Многие владельцы дачных участков не готовы тратить значительные средства на услуги буровиков для создания водозаборной скважины. Тем не менее, преимущества наличия собственного источника воды сложно переоценить. Возможность сэкономить и самостоятельно установить водной источник действительно существует. Как это реализовать?
В этой статье мы подробно расскажем о процессе ручного бурения скважин для добычи воды. Вы узнаете, каким образом проходят работы и что нужно подготовить начинающим умельцам для реализации данного проекта. Следуя нашим советам, вы сможете успешно пробурить и обустроить водозабор.
Мы собрали и подробно описали все методики ручного бурения, а также объяснили, в каких ситуациях их лучше использовать. К статье мы приложили схемы буровых установок и инструментов, которые можно изготовить своими руками, а также подобрали фотографии и видеоинструкции.
Краткое содержание статьи
Виды скважин и их особенности
Организация собственного источника воды – отличный способ обеспечить себя и семью чистой и свежей водой, а также удовлетворить различные хозяйственные нужды. При помощи бурения можно решить проблему водоснабжения на долгие десятилетия.
Выбор метода бурения и объема работ по обустройству скважины зависит от типа водоносной структуры.
Абиссинский колодец
Если уровень воды на участке находится на глубине 10-15 метров, наиболее удобным вариантом станет абиссинский колодец. Данная структура пользуется верхним водоносным слоем, который располагается над непромокаемым глинистым слоем. Водоснабжение этого слоя осуществляется за счет инфильтрации дождевых осадков и вод из окружающих водоемов.
Такую простой в выполнении скважину-иглу сможет пробурить даже начинающий мастер, изучающий базовые навыки бурительных работ.
Узкая и сравнительно неглубокая скважина представлена колонной труб с толстостенной конструкцией диаметром 50 – 80 мм. На нижней части колонны создаётся специальный фильтр путем сверления отверстий в стенках трубы.
Трубы здесь выступают в роли ствола, дополнительная обсадка для абиссинской скважины не нужна. Процесс ее завершения осуществляется погружением в грунт без бурения.
Небольшие размеры абиссинского источника позволяют устанавливать его фактически в любом доступном месте участка. Самым распространенным методом его установки является ударное бурение.
Галерея изображений
Абиссинский колодец или скважина игла — это одни из немногих сооружений, которые можно быстро и без особых усилий пробурить вручную.
Для его создания необходим специальный инструмент, который остается в выработке до окончания ее эксплуатации.
Первая секция буровой колонны оборудована наконечником для упрощения проходки и фильтром, который предотвращает попадание минеральных частиц в откачиваемую воду.
На изображении представлено три этапа создания фильтра для абиссинского колодца: сначала в трубе делают отверстия, затем ее обвязывают проволокой, к которой крепится фильтрующая сетка.
Принцип работы абиссинской скважины состоит в забивании колонны узких буровых труб в землю до выхода на водоносный слой. Для облегчения процесса можно использовать малогабаритные шнековые установки.
Буровой станок с шнековым буром проникает в землю до нужной глубины. Установить колонну труб с фильтром в подготовленное отверстие становится значительно легче.
Так как глубина бурения абиссинских скважин обычно составляет 10-12 м, для откачивания воды используют ручные механические или поверхностные электрические насосы.
По объему извлекаемой воды абиссинская скважина способна сравниться с традиционными источниками, но, к сожалению, ее использование ограничено определенными техническими целями.
Преимущества абиссинского колодца
Инструменты для установки скважины иглы
Первая секция буровой колонны
Фильтр для абиссинской скважины
Механизированный метод бурения
Бурение узкой выработки с помощью шнека
Насосы для скважины иглы
Водообильность абиссинского колодца
Особенности песчаных скважин
Когда водоносный горизонт расположен на глубине 30-40 метров в рыхлых, несвязных отложениях, целесообразно создавать песчаную водозаборную скважину. Это связано с тем, что такая скважина извлекает воду из насыщенных влагой песков.
На глубине в 50 метров источник не гарантирует идеальную чистоту воды, поэтому необходимо проводить лабораторный анализ содержимого скважины на наличие химических веществ.
Водоносный слой в песчаных скважинах располагается всего в 30-40 метрах от поверхности, что облегчает бурение, ведь нет необходимости проходить твердые горные породы. Поэтому вручную пробурить песчаную скважину не составит труда, если следовать одному из описанных методов.
Глубинная артезианская скважина
Для планирования бурения артезианской скважины вам понадобятся профессиональные навыки. Артезианская вода находится в непроницаемых скальных слоевых породах на глубине от 40 до 200 метров.
С этой задачей способны справиться только специалисты, обладающие необходимыми знаниями и соответствующим оборудованием.
Глубина залегания воды определяется на основе информации о близлежащих гидротехнических сооружениях того же типа.
Так как артезианская скважина может обеспечить водоснабжением сразу несколько участков, целесообразно организовывать совместное бурение с соседями, что существенно сократит затраты.
Способы самостоятельного бурения
Чтобы выбрать наиболее подходящий метод бурения, сначала необходимо ознакомиться с каждой технологией и понять, какое оборудование потребуется и возможно ли произвести бурение своими силами.
Ручной шнековый способ
Бурение с использованием шнека – один из самых популярных и простых методов. Этот вариант эффективен для скважин, глубина которых составляет не более 40 метров.
Шнек представляет собой винтообразный стержень с буровым наконечником и стальными лопастями, наклоненными под углом.
Суть метода заключается в том, что шнек, подобно штопору, закручивается в грунт. При углублении стержень разрывает слои и металлические лопасти поднимают отработанную землю на поверхность.
Существует два типа шнеков, используемых для ручного бурения:
- Стержни с лопастями, приваренными под прямым углом.
- Конструкции, где лопасти приварены под углом 30-60°.
Второй вариант более удобен в работе. Под углом расположенные лопасти не дают грунту попадать обратно в скважину, образуя выход на поверхность.
Чтобы значительно упростить ручной труд и ускорить процесс, можно использовать малогабаритные шнековые установки.
Такая техника особенно полезна при работе с сложными грунтами, содержащими каменные породы.
Малогабаритные шнековые установки действуют по тому же принципу, что и ручные бурильные устройства, но приводятся в движение электродвигателем.
Пробурить неглубокую скважину для полива огорода можно и без бурового инвентаря, используя обычный садовый бур. Однако для обсадки потребуется использовать трубы, из которых формируется ствол скважины, а также металлические трубы-штанги для увеличения глубины.
Колонковое бурение
Колонковое бурение осуществляется с использованием специальной трубки, оснащенной коронкой. Это позволяет бурить быстро, так как диаметр трубы не превышает 160 мм. В зависимости от плотности породы за один день можно пройти до нескольких десятков метров.
С помощью крепежного узла, расположенного на верхней части колонковой трубы, прикрепляются полутораметровые штанги по мере углубления инструмента. Наращивание осуществляется поэтапно, формируя вертикальную колонну.
Коронка изготавливается из прочного металла, ее краевые части заточены так, чтобы эффективно работать с плотными породами. Форма и размер используемых коронок зависят от свойств породы.
При вращении труба с коронкой углубляется в породу и создает отверстие нужного диаметра.
При работе с очень твердыми горными породами перед наложением трубы сначала применяют долото, а затем с помощью коронки бурят вглубь, поднимая забившийся шлам на поверхность.
В процессе ручного бурения колонковым методом, для укрепления стенок скважины, устанавливается колонна обсадных труб, а для облегчения проходки внутрь снаряда периодически подается чистая вода или глиняный раствор.
Ударно-канатный метод
Такой способ предполагает разрушение грунта благодаря опусканию тяжелого бурового инструмента с высоты двух метров.
Для этого используют буровую конструкцию, состоящую из:
- треноги, установленной над местом бурения;
- блока с лебедкой и тросом;
- забивного стакана, прикрепленного к концу троса.
Лебедка помогает снизить физическую нагрузку, а вращающийся вал мотора с редуктором автоматизирует процесс.
Забивной стакан, выполненный из металла, должен иметь остро заточенную кромку, позволяющую разбивать даже самые твердые породы. Для работы с чрезмерно плотными грунтами можно использовать дополнительную стальную штангу, которая фиксируется над буровой конструкцией. Рыхлые породы выносятся с помощью желонки.
При силовом опускании инструмента на буровой участок, он разрушает окружающую породу, а установленная в его нижней части резательная желонка собирает образовавшийся шлам и выводит его на поверхность.
Грунт, захваченный стаканом, удаляется через его дно, для чего необходимо слегка постучать по стенкам кувалдой. Чистка желонки осуществляется через специальное отверстие, находящееся в верхней ее части.
Процесс осуществляется в следующей последовательности:
- В обозначенной зоне выкапывают яму размером 1х1 метр на глубину 0,5 метра.
- Садовый бур устанавливают в центре ямы под прямым углом. Поворачивая инструмент вокруг своей оси, заглубляют его в землю. При необходимости увеличивают винтовой стержень, добавляя дополнительную трубу, которая фиксируется болтовым соединением.
- Как только появляется влажный песок, бур извлекается. На его место устанавливается собранная конструкция из обсадных труб, которая забивается кувалдой.
- Обрушенную породу, которая образовалась во время установки обсадки, извлекают с помощью желонки. При внедрении в породу инструмент захватывает и удерживает часть материала.
- С каждым новым этапом установки обсадной трубы ее наращивают с помощью отрезков такого же диаметра. Отрезки связывают между собой путем свинчивания или сварки, чтобы образовать цельный герметичный ствол.
- При углублении обсадки аккуратно вращают ее и прислушиваются к звукам, издаваемым при этом: скрежет указывает на трение с крупнофракционным песком, шелест — с мелкофракционным, а тишина сигнализирует о прохождении глинистых слоев.
- Для бурения рыхлых пород, таких как сыпучий песок, галечник и гравий, используют желонку, в то время как глинистые породы и плотные пески бурят стаканом.
- После завершения цикла операций желонку или стакан поднимают на поверхность, освобождая от захваченного грунта. Процесс затем повторяется.
Для упрощения процесса ручного бурения в отверстие можно влить глиняную смесь или воду, а затем извлечь обратно с помощью специального ковша. При появлении посторонних звуков в ходе бурения рекомендуется залить скважину водой. Если вода уходит медленно, трубу нужно дополнительно заглубить на полметра, а если быстро — на 20-30 см.
Для неглубоких скважин желонку вполне можно изготовить самостоятельно. Для этого потребуются трубы диаметром 100-120 мм, а также металлическая серьга и проушина для крепления троса, которую необходимо прикрепить к верхней части трубы.
Галерея изображений
Шаг 1: Для обустройства скважины с помощью желонки понадобится инструмент, представляющий собой трубу с клапаном на дне.
Шаг 2: С силой опускаем желонку на дно, её вес и острые края разрушают породу. Грунт попадает в полость трубы и удерживается в ней клапаном.
Шаг 3: Совершаем несколько падений желонки на дно, пока не углубим ее на 30-50 см. После этого извлекаем снаряд из скважины и очищаем его от накопившегося в трубке грунта.
Шаг 4: Чтобы сохранить вертикальность скважины и предотвратить «вычерпывание» осыпающейся породы, по мере углубления устанавливаем обсадные трубы, которые должны находиться на уровне бурового инструмента или опережать его на несколько сантиметров.
Ударно-вращательный метод
Главная особенность этого метода заключается в том, что буровая установка одновременно осуществляет ударные и вращательные движения, что позволяет ускорить процесс бурения. Этот способ особенно эффективен при сооружении гидротехнических объектов, когда геологический разрез местности неоднороден.
Ударно-вращательный метод также подразумевает использование треноги, что значительно упрощает процесс погружения и извлечения бура.
Эти способы, включая ударно-канатный, эффективны для бурения в рыхлых грунтах, где частицы не имеют связи друг с другом. Оба метода подходят также для работы с глинистыми породами, такими как супеси и суглинки.
При бурении в сыпучих породах существует высокая вероятность осыпания стенок скважины из-за недостаточной связи частиц. Поэтому скважины в песчаных слоях обязательно оборудуются обсадкой и фильтрами, способствующими исключению крупных примесей из извлекаемой воды.
Пошаговая технология бурения шнековым способом
Из всех упомянутых способов шнековый метод справедливо признается самым простым. Однако нужно учитывать, что он эффективен только при бурении рыхлых и глинистых грунтов.
Галерея изображений
Шнековый инструмент ввинчивается в землю по принципу традиционных винтов. Разрушенный шнеком грунт выносится на лопастях бура. Чем больше лопастей, тем больше объема грунта можно извлечь.
По мере углубления выработки к первому звену буровой колонны последовательно присоединяются штанги. Таким образом, достигается необходимая глубина.
Для надежного соединения буровых штанг предпочтительно использовать муфты, чем стопорные пальцы. Если бурение осуществляется с применением буровой треноги или установки, необходим вертлюг.
Чтобы значительно ускорить процесс бурения, шнек лучше вращать с помощью механических средств.
Подготовка необходимых инструментов
Перед началом бурения скважины вручную важно подготовить следующие инструменты:
- бур или малогабаритную шнековую установку;
- буровую вышку с лебедкой;
- комплект из трех-четырех штанг;
- обсадные трубы.
При необходимости обустройства скважины на глубину больше 8 метров для облегчения опускания бура и последующей его извлечения из ствола используются самодельные буровые вышки.
Буровую вышку можно соорудить из деревянных брусков или металлических труб, собрав конструкцию в форме треноги.
Размер треноги должен соответствовать высоте секции бурильной колонны. Для ее создания брусья располагаются в форме треугольника и фиксируются болтовым или сварным соединением.
В конструкции проделываются отверстия для установки металлической трубы, которая будет служить опорой. Размеры основания определяются устойчивостью конструкции.
В верхней части треноги дополнительно создается отверстие для прохода штанги.
Чтобы предотвратить разрушение ствола скважины и осыпание стенок, устанавливаются обсадные трубы, обладающие высокой прочностью на сжатие и сдвиг. В работе используются трубы из металла, асбестоцемента или полимерных материалов.
При создании обсадной колонны удобно использовать трубы, имеющие резьбовое соединение как снаружи, так и внутри.
Эти элементы легко связываются друг с другом при сборке без необходимости дополнительных крепежных компонентов.
Изготовление шнека из подручных материалов
В качестве материала для изготовления бурового инструмента, в данном случае винтообразного стержня, используется труба диаметром 100 мм. Лучше всего для этого подходят трубы из качественной стали, толщина стенок которых составляет не менее 5 мм.
Верхняя часть конструкции должна иметь:
- винтовую резьбу с внешней стороны на верхнем конце для соединения со штангой;
- винтовой шнек на нижнем конце с не менее чем двумя витками.
Для упрощения прокручивания, к верхнему отрезу трубы приваривается рукоять длиной 1,5 метра. Переходником между рукоятью и разборными штангами служит тройник с внутренней винтовой резьбой.
Режущие лопасти бура изготавливаются из полос металлического листа толщиной 2-2,5 мм, которые привариваются на равноудаленном расстоянии к трубе.
Штанги длиной по 1,5 метра также изготавливаются из труб аналогичного диаметра:
- первая штанга с наружной винтовой резьбой на нижнем конце для прикрепления бура;
- все последующие штанги с резьбой на обоих концах одинакового размера.
Соединительные муфты должны иметь аналогичные параметры резьбы. При необходимости наращивания конструкции они просто накручиваются на шнек после демонтажа рукояти.
Некоторые мастера используют ледобур в качестве шнека, где лезвия инструмента выполняют функцию режущих лопастей шнека. Штанги для наращивания делаются отдельно.
Для использования инструмента в качестве бура и достижения больших глубин, штанги из труб диаметром 25 мм изготовляются для наращивания.
Некоторые умельцы для улучшения инструмента дополнительно приваривают усиленные резцы к заводским кромкам импровизированного шнека.
Проведение буровых работ
В месте, где будет осуществляться бурение скважины, выкапывают шурф размером 150х150 см для обеспечения устойчивости трубы, установленной вертикально. Чтобы стенки шурфа не обрушались, их укрепляют с помощью досок или кусков ДСП.
В отверстие помещается бур, и, придерживая его за рукоять, начинаем медленно ввинчивать в почву по часовой стрелке.
Чаще всего работу удобно выполнять вдвоем: один человек вращает рукоять инструмента, а другой – давит сверху.
Пройдя первый метр, нужно создать ствол с диаметром не менее 12-15 см. Для этого в шурф опускается обсадная труба, диаметром чуть больше, чем лопасти бура. Дальнейшее забивание труб выполняется параллельно с углублением скважины.
Когда бур заглубится на 1,5-2 метра, работа с инструментом станет намного сложнее. Использование трубных ключей и различных захватных инструментов поможет облегчить этот процесс.
После того как будет пробурено каждые три-четыре метра, необходимо извлечь винтовой стержень на поверхность и очистить его от накопившейся земли.
При достижении максимальной глубины бурового инструмента его следует удлинить. Для этого к нему фиксируют штангу с помощью резьбового соединения или специальной надставки.
На данном этапе важно убедиться в надежности соединения элементов. Для упрощения определения пройденной глубины рекомендуется маркировать наращиваемые штанги.
Продолжая проходить через слои грунта, формируют обсадную колонну, не забывая контролировать вертикальность ствола. Даже небольшой наклон может затруднить свободное опускание обсадных труб. Если бур начинает задевать стенки обсадной колонны, для исправления вертикального положения ствола между землей и обсадной трубой забивают деревянные клинья.
Работы продолжаются до тех пор, пока из скважины не станут извлекаться влажные грунты. Это указывает на близость водоносного пласта, и для его преодоления нужно будет лишь немного углубиться.
Хотя возможно установить обсадную колонну и после завершения бурения, это не рекомендуется. После установки трубы в полностью пробуренный ствол, будет необходимо извлечь обрушившийся грунт с помощью желонки.
Чтобы предотвратить опускание наращиваемой обсадки до момента соединения следующего отрезка, ее фиксируют хомутом.
Для временной фиксации обсадной колонны, установленной в пробуренный ствол, можно использовать хомут с рукоятками. Это устройство не позволит обсадке опуститься в выработку, пока не будет присоединен новый отрезок трубы.
Однако стоит отметить, что этот метод не всегда рационален, так как требует значительных усилий по очистке забоя от шлама. При формировании колонны не следует опускать трубы до дна скважины; между ними и нижней точкой дна должно оставаться примерно полметра.
Для создания обсадной колонны пластиковые трубы вводят послойно, соединяя их по мере заглубления.
Для упрощения процесса бурения с использованием шнека рекомендуется периодически проводить водяную промывку. Струя, подаваемая насосом в полость обсадной трубы, будет вымывать породу на поверхность.
Выводы и полезное видео по теме
Бурение скважины ударно-канатным способом:
Советы по изготовлению шнека самостоятельно:
Для тех, кто хочет научиться правильно бурить водозаборную скважину вручную, мы представляем эффективные методы, проверенные на практике. Важно выбрать подходящий способ бурения, внимательно подойти к выбору оборудования и следовать рекомендациям опытных специалистов во время работ.
Ваши усилия приведут к созданию самостоятельно установленного источника водоснабжения, обеспечивающего чистой водой всех членов семьи.
Хотите поделиться своим опытом бурения скважины на даче? Есть вопросы или интересные моменты по теме статьи? Оставляйте комментарии в специальном блоке ниже.
