на глинистых почвах, поскольку порода хорошо прилипает к его стенкам. Желонка хорошо удерживает сыпучую и рыхлую породу за счёт наличия клапана, который открывается при ударе о землю. Это самый трудоёмкий и медленный способ бурения. Среди преимуществ стоит назвать простоту выполнения и минимальное количество необходимых приспособлений.
3. Гидробурение подходит для рыхлых и песчаных пород. Этот метод делится на две разновидности:
   • В одном случае процесс проходит без забурника. Бурение происходит за счёт воды, подающейся вниз под высоким давлением. Метод считается самым быстрым при условии, что на пути не попадутся крупные камни и твёрдые породы. Максимальная глубина забоя составляет 15-20 м. Зато выбор диаметра скважины довольно большой от 5 см до 30 см. Также облегчается выбор насосного оборудования.
   • Вторая разновидность гидробурения подразумевает использование забурника, которым оборудуется полая штанга. В этом случае для бурения используется не чистая вода, а смесь воды и бентонитовой глины. Этот раствор позволяет дополнительно укрепить стенки скважины. Разрушенная порода вымывается в шламоотстойник. Глубина забоя может быть любой. Однако ствол шахты будет иметь телескопическую форму из-за необходимости использования полых труб.

1. Шнековая технология бурения скважин – это самый недорогой и простой метод выполнения проходки. Единственный недостаток – такой способ подходит только для песчаных почв. Бурение происходит за счёт вращения керноприёмного бура. Поскольку скорость бурения внушительная, установку обсадных труб производят по мере углубления забоя, чтобы предотвратить обсыпание стенок шахты.
2. Перфоративное бурение. Этот метод подходит для сооружения абиссинских колодцев. Скважина-игла делается при помощи копья, надетого на железные штанги. Небольшая глубина забоя и незначительный диаметр позволяют проводить работу без использования специальной техники. Бурение выполняется при помощи бабки или штанги. Второй инструмент предпочтительнее, поскольку резьбовому соединению придётся выдерживать только нагрузки на растяжении.

Виды бурения

Метод ударного бурения

Ударное бурение — это трудозатратный способ разработки скважины, к которому существуют особые требования:

• высокопрочный гибкий кабель для извлечения большого количества почвы;
• безопасность установки и деятельности;
• высокая производительность.

К основным преимуществам такого бурения относятся:

• длительная эксплуатация колодца;
• возможность расположения гидротехнических сооружений большого диаметра;
• предотвращение засорения воды сторонними добавками при разработке скважины;
• способность контролировать уровень водоносного горизонта;
• высокая эффективность работы в зимний период.

Недостатки также существуют:

• снижена скорость преодоления горных пород, если глубина строения значительна;
• необходимое расположение кожуха;
• возможность обрушения отдельных слоев грунта во время прохождения песка.

Бурение шнековым методом

Эффективный и безопасный способ разработки мелководной скважины на подвижных и легких почвах с высоким процентом песка в составе. Создание рабочего канала для гидротехнического сооружения осуществляется винтовой штангой, оснащенной концевой фрезой и лопастными элементами, которые предназначены для подъема грунта на поверхность.

Сверлильный станок для сверления винтовым методом может быть компактным или большим, требующим предварительной установки на специальное оборудование.

Преимущества данного метода:

• высокоскоростные работы по бурению;
• легкий агрегат и нессложная установка оборудования на месте;
• отсутствие привлечения профессионалов и дорогостоящего оборудования для подъема грунта на поверхность;
• возможность работы на небольших площадях.

Для разработки скважины используется гидравлический роторный агрегат — буровая установка, оснащенная вращающимся долотом и поворотным механизмом. Ротационное бурение обеспечивает эффективное освоение канала скважины, быстрое достижение глубоких водоносных горизонтов скважины.

На участках с рыхлыми и подвижными грунтами, в которых присутствует еще песок и глина, скважина оборудована ложечным сверлом – цилиндрической установкой со спиральными отверстиями. Для плотных суглинистых грунтов применяют спиральные сверла, работающие по принципу штопора. Для скалистых и плотных грунтов — долото заостренной конструкции.

Бурение с промывкой скважины

Наиболее эффективный и действенный способ создания скважины глубиной не менее 35 метров — это использование мини-установки для бурения скважин на воду, которая способна обеспечить скорость проходки до 12 м/ч, что значительно выше других методов.

Вопрос бурения включает в себя обязательную промывку скважины двумя способами (прямой и обратный).

• Прямой метод предполагает подачу раствора для выщелачивания и выброса грунта на поверхность.
• Обратная промывка предполагает подачу раствора в скважину и последующую откачку грунтовой массы с помощью насоса.
• В качестве канала передачи моющего раствора берутся трубы или шланги для бурения.

Буровой раствор выполняет следующие функции:

• Охлаждение, смазка рабочих элементов буровой установки;
• выщелачивание грунта из скважины;
• укрепление корпуса.

Для подачи моющего раствора в канал используются мотопомпы и другое буровое насосное оборудование.

Ручное бурение скважины под воду

Бурение скважины вручную только для неподготовленного человека покажется процессом крайне сложным, требующим больших физических затрат. При определенных знаниях и подготовке изготовить бур для скважины своими руками реально и посильно. В зависимости от условий залегания грунтовых вод можно воспользоваться несколькими способами самостоятельного бурения скважин.

Для проведения работ по бурению обычно приглашают специалистов, но при желании их можно выполнить самостоятельно

Ударный способ

Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта. Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично. После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.

Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.

Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.

Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы

Канатно-ударное бурение

Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:

• треноги, которую размещают над местом бурения;
• блока с лебедкой и тросом;
• забивного стакана, штанги;
• желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).

Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко, используют ударную штангу: ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают. Операция повторяется до того момента, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.

Канатно-ударное оборудование для бурения скважин

Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.

Преимущества ручного бурения:

• экономичный способ в финансовом отношении;
• ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
• оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
• способ применим в труднодоступных местах;
• эффективен, не требует большого количества времени.

Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом

Описание технологии

Данная технология применяется только для скважин с малым дебетом.

При шнековом бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Стандартное шнековое бурение колодца под воду выполняется в грунте:

• Мерзлом;
• Рыхлом;
• Мягком.

При помощи шнека-винта из забоя устраняется выбранная при буре земля. Шнек – это труба-бур, вся длина которой заделана лентой из стали. Работа шнеком выполняется буровыми механизмами, которые имеют подвижный вращатель. Шнек соединен резьбой или элементами, которые имеют специальное сечение. Ход подавания при буре шнеком от 1,9-15 м. Полые герметичные шнековые элементы имеют специальные замочные механизмы. За счёт высокосортной стали замка, имеющей высокую износостойкость, время на бурение в разы сокращается. При этом производительность, напротив, растет.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• ударно-канатное;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.