Как пробить скважину на воду: востребованные на практике варианты и буровые технологии

Разновидности скважин на воду

В первую очередь конструкция скважины определяется типом водоносного пласта.

Нужно узнать, насколько глубоко залегает вода на вашем участке.

Бывают они такими:

1. Верховодка: самый верхний и самый загрязненный слой, чаще всего залегающий на глубинах до 2,5 м (иногда – до 10 м). За редкими исключениями качество этой воды не позволяет применять ее для питья и приготовления пищи – только для технических нужд. Добывается с помощью обычного колодца.
2. Артезианские воды: самый глубокий, чистый и производительный водоносный пласт. Но добыча такой воды, имеющей идеальное качество, допускается только при наличии специальной лицензии. Да и построить артезианскую скважину самостоятельно невозможно – обычно пласт залегает глубже 50-ти м и только в очень редких случаях выходит на 30-метровый горизонт.
3. Напорный пласт: обычная глубина залегания – от 30 до 50 м. Источники данной разновидности часто называют «скважиной на известняк», хотя водоносный пласт может быть образован не только известняком (это наиболее желаемый вариант), но и суглинками, а также гравийно-галечными отложениями.
4. Безнапорный пласт: именно сюда – на глубину до 20 м – чаще всего добираются буровики-самоучки. Как правило, пласт состоит из пропитанного водой песка, откуда и пошло название – скважина на песок. Также не исключена галечниковая, гравийная структура и некоторые другие варианты. В большинстве случаев вода имеет приемлемое качество, но ее обязательно нужно сдать в лабораторию для анализа. Естественный напор отсутствует, поэтому необходим погружной насос и прочный водопровод. Также потребуется установка песочного фильтра.

У скважин на известняк есть два существенных достоинства:

• Отсутствует необходимость устанавливать песочный фильтр в нижней части ствола.
• Вода за счет естественного напора может подниматься довольно высоко, что облегчает эксплуатацию скважины и снижает требования к насосу и трубам.

Расположение водоносного слоя

Однако, несмотря на все плюсы подобную скважину своими силами делают очень редко, так как она является слишком глубокой.

Согласно расчетам, при глубине залегания вод свыше 20 м делать скважину своими руками нецелесообразно – нанять профессионалов со специнвентарем будет дешевле.

Если вы добрались до безнапорной воды на отметке 12 – 15 м, лучше не останавливаться, а по возможности углубляться далее, чтобы добраться до известняка.
Известняковая скважина по сравнению с песчаной имеет целый ряд преимуществ, среди которых большая производительность (5 куб. м/сут против 2-х) и более длительный срок эксплуатации – 50 лет против 15-ти.

Гидробурение

Осуществляется мощной струей воды из специального бурового инструмента. Преимущество технологии в том, что возможно гидробурение скважин в каменистой почве.

Нагрузка струи обеспечивается весом штанги и бурильной оснастки. В установку заливают специальный раствор, который потом направляется в подготовленный приямок.

Последовательность гидробурения своими руками:

• В первую очередь устанавливается малогабаритная конструкция или МБУ для гидробурения.
• Начинать работы лучше всего с утра.
• Если бурение происходит в песчаной почве, то необходим большой запас жидкости.
• Перед работой глина смешивается в раствор в подготовленном приямке. Замес выполняется посредством строительного миксера. Консистенция должна напоминать кефир.
• Далее по шлангам подается раствор к работающему буру.
• Постепенно жидкость шлифует стенки и углубляется в почву. Раствор используется по кругу.

Эта технология содействует дополнительному усилению стенок образующегося источника.

Глубина скважины на воду: от чего зависит

Перед тем как приступить к разработке проекта водопроводной системы, необходимо знать, какие критерии влияют на бурение скважины и какой должна быть ее оптимальная глубина.

Для этого нужно учесть:

1. Глубину залегания водоносного горизонта. Эту величину можно выяснить с помощью пробного бурения либо после проведения геодезических работ по анализу местности.
2. Назначение. Для простого полива необязательно достигать нижних водоносных слоев, устраивая абиссинскую скважину, а для питьевой воды придется искать такую воду, качество которой будет отвечать нормативным требованиям.
3. Рельеф местности. К особенностям относят и земной профиль: на ровных участках воду можно обнаружить не так глубоко, в то время как холмистая местность потребует бурения в самой низкой точке — впадине.
4. Необходимый объем воды, или дебит. Это количество перекачиваемой воды в единицу времени, называемое производительностью скважины. Например, для полива достаточно учесть расход воды 0,5 м³/ч, а для песчаных слоев дебит увеличивается до 1,5 м³/ч.

Для артезианских колодцев величина объема может достигать 4 м³/ч.

Бур своими руками

Сделать бур для скважины своими руками не очень сложно. Для этого потребуется труба, диск от пилорамы, металлический лист толщиною 2-3 мм, электроды для сварки. В первую очередь готовится рабочая поверхность инструмента – ножи.

• Диск разрезается на две половинки.
• Из листа железа вырезается круг диаметром меньше диска, но больше трубы. В нем делается отверстие под диаметр трубы.
• Круг разрезается пополам.
• Теперь половинки устанавливаются к трубе по разные стороны под небольшим углом, но в разных направлениях. Крепление производится сваркой.
• На половинках диска делаются посадочные отверстие по два с каждой стороны.
• Каждый диск укладывается на приваренную половинку круга, и через отверстия делаются пометки, в которых также делаются отверстия.
• Теперь надо половинки диска уложить на половинки круга, чтобы их отверстия совпали. Через них делается крепление болтами.
• К противоположному краю трубы приваривается резьбовая муфта, она будет соединять между собой штанги бура. Соответственно к другим штангам (трубам) надо с одной стороны приварить сгон, соответствующей резьбе муфты, а с другой стороны приваривается сама муфта.
• Чтобы вращать ручной бур надо будет изготовить специальную рукоятку. Это будет сгон, на который перпендикулярно будет приварена труба диаметром 20-25 мм.

Самодельный бур

Таким устройством глубокие скважины не пробурить, но до 10 м – не проблема. При этом необходимо будет вбуриваться в землю на несколько сантиметров (30-40), после чего его вытаскивать, чтобы освободить от налипшей земли.

Стакан-бур также изготавливается просто из обычной трубы с толщиною стенки не меньше 2 мм. Просто берется отрезок трубы и с одной стороны затачивается вовнутрь. Можно нарезать на конце зубья с точно такой же заточкой. Противоположный край надо заглушить и прикрепить к торцу крюк или ушко, к которому будет соединяться трос буровой установки. Обязательно делаются продольные пазы, через которые можно будет удалять грунт.

Стакан-бур

Ложка-бур изготавливается из толстостенной трубы. С одной стороны трубу разрезают так, чтобы образовались лепестки. Их обязательно затачивают, делая острую кромку. Сюда же приваривается сверло большого диаметра. Обязательно делается продольный вырез, через который будет удаляться почва, выбранная из скважины.

С противоположной стороны бур заглушается и делается приспособления для подвеса к тросу. Если требуется пробурить скважину большого диаметра, то бур-ложку можно сделать из газового баллона.

Чертеж ложки-бура

Итак, был разобран вопрос, как самому пробурить скважину для воды. Было рассмотрено несколько технологий, каждая из которых отличается используемым рабочим инструментом. Именно правильный выбор инструмента в соответствии с типом грунта гарантирует качество проводимых буровых работ.

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

Куда бурить?

Каким образом в природе формируются водоносные пласты можно посмотреть на следующей схеме:

Верховые воды, залегающие на глубину до 10 м, формируют преимущественно атмосферные осадки. Такую воду можно использовать для питья после очистки (фильтрации через шунгит, кипячения), а для технических целей верховодку берут прямо из колодца. Что касается дебета скважины под нее, то он слишком мал, да еще и нестабилен.

Для питьевой воды своими силами лучше всего бурить скважину в межпластовые воды (на схеме они указаны красными стрелками). Конечно, самая качественная вода — это артезианская, но самостоятельно до нее добраться практически невозможно, даже если наверняка знать, где нужно бурить. А кроме того, индивидуальная разработка и добыча такого ценного природного ресурса запрещена законом вплоть до уголовной ответственности.

Своими силами получается пробурить скважину только в безнапорный пласт — то есть в песок, пропитанный водой и лежащий на глиняной подстилке. Отсюда еще одно распространенное название таких скважин — скважины «на песок», хотя водоносный слой в них может состоять и из галечника, и из гравия, и еще из какой-нибудь субстанции. Дебет их невелик (если есть 2 000 «кубов» в сутки, то это очень хорошо) и может колебаться.

Глубина залегания безнапорных вод — 5-20 м от поверхности земли. И такую воду уже можно пить, правда, после раскачки скважины и соответствующей проверки качества добываемой жидкости в контролирующих инстанциях.

Обратите внимание! Конструкция любой скважины в безнапорный пласт достаточно сложна, поскольку требует отфильтрования песка при добыче. Добавляет сложности и отсутствие напора – в связи с этим появляется ряд требований к насосу и водопроводу в целом

Напорные пласты ниже безнапорных. Глубинный диапазон их залегания в земле — от 7 до 50 м. Такие пласты — это плотные породы: трещиноватые, водоупорные (суглинок, известняк) или гравийно-галечниковые отложения. Самую качественную воду можно добывать из известняка. И скважины (их еще называют «скважинами на известняк»), пробуренные в эту породу, служат достаточно долго. Их дебет, как, впрочем, и многих других напорных скважин, составляет до 5 кубов воды в сутки. Эти сооружения также отличают высокие показатели стабильности. Воду почти до поверхности земли поднимает ее собственный напор, поэтому любые напорные скважины, как и соответствующие системы водоснабжения, гораздо легче обустраивать.

Способы бурения и инструменты

Как самому пробурить скважину для воды? Для любительского исполнения доступны следующие виды бурения:

• ударный;
• роторный и ударно-вращательный;
• ударно-канатный.

Ударный

Применяется для создания скважины-иглы, также называемой абиссинским колодцем. По сути, грунт буквально прокалывается трубой с заостренным наконечником, имеющей в диаметре от 25 до 120 мм. По ее торцу осуществляют серию ударов специальным тяжелым инструментом – бабкой.

Вращательный (роторный) и ударно-вращательный

При данном способе буровой снаряд закрепляют на конце так называемой буровой колонны или штанги, состоящей из нескольких последовательно скрепленных труб.

По мере углубления скважины буровая колонна наращивается путем присоединения к ней все новых колен.

Вращают колонну с помощью вделанного в верхнее колено рычага, заставляя таким образом бур погружаться в землю. При ударно-вращательном бурении буровую штангу периодически приподнимают и сбрасывают, разрыхляя грунт, либо бьют по ней кувалдой.

Инструменты:

1. Шнек. Используется двухзаходный вариант, поскольку одно заходный будет уходить в сторону и быстро застрянет. При вращательном бурении шнеком проходят связные грунты однородной плотности – почву, мягкую глину, суглинок, влажные супеси.
2. Ложковый бур. Применяется при вращательном или ударно-вращательном бурении для разработки рыхлых и сыпучих грунтов, которые не могут удерживаться между лопастями шнека.

После бурения скважины следует провести работы по ее благоустройству

Очень важно соорудить надежный оголовок для защиты скважины от паводковых вод. Оголовок для скважины своими руками: ход работ по изготовлению, разновидности и маркировка

Ударно-канатный

Самый простой способ. Тяжелый буровой снаряд подвешивается на канате, конец которого перекинут через блок. Вручную или с помощью лебедки снаряд приподнимают, а затем сбрасывают, разрыхляя или извлекая грунт (в зависимости от применяемого инструмента).

Виды буров:

1. Долото: нижняя часть снабжена острыми зубьями. Применяется для разрушения валунов и разрыхления плотных грунтов.
2. Желонка: имеет вид перевернутого стакана с клапаном. Применяется для выборки сыпучих и полужидких грунтов: когда желонка сбрасывается, ее полость заполняется породой. Инструмент вытаскивают на поверхность и опорожняют.
3. Забивной стакан (бур Шитца): принцип работы такой же, как у желонки, только без клапана. Применяется для выборки вязких, налипающих грунтов, которые удерживаются в полости стакана за счет трения.

Характеристика приспособлений

Первая в списке приборов для создания скважины – бурильная вышка. Она применяется для рытья почвы под глубокие скважины. С помощью такой конструкции стало возможным погружать бур на большую глубину. Также можно осуществлять его подъем вместе со штангами. Если погружать устройство на небольшие расстояния, то доставать его можно вручную, без применения вышки.

Что такое буровые штанги? Они производятся из обычных труб, которые соединяются друг с другом при помощи резьбы или в редких случаях шпонок. Для изготовления режущих насадок используют листовую сталь толщиной от 3 мм. После их изготовления необходимо произвести заточку кромок насадок

При этом следует принять во внимание, что при вращательных движениях механизма бура они должны врезаться в грунт по часовой стрелке

Способы утепления наружных магистралей

Самый надёжный способ защитить трубы от замерзания — прокладка ниже уровня промерзания грунта. Но в силу многих объективных причин такое не всегда возможно. Для того, чтобы уберечься от мороза нужно использовать комплексную защиту. В неё входят изоляция труб в сочетании с использованием саморегулирующихся электрических подогревающих кабелей. Для пассивной защиты труб имеет смысл применять твёрдые скорлупы из пенополистирола соответствующего внутреннего диаметра с толщиной наружной оболочки до 8 см.

Саморегулирующийся кабель закрепляется на трубе, предварительно оклеенной алюминиевой лентой (это касается ПЭ труб) для лучшего теплообмена. Для труб, диаметром до 50 мм допускается закрепление кабеля вдоль трубы. Трубы свыше 50 мм нужно оборачивать кабелем по спирали. Такой подход обеспечивает защиту наружных магистралей при температурах до -60 градусов! Кабель не перегреет трубу, т.к. имеет встроенные датчики температуры, рассредоточенные по его длине и установленные на поддержание температуры воды внутри трубы на отметке +5 градусов.

Такой кабель достаточно включить осенью и выключить весной. На сегодняшний день это самый эффективный способ борьбы с морозом, если трубопроводы проходят близко к поверхности грунта или имеются наружные вводы в дом. ПЭ трубы, равно как и все другие виды пластиковых и металлопластиковых труб долго промерзают, но так же долго оттаивают. Несмотря на то, что будучи замороженными, они редко повреждаются, каждый, кто хоть раз испытал на себе удар морозной стихии, предпочитает саморегулирующийся кабель всем другим видам утепления.

Недостаток такой системы защиты очевиден — при отсутствии напряжения в сети он не работает. Но для комфортной и безопасной жизни за городом нужно иметь на этот случай альтернативный источник электропитания. Ведь современный загородный дом оборудован множеством систем, использующих электричество. А выбор источников питания очень разнообразен — от традиционных бензиновых электростанций, до аккумуляторных ИБП или электроустановок, работающих на сжиженном газе.

Способы самостоятельного бурения

На сегодняшний день мастерами-самоучками на дому разработано несколько способов бурения скважин на воду вручную. Рассмотрим самые действенные из них.

Ручной шнековый метод

К способам самостоятельного бурения относят бурение шнеком, которое пользуется популярностью за счет доступности выполнения. Благодаря шнеку удается пробурить неглубокую скважину (до 40 м), воды из которой хватит на целый дом.

Шнековое бурение скважин основано на применении винтообразного стержня (шнека), на который крепятся стальные лопасти с буровым наконечником. Рабочие внедряют шнек в почву подобно штопору. Постепенно углубляясь, винтообразный стержень разрушает многочисленные почвенные горизонты. Отработанная земля выносится наверх металлическими лопастями.

Различают следующие разновидности шнеков:

• конструкции с углом от 30 до 60 градусов;
• стержни с режущими лопастями.

Первый вид шнеков удобнее для использования, так как лопасти с меньшим углом препятствуют опаданию измельченного грунта. В результате не происходит засорения скважины.

Работа малогабаритных шнековых конструкций схожа с работой ручного бура, но в движение их приводит электродвигатель.

Технология колонкового бурения

Колонковая технология бурения скважины отличается быстротой выполнения работ. Благодаря специальному оборудованию (похожему на трубу с колонкой) удается пробурить не один метр почвенного горизонта. 16-ти сантиметровая в диаметре труба способна быстро внедряться внутрь, подтягивая за собой специальный шланг.

Верх такой трубы имеет узел крепления, на который в процессе погружения наращивают полутораметровые штанги. Поэтапно наращивая технологическую колонну, получают необходимой глубины скважину.

Прочный металлический сплав составляет основу коронки с заточенными краями для резки плотных вкраплений. В зависимости от физико-механического состава почвенного слоя выбирают соответствующие размеры и формы коронок. При вращении трубы в почве формируется небольшое отверстие.

Долото помогает разбить на осколки структуру сверхтвердых скальных пород, после чего погружают трубу с коронкой.

Установка после бурения скважины колонковым способом обсадных труб укрепляет стенки конструкции. Чтобы не допустить поломки прибора, систематически глиняным раствором либо чистой водой заполняют снаряд.

Далее показано, какие инструменты понадобятся для колонкового бурения скважины под воду:

Ударно-канатный способ

Ударно-канатный метод основан на разбивании грунта за счет тяжелого бурового прибора, опущенного с высоты в 200 м. При этом следует использовать специальный буровой инструмент, включающий в себя:

• трос с забивным стаканом;
• лебедку, прикрепленную к другому краю троса;
• треногу.

Благодаря лебедке уменьшается прилагаемая сила, а редуктор с мотором позволяет автоматизировать всю работу. Основу забивного стакана составляет металлическая труба с заточенной кромкой для резки. Такая установка разбивает породы любой твердости. Желонка помогает извлекать рыхлые породы при бурении водоскважины.

Канатно-ударное бурение выглядит как разбивание специальным инструментом почвенного горизонта с удалением режущей желонкой захваченного хлама. Последний поднимается на поверхность. После освобождения стакана от хлама начинают очищать снаряд желонку.

Алгоритм работы выглядит так:

1. Копка ямы (1×1 м) глубиной около 0,5 м.
2. Установка в ее центре садового бура с последующим его заглублением до появления влажного песка.
3. Установка на его место конструкции с обсадными трубами с последующим фиксированием ее в почве кувалдой.
4. Извлечение желонкой обрушенной обсадки.
5. Наращивание обсадной трубы соответствующими отрезками с последующим их свинчиванием.

За несколькими ударами на поверхность обязательно поднимают желонку либо стакан для очищения их от грунта. Далее можно увидеть, как происходит бурение скважины под воду ударно-канатным методом:

Ударно-вращательный метод

Бурение скважины данным методом основано на использовании инструмента, способного одновременно выполнять вращение и удары. Благодаря этому работа протекает быстрее и в течение короткого времени удается обустроить необходимое гидротехническое сооружение. Особенно эффективна установка при неоднородности геологии.

Бурение ударно-вращательным методом возможно с задействованием треноги, благодаря которой погружение и извлечение бура происходит быстрее. Методика незаменима на рыхлых почвенных горизонтах, а также при извлечении глинистых включений – суглинков с супесями.

Выбор типа скважины

Ствол для скважины может быть:

• Фильтровым – песчаный колодец;
• Безфильтровым – артезианский колодец;
• Колодцем трубчатым.

Артезианские

Бурение скважины артезианского типа подразумевает бурение на глубину до двухсот метров – на этой глубине залегает пористый известняк. Преимуществом артезианских скважин на воду является бесперебойная подача воды вне зависимости от времени года, так как на такой глубине забоя вода не замерзнет. Длительность эксплуатации скважины достигает пятидесяти лет.

Принцип бурения

Песчаные

Скважины на песок бурят на глубину до тридцати метров. Такая скважина состоит из заглубленной трубы, в конце которой устанавливается фильтр, задерживающий крупные механические примеси и песок. Песчаная скважина может обеспечить водой дачный участок или небольшой загородный дом.

Преимуществом песчаного колодца является простота бурения и сравнительно невысокая стоимость обустройства и обслуживания скважины. Недостатком является:

• низкая производительность;
• вероятность заиливания;
• попадание в скважину грунтовой или поверхностной воды.

Кроме того, песчаная скважина обычно служит не более десяти лет.

Колодец

Схема и установка абиссинского колодца

Колодец, устанавливаемый для добычи чистой воды, называется абиссинским или трубчатым. Его бурят на глубину до пятнадцати метров, а забой сооружают заводскими бетонными кольцами. Если на участке имеется хороший родник, колодец быстро накапливает воду.

Определяясь с типом колодца, учитывайте необходимый вам объем воды для потребления и регулярность потребления водных ресурсов. Например, песчаная скважина вполне обеспечит дачный участок, на котором живут только в весенне-летний период.

Если же требуется обеспечение водой дома, в котором живут круглый год, подойдет артезианская скважина, как наиболее приемлемый вариант автономного водоснабжения.

1 Колонковый способ бурения

Бурение скважины колонковым способом выполняется с применением специального оборудования, в обиходе имеющего простое название – «стакан». Стакан представляет собою стальную трубу, нижний край которой оборудован заточенной режущей кромкой (это может быть как заточенный оголовок самой трубы, так и приваренная к ней коронка с резцами).

В землю стакан вворачивается как обычный бур – по спиралеобразной траектории, при этом, при проходке 0.5-1 метра земли он вынимается на поверхность, для очистки внутренней полости трубы от разбуренной породы.

Сверху буровой трубы монтируется специальный соединительный элемент, чаще всего он  выполняется в форме обычного резьбового соединения, к которому будут крепиться буровые штанги. Наращивание колонковой трубы буровыми штангами осуществляется после того, как размер скважины достиг размера 1\3 длины трубы.

К верху стакана крепится штанга, и проходится ещё 1-1.3 метра земли. В эксплуатации не распространены буровые штанги длиною свыше полутора метра, так как чрезмерно длинные конструкции, в силу своего веса и габаритов, неудобны в использовании. Следующая штанга резьбовым соединением монтируется на предыдущую – таким образом наращивание буровой колонны выполняется до тех пор, пока не будет достигнут водоносный горизонт.

Чем глубже в грунте находится колонковая труба, тем более сильное давление оказывает на неё порода. Учтите, что в случае  поломки колонны внутри скважины достать из шахты её элементы будет очень проблематично. Чтобы избежать разрыва колонны необходимо постоянно контролировать надежность резьбовых соединений на предмет отсутствия люфтов.

Начало бурения скважины своими руками — применение бензобура

Главным достоинством, которое обеспечивает колонковая технология, является идеально ровная форма скважины. К недостаткам можно отнести большую трудоемкость процесса, так как вращать внутри грунта трубу намного сложнее, чем шнек.

1.1 Ударно-канатный метод (желонирование)

Данная технология к классическому бурению имеет весьма косвенное отношение. Как и в колонковом методе, тут используется полая труба (материал, из которого она изготавливается, зависит от типа грунта: для мягких грунтов подойдет изделие из толстой стали, для твердой породы – тяжелая бетонная труба). На нижней части трубы находится режущее приспособление («клыки»), которые пробивают грунт и захватывают его внутрь цилиндра.

Желонка роняется в скважину с высоты 2 метра, для этого строится специальная тренога, к ней труба крепится с помощью троса,  с помощью которого в дальнейшем извлекается из скважины. Для очистки внутренней полости трубы от шлама (земли), в ней вырезается отверстие на расстоянии 50 см от нижнего края.

Для того чтобы почва лучше поддавалась «пробивке», в скважину заливается обычная вода, либо глиняная смесь, для размягчения грунта. По завершению бурения она вычерпывается с помощью специального ковша.

Для бурения скважины ударно-канатным способом, на практике, требуется как минимум 4 человека. Поскольку сама по себе желонка и так достаточно тяжелая конструкция, а её ещё необходимо вытягивать на поверхность полностью забитую землей, желонирование является очень сложным процессом, который требует затрат большого количества сил и энергии. Именно по этому, для самостоятельного бурения источника на воду лучше выбрать шнековый метод.

1.2 Бурение шнековым способом

Технология шнекового бурения является оптимальным вариантом для создания неглубоких скважин своими руками.  Название метод получил от вида оборудования, которое используется для разрушения грунта – шнека. Шнек является винтообразной конструкцией, которая ввинчивается в землю и при вынимании на поверхность забирает с собой разбуренную породу.

Самодельная буровая установка

Шнек состоит из двух основных элементов: штока – центральной оси, к которой крепятся лопасти, и самих лопастей – которые расположены по всей длине конструкции под определенным углом друг к другу.

Для облегчения бурения используется вода, которая заливается внутрь скважины для размягчения почвы.

Единственным недостатком бурения шнеком является то, что лопасти при извлечении конструкции на поверхность могут терять часть разрыхленного грунта, который придется повторно изымать из скважины. Несмотря на это, данная технология обладает одним ключевым достоинством, которое делает её предпочтительней вышеперечисленных методов: шнек, при небольших трудозатратах, обеспечивает максимальную эффективность бурения.

Пробивка скважины

В начале процесса над точкой бурения устанавливают копер – треногу из труб или бревен.

Если их длина будет 6 м, высота копра составит около 4,5 м, что позволит использовать для буровой штанги и обсадной колонны звенья длиной до 3 м.

Для надежности устанавливайте «ноги» копра в углубления. Если их просто упереть в забитые в землю штыри, конструкция будет ненадежной.

На копре подвешивают подъемный и буровой вороты, блок с крюком и рычаг-качалку. Далее под ним следует выбрать грунт на глубину 1,5 м (размеры выемки в плане – 1,5х1,5 м).

Забуривание на глубину до 3 м выполняют с помощью шнека, который очень важно удерживать в строго вертикальном положении. Если скважину предполагается делать глубже 7 м, в подготовленное отверстие строго вертикально следует установить направляющую трубу – кондуктор. Сложности могут представлять валуны, которые разбиваются долотом, и сухая плотная глина. Если такой слой окажется на пути бура, в скважину следует залить несколько ведер воды и после некоторой паузы попробовать выбрать глину ложечным буром или забивным стаканом

Если такой слой окажется на пути бура, в скважину следует залить несколько ведер воды и после некоторой паузы попробовать выбрать глину ложечным буром или забивным стаканом

Сложности могут представлять валуны, которые разбиваются долотом, и сухая плотная глина. Если такой слой окажется на пути бура, в скважину следует залить несколько ведер воды и после некоторой паузы попробовать выбрать глину ложечным буром или забивным стаканом.

Методы использования

Способы эксплуатации скважин предполагают пути выталкивания нефти на поверхность. Эти методы отличаются продуктивностью действия, а их установка зависит от глубины, прохода и прочности грунта. Выбор способов эксплуатации скважин исходит от давления в стволе. Рассмотрим несколько самых популярных и часто применяемых на практике вариантов использования таких отверстий. Лучше всего это покажет специально подготовленная презентация.

Фонтанный способ эксплуатации скважин предусматривает выведение полезных ископаемых за счет давления в проходке. Чаще всего над отверстием оборудуют купол для сбора ресурсов. Иногда фонтанирование бывает свободным, то есть никаких установок не предусматривается и нефть выходит сама по себе. В целом такой метод извлечения отличается минимальной затратностью, так как выход осуществляется естественным путем. Фонтанный способ эксплуатации нефтяных скважин в обязательном порядке предусматривает установку в отверстие перфорационных труб.

Второй метод является самым распространенным. Насосный способ эксплуатации предусматривает монтировку специальных станций с похожими на штанги поршнями. Они приводятся в действие подачей электродвигателей и по характеру движения напоминают маятник. Нефть выходит наружу за счет внутреннего искусственно созданного давления. Такой способ самый сбалансированный по качеству добычи и эксплуатации оборудования, также его можно применять в любых условиях, поэтому он и является самым распространенным. Однако чинить станцию будет достаточно трудоемко.

Газлифтный способ эксплуатации скважины представляет собой альтернативный метод добычи полезных ископаемых. Он применяется, когда количество ресурса значительно уменьшилось и его сложно извлекать наружу. В таком случае через колодец в пласт вставляют трубу и в нее подают утяжеляющий газ. За счет выталкивания нефть вновь уходит вверх. Чтобы осуществить способ, придется устранить все прежние установки.

Вращательный способ бурения

При вращательном способе бурения бур необходимо вкручивать в землю до полного погружения.

Перед тем как пробить скважину самому на дачном участке этим способом, нужно изготовить самодельный бур. Делается он достаточно просто и быстро, поэтому затруднений быть не может. Потребуются следующие инструменты и материалы:

• труба толстостенная 40 мм;
• болгарка;
• сварочный аппарат;
• болты и гайки;
• полоса стальная 3 мм;
• диски для болгарки;
• тиски;
• плоскогубцы.

Сначала от трубы отрезаются 2 сегмента – 18 и 80 см. У короткого отреза с любой удобной стороны формируется паз для того, чтобы можно было погрузить в него до 1\3 диаметра лежащей рядом трубы. Паз тщательно зашлифовывается, после чего в него укладывается еще 1 труба и все заваривается по шву.

В самом низу нужно вставить в трубу болт и заварить по шву, при этом не задеть резьбу. Такая ручка изготавливается максимум за 20 мин, после чего можно приступать к дальнейшей деятельности.

Схема сборки станка для бурения вращательным способом.

Основная рабочая труба имеет длину 100-140 см (зависит от роста мастера), причем снизу вваривается закрученная винтом стальная полоса. Для ее закручивания можно воспользоваться тисками и плоскогубцами или торсионом. С обратной стороны вваривается продолговатая гайка, но и тут нельзя даже немного задеть резьбу.

В конце берутся 2 беззубых диска от болгарки на 150 и 180 мм и разрезаются пополам. Чуть выше стальной полосы фиксируется диск 150 мм, а через 10 см – 180. Угол монтажа – 35°, вся фиксация производится при помощи сварочного аппарата. Желательно делать 2 рабочих сегмента, чтобы при необходимости можно было их заменить, причем запасной должен быть на конце с твердосплавным сверлом, которым можно пробить скальную породу.

Промежуточные сегменты выполняются из аналогичной трубы, где снизу болт, а сверху гайка. Никакие фрезы и сверла не нужны, чтобы не утяжелять конструкцию. Их количество зависит не только от необходимой глубины бурения, но и от физических показателей рабочих, т.к. обычно 2 человека могут забурить скважину не более 50 м.

Процесс бурения скважины с помощью бура и помпы.

Процесс бурения выглядит следующим образом:

1. Бур вкручивается в породу до того момента, пока верхнее лезвие не скроется от глаз.
2. Извлекается и очищается.
3. Работа продолжается.
4. При достижении максимума 1 сегмента нужно открутить ручку, поставить промежуточный, после чего закрутить ее на свое место.

При извлечении конструкции иногда приходится ее разбирать, чтобы случайно не сломать. А после того, как удалось добраться до известнякового пласта, нужно сменить основную «голову» на сверло и продолжать работу. Тут уже нельзя будет сразу входить в породу. Изначально насверливается множество отверстий, после чего породу можно извлекать.

Обсадная труба равна по диаметру отверстию, а монтируется в конце рабочей деятельности.

Виды скважин

Это автономное водоснабжение может быть представлено в трех типах: верхнем, среднем и нижнем.

Тип (название) скважины	Глубина залегания, м	Область применения
Верховодка, или абиссинский колодец	8-13	Бытовые и технические нужды (приготовление пищи, полив участка)
Скважина на песок	15-30	Бытовые нужды
Артезианская	15-50	Питьевая вода

К особенностям абиссинского сооружения относят предотвращение попадания жидкости из верхнего слоя внутрь источника.

Второй вид скважины сооружается шнековым бурением, пригоден к круглогодичной эксплуатации. Прохождение жидкости через песчаный слой считается фильтрованием.

Какие есть виды скважин.

Артезианский колодец считается самым чистым и полезным для питья, поскольку жидкость там насыщена йодом. Если его вовремя обслуживать, то эксплуатационный период составит свыше 50 лет.

Кроме вышеуказанных, существуют еще водяные источники на гравий и известняк. И те, и другие требуют установки дополнительных фильтров для очистки жидкости, однако добываемая из них вода будет чище, чем из скважины на песок: природные фильтры удаляют примеси газов, металлов и песка.

Водоносные слои

Они могут быть разными в зависимости от глубины залегания и типа жидкости. Поэтому перед бурением необходимо уточнить, для каких нужд будет использоваться вода.

Различают 4 группы водоносных пластов:

1. Верховодка. Глубина пролегания составляет 3-7 метров. Такой источник может использоваться только для технических нужд, поскольку добываемая жидкость замутнена из-за примесей и песка.
2. Средний слой, или грунтовые воды. Залегают на глубине 10-20 м. Они могут быть пригодны для питья вследствие своей естественной фильтрации, однако тут все равно необходимо ставить очистительные фильтры, чтобы избавить используемую воду от вредных примесей, опасных для здоровья.
3. Нижний слой, или межпластовый, считается наиболее чистым среди остальных. Глубина пролегания этого слоя составляет 25-50 м. В отдельных случаях, в зависимости от рельефа местности, третий водоносный горизонт может проходить на глубине до 60 м и быть использован при устройстве скважины для питья.
4. Артезианский слой. Проходит на глубине 50-70 м и ниже, является источником полезной питьевой воды.

Наглядный пример видов водоносных пластов.

Риск загрязнений воды присутствует всегда и возрастает в период весеннего половодья. Поэтому необходимо брать анализ полученной воды в целях защиты организма от отравления.