Буровая скважина

Сегодня очень активно проводят бурение скважин. Самая глубокая в мире скважина – «СГ-3» Кольская сверхглубокая. Работами по проведению научно-исследовательских работ, в большей степени занимался научно-производственный центр «Недра». Однако в лучшие годы, к проведению исследовательских работ привлекалось до 16 исследовательских лабораторий, которые лично курировал министр геологии Советского Союза.

Поверхностные слои Земли, которые сложены осадочными породами, ввиду широко развитого в те времена нефтяного бурения были достаточно изучены до глубины в 8000м. Довольно большой интерес представляло бурение в выходящих на поверхность вулканических породах, имеющих возраст более 3 миллиардов лет. Именно этот интерес повлек за собой заложение самой известной в мире скважины – Кольской сверхглубокой.

Местонахождение скважины:

Геологическая точка заложения СГ-3 – северно-восточная часть Балтийского щита, которая представляет собой сочленение докембрийских рудоносных пород. Географическое расположение – неподалеку, а именно в 10 км на Запад, от города Заполярный в Мурманской области. Данное место заложения было определено множеством факторов, ключевым из которых оказалось близкое прохождение к поверхности земли границы Мохоровичича.

История сооружения скважины:

Заложение Кольской сверхглубокой скважины было произведено в 1970 году, в честь столетия от для рождения советского политического и государственного деятеля В.И. Ленина.

Для реализации проекта, под руководством высококвалифицированных специалистов, специально была создана «Кольская геологоразведочная экспедиция».

Процесс бурения скважины СГ-3 начался 24 мая 1970 года. До глубины 7263 м. для осуществления процесса бурения использовалась серийная буровая установка «Уралмаш-4Э», которая ввиду неблагоприятных погодных условий, сверху донизу была обшита деревянными щитами. Этот интервал был сложен однородными прочными и крепкими породами, в большей степени однородными гранитами, что оказывало положительное влияние, как на процесс бурения, так и на состояние ствола скважины.

По достижению отметки 7263 м, проект пережил годовой перерыв, который был связан с созданием новой, специальной буровой установки для сверхглубокого бурения «Уралмаш-15000». По возобновлению процесса бурения с отметки 7263 м, геологический разрез сменился от прочных, твердых пород на более мягкие, слоистые, трещиноватые. Это оказало негативное влияние на состояние ствола скважины, привело к образованию каверн, и многочисленным осложнениям и авариям.

Наиболее частым видом аварий на скважине были прихваты инструмента, с обрывом нижней части КНБК. Ликвидация этих аварий производилась путем цементирования потерянной части, с последующим отклонением. В связи с многочисленными обрывами, и их ликвидацией, темпы углубления скважины значительно снизились.

В 1983 году была достигнута отметка в 12057 м. С целью подготовки к Международному геологическому конгрессу 1984 года, все работы по сооружению скважины были заморожены. Итогом Международного геологического конгресса стала всемирная слава – статьи с фотографиями Кольской сверхглубокой печатались в СМИ по всему миру; была выпущена почтовая марка; за работы на СГ-3 лауреатами различных премий стали десятки руководителей государства.

Процесс бурения был возобновлен 27 сентября 1984 года. Любому буровику известно, что незаконченная скважина не терпит и не прощает длительных простоев. Процесс дохождения к забою был немного затруднен. Было произведено калибрование стенок скважины, и выполнен рейс длиной в 9 м, в результате чего была достигнута отметка в 12066 м. С самого начала подъема бурового инструмента, при попытке оторваться от забоя, выяснилось что в скважине произошел прихват. В процессе борьбы с прихватом произошел обрыв инструмента – в скважине осталось более 5 км бурильных труб.

27 сентября 1984 года – считается черной датой для скважины Кольская сверхглубокая СГ-3. Попытки ликвидировать аварию продолжались более 7 месяцев, и все они были безуспешными. В связи с этим, было принято решение оставить потерянный инструмент в скважине, и забурить новый ствол с глубины 7 км. Отметка в 12 км была достигнута повторно в 1990 году. Конечная глубина скважины 12262 м, достигнута в 1992 г. Ввиду множества аварий, было принято решение остановить работы по проекту.

Все работы по сооружению скважины СГ-3 были остановлены в 1992 году в связи с прекращением финансирования проекта и отсутствием государственной поддержки. В 2008 году проект «Кольская сверхглубокая скважина» был окончательно закрыт; скважина была консервирована, все оборудование демонтировано, а объект заброшен.

Интересные факты о СГ-3:

– За время бурения скважины было использовано более 50 км бурильных труб.
– Масса бурильной колонны в скважине составляла более 200 тонн.
– В процессе сооружения скважины использовались бурильные трубы из легкосплавного материала. Если бы использовались стальные трубы, то они бы оборвались под собственным весом.
– Проходка за рейс составляла от 7 до 10 мм, а время на бурения составляло в среднем 4 часа, что обусловлено продолжительностью «жизни» буровой коронки. Несмотря на это, ввиду множества осложнений и аварий в скважине, за месяц бурилось в среднем 60 м.
– Время проведения спуско-подъемных операций до отметки 12 км составляло порядка 18 часов.
– При обрывах инструмента, производилось забуривание новых стволов над местом обрыва. Всего было забурено 12 таких стволов, четыре из которых длиной до 5000 м.

 

vseoburenii.com

Насколько углубляться?

Расположение водоносных слоев относительно поверхности почвы зависит не только от региона и гидрологических особенностей. Играет роль, вода какого качества является целью бурения. Специалисты различают три ключевых водоносных пласта различных по качеству воды, мощности запасов влаги, глубине залегания.

Недалеко от поверхности (3-10 м) находится первый водяной пласт, называемый верховодкой. Это как раз та вода, до которой можно без особых сложностей пробиться, если бурить своими руками. На пути бурения крайне редко попадаются твердые породы, поэтому, имея небольшой опыт и несложный инструмент, есть возможность устроить абиссинский колодец (так называется скважина для добычи влаги из верховодки). Мощность поверхностных водяных пластов небольшая, поэтому на дебет выше 0,5 м3 в час не стоит рассчитывать. Качество воды в большинстве случаев невысокое, которого хватает только для обеспечения технических потребностей.

Залегание песчаных водоносных пластов находится на глубине 10-35 м. Здесь удовлетворительная по качеству вода, значительнее мощность притока (дебет до 1 м3). Бурить своими руками до песчаного водоноса вряд ли целесообразно, хотя опыт показывает, что некоторым усердным водяным «старателям» это удавалось, если горизонт находился на небольшой глубине (до 15 м). В большинстве же случаев для устройства колодца «на песок» применяют механизированные методы бурения.

Глубже всего расположены известняковые водоносы (30-250 м), до которых бурением своими руками точно не добраться при самом поверхностном их расположении относительно поверхности почвы. Для того, чтобы достать рыхлый известняк, несущий самую качественную артезианскую воду, иногда не всякая бурильная техника подойдет. Приток воды здесь намного выше (3-5 м3) и зависит от мощности пласта и совершенства скважины. Теперь рассмотрим применяемые сейчас способы бурения скважин на воду, в том числе выполнимые своими руками.

Способы бурения скважины?

Выбор способа, который бы помог добраться до нужного водоноса, зависит, в первую очередь, от глубины залегания и особенностей грунтов. Выбирать же придется среди таких методов бурения:

• шнековый;
• роторный;
• ударно-канатный;
• ручной.

Каждый из перечисленных способов имеет преимущества, однако не всякий поможет добраться до глубоких пластов водных запасов. На какую глубину бурения можно рассчитывать, используя обозначенные виды бурения скважин, поговорим далее.

Бурение шнеком

Шнековая проходка скважины самая простая из применяемых механизированных технологий. Бурение происходит с помощью вращения винтоподобного приспособления, которое сначала разрыхляет грунт, врезаясь в него, а затем поднимает его к устью скважины. Бурить таким способом можно на глубину до 80 м при ширине колодца от 10 до 60 см.

Преимущество шнекового бурения в простоте технологии и ее сравнительно невысокой стоимости. В регионах с сухими и не твердыми грунтами такой способ бурения скважин предпочтительнее других, если бурить до верховодки или «на песок». Есть возможность достать шнеком до известняка, если он залегает не глубоко.

Недостаток метода в том, что он не подойдет при насыщенности грунтов скальными породами или наличии плывунов. Часто шнековый метод дополняется другими, что помогают пройти попадающиеся на пути бурения фрагменты скальных отложений.

Роторные бурильные установки

Роботу роторного бура можно сравнить с действием строительного перфоратора. Порода разбивается за счет вращения рабочей части и удара, который обеспечивает гидравлический механизм. Разрушенный грунт выводится на поверхность благодаря непрерывной промывке ствола глинистым раствором. Различают такие виды промывки:

• прямая;
• обратная.

Прямая промывка легче осуществима технически. При этом раствор подается в ствол и выходит к устью по затрубному пространству (между обсадными трубами и краем пробуренного ствола).

Обратная промывка сложнее технологически, однако дает лучшее вскрытие водоносного пласта и больший дебет скважины при последующей эксплуатации. Промывная жидкость заливается в затрубное пространство, после чего откачивается насосным оборудованием вместе с разрушенной в процессе бурения породой.

Роторное бурение самое технически сложное и дорогостоящее из применяемых методов, но незаменимо при желании достичь глубоких артезианских водоносов, особенно на сложных для проходки грунтах. Глубина бурения ротором достигает 300м, что позволяет вскрыть любые глубокорасположенные артезианские пласты. Еще одним преимуществом метода является высокая скорость проходки ствола.

Недостаток роторной технологии в применении больших объемов глинистого раствора, применяемого для промывки, вследствие чего глина загрязняет водоносный пласт вокруг скважины. Для того, чтобы оценить качество воды и ее приток, следует долго промывать пробуренный ствол, пока не станет подходить чистая вода.

Ударно-канатное бурение

К новым способам проходки ствола ударно-канатный метод не отнесешь, так как он является одним из первых, что применялся механизировано еще в начале прошлого века. Несмотря на то, что технология во многом не совершенна, она применима до сих пор ввиду своей простоты и хорошего качества изготовленной скважины.

Бурить грунт таким методом приходится долго. Суть проходки ствола в том, что с высоты падает тяжелый, зауженный снизу цилиндрический предмет (стакан) и за счет этого разбивает грунт. Выборка разрушенной породы происходит тем же стаканом, устроенным так, что грунт заходит в его полости и поднимается наверх вместе со снарядом. Подъем стакана происходит с помощью троса и лебедки, что установлена на треноге, или другом надежном каркасе, возвышающимся над уровнем почвы.

Для разрушения твердых пород, встречающихся на пути проходки ствола, используется ударная штанга, что бьет по стакану сверху, многократно умножая усилие. Часто для этих же целей дополнительно используется наконечник, выполняющий функцию долота.

Несмотря на трудоемкость ударно-канатного способа бурения, технология имеет и ряд преимуществ, главное из которых, — качественное вскрытие водоносного пласта с минимальным его загрязнением. Второй несомненный плюс, — технологическая простота, благодаря чему этот способ бурения скважин многие домовладельцы, как показывает опыт, с успехом применяют при устройстве неглубоких колодцев своими руками.

Если же цель бурения таким методом лежит глубже верхних водоносных слоев, следует позаботиться об обсаживании ствола трубами, чтобы отсечь плавуны и лежащие выше водные пласты.

Как чаще всего бурят своими руками?

С учетом того, что ручное бурение является очень трудоемким, на изготовление глубокой скважины рассчитывать не приходится. Опыт свидетельствует о том, что бурить глубже 10 м своими руками даже с несколькими помощниками тяжело физически, и на это уходит слишком много время.

Для самостоятельной проходки ствола обычно применяется ручной бур, что, по сути, является укороченным шнеком (принцип воздействия на грунт тот же). Вращение бура происходит за счет ворота, находящегося над поверхностью. При заглублении для соединения шнека и ворота используются соединительные штанги.

После проходки 15-30 см вся конструкция вынимается на поверхность и очищается от налипшего грунта. Чем больше глубина, тем процесс выемки и обратного помещения ручного бура в колодец становится сложнее, что сильно тормозит скорость бурения и ограничивает рациональную глубину проходки ствола.

Заключение

Современные способы бурения скважин позволяют добыть качественную воду с больших глубин. Однако этот процесс не каждому по карману, поэтому бурить своими руками с применением доступных для этого методов, домовладельцы будут еще долго, особенно в регионах, где близко от поверхности находятся водоносные пласты достаточной мощности при неплохом качестве воды.

vodakanazer.ru

Функции буровой установки

Буровая установка – это комплекс технических устройств и механизмов, которые используются для бурения и укрепления скважин. Такие установки изначально использовались для добычи полезных ископаемых. Позже разработчики убедились в том, что добывать воду при помощи бурения – это быстро, выгодно и удобно. Но при этом, не стоит забывать о экологии и утилизации мусора.

Для чего нужны буровые установки:

• бурение скважин небольшого диаметра для инженерных работ;
• бурение скважин для поиска полезных ископаемых;
• бурение разведочных скважин;
• бурение скважин на воду.

Виды скважин:

• Артезианская скважина – более 100 м, бурится для нескольких загородных домов или коттеджей. Срок эксплуатации – 50 лет.
• Трубчатый или абиссинский колодец – до 12 м, верхний водоносный слой, в который не могут попасть грязь, листья и другой мусор.
• Скважина на песок, служит 15 лет, затем она может заилиться, тогда нужно либо прочищать ее, либо бурить новый слой. Глубина от 15 до 30 метров.

Виды буровых установок

Приспособления с ручным приводом

Они обладают следующими качествами:

• низкая производительность;
• малогабаритность;
• используются на незначительных углублениях, например, скважинах на песок;
• не подходит для применения на твердых и тяжелых почвах.

Ударно-канатные устройства

Свойства этого оборудования:

• простота сборки и эксплуатации;
• высокий рабочий диапазон;
• на выходе получаем качественную скважину с длительным сроком службы;
• низкая скорость;
• глубина от 100 м и выше;
• можно использовать на каменистых почвах;
• в некоторых случаях необходимо дополнительное оборудование, что увеличивает стоимость скважины.

Данный вид бурения считается одним из первых, активно применялся до 40-х годов прошлого века.

Принцип работы

Используется ударный буровой патрон, который состоит из куска трубы. Под собственным весом он резко опускается вниз, разрушая почву, слой за слоем. С каждым ударом снаряд погружается все глубже. Движение запускается лебедкой. Через 2-3 спуска-подъема разрушенная почва поднимается на поверхность при помощи желонки. Для укрепления скважины в нее помещают обсадные трубы и цементируют. Чтобы избежать попадания в воду примесей, устанавливают скважинные фильтры.

Конструкция бура:

• опорная тренога с блоком, по которому проходит канат;
• механизм привода, осуществляющий движение снаряда;
• тяжелый по массе ударный патрон с насадками, до 80 кг. Это, по сути, труба до 2 метров длиной с заостренным краем снизу либо с
• вырубленными зубьями. Чем острее снаряд, тем он производительнее. Удержание раздробленной почвы осуществляется клапанным
• механизмом. Труба всасывает в себя почву и выгружает ее на поверхность.

Данный метод сменил более технологичный способ вращательного бурения с промывкой, но он до сих пор используется, так как может быть изготовлен самим домовладельцем.

Шнековые устройства

Этот вид оборудования:

• эффективнее, чем ударно-канатные конструкции;
• высокая производительность;
• используется на сухих и мягких почвах;
• процесс усложняется необходимостью постоянной очистки рабочего элемента.

Принцип работы

Бур в виде винта закручивается в почву. При входе в значительную глубину его наращивают при помощи буровой штанги. Раздробленная почва оседает между желобами винта, через несколько подходов его очищают и затем продолжают бурение.

Конструкция бура:

• шнек, или винт Архимеда, который поднимает разрыхленную почву;
• буровая штанга, которая используется для наращивания шнека, для чего на ней наносится резьба;
• ручной или механизированный привод, осуществляющий движение бура.

Ручной привод традиционно используется для бурения неглубоких скважин, но для ухода на глубину потребуется механизированный станок.

Вращательно-роторный способ, бурение с промывкой

Этот метод:

• самый современный и производительный метод;
• используется на любых видах почв;
• высокая скорость бурения, 10 метров и более в час;
• относится к разряду дорогостоящего оборудования;
• для бурения артезианской скважины требуется лицензия.

Принцип работы

Бурение скважины сопровождается ее промывкой специальным раствором. Так осуществляется подъем раздробленной почвы.

Читайте в нашей статье о развитии современных экологических технологиях.

О глобальных экологических проблемах и путях их решения, вы сможете узнать перейдя по http://greenologia.ru/eko-problemy ссылке.

greenologia.ru

Способы самостоятельного бурения скважин на воду

Скважины на воду бурят или забивают — разные технологии предполагают разные способы. Бурение скважин на воду своими руками возможно далеко не всеми методами, но некоторые использовать реально.

Шнековое бурение

При этой технологии скважину проделывают при помощи специального бура — шнека. Это стальная труба, с наваренными по спирали лопастями. При вращении снаряд погружается в грунт. После того, как он уйдет на вся свою глубину, его вынимают, грунт, оставшийся на лопастях высыпают. Шнек снова опускают в скважину, дорастив сверху трубу, продолжают выемку грунта. Так, раз за разом вынимая снаряд и стряхивая грунт, бурят скважину. Трубы на концах могут иметь резьбу или соединяться при помощи шпилек.

Недостаток этого метода — подходит он не для всех типов грунтов. Нормально бурятся мягкие или средние по твердости породы. Если встречается каменистый или скалистый слой, работа будет неэффективной — шнек тут бессилен. В сыпучих грунтах будут наблюдаться завалы, что тоже проблематично.

По этой технологии работают довольно мощные установки, но есть даже ручные шнековые буры. Ими работать очень тяжело, но возможно. Есть простое устройство, которое делает шнековое бурение скважин на воду своими руками проще — это тренога с воротом и укрепленным вверху блоком. При помощи троса, лебедки и блока проще доставать буровой снаряд, а делать это надо часто.

Более удобны моторизованные бурильные установки, причем не обязательно покупные. Есть интересные самоделки. В любом случае это рама с подвижно закрепленным мотором, который приводит в движение бур. Пример подобной установки в следующем видео. Шнековый бур используется не для скважин на воду, но суть самой установки и принцип работы от этого не меняется.

При небольших размерах шнека и штанг, которыми наращивается длина (до 1,5 м), этот метод бурения скважин на воду можно использовать и внутри дома, дачи, бани. Главное, чтобы грунты были подходящими.

Гидробудрение (при помощи помпы или насоса)

Как понятно из названия этот способ использует для бурения скважин воду. При самостоятельном применении чаще всего воду подают насосом в трубу. Она выходит через специальные отверстия внизу бура, вытекает самотеком через зазор между наружной стенкой трубы и стенками скважины.

Кроме бура и труб с резьбой для этого метода еще необходима помпа. Перед началом работ возле будущей скважины копаются два приямка. В первом оседает основное количество грунта, во второй поступает вода, лишенная большей части примесей. Воды для процесса надо немного — она постоянно циркулирует. Из первого приямка периодически осадки убирают обычно совковой лопатой. При необходимости, если вода стала слишком уж грязной, ее можно заменить. Ее откачивают при помощи той же помпы, только не подают в скважину, а сливают куда-то на участок. Залив новую партию воды можно бурение продолжать.

После того как скважина достигла требуемой глубины, в нее заводится обсадная труба с фильтром на конце. В последнее время чаще всего используется труба ПНД или ПВХ. С ПНД работать проще — она хорошо гнется. Фильтр — это дырки, насверленные на конце обсадной трубы. Длинна такого фильтра — около метра. Потом поверх можно намотать проволоку из нержавейки, а сверху мелкую сетку из той же нержавейки.

Ударно-канатный метод

Один из самых простых в реализации способов сделать скважину самостоятельно — ударно-канатный. Но он и самый медленный, при отсутствии механизации требует значительных физических усилий. С другой стороны, его можно рассматривать как тренажер. Причем очень эффективный — работают почти все мышцы тела.

Ударно-канатное бурение скважин на воду своими руками — универсальный метод, который можно применять на любом виде грунтов. Меняется только снаряд, а технология и установка остается такой же:

• На глинистых и других несыпучих грунтах используют отрезок толстостеной металлической трубы, на конце которой сделана режущая кромка, скошенная внутрь. Его еще называют бур-стакан за характерную форму. Его несложно сделать своими руками. Главное — найти трубу с толстой стенкой (чем толще, тем лучше). Остается заточить нижнюю режущую кромку, сделать прорези в боках (для легкого удаления грунта), а в верхней части сделать «ушки» для крепления карабина и троса.
• В слое сыпучих пород — щебня, песка — используют желонки. Это отрезок трубы ко дну которого приварен подпружиненная клапан. При ударе клапан открывается, грунт попадает внутрь трубы. При подъеме под действием сила тяжести клапан закрывается, не давая высыпаться породе.
• В тех же грунтах иногда эффективнее использовать бур-ложку. Он так назван за специфическую форму нижней части — двух загнутых навстречу друг другу лепестков.
• На скальных породах применяется буровое долото. Сначала порода дробиться, потом вынимается при помощи одного из описанных выше снарядов — каким удобнее, таким и работают.

Установка канатного бурения может быть выполнена по-разному. Самый распространенный вид — тренога, в центре которой закреплен блок. Но блок может крепиться и к Г-образной конструкции, также для облегчения труда можно использовать электродвигатель с редуктором.

Сама технология ударно-канатного бурения очень проста: снаряд поднимают, отпускают в свободное падение. Так повторяется много раз. С каждым ударом скважина становится чуть-чуть глубже. Когда пройден участок в 50 см, снаряд вынимают, освобождают от грунта. И все повторяется заново.

Чтобы бурение шло быстрее, необходим тяжелый снаряд. Если стенки трубы толстые, масса и так может быть значительной. При необходимости можно утяжелить — залить свинцом верхнюю часть трубы. Также для ускорения прохождения нижний край можно заточить, но делать это надо так, чтобы скос был направлен внутрь. Еще один момент: обратите внимание на прорези в буровых снарядах. Они облегчают удаление породы. Особенно это важно при прохождении плотных, вязких глиняных пластов.

Трос для ударно-канатной буровой установки нужен диаметром 10-12 мм. Если работать будете вручную, необходимы перчатки. При прохождении верхних слоев проще использовать ручной бур, а для более легкого прохождения верхних слоев в сухое время, можно в пробуренную скважину залить воды.

Обсадная труба и фильтр

Все описанные выше технологии самостоятельного бурения скважин на воду имеют общие черты. После того как скважина вышла на водоносный горизонт (в породе появится вода в больших количествах), еще некоторое время продолжают бурить, углубляясь в глубь водоноса на 1-2 метра. Затем весь буровой снаряд разбирают, а внутрь скважины устанавливают обсадную трубу.

С обсадной трубой надо разобраться. Диаметр выберите в зависимости от того, какого размера вам пробурили скважину и от типа насоса, который планируете использовать. Надо внимательно отнестись к выбору материала. Некоторое время для обсадной трубы использовали асбестовые трубы. Но они очень вредны — сильнейший канцероген. Не стоит использовать и оцинкованные трубы — цинк из организма не выводится, накапливается. А отравление им имеет очень  плохие последствия.

Остается не такой большой выбор — трубы из стали и нержавейки, а также пластиковые — ПНД и ПВХ. Нержавейка — практически идеальный вариант, за исключением цены и сложности сварки. Чтобы шов не ржавел необходима сварка в аргонной среде, а это непросто. Хотя, в некоторой степени помочь могут специальные электроды для сварки нержавейки.

В последние годы все более популярны трубы из пластика. ПВХ и ПНД — дешево и сердито, но для их установки скважина должна быть идеально ровной. Еще один момент — пластик не очень хорошо переносит нагрузки. Потому их использовать можно на небольшой глубине — метров до 15. В любом случае ставить для скважины канализационные трубы не стоит, лучше все-таки найти водопроводные, хоть они и дороже стоят: стенки в них разной толщины, так что вложения оправдаются.

Стальные трубы точно не сомнутся и простоят долго, но и у их есть существенный недостаток: они ржавеют. Тем не менее, из описанных выше вариантов именно металл оптимальный, если нет средств на нержавейку.

Чтобы внутрь обсадной трубы поступала вода, в нижней ее части, которая погружается в водоносный горизонт, делают фильтр. В трубе делают отверстия. Есть два варианта. Первый — сверлом большого диаметра, в четыре ряда в шахматном порядке. Второй — прорезают болгаркой продольные щели (размер 1,5-2,5 мм).

Поверху трубы наматывают проволоку (3-4 мм диаметром), а сверху нее крепят сетку с очень мелкой ячейкой. Лучше всего использовать нержавейку. В этом случае можно будет промывать фильтр от отложений при помощи промывочных растворов, а проволоку и сетку можно приварить к трубе.

Если использовать любой другой металл, через некоторое время фильтр выйдет из строя. Черный металл ржавеет, остальные разрушаются из-за электролитической коррозии.

Абиссинский колодец или скважина-игла

Это вид ручного бурения скважин на воду и бурением не назовешь — специальную штангу с литым конусообразным наконечником забивают в грунт, наращивая по мере надобности трубами-штангами (длинна одной 1-2 метра), которые соединяются при помощи резьбы. Называют этот тип скважин по-разному, забивная, абиссинская, игла. Все это об одном методе.

Отличие от всех других методов в том, что эти трубы так и остаются в земле, именно по ним будет поступать вода. То есть это скважина без установки обсадной трубы. Ее пробивают при помощи этих труб, их же потом и используют. Потому в качестве штанг, которыми наращивают иглу, используют водопроводные трубы с толстой стенкой. Диаметр от 25 -32 мм. Так как трубы забиваются навсегда, их соединение должно быть герметичным. Традиционно для повышения надежности используют подмотку (обычно — льняную), можно ее обмазать герметиком.

Первый элемент абиссинского колодца называется иглой. Но наконечник-пика далеко не единственное отличие этой части от других. Почти во всю длину трубы насверлены в ней отверстия. Это — фильтр для воды. Через них внутрь будет поступать вода. Чтобы они не забивались породой, поверх трубы спиралью наматывают проволоку, а на нее крепят мелкую сетку. Чтобы скважина служила долго, не забивалась, была возможность сделать промывку, проволока и сетка должны быть из нержавейки. Только в таком варианте служить фильтр будет долго и без проблем. Использование других металлов, пусть и нержавеющих, намного сокращает срок службы скважины — металлы разрушаются за счет электролитической коррозии. Потому латунная, медная или какая-либо другая проволока или сетка на стальную трубу не подходят.

Еще один момент. Чтобы при забивании сетку и намотку не оторвало, их приваривают к трубе. Следующий момент: диаметр широкой части конуса должен быть шире диаметра трубы. При забивании конус оставляет отверстие большей ширины, чем идущая за ними труба с намоткой, потому ее не сорвет.

Техпроцесс забивания скважины-иглы чрезвычайно прост: бьют по трубе, загоняя ее в грунт. Но если стучать чем-то тяжелым по верхушке трубы, она деформируется. Потому делают специальное устройство — бабку и конус, который навинчивается на верхушку трубы. Внутри бабки ударная поверхность имеет тоже форму конуса. Имеющиеся полости внутри заливаются свинцом — для увеличения веса. Чем больше весит снаряд, тем быстрее будет забиваться труба, но учтите, что поднимать его надо руками и очень много раз.

Сама баба в диаметре намного больше, чем труба, которую будут забивать. Чтобы при ее движении не было люфта внизу устанавливается шайба подходящего диаметра (чуть больше наружного диаметра трубы). В результате бабка свободно ходит вверх/вниз, но без какого-либо люфта. Высота подъема снаряда определяется его размерами — надо чтобы она не слетала с забиваемой трубы. Внешний вид бабки для забивки абиссинского колодца и ее чертеж расположены ниже.

Это не единственное приспособление, при помощи которого забивают скважины. Делают на трубу мощный зажим, который фиксируется по принципу струбцины. Вместо бабки используют тяжелое металлическое кольцо с двумя ручками. Как им работать — смотрите в видео.

Как видите, пробить скважину на воду можно и внутри дома или даже на дне старого колодца. Не так много места надо.

stroychik.ru

Наиболее эффективной и экономичной конструкцией для добычи подземных вод является буровая скважина. Это отличная альтернатива централизованного водоснабжения для земледельческого, садового хозяйства или загородного дома.

Обстроить скважину на воду можно разными способами. Рассмотрим основные технологии бурения и остановимся на общих рекомендациях по созданию собственного автономного источника питьевой воды.

Содержание

1. Выбираем тип скважины на воду
2. Способы бурения скважин на воду: технология, достоинства и недостатки метода
   • ручной способ бурения скважин
   • роторный способ: обратная и прямая промывка
   • ударно-канатное бурение
   • шнековый способ обустройства скважины
   • колонковый метод бурения
3. Общие рекомендации по обустройству скважины под воду

Выбираем тип скважины на воду

Бурение скважины на воду – достаточно трудоемкий процесс, требующий от исполнителя определенных знаний и навыков. Зависимо от геологических особенностей грунта и предполагаемых потребностей воды надо подобрать оптимальный тип скважины и технологию ее обустройства.

Стволы для скважин бывают нескольких типов:

1. безфильтровые (артезианские);
2. фильтровые (песчаные скважины);
3. колодцы.

Бурение артезианских скважин на воду осуществляется до пористого известняка, глубина залегания которого более 150 метров. Артезианская скважина способна обеспечить несколько загородных домов бесперебойной подачей воды круглый год (в таких забоях вода не замерзает). Период эксплуатации безфильтровой артезианской скважины достигает 50-ти лет.

Глубина бурения скважин на воду фильтрового типа (на песок) составляет – 15-30 метров.  Устройство песчаной скважины представляет собой заглубленную трубу, на конце которой находиться фильтр, отсеивающий крупные фракции песка. Такой скважины достаточно для небольшого загородного дома или дачного участка.

К числу достоинств скважины на песок относятся:

• простота бурения;
• низкая стоимость обустройства скважины.

Недостатки фильтровых скважин на песок:

• невысокая производительность (около 1 м3  за час);
• срок эксплуатации – до 10 лет;
• высокая вероятность заиливания;
• попадание в забой поверхностных и грунтовых вод.

Трубчатый (абиссинский) колодец имеет глубину 8-12 метров, сооружается с применением бетонных заводских колец. При наличии на участке хорошего родника, колодец быстро наполняется и накапливает воду (средняя вместительность – 2 м3 воды).

Выбирая конструкцию ствола для скважины, надо учитывать предполагаемые потребности в воде и регулярность ее потребления. Для дачного участка с сезонным пребыванием подойдет фильтровой ствол, а для обеспечения водой большого частного дома надо обустраивать артезианскую скважину – наиболее надежный вариант автономного водоснабжения.

Бурение скважин на воду: отзывы и советы выбора типа скважины

Способы бурения скважин на воду: технология, достоинства и недостатки метода

Классифицировать способы бурения можно по двум главным критериям.

1. По применяемым механизмам:
   • ручное бурение;
   • механическое бурение.
2. По принципу работы бурового инструмента:
   • ударный способ;
   • вращательный способ;
   • ударно-вращательный.

Рассмотрим наиболее востребованные способы бурения скважин на воду.

Ручной способ бурения скважин

Пробурить вручную можно скважину, глубина которой не будет превышать 25 метров. Бурение производиться до достижения водоупорного слоя.

Для ручного бурения скважин на воду используют такое оборудование:

1. Буровые головки разных типов:
   • бур-долото;
   • бур спиральный (змеевик);                                                                                               
   • бур-ложка;                                                                                                              
   • желонка.
2. Штанги.
3. Лебедка.
4. Обсадные трубы.
5. Бурильная вышка (необходима для бурения глубокой скважины). С ее помощью осуществляется подъем/погружение бура со штангами.

В случае если глубина скважины небольшая, то управлять бурильной колонной можно вручную. Штанги для бурения можно сделать из труб, соединив их при помощи резьбы или шпоном. Буровая головка крепится на конец нижней штанги.

Весь технологический процесс ручного бурения скважины можно разбить на несколько этапов:

1. Над местом бурения разместить вышку. Высота установки должна быть немного выше длины бурильной штанги.
2. Лопатой выкопать углубление для бура (глубина ямы – два штыка лопаты).
3. Вначале вращать бур можно самостоятельно. Однако чем глубже будет продвигаться бур, тем сложнее будет его проворачивать – к работе надо привлечь еще хотя бы одного человека.                                      
4. Через каждые полметра продвижения, бур надо вынимать и очищать от земли.
5. Если ход бура очень «тяжелый», то грунт можно размягчить водой. Бурение скважин на воду ручным способом продолжается до водоупорного слоя.

Для полной очистки воды обычно достаточно откачать 2-3 ведра грязной грунтовой воды. Для этого можно использовать насос погружного типа

Ручное бурения имеет как преимущества, так и недостатки. К достоинствам способа относятся:

• низкая стоимость работ;
• неизменность структуры проходимого грунта.

Недостатки способа:

• ограниченная глубина бурения;
• небольшой дебет скважины, обусловленный маленьким диаметром сооружения;
• срок службы «ручной» скважины от 2-х до 10-ти лет (зависимо от условий эксплуатации).

Роторный способ: обратная и прямая промывка

Вращательный (роторный) метод бурения наиболее распространенный способ обустройства глубоких скважин на воду.

Вращательный способ подразумевает использование специальных установок. Бурение скважин на воду осуществляется при помощи оборудования:

• УРБ-2А2 – самоходная буровая установка, способная пробурить скважину на граните; 
• МБУ-2М – малая буровая установка; за счет компактных габаритов ее можно устанавливать на месте полной застройки, когда подъезд к месту бурения ограничен (глубина бурения – 50-55 метров);
• УРБ-2,5 – предназначен для бурения глубоких артезианских скважин (глубина бурения при диаметре 60 мм – 200 м, при диаметре 50 мм – 300 м);                                                                                    
• УРБ-3 АМ – максимальный диаметр бурения – 73 мм, глубина бурения – 500 м.             
  
  

Установки для бурения оснащены специальной трубой, в полостях которой есть вращающийся вал с долотом. За счет гидравлической установки создается воздействие на долото. Грунт из скважины вымывается бурильным раствором.

Различают две технологии бурения скважин водой:

Прямая промывка. Жидкость подается по стволу скважины в направлении сверху вниз. Раствор, вымывая породу, выходит через затрубное пространство наружу.

К числу достоинств роторного способа прямой промывкой можно отнести:

• универсальность метода (можно создать скважину любой глубины);
• большой дебет скважины, за счет большого диаметра бурения.

Недостаток прямой промывки заключается в размывании водоносного горизонта.

Обратная промывка. Бурильный раствор самотеком поступает в затрубное пространство. В последующем, раствор выкачивается с помощью насоса.  

Преимущество бурения скважины давлением воды с обратной промывкой – максимальное вскрытие водоносного горизонта обеспечивает максимальный дебит скважины.

Основной недостаток данного способа – его дороговизна. Для работы необходимо привлекать сложное оборудование и квалифицированных специалистов.

Бурение скважин водой:видео

Ударно-канатное бурение

При ударно-канатном способе бурения скважины на воду разбивка грунта достигается за счет падения с вышки тяжелого инструмента (забивного стакана).

При самостоятельном бурении можно использовать самодельную буровую вышку и дополнительные инструменты (забойный стакан, канат, инвентарь для извлечения грунта).

Последовательность ударно-канатного бурения:

1. Изготовить вышку из деревянных бревен или стальных труб. Форма сооружения – обыкновенная тренога. Высота вышки должна быть больше длины забойного стакана на 1,5 метра.            
2. В качестве забойного стакана подойдет стальная труба, оснащенная на конце режущим приспособлением.  
3. В стальной трубе надо предусмотреть отверстие для опустошения бурового стакана.  
4. Трос крепится к верхней части забойного стакана.
5. Грунт из стальной трубы надо извлекать через каждые полметра бурения скважины.

Для бурения глубоких скважин ударно-канатным способом необходимо привлекать специальные установки: УКС-22М2, УГБ-1ВС, УГБ-50.

Шнековый способ обустройства скважины

Основным рабочим инструментом при шнековом бурении выступает классический Архимедовый винт (шнек). К буровой штанге приварены лопасти, которые вращательными движениями выносят породу на поверхность.

Шнековый способ подходит для бурения неглубоких скважин (не более 10 метров)

Для осуществления данного способа используются малогабаритные легкоперевозимые буровые установки.

Достоинства шнекового способа бурения:

• экономичность и эффективность метода при бурении небольших скважин (до 50 метров) на песчано-глинистых грунтах;
• доступность способа;
• почвенные слои не размываются.

Недостатки шнекового метода обустройства скважин на воду:

• подходит только для песчаных пород грунта;
• если в ходе работ шнек упрется в камень, то процесс придется остановить, и начать бурение в другом месте.

Колонковый метод бурения

Колонковый метод редко применяется для бурения скважин на воду. Чаще он используется как способ инженерно-геологического и гидрогеологического исследования.

При бурении используется оборудование (ЗиФ 650, ЗиФ 1200) с кольцевой твердосплавной или алмазной коронкой. В процессе бурения, через полость коронки удается извлечь столб породы и определить наличие тех или иных природных ископаемых.

При бурении колонковым способом происходит кольцевое разрушение и последующее вымывание грунта

Достоинства колонкового метода:

• высокая скорость обустройства скважины;
• возможность бурения очень твердых пород грунта;
• буровые установки компактны и могут использоваться в труднодоступных метах.

Недостатки колонкового метода:

• быстрое стачивание рабочей коронки;
• небольшое сечение (около 150 мм) не позволяет применять мощные погружные насосы.

strport.ru