Как обустроить скважину на воду после бурения

Скважина игла

Этот вариант скважины получил ещё название абиссинского колодца. Скважина игла проще, чем скважина на песок, но во многом с ней похожа. Кроме простоты и дешевизны абиссинский колодец выгодно отличается тем, что с его помощью можно качать очень чистую воду. Игла берёт воду, пропущенную через песок, в то время как скважина «на песок» качает воду из горизонта суглинка.

Скважину называют иглой потому, что это фактически вбитая в землю труба. Как будто в грунт ввели иглу. Несомненным достоинством такой иглы является дешевизна, быстрая установка и долгий срок службы — до 30 лет. На поверхности земли она занимает мало места, поэтому можно разместиться в подвальном помещении дома. Достают воду в такой скважине с помощью помпы или насоса.

Недостатки

• малая производительность;
• вероятность снижения запасов воды зимой или в засушливый период;
• возможность установки только на рыхлых грунтах;
• невозможность использования нескольких точек забора воды без ущерба для напора;
• вероятность заиливания при перерывах в использовании;
• отсутствие возможности подключить несколько водоразборных точек без снижения напора.

Существуют два метода устройства иглы: забивной и бурением. Забивание — просто и дёшево, но есть вероятность проскочить водоносные пласты или попасть в камень, после чего придётся начинать всё сначала. По мере продавливания трубы вниз, в неё всё время подливается вода. Когда вода начнёт уходить в грунт, можно начинать установку насоса.

Нужно учесть

• Использовать следует металлические или пластиковые трубы на 1 или 1,5 дюйма, которые режутся на 1-2 метровые отрезки. После погружения одного отрезка производится наращивание трубы с помощью резьбовых соединений с другим отрезком.
• В качестве уплотнителя лучше используется силикон, краска, муфты.
• Диаметр наконечника трубы должен превышать диаметр самой трубы. В конце трубы должен находиться специальный фильтр. При этом наконечник и труба должны быть сделаны из одного материала.

Колонковый метод

В основном, применяется при бурении промышленных скважин, а также для исследовательских работ. Порода разрушается при помощи специального долота – пустотелой трубы, оборудованной резцами. Проникая вглубь грунта, она отсекает его от основной структуры, после чего не составляет труда вымыть его наружу при помощи направленной струи воды под давлением.

• Преимущества метода очевидны – высокая скорость работы, взаимодействие с любыми видами породы, мобильность и малые габариты буровой установки.
• Из недостатков можно выделить небольшой диаметр трубы долота (не больше 150 мм) и быстрое стачивание коронок, что приводит к дополнительным расходам.

Типы скважин по глубине

Для производства собственного водозабора важным фактором является достижение определенного водоносного пласта. В свою очередь, каждый из них находится на разной глубине:

• Первым находится «верховодка», в состав которого входят атмосферные осадки с грунтовыми водами. В зависимости от особенностей местности их глубина может достигать 25 метров. Для питья такая вода не годится, она может использоваться для ухода за приусадебным участком, поливки огорода. Для достижения глубины до 10 метров применяется забивная скважина, которая представляет собой толстостенную трубу с коническим наконечником, погруженную в грунт ударным способом.
• Вторая вода находится на глубине 40-90 метров между первым и вторым слоями суглинистого грунта. Этот водоносный слой является наиболее популярным в бытовой сфере. Среднестатистическая производительность такой шахты 0,8-1,2 куб. м/час, чего вполне хватает для удовлетворения нужд семьи при проживании в загородном доме. Такая вода может использоваться в качестве питьевой после дополнительной фильтрации. На бурение такой скважины не требуется разрешение, за потребляемую воду не придется платить поквартальный налог.
• Наиболее чистая артезианская вода находится на глубине до 200 метров, размещается в слое известняка. Природное давление на такой глубине самопроизвольно выталкивает воду на поверхность. Производительность такого водозабора может составлять 3-10 куб. м/час, чего будет достаточно для полноценной жизни нескольких семей. Вода является питьевой, может содержать растворенные минералы.

Несмотря на заявленное качество воды, перед ее употреблением необходимо сделать проверку в СЭС.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• ударно-канатное;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

5-й вариант: телескопическая конструкция

• В процессе бурения встречаются породы, существенно затрудняющие работы (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняки и другие).
• Известняк водоносный, напорный. Уровень воды в скважине выше уровня известняка.
• Требуемая производительность источника – для водоснабжения частного дома.

Используется телескопическая конструкция водоскважины (Рисунок 5). Это происходит в случаях, когда на пути бурового инструмента встречаются геологические трудности: валуны, сыпучие грунты, окремненный известняк и другие. Поэтому до этого момента скважина обсаживается начальной стальной обсадной трубой (133 мм или 159 мм). Далее происходит переход на бурение и обсадку стальными трубами меньшего диаметра, которые устанавливаются на известняк. В известняке водоскважина не обсаживается и остается открытый ствол, который и служит водопритоком.

6-й вариант: телескопическая конструкция

• В процессе бурения встречаются породы, существенно затрудняющие работы (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняки и другие).
• Известняк водоносный, но не напорный — уровень воды в стволе источника ниже уровня известняка.
• Требуемая производительность скважины – для водоснабжения загородного дома.

Применяется телескопическая конструкция скважины (Рисунок 6). Как в предыдущем варианте до геологических осложнений водоскважина обсаживается начальной стальной обсадной трубой 133 мм или 159 мм. Далее происходит переход на бурение и обсадку стальной колонной меньшего диаметра, которая уже ставятся на известняк. В известняке, устанавливают дополнительную колонну, состоящую из обсадных труб еще меньшего диаметра, в которую уже будет устанавливаться насос. Водоприток в данном случае — открытый ствол или перфорационные отверстия обсадной трубы.

В статье рассмотрены основные, часто применяемые при бурении конструкции артезианских скважин. На самом деле конструкций больше. Каждая вариация применяется в конкретном случае индивидуально.

Песочная скважина на даче своими руками

Принимаясь непосредственно за выполнение работ, нужно начать с составления планов и схем. В первую очередь подумайте о том, где будет располагаться скважина в вашем дворе. Учтите все постройки на участке, чтобы понять, насколько удобное местоположение вы выбрали. Не забывайте и о том, что вы планировали возвести на своей даче в будущем. Помните, что скважина строится однажды, и перенести её в другое место будет нелегко.

Порядок выполнения работ

Уладив все вопросы расположения, создав планы выполнения работ, необходимо приступать к их реализации:

1. Внимательно проведите разметку для выполнения будущих работ. Следите за тем, чтобы точность была максимальной.
2. Подготовьте шурф для вхождения инструмента бурения.
3. Инсталлируйте оборудование для бурения на требуемую позицию.
4. Начинайте бурение.
5. Соберите фильтровую колонку из трубы, отстойника, а также фильтра, и опустите её в шурф.
6. Присмотритесь и найдите пространство между грунтом и стенками обсадной трубы снаружи. Его необходимо засыпать щебнем или песком, на ваш выбор. Если выберите щебень, будьте предельно осторожны, чтобы не повредить обсадную трубу снаружи.
7. Промойте фильтр, закачав в трубу воду насосом. Так вы сможете загерметизировать её верхнюю часть.
8. Используя шнековый насос, а также желонку, откачайте воду из скважины.
9. Убедитесь в том, что вода из скважины стала чистой.
10. Аккуратно и медленно опустите погружной насос в скважину. Выполняется данная процедура с использованием троса страховочного типа.
11. Проведите подключения водопроводной трубы или шланга к насосу.
12. Для того чтобы подача воды могла быть регулируемой, инсталлируйте специальный вентиль на трубу.
13. Обсадная труба, которая выступает над поверхностью, не должна пропускать воду в нежелательных местах. С этой целью выполните гидроизоляцию.
14. Скважинное устье оборудуйте с помощью кессона, после чего тщательно закрепите его на оголовке с помощью сварочного аппарата.
15. Если вы предусматривали подвод труб к дому, на данном этапе пришло время уложить их в траншеи.
16. Обсыпьте кессон грунтом, а также выполните бетонную отмостку.

Вот так вот, менее чем в 20 шагов, может быть сделана скважина на даче. Безусловно, все не так просто, но выполняя работы предельно точно, у вас все получится.

Бурение неглубокой скважины своими руками

Вы также можете пробурить скважину ручным методом, но для этого, естественно,  пригодится особое оборудование. Перечисляем его ниже:

• бур;
• бурильная вышка;
• лебедка;
• обсадные трубы;
• штанги.

Бурильную вышку, к слову, брать необязательно, но только в том случае, если скважина не будет глубокой. Для неглубоких отверстий вам можно доставать вручную колонну для бурения.

Что касается бурильных штанг, то они делаются из обычных труб, а соединяются с помощью резьбы или шпонок. Нижнюю из штанг не следует забывать, ведь именно она должна быть оборудована специальным буром.

Для изготовления режущих насадок вам потребуется листовая сталь шириной в 3 миллиметра. И еще один очень важный момент касается заточки кромок насадок. Их нужно точить таким образом, чтобы в результате они входили в почву под землей по направлению часовой стрелки.

Теперь вам следует установить вышку на участке, на котором будет осуществляться бурение. Следите за тем, чтобы высота вышки превышала размеры штанги для бурения так, чтобы подъем и извлечение штанги происходили совершенно беспрепятственно.

Для создания скважины вам наверняка потребуется помощник. Начинать вращение вы сможете и сами, но уже через некоторое время, когда бур уйдет под землю, усилий одного человека будет недостаточно для продолжения бурильных работ.

Если и вдвоем с помощником вы наткнетесь на проблемы или попросту застрянете, попробуйте залить в грунт воды, так как она его несколько размягчит.

Когда бур доходит до уровня земли, к нему крепится дополнительная станина. Продолжайте бурение до того самого момента, когда вы заметите по земле, что наконец добрались до водоносного слоя. После этого вам нужно очистить скважину от земли и погрузить бур еще глубже, пытаясь достичь слоя, который называется водоупорным. Достигнув этого слоя, в скважину начнется обильный приток воды.

Откачайте грязную воду с помощью насоса и уже в скором времени вы обнаружите чистую воду. Если вдруг вы заметите, что вода не становится чище, нужно углубить бур еще на несколько метров.

Типы скважин для дачи

На дачах в основном применют три разновидности скважин.

Абиссинская

Абиссинская скважина под воду представляет собой небольшой источник, который можно изготовить на территории частного дома, гаража и другого крытого помещения. Жидкость добывается из глубины около 15 метров. Преимущественно вода питьевая и чистая. Имеет благоприятный минеральный состав.

Плюсы:

• Изготавливается своими руками.
• Не нарушает ландшафтный дизайн.
• Отсутствует потребность в аренде спецтехники.
• Насос выносной или находится в кессоне над самим источником.
• Работа займет около 1 дня.
• Исключается заиливание.
• Производительность до 3 куб/ч.
• При необходимости можно легко демонтировать и переместить в другое место.

Минусы:

• Ограничение по глубине.
• Необходимо постоянно эксплуатировать. В противном случае придется производить прокачку, что является трудоемким процессом.

На песок

Глубина определяется уровнем залегания водоносного слоя. Водяная скважина на песок располагается во втором межпластовом слое. Жидкость скапливается в песчаных отложениях. Ее глубина может быть минимум 15 м и максимум 30 м. Изготавливается она преимущественно шнековым способом бурения.

Принцип действия. Диаметр источника составляет 100 мм. На дно кладется специальная фильтрующая трубка. Впоследствии она может засориться и придется бурить заново. Наверх жидкость подается при помощи насосного оборудования.

Плюсы:

• Минимальные вложения средств.
• Простая конструкция позволяет выполнить ее своими руками.
• Возможность использования небольших буровых установок.
• Возможность пробурить в любом удобном месте.
• Нет необходимости сооружать сложную фильтрационную систему.

Минусы:

• Эксплуатационный срок.
• На производительность влияет уровень залегания воды.

Артезианская

Изготавливается для больших домов. Глубина может достигать 100 метров и более. На даче обустраивается обсадной и эксплуатационной трубой. Первая имеет диаметр 159 или 133 мм. Вторая 133 или 117 мм. Диаметр скважины определяется из потребностей.

Плюсы:

• Высокая производительность.
• Продолжительный эксплуатационный срок.
• Стабильный уровень.

Минусы:

• Высокая стоимость.
• Продолжительное изготовление, до 7 дней.
• Использование дорогой очистной системы по причине высокой минерализации.
• Применение крупногабаритной техники.
• Необходим пакет разрешительных документов.

Разведочная шахта

Этот тип скважины отличается меньшим диаметром, бурение обычно проводят самым быстрым и малозатратным вращательным методом, или шнековым (если глубина скважины менее 50м). Если шахта предполагается глубокой, используют колонковый метод.С помощью разведочной скважины проводятся следующие операции:

• производится замер глубины залегания водоносного горизонта
• берут пробы грунта из водоносного слоя для определения его водоемкости, уровня качества воды
• берут пробы грунта из водоупорного слоя, чтобы узнать степень его надежности, определить возможность проседания выработки или ее засыпания

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

• Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
• Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
• Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.

Это интересно: Влагостойкий ламинат: рассматриваем вместе

Типы и особенности монтажа кессонов

Бесперебойную работу скважины призван обеспечить кессон, утепленная водонепроницаемая емкость с необходимым оборудованием внутри.

Обычно в нем монтируется насос, запорная арматура, измерительные приборы, автоматика, фильтры и т.п. Выполняются сооружения из разных материалов. Наиболее распространены:

Пластиковые. Отличаются отличной теплоизоляцией, что позволяет даже без дополнительного утепления поддерживать температуру внутри кессона на уровне 5С. Долговечностью, прекрасными гидроизоляционными характеристиками, что дает возможность избежать дополнительных затрат на изоляционные работы, приемлемой ценой, особенно в сравнении с другими вариантами. Кроме того монтировать систему достаточно просто в силу ее небольшого веса. Главный недостаток –  малая жесткость, которая может спровоцировать деформацию конструкции и порчу оборудования. Однако с ним легко справиться, залив емкость по периметру цементным раствором слоем в 80-100 мм.

Пластиковые кессоны обладают отличной теплоизоляцией, что позволяет устанавливать их без дополнительного утепления

Стальные. Чаще всего обустройство водяной скважины производят именно с такой конструкцией. Материал позволяет изготовить кессон любой нужной формы, при этом не потребуется особых усилий. Будет достаточно всего лишь сварить детали между собой и обработать сооружение изнутри и снаружи особым антикоррозийным покрытием. Для качественной емкости будет вполне достаточно металла толщиной 4 мм. Так же в продаже можно найти готовые сооружения, но их покупка обойдется гораздо дороже самостоятельного изготовления.

Существуют различные формы стальных кессонов — под различные нужды

Железобетонные. Очень прочные и долговечные установки, ранее чрезвычайно распространенные. В силу своих недостатков сегодня используются гораздо реже. Их стоимость очень высока, а для монтажа требуется специальная техника, что  обусловлено большим весом оборудования. По этой же причине со временем бетонный кессон проседает, деформируя находящиеся внутри него трубопроводы.

Бетон обладает недостаточной теплоизоляцией, что может спровоцировать замерзание воды в насосе в сильные морозы, и плохой гидроизоляцией, поскольку бетон гигроскопичен

Вот примерная схема монтажа оборудования в кессон и подведения коммуникаций:

Схема установки оборудования в кессон

Собираясь выполнить обустройство скважины своими руками, стоит познакомиться с этапами монтажа кессона. Они почти одинаковы для любых типов сооружений, с небольшими нюансами, зависящими от материала оборудования.Рассмотрим этапы установки стальной емкости:

Подготовка котлована. Копаем яму, диаметр которой на  20-30 см превосходит диаметр кессона. Глубину нужно рассчитать так, чтобы горловина сооружения возвышалась над уровнем земли примерно на 15 см. Так удастся избежать затопления емкости в период паводка и обильных осадков.

Монтаж гильзы обсадной трубы. Выполняем отверстие в днище емкости. Расположить его можно традиционно по центру или сместить так, как нужно для установки оборудования. К отверстию нужно приварить гильзу длиной 10-15 см. Ее диаметр должен быть больше диаметра обсадной трубы. Обязательно проверяем, чтобы гильза легко надевалась на трубу.

Установка ниппелей для вывода водопроводных труб. Ввариваем их в стенку емкости.

Установка кессона. Обрезаем обсадную трубу на уровне земли. Емкость ставим на брусья над ямой так, чтобы гильза на днище емкости «оделась» на трубу

Проверяем, чтобы оси кессона и  обсадной трубы точно совпали, затем аккуратно удаляем брусья и осторожно опускаем сооружение по обсадной трубе вниз. Устанавливаем емкость в яме строго вертикально и закрепляем брусками. Привариваем к днищу трубу, герметизируя при этом кессон

Через ниппели заводим в сооружение водопроводные трубы

Привариваем к днищу трубу, герметизируя при этом кессон. Через ниппели заводим в сооружение водопроводные трубы.

Засыпка сооружения.

Кессон «надевают» на обсадную трубу и аккуратно опускают в котлован

Нужно отметить, что в принципе возможно обустройство скважины без кессона, но только в  случае, если неподалеку от нее расположено отапливаемое строение, в котором и располагается оборудование.

Удобство такой системы бесспорно – все узлы легко доступны. Однако и недостатки так же существенны: она занимает достаточно много места в помещении и чаще всего сильно шумит.

Инструменты и установки

Разные виды бурения скважин требуют использование различного оборудования. Выбор инструмента определяет характер почвы в вашем районе.

Используются следующие ручные буры:

• Шнековый. Необходим при роторном бурении в условиях мягкой глины и влажных супесей.
• Стакан. Нужен в канатно-ударном, в условиях облипающей и вязкой почве.
• Ложковый. Применяется в ударно-вращательном бурении, в условиях сыпучего и рыхлого грунта.
• Желонка. Используется в канатно-ударном, в условиях ила, осыпающейся почвы и тому подобное.
• Долото. Штанга для разбивания валунов.

Каждый бур имеет режущую коронку. Делается она из твердосплавной и закаленной стали.

Перед тем как пробить источник, происходит монтаж специальных установок:

• Ударно-канатная. Скорость бурения очень низкая. Принцип заключается в падающей желонке, которая под своим весом разбивает грунт. Она же и поднимает почву наверх. Представляет собой треногу с тросом. На веревку крепится желонка.
• Шнековая. Длина шнека достигает 2 метров. Процесс бурения происходит вручную и механизированно. Выполнив 3 оборота, почва извлекается наружу. Постепенно штанга наращивается. Мобильная установка позволяет обеспечить высокую производительность.
• С промывкой. Самая производительная установка. По сути, это бурение водой при использовании штанги с лопастным буром. За один час можно углубиться до 10 метров.

Фильтры

Качество воды из любой скважины во многом обуславливается наличием особого скважинного фильтра. И эта деталь больше других, входящих в скважинное сооружение, подвержена износу. А значит к ее выбору следует подойти ответственно.

Для скважин «на известняк», например, достаточно будет простого решетчатого фильтра — то есть перфорации на нижнем обсадочном колене. Он же сможет стать основой фильтра скважины «на песок» (в сочетании с гравийной засыпкой). При этом требования к перфорации предъявляются следующие:

диаметр отверстий от 15 до 30 мм, в зависимости от грунта;
скважность (отношение общей площади отверстий к площади, которую они занимают) 0,25-0,30;
расположение отверстий поперечное, в шахматном порядке;
площадь (общая) отверстий должна быть не меньше площади поперечного сечения обсадочной трубы (ее просвета).

Когда насос ставится в скважину, оснащенную внутренним фильтром, дном этой скважины считается его (фильтра) верхний обрез. Из-за этого однократный объем забора воды существенно снижается. Кроме того, фильтр сильно заиливает скважинное сооружение, ведь вода просачивается в зазор между ним и обсадной трубой. Сокращается и срок службы самого фильтра, и насоса, поскольку в последний неизбежно попадает песок. Поэтому насос зачастую помещают в отдельную трубу, которая насаживается на фильтровый выход. Но для этого надо делать скважину большего диаметра.

Если в распоряжении бурильщиков имеется дорогой и конструкционно сложный центробежный насос, все просто — его подсоединяют к выходному патрубку фильтра, и в результате прекращается и заиливание, и запесочивание. Но когда такого оборудования нет, приходится что-то придумывать.

Обратите внимание! Многие мастера детали для фильтров делают самостоятельно, используя ПВХ-трубы, полимерную сетку и пружины из нержавеющих материалов. Но такие конструкции редко служат долго, да и фильтруют воду не слишком хорошо

Лучше потратиться, но выбрать и купить по-настоящему надежный, хорошо работающий фильтр. Тем более, что выбрать есть из чего: