Бурение скважин на воду малогабаритной установкой: виды, устройство и принцип работы

Определяем тип скважины

Этот вопрос довольно важен и полностью повлияет не только на стоимость работ, но и на качество воды:

Схема залегания воды в почве

Перед началом бурения территорию участка необходимо исследовать на предмет глубины, на которой залегают грунтовые воды, поскольку этот параметр будет определять объем требуемых к выполнению работ, которые приведут к тому, что скважина станет водоносной.

Если залегание водоносного пласта неглубокое и его можно встретить на глубине от 3 до 12 метров, следует выбрать скважину типа «абиссинский колодец».
Скважина песчаная используется при глубине залегания до 50 метров.
Скважина артезианского типа будет использоваться при залегании в грунте воды до 200 метров.

Первый и второй типы скважин возможен к выполнению вручную, а вот скважина артезианского типа потребует профессиональных бурильщиков и буровой установки. Инструкция по изготовлению других видов будет ниже.

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:

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.
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.
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.
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.

Этапы работ по созданию скважины своими руками

Сначала необходимо вырыть яму. Её размеры должны составлять 150 на 150 см. Чтобы исключить осыпание углубления, выполняют облицовку её стенок фанерой, досками или используют куски ДСП. Есть и другой вариант. Необходимо пробурить ствол с диаметром 15х20 см и глубиной 1 метр, используя для этого обычный бур. Это делается для того, чтобы обеспечить устойчивость трубы в вертикальном положении.

Следующим действием над углублением устанавливают металлическую треногу, которую часто называют вышкой. Она должна располагаться в прямом положении. В месте соединения треноги закрепляют лебёдку. На треноге располагается бурильная колонка полутораметровыми штангами.

Последние скрепляют в одну трубу посредством резьбы, а потом выполняется их фиксация хомутом. Такая конструкция используется для спуска и подъёма оборудования при бурении скважины.

С насосом, который будет качать воду на поверхность, необходимо определиться заранее. Выбор насосного оборудования позволяет решить проблему с диаметром будущей скважины и колонковой трубы. В трубу насосное оборудование должно свободно проходить. Поэтому между диаметром насосного оборудования и внутренним диаметром трубы разница должна составлять минимум 5 мм.

Принцип бурения

Спуск и последующий подъем оборудования — в этом состоит процесс бурения скважины. Штанга проворачивается и одновременно с этим по ней ударяют сверху. Работая вдвоём, выполнить эту работу гораздо проще. Один человек крутит газовым ключом, второй наносит удары по штанге сверху, пробивая породу.

Использование лебёдки позволяет заметно упростить процесс бурения. Применяя её, опускание и подъем бурильного оборудования происходит заметно легче. При бурении штангу следует маркировать. Отметки необходимы для ориентации. По маркировке хорошо видно, когда пора вытягивать штангу и выполнять очистку бура. Специалисты рекомендуют выполнять эту процедуру каждые полметра.

Не все знают, как бурят скважины на воде. Для облегчения задачи по преодолению различных пластов грунта рекомендуется использовать различные типы буров:

Спиральный бур — он предназначен для глинистых почв.
Бур-долото — с его помощью выполняют разрыхление твёрдых пород.
Бур-ложка — его применяют для песчаного грунта.
Желонка — она помогает поднять грунт на поверхность.

Песчаный грунт легче всего преодолеть, если при бурении использовать бур-ложку. Во время бурения для облегчения этой задачи следует добавлять воду. Если грунт твёрдый, то в этом случае лучше всего использовать бур-долото. Такие буры бывают нескольких видов:

крестовые;
плоские.

Вне зависимости от используемого вида главное его предназначение состоит в том, чтобы обеспечить помощь в разрыхлении твёрдых пород. Пески-плывуны преодолеваются с использованием ударного способа.

Если на участке преобладает глинистая почва, то в этом случае при бурении необходимо использовать змеевик, желонку и бур-ложку. Для глинистых почв хорошими инструментами для бурения являются змеевики и спиральные буры. Они имеют конструкцию, которая своим видом похожа на спираль.

У основания бура размер варьируется от 45 до 85 мм. Лезвие может иметь размеры от 250 до 290 мм. Для пробития галечных пластов, содержащих гравий, используют поочерёдно желонку и долото с обсадными трубами.

В отдельных случаях приходится бурить с обязательным заливом воды в отверстие. Такая процедура поможет сделать более простой задачу по бурению скважины. Иногда для создания скважин на участке используется вариант её бурения при помощи помпы.

Если доставляемая на поверхность земли порода стала влажной, то это говорит о близости водоносного слоя. Остаётся углубиться совсем на небольшое расстояние, чтобы перейти в водоносный горизонт. В этом случае бурение будет лёгким, но останавливаться нельзя, пока не будет обнаружен водоупорный слой.

Обустройство скважины своими руками

Когда нужная глубина достигнута, занимаемся обустройством источника воды. В отверстие запускается фильтровая колонка, которая состоит из следующих элементов:

труба;
отстойник;
фильтр.

Для того чтобы укрепить трубу, пространство обсыпается щебнем 5 мм фракции. Параллельно с засыпкой выполняется закачка воды в трубу с герметичным верхним концом. Это позволяет промыть затрубье и фильтр. Потом проводят желонирование. При выполнении этой работы используют насадку, желонку и центробежный насос.

Главным достоинством такого оборудования является его способность перекачивать жидкие среды повышенной плотности. Когда прокачка завершена, на тросе на глубину опускают насос. Потом выполняется подключение к нему водопроводной трубы.

ПРЕИМУЩЕСТВА И НЕДОСТАТКИ АРТЕЗИАНСКОЙ СКВАЖИНЫ

Несмотря на огромное количество затраченных сил и ресурсов, популярность артезианских скважин постоянно растет. Тем не менее, прежде чем приступать к ее обустройству, или же сразу отказывать, следует рассмотреть все преимущества и недостатки такой скважины.

Преимущества:

Пожалуй, одним из основных преимуществ глубокой скважины является ее долговечность. Артезианскую скважину можно использовать не менее 50 лет без возникновения каких-либо поломок.
Вода будет поставляться постоянно в необходимом объеме.
Высокое качество добываемой воды, за счет которого ее можно использовать в абсолютно любых целях, включая оздоровительные.
Отсутствие необходимости в обустройстве дополнительными очистительными фильтрами.
Уверенность в отсутствии химически вредных веществ.

Недостатки:

Высокая стоимость обустройства в сравнении с другими источниками водоснабжения.
В состав воды из скважин могут входить соли и минералы, предназначенные для лечения. Употреблять такую воду регулярно не рекомендуется, иначе организм может перестать воспринимать ее лечебные свойства.
Необходимость большого количество документов, без которых бурение и использование скважины невозможно.

При желании и наличии средств все имеющиеся недостатки можно легко решить. Кроме того, преимущества водозаборных скважины более существенны, чем недостатки.

Скважина внутри дома

Бурение внутри помещения

Немалый интерес представляет скважина, которая находится непосредственно в доме:

Система снабжения водой внутри помещения предполагает установку для подъема воды с напорным баком и насосом периодического типа действия, она удовлетворит самые амбициозные запросы. К тому же, установка, находящаяся в центре дома (в подвале) экономична, не требует больших расходов материалов
На чердаке может быть установлен водонапорный бак
Установка в подвальном помещении или напорный бак на чердаке (в утепленной пристройке) обеспечит полную автоматизацию водоснабжения вашего дачного дома
Скважина в подвальном помещении дома бурится во время закладки фундамента, на этапе строительства, когда ещё нет перекрытия
Делать скважину в подвальном помещении можно и в том случае, если сделано перекрытие первого этажа, а над скважиной оставлен временный проём
В наше время иногда ещё пользуются ручными поршневыми насосами. В таком случае на чердаке должен располагаться бак, из которого вода под напором будет поступать в умывальник или душ

Как пробурить артезианскую скважину

бур, составными частями которого есть колонковая труба, бурильная штанга, колонка для бурения, активная часть;
металлический шнек;
тренога;
лебедка;
несколько труб с разным диаметром;
вентиля;
кессон;
фильтры;
насос.

Необязательно покупать все эти инструменты, ведь они могут обойтись в целое состояние. Желательно взять их в аренду. Работа же проходит по такому алгоритму:

Выкопайте яму размером 1,5 м х 1,5 м. Облицуйте ее при помощи фанеры и досок, чтобы она не осыпалась.
Установите надежную буровую вышку, желательно из металлического или деревянного материалов, прямо над углублением. Затем закрепите лебедку в месте соединения опор. Это устройство применяется для подъема-спуска оборудования.
Выберете необходимый насос, который будет легко проходить в трубу.
Опустите фильтровую колонку, которая состоит из трубы, отстойника и фильтра. Но делать это стоит, когда необходимая глубина уже достигнута. Для того чтобы укрепить трубу, пространство возле нее засыпается песком. Параллельно с этим проведите закачивание воды в трубу, верхний конец которой герметичен.

Далее просто опустите насос, а затем для выведения воды из глубин необходимы шланг или водопроводная труба. Подключите еще и их. Для этого выведите трубу и приварите ее к оголовку кессона. Далее установите вентиль, который будет регулировать уровень поступления воды – и ваша скважина готова.

Бурение роторным способом

Выполняется в грунтах любой степени сложности. Как и в предыдущем варианте, бурильная колонна в процессе проходки вращается, но штанги имеют гладкие стенки. Удаление шлама производится продувкой сжатым воздухом или закачиванием в скважину бурового раствора, который выносит породную мелочь на поверхность. Разрушение грунта на забое осуществляется съемными коронками, долотами различного типа, включая шарошечные — с вращающимися роликами. Армируется буровой инструмент твердыми сплавами, техническими и синтетическими алмазами.

Вращатель бурильной колонны приводится в действие электродвигателем или мотором базового автомобиля установки. Обязательная принадлежность конструкции — вышка или мачта для подъема-спуска обсадной и буровой колонн. От высоты талевой подвески зависит длина свечи — сборки из металлических труб.

Распространенность роторного способа обусловлена его качествами:

возможность бурения скважин диаметром 80-1500 мм в породах любой твердости на глубину до километра и более;
высокая производительность в сложных горно-геологических условиях;
малые габариты самоходной установки, обеспечивающие бурение вблизи дачного строения.

Универсальность способа обусловливает его дороговизну. При бурении глубоких скважин этот недостаток нивелируется.

Виды скважин

Буровая скважина — это специальное сооружение (выработка или полость в недрах земли) цилиндрической формы, с длиной значительно больше диаметра.

Устройства подразделяют по глубине и методу проходки. Глубина скважины определяется расположением водоносных слоев и требуемым качеством жидкости. Исходя из рельефа местности, водоносные горизонты расположены в земной коре по-разному.

Если ландшафт равнинный, то с большой вероятностью вода залегает по всему периметру. При наличии холмов бурить рекомендуется в низменностях. Классификация сооружений содержит несколько разновидностей.

Шнековое бурение малогабаритными установками

Один из самых распространенных способов, которым открывается скважина при помощи малогабаритной буровой установки, – шнековое бурение. Используют этот способ на грунтах песчаного и гравийно-песчаного состава. Преимуществом этого бурения является скорость проходки.

Способ удобен тем, что вместе с бурением происходят продавливание и укладка стен скважины, за счет чего удерживается и предотвращается породное обрушение.

Обсадные колонны при бурении шнеками могут быть как из бетона, так и из стали. Использование этого способа практически исключает промывание в процессе бурения.

Винтовым шнеком – трубой с обвитием стальной лентой – происходит удаление выбранной породы из забоя. Буровые механизмы, используемые при бурении шнеками, оборудованы подвижными вращателями. Между собой соединение шнеков производится резьбами или деталями с фигурным сечением.

На шнеках, которые могут быть как герметичными, так и с полостью внутри, установлены реверсивные замки с различными долотами. Такие замковые соединения выполняются из высококачественной стали с максимальной износоустойчивостью, за счет чего сокращено время скважинного открытия.

Малогабаритным оборудованием шнековым способом бурение грунтов с мягкой или рыхлой консистенцией проводится долотом с углом лопастей 30-60 градусов к забою, а в грунтах плотной и гравийно-галечной консистенции угол лопастей на долоте устанавливается на 90 градусов.

От того, насколько твердый грунт, зависит угол долота.

При бурении скважин малогабаритным оборудованием разрушаемый грунт поднимается по шнековой спирали, а режущие детали бура получают охлаждение от породы, которая разрушается. На средней скорости транспортирования разрушенной породы ее объем не должен быть больше, чем 0,2-0,4 от общего пространственного объема.

При использовании шнеков, размер которых свыше 100 мм, частота вращения составляет 150-200 об/мин, а если размер не превышает 100 мм – не более 500 об/мин.

В малогабаритных установках используются литые буровые головки, оборудованные хвостовиками и лопастями для реза с наплавлением твердым сплавом. Если таким станком бурится твердый грунт, головка имеет оснащение техническими алмазами.

При использовании малогабаритного станка глубина бурения составляет размер штанги, после чего происходит остановка. Штангу изымают, отсоединяют от шпинделя и наращивают. Затем бурение продолжается в том же режиме.

Для бурения шнеками может быть использована одна из двух технологий: установка обсадной колонны или тампонирование скважинных стенок бетонирующим составом под давлением сверху.

Это один из самых скоростных методов бурения – около 30 метров прохода в сутки. При всех преимуществах у этого метода есть один недостаток: дебет скважины сравнительно невелик.

Технологии буровых работ

Для самостоятельного бурения скважин подходят несколько способов. Применяют их, в зависимости от состава грунтов, которые необходимо пройти до водоносного слоя.

Вращательный (шнековый, роторный).
Этим способом проходят сыпучие слои и грунты связные обычной плотности – мягкие глины и суглинки, влажные супеси.
Буровой снаряд при вращении разрушает породу, которая захватывается и поднимается витками винта (шнека).
Вращают инструмент вручную или с использованием электрического привода.
Ударный.
Бур заглубляют в грунт ударами.
Такой способ используют для бурения скважин-«игл», для которых бурильная конструкция и обсадка представляют единое целое.
Ударно-вращательный.
Буровой снаряд разрушает породу ударами, затем его проворачивают, забирая разрыхленный грунт в полость инструмента.
Подходит, практически, для всех видов грунтов.
Канатно-ударный.Используют для всех типов грунтов.
Опуская на канате буровой инструмент, разрушают породу и забирают ее в полость (для некоторых видов грунтов может потребоваться периодическая смена инструмента для забора осыпавшейся породы).

Перед началом бурения закладывают шурф размерами 1.5х1.5х1.5 (или 2) метра. В месте, определенном как точка бурения, проходят первые метры (3-4) скважины шнеком.

Очень важно! При бурении на первом этапе, обязательно выверять вертикальность шнека (закладываемого ствола). Это облегчит дальнейшие работы

Практический совет! Если бурение ведут на глубину более 7м, для точности дальнейших работ не помешает установка кондуктора.

Это – труба, диаметр которой превышает размеры (диаметр) обсадки и затрубного пространства. Кондуктор выставляют по вертикали и бетонируют.

На заметку! Диаметр скважины, инструмента, обсадки выбирают, ориентируясь на диаметр погружного насоса.

Зазор между стенками трубы и корпусом должен соответствовать документации производителя насоса, но не менее 7 мм.

Для часто встречающегося на рынке калибра насоса в 86 мм, внутренний диаметр обсадки составляет 100 мм.

Для бурения глубоких скважин, инструмент, по мере заглубления, придется удлинять штангами.

В качестве колен буровой колоны (штанг) используют стальные трубы (для инструмента диаметром 100 мм подойдут трубы диаметром 80 мм с толщиной станок не менее 4 мм).

Важно! Соединение колонны выполняют штыковыми муфтами. Резьбовое соединение может развинтиться при проворачивании штанг для освобождения и подъема инструмента, а замковые ненадежны при ударном бурении

Резьбовое соединение может развинтиться при проворачивании штанг для освобождения и подъема инструмента, а замковые ненадежны при ударном бурении.

Чтобы избежать повреждения обсадки буровой колонной, применяют центраторы труб (стальные пружинные) – 1 на 3-5 м бурильной конструкции.

Важное замечание! Ручное бурение – прерывистое, с периодическим опусканием и подъемом инструмента для освобождения его от породы. За 1 цикл проходят не более, чем длина рабочей части!

За 1 цикл проходят не более, чем длина рабочей части!

Сдача объекта, демонтаж техники и оборудования

Завершив все этапы создания скважины, сотрудники компании проводят демонтаж буровой установки и засыпают землей приямок (углубление на рабочей площадке, сделанное еще до начала бурения). Демонтированные конструкции увозят с вашего участка, а вы получаете полностью подготовленную к работе скважину. Помимо этого, специалисты оценивают производительность вашей скважины и качество воды, которую она выдает. В заключение вас должны подробно проинструктировать о правилах эксплуатации, после чего вы подписываете акт принятия выполненных работ и получаете паспорт на свою водяную скважину.

Тэги на странице:

Наши телефоны +7(937)532-77-37, +7(8442)50-18-61

Преимущества буровых установок малых габаритов

Крупными установками можно бурить большие артезианские водоскважины, а также нефтескважины, газоскважины и скважины для добычи угля. Малогабаритные буровые установки хорошо подходят для добычи воды в рамках небольшого участка для семейного использования.

Преимущества МГБУ следующие:

оборудование является разборным и не требует применения специальной техники для транспортировки;
быстрота работы, обеспечивается качественное водоснабжение дома;
оборудование отличается компактностью и легкостью в передвижении;
удобство применения МБУ в закрытых и ограниченных помещениях, благодаря чему установкой можно пользоваться в гаражах, подвалах;
возможность работы буровой установки под воду от сети со стандартным напряжением и от альтернативного источника питания;
минимальный вред земле и окружающему участку от работы бурильной установки, оборудование имеет небольшие размеры;
простота эксплуатации.

Малогабаритная буровая установка TS-20

Описание конструкции МБУ

Бурение скважин малогабаритной установкой – наиболее простой в техническом плане процесс. В основе технологии – электромеханическое или гидравлическое бурение с использованием шнекового или ударного оборудования. В остальном принцип работ тот же, что и с крупногабаритными аналогами. Чаще всего МГБУ используют для скважины на песке.

Стационарные и самоходные конструкции

Малогабаритные установки для бурения разделяют на самоходные и стационарные. Первые устанавливаются на гусеничную или колесную базу и отличаются манёвренностью. К тому же такие системы не нуждаются в электропитании. Бурение происходит за счет увеличенной массы рабочего инструмента и от бортовой силовой установки.

Бурение скважин на воду стационарной малогабаритной установкой актуально для работ внутри помещений. Стационарные МГБУ представляют собой систему разборных модулей.

Устройство малогабаритных буровых установок

МГБУ бывают гидравлические и электромеханические. Гидравлические работают, используя ударную силу. Они легкие и маневренные, просты в эксплуатации. Разработать скважину под ключ гидравлической малогабаритной буровой установкой можно самостоятельно, заплатив только за аренду техники.

Гидравлические МГБУ справляются даже с плотным грунтом, поскольку их можно размягчить специальной промывочной жидкостью. Однако такие установки имеют небольшую мощность и, подходят для скважин до 100 метров.

Основные элементы конструкции гидравлического оборудования:

металлический каркас;
двигатель;
вертлюг, который нужен для придания стабильности и прочной фиксации бурового инструмента;
буровой инструмент – штанги различного диаметра с наконечниками;
шланги, которые соединяют помпу и вертлюг;
разные фитинги для подачи буровой жидкости по трубопроводу.

Электромеханические МГБУ работают от сети или генератора, и состоят из следующих элементов:

электродвигатель и редуктор, который преобразует энергию мотора и направляет ее на бур;
вертлюг;
лебедка, которая спускает и поднимает обсадные трубы;
буровой механизм – шнек или штанга с долото на конце.

Основное достоинство МГБУ – это малый вес, компактность и маневренность.