Андрей Смирнов
Время чтения: ~14 мин.
Просмотров: 0

Скважина для воды своими руками: технологии ручного бурения

Механическое бурение скважин на воду ↑

Из разновидностей бурения для артезианских скважин наиболее часто применяют вращательное роторное

Оно относится к бескерновым (используют шарошечные долота), и важной задачей становится своевременный вынос на поверхность разрушаемой по всей площади забоя породы. Способ этот скоростной, экономичный, но подходит не для всех пород, поэтому его комбинируют с другими видами, когда это требуется. Для устройства фильтровых скважин часто применяют шнековый метод

Для устройства фильтровых скважин часто применяют шнековый метод.

Метод шнекового бурения скважины на воду применяют, когда не требуется глубокий проход, а породы не являются твердыми (глубоко и в камнях бур попросту не пройдет: резец не справится). Фильтровые скважины на воду неглубоки (бурят только до песка), твердые породы располагаются ниже, поэтому шнековое бурение применяют чаще всего. Шнек — транспортер измельченной породы на поверхность, что делает этот вид бурения рациональным: не нужны дополнительные оборудование и мероприятия для подъема грунта; сразу видно, какой пласт проходит бур.

С применением шнекового способа бурения скважину на воду устраивают за один день в подавляющем большинстве случаев.

Установка для шнекового бурения скважины на воду

Этот метод бурения применяют для проходки глубоких скважин (в основном артезианских). Используют тяжелую технику: буровые агрегаты, смонтированные на базе грузовых автомобилей «Урал», «КамАЗ», «МАЗ», «ЗИЛ». Разрушение породы проводят вращающимся долотом. Крутящий момент от двигателя (маршевый двигатель автомобиля или палубный, установленный на платформе) посредством сцепления и карданного вала передается ротору, ротор вращает бурильную трубу. Шарошечное долото соединено с бурильной трубой УБТ (утяжеленная бурильная труба), увеличивающей нагрузку на забой.

Буровая установка на базе ЗИЛа

Бурение с промывкой (вращательное роторное) активно применяют в устройстве артезианских скважин. В процессе проходки верхних слоев используют глинистый раствор, в процессе проходки известнякового слоя — чистую воду. Задачи промывочной жидкости — охлаждение рабочего элемента, вывод на поверхность разрушаемой породы, закрепление стенок скважины в процессе работ, снижение силы трения, создание давления на продуктивный горизонт. Циркуляцию промывочной жидкости обеспечивает либо насос, либо компрессор, либо оба устройства.

Промывка бывает прямой и обратной. Применяя прямой способ, промывочный агент закачивают внутрь трубы, а обратно он поступает через затрубное пространство. Применяя обратный способ, промывочный агент закачивают в затрубное пространство, а на поверхность он поступает непосредственно через трубу. Выбор способа промывки каждый раз индивидуален (зависит от параметров скважины, результатов геологических исследований). Промывочный агент не только выносит на поверхность породу (что позволяет делать забор керна в процессе работ), но и помогает определить дебит будущей скважины (его прогнозируют по поглощению раствора).

Метод бурения с промывкой настолько прост и универсален, что его применяют в устройстве скважин всех типов

Обратную циркуляцию часто используют в бурении крупных скважин (большой диаметр кондуктора/обсадных труб) при проходе неустойчивых пород, в бурении с выносом керна. Продувка — то же, что промывка, но в качестве агента используют газ (скважину не промывают, а продувают).

Сфера использования

Чаще всего буроинъекционные столбы применяются в случае, если невозможно установить забивные сваи. Но это не единственная область их использования. Строители также могут воспользоваться этой технологией если:

  • необходима закладка фундамента на нестабильных грунтах;
  • требуется укрепление основной конструкции, когда необходимо превысить расчетные нагрузки — утяжелить поверхность фасада облицовкой, соорудить мансарду, установить надстройку;
  • необходимо сохранить естественный ландшафт от разрушений при строительстве;
  • исправить крен здания из-за неравномерной усадки уже сооруженной коробки конструкции.

Основное отличие буроинъекционных свай от буронабивных опорных столбов заключается в способе подачи инъекционного бетонного раствора в забой.

С учетом качественного состава почвы и близости прохождения подземных вод, технология постоянно усовершенствуется.

Так, сегодня существуют следующие способы:

  1. Буроинъекционные опорные столбы с обсадкой отверстия монтируются в зонах с ослабленным грунтом, где часто происходит его пучение в зимний сезон. Обсадка выполняется с помощью металлических гильз, устанавливающихся в скважины. После заливают бетонный раствор.
  2. БИС без дополнительной обсадки используется на стабильной почве с небольшим количеством подземных вод. Максимальный диаметр этих опор — 18 см. Пробуренную скважину армируют и заполняют бетоном зразу после достижения требуемой глубины.
  3. Опоры с навивкой характеризуются особой технологией устройства. Скважины для них делаются с помощью специального наконечника в виде винта. Вместе с бурением производят армирование.

Возможности и преимущества

Не требуются обсадные трубы или бурение скважин с промывкой

Полые шнеки позволяют полностью заменить обсадные трубы, и выполнять бурение с одновременной непрерывной обсадкойвертикальных и наклонных скважин в сложных геологических условиях без использования обсадных труб или очистного агента (бурения с промывкой).

— Безопасная работа вблизи существующих зданий, без «подсаживания грунтов»

Полые шнеки компании «СБТ» обеспечиваютминимальное «подсаживание грунтов»за счет резкого уменьшения подъема выбуренной породы, поднимаемой спиралью шнеков при бурении скважины в обводненных грунтах, благодаря оптимизации шага и высоты спирали шнеков.

— Повышенная несущая нагрузка свай

В процессе бурения происходит уплотнение стенок скважины, что оказывает положительное влияние на несущую способность свай, по сравнению со сваями, выполненными по технологиям с обсадными трубами или с промывкой.

— Высокое качество свай, концентричное расположение армокаркаса

Оригинальная конструкция полых проходных шнеков ШГ с извлекаемым долотом, обеспечивает спуск армокаркаса в колонну шнеков, с последующим заполнением шнеков бетоном. Благодаря полым шнекам, каркас имеет гарантированное концентричное расположение по всей глубине сваи, образуя при этом ровный защитный слой бетона.

— Эффективное бурение в сложных грунтах

Полые шнеки ШГ оснащаются оригинальными баровыми долотами со сменными твердосплавными резцами для скальных грунтов, позволяющее производить бурение скважины с высокой механической скоростью при минимальной осевой нагрузке, а также обеспечивают проходку более сложных грунтов с прослойками известняка и других включений.

— Не требуется тяжелая сверхмощная буровая техника

Отпадает необходимость использования тяжелых (35-60 т), дорогих и сверхмощных буровых установок с обсадным столом-осциллятором и обсадными трубами, что в несколько раз снижает себестоимость работ, и повышает производительность, особенно в условиях сложных геологических условий.

— Производство работ в промышленных зданиях, под мостами и эстакадами, тоннелями

При использовании полых проходных шнеков ШГ совместно с буровыми установка компании СБТ, возможно производство БНС в самых стесненных условиях строительных площадок, в том числе внутри цехов, складских помещений и других сооружений. В том числе при необходимости бурения с обсадкой большими диаметрами под существующими мостами, эстакадами и даже тоннелями с высотой всего 4,5 метра.

— Снижение себестоимости метра бурения и затрат при производстве свай

Использованию полых шнеков компании «СБТ» позволяет существенно снизить затраты при производстве буронабивных свай с непрерывной обсадкой по сравнению с другими технологиями. Применение полых шнеков ШГ позволит избежать:

  • Больших финансовых затрат на покупку дорогостоящих тяжелых буровых установок (35-60 т).

  • Не требуется покупать обсадные трубы, и отпадает необходимость затрат на буровой стол-осциллятор.

  • Как правило, помимо высокой стоимости вышеуказанного оборудования, оно имеет большую массу и габариты, что также повлечет резкое увеличение финансовых затрат на транспортировку оборудование, подготовку к работе, и высокие расходы на ГСМ из-за высокой мощности. Всё это резко увеличивает стоимость выполняемых работ.

  • Альтернативные технологии (типа CFA), также влекут за собой приобретение дорогостоящей тяжелой крупногабаритной буровой техники с большим ходом подачи вращателя. Подобное оборудование также имеет большую массу и габариты, к тому же из-за высокого центра тяжести требует более тщательной подготовки строительной площадки, плюс те же высокие затраты на транспортировку оборудования на трале. Сюда же входят дополнительные затраты на покупку или аренду вибропогружателя, и бетононасоса. При этом данная технология не обеспечивает одновременной обсадки скважины в процессе бурения, в результате чего не гарантируется погружение армокаркаса на всю глубину сваи. При этом работа вблизи существующих зданий может нанести им вред из-за «подсаживания грунтов».

  • Финансовых затрат и времени на организацию «мокрых процессов» при бурении скважин с промывкой под защитой глинистого раствора, что влечет за собой выкапывание приямков, доставку воды, обязательное наличие бурового насоса на буровой установке и затраты на его обслуживание, затраты на утилизацию бурового раствора в конце работ. С учетом низкой эффективности и производительности указанных работ, себестоимость увеличивается в разы. При этом качество и несущая способность свай хуже. В стесненных условиях данных процесс усложняется в разы.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

  • геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
  • рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
  • подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
  • углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
  • подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

  • колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
  • для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
  • металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Виды водных пластов

Качество и чистота грунтовых вод зависит от глубины их залегания. В каждом регионе глубина отличается и имеет свои особенности.

Существует три основных вида пластов с обилием воды:

Верховодка залегает на глубине 3-10 метров. В нее входят отфильтрованные осадки. Для питья такая вода не годится, однако может использоваться для поливки огорода и технических потребностей. При бурении на данную глубину редко попадаются скальные породы. Поэтому абиссинский колодец можно сделать вручную при помощи лопат и другого подручного инструмента. Производительность такого источника будет не больше 0,5 м³/ч.
Следующий слой воды залегает на глубине 10-35 метров, между первым и вторым суглинистыми слоями. Она является более качественной, однако для употребления в качестве питья ее необходимо подвергать дополнительной очистке. Вручную копается колодец глубиной примерно 15 метров. Для достижения большей глубины целесообразно применить механическое бурение. Такой водозабор обладает производительностью до 1 м³/ч, чего вполне хватает для удовлетворения потребностей одной семьи.
Самая привлекательная вода находится на глубине 30-250 метров

Здесь целесообразно использовать механическое бурение, важно достичь известняк, где находится самая чистая вода. Зачастую вода самостоятельно поднимается на поверхность, однако это будет зависеть от мощности пласта и правильности конструкции скважины

Производительность артезианского водозабора составляет 3-5 м³/ч.

Несмотря на глубину залегания, перед употреблением, воду необходимо проверить в СЭС, так как от ее ежедневного употребления будет зависеть Ваше здоровье и долголетие.

Технология проходки ствола шнеком

Что такое шнек? Это металлическая труба или штанга, оснащенная жесткой стальной лентой, расположенной винтообразно. Винтовая пластина является своеобразным транспортером, который, при вращении шнека, выносит разрушенный в процессе бурения грунт на поверхность. Такая особенность позволяет производить углубление в грунт практически непрерывно, без необходимости вымывания породы, как при роторной проходке скважины. Это упрощает технологию и делает процесс устройства колодца производительным. При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м.

Еще одна положительная сторона работы шнеком, — формирование (уплотнение) стенки ствола, что уменьшает риск обрушения. Одна из технологий предполагает применение цементосодержащих растворов, которые вслед прохождению шнека формируют жесткий каркас ствола, удерживая рыхлые участки и поверхностные водоносные слои.

Бурильный шнек представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных отрезков. Бурение происходит на глубину отдельного шнека, после чего работа останавливается и присоединяется следующий фрагмент. Нижний элемент оснащен лопастным долотом, за счет которого происходит разрушение плотного грунта. Долото располагается под определенным углом к поддающейся воздействию поверхности. Чем плотнее грунт, тем больше угол резца по отношению к стволу проходки. Он меняется от 30 до 90 градусов. При проходке пород повышенной твердости применяются долота, оснащенные техническими алмазами, имеющими высокую твердость.

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально скачать 1xBet на Андроид можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Скорость вращения бура зависит от диаметра колодца. При бурении скважины до 10 см в диаметре, шнек вращается до 500 раз в минуту. При больших сечениях забоя вращательная скорость бура колеблется в пределах 100-250 об/мин.

Преимущества и недостатки скважин

Скважина на песке обладает рядом достоинств, в том числе:

  1. незначительные денежные затраты в связи с неглубоким залеганием песчаного водоносного слоя;
  2. монтаж не требует длительного времени (сбор и подготовка к эксплуатации 1-2 дня);
  3. небольшое количество растворенного железа, что значительно улучшает ее свойства;
  4. отсутствует необходимость в получении специальной документации, которая необходима при бурении артезианских скважин;
  5. продуктивность большая, чем у колодцев (1-1.5 м3/час);
  6. целесообразность использования МБУ на ограниченном пространстве, а также в подвальных помещениях и помещениях, куда нет доступа автомобилю;
  7. нет серьезных повреждений приусадебного ландшафта;

Есть у песчаных скважин и недостатки:

  • бывает, что при разработке скважины песчаный водоносный слой отсутствует;
  • срок службы составляет 6-10 лет при условии периодической очистки;
  • не всегда качественная вода, при употреблении возникает необходимость фильтрации;
  • при калибре обсадной колонны 135 мм запас воды ограничен объемом 500 литров.

Основные плюсы и минусы скважины на известняк:

  • большая производительность по сравнению со скважиной на песок;
  • срок эксплуатации составляет 50-60 лет;
  • не заиливается, поэтому не требуется постоянная очистка;
  • расположение скважины на приусадебном участке не принципиально, так как водоносный горизонт есть везде;
  • глубина водоносного слоя значительна, поэтому разработка скважины обходится дорого;
  • монтаж требует более длительного времени (сбор и подготовка к эксплуатации минимум 3 дня);
  • большое содержание растворенного железа, что ухудшает свойства питьевой воды.

Малогабаритной установкой практичнее всего осуществить бурение скважины на песок, но есть возможность выполнить и более глубокое бурение. Водоскважина на песчаный водоносный слой может быть на глубину не более 40 метров и калибром 125-135 мм. Сильных отличий от артезианского источника у нее нет, кроме того, что внутренняя часть скважины на песок всегда выполнена из одной трубы (обычно пластиковой, из ПВХ). Для того чтобы защитить ПВХ оболочку от давления грунта на большой глубине, в артезианских скважинах делают защитную гильзу из металла.

Использование методики ГШБ

Современные городские условия создают препятствия для прокладки и ремонта трубопровода открытым способом. Такое бурение стало альтернативой открытому траншейному бурению и широко используется для проталкивания скважин под полотнами железной дороги, лесным массивом, поймами рек и т.п.

Бестраншейный метод в совокупности с высокотехнологичным оборудованием позволил осуществлять работы повышенной сложности без поверхностной обработки грунта и при этом значительно экономить средства и время на проведение работ.

Установки горизонтального шнекового бурения используют для реализации следующих работ:

  • прокладка и ремонт коммуникаций;
  • строительство и ремонт трубопровода;
  • ремонт систем канализации;
  • строительство и ремонт систем теплоснабжения;
  • проведение трубосварочных работ;
  • монтаж систем водоснабжения и канализации;
  • санация трубопровода.

Чем скважина лучше колодца

Раньше вопросы решались только одним способом – копался колодец, вода в дом носилась ведрами. В дальнейшем начали использовать простейшие погружные насосы, они опускались в колодцы и накачивали воду в большие емкости, а уже из них она самотеком подавалась в дом. Но такая технология имеет много недостатков.

Скважина имеет весомые преимущества перед колодцем

  1. Зимой емкости приходилось очень качественно утеплять, и даже такие мероприятия не гарантировали сохранность воды.
  2. Незначительное давление не позволяло пользоваться стиральными автоматами и другой бытовой техникой, использующей воду под давлением.
  3. В колодце находится вода с мелкозалегающих слоев. Она по многим параметрам не отвечает существующим требованиям СанПиН. Особенно сегодня, когда экологическая обстановка значительно ухудшилась.
  4. Во время паводков, обильного таяния снега, сильных ливней грязная вода с поверхности земли попадала в колодец, что делало невозможным длительный период времени использовать ее не только для приготовления пищи, но и для бытовых нужд. Приходилось несколько раз полностью откачивать воду и делать дезинфекцию.
  5. В колодец попадает грязь, он заиливается, его приходится периодически очищать. Это физически очень трудные работы, выполнять их могут только профессионалы.

Основные недостатки колодца обусловлены его небольшой глубиной

Сегодня есть отличный способ решения всех проблем – пробурить скважину, и чем больше ее глубина – тем лучше качество воды.

Это интересно: Счетчик на воду — какой прибор рекомендуется для установки

Шнековое бурение

На трубу навариваются лопасти по спирали, которая погружается в грунт вращательными движениями. Подходит не всем типам почв. Идеальное решение для мягких и средних грунтов.

Шнековый способ:

  1. Выкапывается шурф 1,5 на 1,5 м, глубиной до 2 метров. Позднее в нем будет кессон.
  2. Если грунт сыпучий, то стенки усиливаются деревянными щитами.
  3. Шнековый бур проворачивается при помощи специального хомута или ключа.
  4. Если грунт неустойчив, то при бурении сразу выполняется обсадка ПВХ-трубой.
  5. Если на шнеке грунт будет извлекаться непосредственно через трубу, то ПВХ не подойдет — используется металлическая.
  6. По мере продвижения шнек и обсадная труба наращиваются с помощью соединительных муфт.
  7. За один проход рекомендуется делать не более 5 оборотов. В противном случае поднять почву наверх будет сложно.
  8. Чтобы облегчить ход бура в источник, можно подливать воду.
  9. Устанавливается тренога с блоком для подъема бура.
  10. Бурение проходит вплоть до водоупора. Если пошел песок крупной фракции и влажный, то водоупор отличный.
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Степан Волков
Наш эксперт
Написано статей
141
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации