Ручное бурение скважин для водоснабжения: как своими руками создать водозабор

Не все собственники загородных участков располагают средствами для заказа услуг буровиков, чтобы проложить водозаборную скважину. Тем не менее, наличие собственного источника воды невероятно удобно. Существует возможность значительно сэкономить, пробурив скважину самостоятельно. Как это осуществить?

В нашей статье вы найдете полное руководство по ручному бурению скважин для воды. Мы расскажем о процессе, необходимом оборудовании и материалах, которые потребуются новичкам для воплощения идеи в жизнь. Ознакомившись с нашими советами, вы сможете легко пробурить и обустроить скважину.

Для желающих заниматься этим самостоятельно мы подготовили детальные объяснения всех методов ручного бурения, указали, когда и как применять каждый из них. Также мы представили схемы оборудования и инструментов, которые можно изготовить своими силами, добавили подборки фотографий и видеоруководств.

Типы скважин и их характеристики

Иметь собственный источник воды – это прекрасная возможность обеспечить семью чистой, свежей водой и удовлетворить различные нужды. Благодаря бурению и оформлению скважины вы сможете решить проблему обеспечения водоснабжением на долгие годы.

Методы бурения и объем работ зависят от типа создаваемого гидротехнического сооружения.

Абиссинский колодец

Если вода на вашем земельном участке находится на глубине 10-15 метров, наиболее выгодным и простым решением будет абиссинский колодец. Этот конструктив использует водоносный слой, который располагается над водонепроницаемым слоем глины. Водоносный слой питается дождевыми осадками и водами расположенных поблизости водоемов.

Создание такой скважины, известной также как скважина-игла, не требует особых навыков, и даже начинающий мастер сможет справиться с этой задачей.

Эта не глубокая и узкая скважина состоит из колонны труб ВГП диаметром 50-80 мм, в нижней части которой предусмотрен фильтр с отверстиями, просверленными в стенках трубы.

Трубы служат основой, и абиссинской скважине не требуется дополнительной обсадки. Она не бурится, а забивается в грунт специальным способом.

Компактные размеры абиссинского колодца позволяют устанавливать его в практически любом свободном месте на участке. Наиболее распространенный метод создания таких конструкций – ударное бурение.

Абиссинский колодец или скважина-игла – это одни из немногих водозаборов, которые можно быстро и легко пробурить вручную.

Для его создания потребуется специальный инструмент, который не извлекается из скважины до окончания его использования.

Первый элемент буровой колонны снабжен острым наконечником для удобства бурения и фильтром, который не позволяет попадать минеральным частицам в откачиваемую воду.

На изображении представлены три этапа создания фильтра для абиссинского колодца: сначала в трубе сверлят отверстия, затем ее обматывают проволокой с прикрепленной фильтрующей сеткой.

Принцип действия скважины-иглы заключается в забивании узких буровых труб в землю до достижения водоносного слоя. Упрощает эту задачу малогабаритная шнековая установка.

Буровая установка со шнековым буром проходит грунт до нужной глубины, что облегчает установку колонны труб с фильтром в нижней части.

Поскольку абиссинские скважины обычно бурятся не глубже 10-12 метров, для откачивания воды используют ручные механические насосы или поверхностные электрические модели.

По количеству добываемой воды абиссинская скважина сопоставима с традиционными водозаборами, но площадь ее использования может быть ограничена.

Характеристики песчаных скважин

При глубине залегания водоносного горизонта до 30-40 метров, что встречается в рыхлых и сыпучих отложениях, целесообразно бурить песчаную водоносную скважину. Название связано с тем, что вода добывается из водонасыщенных песков.

Глубина в 50 метров не гарантирует идеальную чистоту воды, поэтому важно периодически проверять исследования на наличие химических веществ.

Водоносный слой в песчаной скважине располагается на расстоянии всего 30-40 метров от поверхности. Чтобы добраться до него, обычно не приходится бурить твердые породы, что делает ручное бурение песчаных скважин достаточно простым, если использовать методы, описанные ниже.

Артезианская скважина

Если вы планируете бурить артезианскую скважину, без помощи профессионалов не обойтись. Источники артезианской воды находятся в непроницаемых скальных или полускальных породах на глубине 40-200 метров.

С этой задачей способны справиться лишь специалисты, обладающие нужными навыками и специальным оборудованием для бурения.

Чтобы узнать, на какой глубине находится вода, им стоит ориентироваться на данные о ранее пробуренных подобных источниках в близости от места запланированных работ.

Так как артезианская скважина может обеспечить водой сразу несколько участков, совместный заказ буровых услуг будет экономически более выгодным и позволит сократить расходы на бурение и сооружение водообеспечения.

Методы самодельного бурения

Для выбора наилучшего метода бурения вам стоит познакомиться с их особенностями и понять, какое оборудование вам понадобится, и возможно ли выполнить бурение своими руками.

Метод ручного шнека

Бурение с помощью шнека – это один из наиболее популярных и доступных способов. Он хорошо подходит для создания скважин глубиной не более 40 метров.

Шнек – это винтовой стержень с буровым наконечником и угловыми стальными лопастями.

Суть метода заключается в том, что шнек ввинчивается в землю, как штопор. По мере его углубления в почву, винтовой стержень разрушает слои, а металлические лопасти поднимают на поверхность отработанную землю.

Шнеки, применяемые для ручного бурения, бывают двух типов:

• Стержни с лопастями, которые приварены под прямым углом.
• Конструкции, в которых лопасти подключены под углом 30-60 градусов.

В работе более удобны изделия второго типа. Благодаря угловому расположению лопастей из скважины не сыпется грунт, а он полностью извлекается на поверхность.

Для упрощения ручного труда и ускорения процесса можно применять малогабаритные шнековые установки.

Эта техника особенно эффективно работает в сложных грунтах, содержащих скальные элементы.

Малогабаритные шнековые установки работают по тому же принципу, что и ручные буровые устройства, но действуют от электродвигателя.

Для не глубокого бурения, например, для забора воды на полив, можно обойтись садовым буром без специального бурового инструмента. В этом случае потребуются трубы для обсадки стенок и металлические штанги для увеличения глубины.

Технология колонкового бурения

Колонковое бурение проводится с использованием специального инструмента в виде трубки с коронкой. Данная методика и диаметр трубы, не превышающий 160 мм, обеспечивает достаточно быструю работу. За один день в зависимости от плотности породы можно пробурить до нескольких десятков метров.

В верхней части колонковой трубы установлен узел крепления, позволяющий добавлять полутораметровые штанги по мере углубления инструмента. Наращивание делается поэтапно и образует технологический комплект.

Коронка изготовлена из прочного металла, а ее края заточены так, чтобы справляться с плотными породами. Размер используемых коронок определяется физико-механическими характеристиками породы.

По мере вращения трубки с коронкой она углубляется в породу и образует отверстие нужного диаметра.

При работе с особо твердыми скальными породами перед погружением трубы используется долото. После этого с помощью коронки создается скважина, а застрявшая в колонковой трубе порода поднимается на поверхность.

При ручном бурении скважины колонковым способом для укрепления стенок устанавливается колонна обсадных труб, а для упрощения проходки во время работы внутрь периодически подается чистая вода или глиняный раствор.

Ударно-канатный метод

Этот способ заключается в разрушении грунта путем опускания тяжелого бурового инструмента с высоты двух метров.

Для этого используется специализированная буровая конструкция, состоящая из:

• треноги, размещаемой над местом бурения;
• блока с лебедкой и тросом;
• забивного стакана, прикрепленного к концу троса.

Использование лебедки позволяет снизить физические усилия, а задействование вращающегося вала мотора с редуктором автоматизирует процесс.

Забивной стакан, изготовленный из металлической трубы, должен обладать остро заточенной режущей кромкой, которая способна разрушать даже самые твердые породы. Для работы с особенно плотными грунтами в качестве утяжелителя стакана можно использовать дополнительную стальную штангу, которую фиксируют немного выше бурового оборудования. Для добычи рыхлых пород применяется желонка.

Опускаясь с силой на место бурения, инструмент разрушает породу, а находящаяся внизу режущая желонка захватывает шлам и поднимает его на поверхность.

Для освобождения стакана от захваченного грунта используют дно, простукивая стенки устройства кувалдой. Очищение желонки выполняется через технологическое отверстие, находящееся в её верхней части.

Алгоритм действий включает следующие этапы:

1. На выбранном участке выкапывают яму размером 1х1 метр и глубиной 0,5 метра.
2. В центре ямы устанавливают садовый бур под прямым углом. Проворачивая инструмент вокруг своей оси, его заглубляют в землю. По мере необходимости винтовую часть увеличивают, добавляя трубку и закрепляя её с помощью болтового соединения.
3. Когда появляется мокрый песок, бур извлекают. Вместо этого в образовавшееся отверстие устанавливают заранее собранную конструкцию из обсадных труб, которую забивают при помощи кувалды.
4. Разрушенную в процессе установки обсадки породу извлекают с помощью желонки. Каждый раз при внедрении в грунт снаряд захватывает часть породы.
5. По мере заглубления обсадной трубы её наращивают новыми отрезками аналогичного диаметра. Отрезки соединяются между собой с помощью на螺. соединений или сварки, чтобы получить единый герметичный ствол.
6. При заглублении обсадную трубу аккуратно проворачивают и прислушиваются к звукам: скрежет указывает на трение с крупнозернистым песком, шелест – с мелкозернистым, а тишина – на прохождение глиняных слоев.
7. Для бурения рыхлых грунтов, таких как песок или гравий, используют желонку. Для глинистых и плотных песков применяют стакан.
8. После выполнения нескольких ударов стакан или желонку поднимают на поверхность, очищая от грунта. Затем цикл повторяется.

Как и в предыдущих методах, для упрощения процесса ручного бурения в отверстие можно добавить глиняную смесь или воду, а затем с помощью специального ковша извлечь её. Если во время бурения возникает шум, скважину следует залить водой. Если вода уходит медленно, стоит глубже заглубить трубу на полметра, а если быстро, то только на 20-30 см.

Для неглубоких скважин желонку можно легко изготовить самостоятельно. Для этого потребуется труба диаметром 100-120 мм, металлическая серьга и проушина для крепления троса, прикрепленная к верхней части трубы.

Этап 1: Для бурения скважины с использованием желонки потребуется инструмент, представляющий собой трубу с клапаном в основании.

Этап 2: Желонку с усилием опускают на забой, где под её весом и за счёт острых кромок она разрушает породу. Грунт попадает внутрь трубы и удерживается клапаном.

Этап 3: На забой желонку бросают несколько раз, пока не углубятся на 30-50 см. После этого снаряд извлекается из скважины и очищается от накопившегося внутри грунта.

Этап 4: Чтобы поддерживать вертикальность скважины и не «вычерпывать» сыпящуюся породу, в процессе заглубления в скважину устанавливается обсадка. В идеале она должна идти вровень с буром или на несколько сантиметров опережать его.

Ударно-вращательный метод

Основное отличие этого метода заключается в том, что буровая установка сочетает в себе ударные и вращательные движения. Это позволяет значительно ускорить процесс бурения. Данный метод особенно применим при необходимости создания гидротехнических сооружений, если геологические условия в районе сильно варьируются.

Метод также подразумевает использование треноги, что облегчает погружение и извлечение буры на поверхность.

Использование ударно-вращательного и ударно-канатного методов является эффективным для бурения в рыхлых грунтах, где частицы не имеют прочной связи. Оба метода также подходят для работы с глинистыми грунтами: супесями и суглинками.

При бурении в сыпучих породах, которые не имеют достаточного сцепления, существует риск осыпания стенок скважины в процессе ее создания. Поэтому скважины, пробуренные в песчаных отложениях, обязательно должны быть оснащены обсадными трубами и фильтрами, чтобы предотвратить попадание крупных частиц в извлекаемую воду.

Шаг за шагом: технология бурения шнековым способом

Шнековый метод выглядит наиболее простым среди всех перечисленных. Однако его эффективность ограничена рыхлыми и глинистыми грунтами.

Шнековый инструмент внедряется в землю аналогично обычным винтам. Рухнувший шнек выносит грунт на лопастях буровой установки. Чем больше лопастей, тем больше можно извлечь породы.

С углублением выработки к первому звену бурильного комплекта последовательно прикручиваются штанги. Этот метод позволяет достичь требуемой глубины.

Для надежного соединения буровых штанг предпочтительнее использовать муфты, чем стопорные пальцы. Если бурение осуществляется с применением буровой треноги или оборудования, потребуется вертлюг.

Чтобы существенно ускорить процесс бурения, рекомендуется использовать механизмы для вращения шнека.

Подготовка необходимых инструментов

Перед началом бурения вручную следует подготовить необходимые инструменты:

• бур или переносную шнековую установку.
• буровую вышку с лебедкой.
• набор из 3-4 штанг.
• обсадные трубы.

Если требуется пробурить скважину на глубину более 8 метров, для облегчения погружения бура и дальнейшего извлечения его из ствола скважины оборудование прикрепляют к самодельной буровой вышке.

Буровая вышка может быть построена как из деревянных брусьев, так и из металлических труб, создавая конструкцию в виде треноги.

Выполняя конструкцию, размеры треноги должны соответствовать высоте секции бурильного ствола. Для этого брусья укладываются в форме треугольника и фиксируются болтовыми или сварочными соединениями.

В них вырезаются отверстия для вставки металлической трубы, которая будет служить опорой. Размеры основания зависят только от устойчивости конструкции.

В верхней части конструкции дополнительно оборудуют отверстие для прохождения штанги.

Чтобы защитить ствол скважины от разрушений и осыпаний стенок, устанавливают обсадную колонну из труб с высокой прочностью на сдвиг и сжатие. Для этого используют трубы из металла, асбестоцемента или полимеров.

Для монтажа обсадной колонны удобно применять трубы с резьбовым соединением на наружной и внутренней поверхности.

Сегменты таких труб при сборке легко вкручиваются друг в друга без использования дополнительных соединений.

Изготовление шнека из подручных материалов

Для создания бурового инструмента, в данном случае винтообразного стержня, подходит труба диаметром 100 мм. Оптимально использовать трубы из высококачественной стали, с толщиной стенок не менее 5 мм.

Верхняя часть конструкции должна иметь:

• винтовую резьбу с наружной стороны на верхнем конце для соединения со штангой;
• винтовой шнек с минимум двумя витками на нижнем конце.

Для облегчения прокручивания к верхнему отрезу трубы приваривают ручку длиной около 1.5 метра. Переходником между ручкой и разъемными штангами будет служить тройник с внутренней винтовой резьбой.

Режущие лопасти бура можно изготовить из металлических полос толщиной 2-2.5 мм, которые привариваются к трубе с равномерным расстоянием между ними.

Из трубы аналогичного диаметра создают штанги длиной по 1.5 метра:

• первая штанга с наружной винтовой резьбой на нижнем конце для соединения с буром;
• все последующие штанги имеют резьбу на обоих концах одинакового размера.

Соединительные муфты должны соответствовать параметрам резьбы. По мере необходимости для наращивания конструкции они просто прикручиваются к шнеку, предварительно открутив ручку.

Некоторые мастера используют ледовый бур в качестве шнека: лезвие устройства в этом случае выполняет функцию режущих лопастей. Штанги для наращивания изготавливаются отдельно.

Чтобы использовать инструмент как бур и добраться до больших глубин, штанги изготавливают из труб диаметром 25 мм.

В стремлении усовершенствовать инструмент, некоторые умельцы дополнительно приваривают к заводским кромкам шнека усиленные режущие элементы.

Процесс бурения

На месте, где будет скважина, выкапывают шурф размером 150х150 см. Это необходимо для обеспечения устойчивости вертикально установленной трубы. Чтобы стенки углубления не осыпались, их укрепляют досками или кусками ДСП.

В углубление опускают бур и, держа его за ручку, начинают медленно ввинчивать в землю по часовой стрелке.

Для начала работы устанавливают бур, крепко держат его за ручку и начинают медленно ввинчивать в землю по часовой стрелке. Это занятие лучше выполнять вдвоем: один человек прокручивает инструмент, а второй прилагает усилие сверху.

После того как бур достигнет отметки в один метр, потребуется сформировать ствол конструкции с диаметром не менее 12-15 см. Для этой цели в углубление помещают обсадную трубу, диаметр которой должен немного превышать размеры лопастей бура. Процесс забивки трубы осуществляется одновременно с углублением скважины.

Когда бур углубится на 1,5-2 метра, вращать его становится довольно сложно. Для облегчения работы можно использовать трубные ключи и другие захватные инструменты.

При прохождении каждых трех-четырех метров стержень необходимо поднимать на поверхность и очищать от накопившейся земли.

Как только буровое оборудование будет погружаться до полной длины, его станет необходимо удлинять. Для этого к буровой секции с помощью резьбового соединения или дополнительной штанги присоединяется «пальцевый» стержень.

На этом этапе особенно важно обеспечить надежность соединений всех элементов. Для того чтобы легко отслеживать пройденную глубину, желательно маркировать наращиваемые штанги.

В ходе бурения продолжается формирование обсадной колонны, не стоит забывать о проверке вертикальности ствола. Даже незначительное отклонение может затруднить вставку обсадных труб. Если бур начинает упираться в стенки трубы, следует вставить деревянные клинья между почвой и обсадной трубой для коррекции наклона ствола.

Процесс бурения продолжается до тех пор, пока извлекаемый грунт не станет влажным, что указывает на близость водоносного слоя. Для преодоления водоносного горизонта нужно просто немного глубже углубиться.

Хотя монтаж обсадной колонны возможен и после завершения бурения, это не самый оптимальный вариант. При установке обсадной трубы в полностью пробуренный ствол придется извлекать обрушившийся грунт с использованием желонки.

Чтобы наращиваемая обсадка не опускалась в ствол до момента присоединения следующего сегмента, ее поддерживают с помощью хомута.

Для временной фиксации обсадной колонны, устанавливаемой в пробуренный ствол, используют специальное устройство в виде хомута с удобными ручками. Он предотвратит преждевременное погружение обсадки в выработку до момента прикрепления следующего отрезка трубы.

Однако стоит отметить, что этот способ может быть не самым рациональным, так как требует значительной переработки забоя от шлама. При формировании колонны трубы не следует опускать до дна скважины, оставляя расстояние около полуметра до самой низкой точки.

Для создания обсадной колонны пластиковые трубы вводят последовательно, соединяя их по мере углубления.

Специалисты рекомендуют время от времени проводить промывку водой для облегчения процесса бурения с помощью шнека. Струя, подаваемая насосом в обсадную трубу, будет вымывать отложение на поверхность.

Выводы и полезное видео по теме

Бурение скважины методом ударно-канатного бурения:

Тонкости самостоятельного изготовления шнека:

Мы привели проверенные на практике методы для тех, кто хочет знать, как правильно пробурить водозаборную скважину вручную. Важно выбрать подходящий способ бурения, тщательно отнестись к выбору необходимого оборудования и строго следовать рекомендациям опытных специалистов во время процесса.

Ваши усилия приведут к созданию источника водоснабжения, что обеспечит чистой водой всех жильцов дома.

Хотите поделиться своим опытом бурения скважины на вашем участке? Есть вопросы или интересные факты, связанные с темой статьи? Оставляйте комментарии в блоке ниже.