Артезианская скважина своими руками: какая глубина и что это такое? +Видео

Преимущества артезианской скважины

Одна из сильных сторон скважины на известняк – возможность длительной эксплуатации при минимуме затрат на обслуживание. Даже одна металлическая обсадная труба дает возможность пользоваться скважиной сроком до 30 лет, а использование двухтрубной технологии, в которой пластиковая труба располагается внутри металлической, увеличивает период эксплуатации до 50 лет.

К другим положительным аспектам обустройства артезианской скважины относят следующие факторы:

Гарантированный результат: вне зависимости от региона и геологических особенностей, вода будет в любом случае. Вопрос лишь в глубине скважины.

• Высокая производительность, которая обуславливается хорошей способностью известняков к водоотдаче. Для отдельных домохозяйств бурят скважину производительностью от 1 до 3 кубических метров в час, а для обеспечения водой небольших поселков бурят скважины с более высокой водоотдачей.
• Обеспечение бесперебойной подачи воды. Скважина с фактической водоотдачей в пределах 3 м? способна обеспечить беспрерывной подачей воды до 5 потребителей (кранов) одновременно, при этом напор на них будет полноценным. Это достигается благодаря тому, что водоносный слой, расположенный в известняках, обладает стабильно высокой водоотдачей. На стабильность работы скважины не влияют такие факторы, как сезон, уровень осадков и количество скважин, обустроенных в округе, в то время как все эти факторы влияют на работу песчаной скважины.
• Высокое качество воды, так как при залегании в более глубоких и плотных известняковых горизонтах, она менее подвержена различным видам поверхностных воздействий и загрязнений. Но в такой воде содержится повышенное количество железа и солей жесткости, поэтому нужна дополнительная очистка.

Однотрубная конструкция скважины — одна металлическая труба Ø133 мм или Ø159 мм

• Невысокая стоимость строительства скважины;
• Возможность эксплуатации бытовых насосов отечественного и импортного производства диаметром 3 или 4 дюйма.*

* — с учетом бурения скважины с начальным диаметром трубы не менее 133 мм.

• Ограниченный срок службы;
• Обсадная колонна является и эксплуатационной колонной;
• Активная коррозия в интервале колебания уровня воды при включении-выключении насоса;
• Вторичное загрязнение воды железом при коррозии колонны;
• Большая вероятность загрязнения эксплуатируемого горизонта верхними (перекрывающими) водами при нарушении целостности конструкции;
• Низкая ремонтопригодность (по отношению к двухтрубной конструкции).

Коротко о главном

Воду из артезианских пластов научились добывать много столетий назад. Способ стал общедоступным; он используется в тех местах, где водоносные слои залегают в нужной геологической структуре, на глубине, доступной для специализированных буровых установок.

Вода из артезианских источников поступает бесперебойно, отличается чистотой и постоянным химическим составом. В зависимости от глубины залегания для бурения используют тяжёлую технику или переносную буровую установку. Точную глубину можно определить только после поднятия буровых штанг.

Скважины с разной глубиной залегания имеют разный срок службы и эксплуатируются по-разному. На их стоимость влияет объем и себестоимость бурения, выбор материалов, необходимость дополнительных работ.

Оценок 0

Конструктивная специфика скважины-иглы

Разработанная полтора века назад абиссинская буровая установка за прошедшие годы не претерпела кардинальных конструктивных изменений. На некоторое время вообще была незаслуженно забыта. Хотя по темпам и простоте сооружения заметно, а также цене  обустройства опережает широко распространенные традиционные колодцы.

В конструкции абиссинского колодца выделяют две основных составляющих:

• Буровой снаряд, включающий разрезающий грунты наконечник и ствол, наращиваемый в процессе заглубления в грунт. Ствол заодно служит каналом для подъема воды с глубины. Потому собирается из отрезков трубы, а не из стального круга или прутка.
• Копер, состоящий из металлического треножника и увесистой бабы, играющей роль молота. В вершине треножника имеется два блока, с протянутыми через них веревками, к которым привязана баба.

При натягивании веревок баба поднимается к вершине установки. При ослаблении стремительно падает на жестко зафиксированный на забиваемом отрезке ствола подбабок. Последний выполняет функцию наковальни, благодаря которой ствол последовательно погружается в грунт.

Главная часть абиссинского колодца — наконечник из трубы внутренним диаметром 11/4 11/2 и 2 дюйма и состоит из соответственно продырявленной газовой трубки вроде фильтра и снабженного на конце копьевидным утолщением (+)

Подбабок представляет  собой своеобразный хомут, состоящий из двух симметричных частей. Площадь контактирующей с бабой поверхности подбабка несколько больше, чем площадь дна падающего на него «молота».

После того, как забиваемый отрезок ствола почти полностью погрузится в землю, подбабок снимают. К заглубленному отрезку трубы прикручивают следующий, на котором в очередной раз фиксируется хомут-наковальня.

Падая, баба ударяет по нижнему хомуту и заглубляет трубу, по мере заглубления колодца подбабок и хомут с блоками передвигают вверх по трубе

Действия по заглублению бурового снаряда повторяются до тех пор, пока нижняя часть скважины иглы, сооружаемой своими руками, не достигнет водоносного пласта. Водонос нужно не просто вскрыть, но и пройти по минимуму на метр.

По правилам слой следует пересечь на 2/3 его мощности, но самостоятельному буровику реальные размеры водоноса наверняка неведомы. О них сложно судить без гидрогеологических изысканий.

Для получения воды в конкретном месте устанавливают треножник, навинчивают наконечник на газовую трубу, на которую надевают бабу, и бабой заколачивают трубу в землю (+)

Появление воды в выработке надо периодически отслеживать. У профессиональных бурильщиков для целей измерения уровня воды в выработке есть простейшее приспособление, которое идеально определяет глубину водоносного горизонта при его залегании до 15 м.

Это полый металлический цилиндр, именуемый хлопушкой. Устройство похоже на перевернутый тонкий стакан, прикрепленный через петлю к рулетке.

Рабочий орган хлопушки – полый цилиндр или конус, который при соприкосновении с поверхностью воды издает характерный хлопок: подобие прибора можно сделать своими руками

Когда край хлопушки соприкасается с поверхностью воды, раздается хлопок, повествующий о появлении искомого в скважине. Изготовить подобное контрольное устройство можно собственноручно, привязав к бечевке крупную гайку так, чтобы она могла плашмя соприкасаться с поверхностью воды.

Вместо гайки хорошо бы найти не слишком легковесный пластиковый или металлический конус, незамкнутый с одной или с двух сторон.

Есть еще одно остроумное средство, служащее контрольным прибором. Банально мониторить появление воды в абиссинском колодце можно, опуская в ствол обычную полимерную трубу. О соприкосновении с зеркалом грунтовой воды просигнализирует характерный хлопок.

Основные способы бурения скважин под воду

Бурение скважины своими руками вполне реально и доступно, если есть необходимые гидрогеологические сведения. Выбрав способ, как бурить скважину на воду, следует правильно определить место для ее установки. Рядом не должно быть канализации, сливных ям, других коммуникаций, которые могут загрязнять воду. Нужно также учитывать расстояние от жилья, куда планируется подавать воду.

Видов бурения вручную, с использованием различных механизмов, приспособлений, сложной техники достаточно много: от простейшего забивания до гидробурения.

Ударное бурение – самый недорогой и простой способ обеспечить участок питьевой водой

Способы сверления скважин на воду различаются в зависимости от того, по какой технологии разрушается порода. Существует бурение:

• ударное;
• вращательное;
• смешанного типа.

Шнековое бурение

Данный метод используется для устройства песчаных скважин. Обычно шнековое бурение скважин воды производится в относительно мягком, рыхлом или мерзлом грунте. Шнек – это труба, обвитая металлической лентой. Посредством вращения винтообразное устройство углубляется, выдавая на поверхность выбранный грунт. Часто при данной технологии за шнеком-винтом опускается обсадная труба, которая закупоривает стены и не дает земле осыпаться. Данный способ имеет ряд достоинств:

• хорошая скорость;
• нет необходимости промывки;
• уплотняются стенки скважины.

Если шнековое бурение ведется на участке с мягким или рыхлым грунтом, то лопасти долота следует располагать под углом от 30 до 60 градусов относительно забоя. Если же бурение скважин таким методом производится на более плотных отложениях, в основе которых гравий и галька, то лопасти должны находиться под углом в 90 градусов относительно забоя. Определять угол при ведении работ необходимо в зависимости от твердости почвы, с которой предполагается работать.

Из всех способов самостоятельного бурения наименее результативным можно считать шнековый

Глубина шнекового бурения скважины проводится на размер одной штанги, которая затем поднимается наверх и наращивается дополнительной штангой. После этого бурение может быть продолжено. Диаметр шнековой скважины составляет от 6 до 80 см.

Роторный способ бурения

Роторное бурение относится к вращательным способам: ротор, расположенный на поверхности, приводит в движение долото, опущенное в скважину. Долото дополнительно утяжеляют («нагружают») трубами, чтобы увеличить степень измельчения грунта.

Используя данную технологию, можно разрушить практически любую по твердости породу. Это дорогостоящий способ, применяется для артезианских скважин.

При роторном бурении обязательно осуществляется промывка. С помощью этого процесса быстро удаляется отработанная порода, при этом скважина остается чистой, что позволяет беспрепятственно вставлять обсадку.

Промывка бывает двух видов: прямая и обратная. Прямая промывка производится глинистым раствором, который быстро убирает отработанные породы и укрепляет стенки, так как глина исключает кольматацию пласта. Обратная промывка водой применяется для очищения от шлака затрубного пространства.

Роторный способ бурения скважин является одной из разновидностей вращательной технологии

Преимущества роторного бурения:

• мощность применяемого оборудования, позволяющая разбивать породы любой твердости;
• долговечность пробуренной скважины (прочность стенок);
• возможность выполнять бурение на ограниченной территории вследствие небольших размеров буровой установки.

Недостатками данной технологии можно считать сложность работы при минусовой температуре и невысокую скорость бурения.

Достоинства и недостатки артезианской скважины

Артезианская скважина считается ценным источником высококачественной воды. Ее ценят за такие качества:

1. Уровень воды в артезианской скважине постоянный и не зависит от поры года, осадков, паводков и других явлений.
2. Срок эксплуатации источника может достигать 50 лет.
3. Толстый слой грунта очищает поступающую с поверхности жидкость от всех механических загрязнений, поэтому вода из артезианской скважины идеально чистая.
4. Из источника можно выкачивать более 3 м3 жидкости в час, что позволяет снабжать водой сразу несколько участков.
5. Колодец не меняет свою водоотдачу даже после длительной непрерывной работы насоса. В доме можно открыть сразу несколько кранов, и при этом давление в системе будет постоянным.
6. Правильно построенная своими руками артезианская скважина не требует постоянного обслуживания.

Кроме того, нужно знать о недостатках таких источников:

• В жидкости может быть большое количество минералов и химических соединений, вредных для человека. При обнаружении опасной концентрации вещества следует устанавливать специальные фильтрационные системы.
• Высококачественная вода расположена глубоко, поэтому себестоимость работ по созданию источника очень высокая.
• Для бурения артезианской скважины необходимо получить специальное разрешение, т.к. такая вода считается ценным природным ресурсом. Акты выдают специалисты на основании государственных нормативных документов, что требует значительных финансовых вложений. Оформление разрешений может затянуться надолго.
• Каждый квартал следует выплачивать налог за пользование природными ресурсами.
• Такая вода содержит большое количество солей кальция и магния, которые повышают ее жесткость. При ее нагревании в бойлере или чайнике выпадает осадок, жидкость мутнеет, а нас стенках емкости и на нагревательных элементах образуются солевые наслоения.

Выбор технологии

Стоимость бурения артезианской скважины, которая была упомянута выше, может показаться вам слишком высокой. Если работы вы планируете осуществлять самостоятельно, то сможете выбрать одну из технологий, которая позволит осуществить работы. Выбор методики зависит от проходимого уровня. Буровая колонка извлекается, а ее рабочий наконечник заменяется.

При прохождении песчаного грунта лучше использовать бура-ложки. Буровая колонка при этом заполняется водно-глиняной смесью. Когда вы дойдете до плотного слоя, можно использовать метод долбления. А вот разрыхленная порода вынимается наверх. Натолкнувшись на слой песчаного плывуна, пройти его можно будет с помощью желонки. Когда на территории глиняные слои, использовать можно бур-змеевик.

Для того чтобы облегчить прохождение породы в буровую шахту, внутрь можно залить воду. Бурение артезианских скважин на воду, цены на которое были упомянуты выше, может осуществляться по помповому методу. Он предусматривает размывание почвы с помощью подаваемой воды, которая поступает под давлением. О приближении водоносного слоя вы узнаете, когда значительный объем воды будет присутствовать в извлекаемом грунте. Проходимость в этом случае станет легче, но бурение нужно будет остановить лишь в том случае, когда вы достигнете непроницаемого слоя, а бур упрется в твердую породу.

Как сделать буровой инструмент

Самый простой способ – купить, взять в аренду или одолжить у знакомых. Но если такой возможности нет, отчаиваться рано. Любое буровое приспособление можно изготовить самостоятельно. Перед тем как пробурить скважину на даче нужно заложить в смету материалы, которые потребуются для его изготовления.

Спиральный и ложковый бур

Несущим элементом конструкции является железный прут. К нему приваривают ряд ножей. Также потребуется диск, распиленный пополам. Его края заостряют. Ножи, скошенные на 20 градусов, привариваются к пруту вдоль продольной оси напротив друг друга. При этом нужно проследить, чтобы диаметр конструкции превышал размеры обсадной трубы.

Еще один способ – приварить по спирали листовой металл. Для этого берется полоса, которую нужно «обернуть» вокруг прута или трубы. Желательно края резца закалить и заточить. Конечно, в гараже, голыми руками этот инструмент изготовить вряд ли возможно. Но если в наличии весь необходимый инвентарь и навыки металлообработки, процедура не составит труда.

Желонка и стакан

Если планируется произвести бурение скважины своими руками с применением желонки, ее можно изготовить из трубы длиной 2-3 метра. Толщина стенки может достигать 1 см. в нижней части предусмотрен башмак с клапаном лепесткового типа. Это пластинка из листового металла, которую прижимает пружина средней упругости.

Нижние торцевые грани затачиваются внутрь. Верхний торец запечатывается железной сеткой. К желонке прикрепляется кронштейн для крепления троса. В такой комплектации в момент удара о грунт разрыхленная порода попадает в стакан, и клапан не дает ей возможности выпасть в процессе подъема. Через каждые 5-10 опусканий его нужно чистить.

Изготовление иглы для абиссинского прокола

Используется толстый металлический прут из твердых сортов стали. Диаметр должен быть таким, чтобы при ударных нагрузках металл не ломался, не сжимался и не гнулся. Наконечник закаляется и затачивается. Суть метода в том, чтобы проколоть ударами кувалды прут в почву. Выбирать ничего не придется. Достаточно после окончания работ вынуть его и вставить обсадную трубу с фильтром.

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

• Механическое;
• Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

• Ударно-вращательный метод;
• Ударный;
• Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

1. Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
2. Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
3. Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
4. Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
5. Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При  желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

• Прочный канат;
• Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
• Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

1. Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
2. Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
3. К верхней части стакана крепят трос.
4. Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
5. Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Что собой представляет артезианская скважина

Прежде чем заняться бурением артезианской скважины, вы должны разобраться в том, что она представляет собой. Такой источник воды обустраивается в том месте, где поверхность земли находится ниже водоносного горизонта. В настоящее время под артезианской понимается скважина, глубина которой может достигать 80 м.

Водоносный слой, до которого вам предстоит добраться, состоит из известняка. Над ним воды может и не быть. Процесс является довольно трудоемким, но эти вложения со временем окупаются. Вода, которая проходит через внушительную толщу земли, становится почти идеально чистой. Загрязнение происходит лишь в поверхностных слоях. За время пути вода может не только очиститься, но и обогатиться минеральными веществами.

Разновидности конструкций

В зависимости от глубины залегания водоносного горизонта, а также еще от некоторых сопутствующих факторов, применяют разные типы конструкций для описанного водоноса.

1. «Традиционная» (обычная). Технология такого устройства основана на использовании одной обсадной трубы из металла. Описанная конструкция применяется на грунтах, где в известняке нет песчаных или глиняных прослоек. Обсадную трубу опускают до первого известнякового горизонта. Указанная конструкция не нуждается в «обсаде», так как не боится деформаций.
2. «Телескопическая». Этот тип конструкции базируется на применении минимум пары труб-обсадок, а возможно и большего количества. Причиной этому служит плотный известняковый горизонт либо неустойчивый грунт. На первом этапе работ металлическую трубу-обсадку погружают внутрь водоскважины, касаясь ее основанием валуна. Далее проводят опускание второй трубы из металла, касаясь ее основанием известнякового горизонта.
3. Устройство двойной трубы-обсадки. В зону сухого известняка опускают дополнительную трубу-обсадку, так как здесь может находиться глина. В металлическую трубу-обсадку, касающуюся известняка, обязательно помещают пластиковую трубу, проходящую сухие слои известняка.
4. Конструкция-кондуктор. Присутствие плывунов в поверхностных горизонтах требует установки кондуктора перед трубой-обсадкой. Кондуктором именуют большого диаметра трубу, которую погружают в верхние грунтовые слои. Нередко кондуктор совмещают со стенами кессона.

Стоимость бурения артезианской скважины: цена под ключ

Цена бурения артезианских скважин зависит от таких факторов:

• типа и глубины скважины;
• метода бурения;
• обустройства источника.

Стоимость бурения одного погонного метра, включая установку труб, на территории Российской Федерации в среднем составляет:

• трубы марки Сталь 20 диаметром 133 мм – от 1,8 тыс. руб.;
• с установкой пищевого полимера внутрь обсадной трубы – от 2,1 тыс. руб.;
• трубы марки Сталь 20 диаметром 159 мм – от 2,5 тыс. руб.;
• трубы из ПВХ диаметром 165 мм (с усиленной толщиной стенки 9,5 мм) – от 2,4 тыс. руб.

Стоимость обустройства артезианской скважины под ключ эконом-класса обойдется от 3 тысяч долларов. К общей цене следует добавить траты на получение разрешения на разработку — это составляет примерно 5 тысяч долларов.

Кессон служит для внешней защиты скважины и подключаемого к ней оборудования