Виды бурения скважин под воду

Виды, типы и нюансы скважины на воду

Рассмотрим, какие бывают виды скважин, их принципиальные отличия и преимущества. Ведь природная вода не преодолевает продолжительный путь по старым магистралям, человек может наслаждаться по истине первоисточником.

Понятие и типология скважин

Скважина — выработка грунта на поверхности земли, имеющая форму цилиндра и направленная вглубь до достижения нужного водного пласта. Ее бурение производится при задействовании тяжелого бурового оборудования. Глубина конструкции значительно превосходит ее диаметр.

Шахта может буриться под прямым углом относительно поверхности земли и с необходимым отклонением в нужном направлении. Таким образом, есть возможность получить криволинейный профиль и добиться лучшего качества воды. Технология бурения дает возможность в короткое время добиться желаемого результата.

Типы скважин по профилю

До достижения полезного ископаемого шахта может пересекать несколько слоев грунта. Важно правильно выбрать метод для бурения скважины. В зависимости от числа плоскостей, где шахта искривляется — могут быть следующие виды скважин:

искривленные в плоскости;
искривленные в пространстве.

Это зависит от изгиба шахты. В связи с этим, искривление в плоскости может иметь следующие разновидности:

ровный столб, в нижней части заканчивающийся наклоном;
S — образный изгиб;
J — образная конструкция.

Указанные изгибы образуются в результате разной плотности слоев грунта. В свою очередь, искривление в пространстве может проявляться в более сложных геометрических формах при бурении нефтяных и газовых скважин. Шахты для воды в своем большинстве делаются прямыми, изгибы могут применяться для обхода скальных пород.

Типы скважин по глубине

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

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

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

Существующие категории скважин

Согласно предназначению скважины бывают следующих категорий:

Параметрические — позволяющие определить разрез вертикального слоя.
Поисковые — имеют маленький диаметр, определяют перспективность бурения.
Разведывательные — определяют потенциал полезных ископаемых.
Эксплуатационные — способные извлечь полезное ископаемое из земных недр.

Скважины для добычи воды относятся к эксплуатационным, и делятся на дополнительные виды:

добывающие либо нагнетательные;
специализированные для технической и питьевой воды, в том числе и поглощающие;
для мониторинга и наблюдения за пластовым давлением;
дублеры для выработки;
оценочные при эксплуатации.

Каждая из них имеет свои особенности при бурении и во время использования.

Конструктивные виды скважин

Используемые конструкции делят скважины на типы:

с одной колонной;
с двумя колоннами.

Вышеуказанные типы скважин подразумевают количество труб при бурении и эксплуатации шахты.

Одновременное использование обсадной и эксплуатационной трубы считается более дорогим вариантом, однако позволяет продлить срок эксплуатации. В таком случае даже артезианская скважина может иметь внутреннюю ПВХ трубу.

Виды фильтров из гравия, которые размещаются:

между породой и водозаборной трубой при нижней заглушке;
между обсадной и водозаборной колонами при нижней заглушке;
в при забойной зоне с учетом поступления воды через низ водозаборной трубы.

Каждый из вышеуказанных фильтров имеет свои особенности и преимущества.

Специфические виды скважин на воду

Существуют различные виды скважин:

Сконструированная на плывуне может иметь углубление 40 метров. Применяется параллельное бурение с установкой обсадных труб. Такая конструкция позволяет получать больший объем воды, в отличие от стандартной конструкции.
Геотермальная скважина бурится для извлечения воды из подземного горячего источника. Применяется для автономного отопления при обогреве жилья. К тепловому насосу горячая вода поднимается самостоятельно. Суть заключается в использовании горячей воды для обогрева помещения и слива ее обратно в источник. Таким образом помещение получает бесплатное отопление.

Как видим, основные виды скважин отличаются не только по своей конструкции и глубине, а также и по применению.

Вывод

При рациональном использовании природных ресурсов, находясь в загородном доме вдали от цивилизации, можно создать благоприятные условия для комфортного проживания в течение круглого года. Необходимо обладать достаточными знаниями и навыками. Берегите природу!

Виды скважин на воду

Пользоваться водой из недр вместо центрального водоснабжения не только выгоднее, но и полезнее. Она не проходит длительного пути через старые трубы, которые давно заросли различными отложениями. Пробить скважину можно легко в собственном дворе, в некоторых случаях это становится возможным в подвале или погребе. Чтобы знать, какую выбрать, необходимо различать виды скважин на воду. В статье будут рассмотрены все доступные варианты скважин, а также методы из бурения.

Какие источники под землей

В больших городах воду в дома и квартиры подают не из подземных источников, а из водохранилищ. Жидкость проходит несколько ступеней очистки, которые часто бывают небезопасными. Именно поэтому периодически воду хлорируют. Но совсем другое дело питаться из источников, которые залегают глубоко под землей. Грунт не является однородным, если посмотреть на него в срезе, то можно заметить различные пласты, которые наслаиваются один на другой. В этих слоях присутствуют и водяные прослойки, их называют водоупорами, т. к. они находятся в зажатом состоянии. В некоторых случаях верхним слоем над водоупором может быть песок или другой рыхлый грунт. При этом происходит перетекание части воды в этот слой, который называется водоносным горизонтом. Вода дополнительно фильтруется и может быть использована. Как правило, такие горизонты находятся на небольшой глубине, поэтому над ними можно соорудить колодец или небольшую скважину.

Верховодка

Колодцы и небольшие скважины часто берут свою воду из верховодки. Такие пласты залегают на небольшой глубине. Чаще всего она не превышает восьми метров, а в некоторых случаях может доходить и до двух. Обычно это небольшие по площади горизонты, которые есть не в каждой местности. Недостатком верховодки является возможность попадания в нее различных химических веществ и выбросов. Это связано с тем, что над ней нет требуемого количества фильтрующих слоев, поэтому не происходит достаточной очистки. Не рекомендуется использовать верховодку в тех местностях, где в больших количествах используются удобрения или есть производственные мощности.

Запасы верховодки не пополняются за счет более глубоких пластов. Основным источником служит дождевая или талая вода, которая смывает с собой всю грязь. Проблемы с колодцами и скважинами, которые пробиты до верховодки наблюдаются в жаркий период, когда уровень сильно падает. Вода из таких источников отлично подходит для технического использования. При отсутствии источников загрязнения и установленном фильтре подойдет и для употребления в пищу.

Грунтовка

Грунтовые воды вместе с верховодкой часто создают проблемы во время обильных дождей. Часто подвалы и погреба затоплены именно этими водами. Связано это с небольшой глубиной залегания. Находятся грунтовые воды глубже, чем верховодка. В некоторых случаях глубина их залегания достигает 20 метров. Большинство колодцев и скважин, которые предназначаются для питьевой воды, роют на глубину грунтовых вод. Этому есть два объяснения. Одно из них заключается в том, что слой грунта над таким источником больше чем над верховодкой. Это означает, что вода проходит лучшую фильтрацию. Другой момент заключается в том, что часто грунтовые воды залегают над большим водоупором, который находится ближе всего к поверхности.

Источники между пластами

Горизонты воды, которые находятся между пластами, по качеству значительно лучше, чем верховодка и грунтовые воды. Глубина, на которой можно найти межпластовые горизонты находится ниже отметки в 20 метров, а в некоторых местностях может достигать и 80 метров. Поэтому пока вода проходит через все пласты, она хорошо очищается. Чаще всего такой горизонт находится в рыхлой почве и заключен в замок из водоупорных слоев, которыми может выступать глина. При бурении его необходимо вскрыть и остановится в нем, не углубляясь до дна слоя. В земляном пироге таких водоносных слоев может быть несколько на различной глубине.

Некоторые из таких пластов имеют выход на поверхность. Они образуют бьющие родники с чистой водой. Количество воды в таком слое может быть небольшим, поэтому при бурении приходится выбирать наилучший доступный вариант. Водоупорные слои постоянно давят на водоносный слой, это создает определенное напряжение в жидкости. Поэтому при бурении скважины она самостоятельно поднимается до некоторого уровня, что упрощает ее дальнейший подъем на поверхность. В некоторых случаях при пробитии водоупорного слоя может наблюдаться биение родника, т. е. вода сама поднимается по скважине на поверхность. Если ее количество велико, то можно использовать только центробежный насос, который будет доставлять ее от скважины в дом.

Артезианская

Возможно, при мысли об артезианской скважине в воображении возникает бурный поток, который вырывается на поверхность под большим давлением. В некоторых случаях это действительно так и бывает. Но в своем большинстве артезианской водой называется источник, который находится на глубине свыше ста метров. Из-за определенного уровня залегания, а также водоупорных пластов, которые с огромной силой давят на источник, жидкость поднимается на значительную высоту без использования насосного оборудования. Такие источники считаются самыми чистыми. Это объясняется тем, что пока жидкость, которая пополняет ее, пройдет всю дистанцию, она успеет преодолеть несколько уровней очистки. Разработка артезианских источников является самой дорогой. Поэтому пробить такую скважину у себя во дворе сможет не каждый. Чаще всего разработка ведется для коммерческих целей, например, для компаний, которые занимаются продажей минеральной воды.

Читать еще: Бурильная установка для скважин воды своими руками

Какие бывают скважины

Типы скважин отличаются от того, из какого пласта они поднимают воду на поверхность. Ниже уделено внимание каждой из них.

Скважина для разведки

Предназначение такой скважины становится понятным из ее названия. Чаще всего она используется в тех местностях, в которых ранее не выполнялось бурение и неизвестно, какие слои и на каких глубинах залегают. Обычно используются буровые установки с вращательным способом бурения. При этом шахта скважины не отличается большим диаметром. Затраты на такое бурение значительно меньше, чем на изготовление классической скважины. Во время такого бурения в зависимости от глубины удается выяснить количество и качество водоносных горизонтов. Перед бурением основной скважины, можно заказать разведывательное бурение, которое окажется дешевле, чем еще одна скважина.

Скважина-игла

Это самый простой вариант, который можно пробить без посторонней помощи. Абиссинские скважины могут быть использованы только в тех местностях, где есть близкое залегание верховодки или грунтовых вод. Обычно глубина, на которую устанавливается игла составляет 8 метров. В некоторых случаях она достигает 25 метров. Для бурения такой скважины понадобится труба, которая одновременно будет выступать и обсадной. Можно использовать патрубки с диаметром в 2 дюйма. На конец одного из них монтируется специальный конус или труба сплющивается, чтобы ее край легче проходил через пласты. Выше конуса сверлятся отверстия с диаметром в 6 или 8 мм. Они располагаются в шахматном порядке. Через них вода будет попадать в трубу. Можно сделать прорези шириной в толщину диска болгарки и длиной в 3 см.

Вокруг отверстий или прорезей монтируется металлическая фильтрующая сетка. Она не будет пропускать в ствол крупные частички земли или песчинки. Забивание трубы производится бабкой. Для этого необходимо соорудить небольшой помост, на котором будет находиться рабочий, а также направляющую для трубы. Как только патрубок входит в землю до предельной глубины, к нему приваривается или прикручивается следующий отрезок и процесс продолжается до момента достижения уровня воды. Периодически его можно промывать, используя насос или сжатый воздух, который будет поднимать воду из недр. Как только горизонт достигнут, производится подключение насоса и прокачка скважины до появления чистой воды. После этого можно производить ее обустройство.

Скважина до фильтрующей основы

Фильтрующей основой могут выступать пористые слои, такие как песок или галька. Полноценная скважина должна достигать именно таких слоев. Такую скважину еще называют песчаной. Для ее пробития не подойдет способ, который описывался выше. Понадобятся более производительные и сложные установки. Она может быть разборной или установленной на транспортное средство. С помощью небольших бурильных установок изготовление скважины происходит методом шнекового бурения. Благодаря форме шнека отработанный грунт автоматически поднимается на поверхность. При этом удается достичь глубины в 40 метров. Но это касается только тех грунтов, где не встречаются камни и другие преграды. Для более сложных видов грунтов может использоваться роторное или ударное бурение.

Первый вид обеспечивается установкой, которая похожа на ту, которая подготавливает скважины для добычи нефти. На конце бура находится шарошка из нескольких металлических элементов, которая с легкостью перемалывает прочные составляющие в пластах грунта. Скорость прохождения у такой установки высокая, поэтому скважина может быть изготовлена за день или два. Если есть необходимость экономить, тогда изготовить скважину можно ударным методом. Для этого используется специальное приспособление, которое было позаимствовано у китайцев. Оно представляет собой полую трубку с грузом на верхнем торце. Конец трубки имеет заточенные острия. Приспособление просто сбрасывается с высоты в скважину. Оно легко пробивает камни и известковые породы.

Для извлечения измельченного грунта понадобится желонка. Это также небольшой отрезок металлической трубы с клапаном. Он открывается, когда усилие на него оказывается снизу и закрывается, когда пласт давит сверху. Изготовление скважины таким методом потребует наличия электрической лебедки, а также помощника. На это уйдет много времени. После пробоя скважины до требуемого уровня ее необходимо обустроить. Для этого производится монтаж обсадной трубы с отверстиями, через которые будет поступать вода в шахту. Как и в случае с абиссинской скважиной, на трубу монтируется фильтрующая сетка. В нее погружается глубинный насос, которым необходимо произвести прокачку, а уже потом разводить всю систему.

Срок службы такой скважины может достигать пяти и больше лет. Но по производительности она может не дотягивать до требуемого уровня. При хорошем раскладе скважина будет выдавать до кубического метра в час воды. Диаметр шахты скважины будет зависеть от того, какая производительность водоносного слоя или его дебет. При постоянном использовании обслуживание скважине понадобится нескоро. Если вода из нее берется только в сезон, то фильтр из сетки на конце может быстро заилиться.

Артезианская

Артезианская скважина изготавливается теми же методами, что и скважина на песок. Но в этот список не попадают шнековые буровые установки. Это связано с тем, что артезианские воды залегают в известковых породах, которые обладают большой твердостью. После бурения может быть смонтирована одна или две обсадные трубы. Однотрубная система требуется в тех случаях, когда нет прослоек глины. При этом монтируется металлическая труба с диаметром 15,9 см или 13,3 см. При наличии прослое глины, кроме металлической трубы, понадобится еще и пластиковая, которая помещается внутрь стальной.

Для артезианских скважин не требуется сооружение сетчатого фильтра. Вода поступает напрямую из водоносного слоя без участия песчаных прослоек. Известняк прекрасно обеззараживает воду от болезнетворных организмов и веществ. Дебет такой скважины может достигать 4 кубических метров в час, чего хватит на большое хозяйство. При этом в артезианских скважинах не требуется периодическая регулировка высоты насоса. Зеркало воды поддерживается на определенном уровне. Артезианская скважина требует обустройства в виде кессона или приямка. Это позволит защитить ее от попадания грунтовых или дождевых вод, которые бы загрязнили ее.

Скважина для промышленного использования

Бурение скважин на воду для промышленного использования отличается большей сложностью. Глубина, на которую совершается проходка может быть большей. Кроме того, диаметр самой скважины в два раза превышает обычную. Одновременно могут быть изготовлены несколько шахт, чтобы увеличить подачу. Используется высокомощное насосное оборудование, которое способно выдать 100 и больше кубических метров в час. Сооружение такой скважины требует большего времени составления пакета документов с разрешениями от различных служб. Видео о промышленном бурении можно посмотреть ниже.

Резюме

Выбор скважины для собственного пользования будет зависеть от количества и качества водоносных горизонтов. Кроме того, важно знать, есть ли в конкретной местности ответственные подрядчики и какое оборудование они используют. При изготовлении скважины на заказ важно заключить договор с исполнителем, который позволит урегулировать различные разногласия и определит ответственность и обязанность сторон.

Способы бурения скважин: технологические принципы и особенности основных методов

Устройство водозаборной скважины сопряжено с применением различных методов бурения. Рыхлые и насыщенные водой грунты извлекают с помощью желонки. Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном и вибрационном принципе.

В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину. Мы расскажем, как подобрать оптимальную технологию бурения, позволяющую быстро и безупречно пройти выработку для устройства водозабора.

Для наглядного представления предложенной нами информации текст дополнен полезными схемами, фото-подборками, видео-руководствами.

Виды буровых способов

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

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

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

Различают три основных способа механического бурения:

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

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

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

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

Специфика колонкового бурения

Колонковое бурение – механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы. Буровой снаряд для колонкового бурения представляет собой толстостенную металлическую трубу.

Вверху колонкового бурового снаряда расположено приспособление для присоединения штанг, необходимых для наращивания буровой колонны. Внизу – коронка, вид которой подбирается в зависимости от категории подлежащего бурению грунта.

При проходке колонковым методом грунт разрушается кольцеобразной коронкой. Внутренняя часть керна при этом сохраняется в не разрушенном виде. Для облегчения процесса бурения по твердым и полутвердым суглинкам, глинам, скальным породам на забой подается промывочная жидкость.

Шлам с забоя иногда удаляют промывкой – нагнетанием в ствол выработки большого количества воды. Чаще всего промывку заменяют продувкой сжатым воздухом, поставляемым компрессором внутрь трубы. Данный тип бурения позволяет бурить скважины глубиной до 1000 метров и диаметром от 8 до 20 см.

Механическое колонковое бурение производится буровыми установками типа ЗИФ, УГБ, УКБ, монтированных на автомобили типа КАМАЗ, КРаЗ, трелевочные тракторы и т.д. В варианте для ручного бурения колонковую трубу укорачивают, называют колоколом или стаканом. С последним, перевернутым вверх дном предметом обихода, конструктивно схожа колонковая труба.

Бурение колонковым способом используется в следующих случаях:

геологоразведка полезных ископаемых;
бурение разведочных скважин;
устройство водоносных скважин любой глубины, в том числе безфильтровых скважин в скальных породах.

Для устройства частных скважин на воду в некоторых случаях колонковый способ используется перед тем, как начать шнековое или роторное бурение, выполняя одновременно разведывательную и подготовительную роль.

Читать еще: Вода из скважины идет рывками

В устройстве частных скважин колонковое бурение используется в комплексе с ударно-канатным. Глинистые слои проходят колонковой трубой. Пески неплотного сложения, гравий и галечник с песчаным заполнителем, которые не задерживаются в колонковой трубе, извлекают из ствола желонированием.

По эффективности колонковый метод несколько уступает шнековому способу бурения водозаборных скважин. Шнеком бурят быстрее, но он не позволяет полностью освободить ствол от пробуренной породы. Их редко используют в паре. А уж если приведется, то шнеком проходят первые несколько метров.

Используемое оборудование и инструменты

Для колонкового бурения используются следующие инструменты:

буровые коронки из алмазного или другого твёрдосплавного материала (сталь, вольфрам, победит);
колонковая труба;
труба для отвода шлама;
штанги, требующиеся для наращивания буровой колонны;
муфтовые соединения, переходники между трубами, промывочный сальник.

При бурении в скальных породах буровая коронка быстро изнашивается и подлежит замене. Материал коронки – дорогостоящий, выдерживающий колоссальные нагрузки, наибольшее распространение получили алмазные буровые варианты.

Все используемые в процессе бурения инструменты должны соответствовать соосности, т.е. располагаться ровно относительно оси бурения.

Технология колонкового бурения

Главная особенность колонкового бурения – прохождение породы с полным её сохранением в колонковой трубе. Т.е. при работе бурильного оборудования коронка по кольцу разрушает грунт, который по мере заглубления проталкивается в колонковую трубу и удерживается в ней за счет собственной плотности.

При извлечении наполненной трубы из ствола выработки, ее освобождают от керна путем простукивания кувалдой.

Поэтапный процесс колонкового бурения выглядит следующим образом:

бурильную коронку соединяют с колонковой трубой;
колонковая труба соединяется со штангами, которые наращиваются по мере углубления;
верхняя штанга закрепляется в буровом станке;
бурильный станок вращает буровую колонну и постепенно “ввинчивает” ее в грунт;
колонковая труба постепенно наполняется керном – заклинившим в ее полости грунтом;
после проходки 50 – 70 см буровая колонна извлекается на поверхность, штанги по очереди отсоединяются до тех пор, пока не извлечется колонковая труба;
трубу освобождают от выбуренной породы;
опорожненный снаряд снова опускают на забой, наращивая буровую колонну штангами.

Действия производятся в описанном порядке до тех пор, пока скважина не вскроет водоносный горизонт и не заглубится на 50 см в нижележащую водонепроницаемую породу.

Если фиксация верхнего водоносного горизонта не является целью проходки, то верхние слои можно бурить с промывкой. В этом случае насос продаёт промывочный раствор через шланг внутрь труб. Затем раствор выносит выработанный грунт на поверхность.

Веские достоинства и недостатки

В сравнении с ударно-канатным и роторным способом механического бурения колонковое производится довольно быстро, значительно сокращая время проведения работ. Главный его недостаток – невозможность подъема рыхлых грунтов и насыщенных водой галечников. Медленно продвигается по скальным породам, для проходки валунов требуется долото.

К достоинствам колонкового бурения относят:

высокую производительность и возможность бурить скважины глубиной свыше 100 м;
сокращение нагрузок на бурильное оборудование за счёт разрушения глинистой породы, сравнимым с ее вырезанием;
возможность применения мобильной буровой установки компактных габаритов.

Колонковое бурение – один из самых скоростных методов разработки водозаборных выработок. Скважину на песок с его применением можно пройти за один рабочий день. Разрабатываемая вручную водозаборная выработка отнимет намного больше времени.

Особенности шнекового бурения

Этот тип бурения сегодня наиболее часто используется при устройстве водоносных скважин в частных хозяйствах. Особенностью шнекового бурения является то, что разрабатываемая порода полностью удаляется из створа скважины без привлечения дополнительного оборудования. Метод напоминает ввинчивание, позволяет бурить на глубину и одновременно удалять ненужный грунт.

Используемый для бурения инструмент называется шнек. Представляет собой металлический стержень с лопастями. Завинчиваясь в грунт, шнек разрушает породу, которая задерживается на его лопастях. Из-за специфики конструкции шнеком невозможно полностью освободить забой от отвала. Поэтому его в основном применяют для проходки верхних слоев.

Бурение с использованием шнека не требует больших усилий и финансовых затрат, поэтому сфера применения данного способа достаточна широка: геологоразведочные скважины, прокладка коммуникаций, устройство буронабивных скважин и частично бурение на воду.

Его сейчас активно применяют для устройства абиссинских колодцев, чтобы не забивать полностью скважину-иглу в плотный грунт, а слегка облегчить процесс погружения ствола в заранее разрушенную породу.

Метод подходит для разработки водоносных скважин глубиной до 30 м на мягких и рыхлых грунтах и до 20 м на средне-плотных. После проходки шнеком и установки обсадки, ствол скважины обязательно очищается желонкой от неизвлеченной породы.

Шнек категорически не подходит для работы в скальных породах! Его используют для частичной проходки скважин до 120 м, при этом данный метод комбинируется с другими: роторным, ударно-канатным, колонковым.

Виды и характеристика скважин на воду

Построив загородный дом на значительном удалении от коммуникаций, каждый собственник вынужден решать проблему с водоснабжением самостоятельно или сообща с соседями. Для получения стабильного доступа к подземным источникам используют различные виды скважин на воду. Из гидротехнических конструкций популярны шахтные колодцы, скважины на песок, на песчаник или известняк. В чем отличия таких сооружений? Каковы характеристики? В чем преимущества и недостатки основных видов?

Колодцы

Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра.

Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.

Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.

1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.

Основное преимущество колодцев не только в их доступности и простоте, а так же в хорошем коэффициенте пополнения извлеченного объема воды в благоприятные периоды года.

Недостатки

Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:

Временные и трудовые затраты.
Нестабильный объем в периоды засухи.
Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
Воду из колодца требует обязательного кипячения.

На местах, где бывают подтопления и паводки, заболоченности, колодцы для водозабора питьевой воды ставить не допустимо.

Абиссинский колодец

Скважина игла или Абиссинский колодец еще один простой и доступный с точки зрения финансовых затрат вид гидротехнических сооружений. Состоит из узкой 1…1,5” трубы, на окончании которой находятся фильтр и иглообразный наконечник. Снарядом прошивают грунт на глубину от 10…25 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.

Для создания скважины иглы берутся двухметровые трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых соединений. На саму трубу ставят либо ручной, либо электрический насос, работающий по вакуумному принципу.

После организации водозабора, скважину прокачивают для получения чистой воды. Для питьевых целей она будет пригодна через сутки. Рекомендуется сделать химический анализ ее состава в СЭС или гидрогеологической лаборатории. Как показывает практика, после всех подготовительных и профилактических манипуляций с абиссинской скважиной вода будет соответствовать санитарным нормам.

Преимущества

Простая и эффективная конструкция, позволяющая удовлетворить потребности в небольшом количестве воды хорошего качества, обладает следующими преимуществами:

Срок службы колодца не менее трех десятилетий.
Малогабаритные размеры позволяют пробурить скважину в подвале частного дома.
Исключена вероятность загрязнения из почвенных горизонтов.
Не требуется разрешений.

Недостатки

Из негативных сторон присущих данному типу источника можно отнести следующие недостатки:

Поскольку абиссинский колодец делается из полуторадюймовой трубы и предполагает забор воды с только помощью насоса. Поверхностные насосы не эффективны после десятиметровой глубины.
Конструкция требует регулярной чистки трубы от заиливания и песка.
Возможность поставить абиссинскую скважину доступна лишь в условиях мягкого грунта.
Абиссинская конструкция привередлива к качеству водоноса и не будет работать на плывунах, бесперебойная эффективность возможна только на слое из крупнозернистого песка.

При засорении абиссинского колодца используют желонку – цилиндрический сосуд для извлечения грязи, ила, песка.

Песчаные скважины

Такой источник прост по своей конструкции и не требует длительного времени на монтаж. Скважины ориентированы на добычу воды в рыхлых межпластовых водоносных слоях. Как правило, это песок, галечник, гравий . Вскрытое месторождение используют для автономного водоснабжения загородного дома.

В зависимости от глубины нахождения горизонта песчаные скважины делят на два вида:

На мелкий песок – до 40 метров.
На глубокий песок (песчаник) – от 40 до 90 метров.

Выбирая вид источника, учитывайте, что по водоотдаче мелкие скважины уступают глубоким (1 м 3 против 2 м 3 ).

По своей конструкции скважины, обустраиваемые на песчаных горизонтах, представляют собой ствол, в котором находится стальная или пластиковая обсадная труба диаметром более 10 см. Нижняя труба имеет перфорацию для просачивания влаги, а дно оснащают фильтрующей сеткой. Проходка породы выполняется шнековой бурильной установкой. Подъем воды осуществляется посредством погружного насоса.

Из-за наличия частиц песка центробежные насосы для поднятия воды не годятся. Очень быстро забивается фильтрующий элемент, что приводит к выходу устройства из строя.

Преимущества

Достаточна глубина для получения чистой воды, по сравнению с перечисленными выше источниками.
У скважин на глубокий песок стабильный объем.
Химический состав воды в песчаниках вписывается в санитарные нормы.
Высокая производительность от 1 до 2 м 3 /ч.
Для вскрытия водоносного пласта не требуется разрешений.
Время проходки с установкой обсадной трубы занимает не более 2-х дней.
Срок эксплуатации таких водяных скважин до 30 лет.

Читать еще: Расчет дебита скважины на воду

Недостатки

Объем воды у скважин на мелкий песок более зависим от уровня осадков.
Химический состав воды из неглубоких источников не постоянен и чувствителен к антропогенным и техногенным факторам.
Наличие мелкозернистого песка способствует заиливанию скважины.

Артезианская скважина

Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.

Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.

Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы. Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ.

Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.

При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.

Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов. Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.

Преимущества

Высокое качество воды.
Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м 3 /ч.
Бесперебойное водоснабжение.
Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.

Недостатки

Применение тяжелой буровой техники.
Необходимо составление проекта.
Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
Высокая стоимость работ и материалов.
Продолжительные сроки проходки и обустройства.

Основные характеристики

В зависимости от назначения скважины потребуется анализ по ряду параметров, которые описывают уровень изобильности водоносного слоя, скорость восстановления водного ресурса после водозабора. Эти данные необходимы для выяснения того, сможет ли она полноценно решить задачу обеспечения водой в конкретном случае. В целом все виды водозаборов характеризуют по следующим параметрам:

Пьезометрический уровень. Измеряется глубина от поверхности грунта до вскрытого водоносного горизонта.
Уровень водопроводимости скважины измеряется кубометрами, которые способна выдать точка водозабора в течение 24 часов.
Динамический уровень вычисляется во время активного использования скважины, проверяют и фиксируют уровень, на который поднимается вода по длине трубы.
Установление показателя по статистическому уровню скважины происходит через час после прекращения водозабора. В этот период забойное давление приходит в баланс с давлением пласта, расположенного над водоносным участком, уровень воды фиксируется, она перестает подниматься.
Исходя из статической и динамической характеристик скважины, вычисляют дебет точки водозабора. Рассчитывается как соотношение извлеченной воды и ее притока. Выясняют основную характеристику, показывающую, сколько воды способна давать скважина в конкретный временной период.

Скважины с высоким уровнем водоотдачи имеют разницу в динамическом и статистическом уровнях, не превышающую метра. Артезианские скважины характеризуются равноценными статическими и динамическими уровнями.

Как видите, виды водозаборных конструкций имеют свои плюсы и минусы. То, что подходит для большого селения, может быть неэффективным для частных лиц и наоборот. При выборе типа скважины необходимо учесть не только экономические особенности, но и геологические параметры, гидрогеологические условия.

Типы и виды бурения скважин

Вода – всегда считалась одним из самых важных ресурсов земли, поскольку без нее жизни на планете не будет. Поэтому многие люди, которые предпочитают строить собственные дома вдали от большого скопления людей, должны в первую очередь позаботиться о том, чтобы источник питьевой воды был как можно ближе к дому. Для этого отлично подойдет технология бурения скважин, которые смогут обеспечить водой всех обитателей для абсолютно любых нужд и потребностей.

Типы бурения скважин

На сегодняшний день существует довольно большое разнообразие типов бурения скважин для питьевой воды, но более распространенными считаются:

Роторное бурение;
Бурение при помощи ударно канатного оборудования;
Бурение буровым патроном;
Гидравлическое бурение;
Шнековое бурение;
Абассинский колодец.

Все напрямую зависит от типа почвы и глубины скважины.

Первый тип бурения зачастую применяется для того, чтобы пройти сложные участки известняка или скальных пород. Благодаря специальной установке с большим долотом на конце, любая порода разбивается под воздействием шарошения, а буровая установка поднимает разбитую породу на поверхность. Непосредственно на буровой установке расположен роторный механизм, который приводится в действие мощным двигателем внутреннего сгорания на поверхности. Для повышения эффективности и производительности, на штангу одеваются специальные грузы, которые позволяют существенно повысить центр тяжести и улучшить проходимость труднодоступных пород.
Второй тип бурения считается методом прошлого века, поскольку им пользовались еще в те времена, когда в древнем Китае были известные императоры. Груз с конусной формой кидали с определенной высоты, за счет чего грунт раздвигался, после чего его уплотняли максимально сильно, чтобы стенки не осыпались. На сегодняшний день рабочие при таком методе используют специальные цоколи, внутри которых и происходит раздвижение грунта. Отработанный грунт попадает в желонку, которую вытягивают и вытряхивают. Такая последовательность продолжается до тех пор, пока не будет, достигнут, нужен уровень бурения. Такой метод зачастую применяется на тех участках, где грунт песчаный или с большим содержанием уровня влажности. Для глиняных грунтов, рабочие применяют стаканы. Если почва каменистая, то первые слои проходят буровым патроном.
Третий тип бурения используется в тех случаях, когда рабочим нужно пробурить скважину глубиной до 300 метров. Такое бурение осуществляется при помощи телескопических наконечников. Это говорит о том, что первая часть буровой установки будет широкой, а каждая последующая гильза, которую рабочие установят, для прохождения глубины будет постепенно уменьшаться в диаметре.
Последний метод, который называется гидробурение, использует в своей технологии водяную струю под огромным давлением с небольшим соплом. Такой тип считается менее продуктивным, чем все остальные, поскольку подходит только для рыхлой почвы с повышенным песчаным эквивалентом. Но, несмотря на тот факт, что такой метод считается максимально простым и быстрым, уплотнительные гильзы необходимо подготовить заранее, чтобы потом попросту установить их и предотвратить обрушение почвы.

Гидробурение весьма не эффективный метод, поскольку максимальная глубина скважины не будет превышать отметку в 15 метров, па диаметр при этом составит от 5 до 30 сантиметров.

Шнековое бурение – считается на сегодняшний день наиболее эффективным способом бурения скважин для питьевой воды, поскольку специальный бур и винтовые лопасти позволяют не только разрушать каменистую и глинистую породу, но еще и выводить ее на поверхность без необходимости менять патрон. Даже геологи используют такой тип бурения для того, чтобы разведать породу, которая залегает глубоко под землей. Но если вовремя не установить обсадные гильзы, то грунт может осыпаться в скважину и все придется начинать с самого начала. Гильзы забиваются при помощи мощных установок, которые при этом не повреждают резьбу, а вода подается наружу при помощи вакуумного насоса глубинной конструкции.
Бурение под названием Абиссинский колодец имеет целый ряд преимуществ. Качество воды будет наиболее высоким даже в том случае, что скорость напора будет составлять порядка 30 литров в минуту. Такой колодец можно соорудить даже в своем подвале, что существенно облегчит подачу воды в дом.

Поэтому каждый человек выбирает тот метод, который подходит для его участка лучше всего.

Типы скважин

В зависимости от того, насколько глубоко уходит скважина, она может существенно отличаться друг от друга:

Артезианская скважина, которая бурится на глубину до 200 метров обеспечивает источник чистой питьевой воды;
Фильтровая скважина бурится на глубину до 40 метров и нуждается в дополнительном фильтрационном оборудовании, поскольку частички песка будут присутствовать в воде.

Преимущество артезианской скважины заключается в том, что после завершения процесса бурения и уплотнения почвы гильзами, можно снабдить водой порядка 80 жилых домов, что просто внушительная отметка. Но есть в таком методе и некоторые недостатки, одним из которых является скорость бурения. Все дело в том, что Артезианскую скважину можно бурить на протяжении недели. Также такой процесс весьма дорогостоящий, но если один раз вложиться в этот проект, то питьевой воды из скважины хватит на огромное количество людей на протяжении 100 лет или даже больше.

Зачастую этот тип подходит для коллективного снабжения водой или для промышленных масштабов.

А вот промывочное бурение сегодня стало более простым и эффективным методом, поскольку больше не нужно устанавливать фильтрационные станции на дно скважины. Разработчики из Белгорода смогли создать установку, которая позволяет качать воду в любых количествах при помощи сжатого воздуха. Таким образом, частички песка рассеиваются по самому вымытому колодцу, а насос попадает только чистая вода без необходимости постоянно менять фильтр. Благодаря этому вода из скважин стала более дешевым удовольствием без всяких дополнительных фильтров и оборудования.

Также при бурении такого типа скважин не нарушается естественная природная среда, что благоприятно влияет на окружающую экологию.

Стоимость бурения

Вне зависимости от выбранного типа бурения, стоимость рабочими будет рассчитываться исходя из одного погонного метра грунта, который предстоит пройти до желаемого источника. Также нужно учитывать другие факторы:

Набор гильз и материал, из которого они изготовлены;
Диаметр отверстия скважины;
Толщина стенок гильзы.

При этом сам заказчик не сможет выбирать более дешевый вариант, поскольку параметра диаметра и толщины гильз выбираются исключительно исходя из типа почвы на участке, а также зависят от глубины скважины. В противном случае, если сэкономить на материалах, то подобная скважина может обрушиться достаточно быстро.

Каждый человек должен самостоятельно выбирать метод бурения и комплектацию готовых скважин, исходя исключительно из личных предпочтений и типа грунта на своем участке.

Здесь вы можете заказать расчет и бурение скважин на воду. Без субподрядчиков, на собственном оборудовании.