Песчаная скважина своими руками: 5 этапов обустройства

Общие сведения о гидробурении

Гидрогеологи обозначают три водоносных интервала – глубиной от поверхности 12 метров, 13–50 метров и свыше 51 метра. Очевидно, что бурение скважины своими руками доступно лишь в пределах первого водоносного уровня. А с применением специальных устройств и в лёгком грунте вручную можно осилить ещё и второй уровень, но третий – доступен лишь самоходным установкам гидробурения. Чтобы бурить такой установкой, требуется пройти курс обучения и стать профессионалом.

Горизонт 0–12

На горизонтах самого верхнего уровня водозаборные сооружения выполняют, как правило, в виде «Абиссинского колодца» – название по местности в Эфиопии, ставшей родоначальником способа извлечения воды из недр. Бурение скважин под воду в верхнем слое чревато тем, что зачастую верховодка имеет бурый оттенок, поскольку включает загрязнения, привнесённые с земной поверхности. Для полива такую промводу использовать можно, но желательно пробурить скважину глубже, до чистой водички. Дебет скважины верхнего уровня не превышает 25 кубометров за сутки, у этого водозабора есть ряд преимуществ:

• конструкция несложная и сложностей с монтажом не возникает;
• применяются недорогие материалы, что обусловливает невысокую стоимость работ;
• не требуется оформление разрешения на водопользование;
• отсутствие избытка солей в водозаборе;
• пробурить скважину можно в условиях ограниченного пространства.

Недостатки этого вида водозабора уже обозначались выше: это близость поверхности со всеми её негативами. А также и то, что не всякий грунт позволит пробить его своими руками и без специального оборудования на 10 метров.

https://youtube.com/watch?v=xm83C0ba_OM

Горизонт 13–50

Для добычи с этого горизонта при определённых условиях можно пробурить скважину под воду своими руками. Это уровень средней глубины и зачастую он состоит преимущественно из песка, потому и скважины на воду этого уровня называют ещё песчаными. Водичка здесь кристально чистая, но чтобы добраться до неё с помощью самодельного оборудования, потребуется изрядно потрудиться. Посредством песчаной скважины можно обеспечить водозабор производительностью 20 кубометров за сутки. Если грунты в месте строительства водозабора позволяют выполнять пробуривание скважин на воду, то преимуществами таких конструкций являются:

• отсутствие сложностей при осуществлении проекта;
• умеренные расходы на требуемые материалы и инструмент;
• не требуется оформление разрешений надзорных учреждений;
• доступность выполнения работ по строительству скважины на воду своими руками.

К неблагоприятным моментам эксплуатации песчаных скважин можно отнести необходимость в обеспечении постоянного их дебита, хотя, в зависимости от условий пользования, это может обернуться и плюсом. В зависимости от качества добываемого ресурса может потребоваться установка фильтров для поглощения нежелательных химических соединений.

Горизонт 51–200

На такой глубине залегают артезианские воды, то есть, заключённые и среди водоупорных пород и сжатые их давлением. На этот горизонт поверхностные загрязнения проникнуть не могут. Скважины на воду с этого уровня называют артезианскими и часто под воздействием давления горных пластов они фонтанируют.

Очевидно, что бурение водяных скважин такой протяжённости осуществимо только с применением специальной техники и при соблюдении технологии производства работ, поскольку водоносный пласт находится под давлением. Тем не менее на некоторых участках приходится делать водозабор и с таких глубоких горизонтов просто потому, что в верхних слоях её нет. Важными преимуществами таких водозаборов, помимо высокого качества, являются возможность обеспечения водой сразу нескольких объектов водопользования и необязательность установки водяного насоса.

Чтобы пользоваться артезианской водой, потребуется оформить разрешение на спецводопользование и привлечь профессиональную бригаду с соответствующим оборудованием, а это стоит немалых денег. Кроме того, потребуется умягчение этой водички, потому как в её составе содержится много растворённых минералов.

Инструкция по установке скважины

Бурение скважин самостоятельно требует усилий и труда. Инструкция по бурению скважин:

• Вы должны выбрать подходящее место. Желательно по ближе к дому. Также, место должно иметь хотя бы 4 метра в длину и ширину, дабы вам было удобно провести работу.
• Выбираем необходимый инструмент для бурения, к таким относятся: бур-долото, бур-ложка, шнек, ударно-канатная конструкция. Приступаем к работе, пробуриваем скважину, используя вышеописанные методы.
• Установка труб и насосов. Засыпаем дно скважины песком или мелкой щебёнкой. Оно должно быть очищено желонкой. Готовим первую трубу заранее, ибо опускать её придётся сразу после завершения бурения, иначе стенки шурфа рассыпятся. Высверливаем отверстия в нижней части трубы, примерно на высоту 15-ти сантиметров о края. Это помогает ей «впитать» больше воды. На торец прикрепляется сетка фильтрации.
• Одного колена сто процентов не хватит, его длина достигает 2 – 2,5 метров. Монтаж и обслуживание, станет трудным с трубами больших размеров. Поэтому, они свинчиваются и соединяются по резьбе. Нижняя должна упираться в самый низ шурфа. После монтажа труб во внутрь их опустите насос.
• Монтаж кессона и оборудования. Оголовок скважины должен быть обязательно укрытым, утеплённым. В кессоне вы ставите оборудование уже на своё усмотрение. На практике всё монтируем в камере, что более компактно, упрощённо в обслуживание и ремонте.

Фильтрация воды из скважины

Процесс бурения можно считать оконченным только после выполнения регламента завершающего этапа. Здесь надо будет позаботиться о защите обсадной трубы специальным оголовком. Пространство между обсадной трубой и грунтом заполняем жидкой глиной, это предотвратит попадание бактерий, защитим ее от атмосферных осадков и промерзания. И конечно же, оборудуем водоподающую трубу фильтрами. В системе водоподготовки воды из скважины используется фильтры грубой и тонкой очистки по выбору:

• Сетчатые фильтры. В таком фильтре посторонние частицы задерживаются сеточкой. Она пропускает воду и задерживает на поверхности сетки все лишнее. Периодически сеточку нужно очищать, это не трудно, если знать, как. Просто разбираем фильтр, убираем грязь с сетки, ставим ее на место и собираем фильтр.
• Дисковые фильтры. В них все постороннее улавливается пакет дисков из синтетической ткани. Эффективность дискового фильтра в сравнении с сеточным выше, промыть диски при чистке тоже проще, разбирается он точно так же, как и сеточный, понять, как несложно, достаточно взять фильтр в руки.
• Катриджные фильтры — это фильтры тонкой очистки в отличие от сеточного и дискового. Такой фильтр работает уже не только против механических взвесей в воде, но и борется с ее бактериальным загрязнением, меняет ее химическую природу, удаляя, например, хлор и другие вредные вещества. Очищают воду в таких фильтрах сменные катриджи, через которые проходит вода. Заполнение катриджей справляется с задачей глубокой очистки воды, разница между ними в свойствах избирательности к разным загрязнителям воды. Катриджи требуют периодической замены. И эту работу при желании можно выполнить самому. Вместе с катриджным фильтром идет специальный ключ, которым и выкручиваем колбу, в которой находится катридж. В стандартном фильтре их три. Удаляем из колбы катридж, моем колбу, вставляем другой и собираем обратно, не об уплотнительной прокладке в соединении колбы и корпуса фильтра. Так поочередно меняем все три катриджа. Смотрим, нет ли пропусков воды, при необходимости подтягиваем, все, фильтр снова, как новый.
• Напорные фильтры. Самые технически сложные из всех их видов, которые нашли применение в быту, хотя еще недавно работали только в сложных химических производствах. Этот фильтр уже стационарная установка со сложной автоматикой, где вода под напором и с подачей воздуха очищается специальными заполнителями до предельно чистой. Это устройство требует обслуживания только подготовленными специалистами, но периодичность регламентного обслуживания велика, раз в несколько лет.

Напоминаем, что перед тем, как обслуживать фильтр, обязательно отключите воду в системе и сбросьте в ней давление, открыв кран любого сантехнического прибора. Если говорить о фильтрах, и не только о напорных, то установку и обслуживание любых фильтров, даже сеточных, надежнее поручать специалистам, ведь никто не хочет, чтобы вода из скважины превратила дом в бассейн

Артезианские скважины

Абиссинская и песчаная скважина являются отличным источником чистой воды для небольших строений. Однако для загородных домов внушительных размеров такой вариант не подойдет, здесь потребуется пробурить скважину под воду артезианского типа.

Решить вопрос, как делать скважину на участке, в этом случае самостоятельно невозможно, в обязательном порядке потребуется бригада профессионалов и довольно внушительные затраты

При этом важно понимать, что подобные источники характеризуются высоким дебетом, следовательно, можно пробурить одну скважину на несколько участков. Водоносный слой для артезианской скважины своими руками располагается на глубине более 100 метров, поэтому в такой воде отсутствуют загрязнения в виде микроорганизмов, нефтепродуктов и химических элементов

Но стоит учесть, что вода из такого источника имеет высокую жесткость и содержит большое количество неорганического железа и марганца. Не исключено наличие запаха, характерно присутствию сероводорода. По этим причинам вода из артезианской скважины требует дополнительной очистки

Водоносный слой для артезианской скважины своими руками располагается на глубине более 100 метров, поэтому в такой воде отсутствуют загрязнения в виде микроорганизмов, нефтепродуктов и химических элементов. Но стоит учесть, что вода из такого источника имеет высокую жесткость и содержит большое количество неорганического железа и марганца. Не исключено наличие запаха, характерно присутствию сероводорода. По этим причинам вода из артезианской скважины требует дополнительной очистки.

Технологии бурения

Для того, чтобы обустроить собственную скважину на воду, необходимо отыскать нужный водный пласт, определить глубину его залегания и пробурить в земле канал (ствол скважины), входящий в этот продуктивный слой. Ниже рассмотрены основные способы бурения.

Шнековый метод

Для такого бурения используется бур (шнек) в виде стержня с резцом на торце и лопастями, расположенными по винтовой линии. Элементарными шнеками можно считать садовые или рыболовные буры.

Суть технологии состоит во вкручивании инструмента в грунт путем его вращения и извлечении земли при его подъеме. Процесс может осуществляться вручную или механическим способом. Вручную шнековым способом можно пробурить скважину до глубины 8-10 м.

Такая методика считается наиболее простой и доступной, но ее можно использовать только при наличии достаточно мягкого или сыпучего грунта. Нельзя ее использовать и при наличии плывунов и скальных выходов. При наличии более твердой почвы или при более глубоком бурении необходима механизация вращения инструмента. По мере углубления ствола шнек прикручивается к секции бурильной трубы (колонны).

Гидробурение (гидродинамическое бурение)

Технология основывается на объединении традиционного бура и гидравлического воздействия.

При этом в зону бурения постоянно подается под давлением промывочная жидкость, которая:

• помогает разрушать землю;
• вымывает выбуренную почву, вынося ее на поверхность;
• охлаждает буровой инструмент;
• выравнивает стенки всего ствола по мере своего продвижения.

Она представляет собой воду, утяжеленную глиной, а подается в скважину при помощи помпы. При помощи гидробурения обычно делаются скважины глубиной 30-50 м, но с принципе, можно пробурить ствол и глубже 200 м. Для увеличения глубины бурения собирается бурильная колонна из штанг — труб длиной 1,3-2 м, диаметром 45-75 мм.

Пневмобурение (пневмоударное бурение)

Относится к ударно-вращательной технологии. При такой методике разрушение породы происходит путем ударного воздействия пневматическим инструментом (пневмоударником), при этом всей буровой колонне придается вращательное движение.

Для пневмобурения не страшны твердые породы, а проблемы возникают при глинистых, вязких грунтах, которые быстро забивают инструмент. Глубина бурящихся скважин невелика – до 50 м (обычно 15-25 м)

Важное преимущество – большая скорость проходки

Алмазный инструмент

Самым эффективным, но очень дорогим способом бурения скважин считается колонковая проходка с использованием насадок с алмазными коронками. Такие буровые установки способны осуществлять бурения с очень большой скоростью в грунте любой твердости. Основные недостатки – малый диаметр ствола (до 15-17 см) и стоимость проходки до 500-700 руб на 1 м.

Турбинная технология

Способ основан на продольном продвижении бурового долота, вращательное движение которому обеспечивает турбобур. Все это располагается на погружаемой колонне, которая наращивается штангами по мере углубления ствола.

Основной элемент – турбобур представляет собой двигатель, который погружается в забойную зону, т.е. не вращает всю бурильную колонну. Бурение может обеспечиваться малоскоростными (120-300 об/мин) и высокоскоростными (450-600 об/мин) двигателями, при этом в движение их приводит гидродинамическая сила, создаваемая потоком жидкости, действующим на лопасти двигателя.

Электробур

Эта технология принципиально не отличается от турбинного бурения. В данном случае вместо турбобура с лопастями в зону забоя погружается электродвигатель асинхронного типа. Использование электрического привода позволяет отказаться от бурильной колонны в виде труб и опускать электробур на кабель-канате.

Основной недостаток – пониженная работоспособность кабеля в скважинных условиях при частых спуско-подъемных операциях.

Винтовые двигатели

Это современные, усовершенствованные привода, опускаемые в забойную зону. Они представляют собой объемные, гидравлические установки роторного типа. Их вращение обеспечивается буровым раствором, а эффективность повышается использованием камер низкого и высокого давления.

Важно. Выбор способа бурения зависит от глубины залегания продуктивного, водного пласта, характеристик грунта и наличия сложных участков в зоне проходки, а также планируемого дебита скважины и наличия оборудования и финансовых возможностей

Виды скважин и колодцев

Существует несколько видов скважин, различающихся друг от друга по глубине, следовательно, и по качеству подаваемой воды. На глубину от 10 до 50 метров бурятся мелкие или песчаные скважины.

Если источник глубиной более 50 метров, то он считается артезианским. Для него характерен известняковый слой, и пробить его можно только при наличии спецтехники.

Для каждого вида применяется свой способ бурения. Различают несколько вариантов технологий — канатно-ударная, перфоративная, роторная.

Если пробить источник воды планируется самостоятельно, то выделяют и ручную технологию бурения. На чем остановить свой выбор, зависит от величины планируемого заглубления, вида почвы, целей использования воды.

Наиболее распространенными видами источников воды являются колодец, скважина на песок и артезианская скважина. Для них характерна своя глубина, качество и объем подаваемой воды. Также различаются они по виду почв, в которых пробиваются, и по сроку эксплуатации.

Основные виды:

1. колодец;
2. на песок;
3. артезианская.

Колодец или абиссинский колодец не требует привлечения для работы спецтехники, и может быть сделан самостоятельно. Используется металлическая труба с острым наконечником и отверстиями по стенкам.

Трубка забивается в землю на глубину 8-10 метров. Благодаря отверстиям на стенках труба является осадной, и одновременно служит фильтром для колодца. Порода почвы не должна быть твердой.

К преимуществам такого колодца можно отнести доступность изготовления своими усилиями и простоту конструкции. Однако есть свои минусы — невозможно установить углубленный насос, а только поверхностный, из-за малого диаметра трубы.

Вследствие этого нет возможности обеспечить достаточный напор водоснабжения. Также недостатком является относительно небольшой срок службы, около 5 лет.

Заглубление на песок происходит до уровня 15-30 метров. В пробуренное отверстие устанавливается труба, на конце которой крепится металлическая сетка из нержавеющей стали. Сетка предназначена для фильтрации гальки, которыми богаты крупно-фракционные пески.

Именно в этих пластах устанавливается фильтрационная труба. Такой источник воды способен обеспечить потребности загородного дома. При постоянной эксплуатации он прослужит 15 лет.

Конечно, покрыть все потребности в воде и обеспечить дом кристально чистой водой способна только артезианская скважина. Бурение происходит до уровня известковых пород.

Поэтому глубина залегания артезианской воды может достигать и 200 метров. Такой источник может обеспечить больше 10 кубометров воды в час. Его срок службы составляет 50 лет.

Абиссинский колодец

Несмотря на свое название, «абиссинки» на самом деле являются скважинами, которые нередко называют «иглами». Ввиду небольшой глубины суточная производительность таких конструкций невысокая – не более 25 кубометров. Скважина характеризуется простотой конструкции и состоит из следующих элементов:

• конусообразного фильтра;
• поверхностного устройства для подачи воды (насосной станции или ручной «качалки»);
• трубы ø25 см.

Плюсы и минусы конструкции

К преимуществам «абиссинки» можно отнести:

• легкость монтажа (вся процедура обустройства занимает не более десяти часов);
• низкую цену установки;
• условную мобильность – при необходимости скважину можно разобрать и установить в другом месте;
• отсутствие необходимости в получении специального разрешения на бурение;
• низкую жесткость получаемой воды, минимальную концентрацию неорганического железа;
• возможность установки внутри здания.

Но есть и недостатки:

• просачивание загрязнений ввиду небольшой глубины;
• скважина подходит не для всех типов почвы.

Забивка «абиссинского колодца»

Вначале нужно уяснить ряд нюансов, связанных с установкой.

1. Недопустимо бурение вблизи туалетов, ЛОС, мусорных куч и т. д.
2. Монтаж «абиссинки» возможен лишь в том случае, если водоносный слой расположен не глубже 8 м от поверхности.
3. Поверхностный насос, используемый для подобных скважин, не способен справиться с твердой породой.
4. Ручной насос станет отличным дополнением к электрическому. Более того, он сделает водоснабжение участка автономным от электроэнергии.

Изготовление конструкции

Вначале нужно подготовить все элементы скважины.

Шаг первый. В качестве фильтра используется труба ø25 см длиной 1-1,1 м. В стенках трубы проделываются щели по 2,5 см с шагом в 2 см (не на всю длину, а только на 80 см).

Шаг второй. Затем будущий фильтр обматывается стальной проволокой и закрывается сеткой из «нержавейки» размером 16х100 см. Для крепления сетки используются хомуты – их нужно устанавливать с шагом в 10 см.

Шаг третий. Еще один элемент фильтра – стальной наконечник длиной 10 см. Его можно предварительно заказать у токаря.

Шаг четвертый. Сетка с наконечником фиксируются посредством оловянного припоя.

Шаг пятый. Оставшиеся трубы нарезаются на отрезки по 1-1,5 м. На концах отрезков нужно нарезать небольшую резьбу.

Монтаж

Ниже приведен самый простой вариант монтажа, не требующий применения спецтехники.

Шаг первый. Вначале в требуемом месте выкапывается яма размером 1х1х0,5 м.

Шаг второй. Затем следует предварительное бурение при помощи простого садового бура. Примерно через полметра бур наращивается трубой ø12 см (для соединения используются болты и муфты из трубы несколько меньшего диаметра).

Шаг третий. После появления мокрого песка бурение прекращается и начинается собственно забивка. Ранее приготовленная конструкция устанавливается в скважину и забивается бабкой и обычной кувалдой. Для этого верхний участок трубы обматывается льном, на него надевается бабка. Удары наносятся по бабке до тех пор, пока труба не скроется полностью – после этого крепится следующий отрезок и процедура повторяется.

Периодически в трубу заливается вода и производится прослушивание. Через каждые полметра труба поворачивается по часовой стрелке, при этом нужно следить за звуком:

• в крупнофракционном песке будет издаваться скрежет;
• в мелкофракционном – шелест;
• в глинистом грунте никаких звуков не будет.

При появлении шума скважина заливается водой. Если вода исчезает медленно, значит, нужно пройти еще полметра, а если достаточно быстро, то всего 30 см.

Шаг четвертый. Остается лишь установить насос. Конструкция ручного насоса предельно проста – поршень, установленный в полый металлический цилиндр. По окончании установки скважина прокачивается до тех пор, пока не появится чистая вода. Основание заливается цементным раствором. При желании «абиссинку» можно подключить и к насосной станции.

Ни в каком особом уходе «абиссинские колодцы» не нуждаются. Вероятно, лет через десять снизится водоподача, но это легко исправить чисткой фильтра или промыванием шахты сильным напором воды.

Устройство и правила монтажа оголовка для скважины ↑

Оголовок нужен для защиты скважины от попадания посторонних предметов, мусора, талых вод, предотвращения замерзания. На оголовок крепят трос насоса. Конструкция состоит из крышки, фланца, уплотнительного кольца, крепежей и карабина. Для установки оголовка не нужны сварочные работы. Для начала нужно затянуть болты. Они прижмут друг к другу резиновое кольцо, металлический фланец и крышку. После этого обрезают, зачищают, грунтуют и покрывают антикоррозионным составом обсадную трубу, крепят насос, трос, кабель и надевают фланец и резиновое кольцо на трубу. Опустив насос в скважину, закрывают крышку герметизатора.

Оголовок для защиты скважины

Особенности и задачи обустройства

Какое оборудование для обустройства скважины на воду может потребоваться хорошо знают специалисты компаний, занимающиеся бурением. Если решено проводить эти работы самостоятельно, то стоит изучить особенности обустройства скважины подробнее. Работы обычно включают разработку шахты и установку в нее специального оборудования. Для скважины под воду обязательно требуются:

• кессон;
• насос;
• автономный источник питания;
• оголовок.

Обустройство водозаборной скважины должно обеспечить:

• чистоту воды;
• защиту от замерзания;
• условия для подключения обслуживающего оборудования.

Сооруженное помещение около скважины считается удобнее, так как облегчает установку насосного оборудования, а также его монтаж. На стадии обустройства в скважину вводится водопроводная труба, а также подается электрическое питание для насоса.

В качестве дополнительного оборудования рассматриваются:

• фильтры для очистки воды;
• манометры;
• реле для насоса;
• автоматика для управления.

Земляные работы также имеют свои особенности, так как при учете некоторых нюансов можно существенно сэкономить на покупке труб. К примеру, если месторасположение для скважины будет выбрано вблизи дома, то уменьшится не только объем требуемых труб, но и объем земляных работ.

Если подробнее рассмотреть особенности бурения, то способы и механические устройства для этого будут применяться разные. Например, скважину для личных нужд удобнее организовать ручным буром. Нередко в хозяйствах применяются специальные ударные устройства или электрические инструменты. Выбрать просто так тот или иной инструмент нельзя.

Конкретно взятое оборудование подходит для особенностей грунта. Проводить работы ручным буром наиболее трудоемко, но при определенных условиях владельцу частного дома может быть доступно бурение скважины до 15 м глубиной. Есть ли необходимость в скважине такой глубины, поможет разобраться схема.

Как сделать пробивку ударным способом

Это самая недорогая технология, но довольно трудоемкая. Для работы вам потребуются такие приспособления:

• тренога из металлопроката с крюком и блоком на вершине;
• лебедка с тросом, снабженная ручкой;
• забивной инструмент – стакан и желонка;
• сварочный аппарат;
• ручной бур.

Стакан для пробивки грунта

Перед тем как пробурить грунт на требуемую глубину, заготовьте обсадные трубы. Их диаметр должен быть таким, чтобы рабочий инструмент свободно проходил внутри, но с минимальным зазором, а длина соответствовать высоте треноги. Одно условие: ударная технология неприменима на скальных породах или в грунтах с каменными включениями. Для проходки таких горизонтов понадобится бур с твердосплавными напайками.

Самостоятельное бурение скважины на воду выполняется в таком порядке:

Из первой секции обсады изготовьте фильтр, просверлив в шахматном порядке отверстия Ø8—10 мм с шагом 7—8 см на участке трубы длиной в 1 метр. Сверху отверстия закройте нержавеющей сеткой, фиксируемой заклепками.
Сделайте лидерную лунку ручным буром на глубину 0,5—1 м

Здесь важно правильно выставить инструмент под углом 90° к поверхности, чтобы канал получился строго вертикальным.
Вставьте первую секцию обсадной трубы в лунку, откорректируйте вертикаль и заложите внутрь ударный инструмент.
Оставив помощника поддерживать обсаду, поднимайте и отпускайте стакан с помощью катушки. При наполнении вынимайте его и вычищайте породу

По мере удаления грунта труба станет занимать его место и постепенно погружаться в землю. Чтобы ускорить процесс, прикрепите к ней парочку тяжелых грузов.
Когда край первого участка опустится до поверхности земли, приварите к нему вторую секцию, строго контролируя вертикаль уровнем. Таким же образом продолжайте работы, пока не достигнете водного слоя.

Приварка следующей секции по уровню

Когда конец трубы опустится на 40—50 см ниже уровня грунтовых вод, пробивку канала прекращайте и переходите к «раскачиванию» источника. Для этого опустите до дна ПНД трубу, подключенную к поверхностному насосу, и залейте в шахту 2—3 ведра воды. Затем включите агрегат и дайте ему поработать в течение 2 часов, контролируя чистоту и напор воды. Последний шаг – обустройство скважины и подключение ее к водоснабжению дома, о чем сказано в другой инструкции. Подробнее процесс бурения смотрите на видео: