Установка по бурению скважин под воду: оборудование на базе машин и своими руками – её виды, способы бурения скважины и преимущества передвижной станции

её виды, способы бурения скважины и преимущества передвижной станции

До сих пор для многих существует проблема обеспечения себя автономным водоснабжением. Несмотря на довольно развитую структуру водопроводных сетей во многих регионах получить питьевую воду можно только при обустройстве собственного колодца или скважины. Копка колодца вручную — это трудоёмкая и невыполнимая задача. Скважина — это единственно приемлемый вариант решить проблему, а поможет в этом буровая установка, которая эффективно работает на любом грунте.

Особенности установок

Лучше, конечно же, привлечь профессионалов для изготовления колодца, но бурение установкой промышленного типа стоит довольно дорого, поэтому чаще приходится отказываться от такого варианта.

В этом случае применяются малогабаритные бурильные установки, которые вполне можно собрать самостоятельно. Трудно будет тем, кто первый раз сталкивается с таким видом работ. Для этого понадобятся хотя бы небольшие слесарные навыки. Конструкция, изготовленная своими руками, не только значительно сократит материальные затраты при разработке собственного колодца, но и окупится, если понадобится выполнять работы на соседних участках.

Скважина представляет собой сооружение в форме цилиндра, уходящее вглубь земли и укреплённое с помощью специального жёсткого каркаса. Изготовление таких конструкций выполняется установками для бурения, которые появились достаточно давно, так как применялись для добычи полезных ископаемых. Позже стали использоваться и для бурения водяных скважин. Функциональность буровых установок позволяет выполнять операции для различных целей:

1. Изготовление отверстий небольшого диаметра, которые используются для решения различных инженерных задач.
2. Бурение разведочных скважин. Выполняются они для получения сведений о состоянии грунта, водоносных горизонтах.
3. С целью поиска или добычи жидких или газообразных ископаемых, например, нефти.
4. Бурение скважин для воды.

Используются несложные механизмы для изготовления неглубоких отверстий. Существуют и их разновидности:

1. Трубчатый колодец. Это неглубокий ствол — до 12 м, который предназначен для разработки верхних водоносных горизонтов.
2. Скважина на песок. Колодец средней глубины — до 30 м. Срок эксплуатации такой системы около 15 лет, затем ствол может заилиться или забиться песком. Тогда нужно будет чистить его или бурить новый слой.
3. Артезианская скважина. Глубина ее может достигать 100 м и разрабатывается для нескольких частных домостроений, поэтому для изготовления отверстий применяются специальные технологии и механизмы. Срок службы таких источников воды доходит до 50 лет. Буровые установки наделены высокой мощностью и сложностью.

Разработка скважин — искусная работа, так как результат невозможно предсказать, а каждая конструкция уникальна.

Процесс заключается в следующем: в грунте нужно сделать глубокую и узкую шахту непосредственно к водоносному слою и установить в неё обсадную трубу, чтобы укрепить стенки выработки. Во время сооружения системы приходится извлекать достаточное количество грунта, причём он может быть разным: от крупных камней до песка, смешанного с водой.

Виды конструкций

Современные станции в газовой и нефтяной отрасли кардинально отличаются от устройств водяных скважин. Там мощный бур свободно проходит через мёрзлый грунт и скальные породы. К тому же способен функционировать под давлением на большой глубине. Поэтому в промышленных отраслях применяются стационарные платформы, в быту передвижные и самоходные буровые установки.

Изготовление скважин на воду в таком мощной технике не нуждается. Сегодня существует большое разнообразие малогабаритных буровых установок, в том числе и самостоятельного изготовления, для бурения колодцев для воды.

Многие из них наделены ручным приводом, но эффективность недостаточна для качественного выполнения работ. Их свободно можно использовать для бурения стволов небольшой глубины и по мягким почвам. Поэтому лучше отдать предпочтение установке с механическим приводом. Она обеспечит хорошую производительность и бурение глубоких скважин.

В зависимости от состояния почвы и требуемой глубины шахты, существует три вида мобильных установок:

1. Устройство для вращательного бурения. В конструкцию включён буровой шнек, который при вращении разрушает грунт. Такая техника предназначена для неглубокой разработки.
2. Установки для вращательно-ударного бурения. Процесс выполняется за счёт ударов по вращающемуся элементу. Разрушающим породу элементом является долото, усиленное режущими вставками. Приспособление такого вида может использоваться для изготовления скважин глубиной до 200 метров.
3. Станок для ударного бурения. Он выглядит в виде треугольного каркаса с прочным основанием. К нему крепится гибкий высокопрочный трос с байлером и стамеской, которые запускаются в шахту. Также удары могут наноситься по снаряду, установленному в забое. Байлер выхватывает породу из скважинного канала и поднимает её на поверхность. Хотя это трудозатратный метод, подобные конструкции легко устанавливаются и функционируют с высокой производительностью.

Установка для ударного бурения используется на мягких подвижных породах. На твёрдых грунтах способна заглубляться не более, чем на 100 метров.

Способы разработки скважин

Продолжительность рабочего процесса зависит от глубины водоносного горизонта. Иногда он пролегает на глубине 10 м, а порой скважину приходится углублять до нескольких десятков или даже сотен метров. Каждому методу соответствует определённая установка. Всего четыре способа бурения:

1. Роторный. Используется принцип вращения: ротор обеспечивает вращение бура. Внутрь бура доставляется вода (бурильный раствор). Она выносит наружу шлам (раздробленную породу), а бур при этом остаётся в колодце. Его постепенно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Существуют ещё роторные установки «сухого» бурения, работающие без растворов. Такие механизмы требуют больших усилий, а скорость бурения гораздо ниже. Роторные станки применяются на малую и среднюю глубину — не более 50 метров.
2. Шнековый. Внедрение в почву происходит за счёт шнека — штанги с расположенными винтом лопастями. Вручную можно пробурить всего лишь на два метра, например, под фундамент на сваях. Но чтобы пройти твёрдый слой глины или плотного песка необходимо приложить большое усилие. В этом случае понадобится двигатель с большим вращающимся моментом — ротор. Шнек разрыхляет грунт и выводит его наружу. На податливом грунте используются обычные буры, на твёрдом — буры с резцами, на каменистом шнековые установки бесполезны.
3. Ударно-канатный. Этот способ применяют для бурения колодцев до 300 метров. Тяжёлый груз бросают в скважину на канате. Груз состоит из таких составляющих, как долото, штанга, замок. Падая с высоты, он дробит грунт, после чего его поднимают и снова бросают. Процесс повторяется, пока ствол не достигнет требуемой длины.
4. Ударно-вращательный. Применяется для бурения шахт на глубину от 600 м и глубже. В этом случае используются телескопические ударные штанги, а также бентонитовая глина, благодаря которой укрепляются стенки шахты. Таким методом разрабатываются не только скважины для воды, но и для добычи нефти. Процесс работы обеспечивают передвижные агрегаты, расположенные на тракторе или грузовике.

Пользуясь ударно-вращательной установкой, тратится гораздо меньше физических сил. Однако конструкция довольно сложная и требует определённых затрат, так как некоторые детали нужно будет покупать или изготавливать под заказ.

Бурение с промывкой

Это наиболее эффективный способ разработки скважины глубиной до 35 м, обеспечивающий скорость проходки до 12 м/ч. Этот показатель значительно превышает производительность других методов. Процесс включает в себя прямую и обратную промывку скважины:

1. При прямой промывке раствор поступает в скважину для вымывания грунта и выброса его на поверхность.
2. При обратной раствор также подаётся в ствол, но затем выполняется откачка грунтовой массы при помощи насоса.

Вязкий промывочный раствор, кроме охлаждения режущих элементов и очистки скважины от пород, выполняет ещё одну функцию — укрепляет стенки скважины, препятствуя их обрушению, даже если разрабатываются песчаные или глинистые почвы.

Преимущества малогабаритных станков

Портативные буровые установки для бурения скважин используются для разработки колодцев до 200 метров. Такие конструкции имеют малый вес, они легко собираются, разбираются, а также транспортируются. Некоторые из них можно перевозить в прицепе или багажнике автомобиля.

Ещё одним достоинством такого вида оборудования является то, что к рабочему месту её можно доставить вручную и нет необходимости организовывать удобный подъезд. Такие конструкции часто называют переносными. Следовательно разработка скважины выполняется в любых местах, где невозможен въезд тяжёлой техники.

Функционируют переносные устройства для бурения чаще от электрической сети в 220 В. Но есть такие модели, которым необходимо питание 380 В. Они применяются гораздо реже из-за того, что не везде имеется такое питание.

Бурение малогабаритной установкой обходится гораздо дешевле, чем другими видами агрегатов. Сейчас они очень востребованы, благодаря простому и доступному способу применения. Множество фирм предлагают свои услуги по разработке скважин, используя как отечественные, так и заграничные модели. Производство выпускает большое количество разновидностей установок и в продаже можно подобрать относительно недорогое оборудование для водоносных скважин.

Одним из основных недостатков малогабаритной установки является невысокая средняя мощность. Поэтому рабочий процесс будет более длительным по сравнению с крупногабаритной техникой. К тому же производительность установки значительно падает на глиняных и скалистых почвах.

Нужно учитывать, что все качества малогабаритных конструкций: положительные и отрицательные достаточно условны, и рассматривать их следует в соответствии с конкретными целями и условиями эксплуатации. Конструкция у них довольно простая и понятная, но характеристики абсолютно разные: производительность, метод бурения, срок службы, стоимость. Поэтому разработку скважины лучше поручить настоящим профессионалам, ведь процесс бурения имеет множество тонкостей и сложностей, в которых трудно сразу разобраться.

Загрузка…

бурильные мобильные китайские станки, продукция для воды, как сделать своими руками

Сегодня многие владельцы загородных домов хотят иметь собственный источник чистой воды. Особой популярностью пользуются скважины, которые можно бурить практически в любом месте, где присутствует водоносный слой. Технология формирования подобной системы предполагает использование специальных механизмов. Существует несколько видов таких устройств, среди которых можно выделить буровые скважины. Ознакомиться с техническими характеристиками этих приборов довольно легко на специализированных сайтах.

Особенности

Скважина для воды представляет собой небольшое цилиндрическое сооружение, укрепленное с помощью специального жесткого каркаса. Формирование подобных систем производится с помощью станков для бурения. Технически эти устройства состоят из нескольких механизмов, связанных между собой различными крепежами. Установки для бурения появились уже очень давно, так как с их помощью добывали различные полезные ископаемые. Добыча воды с их помощью практикуется не так уж давно, особенно в частном секторе.

Буровые установки позволяют решать такие основные задачи, как:

• формирование отверстий незначительного диаметра. Их применяют для решения небольших инженерных задач;
• бурение разведочных скважин. Они используются с целью получения информации о состоянии почв, водоносных горизонтов;
• бурение скважин с целью поиска или добычи жидких или газообразных ископаемых, например, нефти;
• бурение водяных скважин. Эти механизмы отличаются относительной простотой. Это касается конструкций, которые используются для формирования неглубоких отверстий.

Колодцы такого типа могут иметь различную глубину. В зависимости от этого выделяют несколько видов скважин.

• Трубчатый колодец. Это самая мелкая скважина, имеющая глубину не больше 12 м. В качестве источника воды используют только верхние водоносные горизонты. После бурения в эту скважину не сможет попасть грязь, листья или другой мусор.

• Скважина на песок. Углубление средней глубины, которое может достигать не больше 30 м. Срок службы подобной системы составляет около 15 лет. При этом скважина может периодически забиваться песком, и ее нужно будет чистить.

• Артезианская скважина. Глубина такого «колодца» может превышать 100 м, поэтому для бурения подобных отверстий используются специальные технологии и механизмы. Буровые установки такого типа отличаются высокой мощностью и сложностью. Но эксплуатировать подобные источники воды можно уже на протяжении 50 лет.

Конструкция станков для бурения может отличаться в зависимости от происхождения. Независимо от этого такие механизмы имеют следующие общие элементы:

• каркас – в качестве опоры может выступать как металлическая конструкция, так и непосредственно самоходный автомобиль или другая сложная система. Прочность подобного элемента определяется в зависимости от максимальной глубины бурения скважин;
• устройство для бурения – эти элементы представляют собой систему механизмов, которые приводят в движение сам бур или другой предмет, разрушающий почву. При бурении может применяться несколько типов инструментов, которые предназначаются для определенных слоев грунта;
• привод – технически в качестве этого устройства может выступать как электрический или дизельный двигатель, так и физическая сила человека.

Многие станки для бурения скважин имеют более сложную структуру, так как состоят из различных вспомогательных узлов.

Виды

Бурильные станки являются очень востребованным продуктом на рынке. Сфера их применения может быть как промышленной, так и бытовой. В зависимости от этого подобные механизмы можно разделить на несколько видов.

• Промышленные. Такие станки используются для бурения глубоких скважин. Они отличаются высокой мощностью и производительностью. Очень часто они применяются с различным вспомогательным оборудованием. Подобные механизмы используются при формировании нефтяных скважин. Ярким представителем может стать плавучая платформа, оснащенная мощным бурильным станком.

• Мобильные. Буры такого типа предназначаются для формирования скважин на воду. Они оснащаются маломощными приводами (электрические двигатели и другие), с помощью которых можно сформировать отверстие глубиной до 100 м.

• Ручные. Они являются самыми простыми конструкциями, с помощью которых можно бурить относительно неглубокие скважины до 15–20 м в зависимости от типа почвы. Эти самодельные малые механизмы применяются в бытовой сфере.

При желании их можно соорудить вручную из подручных материалов.

В зависимости от техники бурения станки делят еще на несколько групп.

Ударно-канатные

Формирование колодцев происходит с помощью специального патрона, который выполнен в виде своеобразной трубы с заостренным концом. Разрушение почвы происходит под собственным весом устройства. Чтобы увеличить энергию удара, чашу поднимают специально на определенную высоту над уровнем земли. Среди минусов можно выделить низкую проходимость и невозможность организации довольно глубоких скважин. Ударно-канатные модели используются в быту для рытья колодцев.

Но следует отметить, что подобные механизмы могут работать даже на каменистых грунтах, чего не всегда можно добиться другими инструментами.

Шнековые

Они являются одними из самых распространенных видов станков. В качестве бура применяют шнеки различной формы и размера. Самые простые модели могут использоваться даже ручным методом. Бур помещают вращательным способом в грунт, что приводит к дроблению материала, при этом почва располагается между лопастями. Чтобы удалить ее, рабочий орган периодически вынимается и очищается от грязи. Установки приводятся в движение как вручную, так и с помощью различных видов двигателей.

Ручные модели могут иметь небольшой вес, что делает их компактными и легко переносными. Но если производить бурение шнеком каменистых грунтов, то его эффективность может значительно падать.

Вращательно-роторные

Станки этого класса отличаются высокой производительностью, так как позволяют проходить грунт относительно быстро и качественно. Технически конструкция состоит из вертикальной трубы и режущего органа. При прохождении ножа к поверхности разрушения подают воду под напором. Это позволяет размягчить почву и сделать ее более податливой. Жидкость здесь также нужна для очистки отверстия от грунта. Осуществляться подобная операция может двумя основными способами. Первый предполагает подачу воды через штангу, а грязь уже выводится через отверстие самой скважины. Второй подход осуществляется полностью наоборот. Скважину заполняют водой, а самая грязь уже выводится с помощью специального оборудования и наносов.

Следует отметить, что практически все буровые станки имеют аналогичное строение описанной ранее структуре. Касается это не только устройств для формирования скважин для воды, но и нефтяных механизмов. Но в мощных станках уже применяют более прочные материалы, способные выдерживать высокие нагрузки. Поэтому подобное оборудование невозможно соорудить самостоятельно без применения специальных технологий.

Производители

Популярность буровых станков возрастает с каждым днем, что связано с тем, что системы подобного типа используются для решения разнообразных задач. Производство станков осуществляется многими компаниями, среди которых можно выделить несколько самых популярных.

• «ИжНефтеМаш». Компания производит оборудование для бурения уже более 50 лет. Продукция компании насчитывает множество наименований. Самыми популярными инструментами этой марки считаются буровые погружные дренажные насосы, штанговое оборудование, смесительные установки, которые используются для цементирования шахт, и много других.

• «Буровая техника». Это еще одна компания с многолетним опытом, которая производит оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин. Производитель выпускает турбобуры, винтовые насосы и много другое. Механизмы отличаются высокой производительностью и качеством работы.

• «Геомаш». Техника этой компании применяется в строительстве, а также для бурения скважин для воды. Производитель выпускает множеств самоходных механизмов, способных решать различные задачи. Многие из них могут формировать сейсморазведочные и гидрогеологические скважины.

• Bauer. Эта немецкая компания, которая известна на рынке также уже более полувека. Под эгидой данной марки выпускается очень много бурильных установок как для промышленного, так и для строительного использования. Следует отметить высокое качество производимого оборудования, что достигается за счет того, что компания изготавливает все комплектующие для механизмов самостоятельно.

Самыми популярными машинами являются модели Bauer BG 28 и Bauer MBG 24, которые применяются многими профессиональными специалистами.

• Aker Wirth. Это еще один представитель Германии, выпускающий качественное буровое оборудование. Ассортимент продукции насчитывает множество видов изделий. Можно найти как малогабаритные установки, так тяжелые промышленные агрегаты. Особую популярность приобрели верхние приводы, буровые насосы и вертлюги.

Разнообразие буровых станков не заканчивается на этих марках. Сегодня все больше рынок захватывают недорогие китайские модели. Но перед тем как покупать их, следует удостовериться в их надежности и выносливости.

Советы и рекомендации

Бурение скважин – это сложная процедура, которую не всегда возможно осуществить своими руками. Подобные операции реально выполнить только для неглубоких отверстий. Осуществляя бурение, следует придерживаться следующих простых советов:

• перед началом работ обязательно нужно анализировать почву. На основе полученных данных подбирается тип бура, который подойдет для разрушения подобной структуры;
• следует стараться выставлять инструмент строго вертикально. Если система войдет в грунт под углом, то существует риск повреждения рабочего органа;
• в случае ручного бурения обязательно стоит добавлять воду в отверстие. Она смягчит почву и позволит быстрее продвигаться вглубь.

Буровые станки для скважин представляют собой специальное оборудование различной сложности. Их выбор для решения определенных задач следует доверять опытным специалистам, которые подберут надежные и долговечные механизмы. Более подробно о станках для бурения скважин смотрите в следующем видео.

Буровые установки на воду, оборудование для бурения на воду

Сегмент рынка по обустройству скважин на воду с каждым годом становится всё привлекательней и спрос на качественно выполненные работы уже превышает предложения. Купить буровые установки на воду и занять привлекательный сектор рынка можно обратившись в наш Завод Буровых Технологий. В нашем штате работают исключительно квалифицированные сотрудники, которые не один десяток лет задействованы в данной сфере, помогут подобрать вам максимально подходящее оборудование, а также ответят на все интересующие вас вопросы.

Купить оборудования для бурения на воду

Каждая единица продукции, которую вы можете видеть в нашем каталоге, отвечает международным стандартам и даже после десятков лет не утратить своих эксплуатационных качеств.

Древний русский обычай, когда девушки надевали свои лучшие наряды – себя показать и жениху приглянуться, брали коромысло и шли по воду, ушёл в далёкое прошлое. Теперь функции водоносок выполняют буровые скважины. Не так романтично, зато практично.

В зависимости от бюджета и срока службы они делятся на песчаные и артезианские. Песчаные скважины устраиваются на глубине до 30 м, в верхних водоносных слоях. Современным кулибиным под силу смастерить самодельную буровую установку на воду и самостоятельно выполнить работы на участке. Дёшево и сердито. Однако, теперь о минусах песчаных скважин:

— получаемая вода будет не самого высокого качества, она потребует дополнительной очистки и подбора специальных фильтров;

— скважина постепенно заиливается, необходима ежегодная чистка и дополнительные финансовые вложения;

— среднестатистическая продолжительность функциональности скважины 3-5 лет.

В долгосрочной перспективе выгоднее и надёжней иметь известняковую или артезианскую скважину:

— вода в ней проходит длительную естественную фильтрацию, качество на порядки выше, чем у воды из песчаной скважины;

— срок эксплуатации достигает 30-40 лет, скважина не требует дополнительных вложений, уход за ней минимален.

После того как вы определились с типом скважин, встаёт вопрос: кому доверить бурение скважины и поиск воды? Конечно, здесь важно выбрать солидную фирму, у которой есть все разрешения на бурение скважин на воду, оборудование надёжное и проверенное временем от Завода Буровых Технологий, грамотный гидролог в штате, а также готовность бурить зимой и в сложных грунтах.

Технология бурения скважин на воду подразумевает обустройство просторного участка, площадью не менее 48 кв. м.

Бурение с промывкой

Один из самых распространённых способов бурения – это бурение с промывкой. Для того чтобы аккуратно проникнуть в твёрдые подземные породы важно грамотно подобрать оборудование для бурения на воду. Бурение пластов при этом всегда происходит с добавлением бентонитового промывочного раствора для выноса отработанной породы и охлаждения бура. Смесь должна быть определённой плотности, чтобы сдерживать давление грунта и частично укрепить и стабилизировать стенки скважины. Раствор заливают в приямок рядом с будущей скважиной и преступают к работе.

Из котлована с помощью насоса буровой установки на воду смесь поступает внутрь вращающихся штанг до наконечника, выходит через его отверстия и под большим давлением поднимается по стволу скважины, вымывая на поверхность частицы разрушенной породы. По канавке смесь возвращается в приямок, затем опять в штанги, так происходит её экономичная циркуляция и оседание шлама в земляную чашу.
По мере прохождения подземных пластов, рабочие наращивают штанги. По характерному звуку, работающего оборудования, опытные мастера своего дела определяют породы, которые в данный момент проходит бур.

На глубине 30-50 м бур начинает входить в твёрдый окремнённый известняк, начинается следующий этап – обсадка труб и цементация. Обсадка подразумевает крепление труб к известняку, выполняется прижиганием (прикипанием к породе) или цементацией затрубного пространства.

Густую цементную смесь подают в трубы и под воздействием мощного водного потока выдавливают в затрубное пространство. Цемент равномерно распределяется по всей длине ствола, образуя цементную рубашку. После его затвердевания вскрывают известняк.

Вскрытие известняка

Первым ключевым моментом здесь является добыча керна – образец известняковой породы. Если он в трещинах и кавернах – значит, вода находится близко, если сплошной – надо бурить глубже.
Вторым ключевым моментом является поглощение – вода для промывки и выноса породы соединяется с подземными водами и её уровень резко падает. Глубина, на которой это произошло, является статическим уровнем воды в скважине. Однако бурение на этой глубине не заканчивается, надо пройти ещё 10-15 м, вскрыть как можно больше водоносного горизонта (для стабильной подачи воды из скважины) и сделать карман для шлама.

Для продления срока эксплуатации скважины, а также для исключения ржавчины в питьевой воде, в стальную обсадную трубу помещают пластиковую и межтрубное пространство герметизируют.

Заключительный этап

Помещают погружной насос и прокачивают скважину до чистой воды. Образцы отправляют на экспертизу, которая выдаёт заключение и рекомендации по фильтрам.

Обустройства скважины

Устанавливается герметичный футляр и собирается насосное оборудование, прокладывается труба с греющим кабелем (или заглубляется на 2 м). Монтируются и подключаются все узлы.
Воду нужно не только добыть, отфильтровать, подать в дом, но и утилизировать.

Технология бурения скважины под воду от А до Я: фото и видео

Решение о строительстве собственного водозаборного устройства на участке обосновано несколькими причинами, среди которых:

• отсутствие централизованного водоснабжения;
• желание иметь источник воды с повышенным ее качеством без обработки хлорирующими составами;
• большая потребность в воде для полива огорода – при нынешних ценах на живительную влагу из водопроводной сети, ведение приусадебного хозяйства становится дорогостоящим удовольствием, иногда просто нерентабельным.

Независимо от того, будут ли выполняться работы сторонней организацией или самостоятельно, технология бурения скважин на воду должна быть как можно лучше знакома. Это поможет избежать обмана исполнителями и лишних затрат на реализацию замысла.

Содержание статьи:

Первые шаги по выбору технологии бурения

Выбор способа зависит от нескольких факторов:

1. Наличие воды на участке. В первом приближении это можно определить наблюдениями за окружающей средой, имеется ряд признаков, свидетельствующих о ее наличии или отсутствии. Можно также произвести несколько опытов с различными предметами, чтобы получить ответ на этот вопрос.
2. Характеристика состава грунтов, характерного для данной местности, от чего зависит выбор способа бурения. Такие данные можно получить в местной гидрогеологической организации, там же нужно уточнить собственные прогнозные оценки по наличию воды на участке.
3. Глубина залегания верховодных (песчаных) слоев и оценка глубины залегания артезианских (известняковых) водоносных горизонтов.

При наличии таких данных можно сделать вывод о предпочтительности использования той или иной технологии бурения.

Разновидности способов прохождения стволов скважин

Роторное бурение

Рис.3. Инструмент для бурения скважин роторным способом

Обычно применялось при нефтеразведочном бурении. В последнее время, с увеличение потребности в скважинах, используется и при строительстве водяных водозаборов.

Особенностью способа является высокая энергозатратность и применяемость его на тяжелых или особо тяжелых грунтах с включением скальных образований, а также по сплошным известнякам.

При вращении ротор разрушает породу, которая выносится на поверхность промывочным раствором. В состав его входит и цемент. В результате часть участка будет безнадежно испорчено. Кроме того, по окончании работ такая скважина нуждается в длительной промывке чистой водой для удаления из пор породы цемента, входящего в состав раствора.

Для небольшого загородного участка такая технология представляется нежелательной.

Бурение гидроразмывом

Это наиболее легкая технология бурения скважин на воду. В процессе выполнения работ производится размывка грунта внутри обсадной трубы, которая опускается под собственным весом. Только в начале процесса, когда обсадная колонна еще легкая, приходится прибегать к ее проворачиванию специальным ключом.

Рис.4. Бурение с размывом грунта водой под давлением

Для осуществления такого способа понадобятся:

• два насоса, один из них, способный подавать жидкость под давлением не менее 6 атм, второй – для откачки отработавшей воды обратно в бак, соответствующей производительности;
• бак; емкость зависит от планируемого размера и глубины скважины и рассчитывается из соотношения:

V = R_обс²(см) х 3,14 x H(см), где

V – объем бака,

R – внутренний радиус обсадной трубы,

3,14 – число ПИ.

Так, для скважины диаметром 273 мм (максимально возможный диаметр ствола скважины при таком методе проходки), внутренний диаметр обсадки составит 260 мм (радиус 13 см), предполагаемая глубина скважины – 15 метров (15000 см) необходимый объем бака составит:

13² х 3,14 х 1500 = 756000 (см³) = 756 (литров).

Учитывая, что при отсутствии воды в баке работать невозможно, принимаем потребную емкость бака 2 кубометра. Этот расход не станет обузой, поскольку правильное пользование участком предполагает применение промежуточной прогревочной емкости в системе полива огорода.

• гидромонитор – шланг с металлической трубой на конце. Выходное отверстие которой должно быть порядка 20 мм.

Выполнение процесса происходит следующим образом:

1. Забуривание – производится садовым буром, диаметр которого больше диаметра обсадной трубы на 30 – 40 мм. Глубина предварительного отверстия порядка 1,5 метра.
2. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
3. Гидромонитор вводится отверстие обсадной трубы, подается вода под давлением. Обсадную трубу при этом нужно проворачивать вокруг ее оси, способствуя ее проседанию по мере размывки грунта.
4. По мере углубления ствола промывку периодически приостанавливают, чтобы установить очередную секцию обсадки.
5. Откачку воды производят по мере ее накопления, отводя жидкость обратно в бак.

Недостатком такого способа является его применимость только на песчаных и супесных грунтах, а также существует ограничение по глубине скважины. Как правило, они бывают не глубже 12 – 15 метров, в редких случая достигают 20.

Ударный способ

Технология бурения скважин на воду ударным методом – один из самых древних способов, применявшихся еще в древнем Китае. Он состоит в следующем:

1. Отрывается приямок глубиной порядка 1,5 метров размерами 1,5 – 1,5 метра.
2. Производится забуривание для установки первой секции обсадной трубы глубиной до 2-х метров.
3. Устанавливается буровая вышка – тренога высотой не менее 3-х метров. Высота буровой зависит от длины секций обсадных труб, максимальный их размер составляет 6 метров.

Рис. 5. Самодельная буровая установка для ударного бурения

Ударная часть, подвешенная на тросе от лебедки, вводится в отверстие обсадной трубы и отпускается в свободное падение. При попадании на грунт, она активно разрушает его и он, в измельченном виде попадает внутрь ударной части (изготавливается из трубы). На конце ударника нарезаны зубья и разведены как на пиле.

Внутри ударника установлен клапан, пропускающий рыхлый грунт внутрь, но препятствующий его высыпанию при очередном подъеме. При прохождении глинистых влажных слоев применяется ударник без дополнительных приспособлений (стакан), влажная глина хорошо держится в нем за счет прилипания к стенкам. После прохождения расстояния около метра, ударник нужно извлечь из ствола и очистить его полость.

В арсенале профессиональных буровиков количество модификаций ударников доходит до 10 видов и более. Различные конструкции применяются для прохождения грунтов с отличающимися свойствами. Таким образом, широкий выбор инструмента позволяет проходить практически любые грунты, кроме скальных пород. Качество скважин при этом остается самым высоким. Поэтому, не являясь производительной, технология ударной пробивки остается самой популярной.

Шнековое бурение

Такая технология бурения скважины под воду становится все более популярной по причине высокой производительности и простоте исполнения.

По сути – это сверление вращающимся инструментом, при это режущая часть разрушает грунт в направлении движения, а спиральный шнек выносит его наружу. На поверхность выноситься порядка 40 – 50 % грунт, остальной уходит на уплотнение стенок. Таким образом, есть возможность производить бурение без одновременной обсадки стенок. Обсадная колонна опускается в ствол по окончании бурения.

Рис.6. Бур шнековый

У такого способа есть определенные недостатки, не позволяющие применять на песчаных и других сыпучих грунтах, а также ограничение по глубине столов до 50 метров. Дальнейшее заглубление производится с периодическим извлечением рабочего инструмента для очистки.

Бурение производится с применением очень разнообразного оборудования, а часто и вручную своими руками для скважин на верховодку. Так, промышленностью освоены и выпускаются различные миниатюрные буровые станки, при помощи которых выполняются скважины на глубину до 50 метров по легким и средней тяжести грунтам, исключая песчаные.

Такое оборудование активно применяются для обустройства водозаборов на загородных участках, зачастую нет необходимости его приобретать, а можно взять в аренду.

В то же время мощные артезианские скважины с большим дебетом выполняются с использованием настолько же мощных буровых установок.

Рис.7. Буровая установка для промышленного бурения

Перфоративное бурение

Производится путем забивки «копья» бабкой или штангой. Применяется, как правило, для оборудования абиссинских колодцев с ручным насосом для откачки воды. Ограниченный диаметр скважины позволяет выполнение работ самостоятельно и в короткий промежуток времени.

Кроме описанных способов, наиболее популярных на практике, применяются многие приемы, комбинирующие особенности различных способов.

Советуем почитать: Скважина на воду

Возможно вам также будет интересно почитать:

Пользуясь сайтом oBurenie.ru вы автоматически соглашаетесь с политикой конфиденциальности для использования любых доступных средств коммуникации таких как: комментарии, чат, форма обратной связи и т.д.

Бурение скважин на воду — технология процесса

Наличие собственной скважины позволяет домовладельцу меньше зависеть от центрального водоснабжения (насколько это возможно), кроме того, готовить пищу и напитки на основе природной чистой воды. Рассмотрим, с чего начать процесс планировки и бурение скважин на воду.

Выбор типа скважины

Бурение водяных скважин – процесс, требующий подкованности технической части и некоторых подготовительных этапов. В первую очередь следует определить, какой тип скважины пробурить, а также проанализировать, является ли добываемая вода пригодной к употреблению.

Ствол для скважины может быть:

• Фильтровым – песчаный колодец;
• Безфильтровым – артезианский колодец;
• Колодцем трубчатым.

Артезианские

Бурение скважины артезианского типа подразумевает бурение на глубину до двухсот метров – на этой глубине залегает пористый известняк. Преимуществом артезианских скважин на воду является бесперебойная подача воды вне зависимости от времени года, так как на такой глубине забоя вода не замерзнет. Длительность эксплуатации скважины достигает пятидесяти лет.

Принцип бурения

Песчаные

Скважины на песок бурят на глубину до тридцати метров. Такая скважина состоит из заглубленной трубы, в конце которой устанавливается фильтр, задерживающий крупные механические примеси и песок. Песчаная скважина может обеспечить водой дачный участок или небольшой загородный дом.

Преимуществом песчаного колодца является простота бурения и сравнительно невысокая стоимость обустройства и обслуживания скважины. Недостатком является:

• низкая производительность;
• вероятность заиливания;
• попадание в скважину грунтовой или поверхностной воды.

Кроме того, песчаная скважина обычно служит не более десяти лет.

Колодец

Схема и установка абиссинского колодца

Колодец, устанавливаемый для добычи чистой воды, называется абиссинским или трубчатым. Его бурят на глубину до пятнадцати метров, а забой сооружают заводскими бетонными кольцами. Если на участке имеется хороший родник, колодец быстро накапливает воду.

Определяясь с типом колодца, учитывайте необходимый вам объем воды для потребления и регулярность потребления водных ресурсов. Например, песчаная скважина вполне обеспечит дачный участок, на котором живут только в весенне-летний период.

Если же требуется обеспечение водой дома, в котором живут круглый год, подойдет артезианская скважина, как наиболее приемлемый вариант автономного водоснабжения.

Советы перед началом работы

Чтобы подойти к технологии бурения под скважину разумно и без плачевных последствий, следует обратить внимание на несколько важных нюансов.

Интенсивность. При неконтролируемом и массовом заборе воды может начаться так называемая суффозия грунта, в результате чего он проваливается и достаточно глубоко, что особенно плачевно для участков с жилыми домами.

Глубина. При самостоятельном бурении на равнине в России критической глубиной считается двадцать метров. Если вы хотите пробурить глубже, поинтересуйтесь у специалистов, сколько стоит такая работа, и будете приятно удивлены, так как самостоятельное бурение глубокой скважины обойдется значительно дороже.

Срок использования. Период эксплуатации любой скважины сильно зависит от того, как часто и сколько воды будет из нее браться. Если рационально пользоваться песчаной скважиной, она может прослужить и 15 лет, а артезианская зачахнет уже лет через пять, если бесконтрольно качать из нее воду.

Разведочное бурение и анализ воды

Разведочное бурение проводят для определения качественного источника воды на участке, а также для проведения анализа добытой воды. Иногда она служит временным источником, пока не будет окончательно принято решение о капитальной скважине. Разведочный стол называют иглой.

Самый точный результат даст, конечно, разведочное бурение

Для этого нужна буровая штанга, буровой снаряд и обсадка, которые будут составлять одно целое. Бур остается в земле. Такая скважина выполняется ударной технологией. Особых буровых инструментов для этого не требуется. Проходка составляет до трех метров в час, а максимальная глубина – до пятидесяти метров.

Простейший фильтр будет иметь на конце своем копьевидный наконечник, в середине состоять из трубы отверстия, а на верхушке – из шарикового клапана.

Добытую таким образом воду отдают в любую лабораторию по исследованию природных ресурсов для проверки на минеральные вещества, активность ионов водорода, содержание металлов, щелочей, растворенных кислот.

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

• Механическое;
• Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

• Ударно-вращательный метод;
• Ударный;
• Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

1. Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
2. Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
3. Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
4. Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
5. Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При  желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

• Прочный канат;
• Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
• Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

1. Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
2. Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
3. К верхней части стакана крепят трос.
4. Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
5. Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Видео по теме: Ударно-канатное бурение — устройство и принцип работы

Методика гидробурения водяной скважины своими руками

Стремление сократить финансовые затраты на обустройство автономной системы водоснабжения загородной собственности побуждает владельцев выполнять гидробурение скважин на воду своими руками. Существующие технологии позволяют сэкономить на привлечении специалистов.

Гидробурение скважины на воду дрелью.

Отличительные черты метода

Способ заключается в извлечении отработанной породы водой, под давлением нагнетаемой в полость шахты. Буровой инструмент для удаления разрушенных слоев не применяется.

Технология заключается в сочетании 2 процессов:

• образование вертикальной скважины в земле посредством поочередного разрушения почвенных пластов;
• извлечение из скважинного ствола измельченных фрагментов грунта под действием рабочей жидкости.

Процесс замешивания раствора на бурение.

Созданию необходимого усилия, требующегося для погружения режущего инструмента в породу, способствует собственный вес оборудования, состоящего из колонны штанг для бурения и оснащения для закачки жидкости в скважину.

Для изготовления промывочного раствора в отдельном приямке в воде затворяют небольшое количество глиняной взвеси, строительным миксером размешивают ее до консистенции кефира. После этого буровая жидкость мотопомпой под напором направляется в скважинный ствол.

При гидробурении жидкая среда выполняет следующие функции:

• удаление из тела водяной шахты фрагментов разрушенной породы;
• охлаждение режущего инструмента;
• шлифовка внутренней полости шурфа;
• укрепление шахтных стенок, позволяющее снизить вероятность обрушения выработки и засыпания отвалом скважинного ствола.

Из отрезков трубы длиной 1,5 м, соединяемых резьбовыми креплениями, формируют колонну, удлиняющуюся за счет наращивания фрагментов по мере заглубления скважины.

Для повышения надежности фиксации рекомендуется использовать муфтовые фитинги. Количество штанг определяется исходя из глубины расположения водоносного горизонта.

Технология гидробурения оптимальна для пород с высокой концентрацией песка и глины. Применять эту методику для обустройства автономного источника на скалистых и болотистых грунтах нецелесообразно: массивные и вязкие слои почвы тяжело вымываются водой.

Преимущества гидробурения скважин

Технология гидробурения имеет следующие преимущества:

• простота, позволяющая даже непрофессионалам выполнять все работы своими руками;
• малые габариты применяемого оборудования;
• минимальное количество технологических процессов;
• отсутствие ограничений по глубине скважины, возможно бурение до водоносного пласта, расположенного в 200 м от поверхности;
• доступная стоимость;
• высокая производительность, позволяющая при благоприятных условиях проходить до 10 м в сутки;
• экологическая безопасность и безвредность для окружающего ландшафта.

Многие предпочитают гидробурение другим способам самостоятельного создания автономной скважины из-за отсутствия нарушений дизайна на благоустроенных участках – нет необходимости облагораживать территорию по завершении процедуры.

Схема процесса гидробурения скважины на воду.

Необходимое оборудование для работы

Базовой единицей оборудования является малогабаритная буровая установка (МБУ). Небольшие размеры устройства оптимальны для его использования на ограниченных пространствах частных территорий.

Для создания давления, необходимого для удаления раздробленной породы из шахтного ствола, используются скважинный насос или мотопомпа, способные перекачивать неочищенные среды. При выборе подходящей модели руководствуются мощностью помпового оборудования.

В некоторых случаях пробойная сила бурового раствора повышается за счет добавления песка или дроби крупной фракции. Для измельчения больших фрагментов гальки, встречающихся в песчаных прослойках разрушаемой породы, рекомендуется применять шарошечные или резцовые долота.

Бурение скважин на участках с валунами или крупной галькой требует дополнительного усиления стартовой штанги специальным буром.

Отсутствие помех для подачи буровой жидкости в ствол является обязательным условием закрепления рабочего инструмента на полой трубе.

МБУ представляет собой сборную конструкцию диаметром 1 м и высотой 3 м.

Элементы установки для бурения.

Установка состоит из следующих элементов:

• корпус из металлической рамы, легко собирающийся и разбирающийся;
• колодезный ворот или лебедка;
• электромотор, приводящий в движение бур;
• вертлюг, обеспечивающий скользящую фиксацию конструкционных деталей;
• скважинный насос или мотопомпа;
• буровой инструмент, в т.ч. разведывательный бур;
• штанги из труб для наращивания колонны;
• блоки управляющей автоматики;
• шланги, соединяющие подающий воду насосный агрегат с вертлюгом.

Для стабильного энергообеспечения в перечень необходимого оборудования рекомендуется включить преобразователь электрического тока. Облегчению поднятия и опускания обсадных колонн и наращиваемых штанг способствует использование специального подъемного механизма, оптимальным вариантом считается лебедка.

Поскольку в основе технологии лежит удаление отвальных пород из тела скважины большим напором воды, мотопомпу следует выбирать с повышенной мощностью.

Для работы понадобятся также сантехническое оборудование: трубный ключ, пересадочная вилка и ручной фиксатор.

Пошаговый план работ

Специфика гидробурения предусматривает строгую очередность этапов работ: приобретается обсадная колонна, заготавливается бурильное оборудование и промывочный раствор. К началу сооружения скважины приступают после сборки малогабаритной буровой установки.

По мере заглубления шахты появляется необходимость в укреплении стенок путем установки обсадной трубы. Она препятствует осыпанию песка и попаданию в скважинный ствол фрагментов галечной породы.

Результат считается достигнутым при прохождении водоноса: бурение завершается с появлением в шахте жидкости.

Определение залегания водоносных слоев

Сооружению автономной скважины предшествует поиск подземного источника. Водоносные пласты располагаются горизонтальными слоями в обломочных и глинистых осадочных породах. Исследование уровня зеркала воды в водяных шахтах на соседних участках поможет определить примерную глубину водоносного слоя.

За точными сведениями рекомендуется обратиться в компанию, проводившую буровые работы недалеко от планируемого к разработке участка. Полную информацию можно получить после геологической оценки территории.

Особенности процедуры позволяют применять технологию гидробурения для сооружения скважинных шахт глубиной 10-30 м. При определении месторасположения водоносного горизонта рекомендуется задействовать разведывательный бур диаметром 100 мм.

Верховодка появляется в стволе после бурения первых 6 м скважиной шахты. Высокая загрязненность не позволяет использовать жидкость из верхних горизонтов для питья, допускается только ее применение для полива огорода, мытья машины и прочих хозяйственно-бытовых нужд.

На глубине 25 м шансы получить питьевую воду увеличиваются до 70%. Исключение составляют участки, перекрытые сверху водонепроницаемыми слоями суглинистых или супесчаных пород.

О вскрытии водоноса свидетельствует увеличение объема промывочного раствора в приямке. Для облегчения ориентирования на зумпфе устанавливают специальные маячки, позволяющие контролировать изменения количества буровой жидкости в яме. Повышение уровня воды считается сигналом для прекращения процедуры.

Подготовка места бурения

Главным условием, обеспечивающим эффективность методики, является предотвращение перебоев в подаче промывочного раствора. Для требуемого количества воды необходимо подготовить специальные емкости вместимостью более 2 м³ или соорудить отдельный приямок объемом более 5 м³. Стенки этого углубления обязательно обрабатывают глиняной смесью.

Для гидробурения сооружаются 2 смежных зумпфа, соединенные переливной траншеей. В первой яме жидкость отстаивается, песок опускается на дно, из второго (основного) приямка вода подается в скважинный ствол. Приямки, предназначенные для содержания приготовленного промывочного раствора, размещаются не дальше 2 м от бурового оборудования.

К сборке бурильной установки рекомендуется приступать после подготовки резервуара с водой. Процедура монтажа несложная и занимает около 60 минут.

Главным условием расположения МБУ является соблюдение горизонтальности., т.к. перекосы, допущенные при установке агрегата, затрудняют монтаж обсадной трубы.

Бурение скважины МБУ

Для бурения скважины в песчаных породах требуется большой резерв промывочной жидкости и густой глинистый раствор. Глина перекрывает поры в стволе, препятствуя просачиванию жидкости.

Обсадные трубы из пластика.

Одновременное опускание обсадной трубы и углубление штанги с гидробуром на конце предотвращает обрушение осадочных отложений в шахту. Оптимальным материалом для обсадки являются сталь или пластик.

Для надежной фиксации колонны в теле скважины рекомендуется применять хомуты. Допускается заменять крепежные элементы веревочной петлей.

Принцип работы МБУ заключается в циклическом повторении следующих действий:

• промывочный раствор мотопомпой подается по шлангам в полость штанги;
• по трубе рабочая жидкость направляется к буровому инструменту, разрушая грунт;
• вымываемая порода с промывочным раствором заполняет первый зумпф-отстойник;
• после оседания взвеси суспензия перетекает в основной приямок, откуда вновь поступает в шланг, помпа запускается для повторения цикла.

Установка фильтра и обустройство скважины

В качестве фильтрующего элемента допускается использовать штангу с перфорированным верхним участком. Она размещается внутри обсадной колонны.

При опускании фильтра на дно обсадную трубу вытягивают из шахты до обнажения зоны перфорации. Выступающую часть обрезают для удобства обустройства оголовка. Для укрепления устья и предотвращения просачивания грунтовых вод зазор вокруг ствола заполняют щебнем и заливают бетоном. К эксплуатации скважины приступают после установки насоса.

Завершающие этапы бурения

Завершает процедуру гидробурения демонтаж оборудования. Поскольку в узких выработках буровая штанга с рабочим инструментом заменяет обсадную колонну с фильтрующим элементом, необходимость извлечения трубы из шахты отпадает.

Каналы для подачи промывочного раствора в ствол и перекачки воды из водоносного горизонта совпадают.