Бурение

Бурение скважины на воду – это технологически сложный процесс, включающий в себя различные этапы. При проведении работ и после их завершения, важно не допустить ошибок, которые впоследствии скажутся на эксплуатации и сроке использования источника.

Далее дано подробное описание, из каких этапов состоит процесс бурения, какие скважины подходят для обустройства систем водоснабжения, какое оборудование используется для бурения.

Этапы от А до Я

Бурение водоносной эксплуатационной скважины разделено на несколько этапов:

1. При использовании услуг буровой бригады, заключается контракт с компанией на проведение работ.

2. Обследование территории участка для определения лучшего места для бурения и обустройства источника.

   Обследование может проводиться или визуально, или с привлечением оборудования для пробного бурения и геофизического исследования скважин (ГИС).

   Исследование сможет дать ряд данных о глубине залегания пласта, качестве воды и максимальном дебите. Также на основе исследования устанавливается тип грунта и метод бурения.

3. Подготовка участка. На этом этапе производится расчистка площадки под используемую технику. При использовании крупногабаритной техники часто приходится сносить или перемещать ряд построек и объектов. Также проводятся работы по замеру территории, согласно требованию ГОСТ. Учитывается удаленность от ближайших домов, септиков, линий электропередач.
4. Сам процесс бурения. На этом этапе проводятся работы по прохождению грунтовых слоев до водоносного пласта. В ходе работ могут проводиться пробные заборы грунта, бурение нескольких скважин, забор проб воды. Также на этом этапе может потребоваться лицензирование источника, если он будет использоваться в коммерческих целях, а забор воды производиться с артезианского горизонта.
5. Работы по обсадке скважины и прокачке. Скважина укрепляется обсадной трубой, цементным раствором. Проводятся работы по обустройству устья трубы и площадке рядом с ней. Далее выполняется прокачка источника с целью извлечения бурового шлама. После прокачки вода становится чистой и готовой к использованию.
6. Обустройство источника и начало эксплуатации. При обустройстве скважину оснащают кессоном или иным помещением для защиты от внешних воздействий. Далее проводится оснащение насосом, оголовком, подвод магистральных линий. После полного обустройства скважина готова к эксплуатации.

Подготовка

Важным этапом по подготовке бурения скважинного источника являются изыскания места расположения водоносного пласта.

Как выбрать место?

Выбрать место для бурения можно следующим образом:

1. Обратиться в буровую компанию. Специалисты располагают не только практическим опытом, но и картами глубины залегания водоносных горизонтов для определенного региона или района.
2. Сориентироваться по соседской скважине. Способ верный лишь на 50 %, так как именно под участком пласт может повернуть в сторону или оказаться слабо водоносным.
3. Ориентация на тип произрастающих растений. По типу растений можно определить наличие водоносного пласта на глубинах до 15 м.

Если ранее на участке уже была пробурена скважина, но она выведена из эксплуатации, в компании по бурению можно запросить копию паспорта источника. В паспорте есть данные по глубине скважины, дебиту и месту ее расположения. Как определить место для бурения скважины, читайте здесь, что такое карта глубин — тут, о бурении скважины в колодце — здесь.

В какое время года лучше бурить?

Бурение водоносных скважин можно проводить в любое время года. Но тут стоит учитывать:

1. Влияние приточных вод. Например, зимой водяной обмен снижается по причине промерзания естественных водоемов. Летом и весной обмен верхних слоев с нижними увеличивается за счет растекания рек и увеличения объема воды в озерах.
2. Осенью объем воды пласта также может увеличиваться из-за частых дождей.

Когда лучше всего бурить скважину на воду, можно узнать тут, о бурении зимой — здесь.

Как выбрать вид водяного источника?

Тип скважины выбирается из учета потребности в объеме и качестве воды, а также немаловажна финансовая составляющая проекта:

1. Абиссинская скважина или верховодка. Грунт песчаный. Глубина залегания пласта варьируется от 3 до 15 м.

   Вода в таком источнике плохого качества, так как образуется от талых вод, ближайших естественных источников.

   Небольшая глубина залегания не позволяет пройти достаточную естественную фильтрацию. Вода подходит только для полива и технических нужд.

2. Скважина на песок. Средние пласты на глубине до 20 м. Залегают также в песчаных грунтах. Вода низкого качества и требует дополнительной фильтрации.
3. Артезианский источник. Формируется в известняковых пластах. Вода самая чистая, так как проходит множество степеней фильтрации через различные грунты. Глубина залегания от 30 до 500 метров и выше.

Владелец участка должен учитывать глубину бурения источника. Чем выше глубина, тем сложнее процесс бурения, а значит и его стоимость.

Какое понадобится оборудование?

Оборудование подбирается по типу скважины, глубине и выбранному способу бурения, типу грунта. Бурение проводится по различным технологиям, но основные элементы для его проведения практически идентичны:

1. Породоразрушающее устройство. Для пробойного бурения используется заостренный пробойник. При вращательном проходе грунта используются различного типа коронки с зубчатым усилением. Колонковое бурение использует буры из куска полой трубы или кольцо с зубьями. При вращательном бурении используются шнек или долото.
2. Увеличение глубины прохождения бура проводится путем добавления скважинных труб. В процессе работы, трубы также используются для подачи воды к месту разрушения породы и промывки участка от отработанного шлама. При окончании работ, стенки скважины укрепляются обсадными трубами для формирования окончательного диаметра источника и его защиты от осыпания, смещения грунта.
3. Промывочное оборудование. Состоит из насосов, емкостей, вертлюгов, подающих труб или шлангов. Используется для промывки скважины от шлама.

В зависимости от выбранного типа бурения и глубины скважины, в работе может быть задействовано ручное, малогабаритное или крупногабаритное оборудование:

1. Для ручного прохождения может использоваться комплект «Игла» для ударного бурения скважин на песок.

2. Малогабаритное оборудование представляет собой стационарную разборную или передвижную мачту, оснащенную двигателем для вращательного бурения.

   Мачта применяется для направления забойных труб.

3. Крупногабаритное оборудование на базе трактора или автомобиля высокой проходимости. Также имеет мачту, буровой ротор для передачи вращения, зацеп фиксирующий и закручивающий забойные трубы. Такое оборудование оснащается насосами для подачи жидкости, платформами, канатными лебедками.

Мало и крупногабаритное оборудование оснащается компрессорами высокого давления, подающими насосами для прокачки пробуренной скважины. Подробнее читайте тут.

Как пробурить без заезда на участок?

Очень часто бурение без заезда на участок проводится при бурении артезианских скважин. Причины выбора удаленного места могут быть следующими:

1. Водоносный пласт залегает в стороне от участка или находится на меньшей глубине.
2. Требуется использование крупногабаритной техники, которая не может заехать на участок, разместиться на нем и проводить работы по причине малой площади или застройки.
3. До глубины залегания водоносного пласта может залегать горизонт сточных или химически загрязненных вод.

Подробности — в этой статье.

Способы

Выбор способа бурения водяной скважины зависит от типа грунта и требуемой глубины источника. На песчаных почвах, при глубине забоя до 25 метров, работы могут проводиться вручную. Для прохождения жестких грунтов и большой глубины уже используются механические устройства и оборудование.

Самостоятельно

Бурение на участке можно провести самостоятельно с использованием специального оборудования или приспособлений. Максимальная глубина таких работ не превышает 50 метров, в условиях песчаных грунтов. Методы работ следующие:

1. Ударное бурение. Проводится с использованием буровых комплектов «Игла» на глубину от 10 до 30 метров. В качестве проходческого элемента используется заостренный пробойник.

   Глубина забоя увеличивается за счет наращивания труб. В качестве ударного устройства может использоваться кувалда или иной тяжелый предмет, подвешенный на буровой стойке.

   В ходе работ отработанный шлам не извлекается. После достижения водоносного пласта проводится промывка или продувка.

2. Шнековый метод. Используется на глубинах от 10 до 50 метров. Грунт разрушается при помощи лопастного бура. Бурение может проводиться при помощи ручного бура. Для увеличения глубины и скорости прохождения лучше применять мотобур. Глубина прохождения увеличивается при помощи увеличения длины труб или штанг.

   Вместо мотобура можно использовать стационарную установку-треногу с электрическим двигателем. При работе очень важно извлекать шнек после каждых 3-5 метров прохождения грунта для извлечения шлама.

3. Вращательный метод колонкового бурения. В качестве бурового долота используется полая труба с зубьями на конце. Бур надевается на конец трубы, которая вращается электрическим двигателем. Отработанный шлам попадает в полость трубы. Извлекается шлам после прохождения 3-5 метров грунта.

Данные методики ручного бурения позволяют работать на небольшой площади, не требуют больших затрат на оборудование. О шнековом бурении скважин на воду читайте тут, роторном — здесь, ударно-канатном способе — тут, колонковом — здесь, мотобуром — тут, ручным буром — здесь, малогабаритной буровой установкой — тут.

Профессиональные

Методики профессионального бурения применяются для особо жестких грунтов, прохождения глубин более 50 метров к горизонтам артезианских пластов.

1. Шнековый способ бурения с привлечением мало или крупногабаритных установок. В отличие от того же метода ручного забоя, работа полностью автоматизирована, присутствует контроль и регулировка оборотов шнека, есть возможность установки обсадных труб без остановки заглубления.
2. Ударно-канатный метод. Тут применяются стационарные или крупногабаритные установки. В качестве бура используется пробойник – желонка. Желонка подвешивается на тросе. Двигатель поднимает пробойник на максимальную высоту и сбрасывает вниз. Пробитый и разрушенный грунт перемещается внутрь желонки.
3. Роторное бурение. Проводится с использованием крупногабаритной или стационарной техники. В качестве наконечника буровой трубы используется долото с различными зубьями. Вращение долота и забойной трубы осуществляется двигателем. При работах порода может смягчаться водой. Отработанный шлам извлекается промывкой.

О бурении промышленных скважин на воду читайте здесь, о гидробурении — здесь, о желонке и ее изготовлении — тут.

Действия после

После окончания буровых работ и достижения водоносного пласта, важно правильно подготовить и обустроить скважину для эффективной, долговременной эксплуатации.

Проверка глубины

После проведения работ очень важно проверить глубину пробуренной скважины. Методика проверки зависит от глубины забоя:

1. При ручном бурении на глубину до 30 м проверку можно провести, опираясь на количество использованных буровых труб.

   Точно определить глубину также можно механическим способом, используя рулетку с грузом.

2. При профессиональном бурении проверка проводится акустическим или магнитным глубиномером. При глубине более 50 м может произойти смещение колонны относительно горизонтальной плоскости, поэтому подсчет труб будет давать неверный результат.

При замере глубины источника также учитывается глубина водоносного слоя. Эти данные потребуются для правильной и эффективной прокачки скважины.

Какой должна быть глубина скважины, читайте тут, на какую глубину бурить — тут, об обустройстве скважины после бурения — здесь.

Прокачка и анализ воды

Выполняется для удаления из водоносного слоя ила песка и известняковых отложений. После завершения работ часть отработанного шлама попадает в воду, снижая ее качество.

Прокачка проводится следующим образом:

• оборудуется место или емкость для откачиваемой воды;
• погружной насос опускается в воду на глубину 30-70 см до дна бассейна;
• насос запускается и контролируется его работа;
• при снижении производительности, оборудование извлекается для очистки и промывки.

Прокачка проводится до достижения лучшего качества жидкости. Для прокачки песчаных скважин лучше использовать погружной насос центробежного типа. Вибрационные модели могут повредить стенкам скважины.

Владелец должен учесть, что прокачка может проводится от нескольких часов до месяца, в зависимости от степени загрязнения источника.

После проведения прокачки, необходимо набрать литр воды в прозрачную емкость и дать ей отстояться. Отстой покажет количество тяжелых частиц на 1 литр жидкости. Более точный анализ даст лаборатория.

При заключении договора с буровой компанией, она должна предоставить услугу анализа воды на всех стадиях проведения работ (пробное и эксплуатационное бурение).

Обсыпка или цементирование

Цементирование или обсыпка проводятся с целью прочной фиксации затрубного пространства и ствола скважины:

1. Обсыпка применяется для фиксации скважин на песок, глубиной до 20 метров. Для этого применяется графий, мелкая галька или известняк.

   Обсыпается скважины на всю глубину. Дополнительной функцией обсыпки является очистка жидкости на уровне фильтра.

2. Цементирование затрубного пространства позволяет зафиксировать ствол, удерживать грунт от смещения и устранить проникновение пластовых грунтовых вод в основной водоносный горизонт. Процесс цементирования применяется для артезианских скважин глубиной более 30 метров. Цементирование проводится с использованием тампонажного раствора на всю глубину ствола вплоть до бурового стакана, расположенного в 2 метрах от забойного устья.

Оба процесса также предохраняют ствол от смещения и деформации, в результате движения грунта, а также от проникновения в затрубное пространство талой воды. О цементировании скважин читайте в этой статье.

Обустройство

После цементирования или обсыпки ствола скважины, проводятся работы по внешней обвязке источника. Для этого потребуется:

1. Кессон. Представляет собой емкость, монтируемую поверх скважинного устья. Устройство позволяет защитить устье от промерзания и смонтировать рядом дополнительное оборудование.
2. Скважинный адаптер. Используется для бокового вывода всасывающей трубы из скважины к насосу или магистрали.
3. Скважинный оголовок. Устанавливается поверх устья источника для защиты от попадания посторонних предметов. Позволяет зафиксировать погружной насос, всасывающую трубу и электрический кабель.
4. Устройства подачи, фильтрации и контроля давления воды.
5. Трубы и комплект соединительных элементов для монтажа оборудования.
6. Пятивыводной штуцер.
7. Гидроаккумулятор.
8. Реле давления.
9. Запорный кран.
10. Фильтр грубой очистки воды.

При обустройстве внешнего контура скважинного устья также могут понадобиться:

• экскаватор для подготовки места под кессон,
• сварочное оборудование,
• ручные инструменты.

Схема обвязки и подключение

Обвязкой является комплекс мер по обустройству внешнего контура скважины. Включает в себя работы по монтажу кессона, оголовка, установки насоса, дополнительного оборудования и соединения магистрального трубопровода.

Схема обвязки с кессоном и погружным насосом следующая:

1. Подготавливается котлован под установку кессона.
2. На дно котлована насыпается гравийная подушка.
3. На гравий укладывается армирующая сетка и заливается бетоном.
4. Поверх устья скважины устанавливается кессон. При необходимости, стены емкости утепляются. Пространство между емкостью и котлованом просыпается чистым песком.
5. Устье скважины срезается по необходимой высоте, фиксируется муфтой кессона.
6. В скважину опускается погружной насос с подключенной к нему всасывающей трубой и обратным клапаном.
7. Труба присоединяется к соединительной муфте оголовка.
8. К оголовку крепится удерживающий насос трос, выводится кабель питания.
9. Оголовок крепится к устью скважины.
10. От муфты оголовка выводится труба к пятивыводному штуцеру гидроаккумулятора.
11. От выхода штуцера отводится труба к фильтру, а далее к запорному крану.
12. К пятивыводному штуцеру подключается реле давления и манометр.
13. От запорного крана выходная магистраль подключается к линии потребителя.

Все распределительные линии, от кессона к потребителю, укладываются в траншеи, глубина которых ниже глубины промерзания грунта. Об обвязке скважины читайте тут.

Декоративное оформление

Декоративное оформление скважинного устья проводится при отсутствии кессона. Часто оформляются скважины, которые не используются круглогодично или их обвязка проведена в отдельном помещении.

Варианты декорирования могут быть следующими:

• поверх устья устанавливается деревянный домик;
• из кирпича выкладывается колодец;
• само устье может быть выполнено в виде старинного крана.

Проблемы

В ходе бурения скважины может возникнуть ряд осложнений:

1. Снижение скорости бурения при достижении скальных пород.

2. Плывун. Частое явление в песчаных грунтовых прослойках. Неправильный проход плывуна приводит к обрушению шахты или попаданию грязи в горизонт.

   Самый простой способ пройти плывун выполняется при помощи установки кондуктора. Это отрезок трубы, который устанавливается на «тело» плывуна. После установки, бурение продолжается, но с использованием бура меньшего диаметра.

3. Проход через горизонты сточных вод.
4. Обсыпание грунта шахты.
5. Смещение буровой трубы относительно горизонтальной оси.
6. Увеличение глубины забоя из-за неправильного определения положения пласта.

Как пройти плывун при бурении скважин на воду, можно узнать тут, почему вода в скважине быстро заканчивается — здесь. Что такое кондуктор для скважины, можно узнать тут.

Какие ошибки можно допустить при пробивке своими руками?

Ошибки при бурении скважин на воду частое явление, связанное с плохим контролем проведения работ или произведенных расчетов. Основными ошибками являются:

1. Неправильный расчет глубины. Ошибка может заключаться в преодолении горизонта (избыточное бурение) или в не достижении горизонта. Тут требуется правильно контролировать процесс бурения и сопоставлять глубину выработки с картой пластов или выполненными пробными замерами.
2. Пренебрежение установкой обсадной трубы. Приводит к обрушению грунта. Установка обсадных труб на скважины любого типа обязательна.
3. Нет изоляции между смежными водоносными слоями. Важно не только определить положение слоев, но и изолировать их при помощи кондуктора или цементного раствора.
4. Ошибки при герметизации соединений ствола. Важно качественно сваривать участки сопряжения труб или использовать резьбовые муфты.
5. Неправильно подобранные элементы фильтрации. Ошибка приводит к снижению качества воды.

Где и примерно по какой стоимости можно заказать услугу под ключ?

Бурением водяных скважин занимаются специальные буровые компании. Примерная стоимость одного погонного метра скважины на песок составляет 3 000 рублей.

Стоимость варьируется в зависимости от глубины залегания пласта и типа грунта. Заказать услугу можно через интернет или непосредственно в офисах компаний. Подробнее читайте тут.

Кратко о глушении

Глушение скважины проводится для предотвращения выброса воды из устья источника или при полной консервации по причине непригодности для дальнейшей эксплуатации. Глушение помогает проводить ремонтные работы по восстановлению герметичности ствола или замены его элементов. Подробности — в этой статье.

Заключение

Бурение скважин на воду требует учета большого количества факторов и подготовительных работ. При отсутствии опыта и знаний в этой области, лучше обратиться к профессионалам. Ошибки могут повлечь финансовые потери, порчу оборудования, возможное засорение воды залегающего пласта.