Обустройство скважины для воды своими руками: советы по организации и обзор популярных методов бурения

Создание системы водоснабжения на своем участке — важнейшая задача для его владельца. Чем масштабнее ваши планы по улучшению территории, тем более заметным будет нехватка водных ресурсов. Вода необходима не только для строительных работ, но и для предстоящего сада, а также для удовлетворения личных нужд.

Если вы самостоятельно пробурите скважину, то ваша мечта о стабильном водоснабжении станет реальностью, а вы сможете значительно сэкономить средства. Мы поделимся рекомендациями по выбору метода бурения и необходимого инструмента для домашних мастеров. Следуя нашим советам, вы сможете создать собственный источник воды на своем участке без особых трудностей.

Типы скважин для добычи воды

Существует несколько доступных методов получения живительной влаги, которые мы рассмотрим. Есть различные технологии для самостоятельного бурения воды на дачном участке.

Выбор подходящей конструкции зависит от особенностей ландшафта, технического оснащения, бюджета и ваших навыков. Давайте ознакомимся с основными типами скважин.

Трудно выбрать единственно подходящий вариант, так как каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Поэтому выбор будет зависеть от особенностей участка и возможностей его владельца.

Трубчатый абиссинский колодец

Если на вашем участке имеется родник, то создание колодца станет отличным способом получения воды. Шахта этого сооружения будет служить хранилищем для жидкости. Если источник активный, в вашем распоряжении всегда будет до 2 кубометров воды.

Абиссинская скважина представляет собой более узкий и длинный вариант колодца. С ее глубиной в 8-12 метров, воду, которая ее заполняет, практически не загрязняют вещества с поверхности почвы.

Эту конструкцию нередко называют «скважиной-иглой», поскольку труба, вбитая в землю, действительно напоминает иглу.

С технологией создания абиссинского колодца можно ознакомится в следующем видео:

Скважина на песчаном слое (фильтровая)

Глубина этой конструкции составляет от 15 до 30 метров и может быть достигнута различными методами: шнековым, ударно-канатным или колонковым. Стенки скважины формируют трубой диаметром 100-180 мм.

На конце скважинного ствола расположен фильтр. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену трубы перед погружением в крупный песок с добавлением гальки.

Схематично конструкцию скважины «на песок» можно представить так: 1 — обсадная труба, 2 — уровень воды, 3 — сетчатый фильтр.

Эта конструкция может обеспечить небольшую загородную усадьбу с двумя водоразборными точками необходимыми объемами воды. Если она используется только в сезоне, срок службы составит около 5 лет, а при постоянной эксплуатации — до 15 лет.

Если скважина забьется, ее можно попытаться промыть. В случае неудачи, придется бурить новую скважину рядом с существующей.

Артезианская скважина без фильтра

Такое сооружение не требует фильтрации. Артезианская скважина может иметь глубину более 100 метров. Вода, которую добывают таким образом, находится в трещинах известковых пород. Она может быть как кристально чистой, так и минерализованной.

Небольшая степень минерализации вполне допустима для повседневного использования, но если вода схожа с минеральной, то ее нельзя применять в быту.

Схема артезианской скважины: 1 — кондуктор, 2 — уровень воды, 3 — промежуточная колонна, 4 — эксплуатационная колонна с перфорацией.

Трудно заранее определить глубину, на которую необходимо бурить, чтобы найти воду. Можно лишь иметь общее представление, поговорив с соседями о их опыте. Грунтовые слои могут находиться на разной глубине, поэтому полученные данные стоит использовать с осторожностью.

Как устроена типичная скважина?

Если не останавливаться на мелочах, основная структура скважины для загородного дома выглядит следующим образом: это длинная и узкая вертикальная шахта, углубляющаяся до уровня водоносного горизонта. Стены укрепляются обсадными трубами. Скважины могут различаться по диаметру, глубине и дополнительным устройствам, которые повышают их эффективность и надежность.

Кроме обсадной трубы, скважины также оснащаются оборудованием для подъема и распределения воды. Для правильного выбора насосного оборудования и накопительных резервуаров необходимо знать характеристики скважины, особенно ее глубину и дебит.

Дебит скважины — это показатель ее производительности: максимальный объем жидкости, который можно получить за определенный промежуток времени. Он измеряется в кубометрах или литрах в час или сутки.

Скважины глубиной до 10–12 метров обычно оснащаются поверхностными насосами. В зависимости от дебита источника насос может быть дополнен гидробаком или работать без него.

Абиссинские колодцы, как правило, не бурят глубже 10 метров, и для откачки воды из них используют поверхностные насосные станции.

Скважины глубже 10 метров требуют погружных насосов. Их легко идентифицировать по длинному корпусу из нержавеющей стали.

Погружной насос подключается к трубопроводу и опускается в скважину, придерживаясь указанных производителем расстояний до дна и уровня воды.

Задачи обсадных труб

Обсадные трубы — важнейший элемент скважины. Обсадка выполняется из отдельных segment, соединенных между собой при помощи сварки, пайки или резьбы. Следует уделять внимание равному диаметру труб для создания четкой колонны.

При наличии наружной резьбы звенья соединяются муфтами, что увеличивает диаметр проходки.

Обсадные трубы необходимы для:

• предотвращения обрушения шахты во время бурения;
• избежания засорения ствола в процессе эксплуатации;
• защиты верхних водоносных слоев от попадания в скважину.

Наиболее распространены обсадные трубы, сделанные из стали и полимеров (ПВХ, НПВХ, ПНД). Реже встречаются чугунные и устаревшие асбестоцементные изделия. Пространство между трубой и грунтом заполнено бетоном, если скважина бурится в рыхлых грунтах или когда водоносный слой залегает на большой глубине.

Только после завершения этой процедуры устанавливается все остальное оборудование. Во время эксплуатации может произойти легкое «выдавливание» трубы на поверхность, что является естественным процессом и не требует вмешательства.

Наиболее распространенными являются стальные и пластиковые обсадные трубы с резьбой. На фотографии изображена установка голубой пластиковой трубы.

Внутренняя труба с фильтром

В двойной обсадке скважины устанавливают трубу с фильтром. Через перфорированное первое звено вода будет поступать внутрь обсадки и затем подниматься насосом на поверхность.

После установки трубы на нужную глубину рекомендуется зафиксировать ее устье. Для этого используется хомут, который не позволит трубе провалиться.

Шаг 1: Нижний край полимерной трубы изгибаем, сплюснув его. Отступаем 10-12 см и высверливаем отверстия диаметром 8 мм. Высота перфорированного участка зависит от мощности водоносного слоя.

Шаг 2: На перфорированный участок накладывается проволока из нержавеющей стали. Шаг между витками равен расстоянию между отверстиями.

Шаг 3: Оборачиваем вокруг перфорированного участка трубы сетку, временно фиксируем ее скрутками из изолированной проволоки.

Шаг 4: Проволокой из нержавейки оборачиваем самодельный фильтр и удаляем временные скрутки, следя за тем, чтобы наружная навивка не совпадала с внутренней.

Устройство оголовка скважины

В верхней части обсадной трубы располагается оголовок. Конструкция этого устройства единообразна для всех видов оголовков и состоит из фланца, крышки и резинового герметика.

Разные типы оголовков могут отличаться по материалу изготовления и различным опциям.

Оголовки производят из чугуна или пластика. Это герметичное устройство, которое используется для крепления кабеля насоса и вывода водопроводной трубы.

Благодаря низкому давлению, создаваемому оголовком в трубах, увеличивается приток воды и, соответственно, дебит скважины.

Кессон, адаптер, пакер

Чтобы избежать воздействия высокой влажности на работу оборудования, связанного со скважиной, для него предусмотрен специальный резервуар — кессон. Он может быть изготовлен из металла или пластика.

Металлические кессоны имеют преимущества по сравнению с пластиковыми: их можно восстановить при повреждении, и они более устойчивы к значительным перепадам температур. Кроме того, металлические изделия можно собрать самостоятельно из отдельных компонентов, которые доступны для покупки. Однако пластиковые модели стоят дешевле и не подвержены коррозии.

Тем, кто решит самостоятельно установить кессон для скважины, мы предоставим подробную инструкцию на нашем сайте.

Для достижения герметичного соединения между наземным водопроводом и скважиной требуется скважинный адаптер. Это устройство обычно устанавливают в местах, где находится оборудование, которое требуется защищать от воды, чаще всего в техническом помещении. Одна часть адаптера прикрепляется к обсадной колонне, а другая – к шлангу от насоса.

Металлические кессоны стоят довольно дорого – до 40 тысяч рублей. Однако можно приобрести их по частям и собрать самостоятельно, что позволит значительно снизить расходы.

В некоторых случаях требуется выделить локальный участок глубокой артезианской скважины для выполнения ремонтных работ. Для этой цели применяются пакеры – уплотнители для скважин.

Все перечисленные компоненты являются частью устройства скважины и оказывают значительное влияние на её работу.

Четыре метода бурения

Существуют различные способы бурения скважины под воду, для которых требуются как физические усилия, так и специальное оборудование.

Рассмотрим основные методы бурения:

• шнековое;
• роторное;
• колонковое;
• ударно-канатное.

Эти технологии отличаются методами разрушения породы и способы извлечения грунта из скважины. Для каждого метода бурения используется соответствующее оборудование, что напрямую влияет на стоимость и качество готовой конструкции.

Метод #1 — ручное бурение

Для бурения вручную по шнековому, ударно-канатному или комбинированному методу потребуются следующие инструменты и материалы:

• бур;
• лебедка;
• бурильная вышка;
• штанги;
• обсадные трубы.

Если предполагается, что скважина будет глубокой, обязательно нужна бурильная вышка. Эта конструкция позволяет погружать бур с штангами и поднимать его обратно.

При неглубоком бурении можно обойтись без вышки и работать с буром в ручном режиме.

Штанги для бурения могут быть представлены в виде узких труб, которые соединяются при помощи резьбы или шпонок. Буровой инструмент в процессе сборки необходимо подключать к нижней штанге.

Инструменты для ручного бурения: а, б — ложковые буры; в — шнековый бур; г-д — буровые долота; е – желонка.

Целостность грунтов нарушается режущими насадками бура, которые изготовлены из прочной стали толщиной три миллиметра. Края насадок нужно заточить с учётом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке, разрушая грунт.

Сначала выберите место для бурения и делайте углубление на глубину примерно два штыка лопаты. Это будет служить направляющим ориентиром для бура. Над этим местом устанавливается вышка.

Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги, немного превышая её, чтобы упростить процесс извлечения штанги после завершения работ.

В начале работы бур легко входит в почву, и с этой задачей справится один человек. Однако с каждым витком бурение становится всё сложнее, и на определённом этапе потребуется помощь.

Если поднять бур становится сложно, следует повернуть его против часовой стрелки и попробовать снова.

Ручное бурение использовалось еще совсем недавно в промышленных масштабах, и сегодня оно остается актуальным в местах с труднодоступными для бурового оборудования территориями.

Когда бур начнет встречать большое сопротивление, есть риск поломки инструмента, и в таких случаях рекомендуется использовать воду для размягчения грунта.

Процесс бурения требует времени, особенно на поднятие бура и очистку его от грунта, поэтому необходимо максимально эффективно использовать каждый цикл, извлекая как можно больше почвы.

На начальных этапах ручного бурения можно обойтись без помощника, но позже его присутствие обязательно станет актуальным.

При встрече с рыхлыми слоями существует риск обрушения стенок шахты, поэтому необходимо использовать обсадные трубы для предотвращения осыпания.

Как только бур достигает водоносного слоя, процесс завершается. Следует пробурить до водоупорного слоя, чтобы максимально увеличить приток воды. Максимальная глубина для ручного бурения составляет от 10 до 20 метров, именно на этом уровне, как правило, располагается первый водоносный слой.

Сначала из скважины поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для очистки достаточно откачать несколько ведер земли, если же чистая вода не появляется, стоит пробурить еще на метр или два.

Для модернизации ручного бурения можно применять гидропомпы и электродрели, что позволяет проводить работы без участия помощников. Визуально процесс бурения можно увидеть в данном видеоролике.

Метод #2 — экономичное шнековое бурение

Шнековое бурение считается самым простым и доступным по цене вариантом для создания водяных скважин. Именно этот метод используется в большинстве современных малогабаритных буровых установок.

Шнековое бурение возможно с использованием мобильного оборудования, которое легко транспортировать к месту работы.

Шнек — это классический Архимедов винт, который знаком многим, особенно тем, кто когда-либо видел, как рыбаки бурят лунки для зимней рыбалки. Используя его, можно создать скважину глубиной до 10 метров. При этом никакие жидкости, такие как буровые растворы, не требуются.

Если за помощью обратиться в специализированную компанию, можно быть уверенным, что они воспользуются оборудованием для шнекового бурения, которое отлично подходит для таких работ и легко перемещается.

Однако стоит отметить, что этот метод не эффективен на всех типах грунта: он не проходит скальные породы или плывуны, но прекрасно справляется с мягкими осадочными почвами. Важно также защитить отверстие от загрязненных вод с поверхности.

Шнек – это буровой инструмент в форме большого винта, который ввинчивается в землю, при этом разрушенные породы поднимаются по лопастям шнека на поверхность.

Диаметр лопастей определяет будущую ширину скважины, а диаметр обсадки должен составлять на 1-3 см больше, чтобы обеспечивалась свободная подвижность буровой колонны.

Самый простой шнековый буровой станок приводится в движение усилиями человека. При углублении инструмента его наращивают винтами штанг.

Шнековое бурение – это быстрый метод, однако он неэффективен в плане извлечения грунта. Супеси и суглинки хорошо извлекаются, в то время как рыхлые породы сложно поднимать.

Механизированная версия шнекового бурения представляет собой конструкцию с двигателем, который приводит в движение винт.

Шнек может работать не только от бензиновых или дизельных моторов, но и от электрического привода.

В промышленных установках подъем и спуск шнекового снаряда выполняется с помощью гидравлики. Такой метод бурения может занять всего несколько часов, но перед установкой фильтра в скважину придется очистить желонкой и промыть.

Во время бурения рекомендуется сразу устанавливать обсадку, чтобы предотвратить осыпание грунта и обеспечить формирование шахты.

Метод #3 — роторное бурение (для скалистых почв)

Когда необходимо создать выработку в скальных грунтах, применяется роторный метод бурения. Он включает бурильную трубу, которая напоминает перевернутый стакан с крепким долотом на нижней части, предназначенным для дробления породы.

Через центральную полость трубы проходят линии, необходимые для бурения, а гидравлическая установка создает давление на долото, позволяя ему пробиваться в породу. Кроме того, дополнительную нагрузку создаёт вес колонны труб.

В процессе роторного бурения используется специальное долото, способное разрушать горные породы, даже когда на его пути возникают серьезные преграды.

Удаление грунта из скважины осуществляется буровым раствором, который подается через трубу одним из двух способов:

• Прямой способ. Раствор насосом закачивается в трубу и затем выбрасывается через пространство между трубами вместе с обломками породы.
• Обратный способ. Раствор проникает в трубу под действием гравитации, а затем насосом откачивается из пространства затрубной части, унося с собой породу.

Считается, что обратный способ более продуктивен, так как он позволяет достичь большего дебита скважины за счет лучшего вскрытия водоносного горизонта. Однако его применение требует дорогого оборудования, что увеличивает стоимость работ. Прямой способ будет более экономичным.

Метод #4 — ударно-канатное бурение

Если для вас важно, чтобы скважина прослужила в течение 50 лет, и вы готовы потратить на это много времени и усилий, выбирайте ударно-канатный метод бурения. Процесс займет немало времени, но вы постепенно достигнете желаемого результата.

Конструкция этой системы включает в себя станины, желонку и специальный ударный патрон, который выполнен из прочной трубы и осуществляет бурение.

Ключевым элементом метода является желонка — это отрезок трубы длиной 1-2 метра с клапаном в нижней части. В верхней части трубы имеется отверстие для вывода грунта, а верх оснащен проушиной для крепления.

Зависимая от троса желонка при помощи блока сбрасывается на дно скважины. Падение позволяет ей разрыхлять грунт и захватывать его при помощи клапана. Процесс повторяется несколько раз, прежде чем желонку поднимут из шахты. После извлечения желонки из скважины ее очищают от грунта: переворачивают и высыпают его через специальное отверстие.

Хотя данный метод является весьма трудоемким, он демонстрирует высокую эффективность. Необходимо отметить, что извлечение водонасыщенных песков и рыхлых осадочных пород возможно только с помощью ударно-канатного бурения. При этом не используется буровой раствор, что позволяет избежать путаницы с появлением в скважине подземных вод.

Из-за своей трудоемкости этот метод значительно дороже роторного. Более того, если требуется пробурить скважину ниже первого водоносного горизонта, потребуется дополнительно изолировать шахту от вод, которые находятся выше.

Для этого задействуются дополнительные обсадные трубы. Это приводит к увеличению не только затрат на материалы, но и объема работ для специалистов. Поэтому строительство такого сооружения может оказаться довольно затратным.

Дополнительную информацию о процессе бурения водозаборной скважины без использования специализированного оборудования вы можете найти в нашей статье.

Итоги и полезное видео

В представленном видео вы сможете увидеть, как производится ручное бурение скважины с установкой обсадки и фильтра в обсадную трубу:

Каждый вид водяной скважины обладает своими плюсами и минусами.

Теперь, когда вы ознакомлены с типами скважин, их устройством и методами бурения, вам будет легче определить, какой вариант подойдёт именно для вашего участка и соответствует вашим финансовым возможностям.

Если у вас есть опыт бурения скважины самостоятельно, поделитесь своими впечатлениями о сложности или простоте этого процесса. Оставляйте комментарии в специальном блоке ниже. Задавайте вопросы, делитесь опытом, выкладывайте фотографии, связанные с темой статьи.