Как самостоятельно пробурить скважину: варианты экономного бурения

Вы приняли решение установить скважину на собственной территории, чтобы обеспечить семью чистой питьевой водой? Но шокировала ли вас стоимость её бурения? Это действительно важный, пусть и недешевый процесс.

Высокая цена услуги заставляет многих искать решения своими руками. В данной статье мы расскажем, как можно пробурить скважину самостоятельно. Мы поможем вам разобраться со всеми нюансами бурения и оснащения водного источника — это задача, вполне выполнимая для трудолюбивых людей.

В нашем материале представлены различные методы сооружения скважин. Ознакомившись с ними, вы сможете решить, сможете ли самостоятельно провести все необходимые работы. Для удобства восприятия статья включает пошаговые фотографии и видеоматериалы, показывающие процесс бурения и создание бурового инструмента в домашних условиях.

Разновидности водозаборных конструкций и типов грунтов

Прежде чем приступить к бурению, важно изучить состав почвы на вашем участке, чтобы иметь представление о характере будущей скважины.

В зависимости от расположения водоносного слоя выделяют три основных типа скважин:

• абиссинский колодец;
• фильтровая скважина;
• артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) можно пробурить почти везде, где водоносный слой располагается сравнительно близко к поверхности, обычно в песчаных слоях.

Для его устройства применяют технологию забивки, которая не подходит для других типов скважин. Всё это возможно завершить за один рабочий день.

Такая схема иллюстрирует различные конструкции скважин, что поможет вам лучше понять технологии их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения).

Однако дебит этих скважин невысок. Чтобы обеспечить достаточное количество воды для дома и участка, иногда имеет смысл создать две такие скважины на одном участке. Компактность оборудования облегчает бурение даже в подвале.

Фильтровые скважины, также известные как “песчаные”, создают на участках с водоносным слоем, находящимся на глубине до 35 метров.

Чаще всего это песчаные грунты, которые дают возможность выполнять бурение без особых затруднений. Глубина таких скважин обычно составляет от 20 до 30 метров.

На этой схеме продемонстрировано устройство фильтровой скважины. В ее нижней части должен быть установлен фильтр, чтобы избежать попадания песка и ила в воду.

Подходящие условия могут позволить завершить работы за два-три дня. Фильтровая скважина требует регулярного обслуживания, так как постоянное присутствие песка и ила в воде может привести к заиливанию.

Обычный срок службы такой скважины составляет от 10 до 20 лет, однако он может варьироваться в зависимости от качества бурения и последующего ухода за скважиной.

Что касается артезианских скважин, или “известняковых”, они считаются самыми надежными, так как водоносный слой располагается в коренных отложениях. Вода собирается в многочисленных трещинах скального массива.

Им не угрожает заиливание, и дебит может достигать около 100 куб. метров в час. Однако глубина, на которую придется бурить, варьируется от 20 до 120 метров.

Изображение скважины глубиной от 10 до 15 метров можно пробурить без помощи специалистов и использование специализированного оборудования, применив доступные инструменты.

Ручное бурение можно успешно применять на несвязных и пластичных породах. К первым относятся различные пески, щебень, гравий, к последним — суглинки.

Механизация ручного труда способна значительно увеличить скорость выполнения бурительных работ, а также облегчить процесс благодаря двигателям и подъемным устройствам.

Для бурения различных грунтов, отличающихся по физико-механическим характеристикам, потребуются разнообразные инструменты и технологии. Обычно для бурения одного водозабора используют несколько методов одновременно.

Бурение неглубокой скважины своими руками
Пластичные грунты бурятся вручную
Механизация вариантов бурения
Применение бурового инструмента

Безусловно, бурение таких скважин требует не только больше усилий, но и значительно больше времени и материалов. Профессионалы могут завершить работы за 5-10 дней, а для самостоятельного бурения может понадобиться несколько недель, а то и месяцев.

Тем не менее, результаты стоят затраченных усилий, так как артезианские скважины могут работать без сбоев до 50 и более лет. Дебит такой скважины позволяет обеспечить водой не только отдельный дом, но и целый поселок. Однако для ее устройства не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические характеристики грунтов играют важную роль при выборе метода бурения.

В процессе работы может понадобиться преодолеть разнообразные слои, например:

• влажный песок, который легко бурится практически любым способом;
• водонасыщенный песок, который можно извлечь из ствола только с помощью желонки;
• крупнообломочные породы (гравий и галечники с песчаными и глинистыми включениями), которые бурятся с применением желонки или стакана в зависимости от заполнителя;
• плывун, представляющий собой мелкий песок, перенасыщенный водой, который также извлекается только желонкой;
• суглинок, т.е. песок с большим количеством глины, пластичный, который хорошо бурится шнеком или колонковым стаканом;
• глина, пластичная порода, которую можно бурить с помощью шнека или стакана.

Как выяснить, какие именно грунты находятся под поверхностью и на какой глубине располагается водоносный слой? Конечно, заказать геологические исследования грунта — это один из вариантов, но он обычно связан с затратами.

Большинство предпочитает более простой и экономичный способ — поинтересоваться у соседей, которые уже пробурили скважину или соорудили колодец. Уровень воды в вашем источнике будет примерно на такой же глубине.

Бурение новой скважины вблизи уже существующего водоисточника может не следовать точно такому же сценарию, но, вероятнее всего, будет очень похоже.

Простые способы бурения скважин

Профессиональные бурильщики обладают инструментами и оборудованием, позволяющими пробурить глубокую скважину всего за пару дней. Однако у домовладельца, как правило, нет таких ресурсов и навыков работы с ними. Но есть методы бурения, которые не требуют этого. Чаще всего применяют бурение с помощью шнека или ударно-канатный метод.

Метод №1 — бурение с помощью шнека

Как и подразумевает название, при этом методе используется шнек или бур. Устройство представляет собой стержень, на конце которого находится рабочий инструмент. Дополнительно может использоваться долото для разбивания камней, если это необходимо. Конструкция шнека напоминает винт, и его диаметр может варьироваться.

Он буквально врезается в грунт, а лопасти винта способствуют извлечению выбуренной породы.

На схеме показан процесс шнекового бурения. Бур устанавливается на треноге и вращается вручную; периодически его извлекают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта.

Процесс бурения осуществляется следующим образом:

1. Вращая стержень бура, проделывают вертикальное углубление в грунте.
2. По мере наращивания глубины бур с собранной порослью периодически поднимается на поверхность.
3. С увеличением глубины шахты штанга наращивается с помощью новых частей.
4. Для соединения частей штанги используются надежные резьбовые соединения или хомуты.
5. Стены скважины сразу защищаются обсадными трубами.
6. Бур очищают и продолжают работу.
7. Бурят до тех пор, пока не достигнут водоносный слой.
8. Рекомендуется углубиться на 0,5 м ниже водоносного слоя.
9. Бур извлекается из скважины.
10. При помощи буровой штанги опускается фильтр в обсадную колонну.
11. Обсадная труба приподнимается так, чтобы ее нижний край был на уровне центра водоносного слоя, а не касался грунта.

После этих шагов бурение считается завершенным. Скважину необходимо прокачать, установить насос и обустроить оголовок и т.д.

Считается, что с помощью шнека можно пробурить только относительно неглубокие скважины — около 20-30 м глубиной. Однако многое зависит от состояния грунта. Для бурения рыхлых песков и крупных обломков рекомендуется использовать желонку.

При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая поддерживает оборудование в нужном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно подключить мотор. Если используется “мокрое” бурение, нужно предусмотреть место для удаления из скважины влажного грунта.

Чтобы упростить процесс наращивания обсадной трубы, ее можно фиксировать с помощью специальных хомутов, которые можно изготовить самостоятельно.

При выборе шнекового метода бурения не забудьте, что наличие воды в скважине негативно влияет на ее стенки.

В некоторых случаях рекомендуется сначала выполнить бурение, а затем монтировать обсадные трубы. Однако при шнековом бурении, как и при других методах, лучше устанавливать обсадную колонну по мере углубления.

Способ №2 — роторное бурение

Когда речь заходит о вращательных методах бурения, к которым относится шнековый метод, не следует забывать о бурении с использованием ротора. Этот способ является популярным среди буровиков для работы с твердыми горными породами. Для его осуществления требуется специальная буровая установка с роторной системой.

Бурение осуществляется при помощи бура, однако вместо ручного привода используется мотор. Ротор передает момент вращения на буровую штангу, что означает и передачу его на инструмент, находящийся на глубине.

В процессе работы грунт разрушается, а инструмент проникает в породу. Чтобы извлечь её, в скважину под высоким давлением подается вода, которая вымывает мелкие куски материала, или же производится выемка с помощью желонки.

Роторное бурение требует применения специализированной буровой установки. Создание подобного оборудования своими силами является непростой задачей, однако его можно взять в аренду.

Метод роторного бурения не очень подходит для самостоятельного выполнения, поскольку для его реализации необходимо специализированное оборудование, которое не так просто изготовить в короткие сроки. Потребуется либо купить, арендовать, либо занять буровую установку с мотором. Стоит отметить, что такие установки могут работать не только на электричестве, но также имеются и газогенераторные модели.

Кроме самой установки, потребуется еще и оборудование для эффективной промывки скважины или мощный компрессор для продувки. Также нужны определенные навыки работы с такими устройствами.

Важно, чтобы бур вращался практически постоянно, а возникающие проблемы, например, застревание, нужно уметь быстро и эффективно решать. Начинающему специалисту проще пользоваться самодельным буром или желонкой.

При бурении «мокрым» методом стены скважины увлажняются, что может ослабить их прочность, поэтому в скважину следует незамедлительно установить обсадную трубу.

Тем не менее, у роторного бурения есть ряд неоспоримых преимуществ — это наиболее быстрый метод бурения, который подходит для различных видов грунтов. Но поскольку при этом методе в шахте постоянно присутствует вода, крайне важно начать установку обсадной колонны в кратчайшие сроки, чтобы избежать обрушения стен.

Способ #3 — бурение желонкой (ударно-канатный метод)

Ударно-канатный способ, или бурение желонкой, значительно отличается от шнекового и роторного методов — здесь не требуется вращения.

Желонка представляет собой длинную узкую трубу с клапаном и острым нижним концом. Процесс бурения с использованием ударно-канатного способа проходит по следующему алгоритму:

1. Сначала в земле с помощью садового бура создают отверстие (это облегчает начало работы).
2. На этом месте устанавливают треногу с блоком.
3. К блоку прикрепляется трос, к которому подвешивается желонка.
4. Желонку сбрасывают в шахту с высоты около 1,5-2 метров от земли.
5. При соприкосновении с грунтом острый край желонки разрыхляет породу, которая затем захватывается клапаном.
6. Клапан предотвращает выпадение грунта обратно в шахту.
7. Процесс повторяют несколько раз, стараясь собрать как можно больше материала.
8. После этого желонку поднимают и очищают от грунта.
9. Действия повторяются до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой, после чего рекомендуется продолжить бурение, углубляясь в следующий слой.
10. По мере углубления ствола в него опускается обсадная колонна, которая постепенно наращивается.

Для облегчения извлечения желонки, заполненной тяжелым грунтом, к тросу подключают лебедку с электромотором. Промывка при ударно-канатном бурении обычно не применяется.

Её используют лишь в некоторых случаях, например, для быстрого преодоления плывунов, что обеспечивает более прочные стены скважины.

Для повышения эффективности бурения желонка подвешивается на треноге, а заполненное грунтом устройство вынимается с использованием лебедки и мотора.

Отсутствие воды в забое позволяет точно определить, когда достигнут водоносный слой. В случаях «мокрого» бурения начинающие буровики иногда проходили этот слой лишний раз, что не всегда оправдано.

Ударно-канатное бурение дает возможность создавать так называемые бесфильтровые скважины. Для этого под обсадной трубой в песке образуется полость, которая служит отстойником для воды. Затем колонну немного поднимают.

При таком способе также применяют желонку и забивной стакан, что представляет собой узкую трубу с острым концом, предназначенную для рыхления и извлечения грунта.

В отличие от желонки, забивной стакан не имеет клапана и эффективен для прохождения вязких и пластичных пород, таких как суглинки.

Попадая в забой, стакан заполняется связной породой (суглинком, супесью), которая удерживается внутри благодаря своей природе. В его стенках делают узкие прорези для очистки от грунта, например, с помощью куска арматуры и тому подобного.

С помощью ударно-канатного бурения можно эффективно использовать как желонку, так и стакан в зависимости от слоев грунта. Этот метод является простым, древним и надежным, однако его существенно трудоемкость и продолжительность выполнения.

Самостоятельное бурение желонкой для достижения глубокой скважины может занять несколько недель, а то и месяцев. Но при таком методе можно получить скважину значительной глубины — более 40 метров. Некоторые источники утверждают, что желонка способна также создать 100-метровые конструкции.

Если есть возможность, целесообразно комбинировать различные методы бурения для увеличения скорости и эффективности работ. Например, для проходки слоя суглинка можно использовать шнековый бур, а при работе с плывуном — желонку.

После этого можно вновь использовать бур. Однако сочетание методов требует наличия большего количества инструментов, что не всегда возможно.

Способ #4 — бурение скважины-иглы

На участке, где водоносный слой расположен близко к поверхности, воду можно получить всего за несколько часов с начала работ.

Для бурения абиссинского колодца необходимо:

1. Создать в грунте длинное отверстие диаметром 5-8 см, дойдя до плывуна.
2. Установить в отверстие узкую обсадную трубу с острым наконечником и фильтром на её конце.
3. Забивать трубу в грунт до достижения водоносного слоя.
4. Увеличивать длину трубы по мере необходимости.

Первичное бурение производится с помощью длинного узкого шнека, который по мере необходимости наращивается. Как только в трубе появляется вода, бурение можно считать завершенным. Поскольку глубина абиссинских колодцев небольшая, для них обычно применяют поверхностные насосы, а не погружные.

При бурении абиссинского колодца изначально применяется узкий шнековый бур для преодоления твердых пород до плывуна.

Вводить шланг в такую скважину не требуется, его функцию выполняет сама узкая труба. Насос устанавливается непосредственно на верхней части абиссинского колодца.

Обсадную трубу, которая одновременно является стволом выработки, наращивают отрезками по 1-3 метра, тщательно уплотняя резьбовые соединения с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размер делают возможным решение такой задачи даже в подвале частного дома, что позволяет избежать занятости территории участка.

Абиссинский колодец, или скважина-игла, получил своё название благодаря тому, что обсадная труба с наконечником-фильтром действительно напоминает иглу. Резьбовые соединения такой трубы нужно тщательно герметизировать.

Для создания фильтра в скважине-игле на нижней части трубы выполняют отверстия диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывается слоем металлической сетки плетения «галун». Этот фильтр надежно предотвращает попадание мелких частиц песка в скважину.

Рассматривая процесс самостоятельного бурения абиссинского колодца или скважины-иглы, следует особое внимание уделить методу забивания колонны узких обсадных труб. Эту работу можно выполнять с помощью штанги или бабки. Штанга представляет собой длинный металлический прут, который наращивается по мере необходимости, когда её опускают вместе с обсадной трубой.

Удары прута приходятся на наконечник, и такая работа дополнительно нагружает соединения, что может привести к их деформации. Порой, при сильных ударах, возможно разорвать муфтовое соединение, что недопустимо. Бабка — это груз с отверстием в центре.

На верхнюю часть обсадной трубы устанавливают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину. Таким образом, нагрузка распределяется равномернее, но целостность соединений всё равно остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует применять только качественные материалы.

В этом случае уместно использовать резьбовое соединение, которое совпадает с осью трубы. Правильная резьба может быть выполнена только на токарном станке. Разорванный кусок трубы принесет массу проблем мастеру, так как извлечь застрявший фрагмент из грунта практически невозможно.

Работы в таком случае придётся начинать заново, а расходы значительно возрастут. Однако если бурение абиссинского колодца по каким-либо причинам не удалось, большинство материалов подлежит повторному использованию.

Изготовление бурового инструмента

Как уже было упомянуто, инструменты для бурения можно создать самостоятельно, занять у знакомых или приобрести готовые изделия.

Иногда возможна аренда буровой установки. Тем не менее, цель самостоятельного бурения обычно заключается в минимизации затрат. Наиболее бюджетный вариант — изготовление инструментов из подручных материалов.

На данной схеме изображены разные инструменты, используемые для процесса бурения. При помощи долота можно эффективно разрыхлить особенно плотный грунт, после чего его удобно извлекают с помощью бура, желонки или аналогичного устройства.

Вариант #1 — спиральный и ложковый бур

Ручное бурение можно осуществлять с использованием спирального или ложкового буры. Спиральная модель изготавливается из толстого заостренного прута, к которому привариваются искусно выполненные ножи. Эти ножи можно вырезать из стального диска, разрезанного по вертикали. Край этого диска заостряется, и ножи крепятся к основанию на расстоянии примерно 200 мм от его края.

Самодельный бур для шнекового бурения может иметь различные конструкции. Обязательными атрибутами являются ножи с острыми краями и установленное внизу долото.

Ножи должны быть наклонены по отношению к горизонтали, и оптимальный угол наклона составляет около 20 градусов. Ножи устанавливаются друг напротив друга. Диаметр бура не должен превышать показатель диаметра обсадной трубы, и обычно выбирается диск диаметром около 100 мм. Важно, чтобы ножи хорошо заточили, что упростит и ускорит сам процесс бурения.

Еще один вариант спирального бура может быть создан из стержня и стальной полосы. Ширина полосы должна находится в диапазоне 100-150 мм.

Полосу следует разогреть и закрутить в форму спирали, закалить, после чего приварить к основанию. При этом расстояние между витками должно соответствовать ширине полосы. Края спирали необходимо тщательно заточить. Стоит заметить, что изготовление такого бура в домашних условиях может быть достаточно сложным.

Спиралевидный шнек также можно собрать из трубы и стальной полосы, однако добиться правильного закручивания ленты в спираль и её сваривания может быть непросто без профессионального оборудования.

Для создания ложкового бура лучше всего подойдёт металлический цилиндр. Наиболее подходящей заготовкой будет сталистая труба диаметром 108 мм.

Длина изделия должна составлять около 70 см, так как с более длинным инструментом работать будет сложно. На корпусе следует сделать длинное и узкое отверстие, которое может быть вертикальным или спиралевидным.

Простое изготовление самодельного ложкового бура начинается с отрезка трубы нужного диаметра. Нижний край сворачивается и подравнивается, а вдоль корпуса делается отверстие для удаления породы.

В нижней части конструкции монтируются два ножа с ложкообразной формой, которые также затачиваются. В результате, бур разрушает грунт как горизонтальными, так и вертикальными кромками.

Разрыхленный грунт попадает внутрь бура, после чего его извлекают и очищают через прорезь. Кроме ножей в нижней части конструкции, по оси приварено сверло. Диаметр отверстия, сделанного с помощью такого бура, будет несколько больше, чем сам инструмент.

Вариант #2 — желонка и стакан

Для создания желонки также удобно использовать металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок данной трубы может достигать 10 мм, а её длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент довольно тяжёлым, что способствует эффективному рыхлению грунта при ударной работе.