Как бурят скважину для воды: различные методы и способы бурения

Нельзя отрицать, что свободный доступ к воде является неотъемлемой частью жизни за городом. Вода необходима для употребления, гигиенических нужд и полива садовых участков. Если это актуально, давайте рассмотрим, как осуществить бурение скважины для обеспечения водой.

Бурение водяной скважины © Сергей Мальгавко / Фотобанк Лори

Итак, если вы планируете обзавестись автономным водопроводом, то рано или поздно появится вопрос: как пробурить скважину.  

Услуги бурения скважин на воду

Отдельного нужно заметить, что необходимо будет обеспечить подъезд технике. Так, например, ширина подъезда для буровой установки на базе ЗИЛ должна быть не менее 2,5 м, а высота буровой — 6 м, поэтому в месте предполагаемой скважины не должно быть нависающих деревьев или линий электропередач.

Бурение скважины

Если в этом способе вас всё устраивает, в том числе и сумма за строительство скважины, то напоследок несколько рекомендаций:

• попросите объяснить вам все этапы работ — от выбора вида скважины («на песок», «на известняк» или артезианская) до процедуры ввода в эксплуатацию;
• уточните, какие документы вы получите в ходе выполнения работ: договор, акты на скрытые работы, акт сдачи-приёмки объекта;
• обязательно выясните, оформит ли выбранная вами компания паспорт на пробуренную скважину.

Как пробурить скважину самостоятельно

Если стоимость услуг компаний кажется неподъёмной, можно попробовать добыть воду самостоятельно. Скважины, пробуренные без использования профессионального бурового оборудования, как правило, неглубокие (20-30 м), расположены в первом водоносном горизонте. Подробнее об устройстве водоносных горизонтов можно прочитать в публикации Колодцы и скважины: какие бывают водоносные слои. 

Более масштабные сооружения сложно строить физически: с каждым пройденным метром увеличивается вес оборудования, которое нужно опускать, проворачивать и поднимать наверх. Хотя до изобретения современных установок предками сооружались скважины, глубокие даже по сегодняшним меркам. Учёным известна скважина глубиной в 1242 м, пробуренная в китайской провинции Чун Канг. Время её строительства, по мнению археологов, относится к началу нашей эры.

Бурение артезианской скважины. Франция. Репродукция старинной гравюры

Конечно, такие работы велись не совсем вручную: механизмы приводились в движение лошадьми, ослами, волами, ну или рабами.

Существует 3 основных метода бурения скважины самостоятельно и их всевозможные модификации и комбинации:

• шнековый;
• ударно-канатный;
• абиссинская скважина-игла.

Прежде чем начать самостоятельное бурение, следует определить место и предполагаемую глубину. Разобраться, на какой глубине залегают грунтовые воды, можно, прочитав статью Как определить уровень грунтовых вод на участке. 

Для определения наиболее подходящего места для будущего источника воды нужно учесть проходящие подземные коммуникации, близость скважины к дому (чтобы было удобно подводить воду) и санитарно-защитные зоны от туалета, септика, фильтровальных траншей и колодцев, а также от места складирования отходов. Обратите внимание и на территорию соседей — а где у них находится туалет и прочее? Определившись с местом и глубиной, можно переходить непосредственно к процессу. Рассмотрим все 3 метода поближе.

Шнековое бурение

Для такого бурения потребуется несложное оборудование и инструменты:

• штыковая и подборочная (совковая) лопаты. Можно обойтись и просто штыковой;
• тачка. Грунт, вынимаемый на поверхность, лучше сразу отвозить от места бурения, иначе через некоторое время его скопится приличное количество под ногами и будет неудобно работать;

Штыковая лопата и тачка 

• бур — шнековый, похожий на гигантский штопор. Можно пользоваться ручным, можно применять мотобур, а на крайний случай подойдёт и ледобур, только у него диаметр небольшой;
• штанги для наращивания длины буровой колонны — стальные трубы диаметром 3/4 дюйма, соединители (отрезки труб меньшего диаметра) и шпильки;

Самодельные буры — земляной, шнековый, и штанга для удлинения

• буровая вышка — металлическая или деревянная тренога с лебёдкой для подъёма и спуска буровой колонны;
• желонка — буровой инструмент в виде стакана с клапаном на дне. Она пригодится и для последующей очистки скважины во время эксплуатации;
• обсадные трубы — на 15 мм меньшего диаметра, чем диаметр бура.

Желонка

В месте бурения выкапывается яма глубиной 1,5 м. Другие размеры её тоже 1,5х1,5 м. Это предотвратит осыпание земли в ствол скважины. На дне делается углубление (примерно на штык лопаты) для «забега» лопасти шнека.

Над ямой устанавливается тренога с лебёдкой, и начинается бурение. Через каждые 1,5 м прохождения бур поднимается с помощью лебёдки и очищается от грунта. Не ленитесь убирать вынутую породу! После того как рукояти бура дошли до земли, длина его наращивается дополнительными штангами.

Как только буровая колонна попала в водоносный пласт (это будет видно по мокрому грунту, доставаемому из ствола скважины), бур нужно вынимать для очистки чащеь — после 2-3 оборотов, иначе его может засосать. Периодически (через каждые полметра прохода) ствол скважины очищается при помощи желонки. Когда буровая колонна достигла водоноса, следует углубиться ещё на 3 метра. По окончании бурения в скважину опускают обсадные трубы и устанавливают фильтр.

Ударно-канатный метод

Ударно-канатный метод по сути не бурение, а долбление. Процесс происходит под действием силы тяжести, а усилия мускулов или двигателя необходимы для возвращения буровой установки в исходное положение. 

Рабочий инструмент представляет собой забивной стакан — тяжёлый металлический цилиндр (трубу) с заострёнными кромками. На стенках трубы сделаны отверстия для облегчения извлечения шлама. В верхней части стакана имеется петля, за которую он крепится к тросу, проходящему через блок на вершине треноги к лебёдке.

Бурение ударно-канатным методом. Фото сайта strport.ru

С помощью троса стакан поднимают, затем отпускают. При ударе грунт разрушается и захватывается трубой стакана. Ударно-канатный способ устройства скважин подходит для глинистых почв, имеющих вязкую структуру. В песчаных грунтах и при достижении водоносного слоя используется желонка — стакан с клапаном. Диаметр забивного стакана зависит от предполагаемого диаметра скважины, а его длина — 1,5-2 м.

После того как водоносный слой достигнут, действия такие же, как и описано в части про шнековое бурение: скважина углубляется ещё на 3 м, очищается желонкой, обсаживается и оборудуется фильтром. Затем нужно измерить статический и динамический уровень воды и дебит скважины (объём стабильно поступающей воды).

Для готовой скважины потребуется специальный насос. Выбрать подходящее оборудование вы можете в нашем маркете, объединяющем крупные интернет-магазины. Подборка Насосы скважинные.

Абиссинская скважина

Забивной трубчатый колодец называется нортоновским, более распространённое название — абиссинский. Известность это водозаборное устройство получило благодаря экспедиции колониальных британских войск в Африку.

Абиссинский колодец всё-таки больше похож на скважину — диаметр его очень мал. Для его устройства применяются 1-2-дюймовые металлические трубы, нарезанные метровыми или полутораметровыми отрезками. Трубы соединяются между собой резьбовыми муфтами, для этого на концах труб нарезается резьба. Нижняя часть ствола скважины длиной около 1 м представляет собой фильтр из металлической сетки, наваренный на трубу с отверстиями, и заострённый металлический наконечник, протыкающий грунт при проходе. 

Фильтр с наконечником, труба и соединительная муфта для абиссинского колодца

Фильтр также присоединяется с помощью резьбовой муфты. Вся конструкция напоминает копьё, поэтому абиссинский колодец имеет ещё одно название — скважина-игла. А для самого процесса устройства такой скважины часто используют сленговое словосочетание — «забить иглу».

Абиссинская скважина (колодец) — пожалуй, самый простой способ добыть воду самостоятельно. Здесь не потребуются обсадные трубы или специальное буровое оборудование (бур, забивной стакан). Конструкция абиссинской скважины сама служит и буровым инструментом, и фильтром, и обсадной трубой.

 
Схема устройства абиссинского колодца

Дополнительные приспособления, требующиеся для устройства скважины, это:

• бабка — груз в виде цилиндра весом 25-30 кг с отверстием посередине под трубу;
• подбабок — площадка, принимающая удар от бабки;
• блоки с прочной верёвкой. 

В крайнем случае, если бабки нет, можно забить ствол трубчатого колодца и кувалдой. Но если есть возможность, всё же лучше воспользоваться бабкой: нанося удар кувалдой вы, как ни стараетесь, бьёте не строго вертикально, как бабка. Из-за этого ствол скважины отклоняется от вертикали, а сама труба может погнуться.

Если планируете работать без помощника, то потребуется тренога для закрепления блока над стволом скважины. Если помощник есть, то блоки можно закрепить на самой трубе, как показано на схеме.

Теоретически «забить иглу» можно прямо от поверхности. Практически советую сначала сделать садовым буром максимально глубокое отверстие или выкопать яму глубиной около 1,5 м, и только потом установить «иглу» — фильтр, соединённый муфтой с первым отрезком трубы. 

На трубе с помощью хомутов на высоте 1 м от фильтра монтируется подбабок, одевается сама бабка. Выше, на расстоянии 1,5 м также с помощью хомутов монтируется перекладина с блоками. Через блоки пропускаются верёвки, прикреплённые к бабке, и начинается забивание абиссинской скважины. Когда ствол углубляется, труба наращивается следующим отрезком, хомуты с подбабком и блоками переставляются выше и так до конца. Фильтр абиссинской скважины располагается в водоносном песке, а труба скважины служит обсадной трубой, исключающей попадание выше расположенных грунтовых вод.

После достижения цели на верхнюю часть трубы монтируется обратный клапан и насос. Абиссинскую скважину устраивают на рыхлых песчаных грунтах — в плотной глине есть опасность сорвать резьбу муфт при забивании, потому что именно на них приходится ударная нагрузка.

Резьбовые муфты с сорванной резьбой

Есть и другой способ «забивания иглы». В этом случае ударяют не по подбабку, а изнутри по приваренному к основанию фильтра наконечнику, используя длинный тяжёлый металлический прут меньшего диаметра, чем труба. Для этого подойдёт, например, арматура диаметром 22 мм. Так ударная нагрузка будет приходиться на самый конец «иглы», и резьбовые соединения почти не нагружаются. 

Правда, в этом случае существует опасность отрыва самого наконечника и раскручивания соединений. Сложность такого способа ещё и в том, что прут арматуры нужен очень длинный, чтобы он был достаточно тяжёлым. Значит, потребуется высокая тренога, чтобы его поднимать-опускать.

При устройстве абиссинского колодца стоит иметь в виду, что, кроме рыхлого грунта, существует ещё ограничение по глубине: его можно делать не глубже 9 м. Это ограничение связано с тем, что для добычи воды из скважины используется не погружной, а поверхностный насос.

Ручной насос поршневого типа

Для абиссинских скважин советую использовать ручной насос мембранного, крыльчатого или поршневого типа. В силу своего устройства такие насосы могут поднимать воду с глубины не более 6 м, а при условии установки обратного клапана — с 9 м. 

Надо заметить, что сейчас есть и ручные погружные насосы, позволяющие качать воду с глубины до 16 м. У них другая конструкция: механизм находится не на поверхности, а опускается на глубину, в скважину. Электрические поверхностные насосы в большинстве своём слишком мощные — при работе они «рвут» водяной столб и отключаются, срабатывает защита от «сухого хода». 

Скважина, пробуренная самостоятельно, — отличное решение финансовой проблемы получения воды на участке. Себестоимость её в разы меньше, в сравнении с оплатой работы профессиональных бурильщиков. А может и вообще стремиться к нулю, если вы владеете сварочным аппаратом и имеете лёгкий доступ к металлолому. Но нужно учитывать, что и срок службы скважины на неглубоком водяном горизонте меньше, чем у глубоких. Кроме того, полученная вода может иметь низкое качество из-за загрязнений и примесей, а дебит бывает недостаточным. 

Скважина-игла для полива — отличное решение. Фото сайта fotodecora.ru

Поэтому необходимо тщательно взвесить все «за» и «против», прежде чем браться за самостоятельное бурение. Несмотря на все потраченные усилия, оно может и не увенчаться успехом, если вы нарушите буровую технологию, встретите непроходимый любительским оборудованием плывун, слой валунов или известняка, или просто не найдёте воду.

Как определить на какую глубину бурить скважину?

Глубина скважины зависит от нескольких факторов, таких как:

1. Цели скважины: глубина скважины будет зависеть от того, для чего она будет использоваться. Например, скважины для водоснабжения могут быть меньше, чем скважины для геотермального отопления.

2. Геологические характеристики местности: глубина скважины также зависит от геологических характеристик местности, таких как тип грунта и подземные воды. Например, для получения воды из песчаных и гравийных слоев скважина может быть более мелкой, чем для получения воды из глинистых слоев.

3. Глубина залегания подземных вод: если вы бурите скважину для водоснабжения, то необходимо учитывать глубину залегания подземных вод. Глубина скважины должна быть достаточной, чтобы получить доступ к подземным водам.

4. Климатические условия: если вы бурите скважину для геотермального отопления, то глубина скважины может зависеть от климатических условий в вашем регионе. В холодных регионах необходима более глубокая скважина, чтобы получить доступ к достаточно теплой воде.

Для определения глубины скважины, необходимо провести геологические и гидрогеологические исследования местности, а также учитывать цели использования скважины и климатические условия. Обычно, профессиональные буровые компании проводят все необходимые исследования и определяют оптимальную глубину для каждой конкретной скважины.