Как выбрать место для бурения скважины на воду
Очень важно перед тем, как приступить к бурильным работам, правильно подобрать место для будущей скважины. Специалисты, впрочем, говорят, что вода есть везде. Вся хитрость лишь в том, чтобы суметь до нее добраться
Так что, если нужно обустроить скважину точно в каком-нибудь месте, то квалифицированный мастер справится с задачей. Вопрос останется лишь за тем, какими усилиями обойдутся работы. В целом же, требования к месту расположения будущей скважины таковы. Потребуется ровная горизонтальная площадка размером 12 х 4 метра, а также место для того, чтобы можно было доставить бурильный станок. В радиусе двух метров должны отсутствовать и водопроводные сооружения, а сливная канализационная яма должна находиться как минимум в 30 метрах от скважины. Что касается удаления скважины от дома, то обычно придерживаются варианта: чем ближе, тем лучше. Порой даже бурят непосредственно в помещении, предварительно вскрыв участок пола. Это заодно позволит предотвратить промерзание скважины в зимний период
Вся хитрость лишь в том, чтобы суметь до нее добраться. Так что, если нужно обустроить скважину точно в каком-нибудь месте, то квалифицированный мастер справится с задачей. Вопрос останется лишь за тем, какими усилиями обойдутся работы. В целом же, требования к месту расположения будущей скважины таковы. Потребуется ровная горизонтальная площадка размером 12 х 4 метра, а также место для того, чтобы можно было доставить бурильный станок. В радиусе двух метров должны отсутствовать и водопроводные сооружения, а сливная канализационная яма должна находиться как минимум в 30 метрах от скважины. Что касается удаления скважины от дома, то обычно придерживаются варианта: чем ближе, тем лучше. Порой даже бурят непосредственно в помещении, предварительно вскрыв участок пола. Это заодно позволит предотвратить промерзание скважины в зимний период.
На рисунке представлено оптимальное место для бурения скважины.
Если же скважину предполагается обустраивать для того, чтобы осуществлять полив приусадебного участка и использовать воду для прочих технических нужд, то можно обойтись глубиной до 10 метров. Но вот в пищу такую воду употреблять нельзя. Кроме того, располагая скважину на открытом участке местности, будет нужно позаботиться об обустройстве кессона – защитного сооружения над скважиной.
В КАКИХ СЛУЧАЯХ СТОИТ ВЫБИРАТЬ АРТЕЗИАНСКУЮ СКВАЖИНУ
Артезианская скважина является достаточно дорогим удовольствием, требующим много времени и сил. Обустроить артезианскую скважину в любом месте не получится, поскольку далеко не всегда источник воды находится на нужно глубине. Требования к водоснабжению связаны с тем, в каких случаях стоит выбирать артезианскую скважину. Скважина данного типа обеспечит качественной водой, не требующей фильтрации или дополнительной обработки. Такая вода наилучшим образом подойдет для пищевых целей. Не менее успешно ее можно использовать и в бытовых работах. Учитывая потребность людей в качественной чистой воде, артезианскую скважину можно использовать как источник дохода.
Бурить скважину можно на свободном от деревьев и домов участке. Если постройки или деревья будут расположены от будущей скважины в пределах тридцати метров, бурение запрещено. Ближайшие источники загрязнения должны находиться в двухстах метрах от места бурения скважины. Если они представлены в виде химических предприятий, минимальной расстояние увеличивается до трехсот метров. Соблюдение данных условий должно быть соблюдено на документальном уровне.
В числе необходимых документов также должны иметься: подтверждение прав собственности на участок с будущей водозаборной скважиной, проект, план, и другие. Кроме того, документальное оформление необходимо провести и после того, как работы по обустройству скважины будут завершены. В противном случае использование скважины попросту будет запрещено.
Куда бурить?
Каким образом в природе формируются водоносные пласты можно посмотреть на следующей схеме:
Верховые воды, залегающие на глубину до 10 м, формируют преимущественно атмосферные осадки. Такую воду можно использовать для питья после очистки (фильтрации через шунгит, кипячения), а для технических целей верховодку берут прямо из колодца. Что касается дебета скважины под нее, то он слишком мал, да еще и нестабилен.
Для питьевой воды своими силами лучше всего бурить скважину в межпластовые воды (на схеме они указаны красными стрелками). Конечно, самая качественная вода — это артезианская, но самостоятельно до нее добраться практически невозможно, даже если наверняка знать, где нужно бурить. А кроме того, индивидуальная разработка и добыча такого ценного природного ресурса запрещена законом вплоть до уголовной ответственности.
Своими силами получается пробурить скважину только в безнапорный пласт — то есть в песок, пропитанный водой и лежащий на глиняной подстилке. Отсюда еще одно распространенное название таких скважин — скважины «на песок», хотя водоносный слой в них может состоять и из галечника, и из гравия, и еще из какой-нибудь субстанции. Дебет их невелик (если есть 2 000 «кубов» в сутки, то это очень хорошо) и может колебаться.
Глубина залегания безнапорных вод — 5-20 м от поверхности земли. И такую воду уже можно пить, правда, после раскачки скважины и соответствующей проверки качества добываемой жидкости в контролирующих инстанциях.
Обратите внимание! Конструкция любой скважины в безнапорный пласт достаточно сложна, поскольку требует отфильтрования песка при добыче. Добавляет сложности и отсутствие напора – в связи с этим появляется ряд требований к насосу и водопроводу в целом
Напорные пласты ниже безнапорных. Глубинный диапазон их залегания в земле — от 7 до 50 м. Такие пласты — это плотные породы: трещиноватые, водоупорные (суглинок, известняк) или гравийно-галечниковые отложения. Самую качественную воду можно добывать из известняка. И скважины (их еще называют «скважинами на известняк»), пробуренные в эту породу, служат достаточно долго. Их дебет, как, впрочем, и многих других напорных скважин, составляет до 5 кубов воды в сутки. Эти сооружения также отличают высокие показатели стабильности. Воду почти до поверхности земли поднимает ее собственный напор, поэтому любые напорные скважины, как и соответствующие системы водоснабжения, гораздо легче обустраивать.
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.
Виды подземных вод
Воду можно добывать из нескольких типов подземных источников.
Верховодка. Это неглубоко залегающий (2-8 м) водоносный слой. Снизу он ограничен плотными породами. Сверху такой источник почти не защищен фильтрующим грунтом. Большая часть органических и химических загрязнений с поверхности попадает в воду. Ее органолептические и санитарные качества очень низкие, она пригодна только для хозяйственных нужд.
Грунтовый горизонт. Это источник, залегающий над первым от поверхности обширным слоем плотных пород (водоупорная линза). Расположен на глубине 6-20 м. Грунтовый горизонт не защищен сверху плотными породами. Вода, добываемая из него, редко отвечает санитарным нормам. Но ее просачивание сквозь толстый слой грунта делает ее более чистой, чем верховодка.
Межпластовые воды. Это горизонт на глубине 20-80 м, сверху и снизу ограниченный слоями плотных пород. Влага в нем залегает в проницаемом рыхлом грунте. Вода, перед тем как достичь межпластового горизонта, просачивается сквозь толстый слой почвы и плотных пород. Они очищают ее от большей части загрязнений. Благодаря этому качество влаги становится питьевым.
Артезианские воды. Эти горизонты образуют объемные подземные резервуары на значительной глубине — 100-1000 м. Такие водоносные источники чистые и обильные. Располагаются они в трещиноватых и пористых породах осадочного происхождения. Чаще всего в известняке.
Как найти воду на участке для скважины
Вот три самых надежных способа самостоятельного нахождения влаги. Они не требуют услуг гидрологов.
Применение силикагеля:
- Его гранулы высушиваются и насыпаются в неокрашенный глиняный горшок.
- Емкость взвешивается, чтобы потом узнать объем впитываемой материалом воды.
- Обернутый плотной тканью горшок зарывается в землю на глубине 1 м там, где предполагается устройство скважины.
- Спустя 24 часа емкость достается и взвешивается. Чем горшок более тяжелый, тем больше в нем влаги. Это указывает на залегание водоносного источника.
- Чтобы быстрее найти оптимальное место для скважины, можно закопать сразу несколько горшков с силикагелем.
Воду можно найти, используя барометр. Его показания в 0,1 мм рт. ст. равны разнице перепада высот в 1 м. Как найти воду на участке для скважины с помощью этого прибора:
- Показания барометра снимаются на берегу ближайшего к участку водоема.
- Затем давление воздуха замеряется в предполагаемой точке бурения.
- Теперь можно вычислить глубину, на которой залегает влага. Пример: у водоема барометр показывает 555,9 мм рт. ст., в точке бурения — 555,1. Значит, вода расположена на глубине: 555,9-555,1=0,8=8 метров.
Самый надежный способ нахождения воды — разведочное бурение. Оно дает возможность узнать местоположение и глубину залегания источника, а также свойства грунта до и после горизонта.
Шурфы делаются обыкновенным ручным буром. Их глубина может достигать 10 м. Для разведки применяется инструмент со шнеком, диаметр которого равен 30-35 см.
Чтобы бур не сломался, почву из уже достаточно глубокого шурфа надо вынимать через каждые просверленные 15-20 см.
Перспективные точки для бурения скважины можно определить по надежному признаку. На глубине 2-3 м вы начинаете вынимать влажный песок серебристого цвета.
Методы бурения
Процесс создания скважины для добычи нефти может осуществляться несколькими способами:
- Ударно-канатный метод.
- Работа с применением роторных механизмов.
- Бурение скважины с использованием забойного мотора.
- Бурение турбинного типа.
- Бурение скважины с использованием винтового мотора.
- Бурение скважины посредством электрического бура.
Первый способ относится к наиболее известным и проверенным методам, и в этом случае шахту пробивают ударами долота, которые производятся с определенной периодичностью. Удары делаются посредством влияния веса долота и утяжеленной штанги. Поднятие оборудования происходит из-за балансира оборудования для бурения.
Работа с роторным оборудованием основана на вращении механизма при помощи ротора, который ставится на устье скважины через трубы для бурения, которые осуществляют функцию вала. Бурение скважин малого размера производится посредством участия в процессе шпиндельного мотора. Роторный привод соединен с карданом и лебедкой: такое устройство позволяет контролировать скорость, с которой вращаются валы.
Бурение при помощи турбины производится посредством передачи вращающегося момента колонне от мотора. Такой же способ позволяет передавать и энергию гидравлики. При этом методе функционирует только один канал подачи энергии на уровне до забоя.
Турбобур – это особый механизм, который преобразует энергию гидравлики в давлении раствора в механическую энергию, которая и обеспечивает вращение.
Процесс бурения нефтяной скважины состоит из опускания и подъема колонны в шахту, а также удерживание на весу. Колонной называется сборная конструкция из труб, которые соединяются друг с другом посредством специальных замков. Главной задачей является передача различных типов энергии к долоту. Таким образом осуществляется движение, приводящее к углублению и разработке скважины.
Колонковое бурение
Технология предусматривает применение забойного инструмента диаметром до 150 мм. Он эффективен при устройстве глубоких скважин, которые строят в разведывательных целях, или артезианских водоразборов, располагающихся на участках со скальными породами. Для бурения применяют самоходные установки. Возможно устройство наклонных и вертикальных скважин.
Основные аргументы в пользу выбора колонкового бурения:
- метод эффективен в работе на участках с породами высокой прочности, песчаными, глинистыми грунтами;
- устойчивость стенок забоя к обрушениям из-за включения в состав технологического раствора укрепляющих эмульсий;
- заглубление с промывкой – до 85 % общего объёма;
- высокая скорость строительства скважин.
Его выбирают на участках с однородной породой. Повышенной экономичностью отличается колонковый метод, который сопровождается продувкой забоя воздухом. Себестоимость технологии снижается за счёт отсутствия необходимости подготовки промывочных жидкостей.
Особенностью колонкового бурения – возможность увеличения диаметра скважины в процессе строительства, поэтому ограничения по диаметру инструмента не стоит принимать как весомый недостаток технологии. Но есть ограничения по мощности насосных погружных агрегатов, связанные с габаритами оборудования.
Каждый из используемых методов требует предварительного исследования участка профильными специалистами для определения параметров забоя, характеристик грунта, глубины водоносного слоя. Учитывается плотность застройки, наличие подъездных путей, требования к сохранению ландшафта (на этапе строительства практически нет ограничений в отличие от ситуации, когда бурение выполняется на облагороженной территории).
Фильтровая скважина на воду ↑
Бурят до водоносного песка на глубину до 30 м. Представляет собой обсадную трубу с фильтром на нижнем конце и оголовком на верхнем. Фильтр — перфорированный, сетчатый, щелевой — размещен на забойной трубе, входящей в водоносный пласт. Через отверстия фильтра вода поступает в трубопровод, откуда ее поднимает на поверхность насос.
Оголовок — наземная часть сооружения; в нем размещают насосное и сопутствующее оборудование. Насосы бывают погружными, поверхностными: выбор зависит от глубины залегания водоносного песка и водопотребления.
Конструкция скважины на песок
Абиссинская – принципиально фильтровая скважина, но с той разницей, что труба очень узкая (дюймовая), и насос можно использовать лишь поверхностный. Отсюда малая глубина — до 10 м. Соответственно, некачественная вода, непредсказуемый дебит, низкий срок службы. Зато такую скважину можно пробурить своими руками при помощи банального садового бура. Потребность в воде для полива участка и других технических целей абиссинский колодец в большинстве случаев удовлетворяет полностью в течение нескольких лет.
Для скважины на песок не нужно собирать пакет документации, буровые работы согласовывать также не надо. Работы и оборудование не относятся к категории дорогостоящих (если не придется бурить много раз до обнаружения линзы). Скважину бурят быстро. В обслуживании и ремонте сооружение просто. Есть и недостатки:
- непредсказуемость залегания/поведения водоносных пластов;
- высокая вероятность смешения с грунтовыми и сточными водами;
- сравнительно низкий срок службы;
- отсутствие возможности прокачать скважину, ее частое заиливание, низкий дебит.
Выполнение работ
Сначала необходимо с максимальной точностью определить глубину нахождения водоносной линии, так как от этих данных зависит выбор технологии производства работ. При нахождении воды до 20 м работы можно выполнить самостоятельно. При большей глубине не избежать использования специальной техники, особенно при твердых грунтах – во избежание проблем с добычей воды в будущем лучше пригласить специалистов.
Важным можно назвать и определение требуемого диаметра шахты, что нужно для определения диаметра бура. При окружности обсадной трубы 110-120 мм потребуется бур диаметром порядка 150 мм.
Оборудование
Артезианская скважина своими руками устраивается с применением такого инструмента и оборудования:
- буров нескольких видов для различных типов почвы;
- лебедки;
- треноги;
- трос (канат);
- забивной стакан;
- штанг.
Подготовительные работы
На участке выкапывается шурф глубиной 1,5 м и диаметром 1-1,5 м. Стенки его, чтобы грунт не опадал внутрь, необходимо укрепить листовым металлом или шифером.
Для изготовления треноги потребуется 3 прочных бруса либо трубы протяженностью 4-5 м. Трубы укладываются так, чтобы две ножки имели одно направление, а третья – обратное. Ноги с проделанными отверстиями для крепежных элементов устанавливаются пирамидкой.
Поверх треноги устанавливается блок, по которому будет ходить трос. Монтируется лебедка, крепятся трос и бур, чем бурят скважины на воду вручную.
Процесс бурения
Как пробурить скважину на воду своими руками? В первую очередь, необходимо подготовить стакан забивной, штанга, трос и треногу с установленной лебедкой.
Стакан поднимается посредством лебедки над местом бурения и с силой опускается. При ударении о землю стаканом захватывается почва и при подъеме остается внутри него.
Бур забивается в почву ударной штангой, а при наполнении грунтом – извлекается и вытряхивается.
После заглубления на определенный шаг, к примеру, 1 м, следует вставлять обсадную трубу, предотвращающую возможное обрушение скважины. При опущении бура на полную длину, к нему прикрепляется дополнительная штанга.
В процессе бурения необходимо периодически проверять ровность установки ствола – при появлении характерных звуков от ударов снаряда по стенам трубы, колонну незамедлительно следует выпрямить: промеж стеной шахты и колонной забиваются клинышки.
После прохождения буром водоносного пласта, выполнять погружение трубы больше не нужно. Спустя час после появления воды ее необходимо выкачивать насосом до полной прозрачности и оставить работы на следующий день.
Назавтра следует определить дебет скважины: ее глубина умножается на выработка насоса и делится на разницу динамического и статического уровней – если эта величина ними невелика, то дебет получится значительным – следует подобрать подходящий по производительности насос.
Если дебет скважины устраивает необходимо выполнить ее дальнейшее обустройство: на дне шахты насыпается слой толщиной 25-30 см мелкого щебня либо гравия, а пространство промеж обсадной трубой и стенами шахты наполняется песчано-гравийной смесью.
В скважину опускается насос и закрепляется по инструкции изготовителя, подключается к питанию. Снимается лебедка и разбирается тренога.
Очень важно первую полученную из скважины чистую воду направить в лабораторию для проведения химического и биологического анализа. В добытой из собственной скважины воде могут присутствовать как тяжелые металлы, так и патогенные микроорганизмы, из-за чего вода становится совершенно непригодной для питья
Этапы бурения скважин водой под давлением своими руками ↑
Ответственный подход и внимательность при бурении скважины с помощью воды – от сбора инструментов до прокачки насосом – позволят получить максимально качественный результат.
Бурение скважин вымыванием воды требует наличия следующих инструментов и материалов:
- Малогабаритной буровой установки.
- Емкостей для воды объемом около 2 м3 (если хотите обойтись без копания приямков).
- Шлангов. Они должны обладать высокой степенью прочности, чтобы выдержать давление воды.
- Бензиновой мотопомпы для подачи раствора. Желательно, чтобы ее мощность была достаточна для предстоящего объема работ. Этот прибор испытывает большие нагрузки.
- Обсадных труб.
- Фильтра для ствола скважины.
- Насоса для завершающей прокачки скважины.
- Мелкого подручного инструмента – зажимов, отверток, трубных ключей и т. д.
- Лопат.
- Строительного миксера.
- Защитных перчаток, резиновых сапог.
Подготовка заключаются, во-первых, в сборке бурильной установки. Даже для неопытного человека она не составит труда и не займет много времени. Устройство МБУ достаточно простое. Основные функциональные элементы:
- Металлическая рама разборного типа.
- Водяная помпа для подачи раствора под давлением.
- Непосредственно бур.
- Лебедка.
- Буровые штанги.
- Двигатель.
- Вертлюг для подвижного крепления деталей конструкции.
- Шланги для подачи воды от мотопомпы.
- Пульт управления.
Собирается такая установка в непосредственной близости от места бурения и не требует наличия специальных подъездных путей – она легко транспортируется в разобранном виде.
Малогабаритная буровая установка
Во-вторых, на расстоянии 1-1,5 м от МБУ роют приямки. Это две ямы кубической формы со сторонами и глубиной примерно 1 м. Одна из них может иметь чуть меньшие размеры – 0,7-0,8 м. Их стенки смазывают глиной, чтобы предотвратить уход воды в грунт. В одном приямке (технологическом) готовят раствор для бурения, а во второй он будет поступать после отработки. Между собой они соединяются траншеей или лотком.
Приямки для циркуляции раствора
Можно использовать и готовые емкости, назначение которых такое же, как у приямков. Они позволят сохранить целостность ландшафта.
Последняя часть подготовительных работ – подсоединение подающих шлангов.
Для бурения скважин вымыванием водой используют не только эту жидкость в чистом виде. В нее нередко добавляют глину или абразивные частицы. От чего зависит состав раствора? От качества разрыхляемого буром грунта. Для песчаных почв рекомендуется добавить в воду глину и хорошо размешать строительным миксером. Существуют даже специальные средства, предотвращающие свертывание такого раствора. Для плотных глинистых почв лучше использовать воду с абразивными частицами – они помогут буру лучше разрыхлить грунт.
Консистенция бурового состава также зависит от качества почвы. Так, для песчаника он должен быть довольно густым, для суглинка более жидким. Для глины используется просто вода или вода с твердыми частицами.
После сборки всего оборудования, копки приямков (установки емкостей) и наполнения их раствором вам остается только включить генератор и контролировать работу установки.
Мотопомпа подает в шланги раствор из технологического приямка. Затем он поступает на вертлюг и через штанги – в скважину. Буровые штанги наращиваются последовательно по мере углубления в нее.
Схема наращивания буровых штанг на МБУ
Именно совокупное воздействие на грунт жидкости, подающейся под давлением, и бура дает эффективный результат при создании скважины.
После ее прохождения раствор выводится на поверхность и по лотку или небольшой траншее отводится в приямок-фильтр. Вымытый грунт осядет в нем, а вода по следующей канавке перетечет в технологический приямок, и весь цикл повторится снова. При бурении водой из скважины часто выводятся большие куски грунта, которые рекомендуется убирать сразу на выходе. Также по необходимости в процессе работы может очищаться и приямок-фильтр.
После достижения водоносного слоя буровые штанги извлекаются, и начинается установка обсадных труб. Если работы проводятся по сыпучему грунту, то монтаж труб может осуществляться по мере углубления бура. В последнюю очередь в ствол опускается насос, и начинается прокачка скважины до получения чистой воды.
Картировочная скважина
Картировочные скважины нужны для определения формы залегания слоев, сложенных коренными породами, обычно такие скважины бурят на глубину от 20 до 300 м. Назначением такого бурения является изучение и анализ грунтовых вод, а также определяется уровень сложности и мощности установления насосов для откачки воды.
В основном при бурении используют трубы легких сплавов, если это не глубокие скважины, то до 24 мм, при глубинных бурениях трубы с диаметром от 150 до 200 м. Так же этот вид скважин еще называют поисково-картировочным, так как бурят на стадии съемочных работ с целью выявить геолого-гидрогеологическое строение участка и перспективу на будущее бурение. Еще главой отличительной особенностью можно назвать то, что этот способ выбирают при бурении неустойчивых пород.
