Абиссинский колодец своими руками: все про самостоятельное устройство скважины иглы

Принципы работы абиссинского колодца

Абиссинский колодец это упрощенный вариант скважины, позволяющий получать воду из залегающего сверху первого или второго водоносного горизонта. Конструкция его предельно проста. Представляет собой колонну соединенных между собой газоводопроводных стальных труб с примитивным фильтром и металлическим наконечником внизу.

Тонкий ствол выработки внешне напоминает древнейшее приспособление для шитья. Отсюда второе название: скважина игла.

Грамотно устроенный абиссинский колодец обеспечит водоснабжение приусадебного участка не хуже шахтного и не уступит ему в долговечности

Классический метод погружения абиссинского колодца в землю производится банальным забиванием – самым простым способом, активно применяемым в среде самостоятельных мастеров. Забивают до тех пор, пока нижняя труба с наконечником не вскроет водоносный слой.

Иногда колонну частично заглубляют посредством шнекового бурения, но аренда ручной или механической буровой установки существенно увеличивает бюджет работ.

Абиссинская скважина была изобретена и опробована на деле в период войны между колониальной Англией и Эфиопией в 1867-68 годах. Предложенная американским инженером Нортоном конструкция неутомимо обеспечивала английские войска водой во время их передвижений по пустыне.

Галерея изображений Фото из

Абиссинский колодец — наиболее экономный метод добычи грунтовой воды

Так как глубина скважины-иглы стандартно не превышает 10 — 12 м, для откачки воды подойдет недорогой поверхностный насос

Дебит скважины-иглы равен дебиту обычного трубчатого колодца

Устроить скважину-иглу можно в любом, чаще всего недоступном для бурения обычной скважины месте, к примеру, в подвале дома

Устройство скважины-иглы отнимет минимум средств

Откачку воды ведут поверхностными насосами

Дебит абиссинской скважины не отличается от стандартной

Бурение абиссинской скважины в подвале

Устройство для извлечения живительной жидкости из подземных слоев грунта оперативно устанавливалось, демонтировалось и вновь использовалось на следующем привале.

Такие приоритеты как мобильность, дешевизна и простота сооружения были по достоинству оценены военными, привлекали путешественников и исследователей.

Плюсы устройства скважины иглы своими руками заключаются в простоте и минимальных сроках сооружения, легком демонтаже и бюджетной стоимости

В России с замечательным изобретением познакомились спустя год по завершении английского похода. Приспособление для подъема воды с небольшой глубины было описано К. И. Маслянниковым в книге, посвященной бытовавшим в то время эффективным буровым снарядам.

Из устроенных в районе Царского Села пяти абиссинских скважин, две оказались вполне пригодными для получения свежей воды. Три не смогли достичь водоносного пласта из-за известняка, близко залегающего к дневной поверхности.

Успешные абиссинские колодцы давали в минуту по ведру. Поначалу шла мутная жижа, которая после получасовой прокачки становилась достаточно прозрачной и чистой.

Скважиной-иглой вскрываются только первые от земной поверхности водоносные горизонты, поэтому для питьевых целей полученная вода использоваться не может. Она подходит для полива, уборки территории и схожих хозяйственных нужд.

При желании и внушительном дебите выработки для очистки воды можно установить систему грубых и тонких фильтров, задерживающих механические включения и химические примеси.

Веский недостаток абиссинского колодца – незначительная глубина забора воды, связанная с применением поверхностных насосов, однако это самый удобный источник временного пользования

Преимущества и недостатки скважины иглы

Абиссинские скважины обладают рядом преимуществ, которые стали причиной их широкого распространения.

• При меньшем диаметре абиссинская скважина, своими руками выполненная, не уступает своим более крупным аналогам.
• Источник оснащается поверхностными (более удобными для ревизии и ремонта, чем погружные модели) насосами.
• Установленный своими руками абиссинский колодец, благодаря своим особенностям может стать практичным и удобным вариантом там, где использование обычной скважины не практично или вовсе невозможно.
• При небольшой толщине песчаного водоносного слоя «поймать» его тонкой обсадной трубой проще (в некоторых случаях скважина игла своими руками – единственный вариант).
• Устройство абиссинского колодца не требует много пространства, поэтому часто его делают прямо в доме, в подвальном помещении.
• Погружение обсадной трубы абиссинского колодца при большой толщине водоносного слоя – произвольное, в то время как классическую скважину в обязательном порядке выполняют до водоупора – расположенного после песка глиняного слоя. Это позволяет исключить вероятность забора воды из нижней части песчаного слоя, в которой часто содержится большое количество примесей, в том числе, растворенного железа. Таким образом, минеральный состав воды в абиссинском колодце, построенном по всем правилам, обычно лучше, чем в скважине большого диаметра.
• Скважина игла, построенная и оснащенная своими руками, меньше заиливается, в том числе, благодаря наличию давления и интенсивному току воды. К тому же очистить обсадную трубу «иглы» проще.

Основным недостатком абиссинской скважины следует считать возможность попадания в воду загрязнений с поверхности из-за небольшой глубины забора. Из-за этого следует тщательно выбирать место для установки колодца-иглы, обеспечив максимальное удаление от свалок, уборных, выгребных ям и септиков, дренажных канав, душевых, в которых вода уходит непосредственно в почву под кабинкой, и пр.).

К сожалению, абиссинский колодец может быть построен не на любой почве, так как твердые каменистые слои будет сложно пройти, а водоносные слои на суглинке, а не на песчаном слое, не дадут воду такой конструкции.

Выбор места под абиссинскую скважину

Работоспособность абиссинской скважины возможна только в том случае, если расстояние до водоносного пласта будет не более 8 м. В противном случае поверхностные насосы окажутся неэффективными, а для погружного насоса потребуется труба большего диаметра и другая технология бурения.

Для подготовки комплекта труб также необходимо знать примерную глубину скважины. Чрезмерное заглубление всасывающей трубы с фильтром может привести к ее попаданию в плотные слои грунта, лежащие ниже уровня жилы.

Как подобрать подходящее место для скважины и определить ее предполагаемую глубину?

1. Самый верный признак возможности обустройства абиссинской скважины – наличие таких же скважин у ближайших соседей. Вы можете поинтересоваться у них не только глубиной, но и дебитом скважины, чтобы определить необходимую производительность насосного оборудования. Дебит скважины замерить достаточно просто: нужно засечь 1 минуту и определить, сколько воды способна дать скважина за это время.

Таблица 1. Необходимая производительность насоса в зависимости от дебита скважины.

Дебит скважины, л/мин.	Максимальная производительность насоса по паспорту, м3/час	Рабочая производительность насоса, м3/час
15-20	1,8-2,5	0,9-1,2
20-25	2,5-3,0	1,2-1,5
25-30	3,0-3,6	1,5-1,8

1. При наличии поблизости колодцев, также можно узнать глубину прохождения водоносной жилы. Измерьте с помощью веревки с грузом глубину колодца до дна и до зеркала воды, и узнаете примерную толщину водоносного пласта.
2. Признаком близкого залегания межпластовых водоносных слоев могут быть выходы на поверхность родников и ручьев. Если в вашей местности есть родники с хорошей вкусной водой, то с большой долей вероятности такая же вода будет в пробуренной абиссинской скважине, а глубина последней окажется небольшой.
3. Косвенным признаком близкого прохождения водоносной жилы служат некоторые растения с глубокой корневой системой: мать-и-мачеха, репейник, конский щавель, чистотел и многие другие. Деревья со стержневым корнем также лучше растут на местах с близким расположением водоносных жил.

   Присутствие различных растений в зависимости от уровня залегающих вод

4. Туман после восхода солнца, а также роение мошек над определенными участками – это тоже явные признаки, указывающие на близость водоносной жилы.
5. Специалисты по копанию колодцев ищут место с помощью металлических рамок. Считается, что для этого нужен опыт, но можно попробовать сделать все самостоятельно. Возьмите два отрезка медной проволоки длиной 35 см, согните из них рамки под углом 90 градусов с соотношением сторон 10/25 см. Возьмите рамки в руки за короткие стороны и расположите параллельно друг другу, сильно не сжимая. Медленно пройдите по участку. В месте, где проходит водоносная жила, свободные концы рамок должны сойтись.

   Народный способ поиск воды на участке

   Ошибки лозоходца

Выбор места

Выбор места для обустройства источника определяется исходя из особенностей вашего участка

Так, во внимание берется глубина залегания подземных вод. Для абиссинки предел останавливается на 7–8 метрах

На выбор влияет и качество жидкости

Этот источник располагается в опасном месте, куда иногда проникают вредные отходы. Поэтому поблизости должны отсутствовать сточные ямы, фермы и тому подобное

На выбор влияет и качество жидкости. Этот источник располагается в опасном месте, куда иногда проникают вредные отходы. Поэтому поблизости должны отсутствовать сточные ямы, фермы и тому подобное.

Хорошо, если выбранное место имеет мягкий грунт. При возможности иглу лучше погрузить внутри дома, ведь это место защищено от обильных осадков.

Чтобы убедиться в наличии жидкости, в вашей местности в полукилометровой округе должны присутствовать родники, ключи, колодцы и другие источники. Ориентируйтесь и на рост влаголюбивых растений, например мать-и-мачехи, лопуха, тростника, крапивы.

Где бурить нельзя?

Не рекомендуется забивать иглу на склонах, обрывах. Эти действия могут спровоцировать оползни. Не допускается бурить возле птичника, хлева, компостной ямы и подобных сооружений, расстояние должно быть от 15 м. Еще недопустимо бурить ближе чем за 300 метров от кладбища, птицеферм. От городской свалки должно быть расстояние от 3,5 км.

Проверка наличия воды

Определив место с хорошей питьевой водой, нужно узнать ее объем. Если установить абиссинский колодец на плывуне, то есть риск получения жидкости в малом объеме. Проверяется это при помощи манерки. Она на шнуре опускается в шахту.

Качество воды – ГОСТы и СНиПы

При первичной прокачке, жидкость будет мутной. В зависимости от состояния грунта, пригодная для питья вода пойдет спустя сутки. В вопросе качества жидкости из различных источников нужно ориентироваться на ГОСТы, например 2874, 24902, 17.1.3.03 и прочие. Также есть и нормы, к примеру СНиП 4630.

Пошаговая инструкция

Прежде чем рассмотрим пошаговый процесс сооружения, узнаем:

1. Какой инструмент для этого необходим.
2. На какую глубину нужно бурить.

Инструменты

Для работы потребуются такие инструменты:

• дрель;
• кувалда;
• газовый ключ;
• сварочный аппарат;
• болгарка.

Также потребуется расходное оборудование:

• соединительные муфты;
• металлическая сетка с мелкими ячейками;
• проволока;
• труба с резьбой с двух сторон;
• садовый бур;
• насос;
• обратный клапан.

Трубы должны быть из нержавейки. Рекомендуемый диаметр – 1 дюйм.

Важно: медные не подходят. Во-первых, они слишком мягкие, во-вторых, медь отдает жидкости свободные ионы, что отравляет ее

Будьте аккуратны с пластиковыми и полипропиленовыми трубами.

1. Внизу трубы должен быть водозаборник с фильтром.
2. Изготавливается перфорация до 1 м. Диаметр дырок – 10 мм.
3. Между ними шаг должен быть около 50 мм.
4. В шахматном порядке.
5. На место сделанной перфорации наматывается мелкоячеистая сетка. Рекомендуется использовать материал из нержавейки. Она должна быть туго натянутой на трубу и припаяна со всех сторон.

Дополнительно припаивается заостренный наконечник. Им забивать иглу будет несложно. Его длина находится в районе 15–20 мм. Остальные трубы из нержавейки с обоих концов должны иметь нарезанные резьбы для их соединения между собой толстостенными муфтами.

Чтобы забивать трубу в почву было безопасно и надежно, изготавливается забивной наконечник. На нем должна быть внутренняя резьба. Посредством ее наконечник, по которому осуществляются удары, прикручивается к трубе. Помимо кувалды можно использовать приспособление – «бабка». Под этим подразумевается металлический цилиндр, имеющий отверстие меньше диаметра трубы. Ударная поверхность имеет конусовидную форму. Внизу обязательно должно быть место под фиксирующее кольцо для предотвращения перекоса. Чтобы «бабку» было легко поднимать, она имеет рукоятки.

Перед тем как прокачать источник, некоторые используют ручной насос. Уже после этого монтируется станция. Плюс ко всему обустраивается кессон. Он должен быть ниже уровня промерзания земли зимой.

Глубина бурения

Для определения глубины используется барометр-анероид. Его показания в 1,05 Мпа, или 760 мм. рт. ст., соответствуют 10332 метрам водяного столба. Используя это устройство, можно определить предполагаемую глубину.

Условия для сооружения абиссинской скважины

Для получения постоянного источника питьевой воды необходимо правильно выбрать участок и тщательно его подготовить. Прежде всего определяют уровень залегания подземных пластов влаги. Сделать это можно по косвенным признакам:

1. Растениям, которые имеются на территории. В частности, камыш и тополь добывают воду с глубины 1-3 м, полынь — от 2 до 6 м, а люцерна — с 10-15 м.
2. Большому количеству комаров и мошек в вечернее время — они собираются в местах с высокой влажностью.
3. Количеству влаги во время тумана или при выпадении росы.

https://youtube.com/watch?v=VfgJK9TrPoo

Можно оценить примерный уровень, сравнив его с таковым на участках у соседей. Для этого берут веревку с грузом и опускают в ствол. Если глубина колодца не более 12 м, а уровень воды не ниже 7 м, можно устанавливать иглу. При слишком низком расположении насос может не справиться со своей задачей. Стоит поинтересоваться количеством воды, поступающим за час (дебитом скважины). В норме он должен составлять от 1 до 5 м³ жидкости.

Обязательно определяется качество воды. Для этого можно весной взять образец из колодцев соседей и сдать в лабораторию на анализ. В это время в воде бывает максимальное количество вредных примесей.

Состав почвы также имеет значение. Пробурить отверстие легко в песчаном или глинистом грунте, но в каменистой почве это сделать будет затруднительно.

Конструктивная специфика скважины-иглы

Разработанная полтора века назад абиссинская буровая установка за прошедшие годы не претерпела кардинальных конструктивных изменений. На некоторое время вообще была незаслуженно забыта. Хотя по темпам и простоте сооружения заметно, а также цене  обустройства опережает широко распространенные традиционные колодцы.

В конструкции абиссинского колодца выделяют две основных составляющих:

• Буровой снаряд, включающий разрезающий грунты наконечник и ствол, наращиваемый в процессе заглубления в грунт. Ствол заодно служит каналом для подъема воды с глубины. Потому собирается из отрезков трубы, а не из стального круга или прутка.
• Копер, состоящий из металлического треножника и увесистой бабы, играющей роль молота. В вершине треножника имеется два блока, с протянутыми через них веревками, к которым привязана баба.

При натягивании веревок баба поднимается к вершине установки. При ослаблении стремительно падает на жестко зафиксированный на забиваемом отрезке ствола подбабок. Последний выполняет функцию наковальни, благодаря которой ствол последовательно погружается в грунт.

Главная часть абиссинского колодца — наконечник из трубы внутренним диаметром 11/4 11/2 и 2 дюйма и состоит из соответственно продырявленной газовой трубки вроде фильтра и снабженного на конце копьевидным утолщением (+)

Подбабок представляет  собой своеобразный хомут, состоящий из двух симметричных частей. Площадь контактирующей с бабой поверхности подбабка несколько больше, чем площадь дна падающего на него «молота».

После того, как забиваемый отрезок ствола почти полностью погрузится в землю, подбабок снимают. К заглубленному отрезку трубы прикручивают следующий, на котором в очередной раз фиксируется хомут-наковальня.

Падая, баба ударяет по нижнему хомуту и заглубляет трубу, по мере заглубления колодца подбабок и хомут с блоками передвигают вверх по трубе

Действия по заглублению бурового снаряда повторяются до тех пор, пока нижняя часть скважины иглы, сооружаемой своими руками, не достигнет водоносного пласта. Водонос нужно не просто вскрыть, но и пройти по минимуму на метр.

По правилам слой следует пересечь на 2/3 его мощности, но самостоятельному буровику реальные размеры водоноса наверняка неведомы. О них сложно судить без гидрогеологических изысканий.

Для получения воды в конкретном месте устанавливают треножник, навинчивают наконечник на газовую трубу, на которую надевают бабу, и бабой заколачивают трубу в землю (+)

Появление воды в выработке надо периодически отслеживать. У профессиональных бурильщиков для целей измерения уровня воды в выработке есть простейшее приспособление, которое идеально определяет глубину водоносного горизонта при его залегании до 15 м.

Это полый металлический цилиндр, именуемый хлопушкой. Устройство похоже на перевернутый тонкий стакан, прикрепленный через петлю к рулетке.

Рабочий орган хлопушки – полый цилиндр или конус, который при соприкосновении с поверхностью воды издает характерный хлопок: подобие прибора можно сделать своими руками

Когда край хлопушки соприкасается с поверхностью воды, раздается хлопок, повествующий о появлении искомого в скважине. Изготовить подобное контрольное устройство можно собственноручно, привязав к бечевке крупную гайку так, чтобы она могла плашмя соприкасаться с поверхностью воды.

Вместо гайки хорошо бы найти не слишком легковесный пластиковый или металлический конус, незамкнутый с одной или с двух сторон.

Есть еще одно остроумное средство, служащее контрольным прибором. Банально мониторить появление воды в абиссинском колодце можно, опуская в ствол обычную полимерную трубу. О соприкосновении с зеркалом грунтовой воды просигнализирует характерный хлопок.

Как устроен фильтр скважины-иглы

Самый первый и важный элемент скважины-иглы – фильтр. Он изготавливается следующим образом: берется отрезок трубы блинной 1,2-2 метра, размечается метровый отрезок под будущий фильтр. На этом отрезке насверливаются отверстия диаметром около 8-10 мм в шахматном порядке, чтобы не ослабить трубу. На конце трубы возле фильтра приваривается стальной конус, который облегчит прохождение трубы в грунте по принципу копья.

Следующий шаг – выполнить подмотку под фильтр. Задача подмотки – создать зазор между трубой и фильтрующей сеткой, которая монтируется поверх подмотки. Без подмотки всасывание воды в каждое отверстие трубы-фильтра производилось бы только через участок сетки непосредственно над отверстием. С подмоткой вода будет всасываться с гораздо большей поверхности сетки в созданный зазор, а потом – в отверстия на трубе. Таким образом, выполнив подмотку, мы существенно увеличиваем дебит скважины. Подмотка выполняется обычно из проволоки того же материала, что и фильтрующая сетка – к примеру, нержавейка к нержавейке, чтобы избежать формирования гальванической пары. В помощь Вам при выборе — таблица совместимости металлов:

При сборке фильтра обратите особое внимание на совместимость металлов: некоторые из них создают гальваническую пару, и при соприкосновении в результате химической реакции быстро разрушаются. К примеру, сделав подмотку на трубу алюминиевой проволокой, а сверху закрепив латунную сетку, через несколько месяцев Вы получите дырки в местах касания этих несовместимых металлов

Поэтому в большинстве случаев проволока и сетка берутся из нержавеющей стали, т.к. достать эти материалы легко.

Абиссинский колодец – технология устройства своими руками

1. Определяется место бурения;
2. Производится выемка почвы на месте будущего АК. Достаточно вынуть 1 м.куб, это позволит облегчить работу. Хотя, многие пользователи советуют бурить колодец без выемки, сразу же пробивать малую скважину, диаметром 80-100 мм. Если планируется всесезонное использование АК нужно вырыть яму, глубиной ниже уровня промерзания грунта. Тогда оборудование для абиссинского колодца зимой не замерзнет. А вот воду из насоса все равно придется сливать, иначе он деформируется от температурного расширения воды;
3. В почву забивается магистраль. Для этого нужно пробурить яму, существует несколько способов, как забить трубу для скважины:

Посредством бура, садового или рамочного. Рамочный бур (фото 1) эффективнее земляного ручного (фото 2). Бур вкручивается в грунт, а затем поднимается наверх, таким образом, из скважины вынимается часть почвы. Ширина бура чуть больше ширины трубы. Такой способ обустройства колодца достаточно трудоемкий, ввиду того, что нужно поднимать вес вынутого грунта и вес бура. Поэтому обычно его применяют, пока не пройдут расстояние в 4-5 м.п. Далее используют один из предложенный ниже.
Конструкция установки для бурения абиссинского колодцаПосредством использования установки для бурения скважин – скользящей бабки, устройство которой показано на картинке. Ниже описан метод бурения абиссинской скважины самодельной установкой.
 
Конструкция ударной установки для забивания труб абиссинского колодца вручную
1. Блок; 2. Бабка (болванка, забивная баба); 3. Подбабок; 4. Труба; 5. Сетчатый фильтр для скважины; 6. Игла (наконечник, конус).
Материал подготовлен для сайта www.moydomik.net

Посредством использования торцевой бабки. Здесь принцип работы более чем прост. К верхней части бабки прикладывается усилие. Импульс от него передается на трубу. Таким образом, наконечник для скважины забивается в грунт. Чтобы не разбить резьбу трубы на нее можно накрутить заглушку. И уже на ней зафиксировать бабку.

Посредством завинчивания наконечника в почву. Этот способ самый трудоемкий, поэтому используется редко. Только если нужно засверлить на незначительную глубину;

После того, как первая труба войдет в почву на свою длину, нужно накрутить на нее следующую трубу и продолжать работу. Стоит отметить, что можно упростить себе задачу если подливать воду в грунт вокруг магистрали и при этом останавливать работу на час-полтора. За это время вода лучше впитается в землю, и бурение будет продвигаться гораздо легче. В итоге, время, затраченное на забивание наконечника, не меняется, а вот сил расходуется меньше. При выполнении работ по забиванию магистрали колодца нужно периодически проверять, не появилась ли вода в трубопроводе. Работа будет считаться законченной, когда уровень воды в нижней трубе магистрали превысит 1 м.п.
Когда в трубе появится вода, фильтр магистрали нужно промыть. Для этого в трубопровод подается вода под давлением. Поток воды пробьет засорившиеся отверстия в трубе.
Проверяется работоспособность системы. Для этого к ней подключается ручной насос (схема его установки на фото). И из магистрали откачивается вода. Когда будет поступать прозрачная, а не мутная вода, можно фиксировать насос или менять его на электрический.
Насос можно установить непосредственно над скважиной иглой или на расстоянии от нее. Для второго случая нужно вырыть траншею.