Скважины для воды – какими методами можно бурить? Технология бурения нефтяных и газовых скважин Бурение скважин на воду теория

Любая усадьба, будь-то загородная дача или частный дом, должна быть обеспечена водой. Без животворящей влаги не могут произрастать, радуя взор буйным цветением, и полноценно плодоносить никакие культурные растения. Скважина на воду своими руками, несмотря на кажущуюся грандиозность процесса – вполне реальная возможность добычи воды, которою можно осуществить самостоятельно без использования тяжелой буровой техники. Существует несколько способов бурения, которые достаточно просты в исполнении и не предусматривают применение дорого оборудования и значительных усилий.

Добыча воды может осуществляться путем применения разных технологий. Основные виды скважин на воду, применяемые для добычи живительной влаги:

• Обустройство колодца, который при наличии хорошего родника быстро наполняется и, являясь отличным накопителем воды, может вмещать до 2 кубометров воды;
• Фильтровая скважина на песок, которая представляет собой трубу d=100 мм, погруженную при помощи шнека на глубину 20-30 метров. На заглубленном конце трубы закреплена нержавеющая сетка, которая выполняет роль фильтра, находясь погруженной в песок крупной фракции. Глубина скважины 10-50 метров, срок эксплуатации – 5-15 лет.
• Бесфильтровая артезианская скважина, применяемая для добычи воды из пластов пород пористого известняка. Глубина скважины составляет 20-100 метров, срок эксплуатации – около 50 лет.

Точная глубина скважины на воду не может быть определена предварительно. Ориентировочно это будет глубина, как и у аналогичной скважины, пробуренной на соседних участках, или расположенного поблизости колодца. Поскольку возможны отклонения из-за неравномерности залегания почвенных слоев, приобретать обсадные трубы следует исходя из параметров обустроенных уже на участке источников водоснабжения, но с учетом небольшой корректировки.

Конструкция скважины на воду представляет собой своеобразный узкий колодец

Срок эксплуатации скважин напрямую зависит от интенсивности использования: чем чаще пользоваться конструкцией, тем дольше она прослужит

Бурение скважины ручным способом

Для выполнения работ требуется сам бур, бурильная вышка, лебедка, штанги и обсадные трубы. Бурильная вышка необходима при рытье глубокой скважины, с помощью этой конструкции осуществляется погружение и подъем бура со штангами.

Самый простой способ пробурить скважину для воды – роторный, который осуществляется путем вращения бура

При бурении неглубоких скважин бурильную колонну можно доставать вручную, вовсе обходясь без применения вышки. Бурильные штанги можно выполнить из труб, соединяются изделия с помощью шпонок или резьбы. Самая нижняя штанга дополнительно оснащается буром.

Режущие насадки изготавливаются из 3 мм листовой стали. При заточке кромок насадок следует учесть, что при вращении механизма бура они должны врезаться в почву по часовой стрелке.

Технология бурения, знакомая большинству владельцев приусадебных участков, применима и для устройства скважины под воду

Вышка устанавливается над местом бурения, ее высота должна превышать высоту бурильной штанги с тем, чтоб облегчить при подъеме извлечение штанги. Затем на два штыка лопаты выкапывается направляющее углубление для бура. Первые витки вращения бура под силу выполнить и одному человеку, но по мере погружения трубы потребуется дополнительная помощь. Если бур не вытаскивается с первого раза, следует повернуть его против часовой стрелки и вновь повторить попытку.

По мере заглубления бура, вращения трубы затрудняется. Облегчить работу поможет размягчение грунта с помощью воды. В ходе продвижения бура вниз через каждые полметра бурильную конструкцию следует доставать на поверхность и освобождать от грунта. Цикл бурения повторяется вновь. На этапе, когда рукоятка инструмента сравняется с уровнем земли, конструкцию наращивают дополнительным коленом.

Поскольку на подъем и очистку бура уходит значительная часть времени, следует максимально использовать возможности конструкции, захватывая и извлекая на поверхность максимально возможную порцию почвенного слоя.

При работе на сыпучих грунтах следует дополнительно устанавливать в скважину обсадные трубы, которые не допускают осыпание почвы со стенок отверстия и заваливания скважины

Бурение продолжается до вхождения в водоносный слой, который легко определяется по состоянию вынимаемой земли. Проходя водоносный слой, бур погружается еще глубже, пока не достигнет следующего за водоносным – водоупорного слоя. Погружение до уровня водоупорного слоя позволит обеспечить максимальный приток воды в скважину. Важно заметить, что бурение вручную применимо только для погружения до первого водоносного слоя, глубина залегания которого не превышает 10-20 метров.

Для откачки грязной воды можно применить ручной насос либо насос погружного типа. После двух-трех ведер грязной воды водоносная жила промывается и обычно появляется чистая вода. Если этого не произошло – скважину следует заглубить еще на 1-2 метра.

Также можно применять ручной способ бурения, основанный на использовании обычной дрели и гидропомпы:

Технология ударно-канатного бурения

Суть этого способа, как сделать скважину для воды своими руками, заключается в том, что порода разбивается с помощью забивного стакана – тяжелого инструмента, падающего с высоты оборудованной вышки.

Для выполнения работ необходима самодельная буровая вышка, а также инструменты для применения ударно-канатного способа и извлечения грунта из скважины.

Вышка для скважины, внешне напоминающая обычную треногу, может быть выполнена как из стальных труб, так и обычных деревянных бревен. Размеры конструкции должны быть пропорциональны размерам забойного инструмента.

Оптимальным соотношением является высота вышки, превышающая длину забойного стакана на полтора метра

Процесс заключается в попеременном опускании забивного стакана, который разбивает и захватывает породу, и подъеме на поверхность с захваченным отвалом бурового инструмента.

Для обустройства буровой установки можно использовать стальную трубу, конец которой оснащается режущим приспособлением. Режущая кромка, напоминающая по внешнему виду половину витка шнека, будет контактировать непосредственно с забоем. В полуметре от кромки в стальной трубе должно быть выполнено отверстие, через которое можно извлекать добытый грунт, опустошая буровой стакан. К верхней части стакана крепится трос, с помощью которого будет осуществляться опускание стакана и извлечение его содержимого на поверхность. Стакан следует освобождать от земли по мере заглубления конструкции на каждые полметра.

Вот видео-пример проведения разведывательного бурения таким способом:

Нюансы установки обсадных труб

Вырытая скважина под воду своими руками требует дополнительной обсадки, которую можно выполнить как из цельной асбоцементной трубы, так и отдельных отрезов асбестовых труб. При работе с отрезами особое внимание уделяется равному диаметру труб с тем, чтоб обеспечить в последующем беспрепятственное погружение всей конструкции. Каждое трубное звено удерживается от сползания и закрепляется скобами, которые потом прячутся под полосками из нержавеющей стали.

Скважина на воду своими руками может быть «обсажена» также стальными или пластмассовыми трубами

“Обсадка” трубы необходима:

• для предотвращения осыпания стенок при бурении;
• для исключения засорения скважины при эксплуатации;
• для перекрытия верхних водоносных слоев с плохой водой.

На дно скважины опускается труба с фильтром, выполненным из мелкой сетки не пропускающей песчинки и обеспечивающим фильтрацию воды. Опущенная на необходимую глубину труба закрепляется хомутом. Это позволит предотвратить самопроизвольное проседание.

При грамотном устройстве скважины на воду надземная часть конструкции укрывается кессоном – оголовком, защищающем источник от загрязнения.

Оголовок представляет собой бак с закрывающимся люком с диаметром отверстия, позволяющем беспрепятственно иметь доступ к водозаборной скважине

Со временем может наблюдаться эффект незначительного «выдавливания» трубы из почвы. Естественный процесс самопроизвольного поднимания трубы на поверхность грунта не требует дополнительных мероприятий по заглублению.

Скважина, с помощью которой получают воду, - это достаточно непростое гидротехническое сооружение. Выбор конструкции скважины и правильное выполнение работ напрямую влияют на качество полученной воды, производительность конструкции и срок службы.

Выбор места для скважины

До того как начинать работы по бурению, в первую очередь необходимо выбрать правильно место, на котором будет находиться скважина, решить, где будет стоять установка для бурения и где удобно разместить вспомогательные машины. Также требуется рассчитать рабочую зону, участок, предназначенный для слива технической воды, и определить место, где лучше хранить необходимое оборудование.

Технология бурения скважин на воду требует наличия ровного участка размером около 4х12 м. Также должна быть возможность проезда установки для бурения и водовозки без затруднений. Желательно, чтобы ворота при въезде на участок были не менее 3 м шириной. Над местом, где будет производиться бурение, не должно быть электрических проводов на расстоянии 2 м.

Место для бурения скважины под воду выбирается с учетом экономических характеристик – чем ближе пробурена скважина к точке ввода, тем меньше будет необходимо рыть траншей и меньше придется использовать труб.

Технология бурения скважины требует устройство конструкции не ближе 3 м от здания, и нужно предусмотреть возможность свободного подъезда. К тому же над артезианской скважиной нельзя возводить никаких строений.

Бурение скважин

Есть немало всевозможных способов бурения скважин, но обязательно выполняются три главные операции:

• измельчение породы;
• удаление ее из скважины;
• последующее закрепление стенок.

Измельчение породы

Обычно производится с помощью породоразрушающих механизмов. Кроме того, также используют другие технологии: взрывную, электрическую и термическую, но эти способы при устройстве скважин применяют нечасто.

Удаление породы

Способы извлечения измельченной породы:

1. Гидравлический- с помощью технической жидкости (глинистый раствор или простая вода) производится подъем породы на поверхность.
2. Механический - с помощью специального оборудования (особые буры, желонка или шнек).
3. Пневматический (порода удаляется сжатым воздухом).
4. Комбинированный.

Крепление стенок, как правило, осуществляют обсадными трубами из металла. Чаще применяют трубы из черного металла - цельнотянутые или электросварные на сварных или резьбовых соединениях.

Применять для питьевых нужд трубы из оцинкованного металла не желательно, а использование нержавеющей стали нерентабельно.

Сейчас при устройстве большинства скважин применяют способ двойной обсадки. Колонну скважины изолирует пластиковый вкладыш. При использовании такого способа срок службы значительно увеличивается, повышаются эксплуатационные и потребительские характеристики конструкции.

У нас в стране чаще всего используют «бурение с промывкой». Этот способ заключается в том, что глинистый раствор или вода подается в пробуриваемую скважину, по штангам поднимая давление жидкости с помощью насоса, а после этого она выходит на поверхность вместе с измельченной породой. Тут она поступает в специальный отстойник, после осаждения породы насосом используется снова. Контролируя состав извлеченной породы, буровики определяют геологический разрез участка.

При бурении нетвердых слоев в качестве промывочной жидкости применяют глинистый раствор. В случае, если в начале разреза обнаружены глинистые слои грунта, то можно получить такой раствор естественным способом, закачивая простую воду. Помимо извлечения измельченной породы, глинистый раствор одновременной упрочняет стенки и не позволяет им обваливаться.

При бурении скважины в твердых слоях, к примеру, в известняках, в качестве промывочной жидкости применяют техническую воду. Она обладает и еще одним назначением: в то время когда бурится водоносный слой, возникает поглощение воды; это значит, что вода начинает просто уходить в грунт. По степени потерь воды определяется глубина бурения: когда расход воды достигает максимальных значений, бурение оканчивают.

Технология бурения скважин на воду требует последовательной обсадки скважины трубами. Когда скважина пробурена на определенную глубину, в нее устанавливают металлические обсадные трубы. После этого грунт измельчают более тонким долотом, и если потребуется, обсаживают трубами из пластика. Это наиболее простой способ создания скважины под воду, в случае если нет геологических осложнений, нет необходимости бурить на большую глубину, есть хороший водоносный слой и т. д.

Завершающим этапом бурения скважины является прокачка до прозрачной воды. Кроме того, на этом этапе замеряются дебит, статический и динамический уровни для выбора и установки водоподъемного оборудования.

Видео

В этом ролике схематично показан процесс, описанный нам выше.

Скважина на воду – самый доступный и простой в исполнении способ наладить автономное водоснабжение. При нынешней высокой стоимости на питьевую воду затраты на самостоятельное бурение и обустройство скважины окупаются за 1,5-2 сезона. Ничего сложного в технологии бурения скважины своими руками нет, главное – строго соблюдать приведенное в статье руководство.

Коротко о водоносных слоях

Приступая к бурению скважины на воду своими руками, важно определиться, для каких целей она предназначена.

Верховодка

Самый верхний слой, который встретится при бурении скважины – верховодка. В зависимости от местности он может залегать на глубине 1-10 метров. Верховодные воды в принципе пригодны для питья. Но только при условии соответствия взятых проб санитарным нормам и после глубокой обработки, например: фильтрация посредством шунгита или банальное кипячение.

В большинстве случаев верховодку используют для технических целей. Но стоит учитывать, что дебет таких скважин мал и нестабилен.

Скважину на воду своими руками лучше всего бурить до уровня залегания межпластовых вод, расположенных на глубине в 5-20 метров. Безнапорный пласт обычно лежит на глиняной подстилке с песком. Поэтому обустраиваемые на его месте гидротехнические сооружения называют скважины на песок.

Вода, добываемая из межпластовых слоев питьевая. Ее дебет с лихвой покрывает суточные потребности в пределах 2 куб.м. Единственным ее минусом является отсутствие напора. Это ужесточает требования не только к выбору насосного оборудования, но и прокладке водопровода, а также необходимость отфильтровки песка, что несколько усложняет конструкцию гидротехнического сооружения.

Напорные пласты

Напорные пласты расположены чуть глубже – от 7 до 50 метров. Основу водоносных пластов составляют трещиноватые плотные породы, такие как известняк или суглинок, либо же рыхлые галечно-гравийные отложения.

Самого лучшего качества добывают воду из известняков. Уже первые пробы взятые из этих слоев проходят анализы на «ура». Да и среднесуточный дебет известняковых скважин составляет 5 куб.м.

Обустройство скважин на известняк упрощено тем, что лишено необходимости задействования дорогостоящего насосного оборудования. Собственный напор слоя сам поднимает живительную влагу практически до поверхности земли. К тому же песочный фильтр чаще всего не нужен.

Артезианские воды

Ниже всего на глубине в 30-50 метров залегают артезианские воды. Обустраиваемые на них скважины славятся тем, что дают живительную влагу наилучшего качества, а их запасов хватает на много десятков лет.

Но забурить своими силами их не удастся, даже имея геологическую карту местности. Самостоятельная разработка артезианских вод, являющихся ценным природным ресурсом, запрещена законом.

Варианты исполнения скважин

Буровая скважина являет собой узкую длинную полость в виде ствола. Внутри нее помещена обсадка из концентрических труб, которые предохраняют стенки ствола от разрушения. Нижний конец ствола может иметь глухое исполнение либо же завершаться забоем – ступенчатым сужением. В этой точке и размещают заборное устройство.

Верхняя точка скважины, именуемая оголовком, включает оборудование по обустройству и обслуживанию гидротехнического сооружения.

Среди многообразия видов скважин на воду для бурения своими руками наиболее подходят варианты, представленные на рисунке.

Каждый вариант исполнения гидротехнического устройства имеет свои особенности:

Скважина–игла

Конструкция, получившая широкое распространение при обустройстве абиссинских колодцев. В ней буронабивная штанга, снаряд и обсадка составляют единое целое.

Скважина, эффективная только на однородных неплотных грунтах, выгодна скоростью монтажа. При ударной технологии бурения скважины на воду скорость процесса достигает 2-3 м/ч проходки. Предельная глубина погружения – 45 м.

Для ее реализации применяют штанги D120 мм, а дальнейшего обслуживания – насосы погружного типа калибром в 86 мм.

Несовершенные и совершенные скважины

Несовершенная скважина представляет собой гидротехническое сооружение, которое словно висит в пласте, достигая нижним концом мощного водоносного пласта. Скважина характеризуется открытым забоем, при котором пласт вскрывается не на всю мощь, а лишь частично.

Любую несовершенную скважину можно модернизировать в совершенную. Для этого нужно подобрать такой радиус, чтобы их дебиты были равны. Поэтому для проходки таких скважин необходим опыт буровика и точные знания местной геологии.

Сооружение буровой установки

Возможность приобрести в аренду мобильную установку есть далеко не у всех. Поэтому самый простой способ добиться желаемой цели – соорудить самодельный копер.

Копер представляет собой конструкцию в виде треноги, имеющей форму тетраэдра.

Основой для изготовления равносторонней трехгранной пирамиды выступают стальные трубы или бревна длиной в 6 м. При заглублении опор копера на 1,5 м высота надземной части треноги составляет 4,5 м. Этой высоты достаточно для применения колена длиной в 3 м.

Чтобы предупредить «разъезжание» опор, ноги копра дополнительно скрепляют поперечинами. Центральная точка копра оборудуется:

• подъемником в виде рычага-качалки,
• блока с прочно зафиксированным крюком;
• буром, оснащенным кольцом для крепления каната;
• длинномерным грузом.

Для фиксации каната на крюке блока и кольце бура применяют якорный либо же грузовой узел. Схема его создания приведена ниже.

Забивание шурфа

После того, как установлен копер, крюк с грузом в виде той же кувалды опускают к уровню земли. Точка соприкосновения и будет выступать отправной при бурении ствола. Вокруг намеченной точки забивают шурф. Он представляет собой конструкцию размером 150х150х150 см. В заглубленной конструкции отмечают точку старта и приступают к бурению.

Первые 3-4 метра проходят с помощью шнека, не забывая вымерять каждые 50 см вертикальность. Последующие 5-7 метров производят посредством бурения с применением кондуктора. Он представляет собой конструкцию в виде трубы большего диаметра, нежели размер затрубного пространства скважинного ствола. Вмонтированный кондуктор тщательно выверяют относительно вертикальной плоскости и лишь после этого бетонируют.

Важный момент! Продумывая размеры обсадных труб важно ориентироваться на калибр задействуемого погружного насоса. В идеале зазор между корпусом и стенкой гидротехнического сооружения должен составлять не менее 10 мм.

Бурение проходки

Бурение скважин на воду своими руками выполняют, применяя одну из трех технологий:

• Роторная (вращательная) – предполагает «вгрызание» в породу снаряда, совершающего вращательные движения.
• Канатно-ударная – осуществляется с помощью тяжеловесного пустотелого снаряда, который последовательно опускают/поднимают, забирая породу по мере продвижения.
• Ударно-вращательная – реализуется с использованием штанги и бурового снаряда. Его сначала приподнимают над землей и с силой опускают, а затем вращают, забирая разрыхленную породу по мере продвижения в полость стержня.

Выбор инструмента зависит от типа грунтов, с которыми приходится работать. Для однородных почв обычной плотности подойдет шнековый двухзаходный бур.

Некоторые умельцы стараются обойтись простым садовым буром. Но это далеко не лучший вариант, поскольку при использовании такого инструмента велика вероятность, что асимметрия усилия сопротивления почвы спровоцирует смещение бура в сторону.

Для вязких и сильно облипающих типов почв удобно использовать буровой снаряд Шпиц. Стержень, имеющий вид стакана, задействуют при канатно-ударном бурении.

Если приходится работать с рыхлыми и сыпучими грунтами, которые просто не держатся ни в стакане, ни на витках шнека, задействуют ложковый бур. Этот инструмент эффективен при выполнении ударно-вращательного бурения.

Независимо от типа используемого инструмента, режущие кромки должны быть выполнены из прочной стали.

Монтаж обсадки

Завершающим этапом технологии при бурении скважины на воду является сборка колонны. Саму буровую колонну монтируют из стальных труб с толщиной стенок в 4 мм при общем диаметре изделий от 80 мм. Они соединяются между собой штыковыми муфтами.

Установку обсадки можно выполнить, применив один из двух способов:

• В первом случае задействуют конструкцию, в которой сам бур меньшего диаметра, расположенная ниже его обсадная труба – большего. Эта труба оснащена режущей коронкой с разветвленными заточенными зубьями. По мере прохождения 1 цикла бур извлекают на поверхность, а трубу осаживают, позволяя коронке срезать лишний грунт. Способ эффективен, поскольку облегчает гравийную засыпку, но трудоемок.
• Второй вариант монтажа предполагает бурение «голого» стержня без обсадки. Для его реализации выбирают бур большего диаметра, нежели обсадные трубы с тем, чтобы они с легкостью поместились в проделанные отверстия. Способ эффективен на плотных как несыпучих, так и прилипчивых грунтах при бурении на глубину в пределах 10 метров.

В качестве обсадных труб удобнее всего использовать пластиковые изделия. Они долговечны, легко выдерживают нажим при осаживании и давление грунта в случае подвижек.

По мере заглубления обсадочных труб затрубное пространство заполняют отсыпкой из мелкого гравия. Такая прослойка ускорит раскачку скважины и продлит ее срок эксплуатации.

О моменте достижения водоносного слоя укажет состояние извлекаемого грунта. Чтобы определить, нужно ли заглубляться дальше, с помощью погружного центробежного насоса оттачивают 20-30 литров жидкости.

Если после откачки нескольких ведер вода продолжает оставаться мутной, нужно заглубиться еще хотя бы на 1-2 цикла бурения, что составляет порядка 50-100 см.

Важный момент! На время остановки бурения штангу с буром необходимо каждый раз извлекать на поверхность с тем, чтобы ее не затянуло в отверстие.

Процедуру с раскачкой вновь повторяют. Если действия не принесли желаемого результата, а вода все так же мутная, придется смириться с более долгой раскачкой, на которую может уйти до нескольких дней. Для облегчения раскачки первым делом удаляют желонкой ил и лишь после этого запускают погружной центробежный насос.

Важно! Гравийную отсыпку, постепенно оседающую по мере раскачки, необходимо обязательно восполнять.

Раскачка считается завершенной, когда прозрачность воды достигнет отметки в 70 см. Определяют это опытным путем. В непрозрачную емкость набирают откачанную воду и погружают в нее эмалированную крышку от кастрюли или керамическое блюдце D15 см. Отметка, ниже которой края диска начинают расплываться, считается отправной точной непрозрачности. Для получения более точных результатов, следить за диском следует строго под прямым углом.

Раскачав скважину до приобретения водой необходимого параметра прозрачности, образцы проб следует отправить для лабораторных исследований. Если они соответствуют нормам, затрубное пространство замыкают глиной или бетонируют.

Для автономного водоснабжения загородного участка необходимо выполнить комплекс работ по бурению скважины на воду и монтажу насосного оборудования.

Процесс создания скважины для отдельно взятого региона всегда имеет свои особенности. В данной статье мы разберем технологию бурения скважин на воду в Московской области.

Основные термины

Бурение – это процесс сооружения скважины по средствам разрушения горной породы.

Скважина – это цилиндрическая горная выработка, сооружаемая с помощью специальных инструментов, для которой характерны большая длина и малый диаметр. Основными частями скважины является устье – 1, ствол – 2 и забой – 3 (рисунок 1).

Дебит скважины (не путать с бухгалтерским дебЕтом) – объем воды, который можно добывать из скважины за единицу времени. Измеряется в л/с или м 3 /ч. Самый важный параметр для подбора водоподъемного оборудования и бесперебойной работы источника.

Скважина на воду бурится непосредственно до водоносного горизонта и в зависимости от глубины и дебита является отличным источником воды, как для хозяйственно-бытовых, так и для промышленных целей.

Рисунок 1. Схема скважины

Скважина на воду, как и любая другая, является сложным техническим сооружением и от соблюдения технологии бурения, а так же правильности выбора конструкции скважины, зависит ее производительность, срок службы и качество воды.

Определяющими факторами при выборе технологии бурения водозаборной скважины являются глубина залегания подземных вод, а так же горные породы, слагающие разрез в месте бурения. Правильно выбранная технология позволит пробурить скважину в минимальные сроки, исключить аварии и осложнения в процессе бурения, а главное, получить максимальный дебит, соответствующий данным геологическим условиям.

Типы скважин

Водяные скважины можно разделить на три основных типа, в зависимости от целевого водоносного горизонта (рисунок 2):

• неглубокий песок;
• глубокий песок;
• известняк (артезианский водоносный горизонт).

Рисунок 2. Расположение водоносных горизонтов

В Московской области расположение водоносных горизонтов колеблется в следующих интервалах:

• первый (неглубокий песок) – 10 – 30 м;
• второй (глубокий песок) – 40 – 90 м;
• третий (известняк) – достигает отметки 220 м.

Скважины на известняк - водоносный комплекс палеозойских каменноугольных отложений, который питает Московскую область и делится на несколько горизонтов:

• серпуховской (нижний карбон);
• подольско-мячковский (средний карбон);
• каширский (средний карбон);
• касимовский слой (верхний карбон);
• гжельский (верхний карбон).

Московская область разделена на следующие водоносные районы:

• южный – уровень воды находится на глубине 10 – 70 м, глубина скважин от 40 до 120 м;
• юго-западный – имеет небольшой дебит, глубина скважин в среднем 50-70 м;
• центральный район – самый большой по площади, воды преимущественно карбонатные, карбонатно-сульфатные;
• восточный - глубина залегания водоносного горизонта – 20 – 50 м, воды сильно минерализованы.

Оценка состояния подземных вод Московской области значительно осложнена большой интенсивностью их использования на относительно ограниченной территории.

Хотя население г. Москвы практически на 100% обеспечивается поверхностными водами, то в области же наоборот, большинство объектов водопотребления используют подземные воды. При этом с каждым годом растет число автономных потребителей – это новые коттеджные поселки, промышленные предприятия и дома отдыха.

По данным на 2011 г. потенциал водных ресурсов Московской области составляет 11.3 млн. м 3 /сут. Наибольшая эксплуатационная плотность водоотбора (до 2 л/с на км 2) расположена в центральной части региона.

В результате высокой интенсивности потребления подземных водных ресурсов на территории области образовалась обширная депрессионная воронка, которая неравномерно охватывает различные водоносные горизонты, а центр ее расположен в г. Москве.

Технология бурения скважин на неглубокий песок

В Московской области водоносные пески залегают на глубине 10 – 30 м, дебит таких скважин составит до 1 м 3 /ч, чего вполне достаточно для обеспечения небольшого загородного участка. Хотя при правильном инженерном решении такая скважина вполне способна обеспечить небольшой загородный дом. Для этого необходимо использовать накопительную емкость, в которую скважинный насос будет закачивать воду из скважины, а еще один поверхностный насос доставлять воду непосредственно потребителю.

Бурение на неглубокий песок возможно в Волоколамском, Воскресенском, Егорьевском, Мытищинском, Орехово-Зуевском, Подольском, Раменском, Рузском, Солнечногорском районах, подробнее - бурение скважин на воду . Первый водоносный горизонт в этих районах располагается на глубине 10 - 30 м, дебит скважин от 0.5 до 1 м 3 /ч. Однако в силу высокой плотности промышленных объектов во многих районах качество воды верхних водоносных горизонтов не высоко.

Достоинствами скважин на первый водоносный горизонт является:

• небольшая стоимость;
• быстрый процесс бурения;
• возможность эксплуатации с применением недорогого вибрационного насоса.

Недостатки скважины на неглубокий песок:

• относительно небольшой срок службы;
• небольшой дебит;
• нестабильное качество воды;
• зависимость уровня воды от сезонных колебаний и соседних водоразборов.

Так же необходимо отметить, что фильтр песчаной скважины необходимо периодически промывать из-за его заиливания. Замене такой фильтр не подлежит, поэтому при выходе его из строя придется бурить новую скважину. Несмотря на наличие фильтра, сложно обезопасить систему водоснабжения песчаной скважины от попадания частиц песка, что может значительно сократить срок службы скважинного насоса.

Для бурения неглубоких скважин по рыхлым породам наиболее популярно шнековое бурение. Шнек представляет собой трубу со спиральными лопастями (рисунок 3).

Рисунок 3. Буровой шнек

Буровой шнек по своей конструкции напоминает штопор, благодаря чему бурение происходит за счет вращательного процесса с погружением в грунт и выемкой выбуренной породы на обратном ходу (Рисунок 4).

Бурение шнеком выполняют при помощи установок на грузовых и легковых автомобилях. Вкручивать шнек в землю можно и вручную, так же с использованием электропривода или мотобура. Ручное бурение позволяет получить воду на участке самостоятельно, однако бурение при помощи электропривода хотя и затратное, но позволяет значительно облегчить и ускорить процесс.

Бурение при помощи шнека возможно только по мягким породам. Если на пути встретятся скальные породы, дальнейшее бурение будет невозможно. Увеличивать длину шнека можно используя стыковки с дополнительными шнеками или штангами.

1 – ствол скважины, 2 – шнек, 3 – выбуренная порода.

Рисунок 4. Схема роторного бурения при помощи шнека

По окончанию бурения стенки скважины укрепляются обсадной трубой. Конструкция скважины на неглубокий песок представляет собой одну обсадную колонну с перфорированной фильтровой частью.

Для обсадки водяных скважин на песок применяют трубы двух видов:

• металлические;
• пластиковые.

Классическим решением для обсадки водяной скважины являются трубы из черной стали. Имея толщину стенки 4,5 мм, стальная труба сохранит целостность 10-30 лет, выдерживая любые подвижки грунтов, и при этом не добавит в воду ничего, кроме ржавчины. Однако наличие ржавчины (трехвалентного железа) в воде не является большой проблемой, она легко удаляется при помощи обычного бытового фильтра. Единственный вред, который может нанести ржавчина – это вред насосу, при условии, что он рассчитан только на чистую воду.

Главным недостатком стальных труб является высокая стоимость, поэтому для обсадки скважин на неглубокий песок с относительно небольшим сроком службы использование стальных труб не всегда является целесообразным.

Альтернативой для обсадки неглубоких скважин являются трубы из пластика – нПВХ, ПНД.

Главными плюсами труб из пластика являются неподверженность коррозии и отсутствие каких либо добавок в воду, а так же низкая цена, относительно стальных труб.

Недостатком - их низкая прочность.

В скважинах на песок обязательно применение фильтра. Фильтровая зона, впрочем, как и сама эксплуатационная труба, не подлежит замене, поэтому фактически срок службы скважины зависит от срока службы фильтра . Так же качество и конструкция фильтра играют определяющую роль, в каком количестве воду будет давать скважина.

Конструкция скважин на песок

Классическая конструкция скважины на глубокий и неглубокий песок одинакова и представляет собой обсадную трубу с фильтром. Фильтр может быть установлен «впотай» (рис. 5) или выполнен на обсадной трубе (рис. 6).

Рисунок 5. Конструкция песчаной скважины с фильтром «впотай». Рисунок 6. Обычная конструкция скважины на песок.

Конструкция фильтра для скважины на песок достаточно проста, поэтому определяющее значение в выборе фильтра имеет качество материала, из которого он изготовлен.

Состоит фильтр из следующих элементов (рисунок 7):

• перфорированная основа - 1;
• каркас фильтрующего слоя - 2;
• непосредственно фильтрующий слой – 3.

Рисунок 7. Фильтр для скважины на песок

Главным преимуществом конструкции скважины с кондуктором и установленным «впотай» фильтром (рисунок 5), является надежная изоляция попадающей в скважину воды от поверхностных загрязнений, что невозможно при обычной однотрубной конструкции.

Хотя, в силу технологической сложности данный фильтр и обходится дороже, но он обеспечивает лучшее качество воды, а главное поддается замене, что значительно выгоднее, чем бурить новую скважину.

Главным недостатком такой технологии является сложность установки надежного сальника, предназначенного для предотвращения проникновения песка в скважину и изоляции интервала между рабочей и фильтровой колонной.

Ограничением для установки фильтра «впотай» является наличие мелких пылеватых песков в водоносном слое из-за невозможности создания гравийной обсыпки фильтра, а потому небольшим снижением дебета скважины из-за использования мелких сеток.

Однако в пластах крупнозернистых песков и галечника данная технология возможна, в том числе и в Московской области.

Самая распространенная конструкция скважины на песок в Московской области представлена на рисунке 6.

По типу фильтрующего слоя применяют фильтры трех видов:

• каркасно-стержневые;
• сетчатые;
• комбинированные.

Наиболее эффективными являются каркасно-стержневые фильтры из нержавеющей стали, однако у таких фильтров высокая стоимость. Достаточно хорошую эксплуатационную характеристику имеют сетчатые фильтры из нержавеющей стали, при этом имея гораздо более низкую себестоимость, чем каркасно-стержневые. К тому же сетчатый фильтр можно устанавливать на трубы ПВХ. Благодаря этому такой фильтр является оптимальным для скважин на неглубокий песок.

Фильтры с полимерной сеткой тоже используют, но технологически они уступают металлическим сеткам, так как хуже выдерживают внешние нагрузки.

Фильтр с напылением ПВД (полиэтилен высокого давления) представляет собой перфорированную трубу с размещенным на ней специальным волокнисто-пористым материалом.

Данное покрытие отлично защищает скважину от проникновения из водоносного горизонта твердых частиц, в том числе пылеватых песков. При этом данный фильтр способен обеспечить хорошую проницаемость на обводненных песках, благодаря пористости материала.

Напыление ПВД состоит из трех слоев:

• поддерживающего – крупноячеистого;
• рабочего – среднеячеистого;
• защитного – мелкоячеистого.

Преимуществом данного фильтра является его универсальность: равноценно работает в щелочной и кислой среде, экологически безопасен и не токсичен, не выделяет в воду химических элементов, защищен от солей жесткости. Благодаря волокнисто-пористому барьеру прекрасно защищает скважинный насос от любых механических примесей.

Для повышения дебита скважины, увеличения срока работы фильтра, уменьшению процесса кольматации (заиливания) выполняют гравийную обсыпку фильтра (рис. 8).

Рисунок 8. Гравийная обсыпка фильтра

Гравийную обсыпку можно выполнить только при роторном бурении с промывкой. В некоторых случаях вместо гравия возможно использование крупнозернистого песка. Прослойка гравия между фильтром и водоносным песком увеличивает площадь фильтра, предотвращает попадание пылеватых песков, снижает абразивное воздействие песка на сетку и продлевает срок работы фильтра в несколько раз.

Результативное осуществимо при соблюдении вышеуказанной технологии и использовании высококвалифицированных кадров.

Технология бурения скважин на глубокий песок

В некоторых районах Московской области ближайший водоносный горизонт располагается на глубине больше 30 м.

Например, в Клинском районе Московской области не везде есть неглубоко залегающие водоносные пески. При этом скважины, пробуренные на глубокий песок (от 40 м), дают дебит до 2 м 3 /ч. Так же скважины на глубокий песок бурят в Истринском, Солнечногорском, Дмитровском, Пушкинском и Сергиево–Посадском районах.

Для примера, в Ярославской и Белгородской области почти не бурят скважины на известняк, в связи с тем, что залегают водоносные известняки достаточно глубоко, на 150 – 250 м. Соответственно такие скважины требуют более сложной конструкции, применения двух-трех обсадных колонн разного диаметра, а так же более мощного скважинного оборудования.

Скважины на глубокий песок имеют ряд преимуществ перед неглубокими, а так же артезианскими скважинами:

• дебит скважин на глубокий песок выше, чем на неглубокий (1,5 – 2.5 м 3 /ч);
• качество воды лучше (стабильней), чем в неглубоких скважинах;
• время бурения и стоимость ниже, чем для артезианских;
• в отличие от бурения глубоких артезианских скважин, не требуется лицензия на недропользование.

Однако проблемы с использованием фильтра для песчаной скважины остаются те же, что и для неглубоких песчаных скважин.

Наиболее оптимальным методом для проходки скважины на глубокий песок является роторное бурение.

Бурение роторным способом выполняется с помощью рамной буровой вышки, на которой крепится подъемное оборудование, обеспечивающее возможность поднимать и опускать бурильную колонну. Установка роторного бурения может быть выполнена на базе автомобиля (рисунок 9).

Рисунок 9. Установка роторного бурения

При роторном способе бурения горная порода разрушается вращающимся долотом, на которое подается осевая нагрузка от ротора при помощи бурильной колонны, которая состоит из бурильных труб, соединенных между собой муфтами. Верхний вал колонны через вертлюг, обеспечивающий свободное вращение груза, подвешен к талевой системе. Данная система обеспечивает подачу буровога раствора по бурильным трубам на долото. В результате выбуренная порода (шлам) поднимается на поверхность вместе с буровым раствором.

Схема роторного бурения представлена на рисунке 10.

Рисунок 10. Схема роторного бурения.
1 - долото, 2 - бурильная колонна, 3 - бурильная труба, 4 - пол буровой установки, 5 - ротор, 6 - лебедка, 7 - ведущая бурильная труба, 8 - вертлюг, 9 - крюк, 10 - талевый блок, 11 - кранблок.

Технология бурения скважин на известняк

В пределах Московской области водоносные известняки залегают крайне неравномерно, от 20 м на юге, до 200 м на севере, однако наиболее распространено распространение артезианского горизонта на глубине свыше 100 м.

Благодаря большой глубине залегания артезианских вод и, соответственно, высокому пластовому давлению водяная скважина на известняк может быть напорной, иногда самоизливающейся.

Преимущества артезианской скважины:

• возможность бурения в любом месте;
• стабильное качество воды;
• долгий срок эксплуатации;
• высокая производительность.

Недостатки артезианской скважины:

• технологическая сложность бурения;
• высокая стоимость бурения;
• возможна высокая минерализация воды;
• юридическим лицам необходима лицензия на пользование недрами.

Благодаря повсеместности распространения водонасыщенных известняков, а так же высокому дебиту артезианских скважин, такая скважина является оптимальным решением для монументальных строений, жилищных кооперативов, а так же промышленных целей.

Бурение артезианских скважин является достаточно сложным процессом, в связи с глубиной и твердостью горных пород. В зависимости от геологических условий в разных районах Московской области в процессе бурения возникают те или иные проблемы.

В Волоколамском районе трудности могут создать отложения гранита, встречающиеся вблизи Сычево и Чередово. Хотя в ряде населенных пунктов водоносные известняки расположены не глубоко, от 30 до 50 метров. Так же не глубоко залегают водоносные известняки вблизи русла Москвы-реки в Воскресенской районе. В Каширском районе первые известняки залегают на глубине порядка 40 м, однако они не обладают достаточной водоотдачей и лишь осложняют дальнейшее бурение до водонасыщенных карбонатных пород, расположенных на глубине 70 – 140 м. К тому же в разрезе встречаются неустойчивые породы, что приводит к увеличению расхода бурового раствора. Необходимо выбирать обсадных трубы большего диаметра для перекрытия этих пород. В Лотошинском, Рузском и Одинцовском районах бурение осложняется попадающимися в породе валунами. В разрезе пород Чеховского района встречаются осыпающиеся породы известняка, требующие надежной металлической обсадки.

Оптимальным решением для бурения артезианских скважин является роторное бурение. Благодаря одновременному воздействию на породоразрушающий инструмент осевой нагрузки и крутящего момента, производительность бурения значительно повышается.

Гидроударное бурение подходит для пород V-XII категории. Гидроударник устанавливается между колонковым набором и бурильными трубами. По средствам бурильных труб на долото подается буровой раствор и вращение. Промывочная жидкость удаляет шлам с забоя, охлаждает долото, а так же является приводом ударной машины. При увеличении расхода бурового раствора возрастает энергия единичного удара, что приводит к увеличению интенсивности разрушения породы.

В относительно мягких породах увеличение скорости осевой нагрузки увеличивает скорость бурения, а в твердых абразивных породах при повышении осевой нагрузки повышается износ породоразрушающего инструмента.

В твердых породах целесообразно применение пневмоударника. Пневмоударное бурение является разновидностью ударно-вращательного, с применением погружного бурильного молотка – пневмоударника, работающего на энергии сжатого воздуха. Поршень-боек пневмоударника наносит поступательно-возвратные движения по хвостовику, являющемуся частью долота, которое вращается вместе с пневмоударником. Очищение забоя от выбуренной породы происходит с помощью продувки скважины. По мере углубления скважины буровой снаряд наращивается.

Схема пневмоударного бурения представлена на рисунке 11.

Рисунок 11. Схема пневмоударного бурения
1 – долото, 2 – пневмоударник, 3 – буровой инструмент, 4 – вращатель с электромотором, 5 – механизм подачи, 6 – шланг подачи сжатого воздуха, 7 – компрессор, 8 – пульт управления.

Конструкция скважин на известняк

Конструкция скважины на известняк может быть четырех видов:

• классическая – включает в себя обсадную трубу, доходящую до водоносного известняка, а далее открытый ствол меньшего диаметра (подходит для крепких известняков);
• с двойной обсадкой – состоит из обсадных труб двух диаметров: большего в верхней части до водоносного горизонта и меньшего в водоносном горизонте (рисунок 12);
• с кондуктором – применяется, когда необходимо отсечь четвертичные отложения обсадной трубой большего диаметра;
• телескопическая – конструкция состоит из трех и более обсадных колонн разного диаметра, где каждая последующая колонна диаметром меньше предыдущей, применяется в районах со сложной геологией, чтобы отсечь неустойчивые и водоносные породы.

В зависимости от геологического разреза района бурения, глубины залегания водоносного пласта предпочтительнее та или иная конструкция скважины или комбинация нескольких конструкций.

Давайте рассмотрим несколько примеров.

Пример 1: Классическая двухтрубная конструкция с пластиком.

Рисунок 12. Конструкция скважины с двойной обсадкой

Технологию бурения можно описать следующим образом:

• Пробурив растительный слой, толщу песка с включениями гравия, толщу глины, доходим до известняка (см. рис. №12). По характеру бурения, скорости проходки, визуальному контролю разбуренной породы, поднятой (вымытой буровым раствором) на поверхность, определяем литологический разрез.
• Немного подбуриваем известняк, поднимаем инструмент.
• Производим обсадку металлической трубы на кровле известняка.
• Меняем долото, промываем ствол скважины от бурового раствора. Использовать для дальнейшего бурения необходимо чистую воду (без бентонита).
• Продолжаем бурение по известняку внутри металлической трубы.
• Пройдя слой сухого известняка, доходим до трещиноватого, водоносного известняка. Трещины в известняке можно определить по поглощению (провалу) циркулирующей воды во вскрытую трещину. Буровой инструмент тоже может провалиться на 10-15 см.
• Поднимаем буровой инструмент, меняем долото на меньший диаметр.
• Продолжаем бурение, вскрываем трещиноватый известняк, внимательно контролируем процесс, чтобы определить наличие в известняке прослоек мергеля, глин, песка, если таковые будут.
• Вскрыв 5,10 или 20 метров водоносного известняка, производится обсадка пластиковой трубы. Глубину вскрытия известняка определяет буровой мастер по косвенным признакам, в зависимости от мощности, толщи, водоносного горизонта, необходимого количества воды и литологических особенностей.

Поскольку прослоек глин и песка в известняке нет, известняк труднобуримый, неразрушенный, пластиковую трубу обсаживаем до водоносного известняка, трещины вскрываем открытым стволом.

Пример 2: Однотрубная конструкция с осложнениями.

Рисунок 13. Однотрубная конструкция скважины

Процесс бурения до известняка описан в примере №1. При бурении по известняку и построению водоприемной части есть отличия. Давайте их рассмотрим.

Если не перекрыть глину и песок в известняке и собрать конструкцию как в 1-ом примере, мы получим мутную воду с песком.

Она может идти постоянно или возникать после перестоя (отсутствия разбора воды из скважины).

Буровой мастер, не внимательно отслеживающий процесс бурения, может не заметить прослойку глины и песка, собрав конструкцию как в примере №1. Выполнив опытную откачку и обнаружив муть и песок, будет вынужден демонтировать пластик, установить металлическую трубу меньшего диаметра для перекрытия прослойки песка. Обязательно герметизируется переход между трубами пакером для исключения возможности поступления мутной воды с песком по переходу между трубами.

Рисунок 14. Конструкция скважины с осложнениями в процессе бурения.

Прослойку глины можно перекрыть пластиковой трубой, прослойку песка пластиковой трубой перекрыть проблематично. Поэтому используется металлическая труба меньшего диаметра. Если начальная труба Ø133 мм, то внутрь устанавливают трубу Ø114 мм. В трубу Ø114 мм влезает ПНД труба диаметром 94 или 90 мм, в 94 трубу можно установить скважинный насос диаметром 3 дюйма (76 мм). В ПНД Ø90мм – насос с нормальными напорными характеристиками установить уже не получится.

Рисунок 15. Конструкция «телескоп».

При формировании уровня воды выше перехода 133-114 (не меньше чем 15-20 метров, для возможности установки насоса выше перехода), можно собрать конструкцию с пластиком – 90 (94) ПНД внутри 114 металла и 117 внутри 133 (см. рисунок №14).

Давайте рассмотрим технологию бурения скважины с учетом наличия в разрезе неустойчивых пород. Рассмотренная ниже ситуация характерна для глубоких скважин (150-200 м), разрезов с валунами и скважин с промежуточными водоносными горизонтами. С целью поинтервального укрепления пластов применяется конструкция «телескоп» (рисунок №15).

Заказчик ставить задачу – пробурить скважину на известняк и собрать конструкцию 133/117.

Порядок работ следующий:

1. Начинаем бурить скважину под 133 металлическую трубу долотом 146 или 155 (161) мм. Но, не дойдя до известняка, встречаем в разрезе валуны вместе с водоносным песком.
2. При бурении ниже валунов начинаются прихваты инструмента – выпадают камни на направляющую с долотом и заваливают его, мешают продолжать дальнейшее бурение, блокируют, не дают поднять инструмент из ствола скважины.
3. При попытке согласовать установку кондуктора с заказчиком, он не дает разрешение на увеличение стоимости скважины и готов к результату без пластика. Принимаем решение изолировать неустойчивые породы, установив в разбуренный ствол трубу диаметром 133 мм.
4. Дальнейшее бурение продолжаем внутри трубы долотом 124 мм.
5. Дойдя до известняка, устанавливаем металлическую трубу 114 мм. Герметизируем переход между трубами пакером, для исключения перетока грязи и воды в щель между трубами.
6. Промываем ствол скважины от бурового раствора. Разведываем дальнейший разрез в известняке долотом 76 мм на чистой воде.
7. При вскрытии известняка обнаруживаем в нем прослойки глин, верхняя часть водоносного известняка разрушена.
8. Принимаем решений изолировать прослойки глин глухой металлической трубой Ø89 мм, а разрушенный известняк оборудовать перфорированной трубой.
9. Для этого разбуриваем вскрытый известняк долотом 98 мм - до крепкого известняка. Поднимаем буровую колонну и производим обсадку 89 трубы.
10. В крепком известняке водоприемную часть оставляем открытым стволом Ø76 мм.

В такой ситуации конструкцию с пластиком собрать не представляется возможным. Так как вода сформировалась на уровне 114 трубы, ниже находится металл Ø89 мм. В 89 трубу не влезает ПНД труба, в которую можно установить насос. Заказчик будет поставлен перед фактом, что реализовать запланированную конструкцию 133/117 не удалось. Стоимость скважины будет пересчитана. Срок работы, получившийся скважины, будет значительно меньше запланированных 40- 50 лет.

Именно поэтому, мы рекомендуем использовать начальную трубу Ø159 мм или использовать кондуктор в районах со сложной геологией. Это более результативно и долговечно, позволяет практически при любом осложнении собрать конструкцию с пластиковым вкладышем внутри трубы - смотри рисунок №16.

Рисунок №16. Конструкция скважины с кондуктором.

Обращаясь в буровую компанию необходимо четко ставить задачу по дебиту скважины, диаметру планируемого насоса, его мощности.

Специалисты начинают планировать конструкцию скважины с фильтра и прифильтровой зоны в зависимости от литологического разреза и мощности водоносного горизонта. То есть начинают планировать конструкцию снизу вверх, а не наоборот.

Если говорить про начальные диаметры и усредненные параметры скважины с хорошей геологией, то примерно можно назвать следующие значения:

• Труба Ø133 мм – обеспечит дебит до 3 м 3 /ч, подойдет для обеспечения водой одного или двух коттеджей;
• Труба Ø 159 мм – обеспечит дебит до 8 м 3 /ч, вариант для большого дома с дополнительными строениями или для нескольких домовладений;
• Труба Ø 219 мм – обеспечит дебит до 15-40 м 3 /ч, такие скважины являются промышленными и способны обеспечить водой промышленный объект или небольшой поселок.

Для желающих изучить этот вопрос более плотно мы советуем использовать дополнительную литературу – Башкатов Д.Н., Роговой В.Л., БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ . Эту книгу мы рекомендуем как настольное пособие для начинающих буровиков. К сожалению, она написана в 1976 году и не учитывает некоторые современные материалы и технологии.

Выводы: процесс бурения скважины – сложный технологический процесс. Бурение будет успешным, а скважина сохранит свою работоспособность несколько десятилетий при условии:

1. Владения буровой организацией исчерпывающей информацией о геологических особенностях участка, где будут выполняться работы. Необходим опыт работ в этом месте.
2. Наличия в штате профессиональных буровиков, способных ответственно, щепетильно относится к буровому процессу и к строительству правильной конструкции скважины.
3. Добросовестности и ответственности организации. Сегодня, в погоне за максимальной выгодой, многие теряют эти важные человеческие качества, придумывая разные схемы обмана заказчиков .
4. Добросовестности и ответственности буровой бригады. Желание быстро нажиться часто приводит к обману работодателя и заказчика одновременно. Продажа на сторону недоустановленных труб в скважину, бурового инструмента. Сговор с заказчиком по глубине скважины (давай напишем 30, а сделаем 50, 20 метров пополам…) лишая тем самым гарантии заказчика.
5. Организация должна владеть материально-технической базой. Выполнять ремонт техники, изготавливать под свои нужды детали для скважин (выточить переход, изготовить пакер, нарезать резьбу), складировать необходимый инструмент и оборудование. Иметь квалифицированный штат сотрудников способных обеспечивать функционирование базы и обеспечивать непрерывный рабочий процесс буровых и монтажных бригад.

Сочетание всех этих критериев - залог строительства скважины по технологии и получения надежной скважины на Вашем участке. Именно этим критериям соответствует компания «Водная Помощь».

Наличие скважины на загородном участке, зачастую является необходимым условием для создания комфорта. Многие предпочитают иметь независимый источник даже при наличии централизованного водоснабжения. Отсутствие такового вызывает необходимость добывать воду из недр. Уровень современной техники значительно расширил возможности бурения. Но скважина на воду своими руками остается реальностью и недорогим способом обеспечения ею.

Обеспечение водой – первостепенная задача при обустройстве любого жилого помещения. На сегодняшний день существует несколько способов добычи воды:

• колодец;
• абиссинский колодец:
• песчаная скважина;

• 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 из полимеров или нержавеющего металла. Артезианская скважина бесфильтровая, вода подается чистая, без примесей. Дебит составляет от 5 до 100 кубов в час.

Схема принципа работы скважины на воду (песчаный вид) дает наглядное представление о ее внутреннем устройстве.

Выбор вида скважины – процесс крайне важный и ответственный.

Полезный совет! Если нет сведений о глубине залегания водного пласта, без предварительной разведки определять вид скважины не стоит. Это может привести к незапланированным дополнительным расходам и неожиданно низкому дебиту.

Основные способы бурения скважин под воду

Назначение кессона. Цены и характеристики самых популярных моделей.

Инструменты, используемые при бурении скважин на воду своими руками

При обустройстве скважины на воду своими руками большое значение имеет правильный подбор инструментов. Он определяет скорость и качество работы.

Буровой инструмент должен быть изготовлен из прочного и износоустойчивого материала, лучше всего стали. Его можно купить в магазине, а можно изготовить самостоятельно и быть уверенным в его качестве. Основные инструменты, используемые при самостоятельном бурении скважины:

• ложка. Состоит из стального пустотелого цилиндра, у которого в верхней части расположена головка с резьбой для соединения со штангами, а в нижней – режущая кромка. Корпус имеет продольный прорез с подогнутым внутрь одним краем, а второй заточен и может работать при вращении как лезвие. Буровую ложку можно изготовить в мастерской, где есть токарный станок и кузница. Эти приспособления имеют диаметр 70,140 и 198 мм. Данная величина ложки должна на 10 мм превышать диаметр опускаемых после бурения труб;
• зубильное долото. Ствол скважины округляется путем поворачивания долота на угол 15–20 градусов после каждого удара. Инструмент изготавливается путем ковки из одного куска вязкой стали. Угол его заострения – 90 градусов. Зубильные долота имеют диаметр 74, 108, 147 мм. Приспособления небольших размеров можно изготовить в мастерских, где имеется хотя бы небольшая кузница, а также токарные и строгальные станки;

• желонка. Ее корпус состоит из железной или стальной трубы, к верхней части которой присоединена вилка с конусной резьбой для подвешивания к канату или прикрепления к рабочим штангам. В нижней части труба снабжена стальным режущим башмаком с клапаном. Корпус желонки можно изготовить из обсадной или газовой трубы длиной 1–2 м;
• шнек. Он имеет плоские спирали с учащенным шагом. На конце инструмента есть забурник, который разрушает породу, а плоские спирали выносят ее на поверхность. Эффективность шнека можно увеличить, если использовать для вращения небольшой двигатель, например, от пилы, мотоплуга и т. д.;
• стакан. Представляет собой обычную трубу с заостренными нижними торцами. Работа с ним заключается в подъеме и сбрасывании его с высоты 2–3 м на забой. Острые торцы режут породу и отрывают ее от забоя;
• штанга. Применяется для ударного и вращательного бурения. На ней опускают на забой инструмент, при ее вращении ведется бурение, с ее помощью извлекается на поверхность разрушенная порода. Штанги испытывают нагрузки на сжатие, растяжение, изгиб и скручивание. В качестве данного инструмента можно использовать прутки из стали квадратного или круглого профиля, а также водопроводные трубы с усиленной стенкой.

Цена скважины на воду под ключ

Стоимость скважины на воду под ключ, цена за метр бурения – это комплексная величина, на которую влияет ряд обстоятельств. В первую очередь она зависит от местонахождения объекта и специфики местности. Геологические разрезы на территории одной области неоднородны, распределение водоносных горизонтов различается. Как результат – бурение скважин на воду в каждом районе стоит по-разному. Кроме того, имеют значение состав почвы и ландшафт.

• район разработки;
• используемую методику;
• транспортные расходы;
• глубину залегания водоносных горизонтов;
• монтаж оборудования;
• непосредственные работы по бурению и раскачке скважины для воды;
• тип скважины, особенности ее технического обустройства.

Сначала проводится квалифицированное исследование грунта, в результате чего подбирают технологию и оборудование. Так как все работы по бурению скважины для воды выполняются одной компанией, можно сэкономить усилия и время, получив воду в кратчайший срок.

Водоснабжение частного дома из скважины: схема размещения основных элементов

Устройство скважины для воды в частном доме и подключение к ней водопровода трудностей не вызовет, если правильно составить схему и приобрести качественное оборудование. Схема водоснабжения частного дома из скважины содержит 3 основных составляющих:

• источник (скважину);
• насосную станцию;
• трубопровод.

Эти основные составляющие оснащают дополнительными:

• кессоном для скважины;
• автоматикой;
• очистными фильтрами;

• водонагревателем.

Для подключения водоснабжения к дому необходимо проложить трубы. Если не планируется устраивать изоляцию в виде цементного тоннеля (что хлопотно и трудоемко), нужно вырыть траншею, которая опустит их ниже точки промерзания. Еще вариантом изоляции могут быть фольгированные материалы из стекловолокна.

Сырье для труб используется различное: есть несколько видов металлических и еще большее разнообразие неметаллических, полимерных изделий.

Полезный совет! При замене или прокладке водопроводных труб следует помнить, что соприкосновение с водой и образование конденсата обязательно приведут к появлению коррозии на металлических изделиях. Не подвержены коррозии трубы из пластика.

Насосы для скважин: основные характеристики

При обустройстве насосной станции одним из основных механизмов является насос. Выбор данного аппарата чрезвычайно важен.

По способу работы насосы делятся на 2 типа:

• поверхностные;
• погружные (глубинные).

Поверхностные насосы выкачивают воду из скважин, глубина которых не превышает 8 м. Они устанавливаются на поверхности, способ монтажа достаточно прост.

Для больших глубин следует выбирать погружные насосы. Они бывают нескольких видов:

• центробежные. Работают за счет центробежной силы, которую создают лопасти гребных колес при вращении вала;
• шнековые (или винтовые). Перекачивание жидкости происходит вследствие перемещения ее вдоль оси винта в камере, образованной винтовыми канавками и поверхностью корпуса;

• вихревые. Основа конструкции – колесо с лопастями, помещенное в корпус и прикрепленное к валу. Приводится в движение за счет центробежно-вихревой силы;
• вибрационные. Работают вследствие вибраций мембраны, от чего возникает разность давлений, и жидкость перекачивается в систему водоснабжения.

Основные параметры, которые должны учитываться при выборе насоса для скважины:

• производительность;
• мощность;
• глубина, дебит и диаметр скважины;

• стоимость.

Цена погружных насосов для скважины на воду значительно выше, чем поверхностных. Это обусловлено их большей мощностью, производительностью, особенностями конструкции и монтажа. Среди погружных самыми производительными и дорогостоящими являются центробежные насосы, среди которых популярны шнековые виды. Они имеют высокие технические характеристики, хорошую производительность и умеренную цену.

При необходимости выдавать небольшой объем воды за короткое время лучше отдать предпочтение вихревому насосу. Вибрационное устройство чаще используют с целевой направленностью – раскачать скважину. Длительное воздействие вибрации может привести к повреждению ближайших к насосу частей скважинной конструкции.

Полезный совет! При выведении параметров скважины некоторые показатели являются величинами относительными. Потому при покупке насоса стоит выбирать подходящую модель с запасом производительности.

Можно купить ручной насос для воды из скважины. Он требует прикладывания физических усилий, но значительно надежнее, гораздо дешевле, проще в ремонте и долговечнее в эксплуатации. Ручные насосы бывают нескольких видов:

• крыльчатые. Принцип действия: под воздействием ручного рычага вращается крыло, приводящее в действие всасывающий элемент;
• поршневые. Давление создается на выходе;
• штанговые. Действуют по тому же принципу, что и поршневые. Поршень значительно вытянут, напоминает штангу, отсюда и название;
• мембранные. В основе функционирования – возвратно-поступательные движения мембраны.

Выбирая ручной насос для воды из скважины, необходимо прежде всего учитывать глубину залегания водного пласта. Самым глубинным из ручных насосов является поршневой (до 30 м), мембранный эффективен до 8–10 м. Все виды ручных насосов может полноценно заменить поверхностный.

Основы правильной эксплуатации скважин

Цена ремонта скважины на воду всегда высокая, так как данный процесс сложный и трудозатратный. Сделать это самостоятельно удается далеко не всегда. Для того чтобы скважина долго и полноценно снабжала водой, необходимо при ее запуске выполнить следующие правила:

1. Включать насос в первый раз необходимо плавно. Поворачивать вентиль на оголовке нужно, начиная от минимального значения водоотбора, и доводить до оптимальной величины.
2. Длительность первого водоотбора должна составлять не менее двух часов.
3. В ходе эксплуатации необходимо избегать чрезмерно кратковременных включений насосной станции.
4. Систематический и значительный водоотбор в первые месяцы эксплуатации позволит обеспечить постоянный приток воды и полноценное функционирование скважины.

Полезный совет! В начале пользования водой из скважины необходимо в обязательном порядке отнести образец для химического анализа состава. Это позволит быть уверенным в полезных свойствах воды, используемой в качестве питьевой, а также даст возможность правильно эксплуатировать систему водоснабжения в целом.

Скважина на воду своими руками : возможные проблемы и способы их решения

Даже при уплате требуемой стоимости скважины на воду под ключ, когда работу выполнили профессионалы, не всегда удается избежать неприятностей в процессе пользования. Наиболее частые проблемы в ходе эксплуатации скважины:

• заиливание:
• загрязненная вода;
• слабый поток.

Если скважина используется не систематически, а только в летний период, заиливание практически неизбежно. Промывать конструкцию в такой ситуации нет необходимости, но нужна интенсивная прокачка.

Загрязненной вода может стать из-за попадания грунта, промежуточных вод. Чаще всего причиной является разгерметизация обсадных труб. Нужен ремонт, он может быть значительным, если потребуется замена обсадки, а не просто заделывание отдельных участков.

Полезный совет! При закупке материалов для обустройства обсадные трубы для скважины на воду, цена которых относится к бюджетной, выбирать не стоит: эффективность работы самой дорогой насосной станции может быть сведена к нулю именно из-за проблем разгерметизации. Надежны и удобны при монтировании обсадки пластиковые кольца.

Слабый поток может быть причиной засоренности фильтра. Устранением данной проблемы станет чистка или замена фильтра в целом.

Разобраться, как сделать скважину для воды своими руками, или же заказать под ключ, приняв условия и стоимость скважины на воду уже в готовом варианте, – каждый решает сам. Цена не может быть приоритетом, как и производитель техники. Главное, чтобы на выходе было качество и количество воды, которое необходимо для ежедневного потребления и жизнеобеспечения.