Классификация грунтов по буримости
Важным критерием для определения технологии бурения, особенно если работы планируется проводить ручными методами, являются физико-механические параметры грунта. По этим характеристикам они подразделяются на следующие классы:
- Свободный. Они состоят из средне- и мелкозернистых осадочных пород, не сохраняющих форму при раскопках. К ним относятся песок всех фракций, гравий, галька и щебеночный грунт. Обычно эти типы горных пород легко проходят, но при вытаскивании на поверхность они могут рассыпаться и затруднить раскопки.
- Пластик. К ним относятся породы с высоким содержанием глинистых отложений: глина, супесь и прямая глина. Эти грунты сложнее разрушить из-за их высокой плотности, но легче извлечь на поверхность, потому что они прилипают к буровому оборудованию.
- Твердый. Это скальные и полускальные породы, прохождение которых требует приложения больших физических усилий. Помимо сложности уничтожения, подъем обломков на поверхность сопряжен с техническими трудностями.
Какой насос выбрать для скважины?
Правильный выбор скважинного насоса позволит избежать многих проблем. Лучше всего подходит винтовой насос. Самое главное не использовать вибрационный насос. От постоянных вибраций грунт вокруг колодца сжимается, а каналы для воды закрываются. В результате дебит скважины может снижаться вплоть до ее полного высыхания. Из-за постоянных вибраций вода в колодце тоже будет мутной.
Если уровень грунтовых вод находится на глубине до 7-8 метров, можно установить центробежный насос на поверхность земли.
Зависит ли уровень зеркала воды от глубины скважины?
Бурят скважину, чтобы найти источник воды – водоносный горизонт. Он может находиться на довольно большой глубине, например 25м. Но это не значит, что воду надо поднимать с такой глубины. После того, как скважина достигла водоносного горизонта, вода заполняет ствол скважины и поднимается по нему до определенного уровня, например 10 м над поверхностью земли. Этот уровень называется уровнем грунтовых вод. Исключением являются артезианские скважины, где вода находится в грунте под давлением и при вскрытии такого водоносного горизонта вода может самопроизвольно вытекать на поверхность земли.
Технологии бурения
Существует множество различных методов установки скважин, которые успешно используются для выполнения этой работы. Каждый метод имеет уникальные характеристики, которые помогут обеспечить необходимые условия. Освоив различные виды техники, спокойно выполняйте сверление самостоятельно. Давайте рассмотрим каждый метод:
Шнековое бурение
Винтовое сверление – один из самых простых способов. В почву ввинчивается бур с острыми режущими лезвиями, расположенными под определенным углом к оси.
Шурупы различных типов для буровых работ
Пройдя определенный участок, бур поднимается на поверхность, чтобы очистить выбранный грунт (ил). По мере углубления в землю штанга с буром наращивается дополнительными звеньями.
Эта технология считается одной из самых производительных, она позволяет работать даже вручную с помощью простых самодельных приспособлений, например, буровой «мини-вышки» — стойки с бурильной колонной, закрепленной через вертлюг на тросе. Обязательно предусмотрен подъемный механизм – ручной, с помощью обычных ворот или лебедки, или механизированный. Самостоятельно вытащить бур с застрявшим буровым шламом при прохождении даже нескольких метров будет практически невозможно.
Часто в сети встречаются публикации о возможности ручного бурения скважин подобным методом, без применения дополнительного оборудования.
Ручное бурение неэффективно и с большим трудом обеспечивает вертикальное проникновение
Честно говоря, это вызывает сомнения в надежности или, по крайней мере, качестве такого сверления. Дело даже не в применении силы — мускульного усилия двух здоровых мужчин, да еще при удачно подобранных рычагах для поворота колонны должно хватить. Загвоздка заключается в соблюдении вертикальности проходки — добиться ее без точной фиксации сверла крайне сложно. А отклонение от вертикали – это деформация термоусадочных трубок и невозможность нормальной обвязки колодца.
Малая буровая установка
Часто прибегают к использованию малых буровых установок, представляющих собой металлическую раму с механическим приводом, закрепленную на подвижной раме, передающей вращение бурильной колонне. Конструкция позволяет плавно опускать и поднимать привод, а также обеспечивает как необходимое поступательное усилие для прохода грунта, так и выемку шнека для регулярной уборки.
Этот способ бурения обычно используется на небольшой глубине, на слабом грунте — именно здесь он покажет наибольшую эффективность и производительность. Но у него есть и много недостатков:
- Такая технология бурения может быть затруднена при работе с твердыми породами, плотными слоями глины и упавшим на пути слоем породы. Существуют специальные сверла с твердосплавными напайками, которые иногда могут помочь в этом случае, но иногда приходится либо менять место нахождения, либо переходить на другую технологию сверления.
Твердосплавный винт
Проблемы могут возникнуть при попадании в «окуневую воду» или слой «зыбучих песков» — даже неглубокий колодец будет постоянно заполняться грязной водой с примесью песка, что крайне затруднит работу. Поэтому при таком способе бурения чаще всего проводят постоянную параллельную крепь скважины по мере ее углубления в грунт.
Трудности возникают и при прохождении жидких частей грунта, ожидающих водоносного горизонта. Шнековые лопасти уже не могут удерживать на себе шлам, а потому придется снова «оснастить» колонку буром — ложкой, обеспечивающей захват и подъем даже полужидкой консистенции.
Боровая ложка для рыхлого и водонасыщенного грунта
Крайне невыгодно изготавливать или покупать такое буровое оборудование даже для того, чтобы пробурить одну-две скважины в своем районе. Лучше воспользоваться услугами организации, сдающей такие наборы в аренду – уточнить наличие таких фирм у местных жителей или соседей по дачному поселку не составит труда.
В интернете нет-нет и есть рекомендации использовать для таких целей мотобур. Было бы большой ошибкой использовать такое устройство для создания водоносного горизонта, если оно не относится к профессиональному оборудованию с большим запасом мощности и прочности, и если такие возможности прямо не указаны в его технической документации. Такие модели стоят очень дорого, и вряд ли кто-то согласится их арендовать.
Справится ли мотобур с большой глубиной – большой вопрос
Электродрели бытового или полупрофессионального класса очень пригодятся для проделывания отверстий и относительно неглубоких ям под сваи, столбы, посадки деревьев и т.п. Использование такого инструмента на значительной глубине – верный способ «закопать» технику. К тому же без стационарной установки держать электродрель при работе на значительных глубинах даже вдвоем весьма проблематично и даже небезопасно.
Роторное бурение
Когда мы говорим о вращательных способах бурения (а именно к ним относится буровой способ), то стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод чаще всего используется бурильщиками для погружения работ в горную породу. Для реализации используется специальная буровая установка с ротором.
Сверление осуществляется той же дрелью, но вращается она не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущий момент на буровую штангу, т.е на снаряд, который находится глубоко в земле.
Земля разрушена, инструмент уходит вглубь горы. Для его удаления в колодец подают воду под напором, которая вымывает мелкие фрагменты грунта, или черпаком все вычерпывают.
Вращательное бурение осуществляется с помощью специальной буровой установки. Такое оборудование сложно изготовить самостоятельно, но можно взять в аренду
Вращательный способ мало подходит для самостоятельного бурения, так как оснастку для него нельзя сделать за пару часов «на коленке». Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с двигателем. Кстати, такие устройства работают не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.
Помимо установки вам потребуется оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее очистки. Наконец, требуются навыки работы с такими устройствами.
Бур должен вращаться почти непрерывно, а возникающие нюансы, например, застревание в породе, нужно обрабатывать умело и быстро. Новичку обычно проще работать с самодельным буром или желонкой.
При так называемом «мокром» бурении стенки скважины намокают, что снижает прочность, поэтому обсадную колонну следует немедленно спустить в скважину
Вращательное бурение имеет еще ряд неоспоримых преимуществ – это самый быстрый способ бурения, и ему обычно поддается практически любой грунт. Однако при таком способе бурения, когда в шахте практически всегда есть вода, особенно важно немедленно приступить к монтажу обсадной колонны, чтобы не допустить обрушения стенок.
Ударно-канатный способ бурения
Метод ударной веревки является одним из самых трудоемких. Это требует времени и терпения, но с его помощью можно пробурить скважину до 30 метров и выйти на пласт качественной питьевой воды. Работа осуществляется с помощью поручительства. Так называют отрезок круглой трубы, диаметр которого на 2 см меньше диаметра обсадной колонны.
Нижняя кромка желонки остро заточена, сюда же встроен клапанный механизм сферического или лепесткового типа. К верхнему краю обруча приварена проушина, через которую протянут прочный трос. Место будущего колодца размечают, делая шурф буровым долотом.
Список инструментов, необходимых для сверления, следующий:
- желонки;
- механизм блокировки на штативе;
- насос, предназначенный для очистки скважины по окончании буровых работ;
- кожух;
- бор, который делает начальную разработку.
Ход работы следующий:
- С помощью подставки с блочной системой желонка подвешивается на тросе непосредственно над местом бурения скважины.
- Отпуская трос, желонка приводится в состояние свободного падения. Падая, она разбивает камень острыми краями.
- Клапанный механизм открывается и направляет рыхлую почву в устройство.
- Желонка слегка приподнимается и снова выбрасывается, чем обеспечивается заполнение камнем всего внутреннего пространства.
- Желонка вытаскивается на поверхность и очищается от грунта.
- Действия повторяются до тех пор, пока скважина не достигнет водоносного горизонта.
- Стенки шахты защищают кожухом, приваривая сегменты по мере их заглубления.
- Для достижения лучшего качества воды рекомендуется пройти первый водоносный горизонт и достичь второго, более глубокого слоя.
При работе на вязком грунте используется дрейф-стекло. Имеет аналогичное устройство, но не оснащен клапанным механизмом. Почва и донные отложения висят внутри стакана естественным образом.
Бурение скважины-иглы
Если стоит вопрос, как пробурить скважину на воду, которая будет использоваться для питья, но после очистки, то лучше выбрать абиссинскую скважину. Если слои воды расположены в непосредственной близости от поверхности, такой колодец можно сделать с помощью простых подручных средств всего за несколько часов.
Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:
- В первую очередь необходимо просверлить в слоях почвы отверстия, диаметр которых не должен превышать 8 см. Бурение необходимо вести до тех пор, пока не пройдет зыбучий песок. Для этого используются узкие винты, которые необходимо наращивать по мере необходимости.
- Далее в готовый вал, дополнительно снабженный заостренным наконечником, устанавливается рабочая.
- С помощью трубы грунт уплотняют до тех пор, пока он не достигнет водоносного горизонта.
Установка шланга при использовании колодезной иглы не требуется; сама трубка работает так. При этом важно учитывать, что наращивание трубы должно производиться небольшими отрезками, оптимальная длина каждого из которых составляет 1-1,5 метра.
В местах среза необходимо соединить сегменты герметиком и намотать. Преимуществом абиссинской скважины является ее небольшой размер, а также возможность использования поверхностного насоса. При необходимости этот способ добычи воды можно использовать даже в подвале.
Плюсы и минусы самостоятельного бурения
К преимуществам самостоятельного бурения относятся:
- оборудование для самостоятельного бурения отличается простой конструкцией и малым весом, как правило, изготавливается из подручных материалов;
- технология самостоятельного бурения проста и экологична;
- возможно бурение ствола глубиной до 30 м;
- некоторые способы самобурения высокопроизводительны;
- значительная экономия средств.
Есть и недостатки:
- значительные ограничения по глубине (пробурить артезианскую скважину кустарным способом невозможно);
- возникают значительные трудности при столкновении с крупными включениями, плывунами или при работе на твердых поверхностях;
- скважина, пробуренная кустарным способом, чаще является источником некачественной воды;
- полученный колодец имеет малый срок службы, его трудно ремонтировать.
