Бурение скважин на воду своими руками технология

Любая усадьба, будь-то загородная дача или частный дом, должна быть обеспечена водой. Без животворящей влаги не могут произрастать, радуя взор буйным цветением, и полноценно плодоносить никакие культурные растения. Скважина на воду своими руками, несмотря на кажущуюся грандиозность процесса – вполне реальная возможность добычи воды, которою можно осуществить самостоятельно без использования тяжелой буровой техники. Существует несколько способов бурения, которые достаточно просты в исполнении и не предусматривают применение дорого оборудования и значительных усилий.

Разновидности скважинных конструкций

Добыча воды может осуществляться путем применения разных технологий. Основные виды скважин на воду, применяемые для добычи живительной влаги:

• Обустройство колодца, который при наличии хорошего родника быстро наполняется и, являясь отличным накопителем воды, может вмещать до 2 кубометров воды;
• Фильтровая скважина на песок, которая представляет собой трубу d=100 мм, погруженную при помощи шнека на глубину 20-30 метров. На заглубленном конце трубы закреплена нержавеющая сетка, которая выполняет роль фильтра, находясь погруженной в песок крупной фракции. Глубина скважины 10-50 метров, срок эксплуатации – 5-15 лет.
• Бесфильтровая артезианская скважина, применяемая для добычи воды из пластов пород пористого известняка. Глубина скважины составляет 20-100 метров, срок эксплуатации – около 50 лет.

Точная глубина скважины на воду не может быть определена предварительно. Ориентировочно это будет глубина, как и у аналогичной скважины, пробуренной на соседних участках, или расположенного поблизости колодца. Поскольку возможны отклонения из-за неравномерности залегания почвенных слоев, приобретать обсадные трубы следует исходя из параметров обустроенных уже на участке источников водоснабжения, но с учетом небольшой корректировки.

Конструкция скважины на воду представляет собой своеобразный узкий колодец

Срок эксплуатации скважин напрямую зависит от интенсивности использования: чем чаще пользоваться конструкцией, тем дольше она прослужит

Бурение скважины ручным способом

Для выполнения работ требуется сам бур, бурильная вышка, лебедка, штанги и обсадные трубы. Бурильная вышка необходима при рытье глубокой скважины, с помощью этой конструкции осуществляется погружение и подъем бура со штангами.

Самый простой способ пробурить скважину для воды – роторный, который осуществляется путем вращения бура

При бурении неглубоких скважин бурильную колонну можно доставать вручную, вовсе обходясь без применения вышки. Бурильные штанги можно выполнить из труб, соединяются изделия с помощью шпонок или резьбы. Самая нижняя штанга дополнительно оснащается буром.

Режущие насадки изготавливаются из 3 мм листовой стали. При заточке кромок насадок следует учесть, что при вращении механизма бура они должны врезаться в почву по часовой стрелке.

Технология бурения, знакомая большинству владельцев приусадебных участков, применима и для устройства скважины под воду

Вышка устанавливается над местом бурения, ее высота должна превышать высоту бурильной штанги с тем, чтоб облегчить при подъеме извлечение штанги. Затем на два штыка лопаты выкапывается направляющее углубление для бура. Первые витки вращения бура под силу выполнить и одному человеку, но по мере погружения трубы потребуется дополнительная помощь. Если бур не вытаскивается с первого раза, следует повернуть его против часовой стрелки и вновь повторить попытку.

По мере заглубления бура, вращения трубы затрудняется. Облегчить работу поможет размягчение грунта с помощью воды. В ходе продвижения бура вниз через каждые полметра бурильную конструкцию следует доставать на поверхность и освобождать от грунта. Цикл бурения повторяется вновь. На этапе, когда рукоятка инструмента сравняется с уровнем земли, конструкцию наращивают дополнительным коленом.

Поскольку на подъем и очистку бура уходит значительная часть времени, следует максимально использовать возможности конструкции, захватывая и извлекая на поверхность максимально возможную порцию почвенного слоя.

При работе на сыпучих грунтах следует дополнительно устанавливать в скважину обсадные трубы, которые не допускают осыпание почвы со стенок отверстия и заваливания скважины

Бурение продолжается до вхождения в водоносный слой, который легко определяется по состоянию вынимаемой земли. Проходя водоносный слой, бур погружается еще глубже, пока не достигнет следующего за водоносным – водоупорного слоя. Погружение до уровня водоупорного слоя позволит обеспечить максимальный приток воды в скважину. Важно заметить, что бурение вручную применимо только для погружения до первого водоносного слоя, глубина залегания которого не превышает 10-20 метров.

Для откачки грязной воды можно применить ручной насос либо насос погружного типа. После двух-трех ведер грязной воды водоносная жила промывается и обычно появляется чистая вода. Если этого не произошло – скважину следует заглубить еще на 1-2 метра.

Также можно применять ручной способ бурения, основанный на использовании обычной дрели и гидропомпы:

Преимущество бурения

Бурение водоисточника в гараже заключается в удобстве использования. Выбор такого месторасположения считается экономным, так как не требует дополнительных затрат на теплоизоляцию источника, на монтаж кессона и прокладку труболинии для подачи воды в дом.

Для создания в гараже скважины следует учесть размеры помещения, чтобы создать все необходимые условия для размещения бурильного станка.

Помещение должно составлять не меньше 2-3 метров площади с высотой в 3 метра. Кроме соответствующей площади гаража, стоит определить участок для бурового раствора.

Недостатком проведения скважины в гаражном помещении является невозможность качественного обслуживания источника. Водоисточник со временем потребует капитальной прочистки водной жилы, поэтому помещение должно быть максимально освобождено от посторонних предметов.

Бурение в гараже лучше всего проводить на этапе строительных работ в момент возведения фундамента. В это время можно легко распланировать месторасположение будущего источника и выделить пространство для техники. Дренаж от гаража на улицу осуществляется с помощью бетонирования железного трубопровода шириной в 85 мм. Это необходимо для дальнейшего обслуживания источника.

При процессе обустройства водоисточника в гараже на глубине шахты должна быть проведена качественная герметизация. При повышении уровня грунтовой воды происходит увеличение стандартного уровня жидкости, без учета изначальной глубины скважины. Чтобы предотвратить потоп помещения, необходимо применить герметизационный элемент — скважинный оголовок. Также особый подход должен быть в герметизации затруба источника. Все работы можно выполнить самому, используя водоизоляционный материал в виде жидкой резины или силикона. Эти виды материала наилучшим образом разрешат вопрос о водной изоляции.

Абиссинская скважина

Абиссинский источник — это средней глубины скважина, создание которой позволяет провести воду в самых труднодоступных участках с небольшой площадью: подвалы, гаражи, веранды. В отличие от стандартного колодца, абиссинский источник позволяет пользоваться водой круглый год, так как поступление воды всегда имеет стабильный уровень.

Стандартная технология абиссинского колодца состоит из однодюймовой трубы, на нижнем конце которой монтируется фильтр. Сама труба позволяет иметь длину, доходящую до 30 метров. Все элементы трубы имеют разборной характер. Сверху трубки монтируется насос. Земляные работы по обустройству скважины проводятся за один день. Трудоемкость зависит от типа почвы и уровня прохождения водоносного слоя.

Бурильный станок не требует большой площади для размещения: достаточно пространства около 1,5х1,5 метров с высотой 2,5 метра. Водоисточник оснащается колонкой или насосным оборудованием на случай нестабильной подачи электроэнергии. Если вода протекает под землей на уровне 5 метров, обойтись можно садовым буром.

Преимущества и недостатки гаражной скважины

Абиссинская скважина в гаражном помещении имеет ряд таких преимуществ:

• бурение возможно при любых условиях и температурах;

• быстрота процесса — не более 10 часов;

• вода соответствует санитарным нормам;

• способность бурения при минимальном пространстве;

• не требует специального подъездного пути для техники;

• перемещение бурильного станка внутри гаража возможно вручную;

• приемлемая стоимость, которая намного ниже стандартного колодца в 7 метров глубиной;

• эксплуатационный срок выше 25 лет;

• прочное соединение обсадной трубы не позволяет попасть грунту в воду.

К недостаткам относят такие моменты:

1. Бурение должно производиться на глубину 8 метров.

2. Если водослой протекает на максимальной глубине, потребуется заглубление насоса.

3. Для типа местности, где грунтовые воды залегают глубоко, данный тип скважины не рекомендуется.

Бурение своими руками

Чтобы создать ствол для скважины самому, нужно прокопать квадратного строения яму в 1,5 метров по четырем сторонам. Это необходимо для обвала устья будущего источника.

При обустройстве своими руками скважины в гараже стоит воспользоваться буровой вышкой. Она представляет собой треногу из трубок или бруса. Между оборудованием крепится лебедка, позволяющая спустить или поднять насаживаемую колонну. Если работы проводятся без вышки, наращение колонн не должно быть более 1,5 метров в высоту.

К преимуществу ручного бурения источника добычи воды, относят низкую цену, среднее углубление, быструю прокачку и возможность задействования ручного насоса, если отсутствует электричество. К минусам самостоятельного обустройства скважины в гаражном или другом техническом помещении можно отнести ограничение глубины и невозможность миновать труднопробиваемую почву.

ОСОБЕННОСТИ И ПРЕИМУЩЕСТВА ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ

Бурение горизонтальных скважин обусловливает возможность достижения нефтеносных слоев, которые расположены в удалении от места проведения разработки. Такая технология эффективна в сложных геологических условиях. К ее преимуществам относят:

• Бестраншейное строительство. Технология горизонтального бурения позволяет проводить работы в непосредственной близости от высоковольтных линий, дорожных развязок и жилых массивов;
• Сокращение временных затрат на бурение. Это обусловлено использованием современного комплексного оборудования. Кроме того, если грунтовые воды залегают слишком высоко, то не нужно проводить мероприятия по снижению их уровня;
• Экономическую выгоду. Применение высокотехнологичных устройств, снижение периода проведения работ и трудозатрат приводят к уменьшению сметы;
• Экологичность. При проведении горизонтального бурения снижается площадь отчуждаемых земель, загрязнение окружающей среды.

РЕШЕНИЯ ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО БУРЕНИЯ ОТ КОМПАНИИ «АКРОС»

ОСНОВНЫЕ РАСТВОРЫ

При выполнении горизонтального бурения нефтяных скважин особенно остро стоит вопрос о достижении максимальной продуктивности за счет качественного первичного вскрытия продуктивных пластов. В арсенале «АКРОС» имеются решения, оптимизированные под разные геологические условия. Для бурения горизонтальных скважин компания предлагает растворы:

• MAX-FLOW

Буровой биополимерный раствор специально создан для проведения вскрытия продуктивных пластов, в нем отсутствуют компоненты и продукты, способные вызвать загрязнение. В его состав включены полисахариды, которые разрушаются в забойных условиях естественным образом или в процессе проведения обработки призабойной зоны. Специалисты компании готовы оптимизировать состав раствора под конкретные условия бурения и свойства продуктивного пласта;

• MAX-FLOW SL

Раствор для бурения в условиях АНПД. Он создается на основе эмульсии первого рода: масло в воде. С его помощью можно добиться улучшения кольматирующих, ингибирующих и смазывающих характеристик (в сравнении с MAX-FLOW), уменьшения удельного веса системы;

• MAX-FLOW SF

Специализированный буровой раствор, который позволяет при первичном вскрытии продуктивного пласта направленно модифицировать относительные фазовые проницаемости (ОФП) коллекторов. Для этого в состав стандартной системы MAX-FLOW включается ПАВ;

• H-FLOW

Буровой раствор на основе модификации крахмала и буфера рН. Он подходит для первичного вскрытия высокой плотности. Основная область его использования – проводка горизонтальных скважин при АВПД. Входящие в состав системы полимерные реагенты позволяют получать безбаритовые растворы с плотностью 1,3–1,9 г/см3. Система способствует снижению аварийности и повышению скорости бурения, является хорошей альтернативой смесям на основе барита;

• UNIDRIL

Раствор на углеводородной основе, который характеризуется низким коэффициентом трения и уровнем фильтрации, значительной ингибирующей способностью. Также он отличается высокой стабильностью параметров в широких пределах, толерантностью к содержанию выбуренной породы и загрязняющих веществ (цемент, пластовая вода и др.). Это позволяет использовать систему повторно без дополнительной очистки. Раствор подходит для бурения в склонных к осыпанию породах, создания скважин сложной траектории.

СОТРУДНИЧЕСТВО С КОМПАНИЕЙ «АКРОС»

Компания «АКРОС» – один из лидеров в сфере нефтесервиса. Наличие собственного лабораторного комплекса и опытного персонала позволяет находить оптимальные решения при бурении горизонтальных скважин в разных геологических и климатических условиях. Специалисты готовы провести необходимые первичные исследования и подобрать оптимальный состав. Все работы выполняются в строгом соответствии с действующими нормами и в оговоренные сроки.

Технология ударно-канатного бурения

Суть этого способа, как сделать скважину для воды своими руками, заключается в том, что порода разбивается с помощью забивного стакана – тяжелого инструмента, падающего с высоты оборудованной вышки.

Для выполнения работ необходима самодельная буровая вышка, а также инструменты для применения ударно-канатного способа и извлечения грунта из скважины.

Вышка для скважины, внешне напоминающая обычную треногу, может быть выполнена как из стальных труб, так и обычных деревянных бревен. Размеры конструкции должны быть пропорциональны размерам забойного инструмента.

Оптимальным соотношением является высота вышки, превышающая длину забойного стакана на полтора метра

Процесс заключается в попеременном опускании забивного стакана, который разбивает и захватывает породу, и подъеме на поверхность с захваченным отвалом бурового инструмента.

Для обустройства буровой установки можно использовать стальную трубу, конец которой оснащается режущим приспособлением. Режущая кромка, напоминающая по внешнему виду половину витка шнека, будет контактировать непосредственно с забоем. В полуметре от кромки в стальной трубе должно быть выполнено отверстие, через которое можно извлекать добытый грунт, опустошая буровой стакан. К верхней части стакана крепится трос, с помощью которого будет осуществляться опускание стакана и извлечение его содержимого на поверхность. Стакан следует освобождать от земли по мере заглубления конструкции на каждые полметра.

Вот видео-пример проведения разведывательного бурения таким способом:

Нюансы установки обсадных труб

Вырытая скважина под воду своими руками требует дополнительной обсадки, которую можно выполнить как из цельной асбоцементной трубы, так и отдельных отрезов асбестовых труб. При работе с отрезами особое внимание уделяется равному диаметру труб с тем, чтоб обеспечить в последующем беспрепятственное погружение всей конструкции. Каждое трубное звено удерживается от сползания и закрепляется скобами, которые потом прячутся под полосками из нержавеющей стали.

Скважина на воду своими руками может быть «обсажена» также стальными или пластмассовыми трубами

«Обсадка” трубы необходима:

• для предотвращения осыпания стенок при бурении;
• для исключения засорения скважины при эксплуатации;
• для перекрытия верхних водоносных слоев с плохой водой.

На дно скважины опускается труба с фильтром, выполненным из мелкой сетки не пропускающей песчинки и обеспечивающим фильтрацию воды. Опущенная на необходимую глубину труба закрепляется хомутом. Это позволит предотвратить самопроизвольное проседание.

При грамотном устройстве скважины на воду надземная часть конструкции укрывается кессоном – оголовком, защищающем источник от загрязнения.

Оголовок представляет собой бак с закрывающимся люком с диаметром отверстия, позволяющем беспрепятственно иметь доступ к водозаборной скважине

Со временем может наблюдаться эффект незначительного «выдавливания» трубы из почвы. Естественный процесс самопроизвольного поднимания трубы на поверхность грунта не требует дополнительных мероприятий по заглублению.

Почему стоит заказать именно у нас

Под вибрационным бурением понимается способ, при котором рабочее воздействие на забой скважины формируется путем передачи породоразрушающему инструменту (виброзонду) через колонну бурильных труб вибрационной (высокочастотной ударной) нагрузки от поверхностного вибратора.

Работа вибромолота осуществляется следующим образом. Дебалансы расположены на осях, закрепленных в корпусе симметрично плоскости симметрии вибромолота, и связаны между собой зубчатым зацеплением, а с электродвигателем — клиноременной передачей. Каждый дебаланс имеет эксцентриковый сектор-утяжелитель. Масса и расположение эксцентриков на дисках дебалансов строго тождественны. Имея противоположное направление вращения, диски дебалансов всегда располагают утяжелители-эксцентрики в противофазе по отношению к горизонтальной (боковой) составляющей их движения и синхронно по отношению к вертикальной составляющей движения. Благодаря этому, горизонтальные составляющие центробежной силы инерции, возникающей при вращении эксцентрика, уничтожаются, а вертикальные составляющие — складываются. Массивный кованый корпус вибромолота массой 300-400 кг совершает движения вверх-вниз с частотой, равной циклической частоте электродвигателя.

Вибромолотом именуется утяжеленный вибратор. Конструкция вибромолота предусматривает ограничение амплитуды вертикальных колебаний путем пружинной фиксации и значительного увеличения массы соударяющихся элементов — ударной плиты с бойком и корпуса с наковальней. В соответствии с законом сохранения количества движения ударная нагрузка при этом обеспечивается с минимальной амплитудой колебаний (не более 15 мм), что улучшает режим работы вибратора и увеличивает его надежность.

Главным технологическим инструментом при вибрационном бурении является виброзонд — трубчатый инструмент, внедряемый в массив горной породы и извлекаемый на поверхность вместе с пробой вещества (керном). Нередко он выполняется разъемным или с боковой прорезью, облегчающей геологическое описание пробы рыхлого минерального вещества в его естественном состоянии.

Вибрационное бурение осуществляется путем уплотнения горной породы и обусловленного этим уменьшения ее объема в зоне контакта с образованием кольцевой полости, в которую и погружается виброзонд в процессе бурения без осевого воздействия (масса снаряда не обеспечивает необходимого усилия подачи) и без вращения. Специфика способа заключается в том, что переуплотнению с выделением физически связанной воды в зоне контакта подвергаются даже такие горные породы с весьма плотной упаковкой частиц, как глины, то есть процесс по своему содержанию представляет не механическое раздвигание, перемещение или переотложение частиц породы, а глубокую их трансформацию на физическом уровне.

Микроскопическая по амплитуде механическая деформация формирует усилие со стороны набегающего фронта волны сжатия на облегающую виброзонд породу, которая является колоссальной по величине и высокочастотной — многократно повторяющейся. Благодаря этому происходит более компактное расположение породообразующих частиц, устранение пор и вытеснение свободной и физически связанной воды в контактном слое околоскважинного пространства и в керне.

Описанный характер воздействия на породу при вибробурении объясняет некоторые парадоксы и особенности технологии бурения вибрационным способом.

Во-первых, вибрационным способом бурятся только физически уплотняемые породы. А даже самые слабые непрочные скальные породы (угли, каменная соль, меловые отложения) абсолютно не поддаются вибробурению в силу того, что упругие волны рассеиваются в них, не обеспечивая перевода упругой деформации зонда в пластическую деформацию породы и ее уплотнения в зоне контакта.

Во-вторых, вибрационным способом легко проходятся скважины в таких труднобуримых породах, как сухие (с физически связанной водой) коры выветривания со щебнем, гравийно-галечниковые отложения и т. д. Но весьма плохо бурятся плывуны — обильно-обводненные пески и близкие по строению к ним лессовидные породы, практически не имеющие механической прочности в свободном состоянии. Неподатливость предельно слабых пород объясняется тем, что в силу своего строения данные породы в массиве под действием горного давления имеют предельно плотную упаковку частиц.

В-третьих, вибрационное бурение имеет ограниченную глубину применения. Это связано с «расплыванием» упругих волн сжатия при распространении их по колонне бурильных труб — длина зоны сжатия (растяжения в противофазе) увеличивается, а амплитуда изменения диаметра зонда уменьшается, и соответственно снижается эффективность бурения, глубина бурения вибрационным способом при установке вибратора на поверхности в принципе не может превышать 36 м.

Одной из существенных особенностей технологии вибробурения является ограниченность длины рейсовой углубки (как правило, не более 2,0—2,5 м). Это объясняется тем, что по мере накопления виброзонда керном увеличивается масса, подвергающаяся вибрации. А дальше по закону о сохранении количества движения пропорционально уменьшается амплитуда вибрации, соответственно уменьшаются и технологические воздействия на породу.

В пластичных вязких породах ограничение углубки за рейс может быть связано также с необходимостью предупреждения так называемого свайного эффекта. При заполнении виброзонда вязкой породной массой в определенный момент времени сила сопротивления перемещению этой массы внутри виброзонда может превысить силу сопротивления забоя внедрению виброзонда в массив «сплошным забоем». В этом случае виброзонд, закупоренный уплотненной породной пробкой, погружается в массив как свая, что приводит к потере геологической информации и искажению представлений о строении разреза.

Наиболее негативные последствия свайного эффекта наблюдаются в случае использования бесступенчатой конструкции скважины, при использовании виброзондов одного диаметра от забурки до окончания скважины. При вибробурении не наблюдается сколько-нибудь ощутимого увеличения диаметра ствола скважины за счет разбуривания. Кроме того, пластичные породы склонны к затягиванию ствола скважины под действием горного давления. При использовании бесступенчатого ствола скважины виброзонд заполняется породой, срезаемой со стенок скважины до достижения забоя. Это само посебе приводит к значительным погрешностям вещественного опробования, а при возникновении свайного эффекта ведет к грубым ошибкам разведки, т. е. представляет собой недопустимый технологический брак.

В нашей организации применятся агрегат вибрационного бурения АВБ-2М.

Агрегаты АВБ-2М предназначены для вибрационного бурения инженерно-геологических скважин, для разведки россыпных месторождений, при картировочном и гидрогеологическом бурении скважин в породах IV категории по буримости вибрационным, роторным и ударно-канатным способами на глубину до 40 м.

Буровая установка АВБ-2М смонтирована на автомобиле ГАЗ-66, агрегата оснащены вибромолотами для погружения и извлечения обсадных труб. В качестве основного рабочего органа используется вибропогружатель — безпружинный вибромолот (ВБ-7, ВБ-7М) с возмущающим усилием 35-57 кН. Привод вибромолота осуществляется от электродвигателя мощностью 94 кВт, который получает питание от генератора. Для производства спуско-подъемных операций и производства ударно-канатного бурения агрегаты имеют лебедки (грузоподъемность у АВБ-2М — 2800) и мачты грузоподъемностью -12. Привод их осуществляется от двухскоростного двигателя мощностью 10,7-15,0 кВт. Подъем и опускание мачты производится с помощью винтового подъемника, привод которого осуществляется от электродвигателя мощностью 3 кВт.