Самостоятельное гидробурение по шагам скважины на воду

Особенности технологии гидробурения

Большинство бурильных технологий используют воду в качестве промывочного агента для удаления породы и грунта из полости скважины. В системе гидробурения вода применяется в качестве одного из инструментов для разрушения породы в полости скважины. На сегодняшний день применяется две схемы гидробурения:

  • Дробление грунта совместным действием напора воды и режущих коронок буровой штанги. За счет размягчения грунта для вырезки дна скважины режущей кромкой требуется в 10 раз меньше усилия, чем при сухом и полусухом бурении;
  • Размывочная схема гидробурения. Если грунт относительно неплотный и содержит большое количество песка, то скважину можно легко пробить, размывая породу высоким давлением воды.
  • Ударное бурение с помощью долота и напора воды.

Важно! Любые высоконапорные схемы требуют применения специального узла-редуктора, устанавливаемого на срез буровой штанги. Редуктор обеспечивает одновременно вращение керна и подачу воды от помпы внутрь штанги

Гидробурение с роторной врезкой

Даже при сильном насыщении глины или суглинка водой разрушить породу только напором воды очень сложно, поэтому для гидробурения используется буровая коронка на вращающей штанге, как на видео:

Штангу вращает электродвигатель через цепную передачу. Замок в верхней части бурового станка обеспечивает установку и сцепление новой штанги с основной трубой без остановки.

Задача коронки — разрушить и измельчить породу до минимального размера, при котором поток обратной воды сможет вынести дробленую массу за пределы ствола. Роторная схема гидробурения существует с прямой или обратной схемой подачи воды. В первом случае вода нагнетается внутрь штанги, охлаждает инструмент, вымывает породу из-под режущих коронок и поднимает породу и грунт через затрубное пространство в шламоотстойник.

Во втором случае вода заливается в скважину через затрубное пространство и выводится через внутреннюю полость штанги. Этот способ гидробурения применяется для случаев, когда необходимо получить максимальное качество стенок скважины и избежать загрязнения водозабора глинистым раствором. Это, в свою очередь, обеспечивает максимальную водоотдачу скважины.

Совместное использование напора воды и режущего инструмента позволяет бурить скважины в известняках, старых глинах, сланцах и пластах с высоким содержанием обломочных фрагментов мягких осадочных пород. Максимальная глубина ствола, как правило, не превышает 50 м.

Размывка породы высоким давлением

Для песка и супесей гидробурение скважин может осуществляться по упрощенной схеме, при которой ствол шахты формируется только за счет размывания зернистой массы грунта. В промышленных условиях подобная схема гидробурения с рабочим давлением до 300 атм. позволяет резать мягкие кварцевые и осадочные отложения. При давлении в 450 атм. режутся кальциты, шпаты и гранит.

Для домашних условий рабочее давление редко превышает несколько десятков атмосфер. Размывочным способом практически невозможно выполнить гидробурение скважины на глубину более 20 м. К положительным сторонам размывочной технологии можно отнести отсутствие роторного станка и упрощение работы. Нередко для гидробурения размывкой применяется только затвор и помпа. Штангу, по которой подается вода под высоким давлением, устанавливают на трехопорный лафет и вращают вручную с помощью воротов.

Для эффективного разрушения породы на дне скважины используют также ударные долота. В этом случае на конце буровой штанги монтируют острозаточенные долота и штыки из твердых сплавов. При нанесении несильных, но частых ударов, с одновременным проворачиванием штанги вокруг оси, острая кромка долота раскалывает небольшие камни на мелкие фрагменты, которые выносятся потоком воды. Способ довольно эффективен для работы на известняковых пластах, но абсолютно не пригоден на вязких и подвижных суглинках.

Типы водозаборных выработок и грунтов

Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.

В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:

  • абиссинский колодец;
  • фильтровая скважина;
  • артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам.

Для ее бурения используют технологию забивки, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.

Эта схема позволяет изучить особенности устройства различных скважин, чтобы лучше понять технологию их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения)

Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.

Фильтровые скважины, которые также называют скважинами “на песок”, создают на грунтах, где водоносный слой пролегает относительно неглубоко – до 35 метров.

Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.

На этой схеме наглядно представлено устройство фильтровой скважины. В нижней ее части необходимо установить фильтр, чтобы предотвратить попадание песка и ила в воду

Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. Фильтровая скважина нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание.

Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.

Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы.

Заиливание такой скважине обычно не грозит, а дебит может достигать примерно 100 куб.м/ч. Но и глубина, на которую предстоит провести бурение, обычно оказывается более чем солидной – от 20 до 120 метров.

Разумеется, бурить такие скважины сложнее, а времени и материалов на выполнение работ уйдет значительно больше. Профессиональная бригада может справиться с работами дней за 5-10. А вот если мы бурим скважину на участке своими руками, может понадобиться и несколько недель, и даже месяц или два.

Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения.

В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:

  • влажный песок, который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
  • водонасыщенный песок, извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
  • крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
  • плывун, представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
  • суглинок, т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
  • глина, пластичная порода, с бурением которого справится шнек или стакан.

Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная.

Почти все выбирают более простой и дешевый вариант – опрос соседей, которые уже пробурили скважину или соорудили колодец. Уровень воды в вашем будущем водоисточнике будет примерно на той же глубине.

Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.

Плюсы и минусы

Преимущества и недостатки использования гидробура во многом зависят от целого ряда условий. Нужно учитывать предполагаемые геологические условия работы, тип грунта и сложность поставленной задачи. Исходя из этого, подбирается подходящий вид гидробура. И только потом можно говорить о гипотетических преимуществах того или иного способа. Например, если в итоге был выбран ударный метод бурения, то преимущества заключаются в следующем:

  • подойдет для прочных каменистых грунтов;
  • стенки скважины легко очищаются, а сам водный слой остается нетронутым;
  • бур входит глубоко, так что можно брать пробы и изучать характеристики на разных слоях почвы;
  • после буровых работ не нужно ждать определенное количество времени для окончательного монтажа скважины.

Несмотря на количество плюсов, у этого метода есть и свои недостатки. Он не подойдет для песчаного грунта, бурение проводиться строго вертикально, а скорость вращения при этом достаточно низкая по сравнению с другими моделями.

Преимущества гидробурения скважин

Технология гидробурения на воду в народе получила популярность сравнительно недавно, поэтому имеет много неверных толкований. Во-первых, является ошибочным представление о том, что метод годится только для небольших скважин. Это не так.

При желании и соответствующем техническом обеспечении гидробурением можно бить скважины более 250 метров. Но наиболее распространенная глубина бытовых скважин составляет 15-35 метров.

Мнение о большой стоимости метода также не подтверждается расчетами. Хорошая скорость работ снижает финансовые затраты.

К явным преимуществам метода так же можно отнести:

  • компактность оборудования;
  • возможность бурения на крайне ограниченной площадке;
  • минимум технологических операций;
  • высокая скорость работ, до 10 м в день;
  • безопасность для ландшафта и экологического баланса;
  • возможность собственноручного бурения;
  • минимальная стоимость.

Пожалуй, самым весомым плюсом гидробурения все-таки является возможность вести бурение на благоустроенных территориях без существенных эстетических неприятностей.


Технология гидробурения на станке МБУ позволяет провести цикл работ на небольшой площадке и не нарушает благоустройство участка

Преимущества гидробурения становятся также очень явными, если сравнить его с технологией сухого бурения, где необходимо постоянно доставать из ствола для очистки рабочий инструмент и загружать его снова.

Больше всего эта технология приспособлена для работы с  мелкообломочными осадочными грунтами, которые легче всего извлекать из скважины с помощью желонки. А буровой раствор позволяет обойтись без желонирования.

Конечно, для хорошего результата предприятия надо приобрести соответствующие средства механизации, потому что одним самодельным буром, даже на малых глубинах, не обойтись.

Самодельные устройства для бурения скважин

Простейшим водозаборным устройством является скважина абиссинского колодца. Чтобы ее устроить вовсе не нужно сложного оборудования или приспособлений. Достаточно раздобыть «бабу», а это груз килограмм на 20 – 25 и изготовить подбабок – по сути, хомут, надежно охватывающий забиваемую трубу.

Элементарное приспособление для пробивки абиссинских скважин показано на рис.1, где:

1. Хомут для крепления блоков.

2. Блок.

3. Канат.

4. Баба.

5. Подбабок.

6. Забивная труба.

7. Труба водозаборная с фильтрующим устройством. На переднем конце она оснащена копьевидным наконечником, диаметр которого больше всех остальных составляющих. Поднимая и резко опуская бабу, два человека достигают водоноса на глубине до 10 метров за один световой день.

Чертеж рис.1 не предусматривает треноги

Не отрицая действенности такого способа, обращаем внимание, что с треногой легче управлять направлением погружения, ведь шурф должен быть строго вертикальным. Треногу легко сделать своими руками из подручных материалов

Бурение классических скважин на воду может производиться ударно – канатным способом, оборудование для реализации такой технологии отличается такой простотой, что «просится» быть изготовленным своими руками.

Простейшие малогабаритные установки такого типа позволяют бурение скважин на воду в глубину до 100 метров. Характерным недостатком такого способа является низкая производительность при проходке, поскольку процесс связан с постоянными подъемами инструмента для выгрузки грунта из скважин после каждых 5 – 8 ударов. В то же время ударно – канатный способ дает возможность наиболее качественного вскрытия водоносных пластов. Простейшее приспособление, показанное на рис.1, легко подвергается модернизации установкой привода на лебедку с муфтой сброса, а также установкой дополнительного ручного подъемного механизма для сборки обсадных труб, что доступно сделать своими руками в домашних условиях.

Популярны самодельные установки для бурения скважин на воду с применением шнекового инструмента. Это целая гамма решений от простого садового бура, на котором имеется возможность наращивать по длине бурильную штангу, до достаточно сложных механизмов, подходящих под классификацию МГБУ. На них применяются уже электрическая или ДВС тяга.

При желании простой шнековый бур можно сделать своими руками, ведь пригодится не только для бурения водяных скважин, но и при постройке ограждений участка и при создании свайного ростверкового фундамента, значительно снижая объем земляных работ. Для этого можно использовать чертеж с рис.3, при необходимости изменив размеры в соответствии с предпочтениями изготовителя.

Более сложные приспособления для бурения шурфов таким способом включаю в себя буровую вышку, представляющую собой традиционную треногу.

Одному работнику под силу выполнить работу, но при этом существует опасность отклонения буровой колонны от вертикали. Поэтому обычно работают вдвоем, равномерно нагружая обе стороны рычага.

Учитывая трудоемкость выполнения работ, целесообразно максимально механизировать процесс бурения. Для этого есть все условия, поле непродолжительных поисков на строительных рынках можно приобрести любые детали или узлы и сделать бурилку самостоятельно.

Как видно из рис.6, многие промышленные образцы не сравняться с такой самоделкой по элегантности исполнения и компоновки такой установки. Судя по виду проводников, электрическая схема разработана и исполнена под напряжение 220 вольт. Размер бурового инструмента показывает, что установкой доступно исполнение скважин среднего и высокого дебита.

Бурение

Самый простой способ — шнековый, с использованием бура. Для неглубоких скважин использование вышки не потребуется. Весь процесс осуществляется двумя или тремя людьми, так как при вращении бура нужно прикладывать много силы.

Перед началом работ, нужно выкопать небольшую ямку. Это даст буру направление и поможет врезаться в грунт. Первые витки можно сделать и одному, а вот дальше потребуется помощник. Как только бур заглубится на всю длину, его аккуратно вытаскивают и очищают от земли.

Во время бурения его придется постоянно извлекать и очищать. По мере необходимости длина бура увеличивается дополнительными штангами.

Бурить нужно до тех пор пока не появится вода. Подсказкой будет появление мокрой земли. Однако не стоит сразу прекращать работу, обычно первый слой воды — грунтовый. Бурить же необходимо до водоупорного слоя, что обеспечит хороший приток воды.

После того, как доберетесь до водоносного слоя, нужно насосом откачать грязную воду. Откачав 40 — 50 литров скважина очиститься. Если вода все равно будет грязной, можно еще углубиться на пару метров.

Устройство

По окончанию бурения скважину надо обустроить. Для ее обустройства следует использовать обсадные трубы — асбестовые или пластиковые.

Для надежного крепления трубы должны иметь посадочные кольца. После установки, их засыпают керамзитом или гравием.

Скважина под воду — методы бурения

Шнековый метод — самый простой и дешевый способ. Основан на применение шнека (винта). Недостатком такого метода является то, что бурение возможно только мягкой и сухой почвы.

Роторное — производится бурильной сваей, внутри которой вращается специальный вал с долотом. Измельченный грунт извлекается с помощью вымывания.

Ударно — канатный метод бурения — самый медленный и трудоемкий. Однако, считается самым качественным. Срок службы будет более 50 лет. Скважина в этом случае делается при помощи тяжелого снаряда для дробления породы. Из недостатков можно отметить — высокую цену работ.

В заключении стоит отметить, что бурение лучше доверять профессионалам. Ошибка при бурении может привести к поломке оборудования или загрязнению самой скважины. Однако, обладая нужными знаниями и если есть оборудование, то скважину можно сделать и своими руками.

Посмотрите видео: Бурение скважины своими руками за 2 дня

https://youtube.com/watch?v=0N_KOvdK2xU

Что и как делать, порядок работ

Теперь рассмотрим, как правильно подготовить все к работе. Первое, что нужно сделать, — определить место, где будут проводиться работы, вычислить примерную глубину работ, после чего подготовить соответствующий инструмент.

Для создания абиссинской скважины придется углубиться на 15-20 м, а это возможно только при отсутствии твердых пород и камней. Можно провести разведывательные работы и пробурить специальной насадкой место рядом с будущей скважиной, чтобы убедится в возможности проведения работ.

После этапа выбора места, подготовки оборудования, производится монтаж МБУ. Делается раствор для промывки, готовится обсадная труба. Проводится бурение, по мере которого вводится обсадная колонна. Технология позволяет выполнять это без прекращения работ на извлечение отработанной почвы.

Как только водяной слой был обнаружен, работы останавливаются и можно заниматься монтажом скважины и разборкой установки.

Виды

Гидравлический бур можно подобрать на экскаватор или манипулятор и даже для мини-погрузчика. Он считается частью оборудования для специализированной, профессиональной техники. Основу для любой конструкции обычно составляет проводной механизм и шнек, так что приспособление обычно выглядит как навесной механизм. С его помощью можно выполнять целый ряд различных задач:

  • создавать разные углубления в грунте по диаметру;
  • подготовить все необходимое для организации с нуля подземных коммуникаций;
  • создавать отверстия необходимой глубины для скважины воды;
  • брать пробы грунта для дальнейшего анализа;
  • подготавливать все необходимое для установки ограждений и электростолбов;
  • использовать ямобур для озеленения территории.

И это лишь небольшой список задач для буровой установки. В остальном все зависит от поставленных целей и особенностей конкретного оборудования. Они будут различаться в зависимости от типа конструкции. Исходя из этих особенностей, гидробуры можно разделить на несколько видов.

Ударно-канатные

Этот метод для гидровращателя далеко не новый, а саму конструкцию можно назвать практически классической. В зависимости от типа грунта используются разные инструменты в конструкции. Обычно это долото с желонкой. Если первое обеспечивает именно ударную силу, то желонка наоборот позволяет удалять жидкость из скважины

Это важно при некоторых типах грунта. В конструкции обязательно присутствует обсадная труба и клапаны

Такое оборудование можно сделать своими руками, выкачивание жидкости обеспечивается из полипропиленовых труб, а с помощью крепежа вся конструкция соединяется с ударной частью. Это наиболее простой вариант для изготовления своими руками.

Шнековые

Этот метод имеет только один достаточно серьезный недостаток, который сокращает сферу его применения: ограничение по глубине бурения скважин. Поэтому на трактор или при обработке обширных участков такой метод может не подойти. При шнековом бурении глубина скважин будет составлять не более 20 метров. Подойдет такой метод для:

  • установки ограждений;
  • добычи проб грунта на разной глубине;
  • установка и демонтаж свай;
  • создание отверстий для озеленения участка.

Роторные

Роторное бурение скважин больше подойдет для твердых горных пород, чем шнековое. Основным инструментом служит долото, которое усиливается гидравлическим давлением, а за счет диаметра самого инструмента решают сразу несколько необходимых задач.

  • Снижают затраты энергии. За счет особенностей конструкции они здесь сведены к минимуму;
  • Сохраняют целостность скважины и колонны в ходе работы;
  • Работают на большой глубине.

Именно благодаря этому легко создаются водоносные скважины и выработки для целого ряда участков в короткие сроки. Вода также помогает очищать забой от различного рода мусора в ходе обработки, так что оборудование практически универсально.

Ручные

Ручное бурение больше подойдет для небольших глубин и частных дачных участков. Для этого, помимо самого оборудования, нужна вода, которая будет выполнять несколько задач:

  • разрушенные участки и мусор сразу вымываются;
  • с помощью жидкости охлаждается инструмент;
  • водный массив шлифует края скважины.

Технические особенности и преимущества гидробурения

Гидробурение скважин – это метод разрушения структуры грунта под влиянием бура с применением жидкости. Данный процесс считается самым доступным вариантом самостоятельного обустройства собственного водозабора в загородном подворье. Превосходно работает в условиях песка и глины, значительно сокращает время проведения монтажных работ, затраты человеческих и энергетических ресурсов.

Не рекомендуется его применение на болотистой местности и при прохождении скалистых пород. В прохождении болота он малоэффективен. Для проведения бура сквозь скальные породы необходимо использовать механическое бурение, человеческих усилий будет явно недостаточно.

Такой принцип работы заключается в ускоренном вымывании мелких частиц грунта и поднятие их с помощью струи воды под большим напором. Основным условием остается легкость вымываемой породы и быстрота ее разрушения.

Такой метод для бурения скважин имеет ряд преимуществ:

  • незначительная себестоимость работ;
  • возможность проведения работ в ограниченном пространстве;
  • нет зависимости от посторонних людей и мощной крупногабаритной техники;
  • получаемый ствол скважины обладает достаточной прочностью.

Для проведения таких работ необходимо наличие воды под нужным напором. Это может обеспечить гидропомпа и емкость объемом 5-21 м³, в зависимости от особенностей местности и глубины будущей конструкции. Хорошим подспорьем будет наличие центрального водоснабжения.

Для проведения подобной работы понадобится применение буровой установки малых габаритов. Как правило, она имеет диаметр 1 метр и высоту до 3 метров.

Оборудование для гидробурения включает в себя:

  • разборную раму из прочной стали;
  • лебедку на электроприводе;
  • специальный контур, обеспечивающий скольжение элементов по раме;
  • специальный бур со штангами;
  • гидропомпа и шланг для подачи воды;
  • блок управления.

Перед началом работ, необходимо позаботиться о наличии сетевого источника электропитания или генератора. А еще пригодятся: обсадные трубы, основной фильтрующий элемент и стандартные рабочие инструменты.

Выполняем бурение и устанавливаем обсадные трубы – руководство для начинающих мастеров

Процедура ручного гидробурения проста. Схема ее такова:

  1. Наливаете в приямок воду и замешиваете в ней глину до консистенции кефира. Операция выполняется миксером. Такой раствор при бурении станет формировать в скважине своеобразную емкость с гладкими стенками.
  2. Запускаете мотопомпу. Она закачивает в шланги промывочную жидкость, которая перетекает к бурильной установке через штангу. Затем вода уходит в первый приямок. В нем жидкость из скважины, насыщенная частицами грунта, отфильтровывается (взвеси оседают на дно). Буровой раствор становится чистым и переходит в следующий приямок. Его можно повторно применить для бурения.
  3. В случаях, когда длины бурильной колонны недостаточно для достижения слоя воды, насаживаете дополнительные штанги.
  4. Добравшись до заветного водоносного слоя, подаете большой объем чистой жидкости в скважину, чтобы тщательно промыть ее.
  5. Извлекаете штанги и устанавливаете трубы (обсадные).

Обычно используются трубные изделия сечением 11,6–12,5 см со стенками, имеющими толщину около 6 мм. Допускается устанавливать любые обсадные трубы – пластиковые, из асбестоцемента, стальные.

Обсадные трубы желательно снабдить фильтрами. Тогда вода из скважины будет иметь более высокое качество. Можно приобрести готовые фильтрующие приспособления. Но есть и более экономный вариант – изготовить простейшие фильтры собственными руками.

Обсадные трубы с фильтрами

Просверлите дрелью в нижней части обсадной трубы множество небольших отверстий. Обмотайте изделие геотканью, зафиксировав ее подходящими по размеру хомутами. Фильтр готов! Поверьте, такая нехитрая конструкция сделает воду из скважины в разы чище.

Также после монтажа обсадной трубы рекомендуется засыпать в нее немного гравия (примерно половину обычного ведра). Этот строительный материал в данном случае будет служить дополнительным фильтром.

После установки обсадных изделий скважина промывается еще раз. Процедура дает возможность размыть водоносный слой, который в процессе выполнения буровых работ насытился промывочной жидкостью. Делается такая операция следующим образом:

  • устанавливаете оголовок для скважины на трубное изделие;
  • шланг, идущий от мотопомпы, тщательно закрепляете;
  • подаете внутрь скважины чистую воду.

Все работы завершены. Опускайте в скважину насос и наслаждайтесь чистой водой.

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий