Виды технологий бурения скважин. Технология бурения скважин на воду

Потребность в скважинах для добычи воды существует ровно столько, сколько существует цивилизация. Различные геологические условия, глубина расположения водоносных горизонтов и потенциальный ресурс водозабора – факторы, которые влияют на выбор способов бурения скважин. Современные методы механизации позволяют бурить глубинные скважины, которые отличаются высоким качеством воды и дебитом на протяжении нескольких десятилетий.

Виды скважин на воду и базовые принципы их бурения

• Колодец – один из «раритетных» способов добычи воды. D скважин на колодцы обычно составляет 800-1500 мм. Повсеместное использование аргументировано возможностью минимальной механизации в процессе бурения и то, что воду из колодца можно получить фактически везде. Относительно небольшую глубину скважины от 4-5 м до 10-12 м можно выкопать вручную, хотя это поистине каторжный и не всегда благодарный труд ввиду рисков попадания на плывуны или массовые твердые включения. Способ бурения колодца заключается в поочередной установке железобетонных колец и выкопке грунта по внутренней окружности кольца.

• – относительно неглубокая скважина до водоносного горизонта, который, как правило, располагается на глубине от 15 до 40м. D скважин 76 мм - 215 мм. На крупнофракционных песках устанавливают фильтр – перфорированную трубу с обмоткой сеткой галунного плетения. Спрогнозировать срок службы скважины на песок очень сложно. Срок эффективной службы песчаных скважин сильно колеблется от уровня грунтовых вод и может составлять от нескольких лет до нескольких десятилетий. Есть разные способы бурения скважин на воду: шнековый или роторный.

• Роторный метод бурения (канатно-вращательное бурение) заключается в разрушении породы буром при постоянной подаче воды. Бур вращается за счет ротора, установленного на палубных двигателях буровых установок либо через коробку отбора мощности от двигателей автотранспорта, которые служат площадкой для буровых установок. Для укрепления стенок скважин применяются обсадные трубы, а бурение после их установки продолжают шарошечным долотом меньшего размера, чем вначале бурения. Роторный способ бурения применяется для тех видов скважин, глубина которых не более 55 м с возможностью прохождения через известняковые слои.

• Шнековое бурение «всухую» (вращательное бурение) применяют для бурения неглубоких скважин (до 50 м, реже – до 80 м) в мягких суглинистых породах. Шнек представляет собой сварную конструкцию из стальной трубы и ленты спиралевидной формы. Шнек разрушает породу, которая поставляется на поверхность к устью скважины шнековым транспортером. На шнеке устанавливаются простые резцы с жесткой фиксацией, что не позволяет бурить шнековым методом особо твердые или сыпучие породы. В качестве породоразрушающих элементов применяют буры – керноприемники или долото с 2-мя и 3-мя резцами.

• – скважина с относительно небольшим заглублением до 30 м. Организовывать абиссинские колодцы, а вернее скважины можно только тогда, когда пьезометрический уровень устанавливается на уровне не более 8 м, на котором устанавливается насос. При глубоком расположении водяного зеркала необходимо заглублять насос. Ввиду небольшого диаметра в абиссинские колодцы не устанавливаются погружные насосы.

Назвать организацию абиссинского колодца стандартным способом бурения скважин сложно. Прохождение слоев грунта производится с помощью забивания труб не очень большого диаметра (1/4 – 2 дюйма). Газовые трубы с помощью резьбовых соединений соединяются в колонны, которые называются иглой. На первой трубе устанавливается конусообразный наконечник чуть большего диаметра, чем сама «игла», чтобы трение труб о стенки скважины не затрудняло прохождение. В абиссинские колодцы оптимальна установка трубы D 1 дюйм отрезками по 1-3 м, т.к. дебит скважины данного типа не зависит от диаметра бетонных колец или труб.

Вид бурения абиссинской скважины – комбинированный : начальный этап бурения проводят в сухом грунте до обводненного горизонта (плывуна). Начальный D скважины – 50-80 мм . Далее бур меняют на наконечник с фильтром и забивают все сегменты труб, герметично соединенные муфтами. Раньше соединения герметизировались строительным льном (пенькой), на сегодняшний день – с помощью силиконовых герметиков.

Обязательным элементом является фильтр – перфорированная дюймовая труба, которая располагается на следующем сегменте после наконечника. Фильтр обматывается сеткой галунного плетения, чтобы не пропускать песок. Нормальный уровень подачи воды зависит от регулярной очистки колодца под давлением. При заиливании фильтра спустя 8-10 лет эксплуатации , что наблюдается приблизительно в 3 % случаев, необходимо произвести замену фильтра.

Артезианские скважины бурятся на глубину 50 – 80 м и более – до 400 м . Артезианские скважины в основном характеризуются способностью к самоизливанию воды, но не все могут фонтанировать. Артезианские - вид скважин на воду, в которых отсутствие необходимости в мощных насосных установках обусловлено тем, что расположение водозаборного слоя производится выше уровня земли.

Артезианские скважины всегда располагаются в известняковых водоносных слоях и решение о бурении именно артезианской скважины аргументировано тем, что в известняковых слоях наличие воды гарантировано в любой местности и ее уровень не зависит от климатических и погодных условий.

Водозабор из артезианских скважин проводится на более высоком уровне, чем глубина самой скважины (обычно на уровне залегания песков). Выкачивать воду из артезианских скважин можно со скоростью 5 м*3/час, что значительно превышает показатели водоотдачи скважин на песок. Вода в артезианских скважинах отличается чистотой, но может обладать повышенной минерализацией, поэтому всегда целесообразно проводить химический анализ вод.

Артезианские скважины можно бурить с помощью ударно-канатного способа бурения скважин на воду. Этот метод бурения подходит для бурения скважин глубиной до 300 м. Принцип ударно-канатного бурения заключается в ударе снаряда с определенной высоты. Канатно-ударным методом бурят песчаные грунты с помощью желонки и суглинистые – с помощью забивного стакана. Для прохождения через слои с каменистыми включениями используют буровые патроны. Артезианские скважины можно бурить также с помощью канатно-вращательного вида бурения скважин при условии использования телескопической структуры бурильной установки. Бурение проводится полой штангой с забурником на рабочем конце. Бурение проводится раствором с бентонитовой глиной, что позволяет сразу же укреплять стенки скважины. В готовую скважину опускают пластиковые трубы и фильтр.

Между внешними стенками труб и самой скважины необходимо проводить гравийную отсыпку щебенкой фракции 5-20 мм.

Выбор типа и вида организации водозабора должно определяться только после тщательного геологического исследования места организации скважины.

Пробурить скважину на воду задача полностью выполнимая, причем все можно сделать и своими руками. Единственное, может не получится сделать артезианской скважины.

Это работа довольно трудоемкая. Стоимость пробурить скважину для воды полностью зависит от глубины залегания источника.

Так что сколько стоит пробурить скважину для воды будет полностью зависеть от вашего участка. По видео в этой статье вы сможете посмотреть весь порядок выполнения работы. И по фото увидеть его более детально.

Критерии, по которым определяется качество питьевой воды из скважины

Основная цель, которую преследует бурение на участке скважины, является добыча воды для полива и питья.

• Прозрачность не менее 30 см.
• Нитратов не должно быть более 10 мг/л.
• Один литр воды не может содержать больше 10 кишечных палочек.
• Не меньше трех баллов должна быть оценка запаха и вкуса.

Совет: Чтобы убедиться в качестве питьевой воды ее образец следует обязательно сдать в санэпидемслужбу на экспертизу.

Методы бурения

Есть несколько способов сооружения на воду скважин, глубина которых больше 20 метров.

Это может быть:

• Бурение шнеком.
• Колонковое бурение.
• Ударно-канатный способ.
• Ударно-вращательный.
• Использование ледоруба.

Инструменты

Технология бурения скважины для воды включает в себя правильный подбор нужного инструмента и оборудования.

Для бурения скважины нужны следующие инструменты и оборудование:

• Необходимо иметь вышку для бурения или сделать приспособление самому;
• Гур, который будет соответствовать диаметру скважины;
• Лебедку;
• Стальную трубу, которая предназначена для крепления стенок, и штанги.

Внимание: Если у вас большая глубина скважины, тогда понадобится бурильная вышка, она подойдет для бурения скважины на большую глубину. Эта конструкция позволяет погрузить и поднять бур со штангами.

Определяем тип скважины

Этот вопрос довольно важен и полностью повлияет не только на стоимость работ, но и на качество воды:

• Перед началом бурения территорию участка необходимо исследовать на предмет глубины, на которой залегают грунтовые воды, поскольку этот параметр будет определять объем требуемых к выполнению работ, которые приведут к тому, что скважина станет водоносной.

Внимание: На выбор типа скважины непосредственно влияет глубина, на которой залегает водосодержащий пласт.

• Если залегание водоносного пласта неглубокое и его можно встретить на глубине от 3 до 12 метров, следует выбрать скважину типа « ».
• Скважина песчаная используется при глубине залегания до 50 метров.
• Скважина артезианского типа будет использоваться при залегании в грунте воды до 200 метров.

Первый и второй типы скважин возможен к выполнению вручную, а вот скважина артезианского типа потребует профессиональных бурильщиков и буровой установки. Инструкция по изготовлению других видов будет ниже.

Исполнение песчаной скважины вручную

Выкачивание воды данный тип предусматривает с глубины, не превышающей 50 метров. Называется скважина так потому, что воду она дает из содержащего ее песчаного слоя грунта обычно находящегося на глубине в полсотни метров.

Такая глубина, на которой залегает водоносный слой, требует периодической проверки в санстанции содержимого воды, поскольку не гарантирует ее чистоту.

Песчаная скважина организуется по классической схеме с использованием насоса. Очистка же воды от мусора и взвесей производится при помощи установленного на глубине фильтра, требующего регулярной очистки. Такой тип имеет срок службы порядка 15 лет.

Устройство скважины по типу «абиссинский колодец»

Данная наиболее проста в исполнении. Поскольку она не глубока, необходим тщательный подход при выборе места для ее устройства.

Вблизи такой конструкции не должно находиться сточных и выгребных ям, септиков и мусорных куч, поскольку небольшая глубина повышает риск загрязнения источника вредными веществами.

Внимание: В случае отсутствия в грунте галечника или иных твердых пород, скважину можно пробурить на придомовой территории, либо непосредственно, в подвале дома.
Такая конструкция представляет удобство в пользовании при минусовых температурах. Для того чтобы пользоваться водой в отсутствии электроэнергии, кроме насоса домашний колодец также оборудуется ручной колонкой.

Бурение артезианской скважины

Если скважины артезианского типа имеются на соседних участках, то залегания воды в данной местности, скорее всего, происходит в известняковом пласте. В иных случаях для определения глубины, на которой залегает вода, используется экспериментальная скважина, выполняемая бурильщиками.

В состоянии обеспечить водой не один участок, поэтом для получения искомого результата и экономии средств бурение часто заказывают в складчину.

Выбор того или иного вида скважины обусловлен типом грунта и планируемого к потреблению количества воды. Песчаная скважина и абиссинский колодец обеспечат небольшие потребности в расходе воде.

Если же расход будет превышать 10 кубометров на час, то в таком случае необходима артезианская скважина. Для того, чтобы в дальнейшем с прокладкой водопровода не возникло проблем, любой тип скважины лучше бурить недалеко от дома.

Инструменты и оборудование для бурения

Бурение артезианской скважины профессионалами производится при помощи буровой установки. Для бурения менее глубоких скважин используется тренога с лебедкой, которая будет осуществлять спуск и подъем бурового инструмента – бур, колонка для бурения, бурильные штанги, колонковая труба.

Бурение скважины вручную осуществляется металлическим шнеком, в роли которого можно использовать ледобур для надледной рыбалки. При этом бур должен быть изготовлен из высокопрочной стали.
Данный вариант бурения скважины наиболее экономичен. Кроме того, еще понадобятся насос для скважины, фильтры, кессон, вентили, трубы различного диаметра (обсадная, водопроводная) и шланги.

Этапы бурильных работ

Итак:

• Для начала вырывается шурф или яма размерами полтора на полтора метра. Для предотвращения осыпания углубление облицовывают кусками ДСП, досками или фанерой.
  Для большей устойчивости в вертикальном положении трубы, обычным буром прорывается ствол глубиной в 1 метр и диаметром 15-20 сантиметров.
• Над углублением устанавливают деревянную или металлическую прочную треногу, называемую буровой вышкой и закрепляют на ней лебедку. Очень часто вышки сооружают из бревен. Также на треногу подвешивают бурильную колонку со штангами длиной в 150 сантиметров (при условии самостоятельного бурения).
• Штанги крепятся при помощи резьбового соединения и фиксируются хомутом. Данная конструкция применяется для спуска-подъема оборудования.
• Насос приобретается заранее и обуславливает будущий диаметр колонковой трубы и скважины. Для свободного прохождения насоса в трубу разница между диаметрами насоса и трубы изнутри должна быть не менее 5 миллиметров.
• Спуск и подъем оборудования для бурения и считается бурением скважины. В процессе работы штанга проворачивается в грунте, и сверху по ней одновременно наносятся удары долотом.

Внимание: Гораздо удобнее выполнять такую работу в паре. Один прокручивает штангу газовым ключом, а другой пробивает породу, нанося сверху по штанге удары.
Лебедка облегчает спуск и подъем в скважину оборудования, намного упрощая рабочий процесс. Для того, чтобы определить время извлекания штанги для чистки бура она маркируется и чистка производится через каждые полметра.

Для облегчения преодоления различных пластов грунта для бурения используют различные буры:

• Для глинистых почв используется спиральный бур (змеевик);
• Для разрыхления почв твердых используется бур-долото;
• Для песчаного грунта используется бур-ложка;
• Для поднятия грунта на поверхность используется желонка.

Давайте теперь разберемся, как выполняется непосредственно работа:

• Бур-ложка применяется для прохождения песчаного слоя, с добавлением воды во время бурения. В случае твердого грунта используется буры-долото, имеющие плоскую и крестовую форму.
  Данные буры предназначены для разрыхления твердой почвы. Преодоление песков-плывунов происходит с применением ударного способа.
• Желонка, змеевик и бур-ложка применяются на глинистых почвах. Поскольку спиральные буры (змеевики) имеют конструкцию подобную спирали, они отлично справляются с глинистыми почвами. Шаг спирали в таких бурах будет равняться диаметру самого бура. Основание бура имеет размеры от 45 до 85 миллиметров, а лезвие бывает от 285 до 290 миллиметров.
  Содержащие гравий галечные пласты пробиваются с использованием обсадных труб, чередуя при этом долото и желонку. В некоторых случая без залива воды в отверстия не обойтись, поскольку это значительно упрощает бурение скважины. при помощи помпы также заслуживает внимания.
• О близости водоносного пласта будет свидетельствовать извлекаемая на поверхность влажная порода. Бурение заметно облегчится, но останавливаться не следует, поскольку необходимо буром найти водоупорный слой.

Раскачка и благоустройство скважины

Когда достигнута нужная глубина, можно переходить к следующему этапу по благоустройству скважины:

• В готовую скважину производиться спуск фильтровой колонки состоящей из фильтра, отстойника и трубы. Фильтр можно приобрести в магазине или изготовить собственными силами из обсадной трубы, перфорации и фильтрационной сетки.
• Укрепление трубы производится при помощи засыпания пространства, находящегося за ней крупнозернистым песком или щебнем с фракцией до 5 миллиметров. Засыпка должна быть осуществлена выше уровня фильтра.
  Поскольку функция фильтра защищать скважину от крупных примесей и песка, то он является главнейшим элементом конструкции. Параллельно с засыпкой осуществляют закачивание воды в трубу с герметичным сверху концом.
  Данная операция производит промывку фильтра и затрубья. При помощи этой операции происходит образование естественной преграды от крупных примесей.
• Далее осуществляется операция по желонированию обеспечивающая откачку воды шнековым насосом или специальной насадкой-желонкой до появления из свежей скважины прозрачной и чистой воды. Это и есть этап раскачки. Чаще всего при этом используют центробежный электрический насос.

Внимание: Преимущество данного механизма заключается в его способности к перекачиванию жидких сред с повышенной плотностью. Допустим и обычный насос бытового типа, но, к сожалению, он займет больше времени и усилий. В случае отсутствия электроэнергии к использованию возможен и ручной насос.

• По окончанию прокачки при помощи страховочного троса на глубину производят спуск насоса, к которому подключается шланг или водопроводная труба с диаметром от 25 до 50 миллиметров. Выбор необходимого диаметра зависит от того, какое количество воды будет возможно выкачать за определенный промежуток времени из скважины.
• В случае применения стальной трубы насос фиксировать не обязательно, а водонепроницаемый кабель, питающий насос, крепится к ее телу.

Выбираем насос

Цена данного механизма будет зависеть от его мощности и производителя. Лучше конечно отдать предпочтение проверенным брендам, ведь в них существенно лучше качество производства.
При выборе так же следует применять и следующие параметры:

• Основным показателем в этом вопросе будет ;
• Так же повлияет и диаметр обсадной трубы, его надо учесть обязательно, иначе насос просто не подойдет;
• Так же понадобится и мощность, а на это в свою очередь повлияет удаленность доставки воды.

Внимание: При глубине залегания воды до 9-ти метров, прекрасно подойдет поверхностный насос самовсасывающий. При больше глубине залегания следует применять скважинный насос погружной.

• Сначала устье скважины следует оборудовать кессоном. На эту тему есть подробная статья на нашем сайте;
• Выводим трубу и при этом привариваем ее к оголовку. Теперь опускаем туда насос;

Внимание: Не следует забывать, что на горловине надо закрепить вентиль. С его помощью вы при необходимости всегда сможете перекрыть воду. Это нужно при возникновении неполадок.

Теперь вы имеете представление, как выполняется эта работа. Самое главное не торопиться и правильно определить тип скважины. После этого при работе делать качественную герметизацию швов и все у вас получится качественно и ремонт не будет часто беспокоить.

Организация автономного водоснабжения становится актуальным вопросом при удаленности участка от центральной магистрали. Существует несколько способов обеспечения водой: от до применения специализированной буровой техники. Среди них имеются такие, которые позволяют построить скважину своими силами, и она будет давать воду высокого качества в необходимом количестве.

Виды скважин на воду

Скважина на песок

Бурение в этом случае производится на глубину 15-30 метров до момента достижения горизонта, содержащего воду. Чаще всего, для этого применяется шнековый способ. Труба, имеющая диаметр более 100 мм, оснащенная фильтром, является скважиной. В качестве фильтра используют перфорированную трубу. Его устанавливают в песках крупной фракции, имеющих примесь гальки. Дебет таких скважин находится в пределах 0,6-1,2 куб. м. в час, что дает возможность обеспечить водой дом с двумя точками забора.

Срок эксплуатации скважин на песок находится в пределах 5-10 лет при постоянном использовании. В случае нерегулярной эксплуатации скважины этот срок существенно снижается и составляет 2-3 года. После чего заилившуюся скважину очищают под напором воды, имеющим сильное давление. При отсутствии требуемого эффекта от промывки требуется бурение новой скважины.

Артезианская скважина

Французская провинция Артуа дала имя этому виду бурения. Это связано с тем, что именно там было осуществлено первое бурение на известняк, где имело место явление саморазлива воды из скважины. Практика показывает, что не все скважины такого типа способны фонтанировать. В процессе бурения необходимость в установке сетчатого фильтра отпадает. Воды в этом случае залегают в известняке, однако не в каждом из них может присутствовать вода. Дебит скважины на известняк находится в пределах 3-10 куб. м. в час. Количества воды достаточно на минимум 60 лет, а ее качество находится на высоком уровне. Для производства буровых работ требуется применение специальной техники, что подразумевает потребность в пространстве для ее заезда и развертывания.

Стоимость работ по бурению артезианской скважины достаточно высока, но качество и больше, чем достаточное количество воды, а также долговечность ее компенсируют затраты.

Способы бурения

Шнековое бурение

Шнековое бурение скважин характеризуется простотой и относительно небольшими затратами. Многие малогабаритные установки для бурения работают с применением этого способа. Для выемки грунта используется архимедово колесо, в технике оно именуется шнеком. Глубина скважин, получаемых таким образом, менее 10 метров. В этом случае нет необходимости в воде или буровом растворе, используемых при промывке.

Применение шнекового бурения ограничено характеристиками грунта. Способ широко используется при сухом или мягком грунте. Работать шнеком в плавунах или скальных породах не представляется возможным. Для проведения буровых работ требуется соответствующая квалификация, так как помимо умения пробивки отверстия необходимо уметь проводить мероприятия по защите водоноса от проникновения верховодки и сточных вод.

Роторный способ бурения

Таким способом получают скважины большой глубины. В качестве инструмента для бурения скважин используют специальную бурильную трубу. В ее полости располагается вал, оснащенный на конце долотом, работающем от гидравлической установки. Таким образом можно достичь любой глубины скважины. С целью промывки скважины от грунта используется бурильный раствор. Подача его может происходить следующим образом:

• прямой промывкой, при которой происходит подача насосом раствора, и он выводится на поверхность самотеком;
• обратной промывкой, когда раствор попадает самотеком, а откачивается вместе с породой насосом.

Промывка обратным способом дает возможность иметь значительный дебит скважины. Это связано с существенным повышением качества вскрытия горизонта, содержащего воду. При этом стоимость работ значительно возрастает вследствие применения дорогостоящего сложного оборудования. В этом отношении прямая промывка предпочтительнее.

Бурение ударно-канатным способом

Бурение на воду таким способом производится уже длительный период времени. Характеризуют его высокая трудоемкость и малая скорость производства работ. При этом качество скважины находится на высоком уровне, она может эксплуатироваться до пятидесяти лет.

Технология бурения состоит в дроблении грунта путем воздействия снаряда, обладающего значительной массой. Снаряд поднимают на определенную высоту, и при его падении происходит разрушение грунта. Для удаления породы, подвергшейся разрушению, применяется желонка.

Бурение, происходящее таким образом, не требует промывки водой или бурильным раствором. Такая специфика технологии позволяет произвести точное вскрытие водоносного слоя, что обеспечивает максимальный дебит и эксплуатационный срок скважины.

Стоимость буровых работ ударно-канатным способом значительна. Трудоемкость в этом случае существенно выше, чем при роторном методе. Помимо этого при выходе на последующие слои водоносного грунта необходимо использование обсадных колонн для изоляции более высоких горизонтов.

Технология ручного бурения скважин на воду

Шнековый способ бурения

Процесс производства буровых работ этим способом происходит с достаточно высокой скоростью. В его ходе одновременно ведутся работы по продавливанию и укладке стен скважины, что не допускает обрушения почвы. Скважина оборудуется бетонными или металлическими стенками.

Основным инструментом является шнек для бурения, в качестве которого используется труба с навивкой из металлической ленты. Для осуществления технологических операций используется механизмы, оборудованные подвижным вращателем. Соединение его со шнеком происходит при помощи резьбы или за счет сопряжения элементов фигурного сечения. Максимальный шаг подачи составляет 15 м.

Конструктивно шнек выполняется полым и снабжается реверсивным замком и разными долотами.

Высококачественная сталь замков износоустойчива, что дает возможность уменьшить производственный цикл.

В случае ведения работ на грунте, имеющем повышенную мягкость и рыхлость, лопасти располагают под углом к забою 30-60 градусов. Буровые работы в плотных породах или на гальке и гравии производятся с расположением долота под прямым углом. Показатель твердости почвы определяет соответствующий угол.

В ходе бурения за счет трения рабочих частей долота и почвы происходит их значительный разогрев. Спиральная поверхность шнека способствуют перемещению отработанного грунта на поверхность.
Шнек для бурения скважин, имеющий центральный канал является наиболее эффективным. С его помощью происходит подача при помощи насоса воды или воздуха, что существенно снижает коэффициент трения. Применение этой технологии дает возможность заглубляться на уровень 50 м. При необходимости обустройства скважин большей глубины, шнековое бурение комбинируется с другими способами выполнения буровых работ.

Станки, служащие для выполнения этого вида работ, оборудуются литыми головками, элементами, производящими резание и хвостовиком. Нередко на лопастях производится наплавка специальными сплавами, обладающими высокой твердостью, или оснащаются техническими алмазами.

Шнековое бурение производится с глубиной, соответствующей габаритам штанги. Достигнув ее, происходит отключение станка и отсоединение штанги для ее извлечения и наращения еще одной штангой. После этого работы возобновляются.

Роторное бурение

Для осуществления буровых работ требуется применения фрезерных двух- или трехлопостных долот. Долото срезает породу, находясь под воздействием колонн. Этот инструмент применим при сооружении колодцев трубчатого типа с мягким грунтом. Для твердых пород следует использовать долота с алмазной рабочей поверхностью. Универсальным инструментом является шарошечное долото, которое может работать с различными по твердости видами пород.

В основу процесса бурения положена передача от двигателя вращения ротору. Начальный этап требует применения долота с большими размерами. Нагрузка, направленная вертикально, передается от бурового снаряда инструменту, который производит работу по срезанию и раскрашиванию грунта. При окончании работ, достигнув определенного участка, производят монтаж обсадной трубы. При проходке очередного участка применяется инструмент и труба с меньшим диаметром по сравнению с предшествующим участком.

Бурение с обратной промывкой

Для удаления отработанной породы происходит подача воды самотеком. В процессе стекания по трубе и поверхности стенок ствола осуществляется вымывание измельченного грунта. Образующийся раствор из выработанной почвы и воды откачивают сквозь отверстие бурильного инструмента при помощи насоса или эрлифта. Жидкость, поднятая на поверхность, по трубе или лотку перемещается для очистки в специальную емкость. При подаче воды также происходит охлаждение инструмента. Глубина скважин при использовании этого способа достигает одного километра.

Бурение с прямой промывкой

В этом случае применяется глинистый раствор, который закачивают в шахту по буровым колоннам. В процессе данного мероприятия происходит вымывание выработанного грунта, его подъем на поверхность вместе с водой. После чего раствор передается на отстой в емкость.

Ударно-канатное бурение

Для разрушения породы используется забивной стакан, который обладает существенной массой. С целью создания необходимого усилия для бурения, инструмент понимается на некоторую высоту, после чего опускается. При соприкосновении с грунтом происходит его забор полостью стакана, а при подъеме осуществляется удаление породы. Трудоемкость таких работ значительна, но при этом обслуживание такой установки возможно одним человеком. Подобная технология широко применяется в мягком грунте.
Конструкции буровых вышек для роторного и ударно-канатного бурения аналогичны. Она представляет собой треногу, которая имеет высоту больше длины стакана на 1,5 м. На вершине устройства зафиксирован блок лебедки. К тросу прикрепляется забивной стакан или ударная штанга. При применении стакана выемка грунта происходит за счет собственной массы. Использование штанги подразумевает дополнительное усилие при осуществлении забивания.

Стакан изготавливается из трубы с длиной 0,7-3 м, для выполнения режущей кромки которой применяется сталь высокой прочности. Кромку подвергают заточке внутрь стакана на конус. Если применяется ударная штанга, то ее конструкция выполняется из трубы, вверху которой приварена наковальня. В процессе погружения происходит заполнение стакана породой, а при подъеме через отверстие сбоку его очищают.

В случае буровых работ в грунте, который обладает повышенной сыпучестью или влажностью, обычный забивной стакан заменяют желонкой. В ее конструкции предусмотрен клапан, который открывается в момент врезания в грунт и закрывается при его подъеме.

Потребность человека в питьевой воде существует ровно столько, сколько существует сама цивилизация. Другого способа добывать воду, кроме как из земли, мы еще не научились, да и то технологии добычи питьевой воды далеки от совершенства. Тем не менее, другого выхода нет, если нужно обеспечить бесперебойное водоснабжение дома. Не везде есть возможность подключения к централизованному водопроводу, поэтому приходится бурить скважины.

Какие бывают скважины на воду

Геологические условия каждого участка диктуют определенные условия, в соответствии с которыми происходит выбор типа скважины. На выбор типа скважины влияют:

• ресурс и глубина источника;
• стоимость разработки источника;
• качество воды.

Современные технологии бурения скважин на воду могут дать отличные результаты, показывая хорошее качество воды и высокую продуктивность месторождения. Рассмотрим основные, базовые принципы разработки скважин и их виды.

По сути, это два способа, которые позволяют добыть воду малыми средствами. Сейчас мы рассмотрим методы бурения третьего типа , артезианских. Тем не менее, любой из описанных ниже способов может подойти и для устройства скважины меньшей глубины.

Исходя из названия, бурение скважины производится специальным инструментом, который называют шнеком. Инструмент вращательными движениями разрушает грунт, а наверх измельченная порода подается шнеком, на конце которого находится бур. При податливом грунте бурение таким способом производится довольно быстро. Скорость бурения составляет примерно 40-45 метров за рабочую смену. Бурение шнеком - самый экономичный вид бурения скважин на воду, но такая технология имеет и свои недостатки.

Во-первых, бурение возможно только на мягких или средних грунтах в силу того, что бур не может справиться с твердой и каменистой почвой. Во-вторых, бурение на песчаных грунтах шнековым методом не имеет смысла, поскольку почва успевает осыпаться до того момента, пока будет установлена труба. Поэтому в таких случаях применяют другие методы бурения.

Суть метода заключается в применении полой штанги, на конце которой укреплен забурник. Разрушенная почва поднимается не механическим методом, а вымыванием, причем для этого используется специальный раствор. Раствор представляет собой смесь глины и воды, а после использования вся масса направляется в шламоотстойник.

Глина в составе раствора нужна для того, чтобы укреплять стены скважины, поэтому применение такого метода вполне возможно на песчаных грунтах. Сам механизм имеет довольно компактные размеры. Этим можно воспользоваться в том случае, если необходимо пробурить скважину непосредственно в подвале жилого дома. Глубина выработки таким методом может достигать 300 метров, что вполне подходит для бурения артезианских скважин.

Ударно-канатный способ бурения скважин на воду

Для вязких грунтов наиболее применим ударно канатный метод бурения. Несмотря на хитрое название, он предполагает резкое опускание в шахту металлического стакана, который по мере заглубления наполняется грунтом, после чего стакан поднимают на поверхность при помощи системы канатов, вычищают, затем бросают опять. Процесс бурения таким способом не требует вообще никакого оборудования, но физически изнурителен и занимает довольно длительное время.

Ручное бурение скважин

Этим и отличаются профессиональные бурильщики от обычных застройщиков. Существует и техника для ручного бурения ударно-канатным или шнековым методом, которую можно взять в аренду. Но при самостоятельной разработке скважины застройщик не всегда отдает себе отчет в объемах работ и ее сложности, поэтому все же заплатить некоторую сумму бурильщикам.

Бурение скважин на воду цена

Цены на бурение скважины, естественно, зависят от многих факторов, главным из которых является состав грунта. Так, на известняковых грунтах бурение может обойтись от 1,5 до 2 тысяч рублей за метр проходки, а на песчаных грунтах будет стоить уже от 2,5 тысячи за метр. Артезианские скважины всегда стоят несколько дороже, и цена бурения составит около 2,8 тысяч рублей за метр.

На бурении можно и сэкономить, для этого есть несколько способов. Как правило, все бурильные работы проводятся в теплое время года, когда к бурильных бригад расписан каждый день. Если спланировать бурение в зимнее время, то можно сэкономить до 20% средств. Также необходимо исходить из принципа разумной достаточности - если нет необходимости в высокопроизводительной скважине, то технология бурения скважин на воду меньшего диаметра или глубины может обойтись значительно дешевле.

Все же, если нет уверенности в своих силах, лучше доверить бурение профессионалам. Это гарантированно даст возможность пользоваться чистой водой круглый год без всяких ограничений.

Чтобы загородный дом или дача, расположенные вдали от централизованных сетей водоснабжения, не были лишены благ цивилизации, а именно воды, стоит пробурить скважину на участке для обеспечения хозяйственно-бытовых и питьевых нужд водопотребления. Главным преимуществом такого гидротехнического сооружения является стабильная подача воды круглый год. Первое, что нужно сделать на этапе сооружения такого источника, – это пробурить проходку. При этом может использоваться разная технология бурения скважин. У каждого метода есть свои нюансы, преимущества и недостатки. Чтобы вам было проще разобраться в особенностях бурения скважины на воду, мы предлагаем вашему вниманию видео процесса.

Для обеспечения водоснабжения дома от подземного водного горизонта можно использовать разные виды скважин:

• абиссинская скважина-игла или колодец;
• выполнение проходки на песок;
• сооружение артезианской скважины.

Главным преимуществом постройки колодца является простота процесса, возможность его самостоятельного выполнения и финансовая выгода. В таком сооружении постоянно присутствует около двух кубометров воды. К недостаткам колодцев можно отнести необходимость их постоянной чистки, иначе вода начнёт заиливаться, вероятность загрязнения и пересыхания.

Неплохой недорогой альтернативой колодцу может стать абиссинская скважина. Её глубина доходит до 15 м. Однако это сооружение тоже недолговечно. Гидротехнические сооружения на песок бурятся на глубину 15-30 м. Они могут прослужить пару десятков лет. Однако такая скважина тоже может заилиться.

Самая чистая и качественная вода добывается из артезианской скважины. Такие водоносные горизонты залегают на значительной глубине (свыше 50 м) среди пластов пористого известняка. Срок службы этого гидротехнического сооружения самый внушительный (до 50 лет).

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.

Выбор технологии бурения

Технология бурения скважин на воду выбирается в зависимости от требуемой глубины забоя и состава грунта. В любом случае для получения полных данных требуется провести геологоразведочные работы. По полученным результатам можно подобрать подходящий метод бурения.

Важно знать: для сооружения артезианских скважин используется роторный способ. Такое бурение позволяет выполнять забой нужной глубины и диаметра. Метод также подходит по экономическим и экологическим соображениям. Бурение можно проводить в рыхлых породах со скальными вкраплениями.

Для обустройства неглубокой скважины на песок в песчаном или рыхлом грунте можно выбрать метод гидробурения. Также с этой задачей неплохо справится технология шнекового бурения. Это самый простой и доступный способ сооружения скважин на песок. Рассмотрим особенности технологического процесса самых востребованных методов бурения.

Метод роторного бурения

Это самая распространённая технология. Работа ведётся при помощи бурильной трубы с расположенным внутри вращающимся валом. На конце вала находится долото. Для создания необходимой нагрузки используется гидравлическая установка. О том, как происходит процесс роторного бурения, можно узнать из предложенного в конце статьи видео. Если кратко описать процедуру бурения, то она заключается в следующем:

1. В почву заглубляется долото большого размера. Агрегат приводится в движение двигателем внутреннего сгорания.
2. Между долотом и бурильной колонной монтируются утяжеляющие трубы для увеличения нагрузки.
3. В ходе работы в скважину под давлением подаётся промывочный раствор. Он облегчает выход измельчённой породы на поверхность по каналу ротора. Именно поэтому второе название данной технологии – бурение с промывкой.
4. Когда первая часть проходки выполнена, для предотвращения обрушения стенок устанавливается обсадная труба. Просвет между обсадной колонной и стенками проходки цементируется.
5. Дальнейшая работа ведётся долотом меньшего диаметра. После выполнения второго участка монтируется обсадная труба меньшего диаметра.
6. Когда бурильные работы будут закончены, делают «разглинизацию» проходки. Это необходимо для того, чтобы промывочный раствор не забивал поры скважины и не препятствовал поступлению артезианской воды.

Для вымывания грунта из скважины выполняется промывка ствола бурильным раствором. Он может подаваться двумя способами:

1. Прямая промывка. При помощи насоса прямо во внутреннее пространство бурильной трубы. Выход раствора с породой происходит самотёком через затрубное пространство.
2. Если промывочная жидкость подаётся в затрубное пространство, то её выход осуществляется через бурильную трубу, откуда её выкачивают при помощи насоса. Этот способ называется обратной промывкой. Он считается лучшим, поскольку позволяет качественнее вскрыть водный пласт, что позволит увеличить производительность скважины в будущем. Однако его трудоёмкость и цена выше.

Преимущества роторного бурения:

• Скорость выполнения работ у данного метода самая высокая.
• Бурение можно выполнять на любую глубину в любой породе.
• Нет необходимости заготавливать заранее большое количество обсадных труб.
• В сравнении с другими методами стоимость работ значительно ниже.
• Такая методика бурения позволяет добраться до требуемого горизонта с водой даже, если на пути будут располагаться залежи известковой породы.
• Метод позволяет обустраивать песчаные фильтры. Для этого нужно засыпать песок в пространство между стенками проходки и обсадной трубой.

Шнековый метод

Обычно малогабаритные буровые установки работают именно по этой технологии ввиду её простоты и дешевизны. Для разрушения породы и её извлечения на поверхность используется шнек или Архимедов винт.

Глубина гидротехнического сооружения в этом случае может доходить до 60 м. Главные ограничения при такой методике бурения – это возможность работы только в сухих и мягких почвах. Если на пути движения шнека окажется твёрдая порода и плывуны, то дальнейшее бурение будет невозможным.

Внимание: несмотря на то, что шнековое бурение – довольно простая технология, важно не только пробурить скважину, но и правильно защитить её от верховодки, которая может загрязнить воду в источнике.

Ударно-канатная методика

Это самая трудоёмкая и медленная технология. Однако качество проходки самое высокое. Суть технологии в следующем:

1. Заострённый мощный снаряд поднимается на определённую высоту и резко отпускается.
2. Измельченная порода вынимается из шахты посредством желонки. Для работы в мягком грунте желонку и долото можно объединять в один снаряд.

Главное преимущество в том, что это сухое бурение не требует использования воды или промывочного раствора. Благодаря этому достигается высокая точность вскрытия водоносного пласта, а также значительно увеличивается срок эксплуатации гидротехнического сооружения (до 50 лет), которое будет давать максимальную производительность.

Недостатком является дороговизна метода. Также в ходе бурения необходимо постоянно изолировать вышерасположенные водоносные горизонты, что требует заготовить много обсадных труб.

Как проводится бурение скважин на воду (видео):