Специфика колонкового бурения
Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.
Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.
Используемое оборудование и инструменты
Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:
- колонковая труба и штанги для ее наращивания;
- буровые коронки;
- труба для устранения шлама;
- муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.
Технология колонкового бурения
Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:
- Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
- Закрепление рабочего инструмента в станке.
- Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
- Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.
Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.
Веские достоинства и недостатки
Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.
Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:
- высокая скорость проведения работ;
- возможность применения на твердых породах;
- изготовление скважин глубиной до 100 м;
- компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
- мобильность.
Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.
Особенности ручного бурения
Способ ручного бурения требует больших затрат физической силы, но позволяет сэкономить на оборудовании. Применяется при монтаже скважин глубиной не более 25 метров и проводится до тех пор, пока бур не дойдёт до водоупорного слоя.
В случае с ручным бурением используют:
- комплект буровых головок (бур-долото, бур-ложка, змеевики, желонки);
- штанги;
- лебёдка или электрическая таль;
- обсадные трубы;
- для работы на большой глубине – бурильная вышка.
Процесс проходки ствола состоит из следующих этапов:
- Выкапывается небольшая яма глубиной в 40-50 см, в которой разместится бур.
- Затем один человек начинает вращение бура; когда он войдёт достаточно глубоко, вращать придётся вдвоём, потом – вчетвером.
- Через каждые 50-70 см вхождения в землю, бур необходимо вытаскивать и прочищать, чтобы грязь не залепила всю головку.
- Если грунт слишком жёсткий, получившееся отверстие нужно необходимо заливать водой.
В момент заполнения шахты водой изнутри, работа прекращается. Теперь остаётся только откачать грязную воду с примесями – примерно 5-7 литров. Для этого понадобится насос.
Ударный способ
Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта. Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично. После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.
Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.
Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.
Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы
Канатно-ударное бурение
Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:
- треноги, которую размещают над местом бурения;
- блока с лебедкой и тросом;
- забивного стакана, штанги;
- желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).
Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко, используют ударную штангу: ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают.
Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.
Канатно-ударное оборудование для бурения скважин
Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.
Преимущества ручного бурения:
- экономичный способ в финансовом отношении;
- ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
- оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
- способ применим в труднодоступных местах;
- эффективен, не требует большого количества времени.
Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.
Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом
Скважина внутри колодца
Сразу нужно заметить: не во всех случаях бурение скважины в дне подземного водоема позволит сэкономить средства. Нередко бывает, что эффективнее пробурить шурф рядом. Это утверждение почти всегда верно для тех случаев, когда проходку выполняет профессиональная бригада бурильщиков: мощность их оборудования позволяет выполнять бурение в промышленных объемах за короткий срок. Производительность машины обеспечивает достижение уровня глубины большинства колодцев за четверть часа. Выполнение работы займет времени меньше, чем подготовка установки к бурению.
По этой причине большинство специализированных компаний предпочитают выполнять бурение на целине. Стоимость работ в любом случае рассчитывается от нулевой отметки – уровня почвы. В такой точке зрения содержится рациональное зерно и для заказчика. Если приглашать буровиков, целесообразнее пробивать скважину на воду в месте, максимально удобном для обслуживания источника, прокладки труб и выполнения самого бурения, – там, где не мешают заборы, деревья и декорированные дорожки.
За работы по углублению существующих источников, в том числе изготовление трубчатых колодцев, берутся индивидуальные бригады, оборудование которых обладает меньшей мощностью, а специалисты готовы уделить внимание таким «мелочам», как укрепление стенок, создание усиливающих каркасов, фиксацию обсадных труб и строительство дополнительных кондукторов. Заказчик при этом получает бонус в виде снижения стоимости проходки за счет уже существующего шурфа
Технология такого бурения
Бурение скважины в колодце производится практически везде. Правила работ остаются те же, предпочтительнее выполнять работу при низком уровне воды и небольшом её расходе, то есть в осенне-зимний период.Попытки многих обустроить скважинный колодец своими руками закончились неудачей:
–>
- Допускаются ляпсусы, негативно влияющие на бесперебойное снабжение. В таких работах нужен наработанный опыт, определенные навыки и специальные инструменты.
- Необходимо сразу отметить, что бурение скважины в уже готовом сооружении может обойтись несколько дороже, чем просто выполненные работы с «нуля». За счёт чего идет удорожание?
- Инструкция по расчетам стоимости скважины начинается всегда от поверхности земли.
- Бурение скважины внутри замкнутого пространства требует дополнительных материальных затрат от исполнителя, что естественно удорожает себестоимость погонного метра.
- Стоимость увеличивается из-за удлинения рабочего времени исполнителей, чем при выполнении обыкновенной скважины.
- Бурение скважин в колодце производят организации, занимающиеся проектированием, ремонтом, бурением и ликвидацией артезианских сооружений. Таким организациям лицензия не нужна, они руководствуются в своей деятельности Федеральным законом №128-03 от 08.08.2001, поэтому требовать предъявления лицензии у фирмы не обязательно.
- Физические лица лицензию на добычу подземных вод не оформляют, если вода добывается из первого от поверхности земли водоносного горизонта.
- Технология работ включает в себя обыкновенную буровую установку и выполняется роторным бурением с помощью промывки.
- В колодце устанавливается металлическая труба, соответствующего диаметра буровому инструменту (кондуктору), обычно она берется 200-300 мм.
- В дно готового колодца труба забивается «бабой», или продавливается гидравликой. Для этого необходима буровая установка или кран.
Буровые установки базируются на грузовом автомобиле, поэтому очень мобильны и доставляются без проблем в нужное место. - Далее внутри трубы выполняется бурение с промывкой, колодец выполняет функцию приямков для бурового раствора и шлама. После таких действий колодец утрачивает свое предназначение, как источника чистой питьевой воды и не пригоден для использования.
- Просматривая видео в этой статье, убеждаешься в отсутствии длительного описания данного процесса. Подъехали, забили трубу, пробурили, прокачали, похвалили заказчика, уехали умельцы довольные выполненной работой.
Какие особенности надо знать
Различные приемы бурения
Итак:
- Как сделать скважину в колодце знает каждый, надо пробурить буровым инструментом или буром большого диаметра.
- Приемы используются разные – вращение на фото, долбление, с водой и без неё.
- Работы производятся с дощатого настила, с земли или на вышке.
- Бур вставляется в обсадную трубу и предохраняет шаху от грунта. С самого начала бурения работы ведутся в обсадной трубе.
- Инструменты подбираются в зависимости от структуры грунта.
- В песчаной почве используется желонка и ложка.
- Пески-плывуны проходят с применением длинной желонки в обсадной трубе.
- Породы, содержащие большинство гравия и гальки бурят с долотом и желонкой в обсадной трубе.
- Твердые глинистые породы поддаются зубильному долоту, желонке или буровой ложке, змеевику. В данном случае обсадная труба может не использоваться.
- Мощность водоносного слоя определяется по резкому скачку уровня воды в скважине.
- При малой мощности водоносного слоя, он проходится желонкой. Обсадные трубы должны достигать водоупорного пласта.
- Дальнейшая проходка выполняется шлямбуром меньшего диаметра. Этот прием позволяет войти в более мощный водоносный пласт.
- После окончания бурильных работ, шурф заполняется грунтом и производится его утрамбовка.
- Защитой насоса будет служить фильтр.
- Существует несколько видов фильтра, устанавливаемых в буровом колодце.
- Фильтр устанавливается не сразу, предварительно очищается скважина, промеряется её глубина.
- Практика показывает, что лучше всего фильтр доставляется до места на водопроводной трубе, длина которой составлена из нескольких отрезков, но равняется глубине скважины.
- После установки фильтра на место, он обнажается, для этого приподнимается обсадная труба.
- Квалифицированные специалисты знают, как выполнять бурение в труднодоступных местах компактным оборудованием. Могут выполнить работы, не разрушив ландшафт облагороженного участка, и куда не могут проехать буровые установки.
Им под силу бурение в стесненных условиях, даже внутри помещения. А можно ли бурить скважину в колодце и как выполнить работы самостоятельно?
https://youtube.com/watch?v=1ErSpV9eWZ8
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
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.
Как избежать ошибок при бурении
Нехватка опыта у бурильщиков-самоучек чаще всего видна в следующем:
- Слишком глубоко опускают бур, из-за чего обсадная труба пересекает водоносный предел. Решение: приподнять обсадную трубу либо вставить в нее другую более короткую, после чего ранее установленную трубу необходимо удалить.
- Обсадная труба не достигла необходимой глубины, из-за чего внизу обвалился грунт и производительность скважины сразу же упала. Решение: необходимо вынуть грунт желонкой, после этого погрузить трубу на нужную глубину.
- Насос был смонтирован слишком низко, из-за чего скважина засорилась песком. Решение: насос необходимо извлечь и выбрав при помощи желонки песок, установить его правильно. Правильное положение определяется следующим образом: работающий насос опускают постепенно до тех пор, пока в откачиваемой им воде не обнаружится песок. После чего насос немного приподнимают, пока он не начнет качать чистую воду. Как правило, правильное положение насоса составляет 1-2 метра от дна.
Своевременная прочистка необходима скважинам всех типов. Признаками того, что водному сооружению необходим сервис могут стать: наличие в потоке воздушных пробок, рывки в выходе воды, присутствие различных примесей в воде (песка, ила).
Если упустить момент чистки, продуктивность скважины может больше не восстановится. Чтобы восстановить нормальное функционирование проводят продувку водяным или воздушным компрессором. Наиболее радикальные методы очистки – при помощи электричества или кислоты. Однако данные методы довольно рискованны и их выполнение лучше доверить специалистам.
Таким образом, домашняя скважина своими руками требует такого же внимания к уходу и обслуживанию, как и глубокие артезианские сооружения
Пробурить самостоятельно водяной источник не сложно, но нужно соблюдать осторожность во время работ и позвать на помощь пару друзей
Какие скважины можно пробурить вручную
Собственный источник воды – отличная возможность обеспечить себя и своих близких чистой живительной водой и удовлетворить хозяйственные потребности. Путем бурения и обустройства скважины решить проблему водоснабжения можно на несколько десятков лет вперед.
Выбор способа бурения и объем работ по обустройству скважины зависит от типа гидротехнического сооружения.
Колодец абиссинского типа
Если вода на участке расположена предположительно на глубинах 10-15 метров, то выгоднее и проще устроить абиссинский колодец. Гидротехническое сооружение этого типа использует водоносный слой, расположенный над водонепроницаемым глинистым пластом. Питается водонос за счет инфильтрации атмосферных осадков и вод близлежащих водоемов.
Простую в исполнении скважину-иглу может пробурить даже начинающий умелец, который только осваивает базовые навыки буровых работ
Трубы выполняют функцию ствола, дополнительной обсадки абиссинская скважина-игла не требует. Ее не бурят, а погружают в грунт посредством забивки.
Компактные размеры водозабора абиссинского типа позволяют размещать его практически на любом свободном месте придомовой территории. Самым распространенным способом пробивания этого типа гидротехнического сооружения является ударное бурение.
Абиссинский колодец, или скважина игла, относится к немногочисленным выработкам, которые можно оперативно и без проблем пробурить вручную
Для ее устройства необходим специфический инструмент, который не извлекается из выработки до завершения ее эксплуатации
Первое звено буровой колонны оснащается наконечником, облегчающим проходку, и фильтром, предотвращающим проникновение минеральных включений из откачиваемой воды
Сначала в трубе высверливаются отверстия, потом ее оборачивают проволокой, к которой прикрепляют фильтрующую сетку
Суть устройства скважины иглы заключается в забивании колонный узких буровых труб в землю до вскрытия водоносного пласта. Облегчить процесс малогабаритная шнековая установка
Буровой станок со шнековым буром проходит грунты до необходимой глубины. В сформированное отверстие намного легче устанавливается колонна труб с фильтром в первом звене
Так как абиссинские скважины бурят в основном до 10 – 12 м, то для откачки из них воды используют ручные механические или поверхностные электрические насосы
По объему добываемой воды абиссинская скважина не уступает традиционным водозаборным выработкам. Единственный недостаток – техническое назначение воды
Особенности скважин на песок
При глубине залегания водоносного горизонта до 30 – 40 метров, распространенного в рыхлых, несвязных отложениях, сооружают песчаную водоносную скважину. Ее называют так, поскольку она добывает воду из насыщенных водой песков.
Водоносный слой скважины на песок располагается всего в трех-четырех десятках метров от поверхности. И чтобы достичь его не приходится проходить твердые – скальные и полускальные породы. А потому провести бурение песчаной скважины вручную не составит труда, если применить один из описанных ниже способов.
Монтаж адаптера
Установка адаптера для подключения погружного насоса не является сложной операцией, но требует наличия электромеханического инструмента (дрель, перфоратор) и специальных комплектующих: коронки по металлу с диаметром адаптера, трубы с резьбовой канавкой длиной около 2 м под установочную адаптерную резьбу.
Хотя насос подвешивается к герметичной крышке скважины, адаптер испытывает нагрузку столба воды в напорном шланге, он может выдержать вес 500-600 кг, чего нельзя сказать о стенках обсадной трубы НПВХ, испытывающих дополнительное давление грунта — оно может вызвать изменение геометрии оболочки и появление протечек в зоне крепления фитинга. Поэтому адаптер врезают в металлическую трубу колонны, монтаж проводят следующим образом:
- Выкапывают яму вокруг обсадной трубы и канаву ниже глубины промерзания грунта от скважины к дому глубиной около 1,5 м.
- Обрезают болгаркой верх обсадной трубы. Обычно ее закапывают под землю и накрывают герметичной крышкой, но это не гарантирует защиту от попадания грунтовых вод в канал, поэтому часто оставляют небольшой участок трубы наверху.
- Готовят электронасос к погружению, подсоединяя к нему трос, напорный трубопровод, которые связывают вместе с кабелем питания стяжками или изоляционной лентой.
- Сверлят в стенке обсадной трубы отверстие нужного диаметра коронкой по металлу, изнутри трубы вставляют одну часть адаптера. Для этого его полностью собирают, накручивают на монтажную трубу и опускают в скважину, подсвечивая фонариком.
Скважинный адаптер
- После просовывания части адаптера через боковое отверстие обсадной трубы, его зажимают наружной гайкой через резиновую прокладку разводным ключом, ответную часть вместе с монтажной трубой извлекают из колодца.
- Обрезают напорную трубу ПНД от электронасоса необходимой длины, на свободный конец устанавливают вторую часть адаптера с соединением ласточкин хвост.
- Прикручивают к ответной части адаптера монтажную трубу и опускают его вместе с напорным трубопроводам и электронасосом в скважину, фиксируя соединение ласточкин хвост с деталью, закрепленной на обсадной колонне.
- Устанавливают поверх скважины герметичную крышку, привязывают к ее внутренней части трос, кабель питания электронасоса подключают к клеммам разводной коробки, находящейся в боковой части корпуса крышки.
- Через переходную муфту подключают к боковой части адаптера водопроводную линию из ПНД, поступающую в дом, по окончании работ траншею и яму засыпают поднятым грунтом.
Основные этапы подключения адаптера
Особенности шнекового бурения
Из всех методов бурения этот считается самым простым и эффективным. Разрушение и устранение грунта из шахты производится путем вращения винтоподобного приспособления. Диаметр скважины при этом составляет 10-60 см, а максимальная глубина — 25 м. Для удаления почвы тут не требуется дополнительного оборудования.
Задействованное оборудование и инструменты
Основной инструмент, применяемый в работе, — шнек. Это металлический стержень с лопастями. Кроме того, применяются и промышленные типы оборудования на базе автомобиля.
Большинство таких установок оснащено пустыми внутри снарядами с замками обратного хода, предотвращающими движение рабочего инструмента в противоположную сторону. Охлаждение режущей поверхности происходит посредством разбиваемой почвы. Бурение с использованием таких установок производится практически без перерыва, поэтому затраты времени, а также электрической энергии уменьшаются.
Технология шнекового бурения
Сначала выполняется проходка до 2 м, после чего инструмент удаляется из шахты, в которую помещаются обсадные трубы. Они предупреждают обрушение стенок скважины. Это дает возможность применять метод на рыхлых грунтах. Работа продолжается до достижения водоносного слоя.
Плюсы и минусы применения шнека
Такая технология обладает следующими преимуществами:
- высоким уровнем производительности;
- простотой и доступностью технологии;
- сравнительно невысокой стоимостью;
- почва поднимается на поверхность во время бурения;
- возможностью применения на твердых и сухих участках;
- отсутствием риска размывания почвы.
Бурение при помощи шнека — быстрый и недорогой способ, не требующий организации резервуара для промывочной жидкости.
Единственным недостатком шнекового бурения является невозможность его использования при наличии скальных пород в грунте.
Подключение гидроаккумулятора, автоматики
Чтобы полностью обустроить скважину для воды, необходимо установить в подготовленную кессонную яму насос, оборудование и автоматику, к которым относятся гидравлический аккумулятор, реле и манометр. Если используют станцию, все необходимые для забора воды узлы собраны в одном модуле, остается только присоединить ее вход к напорной трубе через компрессионный фитинг и аналогичным способом подключить к водопроводу, поступающему в жилое здание.
При подключении насосной станции помощь специалиста и применение специального инструмента необязательны — трубопровод из ПНД соединяют прямыми или угловыми резьбовыми компрессионными фитингами вручную, или используя гаечный ключ на металлических деталях.
При размещении в кессоне погружного электронасоса, на поверхности в камере монтируют элементы автоматики — реле давления и защиты от сухого хода, устанавливают гидравлический аккумулятор и манометр. Данные детали сложно соединять между собой отрезками пластиковых труб ПНД и фитингами, не предусмотренными для этих целей, для проведения работ часто вызывают специалиста. Обычно соединения внутри производят на полипропиленовые трубы методом пайки при помощи специального утюга, для подключения к ПНД-трубопроводу и подведения к металлической резьбе пожарного гидранта вверху, применяемого для полива огорода, используют переходные фитинги с полипропилена на ПНД или металл.
Устройство насосной станции
Как глубоко может находиться вода?
Разберёмся, как глубоко располагается вода? Есть три основных типа скважин, имеющие разную глубину и определённые условия залегания водоносного слоя. Водные горизонты залегания:
- В верхнем горизонте, находится ближе, находится верховодка, являющаяся, почвенными водами. Она имеет несбалансированный характер, не имеющая подходящую чистоту как для питьевых, так и для бытовых условий. Не используется для личностных нужд и прочего. Верховодка расположена обычно не глубже четырех или пяти метров.
- Песчаные водяные горизонты, находящиеся на глубине от 7 до 10 метров. Располагаются на различных уровнях, отличаясь друг от друга водонепроницаемыми глиняными слоями. К счастью, вода здесь чистая, обладает качественной фильтрацией, что делает её полностью пригодной для использования. На эти слои, полагаются при выкапывании колодцев и бурении скважин своими руками. Найти пласты водоносного песчаника можно на глубине до 50-ти метров.
- Опускаемся ещё ниже, проходим через толстые слои водоупорной глины, находящейся в гуще, пористого известняка, мы доберёмся с вами до мощного водоносного горизонта, под названием «артезианский». В таких местах расположено давление, благодаря чему вода спокойно поднимается наверх. Самый подходящий вариант водоснабжения – артезианская скважина. Одна она, способна полноценно обеспечить водными ресурсами несколько домов. Длительность службы артезианской скважины 50 лет.
Прорубить артезианскую скважину своими руками не просто. Для этого вам уже предстоит обратиться к бригаде специалистов, у них есть необходимое оборудование прорубающее такие скважины. Давайте узнаем различные технологии бурения.