Технология бурения скважины на даче своими руками

Ручное бурение скважины под воду

Бурение скважины вручную только для неподготовленного человека покажется процессом крайне сложным, требующим больших физических затрат. При определенных знаниях и подготовке изготовить бур для скважины своими руками реально и посильно. В зависимости от условий залегания грунтовых вод можно воспользоваться несколькими способами самостоятельного бурения скважин.

Для проведения работ по бурению обычно приглашают специалистов, но при желании их можно выполнить самостоятельно

Ударный способ

Данным способом устанавливается самая простая скважина-игла – абиссинский колодец. Этим методом активно пользуются домашние умельцы, пробивая скважину на воду на даче. Конструкция «буровой установки» представляет собой ствол, состоящий из отрезков трубы, и наконечник, который разрезает пласты грунта. Молотом служит увесистая баба, которая поднимается и опускается с помощью веревок: при натяжении своеобразный молот поднимается на верх конструкции, при ослаблении падает на подбабок – устройство из хомутов, расположенных симметрично. После вхождения ствола в грунт он наращивается новым отрезком, подбабок прикрепляется уже к новой части, и забивание продолжается до тех пор, пока наконечник не войдет в водоносный слой на 2/3 пласта.

Ствол-труба служит отверстием для выхода воды на поверхность.

Достоинство данной скважины заключается в том, что пробурить ее можно в подвале или другом подходящем помещении. Это создает удобство при пользовании. Привлекает и цена, пробить скважину для воды таким способом стоит недорого.

Ударный способ бурения можно применять на любых типах почвы

Канатно-ударное бурение

Наиболее часто используемый способ. Данный метод предполагает разбивание грунта посредством опускания с двухметровой высоты тяжелого бурового инструмента. Конструкция, используемая при таком виде бурения, состоит из элементов:

• треноги, которую размещают над местом бурения;
• блока с лебедкой и тросом;
• забивного стакана, штанги;
• желонки (для прохождения по сыпучим слоям грунта).

Стакан представляет собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадает в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко, используют ударную штангу: ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают. Операция повторяется до того момента, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки. Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву клапан открывается, вследствие чего грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, действия повторяются снова.

Канатно-ударное оборудование для бурения скважин

Эффективно применяется при самостоятельном бурении и описанный выше шнековый способ. Как пробурить скважину своими руками с помощью шнека, объяснять дополнительно не имеет смысла – основной принцип сохраняется.

Преимущества ручного бурения:

• экономичный способ в финансовом отношении;
• ремонт и профилактику ручного бура производить несложно;
• оборудование негромоздкое, поэтому нет необходимости задействовать тяжелую технику;
• способ применим в труднодоступных местах;
• эффективен, не требует большого количества времени.

Основными недостатками ручного бурения можно считать опускание на небольшую глубину (до 10 м), где в основном проходят пласты, вода которых требует очистки, и невозможность дробить твердые породы.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом

Как сделать буровой инструмент

Выбор инструмента для — важный этап в обеспечении бесперебойной подачи питьевой воды на приусадебный участок. Для бурения выработок применяются специальные приспособления, которые можно приобрести в строительном магазине или при наличии профессиональных навыков изготовить самостоятельно.

Вариант 1: спиральный и ложковый бур

Змеевик, или винтовой бур, применяют для организации выработок в глинистых грунтах с примесью мелкого гравия. Конструкция состоит из оголовка с конусной резьбой, корпуса из металлического профиля и лопастей с острым лезвием. Диаметр бура 65-75 мм, длина 350 мм, вес 2-2,5 кг. Изготавливают инструмент из высокопрочной легированной стали.

Буровая ложка предназначена для пробивки скважин в мягких породах. Инструмент представляет собой стальной цилиндр диаметром 70-195 мм, состоящий из резьбы в верхней части и режущей коронки — в нижней.

Корпус по всей длине имеет вертикальный разрез, один край которого вогнут, а второй заточен и служит для срезки грунта с боковых стенок выработки. При вращении механизма шлам поступает внутрь корпуса и поднимается на поверхность вместе с инструментом.

Буровую ложку и змеевик можно изготовить самому, но только в профильной мастерской, имеющей в своем составе токарный станок и кузню.

Вариант 2: желонка и стакан

Желонки служат для бурения скважин ударным способом. Корпус инструмента изготавливают из куска стальной трубы длиной 1,5-3 м и диаметром 90-220 мм, вес сегмента — 25-100 кг.

Верх трубы оборудуют конусным резьбовым соединением или серьгой для крепления к подъемному механизму. К нижней секции крепят металлический башмак с клапаном, который изготавливают на 5-10 мм больше диаметра обсадных труб.

Для выемки отработанного грунта желонка оснащается механизмом в виде шарика или тарельчатого диска. Заслонка монтируется шарнирно в углубление башмака (посадочное место). Если роль клапана выполняет стальной шарик, то дополнительно устанавливается фиксирующая пластина, не позволяющая приспособлению выпасть вместе с породой.

Стакан для бурения в глинистых породах изготавливается по тому же принципу, только у него отсутствует клапан. Для очистки инструмента от вязкой глины по всей длине трубы фрезеруют продольные сквозные отверстия.

Выбор технологии бурения скважины

33

Существует несколько способов бурения скважин:

• Роторное. Инструмент входит в грунт при вращении и выдавливает наверх раздробленную породу.
• Ударное. Приспособление заглубляется после ударов по нему.
• Ударно-вращательное. Штангу с инструментом приподнимают, отпускают, а затем вращают. Раздробленный грунт выводится наружу.
• Канатно-ударное. Инструмент приподнимается и отпускается. При вхождении в грунт в полость приспособления набивается грунт, который затем удаляется на поверхность.

При выборе технологии бурения обратите внимание на следующую информацию:

1. В европейской части страны безнапорные платы залегают до 20 м от поверхности.
2. Самостоятельно бурить выгодно до такой же глубины. Для строительства более глубоких шахт дешевле пригласить бригаду, имеющую в своем распоряжении механизированные установки.
3. Сроки эксплуатации скважины зависят от интенсивности выкачивания воды. При массовом неконтролируемом отборе жидкости из безнапорных слоев могут возникнуть провалы почвы.
4. Безнапорные скважины при небольшом объеме выкачиваемой воды прослужат не менее 15 лет, а при интенсивной эксплуатации — не более 5 лет. Поэтому, если вы нашли влагу на глубине 10-15 м, попытайтесь копать дальше, чтобы добраться до известняковых пород.

Песчаная скважина

Первый вид скважин – фильтровая, или песчаная. Ближайшая водоносная граница располагается в 15-30 метрах под землей. Диаметр углубления составит от 127 до 133 мм, а срок эксплуатации – 6-8 лет. Хотя, судя по многим отзывам и практике, срок службы может доходить и до 15 лет. Времени на обустройство такой вариант не займет много, вполне будет достаточно 1-2 дней.

Но стоит ли бурить песчаную скважину на своем дачном участке? Чтобы ответить на этот вопрос, стоит уяснить некоторые детали. Прежде всего, подземные воды, получаемые таким способом, пригодны лишь для сезонного использования. При длительной эксплуатации скважины водяной слой постепенно стачивается. Вдобавок есть еще ряд недостатков – высокая вероятность заиливания.

К тому же не столь важно, как пробурить скважину на даче своими руками, сколь важно учитывать качество воды. А на такой глубине оно оставляет желать лучшего

Главным образом это обусловлено тем, что она пролегает близко к поверхности земли, а поэтому многочисленным вредным бактериям и солям ничто не препятствует проникнуть в этот водоносный слой. По этой причине следует дополнительно установить фильтры.

У песчаного слоя низкий уровень водоотдачи и пропускной способности фильтра. Даже при использовании вибрационного насоса малой мощности необходимой подачи воды вряд ли можно добиться. К тому же область применения такой воды ограничивается лишь бытовыми нуждами, для питья или же приготовления пищи она не годится.

Ручное бурение скважины

Чаще всего, дачники интересуются, как пробурить скважину своими руками, а не просто колодец. Потребуется наличие такого оборудования для бурения скважин, как бур, бурильная вышка, лебедка, штанги и обсадные трубы. Бурильная вышка нужна для рытья глубокой скважины, с ее помощью осуществляется погружение и подъем бура со штангами.

Роторный способ

Самым простым методом устройства скважины для воды является роторный, осуществляемый при помощи вращения бура.

Гидробурение неглубоких скважин на воду можно осуществить без вышки, а бурильную колонну доставать вручную. Бурильные штанги делаются из труб, соединяя их между собой при помощи шпонок или резьбы.

Штанга, которая будет находиться ниже всех, дополнительно оборудуется буром. Режущие насадки делаются из листовой 3 мм стали. Во время заточки режущих кромок насадки нужно учитывать, что в момент вращения механизма бура они должны врезаться в почву по часовой стрелке.

Вышку монтируют над местом бурения, она должна быть выше бурильной штанги для того чтобы во время подъема облегчить извлечение штанги. После этого выкапывается направляющее углубление для бура глубиной примерно на два штыка лопаты.

Первые витки вращения бура вполне под силу сделать самостоятельно, но при большем погружении трубы потребуются дополнительные силы. В случае если бур невозможно вытащить с первого раза, нужно повернуть его против часовой стрелки и попытаться вновь его вытащить.

Чем сильнее углубляется бур, тем сильнее затрудняется движение труб. Чтобы облегчить эту задачу, грунт необходимо размягчать, поливая водой. При продвижении бура вниз через каждые 50 см бурильную конструкцию необходимо вынимать на поверхность и очищать от грунта. Цикл бурения повторяется заново. В момент достижения рукоятки инструмента уровня земли конструкцию наращивают дополнительным коленом.

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.

Так как подъем и очистка бура отнимают большую часть времени, нужно максимально пользоваться возможностями конструкции, захватывая и поднимая наверх как можно большую часть почвы. Таков принцип работы данной установки.

Бурение продолжается до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой, его легко определить по состоянию вынимаемой земли. Пройдя водоносный слой, бур следует погрузить еще немного глубже, пока не достигнет слоя, который располагается ниже водоносного, водоупорного. Достижение данного слоя даст возможность обеспечить максимальный приток воды в скважину.

Стоит заметить, что ручное бурение можно применять только для погружения до ближайшего водоносного слоя, обычно он залегает на глубине, не превышающей 10-20 метров.

Для того чтобы откачивать грязную жидкость, можно воспользоваться ручным насосом или насосом погружного типа. После того как будут откачаны два-три ведра грязной воды водоносный слой как правило очищается и появляется чистая вода. В случае если этого не происходит – скважину требуется углубить примерно еще на 1-2 метра.

Шнековый способ

Для бурения довольно часто используется шнековая установка. Рабочая часть этой установки очень сильно похожа на садовый бур, только намного мощнее. Он делается из 100-мм трубы с наваренными на нее парой витков шнека имеющими диаметр 200 мм. Для того чтобы сделать один такой виток, нужна круглая листовая заготовка с прорезанным в ее центре отверстием диаметр которого немного больше 100 мм.

Затем у заготовки по радиусу делается разрез, после этого в месте разреза кромки разводят в двух разных направлениях, которые перпендикулярны плоскости заготовки. По мере того, насколько глубоко погружается бур, штангу, на которой он крепится, наращивают. Инструмент вращается вручную при помощи длинной ручки, изготовленной из трубы.

Бур необходимо извлекать примерно через каждые 50-70 см, а из-за того, что, чем больше он будет углубляться, он будет становиться тяжелей, поэтому потребуется установить треногу с лебедкой. Таким образом, можно пробурить скважину для воды в частном доме несколько глубже, нежели вышеперечисленными способами.

Можно также использовать ручной метод бурения, который основывается на использовании обычной дрели и гидропомпы:

Вариант #2 — роторный способ бурения

При бурении глубоких скважин роторным способом применяется специальная бурильная труба, в полости которой погружают в скважину вращающийся вал, оборудованный наконечником – долотом. Нагрузка на долото создается воздействием гидравлической установки. Это самый распространенный метод бурения, с помощью которого достигается любая глубина скважины на воду. Для вымывания породы (грунта) из скважины применяется бурильный раствор, который подается в трубу двумя способами:

• с помощью насоса закачивается внутрь бурильной трубы, после чего раствор с породой самотеком выходит наружу через затрубное пространство (прямая промывка);
• самотеком попадает в затрубное пространство, а затем выкачивается раствор с породой из бурильной трубы с помощью насоса (обратная промывка).

Обратная промывка позволяет получить больший дебит скважины, так как удается более качественно вскрыть нужный водоносный горизонт. Однако данная технология требует привлечения сложнейшего оборудования, что сказывается на увеличении стоимости работ. Бурение, основанное на прямой промывке, дешевле, поэтому чаще всего владельцы частных домов заказывают данный вариант сооружения скважины для забора воды.

Артезианскую скважину вы сами вряд ли сделаете, такое бурение производится с помощью буровых машин специализированными компаниями

Как облагородить скважину на даче своими руками?

Если основной водопровод будет пролегать в земле, то его и видно не будет. Однако трубу для полива просто так не спрячешь, и она как раз и может испортить всю картину. Однако этот неизбежный нюанс можно скрасить красивым оформлением скважины.

Можно соорудить поверх колодца небольшой домик из дерева или какое-нибудь другое строение. Покрыть его потом лаком или окрасить в яркий оттенок. Вдобавок для разнообразия к строению можно добавить рисунок или узор вокруг него, используя гальку, мелкие или средние камни, кирпич, бетон.

Не менее эффективен и другой вариант, который подразумевает посадку зеленых растений по периметру скважины. Как вариант – посадить иву или же разбить цветник. В этом случае сделанная своими руками скважина на даче будет надежно укрыта от постороннего взора, а сам участок станет центром внимания.

Как монтируется абиссинская скважина

1. Выбор местоположения скважины. Это наиболее ответственный этап. Для установления возможного местоположения скважины следует ориентироваться на примеры ранее оборудованных скважин в прилегающей местности, на расположение колодцев, наличие стоков воды и ручьев. Необходимо определить вероятную глубину залегания водоносного слоя, особенно если поставить задачу получения качественной питьевой воды из скважины.

В средней полосе России глубина залегания водоносных пластов колеблется в пределах 2-15 м.

1. На выбранном месте участка выкапывают колодец или бурят скважину диаметром 80-100 мм на глубину не более 1 м.

Шнековое бурение является наиболее предпочтительным вариантом сооружения колодца, который будет выполнять функцию направляющей при установке иглофильтра. При отсутствии необходимого бурильного оборудования такой колодец можно выкопать вручную, используя шанцевый инструмент. В мягких грунтах можно сделать колодец, забивая трубу соответствующих размеров ударами кувалды и вынимая грунт с помощью желонки или вымывая с помощью струи воды под давлением.

1. В колодец устанавливают подготовленный иглофильтр (трубу с наконечником и оборудованным фильтром).
2. Следующим этапом является погружение иглофильтра в грунт. Для этого применяют способы забивания: бабой; штангой.

Наиболее распространен способ забивания бабой. Его применяют при диаметре трубы малого диаметра (30 – 40 мм). Баба, изготовленная из дисков, имеет отверстие по оси и две рукоятки, за которые бабу подвешивают над скважиной на треноге из штанг. На расстоянии 0.5-1,0 м от верхнего края трубы закрепляют подбабок – специальный хомут, стягиваемый болтами, который служит упором, воспринимающим удары бабы при падении.

Надетую на трубу бабу циклически поднимают вверх и отпускают, обеспечивая падение с определенной высоты. При этом происходит забивание трубы ударами по подбабку. По мере углубления иглофильтра в землю и наращивания длины трубы новыми отрезками, подбабок перемещают вверх в новую рабочую позицию.

Масса бабы может легко варьироваться в зависимости от условий грунта. Целесообразно использовать бабу массой 40-50 кг. Схема забивания иглофильтра бабой показана на рисунке.

Как сделать абиссинскую скважину своими руками. Процесс забивания скважины в грунт.

Забивание штангой применяют при диаметре трубы для иглофильтра более 50 мм. Штангу подвешивают на треноге и опускают внутрь трубы. Циклически поднимая и отпуская штангу, производят удары по верхнему торцу наконечника, приваренного внизу трубы иглофильтра.

Масса штанги может составлять 10-20 кг в зависимости от её диаметра и длины. В качестве штанги можно использовать стандартный стальной лом, масса которого при длине 150-170 мм может составлять 8-10 кг.

Забивание штангой обеспечивает более эффективное обустройство скважины по сравнению с забиванием бабой. При этом исключается деформация трубы иглофильтра при погружении в грунт и её заклинивание. Недостатком является малый вес штанги, что приводит к меньшей скорости погружения иглофильтра по сравнению с забиванием тяжелой бабой.

Для облегчения погружения трубы в грунт в неё периодически заливают воду, которая может вытекать из нижней части трубы через систему отверстий, просверленных выше наконечника. Вода обеспечивает более легкое погружение наконечника в грунт.

Для ускорения погружения иглофильтра в землю можно нагружать трубу сверху дополнительным грузом из дисков, устанавливаемых на хомут, закрепленный в верхней части трубы.

При погружении наконечника в водоносный слой или полость в грунте, вода с шумом уходит вниз и ее уровень в трубе резко понижается, что и является показателем достижения источника воды в грунте.

После достижения водоносного слоя необходимо промыть иглофильтр водой под давлением для удаления из трубы остатков грунта и загрязнений, возникших при погружении устройства в грунт. Площадку вокруг скважины следует забетонировать во избежание загрязнения скважины сточными или дождевыми водами.

Виды скважин

Чтобы пробурить скважину, нужно выяснить расположение водоносных пластов

На участке можно обустроить несколько видов источников, которые отличаются конструкцией. При этом необходимо уточнить, на какой глубине находится вода, чтобы выбрать оптимальное место. Обычно при оформлении документов хозяевам советуют то или иное расположение. В особо трудных случаях приходится выкладывать большие средства, чтобы добраться до воды, например, если дом расположен на холме, глубина скважины автоматически увеличивается на расстояние, равное его высоте.

Виды источников, которые можно сделать своими руками:

• абиссинская скважина – самая простая конструкция;
• скважина на песок – глубина до 12 метров;
• артезианская – скважина на известняке.

Абиссинский колодец – это труба диаметром до 4 см. Может быть еще меньше – 2,5 см. Внизу находится фильтр и острый наконечник, поэтому абиссинку еще называют иглой. Выкачивать воду можно с помощью ручного насоса или насосной станции, подключенной к электричеству. В зависимости от скорости наполнения скважины в час выкачивают до 3 кубических метров жидкости.

Преимущества обустройства абиссинского колодца:

• скорость – на установку уходит несколько часов и далее можно пользоваться источником;
• нет необходимости покупать дорогие материалы и арендовать буровую технику;
• длительный срок службы 10 – 15 лет, если правильно обустроить подземную водозаборную часть.

При расстоянии до водного зеркала свыше 8 метров, нужно дополнительно обустраивать кессон для насосной станции на несколько метров ниже уровня земли, что повлечет за собой дополнительные затраты времени и средств. Проблема в том, что станция не может поднять жидкость с большой глубины, а погружной насос не помещается в очень узкое отверстие обсадной трубы. Прежде чем приступить к обустройству, нужно выяснить глубину залегания водоносного слоя и определить тип грунта.

Скважина на песок

Песчаный грунт хорошо фильтрует жидкость от крупных частиц, поэтому вода в скважине отличается прозрачностью. При условии правильно выполненного фильтра. Основной проблемой является сыпучесть, поэтому стенки во время монтажа скважины часто обрушиваются. В то же время буровые установки легко справляются с мягким слоем, поэтому работа длится недолго.

Песчаные скважины можно бурить на глубину до 35 метров, но у них много недостатков:

• недостаточная природная фильтрация воды, так как песок не удаляет растворенные вещества и остатки сточных вод, а также пестициды и другие виды сельскохозяйственной химии;
• скважина может работать не дольше 20 лет, далее происходит процесс заиливания и необходим капитальный ремонт с промыванием;
• песок забивает фильтр, прочистить который можно, достав полностью обсадную трубу;
• необходимость в регулярной очистке насоса, так как его фильтрующий элемент также забивается мелкими твердыми частицами.

Тем не менее, большая часть имеющихся скважин – песчаные, так как обходятся намного дешевле артезианских.

Артезианский колодец

Водоносный известняк может находиться на глубине от 50 до 250 метров. В одном районе разница составляет до 150 – 200 метров. Существует мнение, что артезианская вода намного чище, чем песчаная. Это не совсем верно. Она немного чище, так как жидкость проходит больше слоев грунта. Главное достоинство артезианского колодца – высокая скорость наполнения и неиссякаемый запас воды. В известняковых породах жидкость находится под высоким давлением и при бурении она поднимается выше. Были случаи, когда вода сама выливалась через край горловины. Таким образом жидкость можно поднять на нужный уровень, чтобы иметь возможность установить насосную станцию или неглубокий погружной насос.

Преимущество артезианского колодца:

• нет сезонных колебаний уровня воды, что положительно сказывается на работе насосного оборудования;
• жидкость чище – ее можно использовать в сыром виде без кипячения;
• растворенные минералы оказывают положительный эффект на здоровье;
• не требуется ремонт и обслуживание при условии качественного монтажа;
• долгий срок службы – более 50 лет.

Самая глубокая артезианская скважина, пробуренная человеком, достигает глубины более 12 км. Находится она на Кольском полуострове и занесена в Книгу рекордов Гиннеса. Китайцы еще в 13 веке бурили вручную очень глубокие колодцы – до 1,5 км.

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.

Так выглядит шнек

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.

Ручная буровая шнековая установка

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.