Скважины для воды

Кустовое бурение

Такое название метод носит по той причине, что готовая схема устьев и забоев напоминает собой своеобразный куст. К одному устью сходятся скважины из нескольких забоев, сгруппированных на одной площадке. В случае такого метода значительно сокращаются монтажные и подготовительные работы, снижается количество рабочих транспортных сообщений, линий электропередач и подачи воды.

Особенностью кустового способа является определенное условие строительства скважины. В частности, важнейшим условием является отсутствие пересечения стволов между собой.

Недостатки способа:

• Требуется прекращение работы скважин до завершения строительства определенной конструкции в целях противопожарной безопасности.
• Высокий риск пересечения проделанных стаканов.
• Капитальный ремонт такой конструкции достаточно сложен.
• При подводном бурении сложно устранить грифоны.

Кустовое бурение используется в тех случаях, когда требуется повышение нефте- и газоотдачи в продуктивной территории, либо при возобновлении работы неработающей скважины. Строительство скважины кустовым способом может быть трехствольным, двуствольным параллельным, двуствольным последовательным.

Конструкция куста имеет конический вид с вершиной в виде кустовой площадки. Объем монтажных и подготовительных работ зависит от размещения устья куста, также от этого зависит и площадь территории для будущего отчуждения от куста. Максимальная эффективность такого способа бурения достигается в условиях болотистой местности.

Выбор места для бурения скважины

Чтобы загородный участок был постоянно с водой необходимо правильно определить месторасположения скважины. Просто пробурить ствол в любом удобном месте не получится. Если не хватает собственных знаний, то лучше воспользоваться услугами специалистов, которые имеют все необходимое оборудования для проведения геологических исследований и помогут понять где и как правильно пробурить скважину.

Участок для бурения скважины следует выбирать в согласовании с объектами, находящимися на территории усадьбы. Необходимо учесть также постройки, уже имеющиеся у соседей и которые они планируют в будущем. При этом скважина должна быть расположена в удобном месте, чтобы без проблем производить ремонт в случае необходимости.

Необходимо понимать, что основная задача бурения – получить постоянный источник качественной воды, пригодной не только для полива, но и для приготовления пищи. Независимо от того бурите вы на глубине 30 метров или 100, есть большой риск засорения скважины при попадании стоков по наружным стенкам обсадной трубы или при затоплении приямка.

По этой причине правильно бурить скважину под воду в чистом месте, находящемся на безопасном расстоянии от возможных источников загрязнения. Правила СНиП предписывают следующие требования к месту расположения скважины:

• расстояние от скважины до жилых построек должно быть не менее 5 м;
• свалки мусора, выгребные ямы и места складирования навоза – 50-100 м;
• удаленность от промышленных предприятий, кладбищ не менее 300 м;
• от огородных культур, при выращивании которых используются химические удобрения – минимум 20 м;

Скважину на участке запрещается бурить если есть поблизости автомобильные дороги или парковки, поскольку обсадная труба не рассчитана на воздействие интенсивной вибрации, образующейся при проезде транспортных средств.

При планировании работ следует обязательно учесть особенности рельефа. Ни в коем случае нельзя бурить скважину в низине. После дождя или весеннего таяния снега в этом месте неизбежно образуется застой воды, что приведет к затоплению приямка, заиливанию обсадной трубы и необходимости промывки скважины. Но это не самое страшное, что может произойти. При затоплении скважины на участке, есть большая вероятность попадания в воду болезнетворных бактерий, от которых избавиться будет намного сложнее — кишечная палочка способна сохраняться в воде более года.

Для определения неровностей рельефа визуальных наблюдений недостаточно – уклон в несколько градусов глазами увидеть невозможно, а этого будет достаточно, чтобы вода застаивалась. Поэтому перед тем как бурить скважину необходим провести топографическую съемку местности. Обычно ее делают на этапе проектирования дома, но если дом уже построен, а данных нет, то самые низкие точки можно самостоятельно определить по местам скопления воды после дождя.

В случае, если низина является единственным доступным местом для бурения скважины на участке, то выходом послужит устройство системы дренажных каналов, которую необходимо продумать так, чтобы возле приямка ни при каких обстоятельствах не собирались сточные воды. При расположении источников загрязнения выше санитарной зоны, дренажную систему делают максимально удаленной от нее, чтобы сточные воды не доходили до скважины минимум на 10-15 м.

Для бурения скважин большой глубины применяют буровые установки, расположенные на грузовых автомобилях. Помимо самой установки, потребуется большое количество воды, которую при отсутствии рядом расположенного источника воды обычно привозят бурильщики, а это еще одна машина. Поэтому следует заранее продумать проезд к месту проведения работ и обеспечить свободное пространство для маневрирования транспорта площадью на менее 4х9 м. Буровая установка оснащена мачтой, способной подниматься до 10 м, поэтому над местом, где планируется бурить скважину не должно быть никаких помех.

Некоторые любители комфорта еще на этапе строительства бурят скважину в подвале дома. Делать это нецелесообразно, потому как проблемы могут возникнуть при первой же незначительной поломке. Для того чтобы поднять скважинный насос потребуется пространство высотой в несколько метров, помимо этого, для обслуживания скважины специалисты используют оборудование, с которым будет проблематично работать на ограниченной площади.

Подробнее с технологией бурения скважин можно ознакомиться в видео материале в конце статьи.

Параметры бурения

Во многих случаях обеспечить участок водой сможет только артезианская скважина; сколько метров будет её глубина, вопрос не праздный, он в значительной мере определяет итоговую стоимость работ. Особенность водоносных известняков заключается в том, что они залегают неравномерно.

Ближе к поверхности, на глубине 20-40 м, залегают ненапорные межпластовые воды. Глубина напорных источников в Российской Федерации достигает 200-250 м. До начала работ глубину скважины оценивают ориентировочно, точное число можно узнать только после бурения.

Существует несколько характеристик артезианской скважины; кроме вопроса, на

сколько метров она уйдёт вглубь, важен её диаметр и способ бурения. Для промышленных нужд выбирают диаметр 219-325 мм, что зависит от производительности и глубины, скважины и характеристик насоса.

Диаметр скважины для частного сектора определяется параметрами популярных бытовых глубинных насосов. Их диаметр редко превышает 102 мм, поэтому для них бурят скважину с диаметром труб 127-159 мм.

Бурение рядом с домомИсточник izion.pro

Производители предлагают насосы с меньшим диаметром, не более 50-76 мм, которые можно монтировать с трубами диаметром от 76 мм. Вариант на первый взгляд кажется выгодным, так как позволяет сэкономить. На самом деле подобные девайсы малопроизводительны, а те, которые обеспечивают прокачку в нужном объёме, стоят непозволительно дорого. Также не стоит забывать, что скважины малых диаметров, как правило, не подлежат ремонту.

О том, как правильно бурить скважину на воду в следующем видео:

Особенности эксплуатации

Безнапорная скважина на песок рассчитана на средний срок службы 5-7, редко больше, лет. В отличие от скважины на песок, артезианская скважина с глубиной от 100 м отличается высокой степенью надёжности. Источники с такой глубины эксплуатируются по 40-50 лет. Срок службы зависит от глубины и напора вскрываемого водоносного горизонта; возможны следующие варианты:

Скважины, пробитые к водоносному горизонту близкого к поверхности залегания, работают не более 25-30 лет. Неглубокие источники заиливаются, поэтому нуждаются в ремонтных работах раз в 7-10 лет.

Чистка от заиливанияИсточник global-bur.ru

• Безнапорная скважина на известняк прослужит 20-30 лет. Срок службы можно значительно продлить, если использовать двухтрубную конструкцию.
• Артезианская скважина на глубокий песок проработает 20-25 лет, если не нарушать правила эксплуатации.

Срок службы скважины снизится, если:

• Не установить скважинный фильтр, когда породы водоносного слоя отличаются подвижностью.
• Установить превышающий производительность водоносного слоя насос. Это может привести к выходу из строя фильтра.
• Нарушать ограничение по максимальному водоотбору.

Монтаж глубинного насосаИсточник bitrix24.ru

От чего зависит стоимость

Чтобы пробурить скважину под воду из артезианского водоносного слоя, в среднем требуется 5-7 дней. Стоимость артезианской скважины на известняк, выполняемой под ключ, превышает стоимость источника из безнапорного песчаного горизонта мелкого залегания.

Высокая стоимость оправдывается долговечностью эксплуатации и постепенной окупаемостью. На итоговую цену влияют следующие причины:

• Из-за большой глубины бурение отличается повышенной сложностью, привлекается тяжёлая буровая техника.
• Глубокий источник требует большего диаметра выработки и большего количества обсадных труб. Это повышает себестоимость бурения и оплату буровых работ.
• Глубокое залегание требует использования высококачественных материалов, способных служить десятилетиями.
• Смета растёт, если возникает необходимость в дополнительных работах. Так, при обсадке скважины иногда проводят затрубную цементацию.

Обсадные трубы ПВХИсточник o-trubah.ru

О бурении скважины на воду от А до Я в следующем видео:

Коротко о главном

Воду из артезианских пластов научились добывать много столетий назад. Способ стал общедоступным; он используется в тех местах, где водоносные слои залегают в нужной геологической структуре, на глубине, доступной для специализированных буровых установок.

Вода из артезианских источников поступает бесперебойно, отличается чистотой и постоянным химическим составом. В зависимости от глубины залегания для бурения используют тяжёлую технику или переносную буровую установку. Точную глубину можно определить только после поднятия буровых штанг.

Скважины с разной глубиной залегания имеют разный срок службы и эксплуатируются по-разному. На их стоимость влияет объем и себестоимость бурения, выбор материалов, необходимость дополнительных работ.

Ручное гидробурение скважин на воду своими руками

Для начала необходимо определить водоносный слой. От глубины его залегания зависит количество обсадных труб и сложность бурения скважины. Особенности грунта помогут узнать земельные органы. Подготовительные работы включают определение источника воды, и запас жидкости для работы.

Ручное гидробурение включает такие этапы:

1. Наливание воды в приямок и ее замешивание с глиной.
2. Включение мотопомпы. Через шланги промывочная жидкость перетекает к бурильной установке. Дальше жидкость перетекает в первый приямок. Там вода фильтруется. Чистое вещество направляется в другие приямки.
3. Чтобы достичь водоносного слоя используются дополнительные штанги.
4. Дальше необходимо извлечь штанги и установить обсадные трубы.

Для этого применяют обсадные трубы толщиной в 6 мм. Материал для труб может быть разным. Используется пластик, сталь, азбестоцемент.

Обсадные трубы следует снабдить фильтрующими установками. Тогда вода будет более чистой и качественной. Дальше необходимо еще раз промыть скважину.

Также предусматривается замывка при прохождении плавуна, чтобы скважина не обвалилась и не засыпалась песком. Для этого применяют клей обойный КМЦ. Но если прокачать воду до чистоты, то можно надеть сетку на фильтрующую трубу.

Бурение пневмоударником с одновременной обсадкой система Symmetrix

Специфические проблемы возникают при бурении в пластической (глинистой) породе насыщеной каменым материалом размерами больше чем 100 мм в диаметре и при обсадке валунных отложений.

Шнековое бурение с последующей обсадкой в данных горизонтах часто не приносит желаемый результат и подвержено относительно большой аварийной опасности.

Практически единственным подходящим методом в данных условиях является бурение пневмоударником с одновременной обсадкой.

В буровой технике известно несколько аналогичных метода. Наиболее распространенным является метод с приминением эксцентричной головки (например ODEX-метод от Atlas Copco).

Эксцентер (режущий элемент) головки раскрывается (ставится в рабочую позицию) внизу режущего трубного башмака при подачи правого вращения. Благодаря этому диаметер бурения становится больше чем внешний диаметр обсадной трубы. При подаче обсадная труба без вращения заглубляется вместе с буровой штангой. Проблемы могут возникнуть при прохождении слоев крупного галечника, который припятствует вращению и раскрытию эксцентричной головки. Поэтому мы используем другую, так называемую „Symmetrix-систему“.

Фото 2: Отводная головка под O 178 обсадную трубу

 Данная система работает с специальным режущим трубным башмаком (нем. «Ringbohrkrone»). Головка, закрепляемая на нижнем окончании трубного гарнитура, имеет вращающееся кольцо наращенное твердосплавными зубками (см. Фото 4).

При монтаже головка пневмоударника фиксируется в специальном вырезе кольца трубного башмака. При буровом процессе через данное соединение происходит передача горизонтальных и вертикальных сил и режущий трубный башмак производит возвратно-поступательные и круговые движения с такой-же частотой как и коронка пневмоударника. Коронка выступает примерно на 50 мм из трубного башмака. Следовательно коронка пневмоударника забуривает а режущий трубный башмак расширяет скважину до диаметра обсадной трубы.

Выбуренная порода через специальные каналы в коронке попадает в пространство между буровыми штангами и обсадными трубами и выносится на поверхность. Размеры специального трубного башмака и обсадных труб схожи (башмак ? 182 мм под ? 178 мм обсадную трубу). Переход с башмака на трубу выполнен без выступов для облегчения демонтажа бурового гарнитура.

При обсадке Symmetrix-системой в сухом каменистом слое возможны осложнения при вытаскивании обсадной колонны. По этой причине были увеличины подьемные усилия на стяжном хомуте у KBKB 20/100 и у KBKB 30/150 до 150 кН. Для буровых установок KBKB 10 и KBKB 13 (подъемный стяжной хомут на 76 кН) мы предлагаем дополнительный гидравлический пресс на 150 кН.

После достижения водоносного горизонта монтаж обсадных труб идет легче.

Стандартный вариант Symmetrix-системы мы предлагаем с пневмоударником на 4 дюйма под ? 178 мм обсадную трубу. Возможно также применение труб ? 152,4 мм. С ? 178 мм обсадной трубой свободный проход режущей головки составляет 141 мм (конечный диаметер бурения 135 мм), с ? 152,4 мм трубой 116 мм соответственно (конечный диаметер бурения 115 мм).

Symmetrix-система подходит под обсадные трубы как с правой так и с левой резьбой поскольку вращается только трубный башмак.

Применения данного метода в модифицированой форме возможно также при бурении с промывкой. В этом случае вращательное движение на трубную головку передается через переходник от шарошечного долота. Данный метод находится в стадии разработки.

Выброс породы происходит через верхнее окончание обсадной колонны. Логично, что для обеспечения чистоты на рабочем месте, данный промывочный поток необходимо канализировать и отводить. Для этой цели на вращателе смонтирована юбка из PVC-материала (Фото 3). Она останавливает поток сразу у буровой штанги. Порода (с промывкой или без) отводиться или убирается непосредствено от скважины. Моя фирма предлагает также отводную систему для отвода выбуреной породы непосредственно в контейнер.

Фото 3: «Юбка» на вращателе KBKB 20

Шнековое бурение скважин технология

Считается, что шнековое бурение является самым дешевым и простым методом бурения скважин.И действительно, бурение шнековым методом отличается высокой скоростью проходки (до 100-300 м за смену).

Если совсем просто объяснять принцип работы шнекового бурения, можно вспомнить ледовый бур, которым зимой пользуются рыбаки для того чтобы сделать лунку. Ледовый бур устанавливается вертикально и за счет вращения и нажима врезается в лёд.

Если же говорить о технологии, то при бурении скважины в теории не сильно сложнее.

Где применяется шнековое бурение

Шнековое бурение применяется в основном при бурении песчаных и песчано-гравийных грунтов, а также пород средней твердости для взрывных скважин, инженерных и гидрогеологических исследований, геологической съемке, разведки полезных ископаемых, картировании и т.п. популярно при бурении скважин на воду.

Глубина скважины, обычно до 50 метров, но в зависимости от грунтов может составлять до 100-120 метров. Диаметр бурения шнековым способом, обычно от 60 мм до 600-800 мм. В некоторых случаях используются шнеки диаметром 1500 мм и более.

Технология шнекового бурения

Шнековое бурение является одним из методов вращательного бурения и осуществляется установкой которая имеет буровую головку, а следом идут шнеки, с помощью которых на поверхность транспортируется разрушенная порода (шлам).

Разрушение породы происходит за счет вращения буровой головки, под которой понимается лопастное долото или бур. Инструмент разнообразный и подбирается исходя из свойств породы.

Слева направо: Лопастной бур; Долото двухлопастное; Долото трехлопастное.

Буровая головка и шнек могут быть раздельными или одним целым, последнее называют шнекобуром.

Затем шлам по спирали (реборде) шнека транспортируется на поверхность.

Шнековое бурение

Причем, шнек выбирается исходя из того, что межвитковое пространство должно быть занято транспортируемой породой на 0,2-0,4 объема.

Это необходимо учитывать потому что в таком случае происходит нормальное охлаждение шнека за счет быстрого заглубления и постоянного потока породы разной температуры. Нагрев же происходит из-за быстрого вращения и трения о стенки скважины.

Реборда шнека служит только для транспортировки разрушенного грунта, а значит разрушающий инструмент (долото или бур) должен быть большего диаметра.

Плюсы

• Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
• Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
• Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Минусы

• Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;
• Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;
• При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;
• Бурение в породах высокой твердости невозможно;
• В липких и вязких грунтах возможно налипание.

Выбор насоса для подъема воды из скважины

Заключительным этапом в обеспечении дома водой является ее подъем из источника. За это отвечают насосы для скважин.

По месту установки выделяют поверхностные и погружные модели. К первым относят устройства, работающие по принципу всасывания. Они подходят для скважин до 8м. Поверхностные насосы станут отличным выбором для абиссинского колодца.

Для артезианской или фильтрационной скважины такой тип не годится. Поэтому необходимо приобрести погружное изделие. При его выборе отталкиваются от глубины скважины.

В паспорте каждого насоса приведены данные о максимальной высоте, на которую может подняться вода. Лучше приобретать агрегаты с небольшим запасом производительности, т.е. для скважины протяженностью 60м подобрать насос, рассчитанный на глубину 70м.

По конструкции различают центробежные и вибрационные насосы. Подача воды в первом случае осуществляется лопастным колесом, а во втором — колеблющейся мембраной.

Преимущество вибрационных машин заключается в их цене, простоте установки и ремонта. Но со временем от вибрационного воздействия может разрушиться грунт или обсадная труба. Специалисты советуют рассматривать вибрационные агрегаты как временный вариант.

Более безопасным является центробежный насос. Он выбирается в зависимости от производительности, размеров и максимальной рабочей глубины.

Важные моменты в обустройстве скважины

Процесс бурения достаточно монотонный, но требует постоянного наблюдения. Когда пилот-забурник достиг водоносного горизонта – можно считать, что первый большой этап работ выполнен! Теперь нужно обустроить скважину.

В первую очередь, надо определиться с материалами для обсадной колонны. Это могут быть пластиковая, стальная (без покрытия) или оцинкованная труба. Надо понимать их отличия, а также понимать на что влияет диаметр колонны.

Пластик против металла

Благодаря настойчивой рекламе производителей полимерных изделий, в представлении у потребителя сложился стереотип о «вечном» пластике.

ПНД и НПВХ, используемые для изготовления обсадных труб, действительно не разлагаются, не впитывают и не выделяют вредных веществ. Но и металл под землей ведет себя точно так же. В условиях недостатка кислорода сталь покрывается плотным слоем патины (закиси железа), которая защищает металл от дальнейшего окисления. С бактериостатическими свойствами (способностью останавливать рост бактерий) там тоже все в порядке.

Бесспорное преимущество пластика заключается в его дешевизне, но есть и серьезный недостаток. Ни ПНД, ни НПВХ не выдерживают сдавливания «нестабильными» и крупнообломочными породами. В результате обсадная колонна дает трещину, а из крана течет смесь артезианской и грунтовой воды.

Другое дело — двухтрубные обсадные колонны: снаружи металлическая труба, а внутри — пластиковая. Они стоят несколько дороже, но по надежности превосходят любые однотрубные системы.

Оцинковка или сталь?

Некоторые подрядчики предлагают для обустройства обсадной колонны оцинкованную трубу. Преимущество то же – низкая стоимость. Но дело в том, что оцинкованные трубы изначально предназначались для монтажа систем полива, то есть для транспортировки технической воды. А мы же хотим питьевую!

Через некоторое время, гальваническое цинковое покрытие под землей, вместо защиты, становится источником преждевременного разрушения стенок трубы. Разные потенциалы железа и цинка, плюс блуждающие статические токи — и вместо герметичной колонны мы имеем «дырявое сито».

Кроме того, в процессе электрохимических реакций выделяются так называемые гальванические газы, которые скапливаются над поверхностью (зеркалом воды) и частично растворяются в ней. В скважине создаются условия для размножения бактерий. Качество воды ожидаемо ухудшается.

Основные способы бурения скважин под воду

Бурение скважины своими руками вполне реально и доступно, если есть необходимые гидрогеологические сведения. Выбрав способ, как бурить скважину на воду, следует правильно определить место для ее установки. Рядом не должно быть канализации, сливных ям, других коммуникаций, которые могут загрязнять воду. Нужно также учитывать расстояние от жилья, куда планируется подавать воду.

Видов бурения вручную, с использованием различных механизмов, приспособлений, сложной техники достаточно много: от простейшего забивания до гидробурения.

Ударное бурение – самый недорогой и простой способ обеспечить участок питьевой водой

Способы сверления скважин на воду различаются в зависимости от того, по какой технологии разрушается порода. Существует бурение:

• ударное;
• вращательное;
• смешанного типа.

Шнековое бурение

Данный метод используется для устройства песчаных скважин. Обычно шнековое бурение скважин воды производится в относительно мягком, рыхлом или мерзлом грунте. Шнек – это труба, обвитая металлической лентой. Посредством вращения винтообразное устройство углубляется, выдавая на поверхность выбранный грунт. Часто при данной технологии за шнеком-винтом опускается обсадная труба, которая закупоривает стены и не дает земле осыпаться. Данный способ имеет ряд достоинств:

• хорошая скорость;
• нет необходимости промывки;
• уплотняются стенки скважины.

Если шнековое бурение ведется на участке с мягким или рыхлым грунтом, то лопасти долота следует располагать под углом от 30 до 60 градусов относительно забоя. Если же бурение скважин таким методом производится на более плотных отложениях, в основе которых гравий и галька, то лопасти должны находиться под углом в 90 градусов относительно забоя. Определять угол при ведении работ необходимо в зависимости от твердости почвы, с которой предполагается работать.

Из всех способов самостоятельного бурения наименее результативным можно считать шнековый

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, которая затем поднимается наверх и наращивается дополнительной штангой. После этого бурение может быть продолжено. Диаметр шнековой скважины составляет от 6 до 80 см.

Роторный способ бурения

Роторное бурение относится к вращательным способам: ротор, расположенный на поверхности, приводит в движение долото, опущенное в скважину. Долото дополнительно утяжеляют («нагружают») трубами, чтобы увеличить степень измельчения грунта.

При роторном бурении обязательно осуществляется промывка. С помощью этого процесса быстро удаляется отработанная порода, при этом скважина остается чистой, что позволяет беспрепятственно вставлять обсадку.

Промывка бывает двух видов: прямая и обратная. Прямая промывка производится глинистым раствором, который быстро убирает отработанные породы и укрепляет стенки, так как глина исключает кольматацию пласта. Обратная промывка водой применяется для очищения от шлака затрубного пространства.

Роторный способ бурения скважин является одной из разновидностей вращательной технологии

Преимущества роторного бурения:

• мощность применяемого оборудования, позволяющая разбивать породы любой твердости;
• долговечность пробуренной скважины (прочность стенок);
• возможность выполнять бурение на ограниченной территории вследствие небольших размеров буровой установки.

Недостатками данной технологии можно считать сложность работы при минусовой температуре и невысокую скорость бурения.