Скважина своими руками. подробно о сложном

Выбор места

В толще грунта находится несколько водоносных слоев, отличающихся глубиной и чистотой, разделяющихся между собой подстилками:

• песка;
• глины;
• известняка.

Наиболее близкий слой к поверхности земли – верховодка, которая пополняется осадками и находится на глубине до десяти метров. Верховодка может быть пригодной для потребления только в случае постоянного контроля ее качественного состава, в любом случае всегда требуется ее кипячение и фильтрование.

Ручное бурение скважин на воду проводится в межпластовые воды – безнапорные и напорные. Последние находятся несколько глубже.

Артезианскую скважину пробурить самостоятельно не выйдет. Ее глубина – до пятидесяти метров, кроме того, самостоятельная добыча артезианской воды преследуется законом, как незаконное потребление ценных природных ресурсов.

Безнапорные пласты

Чаще всего скважину бурят в песок, пропитанный водой, находящийся на глиняной подстилке. Это тип бурения скважин на воду песчаного типа, хотя водоносный бывает и гравелистым.

Вода в такой скважине питьевая, но добыча небольшая – 2 м3/сутки, и может немного варьироваться в разные времена года. Обязательно нужно отфильтровывать песок, потому конструкция скважины усложняется.

Склад безнапорных пласт

Напорные пласты

Напорные пласты находятся глубже и представляют собой плотные водоупорные породы – известняк или суглинок. Лучшими скважинами такого типа являются известняковые, причем срок их эксплуатации также больше. Напор в пласте поднимает воду до поверхности земли, потому обустройство и обслуживание скважины значительно упрощается.

Добыча воды достигает 5 м3/сутки, бесперебойная и стабильная, фильтр, скорее всего, не понадобится, а качество воды достаточно высокое.

Способы изготовления необходимого оборудования

Самодельное устройство для бурения.

Для любого из перечисленных способов потребуется использование специфического оснащения. Основным достоинством буровых приспособлений является то, что они позволяют обойтись без использования заводских устройств и оборудования. Все, что нужно для работы, дачник сможет сделать своими руками.

Прежде всего необходимо подготовить:

• вышку или самодельное устройство для бурения;
• бур, соответствующий диаметру скважины;
• лебедку и канат;
• стальную трубу.

Ручной шнековый бур

Для того чтобы изготовить стандартный шнек, необходимо произвести следующие действия:

1. Соединить держатель, наточенные режущие лопасти и части штанги при помощи специальных муфт. Трубы для наращивания колонны желательно приобретать металлические.
2. Для обеспечения надежности всей возводимой конструкции отдельные крепежные фитинги дополнительно затягиваются болтами. Это необходимо для того, чтобы при вращении приспособления в обратную сторону исключить вероятность развинчивания стержней.
3. Лопасти делаются из прочных стальных пластин. Толщина листа должна составлять 3 мм или больше.

Абиссинская скважина-игла

Конструкция данного инструмента состоит из следующих элементов:

• наращиваемой металлической трубы, внутренний диаметр которой 1-2 дюйма;
• конусообразного стального наконечника, диаметр которого чуть больше, чем трубы, чтобы уплотненный грунт не повредил установленное над ним оборудование;
• 80-сантиметрового щелевого фильтра, устанавливаемого на иглу и выполненного из мелкой сетки.

Участок перфорации обматывается проволокой или сеткой из нержавеющей стали. Над фильтром внутри трубы крепится обратный клапан. Для обустройства абиссинского колодца не понадобится тренога, шнек для бурения и промывочный насос.

Желонковое бурение

Желонковое бурение.

Основным рабочим инструментом является желонка. При ее помощи происходит извлечение слоя грунта после его разбивания ударно-канатным способом.

Изготавливают ее из достаточно тяжелого отрезка трубы, имеющей заостренный острый край или зубья для разрыхления породы. Это достаточно простая конструкция, оснащенная плоским клапаном.

Чтобы ее сделать самостоятельно, необходимо к нижней части трубы приварить башмак, размер которого немного больше сечения желонкового инструмента. Ко внутренней части трубной основы приваривается шайба.

Шарнирное соединение фиксирует пластину для клапанного механизма, благодаря чему обеспечивается свободное открытие и закрытие. В данном приспособлении ограничителем выступает металлический стержень. К внутренней части клапана при помощи сварки приваривается прут.

Гидробурение

При данной технологии грунт разрушается напорной струей. Здесь также используется желонка, с помощью которой формируется круглое отверстие. Для подачи воды на отрезке толстостенной трубы крепится шланг. Компрессор обеспечивает необходимое давление подаваемого водного потока. Между резервуаром и скважиной устанавливается насосное оборудование.

Как глубоко находится питьевая вода

Это главный вопрос, который ставит домовладелец при организации водоснабжения жилища. Точный ответ на него может дать лишь геологическая разведка дачного участка, проведенная в последние годы. Чтобы в этом убедиться, стоит изучить схему размещения водоносных слоев в толще земли.

Как видите, вода располагается на разных горизонтах, между которыми пролегают непроницаемые породы – плотный суглинок, известняк и глина. Для определения подходящего слоя предлагаем немного расшифровать представленную схему:

1. Ближе всего к поверхности залегают воды, попадающие в грунт благодаря осадкам – так называемая верховодка. В некоторых местах она начинается с глубины 0,4—0,8 м и продолжается вплоть до 20 м. Как правило, это грязная и плохо отфильтрованная вода, содержащая вредные примеси.
2. На глубинах до 30 м располагаются более чистые грунтовые воды, чей запас тоже подпитывается осадками. Большинство домашних колодцев вырывается именно до этого горизонта (его верхняя граница может находиться на расстоянии 5—8 м от поверхности). Перед употреблением в пищу эта вода подлежит обязательному фильтрованию.
3. Подземные водяные скопления, находящиеся в песчаной прослойке, прошли хорошую природную фильтрацию и годятся для питьевого водоснабжения. Если вы хотите сделать скважину своими руками, то потребуется достичь этого горизонта.
4. Наиболее чистая вода располагается в пустотах известняка на глубине 80—100 м, что недостижимо с помощью кустарных способов бурения. Поскольку артезианская вода находится под давлением, после пробивки скважины поток самостоятельно поднимается до уровня земли, а то и выплескивается наружу.

Расположение источника автономного водоснабжения

Когда мы разобрались, между какими пластами находится подходящий горизонт, нужно определить место для будущего источника водоснабжения. Мы не станем говорить о сомнительных вариантах наподобие биолокации рамкой либо рогаткой из лозы, а дадим ряд простых советов:

• узнайте все о соседских колодцах и скважинах: их глубину, качество воды и местонахождение;
• максимально отступите от очагов загрязнения – септиков, уличных туалетов и скотного двора;
• заметьте: скважины не бурят на возвышенности, для этого лучше выбрать низину.

В любом случае вам необходимо запастись терпением. Вполне вероятно, что с первого раза добыть питьевую воду не удастся и понадобится делать несколько попыток.

Технологический способ ударно-канатного бурения

Весь смысл такого способа во время ручного бурения скважины состоит в разбивании грунта с применением забивного стакана, то есть тяжелого инструмента, который подается с верхней точки установленной вышки. Для таких работ обязательная установка буровой самодельной вышки, наличие тяжелого инвентаря для ударно-канатного метода и выемки из скважины грунта. Такая вышка изготавливается из стальных труб, ее также можно изготовить из деревянных бревен. Такая конструкция часто напоминает обычную треногу. Размеры всей конструкции такой вышки должны совпадать с размерам забойного инвентаря.

Сам рабочий процесс бурения состоит в опускании попеременном забивного стакана. Данный стакан разбивает и одновременно захватывает породу и подымает на поверхность специальным отвалом для захвата на буровом инструменте. Буровую установку можно обустроить стальной трубой, на конце которой установить режущие механизмы. Режущая кромка данного приспособления напоминает по своему виду половину шнекового витка, которая напрямую вступает в контакт с забоем. В стальной трубе в полуметре от кромки следует проделать отверстие. Через него извлекается грунт, и тем самым будет опустошаться стакан для бурения. К стакану к его верхней части закрепляется трос для опускания стакана и дальнейшего извлечения грунта на поверхность. Данный стакан освобождается от грунта с каждым заглублением на полметра буровой конструкции.

Бурение роторным способом

Выполняется в грунтах любой степени сложности. Как и в предыдущем варианте, бурильная колонна в процессе проходки вращается, но штанги имеют гладкие стенки. Удаление шлама производится продувкой сжатым воздухом или закачиванием в скважину бурового раствора, который выносит породную мелочь на поверхность. Разрушение грунта на забое осуществляется съемными коронками, долотами различного типа, включая шарошечные — с вращающимися роликами. Армируется буровой инструмент твердыми сплавами, техническими и синтетическими алмазами.

Вращатель бурильной колонны приводится в действие электродвигателем или мотором базового автомобиля установки. Обязательная принадлежность конструкции — вышка или мачта для подъема-спуска обсадной и буровой колонн. От высоты талевой подвески зависит длина свечи — сборки из металлических труб.

Распространенность роторного способа обусловлена его качествами:

• возможность бурения скважин диаметром 80-1500 мм в породах любой твердости на глубину до километра и более;
• высокая производительность в сложных горно-геологических условиях;
• малые габариты самоходной установки, обеспечивающие бурение вблизи дачного строения.

Универсальность способа обусловливает его дороговизну. При бурении глубоких скважин этот недостаток нивелируется.

Выбор участка

Бурение скважин на воду вручную часто требуется для обеспечения полива на дачном или придомовом участке. Обеспечить такой участок с технической водой можно ударным методом.

Прежде проверяют, возможно ли обустройство песчаной скважины. Если на соседских участках есть песчаные скважины, не высыхающие в летний сезон, условно соедините их линией и продлите ее на свой участок. Примерно в этом участке ищите источник воды.

Выбор участка

Выбирая место для бурения, учтите следующие нюансы:

• Колодцы вашего и соседского участка должны быть не ближе 45 м. Иначе в летний период ни в одном из них не будет нормальной подачи воды.
• Найдите наивысшую точку на участке – на склоне или впадине больше вероятность загрязнения воды после обильных осадков.
• Колодец должен располагаться на расстоянии как минимум тридцать метров от септика или канализационного колодца.

Как сделать бур для шнекового бурения

Можно смастерить своими руками спиральный бур 2 типов для вращательного бурения скважин: со спиралевидным режущим элементом, с дисковым полусферическим ножом. Для работ понадобится:

1. Металлический прут или прочная труба – основание, полая труба большего диаметра – для емкости на стержне ложки.
2. Муфты для соединения штанг, металлическая рукоятка – кусок арматуры, прута, длиной до 40 – 50 см.
3. Металлический лист, если планируется спиральный нож.
4. Диски стальные с зубьями от электропилы.

Металлические круги разного диаметра подойдут для формирования режущей поверхности

Спиральный простой и двухступенчатый бур: чертежи

Как сделать классический бур со спиралевидным ленточным ножом для песчаной скважины? Своими руками такой инструмент сделать сложно без специальных станков для работы с металлом. Сложность заключается в предварительном закаливании и изгибе полосы металла. Необходимо подобрать сталь толщиной от 1,5 – 2 мм. Далее раскаленную полосу сгибают на станке, придавая ленте форму спирали.

Спиральный бур с длинной режущей лентой невозможно сделать без оборудования

Только после этого ленту приваривают к основанию. Во время соединения следят за симметричностью: витки должны располагаться строго параллельно друг к другу и под определенным углом к горизонтальной линии. Край ленты затачивают, поверхность красят.

Чертеж простого бура с двумя ножами под углом

Отталкиваясь от простейшей конструкции, можно усовершенствовать инструмент и сделать бур, который подойдет для бурения неглубоких скважин разного диаметра.

Для изготовления берут 3 диска одинаковой толщины с разным диаметром. Разрезают каждый на 2 половины, один край (нижний) затачивают. Во всех частях просверливают отверстия для соединения лепестков.

Детали для бура

К основанию приваривают круг меньшего диаметра так, чтобы края двух половин образовали угол величиной 30 о. Большего диаметра ножи крепят к верхнему при помощи гаек и болтов.

Готовый к сборке бур со сменными комплектами ножей

Штангу формируют с нарезкой резьбы или приваривают к верхнему краю муфту с готовой резьбой: в этом случае не нужно устанавливать защиту от раскручивания во время работы.

Как пробурить скважину своими руками: обзор процесса

Типовой процесс бурения скважины, в большинстве случаев организуется в соответствии со следующими правилами:

Обустройство направляющего шурфа

• Во-первых, перед бурением нужно обустроить направляющий шурф. В нашем случае это будет тестовая скважина, куда мы погружали мешочек с силикагелем.
• Во-вторых, тестовый шурф должен обустраиваться с минимальным отклонением от вертикали. Иначе основная скважина «уйдет» вбок, что затруднит последующий монтаж обсадных труб и напорного оборудования.
• В-третьих, обсадные трубы лучше монтировать сразу же. Иначе стенки шахты попросту не выдержат постоянного перемещения шнека вверх/вниз, и обрушатся в самый неподходящий момент.

Кроме того, на площадке следует накопить достаточное количество сменных штанг и обсадных труб. Причем объемы погонажа рассчитывают исходя из предполагаемого заглубления шахты. И в большинстве случаев «ручная» шахта не опускается ниже отметки 10-12 метров.

Исходя из этих правил, бурение скважин ручным способом, в большинстве случаев, происходит следующим образом:

Бурение скважин ручным способом

• Шнек погружают в тестовую скважину, надевают на него ворот с оголовком и центрируют положение инструмента с помощью простейшего гидроуровня.
• Само бурение осуществляет пара человек, вращающих ворот по часовой стрелке для заглубления или  против часовой стрелки – для извлечения бура из грунта. Третий человек следит за отклонением штанги от вертикали и наращивает ее по мере заглубления шнека. Он же занимается погружением труб в скважину.
• Процесс бурения осуществляется по следующей схеме – бур (шнек) ввинчивают в грунт на 4-5 витков, после этого  инструмент извлекается из шахты для удаления грунта, забившего все пространство между лепестками шнека (его вытягивают за штангу, с помощью лебедки). Затем новый цикл из 4-5 витков и новое извлечение. И так далее, до выхода на запланированную глубину.
• Наращивание штанги осуществляется с помощью резьбового соединения или стального стержня, вставляемого в пазогребневый стык. Последний вариант – предпочтительнее по скорости, но несет угрозу точности. Поэтому после наращивания вертикаль штанги следует контролировать хотя бы некоторое время.
• Первый отрезок обсадной трубы (с перфорацией, необходимой для первичной фильтрации) погружают в скважину после заглубления до отметки,  равной половины длины «фильтра».  Причем диаметр трубы будет немного больше диаметра шнека. Поэтому погружение требует некоторых усилий. После того, как труба уйдет в скважину полностью, на нее навинчивают следующий участок и так далее. Поэтому при ручном обустройстве скважины используют короткие отрезки обсадной тубы. Ведь длинные отрезки помешают процессу бурения, затрудняя работу с воротом.

Процесс бурения заканчивается в том случае, если вместо грунта из скважины «вычерпнут» очень жидкую грязь, которая сигнализирует о выходе на первый водоносный слой. После этого в скважину вводят придонный фильтр (гравийную подсыпку) и начинают раскачку источника.

https://youtube.com/watch?v=0WAfBedVXNY

Необходимые инструменты для работы

Самым доступным и простым способом является ударно-канатный, поэтому его и стоит рассматривать в качестве примера. Он является одним из способов того, как пробить скважину своими руками без бурения.

Такой метод работы имеет следующие преимущества над другими:

• позволяет сохранить практически весь грунт на участке в исходном состоянии без каких-либо повреждений, так как использование техники может сильно испортить землю на большой площади;
• нет ограничений по выбору территории для скважины, её можно сделать на любом месте;
• оборудование простое и не требует большой квалификации бурильщика.

Для работы необходимо приготовить следующие инструменты:

• Лопата.
• Бур, желательно с дополнительными режущими частями. Для этого следует наварить на режущую часть резцы токарные, напильники или другие приспособления. Заточить резцы можно болгаркой.
• Тележка для вывоза лишнего грунта.
• Вёдра для воды.
• Насос для выкачки жидкости.

Дополнительно необходимо приготовить следующие материалы:

• щебёнка для подушки;
• проволока из стали;
• трубы;
• проволока для обустройства фильтра для дна.

Плюсы самостоятельного ручного бурения

Ручное бурение самостоятельно сделанными приспособлениями имеет следующие преимущества перед автоматическими способами проходки с использованием специальной буровой техники частными лицами и организациями:

Дешевизна. Изготовление своими руками бура из подручных материалов и проходка скважины без привлечения сторонних помощников, специалистов, организаций — самый выгодный вариант с финансовой точки зрения, если другие способы занятости в свободное время не приносят денежный доход.

Универсальность. Самостоятельное проведение буровых работ вручную универсально благодаря следующим особенностям:

• Ручное бурение во многих ситуациях является единственно возможным вариантом проведения работ, если въезд на участок специальной техники невозможен или скважина размещена в построенном помещении.
• Ручным способом прокладывают узкие скважинные каналы без использования обсадных колонн стандартного диаметра, что существенно удешевляет организацию и обустройство водоснабжения на индивидуальном участке.
• Вручную проводят бурение на глубину от 5 до 35 м, что соответствует характеристикам абиссинской и скважины на песке.
• Сделанный бур можно использовать для иных хозяйственных целей, если необходимо проделать отверстия в земле — при сооружении ограждений, посадке садовых растений, монтаже свайных фундаментов и других работ хозяйственно-бытового назначения. За ненадобностью конструкцию всегда можно разобрать и использовать в хозяйстве по своему усмотрению.

Гибкость применения. В зависимости от глубины залегания водяного пласта, качества грунта и размерных параметров скважинного канала, используют различные бурильные технологии, конструкции буровых приспособлений или их сочетания. При индивидуальном изготовлении всегда есть возможность путем экспериментов самостоятельно сделать бур для скважины, наиболее удобный и эффективный для конкретных условий.

Конечно, за дешевизну ручного способа придется платить скоростью проведения работ и интенсивными физическими трудозатратами, последние в некоторой степени полезны с точки зрения улучшения здоровья.

Как оборудовать пробитую скважину

Пробить/пробурить скважину недостаточно. Надо еще воду поднять, а это — совсем другая история. Как провести воду из скважины к дому читайте тут.  Если хотите сделать водоснабжение постоянным, с нормальным давлением, чтобы можно было подключать бытовую технику, вам понадобится насосная станция.

Для сезонного водоснабжения на даче обойтись можно более скромным набором:

• вибрационный насос;
• обратный клапан, который устанавливается перед насосом;
• емкость для воды;
• поливочный шланг;
• краны и т.д.

Еще один совет: скважину надо чем-то закрыть. В домах постоянного проживания делают кессон — бетонный или пластиковый  бункер, который находится ниже глубины промерзания. В нем ставят все оборудование. При использовании воды только периодически кессон — слишком дорогое удовольствие. Но закрыть скважину чем-то надо. Во-первых в нее может упасть какая-то живность, что никак не обрадует вас. Во-вторых, «добрые»соседи могут что-то уронить. Более бюджетный выход — построить домик по типу колодезного. Еще более дешевый вариант — выкопать приямок, оббить его доской, сделать дощатую крышку. Ключевой момент: все это должно запираться на замок.

Забой колодца

Абиссинский колодец можно забить без специальных бурильных устройств. Для этого понадобится:

• Металлическая или ПВХ-сетка с мелкими ячейками;
• Толстостенные металлические трубы с диаметром, как у насоса, и по длине в глубину забоя;
• Дрель;
• Трубы с резьбой;
• Наконечник острый конусообразный.

Забой колодца

Нижняя часть колонны будет буром, потому на конце трубы, над наконечником, устанавливают фильтр. Длина его будет до метра. По окружности трубы нужно высверлить отверстия под углом 45о с диметром 5-8 мм в шахматном порядке. Сверху перфорированную часть трубы обматывают сеткой и крепят проволокой, хомутами или другим удобным способом.

Инструмент для бурения скважин углубляют на метр в грунт, проверяют строительным уровнем вертикальность, которая должна быть соблюдена.

Способы для самостоятельного бурения

Чтобы пробурить скважину на воду на даче, приусадебном участке, сельском подворье, необходимо учитывать, что есть три диапазона глубин, на которых залегают водоносные пласты:

1. Абиссинский колодец. До воды придется бурить от полутора до 10 метров.
2. На песок. Чтобы сделать скважину такого типа, нужно проколоть грунт до отметки в диапазоне от 12 до 50 м.
3. Артезианский источник. 100-350 метров. Самая глубокая скважина, но с самой чистой водой, пригодной для питья.

При этом каждый раз используется отдельный вид буровых установок. Определяющим фактором является выбранный способ производства буровых работ.

Ударно-канатный

При таком бурении скважин на воду технология процесса предполагает поднятие трубы с тремя резцами на высоту. После этого, будучи утяжеленной грузом, она опускается, и под собственным весом дробит породу. Еще одним устройством, необходимым для извлечения раздробленного грунта, является желонка. Все перечисленное можно купить или изготовить собственными руками.

Но перед тем как пробурить скважину своими руками придется воспользоваться садовым или рыбацким буром, чтобы сделать первичное углубление. Также потребуется тренога из металлопрофиля, трос и система блоков. Поднимать ударник можно ручной или автоматизированной лебедкой. Применение электродвигателя ускорит процесс.

Шнековый

Такая технология бурения скважин под воду предполагает использование бура, который представляет собой стержень с винтовой лопастью. В качестве первого элемента используют трубу диаметром 10 см. На нее наваривают лопасть, наружные грани которой формируют диаметр 20 см. Чтобы изготовить один виток используют круг из листового металла.

От цента по радиусу делается разрез, а по оси вырезается отверстие, равное диаметру трубы. Конструкция «разводится» так, чтобы образовался винт, который нужно приварить. Чтобы пробурить скважину на даче своими руками с помощью шнека, необходимо устройство, которое будет служить приводом.

Это может быть металлическая рукоять. Главное, чтобы ее можно было отсоединить. По мере заглубления бура в грунт его наращивают, добавляя очередную секцию. Крепление сварочное, надежное, чтобы в процессе работ элементы не рассоединились. После окончания процедуры вся конструкция вынимается, а в шахту опускаются обсадные трубы.

Роторный

Такое бурение скважины на даче – не самый дешевый вариант, но самый эффективный. Суть метода в совмещении двух технологий (ударной и шнековой). Главным элементом, принимающим нагрузку, является коронка, которая закрепляется на трубе. По мере ее погружения в грунт добавляются секции.

Перед тем, как сделать скважину, необходимо позаботиться о подаче воды внутрь бура. Это позволит размягчить грунт, что позволит продлить срок службы коронки. Данный способ ускорит процесс бурения. Также понадобится специальная установка, которая будет вращать, поднимать и опускать бур с коронкой.

Прокол

Это отдельная технология, которая позволяет пронизывать грунт горизонтально. Это необходимо для прокладки трубопровода, кабелей и прочих коммуникативных систем под дорогами, строениями, в местах, где рыть траншею нельзя. По свое сути это шнековый способ, но применяется он для бурения по горизонтали.

Роется котлован, устанавливается установка, начинается процесс бурения с периодической выборкой породы из котлована. Если воду на даче можно получить из скважины, отделенной препятствием, делается прокол, закладывается горизонтальная обсадная труба, протягивается трубопровод. Все можно сделать собственными руками.

Какой способ бурения выбрать?

Все рассмотренные способы механического бурения широко применяются для устройства водоносных скважин.

Подводя итоги, можно сказать, что:

1. Колонковое бурение целесообразно использовать для проходки в пластичных глинистых грунтах. Колонковый способ подходит для устройства большинства водозаборных выработок, при необходимости используется в паре с ударно-канатным.
2. Шнековое бурение по сфере применения схоже с колонковым методом. От него отличается некачественной очисткой ствола, требует обязательного использования желонки или долгосрочной промывки скважины перед эксплуатацией.
3. Роторное бурение – оптимальный вариант для пробивки стволов скважин в скальных грунтах.

Стоимость разработки скважины с использованием того или иного метода бурения во многом зависит от того, какое оборудование применяется, а также от категорий пройденных пород по буримости.

Правильно выбранный способ бурения скважины поможет не только снизить временные затраты на бурение, но и позволит в будущем эксплуатировать водоисточник без проблем