Необходимое оборудование для работы
Стандартный тип работ по гидробурению выполняется посредством малогабаритных установок. Для собственного участка — это замечательное решение и оптимальный способ своими силами добыть воду. Поставлять рабочую жидкость в скважинный ствол необходимо со значительным напором, а для этого необходим насос или мотопомпа для загрязненных жидкостей.
Иногда для увеличения пробойной силы в рабочий раствор добавляют дробь или крупный песок. Для дробления крупной гальки, которая может встретиться в песчаных слоях, пригодятся шарошечные и резцовые долота.
Наиболее востребованы у потребителя для целей гидробурения специальные малогабаритные установки МБУ. Это агрегат с высотой 3 м и диаметром 1 м. В состав этой сборной конструкции включены:
- металлическая рама разборного типа;
- инструмент для бурения;
- лебедка;
- двигатель, передающий усилие на бур;
- вертлюг, часть контура для скользящего крепления деталей;
- водяная мотопомпа для обеспечения давления в системе;
- разведочный или лепестковый бур;
- буровые штанги для формирования колонны;
- шланги для подачи воды к вертлюгу от мотопомпы;
- блок управления.
В числе необходимого оборудования также желательно иметь преобразователь тока. Он нужен, чтобы энергообеспечение процесса было стабильным. Еще обязательно нужна лебедка на поднятие/спуск обсадных и наборных труб. При выборе мотопомпы лучше остановиться на более мощном аппарате, так как предполагаются большие нагрузки. Для гидробурения понадобиться еще и такой сантехнический инструмент, как трубный ключ, ручной зажим, пересадочная вилка.
Процесс гидробурения с самого начала и до конца работ включает постоянный круговорот рабочей жидкости. С помощью насоса водная суспензия с размытым грунтом выходит из скважины, поступает прямо в приямок и после осаждения взвеси снова подается в скважину.
Кроме такого порядка возможно проводить гидробурение неглубоких скважин на воду, не применяя приямка. Такой способ не требует наличия углубления для отстаивания рабочего раствора, экономит время и дает возможность бурить скважину даже в гаражах и подвалах.
Для гидробурения подбирается мотопомпа, способная перекачивать сильно загрязненную воду. Желательно купить агрегат с напором 26 м, давлением 2,6 атм и производительностью от 20 м3/ч. Более мощная помпа гарантирует быстрое, беспроблемное бурение и лучшую промывку скважины
Для качественного бурения важно, чтобы из скважины всегда шел хороший поток воды
Скважины своими руками: возможные виды
Обеспечение водой – первостепенная задача при обустройстве любого жилого помещения. На сегодняшний день существует несколько способов добычи воды:
- колодец;
- абиссинский колодец:
- песчаная скважина;
При грамотном оборудовании, абиссинский колодец способен снабжать чистой водой на протяжении долгих лет
артезианская скважина.
Обустройство колодца – это процесс трудоемкий, поэтому дорогостоящий.
Недостатком его является еще и то, что вода черпается из верхних слоев, что создает большую вероятность попадания загрязнений как внешних, так и поступающих через верхние слои грунта. Количество воды ограничено, средний дебит составляет 0,5 куба в час. Колодец требует постоянной чистки и ремонта, все эти процессы проводятся вручную.
Скважина – более современный, надежный, долговечный и доступный способ добывания воды. Пробурить скважину на воду можно на любом земельном участке. В зависимости от глубины нахождения водоносных пластов выбирается вид конструкции: абиссинский колодец, песчаная или артезианская скважина. Если водоносный пласт расположен на глубине до 12 м, бурится абиссинский колодец. Если данный показатель составляет 50 м, воду можно добывать с помощью песчаной скважины. Артезианская необходима, если вода находится на глубине до 200 м.
Абиссинская скважина имеет небольшой диаметр, в нее не попадают поверхностная грязь и пыль. Дешевый и надежный вариант при умеренном количестве использования воды. Песчаная скважина имеет дебит в среднем 1,5 куба в час. Это фильтровый вид, т.е. на водоносный песок ставится фильтр из полимеров или нержавеющего металла. Артезианская скважина бесфильтровая, вода подается чистая, без примесей. Дебит составляет от 5 до 100 кубов в час.
Такое мероприятие как бурение артезианских скважин подразумевает проведение большого объема технологически сложных работ
Схема принципа работы скважины на воду (песчаный вид) дает наглядное представление о ее внутреннем устройстве.
Выбор вида скважины – процесс крайне важный и ответственный.
Какого типа бывают водозаборные скважины
При всем своем многообразии, специалисты различают всего несколько типов водозаборных скважин. Первый – это так называемая скважина-игла. При этом штанга для бурения, обсадка скважины и снаряд для бурения собой представляют единое целом. Бур остается в земле на протяжении всего процесса бурения. Сам же процесс осуществляется ударным методом. Скорость углубления при таком методе в среднем составляет около 2 метров в час. Максимально возможная глубина при этом – до 45 метров. Скважину-иглу, как правило, обустраивают для так называемых абиссинских колодцев на даче. Они востребованы в летнее время, так как зимой могут показывать нестабильный водозабор. Отличительной особенностью такой скважины является то, что прослужить она может несколько десятилетий. Однако отремонтировать ее невозможно. Как только скважина прекращает давать воду – ее закупоривают и приступают к обустройству новой. Диаметр буровой штанги составляет без применения копра до 12 см – это соответствует погружному насосу на 86 мм.
Типы обустройства водозаборных скважин.
Второй – несовершенная скважина. Такая скважина как будто бы повисла внутри пласта. Она проста в обустройстве и от исполнителя не потребует особого мастерства. Однако и забор из нее не слишком качественный. Для того, чтобы максимально улучшить качество воды, забираемой из несовершенной скважины, рекомендуется обустроить заглушение внизу скважины. Для того, чтобы несовершенную скважину можно было забурить своими силами, потребуется наличие довольно мощного водоносного пласта. Третий вид скважины – совершенный. При этом обсадка ее опирается на кровлю водоупорного пласта. Прохождение такой скважины потребует точных знаний местной геологии, а также наличия определенных умений и навыков у бурильщика. Качество воды в такой скважине самое лучшее, а срок эксплуатации – максимальный. Четвертый тип – так называемая скважина с забоем. В свою очередь, она может быть как совершенной, так и несовершенной. Благодаря забою, можно будет обслуживать такую скважину и в случае необходимости ремонтировать. Однако бурить ее могут лишь самые опытные мастера, хорошо знакомые с местной геологией.
Колодец или скважина?
Работы по оформлению колодца сложнее и опаснее, нежели по производству скважины на воду. Зато колодец ремонтопригоден.
Из колодца можно вычерпать столько воды, сколько «земля даст», тогда как скважина сама «тянет» воду из земельных пластов. Именно поэтому срок службы скважин ограничен, и они способны не в лучшую сторону поменять геологию конкретной местности. А грамотно оформленный колодец эксплуатируется не то, что десятилетиями — столетиями и даже тысячелетиями, если высечен в скальном грунте. И на экологию эти сооружения не оказывают абсолютно никакого негативного воздействия.
Грамотным подходом к организации водоснабжения считается вырыть частную скважину на воду «с прицелом» на коллективный артезианский водопровод, долговечный и безопасный. Если же таких планов нет, копают колодец. И систему водоснабжения строят капитальную. Использованную скважину бетонируют, а землю вокруг нее возвращают в хозяйственный оборот.
Гидробурение скважин своими руками: обзор процесса
С учетом технологических особенностей, процесс гидробурения можно разбить на три стадии:
- Подготовительный этап, во время которого выбирают буровую площадку и накапливают некоторый объем бурильной жидкости.
- Этап бурения скважины, во время которого формируется шахта будущего источника водоснабжения.
- Этап установки обсадного каркаса.
- Финальный этап, во время которого происходит окончательное обустройство скважины.
И далее по тексту мы рассмотрим все обозначенные этапы во всех подробностях.
Подготовка к бурению
Подготовка к бурению
Самый важный шаг – это первый шаг. Вначале вам следует выбрать подходящее место, воспользовавшись сторонними рекомендациями или собственными наблюдениями (см. статью «Как найти воду для скважины»).
После выбора места нужно запастись 10-20 тоннами бурильной жидкости, которые можно слить в яму и распределить по приямкам. Альтернативой достаточно глубокой ямы (9 тонн вмещается в выемку 2х3х1,5 метра) может быть емкость (таких же размеров).
Обустройство скважины с использованием бурильной жидкости
Обустройство скважины начинается со сборки буровой установки. На участке монтируется каркас, к которому крепят двигатель, лебедку и вертлюг. Далее нужно собрать первое колено буровой штанги с головкой на нижнем торце, подтянуть его лебедкой к вертлюгу и закрепить в этом узле.
Подготовка к бурению
Монтаж элементов бурильной штанги осуществляется на резьбовой замок (трапецеидального или конического типа). Форма наконечника бура – долото или лепестки. Максимальная глубина бурения с помощью МБУ – 50 метров.
Следующий шаг – подготовка бурильной жидкости. Для этого в приямок сливают воду из ямы или емкости, в которую добавляют глину, превращая жидкость в густую взвесь, которая плохо впитывается грунтом.
По завершению приготовительных процедур можно начинать бурение. Крутящий момент от двигателя передается на буровую штангу редуктором, ниже которого располагается вертлюг. Буровая жидкость подается именно на вертлюг и заливается в штанги.
Ну а сам процесс бурения выглядит следующим образом:
Бурение малогабаритной буровой установкой
- Двигатель, вертлюг и редуктор скользят по раме на кронштейне по мере заглубления буровой штанги в грунт.
- Скорость вращения бура регулируется с выносного пульта.
- После заглубления штанги до расчетной отметки кронштейн с двигателем, вертлюгом и редуктором поднимают вверх (лебедкой), а к резьбовому торцу штанги прикручивается новое колено.
И так до выхода на расчетную глубину бурения.
Центрирование штанги осуществляется с помощью калибрующего кронштейна, наваренного на каркас у нижнего торца. В кронштейне есть круглое отверстие, куда вставляют один торец штанги. Второй торец входит в вертлюг. И регулируя отклонение каркаса от вертикали и горизонтали можно выставить угол бурения.
https://youtube.com/watch?v=WqRJkUiGMVk
Монтаж обсадных труб в скважину — как это делается?
После выхода на водоносные слои в скважину закачивают техническую воду, с помощью которой размягчают грунт у ствола шахты. После размягчения грунта, используя лебедку, из скважины извлекают бурильную штангу, постепенно раскручивая все резьбовые соединения на стыке составных элементов.
Монтаж обсадных труб в скважину
Завершив демонтаж штанги, в скважину погружают первую обсадную трубу, удерживая ее торец лебедкой. Причем стенки первой трубы покрывают перфорацией (пропилами или отверстиями) и оборачивают геотканью (подобие фильтрующей мембраны).
Сборку элементов обсадного каркаса ведут в раструб, обустроенный с толще стенки трубы. Поэтому в качестве обсадных элементов используют асбестовые, чугунные или полимерные (самый долговечный вариант) трубы, диаметром от 125 миллиметров и толщиной стенки от 0,7 сантиметра.
Герметизацию стыков обеспечивают с помощью электросварных муфт (что предпочтительнее) или силиконового уплотнителя.
Финальный этап
Состыковываем источник с водопроводом
По завершению сборки обсадного каркаса приступают к раскачке скважины (см. статью «Как раскачать скважину»). В финале, к раскаченной скважине присоединяют насос и адаптер, с помощью которого можно состыковать источник с водопроводом.
То есть, к обсадной трубе делают подкоп (ниже уровня промерзания грунта), в теле каркаса вырезают отверстие. В трубу вводят насос, шланг которого соединяют с внутренней частью адаптера, монтируемой в отверстие.
Далее остается только соединить фитинг «траншейного» участка трубопровода с ниппелем внутренней части адаптера и закапать траншею.
Отличительные особенности метода
Использование скважин в качестве автономного источника питьевой воды довольно старый и проверенный способ. Наряду с традиционными, порой дорогостоящими технологиями, метод гидробурения можно заслужено назвать экономным и универсальным.
Этот достаточно простой способ пробить скважину имеет некоторые нюансы, игнорирование которыми может свести на нет все ваши старания. Суть его заключается в комплексном подходе.
Здесь сочетаются два основных процесса – это непосредственное разрушение пород буровым инструментом и вымывание наружу выбуренных фрагментов грунта рабочей жидкостью. То есть, на породу оказывается воздействие бур и давление воды. Необходимую для погружения в грунт нагрузку дает вес колонны буровых штанг и специальная буровая оснастка, закачивающая промывочную жидкость в тело образующейся скважины.
Промывочный раствор является смесью мельчайших частиц глины и воды. Затворяют ее в консистенции слегка гуще, чем чистая вода. Из приямка буровой раствор забирает мотопомпа и под давлением направляет в скважинный ствол.
Вода в схеме гидробурения выполняет одновременно несколько функций:
- вымывает выбуренные частички разрушенного грунта;
- выносит вместе с течением отвал на поверхность;
- охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента;
- при движении шлифует внутреннюю поверхность скважины;
- укрепляет не закрепленные обсадкой стенки скважины, уменьшая риск обрушения и заполнения отвалом ствола.
По мере заглубления буровую колонну наращивают штангами — отрезками ВГП трубы длиной по 1,2 — 1,5 м, O 50 — 80 мм. Количество наращенных штанг зависит от глубины залегания водоноса. Ее можно заранее определить в ходе опороса соседей на предмет отметки зеркала воды в их скважинах или колодцах.
Предположительную глубину будущей скважины делят на длину одной штанги, чтобы вычислить, сколько штук надо приготовить для работы. На обоих краях каждой штанги необходимо сделать резьбу для свинчивания рабочей колонны. Одну сторону надо оснастить муфтой, которую желательно приварить к штанге, чтобы не развинчивалась в стволе.
На практике гидробурение в чистом виде применяют редко, потому что нужен большой напор воды. Также тяжело бурить плотные глинистые слои. Чаще производят гидробурение с забурником. Этот метод чем-то похож на роторное бурение, но без ротора. Для лучшей центровки скважины и легкого преодоления плотных участков используют лепестковую или конусообразную форму бура.
Гидробурение не подходит для проходки по скальным и полускальным грунтам. Если осадочные породы в регионе бурения представлены щебнем, галечником, песками с большим включением валунов, от этого метода тоже придется отказаться. Вымыть и поднять из скважины с помощью воды увесистык камни и обломки тяжелых пород технически невозможно.
Разновидности конструкций
В зависимости от глубины, скважины бывают:
- Песчаные. Их конструкция отличается простотой. По своей сути это просто труба с диаметром 1 м, заглубленная на 20 м. На дно прикрепляется специальная сетка, выполняющая роль фильтра. Срок эксплуатации достигает 15-ти лет. Бурение песчаных скважин на воду может быть осуществлено своими руками;
- Артезианские (на известняк). Работы по обустройству данного вида скважин отличаются трудоемкостью. Из-за большой глубины бурения, приходится использовать специальную технику и нанимать группу рабочих. Зато и срок службы такой скважины достигает полувека (при условии, что точно соблюдена технология ее обустройства);
- Также может быть обустроен обыкновенный колодец, состоящий из бетонных колец. Наполняется он грунтовыми водами естественным путем. Более подробно про установку такого колодца можно посмотреть на видео в интернете.
Отличительные черты метода
Способ заключается в извлечении отработанной породы водой, под давлением нагнетаемой в полость шахты. Буровой инструмент для удаления разрушенных слоев не применяется.
Технология заключается в сочетании 2 процессов:
- образование вертикальной скважины в земле посредством поочередного разрушения почвенных пластов;
- извлечение из скважинного ствола измельченных фрагментов грунта под действием рабочей жидкости.
Процесс замешивания раствора на бурение.
Созданию необходимого усилия, требующегося для погружения режущего инструмента в породу, способствует собственный вес оборудования, состоящего из колонны штанг для бурения и оснащения для закачки жидкости в скважину.
Для изготовления промывочного раствора в отдельном приямке в воде затворяют небольшое количество глиняной взвеси, строительным миксером размешивают ее до консистенции кефира. После этого буровая жидкость мотопомпой под напором направляется в скважинный ствол.
При гидробурении жидкая среда выполняет следующие функции:
- удаление из тела водяной шахты фрагментов разрушенной породы;
- охлаждение режущего инструмента;
- шлифовка внутренней полости шурфа;
- укрепление шахтных стенок, позволяющее снизить вероятность обрушения выработки и засыпания отвалом скважинного ствола.
Из отрезков трубы длиной 1,5 м, соединяемых резьбовыми креплениями, формируют колонну, удлиняющуюся за счет наращивания фрагментов по мере заглубления скважины.
Технология гидробурения оптимальна для пород с высокой концентрацией песка и глины. Применять эту методику для обустройства автономного источника на скалистых и болотистых грунтах нецелесообразно: массивные и вязкие слои почвы тяжело вымываются водой.
О методе
Этот способ подходит для разного типа грунта:
- Песчаного;
- Супесчаного;
- Суглинистого;
- Глинистого.
Для каменистого грунта этот метод не пригоден, так как его принцип заключается в размягчении породы водой, нагнетаемой в зону бурения с помощью помпы, что значительно облегчает процесс. Отработанная вода поступает в приямок рядом с установкой, а оттуда по шлангам возвращается в скважину. Таким образом, водоворот имеет замкнутую систему и много жидкости не потребуется.
Гидробурение скважин осуществляется малогабаритной буровой установкой (МБУ), которая представляет собой разборную мобильную конструкцию компактных размеров и небольшого веса. Она состоит из станины, которая оснащена:
- Реверсивным двигателем с редуктором (2,2 кВт), создающим крутящий момент и передающим его буровому инструменту.
- Буровыми штангами и бурами.
- Ручной лебедки, поднимающей и опускающей оснастку при наращивании рабочей колонны штангами.
- Мотопомпой (не входит в комплектацию).
- Вертлюгом – одним из элементов контура, имеющим скользящий тип крепления.
- Шлангами для подачи воды.
- Лепестковым или разведочным буром в форме конуса, служащим для проходки уплотненных грунтов и центрирования оснастки.
- Блоком управления с частотным преобразователем.
Наличие штанг и буров разного диаметра позволяет бурить скважины разной глубины и диаметра. Максимальная глубина, которую можно пройти с помощью МБУ, составляет 50 метров.
Технология гидробурения скважин на воду состоит из нескольких этапов. На участке монтируют каркас, на него крепят двигатель, вертлюг и лебедку. Затем собирают первое колено штанги с головкой в нижнем торце, подтягивают его лебедкой к вертлюгу и закрепляют в этом узле. Элементы бурильной штанги крепятся на конический или трапецеидальный замок. Бурильный наконечник – лепестки или долото.
Теперь нужно подготовить бурильную жидкость. Рядом с установкой делают приямок для воды или бурильной жидкости в виде густой взвеси, для чего в воду добавляют глину. Такой раствор плохо впитывается грунтом.
Сюда же опускается заборный шланг мотопомпы, а напорный шланг соединяется с вертлюгом. Таким образом, обеспечивается постоянное поступление в шахту воды, которая охлаждает бурильную головку, шлифует стенки скважины и размягчает породу в зоне бурения. Иногда в раствор добавляется абразив (например, кварцевый песок) для большей эффективности.
Крутящий момент буровой штанге передается двигателем, ниже которого расположен вертлюг. На него подается буровая жидкость и заливается в штангу. Разрыхленная порода вымывается на поверхность. Отработанная вода используется многократно, поскольку опять стекает в приямок. Техническая жидкость также предотвратит водяной выброс из напорного горизонта, так как в скважине создастся обратное давление.
По мере прохождения скважины, выставляются дополнительные штанги до тех пор, пока не вскроется водоносный горизонт. После окончания бурения в скважину вставляют фильтр с обсадными трубами, которые соединяются резьбой и наращиваются до вхождения фильтра в водоносный пласт. Затем опускают трос с погружным насосом со шлангом и электроприводом. Вода прокачивается до прозрачности. Посредством адаптера стыкуется источник с водопроводом.
Это интересно: Очистка воды из скважины — познаем со всех сторон
Необходимое оборудование для работы
Стандартный тип работ по гидробурению выполняется посредством малогабаритных установок. Для собственного участка — это замечательное решение и оптимальный способ своими силами добыть воду. Поставлять рабочую жидкость в скважинный ствол необходимо со значительным напором, а для этого необходим насос или мотопомпа для загрязненных жидкостей.
Иногда для увеличения пробойной силы в рабочий раствор добавляют дробь или крупный песок. Для дробления крупной гальки, которая может встретиться в песчаных слоях, пригодятся шарошечные и резцовые долота.
Если при бурении скважин или строительстве колодцев на соседских участках встречались валуны или крупная галька, стартовую штангу необходимо оснастить усиленным буром — долотом. Инструмент должен быть закреплен так на штанге, чтобы не мешал поставки воды в ствол
Наиболее востребованы у потребителя для целей гидробурения специальные малогабаритные установки МБУ. Это агрегат с высотой 3 м и диаметром 1 м. В состав этой сборной конструкции включены:
- металлическая рама разборного типа;
- инструмент для бурения;
- лебедка;
- двигатель, передающий усилие на бур;
- вертлюг, часть контура для скользящего крепления деталей;
- водяная мотопомпа для обеспечения давления в системе;
- разведочный или лепестковый бур;
- буровые штанги для формирования колонны;
- шланги для подачи воды к вертлюгу от мотопомпы;
- блок управления.
В числе необходимого оборудования также желательно иметь преобразователь тока. Он нужен, чтобы энергообеспечение процесса было стабильным. Еще обязательно нужна лебедка на поднятие/спуск обсадных и наборных труб. При выборе мотопомпы лучше остановиться на более мощном аппарате, так как предполагаются большие нагрузки. Для гидробурения понадобиться еще и такой сантехнический инструмент, как трубный ключ, ручной зажим, пересадочная вилка.
Кроме такого порядка возможно проводить гидробурение неглубоких скважин на воду, не применяя приямка. Такой способ не требует наличия углубления для отстаивания рабочего раствора, экономит время и дает возможность бурить скважину даже в гаражах и подвалах.
Если рядом с участком есть заброшенный пруд, то можно также обойтись без устройства зумфов — приямков. К качеству поставляемой в скважину воды не предъявляются особые требования
Для гидробурения подбирается мотопомпа, способная перекачивать сильно загрязненную воду. Желательно купить агрегат с напором 26 м, давлением 2,6 атм и производительностью от 20 м3/ч. Более мощная помпа гарантирует быстрое, беспроблемное бурение и лучшую промывку скважины
Для качественного бурения важно, чтобы из скважины всегда шел хороший поток воды
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.
