Добраться к водоносным слоям и найти источники воды – задача непростая и в технологическом отношении, весьма трудоемкая и затратная. И все же, как говорят, «овчинка стоит выделки», поскольку, не столь активно подвергаются человеческим атакам и их неуемной любознательности. Природа умеет хранить свои тайны, время от времени уступая человеку частичку своих сокровищ, чтобы продолжалась жизнь на Земле. Человек, в свою очередь, изобретает все новые технологии, чтобы получить земные дары.
Поскольку грунтовые воды залегают на различной глубине, имеют свои водные границы и очертания, в технологии бурения скважин на воду есть свои технологические алгоритмы. Наличие технических средств, аппаратуры, механической оснастки, согласно разработанному проекту и согласованным исследованиям пород, почвенного состава, на предполагаемом участке бурения, предполагает начало производство работ с соблюдением технологии бурения скважин на воду.
В процессе бурения, скважина обсаживается специальными трубами, которые не дают земле обваливаться и затягиваться самой скважине от давления грунта. По завершению бурения начального участка, опускают первую обсадную колонну – кондуктор, чтобы перекрыть слабые, неустойчивые породы и верхние водоносные горизонты. В затрубное пространство закачивают цементный раствор. Бурение скважины продолжается внутри обсадных труб, но уже долотом меньшего диаметра до проектной отметки, после чего, в скважину опускают следующую обсадную колонну. При бурении скважины, нижняя часть обсадной колонны перфорируется и служит для улучшения дебита скважины. Дебит скважины – это технический показатель количества выдаваемого объема воды. После вскрытия водоносного слоя, вода поднимается по скважине и устанавливается на, так называемом, статическом уровне.
Затем, согласно технологии бурения скважин на воду, происходит монтаж насоса, водоподъемной трубы и, если есть необходимость, установка кессона. Кессон представляет собой металлическую емкость глубиной 2 метра и диаметром 1 метр и служит для предотвращения замерзания воды в водоподъемной трубе и соединениях. Из кессона труба выводится в землю на глубину, примерно 1.80 метра (средняя глубина промерзания почвы по Москве и Московской области) и подводится к дому или к объекту.
Специалистами компании «АкваАльянс», технология бурения скважин на воду проверена на практике и подтверждена надежностью и качеством исполнения. Воспользоваться услугами компании можно в любое время года и в удобный для вас, час. на нашем сайте, получить разъяснения и ответы на вопросы можно в разделе либо на посвященному этому вопросу .
Скважина для получения воды являются довольно таки сложным гидротехническим сооружением. От правильности выбора скважины и проведения работы будет зависеть качество получаемой воды, полезное количество воды, а также продолжительность службы. В этой статье рассмотрим вопрос, как сделать скважину и технологию бурения скважин для воды.
2.
3.
4.
Прежде, чем приступать к непосредственно бурению, нужно подобрать правильное место, для расположения скважины. Также нужно принимать во внимание, что необходимо будет разместить установку для бурения, а также размещать вспомогательные машины и приспособления. Еще нужно рассчитывать рабочую зону и территорию для удаления технической воды, а также место для хранения необходимого оборудования. Ответственно нужно подходить и к выбору производителя работ. От качества выполненных работ будет зависеть вся последующая эксплуатация сооружения. Высококвалифицированных сотрудников можно найти по ссылке — www.ural-bc.ru . Специалисты компании имеют огромный опыт в проектировании подобных гидротехнических сооружений.
Технология бурение скважин под воду требует достаточно ровных участков размерами примерно 4 на 12 метров. К тому же должен быть обеспечен беспрепятственный проезд для самой бурильной установки, а также машины с технической водой. Над тем местом, в котором будет скважина, не должно находиться воздушных линий электропередачи на высоте не менее 2 метров.
Место для бурения скважины под воду должно выбираться определяться и с экономической точки зрения, т.к чем ближе будет сделана скважина к месту ввода в дом, тем меньшее количество траншей придется подготавливать, а также будет использовано минимальное количество трубопроводов.
Нужно обратить внимание , что технология бурения скважины под воду требует обеспечения свободного подъезда к месту бурения и расположения его не ближе 3 метров от различных зданий. Отдельным моментом является то, что после того, как сделали скважину, над ней нельзя строить никаких сооружений.
В России чаще всего применяется способ бурения с промывкой. Суть этого способа бурения скважин заключается в том, что вода или глинистые растворы с помощью шлангов подаются в подготавливаемую скважину. При помощи насосов поднимается давление и жидкость вместе с мелкой породой выходит на поверхность. После подъема жидкость собирается в специальном отстойнике, в котором порода осаживается. После осадки жидкость снова идет в дело.
Когда бурение происходит в нетвердых слоях, то для промывки используется глинистый раствор. Если в начале бурения находятся глинистые слои, то раствор получается естественным путем, просто закачивая воду. Кроме того, что глинистый раствор удаляет измельченную породу, он еще и укрепляет стенки скважины, тем самым не давая им обваливаться.
Если бурение скважины происходит в твердых слоях, например, известняке, то для промывочной жидкости используется техническая вода. У воды есть еще одно назначение в технологии бурения — когда бурение происходит в водоносном слое, то вода поглощается, т.е. она уходит в грунт. По тому как потребляется вода можно определить глубину бурения, а когда вода начинает потребляться по-максимуму, бурение заканчивают.
Технология бурения скважин под воду требует последовательности при обсадке трубами скважины. Когда делается скважина и достигается определенная глубина, в нее начинают устанавливать обсадные трубы. Затем грунт может быть еще более измельчен и, если потребуется, обсаживается пластиковыми трубами. Это самый простой способ сделать скважину под воду в тех случаях, когда не нужно пробуривать на большие глубины и имеется отличный водоносный слой.
Существует большое количество способов бурения скважин, однако во всех них обязательными и главными являются следующие операции:
Во многих регионах при невозможности подключения к централизованному водоснабжению прибегают к бурению водозаборных скважин из подземных горизонтов.
Изолированные от поверхностных источников загрязнения толщами горных пород как правило, отвечают санитарным нормам, установленным для воды бытового назначения. При дополнительной очистке, проходя через фильтровальное устройство, они приобретают высокое качество питьевых.
Определяющими критериями выбора способа бурения водозаборной скважины являются глубина уровня подземных вод и породы геологического разреза, которые подлежат проходке. Правильно выбранная технология бурения скважин на воду позволит быстро пробурить скважину, избежать аварийных ситуаций при бурении. В итоге это даст возможность получить наиболее высокий в данных условиях дебит
Что подразумевает технология под воду? Это способ и режим разрушения различных горных пород, очищение ствола скважины и крепление ее стенок, оборудование водоприемной части.
Для строительства глубоких водозаборных скважин обычно применяют вращательное и ударно-канатное бурение. Технология бурения скважин на воду этими способами различная. Особенности каждого не позволяют применять их без ограничений в любых условиях. Технология бурения скважин на воду буровой установкой с вращением породоразрушающего инструмента (долота) в данной статье приводится на примере шнекового и роторного способов.
В песчаных и глинистых породах, не содержащих крупных включений, применяется бурение комплектом из долота и шнеков, транспортирующих разбуриваемую породу с забоя наверх. Из двух разновидностей шнекового бурения для устройства водозаборной скважины в районе с хорошо изученным геологическим строением чаще применяют сплошной забой непрерывным рейсом, рейсовыми заходками и завинчиванием. Там, где необходимо получение высококачественной информации о породах и глубинах их залегания, применяется способ кольцевого забоя.
Непрерывный рейс (поточное бурение) - разбуриваемая порода выносится шнековой колонной на дневную поверхность. По мере углубления буровой снаряд наращивается дополнительными шнеками. Применяют для проходки однородных песков без прослоек илов или других слабых пород. Частота вращения шнеков 250-300 об/мин. Недопустимо излишне быстрое погружение во избежание переполнения лопастей породой и заклинивания снаряда в скважине по этой причине. Достаточная нагрузка - собственный вес шнеков и вес вращателя.
В пластичных и тугопластичных глинистых породах применяют рейсовые заходки - долото и шнековая колонна вбуривается в породу с последующим извлечением для очистки реборды от разбуренной массы. Величина рейсового погружения в пределах 1 метра. Частота вращения от 100 и не более 300 об/мин. Нагрузка 500 Н.
В слабых породах применяют спиральное долото на шнековой колонне - их завинчивают на определенную глубину и затем извлекают без вращения лебедкой.
Кольцевой забой ведется специальными колонковыми шнеками, позволяющими извлекать керн (столбик пробуренной породы) без подъема бурильной колонны на поверхность. Режим бурения: 60-250 об/мин, величина рейса от 0,4 до 2,0 м. Применяется эта технология бурения скважин на воду редко, в основном геологическими организациями, занимающимися разведкой и попутно выполняющими бурение скважин на воду.
Этим способом достигается большая скорость проходки и большие выходы колонн труб. К недостаткам относят кольматацию (глинизацию) водоносного горизонта, большие затраты на приготовление глинистого раствора, большие объемы воды на промывку скважины для восстановления водоотдачи горизонта, заглинизированного в ходе бурения.
Чаще применяется роторное с прямой промывкой: разрушенная порода с забоя выносится на поверхность глинистым раствором, закачивающимся в скважину насосом через бурильные штанги. Следует выдерживать скорости восходящего потока в интервале 0,5 - 0,75 м/сек. Циркулирование промывочного раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах - он вместе со шламом уходит в трещины. Бурильщику нужно внимательно смотреть за режимом бурения, уменьшать при необходимости осевую нагрузку и бесперебойно подавать промывку, чтобы избежать прихвата снаряда.
Не нужно преследовать высокую механическую скорость, достигаемую увеличением числа оборотов: это чревато авариями. Нагрузка на долото и вращательная скорость регулируются в зависимости от проходимых пород, диаметра долота и бурильных труб, количества промывочной жидкости.
Обороты нужно уменьшать при:
На роторных установках типа УРБ и БА работают в основном на II- III скоростях. Проходка глинистых и глинисто-песчаных пород ведется при 300-400 об/мин (III-IV скорости). Для пород умеренной крепости (песчаники, известняки, мергели) пределы вращения ротора от 200 до 300 об/мин. Крепкие породы разбуриваются долотом со скоростью вращения 100-200 об/мин.
Бурильщик внимательно следит за режимом бурения, уменьшая осевую нагрузку и бесперебойно подавая промывку, чтобы избежать прихвата снаряда. Момент вскрытия водоносного пласта определяет внезапное понижение глинистого раствора и увеличение нагрузки на двигатель. Циркуляция раствора нарушается в сильно трещиноватых зонах - выбуренная порода и раствор уходят в трещины.
Если водоносные породы представлены коренными с мелкими трещинами, вскрытие горизонта проводится с качественным глинистым раствором с обязательным выходом его на поверхность.
Технология бурения скважин на воду малой буровой установкой аналогична технологии бурения мощными станками.
Крепление стенок скважины трубами проводится после бурения. Применяют металлические, асбестоцементные и пластмассовые трубы. Тип фильтра (дырчатый или сетчатый) выбирают в зависимости от водовмещающих пород.
Перед установкой фильтра раствор заменяют на более легкий, желателен удельный вес не более 1,15. После установки фильтра сразу же промывают скважину водой. Затем выполняют желонирование скважины - откачка столба жидкости из скважины желонкой. При осветлении промывки и появлении в ней песка начинают откачку эрлифтом. С прекращением выноса песка и полным осветлением воды устанавливают погружной насос.
Ударно-канатным способом вскрываются без проблем маломощные водоносные горизонты (менее 1 м). Возможно получение максимального дебита - водовмещающие породы незаглинизированы. Не нужна длительная откачка.
Способ применяют:
Недостатки ударно-канатного бурения:
Нормальную частоту ударов свободнопадающего снаряда рассчитывают. Она обратно пропорциональна квадратному корню из высоты падения: с увеличением высоты подъема долота над забоем частоту ударов уменьшают и, наоборот, с уменьшением высоты количество ударов увеличивают.
При неглубоком залегании зеркала подземных вод (как правило, это грунтовые воды) и геологическом разрезе, сложенном рыхлыми породами, в застроенного участка скважину можно пробурить, применяя мускульную силу людей - достаточно 2 человека.
Технология бурения скважин на воду ручным методом проста. Можно применить забивной способ или шнековый.
Для забивки стальной в 1 дюйм ее предварительно разрезают на отрезки по 2 или 3 метра. На концах делают наружную резьбу. По мере углубления отрезки трубы будут соединяться муфтами с внутренней резьбой. Изготавливается специальный стальной наконечник (хвостовик) в виде конуса, диаметр основания которого на 1 см больше диаметра трубы. Он приваривается на трубу. Около метра длины трубы над наконечником (достаточно 60 см) отведено под примитивный фильтр - водопринимающее устройство для проникновения в скважину воды из водоносного горизонта. Сверлом 6 мм делают отверстия через 5 см друг от друга.
На трубу надевают забивное устройство из двух отдельных частей. Первым - упор с конусной дырой под трубу. Его выходное отверстие больше внешнего диаметра забиваемой трубы на 5 мм, что достаточно для вставки в зазор снизу двух клиньев - разрезанного повдоль металлического усеченного конуса. Диаметр вершины конуса чуть больше диаметра трубы, но меньше выходного отверстия упора. Вторая часть - ударная "баба", груз со сквозным отверстием под трубу и две ручки для подъема над упором.
При опускании бабы в момент удара ее об упор клинья входят в отверстие и держат забиваемую трубу в своих "объятьях". После забивки отрезка трубы конус выбивают, трубу наращивают, свинчивая со следующим отрезком. Переставляют упор с клиньями, надевают "бабу" и продолжают забивание трубы до водоносного слоя. Периодически нужно поворачивать трубу вокруг оси.
Появление воды в скважине определяют опусканием внутрь ее грузика, привязанного к бечевке. Если его поднимут наверх мокрым, значит скважина углубилась в водоносный слой. Важно не "проскочить" этот слой, дающий воду. Нужно оставить перфорированный конец трубы в этой водонасыщенной породе. И приступать к прокачиванию минискважины вначале ручным насосом. По мере осветления воды переходят на откачку поверхностным водяным электронасосом.
Шнековое ручное бурение скважин на воду - технология подобна описанному с помощью буровой установки, которую здесь заменяют два человека. Разумеется, за параметрами механического режима бурения им не угнаться. Некоторые умельцы заменяют физическую силу на механизмы.
Технология простая при минимальных затратах материалов, силы и времени. Условия - глубина скважины до 10 м, разрез сложен рыхлыми грунтами.
Оборудование - емкость под воду (чем больше объем, тем лучше, но можно и бочку литров на 200). Ворот для поворачивания трубы делают из двух трубок и стяжного хомута.
Материалы: труба диаметром 120 мм, длиной на глубину скважины. На нижнем торце нарезают зубцы, верхний торец оборудован фланцем со штуцером, через который по шлангу будет поступать вода из бочки под давлением, создаваемым насосом "Малыш". Для крепления фланца к краю трубы приварены 4 ушка с отверстиями под болты М10.
Рабочая сила: легче работать вдвоем. Затраты времени - на 6 метров проходки по суглинкам 1-2 часа.
Процесс бурения: выкопать приямок глубиной около метра, установить вертикально в нем трубу и нагнетать в нее воду насосом. Вода, выходя через нижний конец с резцами, станет размывать грунт, освобождая пространство под трубу, которая станет оседать под собственным весом. Нужно только, покачивая, поворачивать трубу для того, чтобы зубцы крошили породу. Разбуренные частицы породы под давлением выходят вместе с водой в приямок. Из него можно вычерпывать воду и, процеживая, вновь использовать для промывки. Достигнув водоносного горизонта, снимают фланец, и в скважину под уровень воды, но не доходя до забоя, погружается насос для откачки.
Они подразделены на бесфильтровые и фильтровые. Бесфильтровые скважины устраивают в водоносных горизонтах, сложенных мелкозернистыми песками или в устойчивых трещиноватых скальных породах. Для других водоносных горизонтов подбирается фильтр в зависимости от фракций водовмещающих пород.
Приобретен незастроенный участок без подвода каких-либо коммуникаций. Рядом проходит линия электропередач и газопровод, но отсутствует центральный водопровод. Возникает вопрос об индивидуальном водоснабжении. Без постоянной подачи воды не будет возможности создать комфортные условия для проживания, ухаживать за насаждениями и заниматься подсобным хозяйством. Для получения чистой питьевой воды необходимо знать, какая именно технология бурения скважин на воду подойдет для вашего участка.
Мы представим вам несколько технологий, отличающихся используемым оборудованием, методикой разрушения и извлечения пород, чтобы вы смогли иметь представление о том, сколько времени понадобится на прохождение ствола, как это будет сделано и какой установкой.
Этот вид бурения является самым доступным и простым способом добычи чистой воды из подземных слоев пород. Винт (шнек) вращаясь, вгрызается в землю. Шнековая технология ограничивается возможностью проводить бурение в мягких и сухих грунтах. При высоте ствола меньше 10 м буровой раствор не используется. Однако в плывунах и скальных породах бурить скважину шнеком нельзя.
Во время бурения порода разрушается в забое шнеком и транспортируется на устье. Эта технология бурения используется при диаметре скважины от 6 см до 80 см и глубиной до 50 м. Иногда работы могут проводиться на глубину до 100 м. Во время подъема бура стены скважины хорошо закрепляются. Чтобы не происходило осыпание стенок, за шнеком сразу погружают обсадную трубу.
Преимущества:
Недостатки:
Роторная технология бурения скважин для воды - непрерывное вращательное движение долота, работающего как разрушающий инструмент, и использование глинистого раствора для вымывания породы из ствола скважины. Для бурения по этой технологии используются самоходные установки. При роторном бурении можно разбивать скальные породы с правильно рассчитанной нагрузкой и бурильными утяжеленными трубами. Для вымывания из ствола грунта грязевым насосом в бурильную трубу постоянно подается раствор.
Можно использовать обратную промывку, подавая глинистый раствор в затрубную полость. В этом случае разрушенная порода вымывается через трубу, что дает возможность быстрее и качественнее достать водоносный пласт.
Цена на роторное бурение несколько выше, чем цена шнекового бурения, но для добычи питьевой воды понадобится меньше времени.
Преимущества роторного способа:
Недостатки:
Обратите внимание! Чем больше глубина залегания водоносного слоя, тем чище вода будет поступать на ваш участок.
Прохождение стволов ударно-канатным методом является самым длительным, трудоемким и старым способом бурения, но при этом остается одной из самых качественных технологий строительства скважин. Порода разрушается от ударов тяжелого снаряда, резко опускаемого с высоты. После каждого удара измельченная порода достается из желонки.
Установка состоит из стакана, лебедки, троса, блока или треноги забивной желонки. Стакан - труба, заостренная на одном конце. Используя лебедку, стакан поднимают над забоем и резко опускают. Падая, он врезается в слой породы и набирает внутрь ее небольшое количество. Чтобы как можно лучше преодолеть сопротивление грунтового слоя и проникнуть в него, используют специальную ударную штангу. При ударе штангой по торцу стакана происходит его наполнение породой.
Точно так же работает желонка. Для твердых слоев пород применяется буровое долото способное измельчить или раскрошить породу.
Преимущества ударно-канатного способа:
Недостатки:
При ограниченной площади самым эффективным и практичным вариантом бурения скважины считается ручное бурение. Для работы используется ручной бур, переходные штанги, инструменты для чистки бура и рукоятки. Диаметр бура может быть от 10 см до 30 см. Технология бурения скважин для воды вручную обычно применяется для глубины ствола в 10 м. Чтобы продолжить бурение дальше, нужно прикладывать много физических усилий.
Обратите внимание! Если обеспечить разработку скважины лебедкой, блоком и подвесным устройством, глубина ствола значительно увеличится. При ручном способе два человека могут пробурить 10 м скважину за два рабочих дня.
Преимущества способа:
Недостатки:
Вы ознакомились с основными технологиями бурения скважин на воду и теперь можете выбрать то, что больше всего подходит для вашего участка. Если вам нужна только техническая вода, лучше всего применить технологию ручного бурения. Для более глубоких скважин лучше воспользоваться одной из первых трех представленных технологий.
Чтобы загородный дом или дача, расположенные вдали от централизованных сетей водоснабжения, не были лишены благ цивилизации, а именно воды, стоит пробурить скважину на участке для обеспечения хозяйственно-бытовых и питьевых нужд водопотребления. Главным преимуществом такого гидротехнического сооружения является стабильная подача воды круглый год. Первое, что нужно сделать на этапе сооружения такого источника, – это пробурить проходку. При этом может использоваться разная технология бурения скважин. У каждого метода есть свои нюансы, преимущества и недостатки. Чтобы вам было проще разобраться в особенностях бурения скважины на воду, мы предлагаем вашему вниманию видео процесса.
Для обеспечения водоснабжения дома от подземного водного горизонта можно использовать разные виды скважин:
Главным преимуществом постройки колодца является простота процесса, возможность его самостоятельного выполнения и финансовая выгода. В таком сооружении постоянно присутствует около двух кубометров воды. К недостаткам колодцев можно отнести необходимость их постоянной чистки, иначе вода начнёт заиливаться, вероятность загрязнения и пересыхания.
Неплохой недорогой альтернативой колодцу может стать абиссинская скважина. Её глубина доходит до 15 м. Однако это сооружение тоже недолговечно. Гидротехнические сооружения на песок бурятся на глубину 15-30 м. Они могут прослужить пару десятков лет. Однако такая скважина тоже может заилиться.
Самая чистая и качественная вода добывается из артезианской скважины. Такие водоносные горизонты залегают на значительной глубине (свыше 50 м) среди пластов пористого известняка. Срок службы этого гидротехнического сооружения самый внушительный (до 50 лет).
Для строительства гидротехнического сооружения может использоваться один из следующих методов бурения:
Технология бурения скважин на воду выбирается в зависимости от требуемой глубины забоя и состава грунта. В любом случае для получения полных данных требуется провести геологоразведочные работы. По полученным результатам можно подобрать подходящий метод бурения.
Важно знать: для сооружения артезианских скважин используется роторный способ. Такое бурение позволяет выполнять забой нужной глубины и диаметра. Метод также подходит по экономическим и экологическим соображениям. Бурение можно проводить в рыхлых породах со скальными вкраплениями.
Для обустройства неглубокой скважины на песок в песчаном или рыхлом грунте можно выбрать метод гидробурения. Также с этой задачей неплохо справится технология шнекового бурения. Это самый простой и доступный способ сооружения скважин на песок. Рассмотрим особенности технологического процесса самых востребованных методов бурения.
Это самая распространённая технология. Работа ведётся при помощи бурильной трубы с расположенным внутри вращающимся валом. На конце вала находится долото. Для создания необходимой нагрузки используется гидравлическая установка. О том, как происходит процесс роторного бурения, можно узнать из предложенного в конце статьи видео. Если кратко описать процедуру бурения, то она заключается в следующем:
Для вымывания грунта из скважины выполняется промывка ствола бурильным раствором. Он может подаваться двумя способами:
Преимущества роторного бурения:
Обычно малогабаритные буровые установки работают именно по этой технологии ввиду её простоты и дешевизны. Для разрушения породы и её извлечения на поверхность используется шнек или Архимедов винт.
Глубина гидротехнического сооружения в этом случае может доходить до 60 м. Главные ограничения при такой методике бурения – это возможность работы только в сухих и мягких почвах. Если на пути движения шнека окажется твёрдая порода и плывуны, то дальнейшее бурение будет невозможным.
Внимание: несмотря на то, что шнековое бурение – довольно простая технология, важно не только пробурить скважину, но и правильно защитить её от верховодки, которая может загрязнить воду в источнике.
Это самая трудоёмкая и медленная технология. Однако качество проходки самое высокое. Суть технологии в следующем:
Главное преимущество в том, что это сухое бурение не требует использования воды или промывочного раствора. Благодаря этому достигается высокая точность вскрытия водоносного пласта, а также значительно увеличивается срок эксплуатации гидротехнического сооружения (до 50 лет), которое будет давать максимальную производительность.
Недостатком является дороговизна метода. Также в ходе бурения необходимо постоянно изолировать вышерасположенные водоносные горизонты, что требует заготовить много обсадных труб.
Как проводится бурение скважин на воду (видео):
