Технические особенности и преимущества гидробурения
Гидробурение скважин – это метод разрушения структуры грунта под влиянием бура с применением жидкости. Данный процесс считается самым доступным вариантом самостоятельного обустройства собственного водозабора в загородном подворье. Превосходно работает в условиях песка и глины, значительно сокращает время проведения монтажных работ, затраты человеческих и энергетических ресурсов.
Не рекомендуется его применение на болотистой местности и при прохождении скалистых пород. В прохождении болота он малоэффективен. Для проведения бура сквозь скальные породы необходимо использовать механическое бурение, человеческих усилий будет явно недостаточно.
Такой принцип работы заключается в ускоренном вымывании мелких частиц грунта и поднятие их с помощью струи воды под большим напором. Основным условием остается легкость вымываемой породы и быстрота ее разрушения.
Такой метод для бурения скважин имеет ряд преимуществ:
- незначительная себестоимость работ;
- возможность проведения работ в ограниченном пространстве;
- нет зависимости от посторонних людей и мощной крупногабаритной техники;
- получаемый ствол скважины обладает достаточной прочностью.
Для проведения таких работ необходимо наличие воды под нужным напором. Это может обеспечить гидропомпа и емкость объемом 5-21 м³, в зависимости от особенностей местности и глубины будущей конструкции. Хорошим подспорьем будет наличие центрального водоснабжения.
Для проведения подобной работы понадобится применение буровой установки малых габаритов. Как правило, она имеет диаметр 1 метр и высоту до 3 метров.
Оборудование для гидробурения включает в себя:
- разборную раму из прочной стали;
- лебедку на электроприводе;
- специальный контур, обеспечивающий скольжение элементов по раме;
- специальный бур со штангами;
- гидропомпа и шланг для подачи воды;
- блок управления.
Перед началом работ, необходимо позаботиться о наличии сетевого источника электропитания или генератора. А еще пригодятся: обсадные трубы, основной фильтрующий элемент и стандартные рабочие инструменты.
Способы изготовления необходимого оборудования
Для любого из перечисленных способов потребуется использование специфического оснащения. Основным достоинством буровых приспособлений является то, что они позволяют обойтись без использования заводских устройств и оборудования. Все, что нужно для работы, дачник сможет сделать своими руками.
Прежде всего необходимо подготовить:
- вышку или самодельное устройство для бурения;
- бур, соответствующий диаметру скважины;
- лебедку и канат;
- стальную трубу.
Ручной шнековый бур
Для того чтобы изготовить стандартный шнек, необходимо произвести следующие действия:
- Соединить держатель, наточенные режущие лопасти и части штанги при помощи специальных муфт. Трубы для наращивания колонны желательно приобретать металлические.
- Для обеспечения надежности всей возводимой конструкции отдельные крепежные фитинги дополнительно затягиваются болтами. Это необходимо для того, чтобы при вращении приспособления в обратную сторону исключить вероятность развинчивания стержней.
- Лопасти делаются из прочных стальных пластин. Толщина листа должна составлять 3 мм или больше.
Абиссинская скважина-игла
Конструкция данного инструмента состоит из следующих элементов:
- наращиваемой металлической трубы, внутренний диаметр которой 1-2 дюйма;
- конусообразного стального наконечника, диаметр которого чуть больше, чем трубы, чтобы уплотненный грунт не повредил установленное над ним оборудование;
- 80-сантиметрового щелевого фильтра, устанавливаемого на иглу и выполненного из мелкой сетки.
Участок перфорации обматывается проволокой или сеткой из нержавеющей стали. Над фильтром внутри трубы крепится обратный клапан. Для обустройства абиссинского колодца не понадобится тренога, шнек для бурения и промывочный насос.
Желонковое бурение
Желонковое бурение.
Основным рабочим инструментом является желонка. При ее помощи происходит извлечение слоя грунта после его разбивания ударно-канатным способом.
Изготавливают ее из достаточно тяжелого отрезка трубы, имеющей заостренный острый край или зубья для разрыхления породы. Это достаточно простая конструкция, оснащенная плоским клапаном.
Шарнирное соединение фиксирует пластину для клапанного механизма, благодаря чему обеспечивается свободное открытие и закрытие. В данном приспособлении ограничителем выступает металлический стержень. К внутренней части клапана при помощи сварки приваривается прут.
Гидробурение
При данной технологии грунт разрушается напорной струей. Здесь также используется желонка, с помощью которой формируется круглое отверстие. Для подачи воды на отрезке толстостенной трубы крепится шланг. Компрессор обеспечивает необходимое давление подаваемого водного потока. Между резервуаром и скважиной устанавливается насосное оборудование.
МБУ и другие необходимые инструменты
Малогабаритная буровая установка имеет стандартную высоту 3 м и диаметр 1 м. Основные составляющие МБУ:
- стальная рама, которая монтируется на месте из отдельных элементов;
- буровой инструмент;
- движок, передающий усилие на бур;
- лебедка;
- вертлюг — элемент основного корпуса, обеспечивающий скользящее крепление отдельных деталей;
- водяной насос (помпа);
- набор шлангов;
- буровые штанги в комплекте;
- блок управления устройством и его составляющими.
Подача энергии для нормального функционирования МБУ обеспечивается преобразователем электротока. Он приобретается отдельно или бывает встроенным. Если при гидробурении будет использоваться мотопомпа, работающая на бензине, потребуется МБУ большей мощности, чем для электронасоса.
Дополнительно понадобятся:
- лопата — тычковая и совковая;
- небольшая тачка;
- емкости для запаса воды;
- рулетка;
- отвес и уровень;
- электродрель;
- болгарка.
Преимущества метода гидробурения
Большинство собственников земельных участков предпочитает иметь собственную скважину для получения технической или чистой питьевой воды. Существует несколько видов бурения: вращательно-шнековое, ударно-канатное, канатно-вращательное и гидравлическое. И если соблюдается ряд таких условий, как рыхлый почвогрунт, отсутствие скальных пород, неглубокое залегание водоносных слоев или наличие аналогичных скважин на соседних участках, то можно пробурить почву до источника воды самостоятельно, не прибегая к помощи специалистов.
Из перечисленных методов наиболее подходящим для самостоятельной реализации является метод гидравлического бурения. Основными преимуществами метода являются:
- малый размер бурильной установки;
- отсутствие необходимости применения тяжелой спецтехники;
- сохранение ландшафта прилегающей территории;
- буровой раствор служит естественным охладителем для элементов буровой колонны, а также выполняет функцию шлифовки стенок скважины, дополнительно укрепляя их.
Ручное гидробурение скважин на воду своими руками
Для начала необходимо определить водоносный слой. От глубины его залегания зависит количество обсадных труб и сложность бурения скважины. Особенности грунта помогут узнать земельные органы. Подготовительные работы включают определение источника воды, и запас жидкости для работы.
Ручное гидробурение включает такие этапы:
- Наливание воды в приямок и ее замешивание с глиной.
- Включение мотопомпы. Через шланги промывочная жидкость перетекает к бурильной установке. Дальше жидкость перетекает в первый приямок. Там вода фильтруется. Чистое вещество направляется в другие приямки.
- Чтобы достичь водоносного слоя используются дополнительные штанги.
- Дальше необходимо извлечь штанги и установить обсадные трубы.
Для этого применяют обсадные трубы толщиной в 6 мм. Материал для труб может быть разным. Используется пластик, сталь, азбестоцемент.
Обсадные трубы следует снабдить фильтрующими установками. Тогда вода будет более чистой и качественной. Дальше необходимо еще раз промыть скважину.
Также предусматривается замывка при прохождении плавуна, чтобы скважина не обвалилась и не засыпалась песком. Для этого применяют клей обойный КМЦ. Но если прокачать воду до чистоты, то можно надеть сетку на фильтрующую трубу.
Отличительные черты метода
Использование скважин в качестве автономного источника питьевой воды довольно старый и проверенный способ. Наряду с традиционными, порой дорогостоящими технологиями, метод гидробурения можно заслужено назвать экономным и универсальным.
Популярные способы бурения скважин рассмотрены в другой нашей статье.
Этот достаточно простой способ пробить скважину имеет некоторые нюансы, игнорирование которыми может свести на нет все ваши старания. Суть его заключается в комплексном подходе.
из Специфическая особенность гидробурения заключается в том, что разрушенную породу извлекают не буровым инструментом, а напорной струей воды Одновременно с процессом бурения производится промывка выработки, благодаря чему сокращают этапы работ перед введением ее в эксплуатацию Водозаборную скважину проходят с обязательной установкой обсадки, которая должна слегка опережать буровой инструмент Воду из выработки через шланг сливают в зумф. После отстаивания в емкости и оседания на дно частиц грунта воду используют снова Для производства работ по гидробурению не нужна высокая буровая вышка. Вполне подойдет мини станок, т.к. нет необходимости в извлечении из ствола буровой колонны Проходка скважины при гидробурении осуществляется шнековым или колонковым способом. В самодельных станках вода подается к буру через полость колонны штанг Веским минусом гидробурения признают грязь и слякоть, сопровождающую работу. Для того чтобы ее не разводить, для воды следует приготовить пару емкостей или выкопать углубления Вода в скажину должна подаваться с хорошим напором, потому перед началом буровых работ следует запастись достаточно мощным оборудованием Специфика гидробурения скважинСомещение расчистки и промывкиОборудование для проходки скважиныЦиркуляция воды при гидробуренииМини станок для производства работСамодельная буровая установкаОщутимые недостатки гидробуренияОборудование для нагнетания воды
Здесь сочетаются два основных процесса – это непосредственное разрушение пород буровым инструментом и вымывание наружу выбуренных фрагментов грунта рабочей жидкостью. То есть, на породу оказывается воздействие бур и давление воды.
Необходимую для погружения в грунт нагрузку дает вес колонны буровых штанг и специальная буровая оснастка, закачивающая промывочную жидкость в тело образующейся скважины.
Промывочный раствор является смесью мельчайших частиц глины и воды. Затворяют ее в консистенции слегка гуще, чем чистая вода. Из приямка буровой раствор забирает мотопомпа и под давлением направляет в скважинный ствол.
Простота метода гидробурения, доступность технологии и быстрота исполнения сделали его таким популярным в среде самостоятельных владельцев загородных участков
Вода в схеме гидробурения выполняет одновременно несколько функций:
вымывает выбуренные частички разрушенного грунта; выносит вместе с течением отвал на поверхность; охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента; при движении шлифует внутреннюю поверхность скважины; укрепляет не закрепленные обсадкой стенки скважины, уменьшая риск обрушения и заполнения отвалом ствола.
По мере заглубления буровую колонну наращивают штангами – отрезками ВГП трубы длиной по 1,2 – 1,5 м, Ø 50 – 80 мм. Количество наращенных штанг зависит от глубины залегания водоноса. Ее можно заранее определить в ходе опороса соседей на предмет отметки зеркала воды в их скважинах или колодцах.
Предположительную глубину будущей скважины делят на длину одной штанги, чтобы вычислить, сколько штук надо приготовить для работы. На обоих краях каждой штанги необходимо сделать резьбу для свинчивания рабочей колонны.
Одну сторону надо оснастить муфтой, которую желательно приварить к штанге, чтобы не развинчивалась в стволе.
Технология гидробурения позволяет устроить источник технической воды на даче без привлечения буровой бригады
На практике гидробурение в чистом виде применяют редко, потому что нужен большой напор воды. Также тяжело бурить плотные глинистые слои. Чаще производят гидробурение с забурником.
Этот метод чем-то похож на роторное бурение, но без ротора. Для лучшей центровки скважины и легкого преодоления плотных участков используют лепестковую или конусообразную форму бура.
Гидробурение не подходит для проходки по скальным и полускальным грунтам. Если осадочные породы в регионе бурения представлены щебнем, галечником, песками с большим включением валунов, от этого метода тоже придется отказаться.
Вымыть и поднять из скважины с помощью воды увесистых камни и обломки тяжелых пород технически невозможно.
Добавление в рабочую жидкость абразива увеличивает скорость проходки за счет усиления разрушающего действия
Особенности установки обсадных труб
После промывки скважины буровые штанги аккуратно извлекаются. Нужно учитывать, что если детали поднимаются тяжело, значит, промывка была недостаточной. Теперь можно устанавливать обсадные трубы. Они могут быть металлические, асбестоцементные или пластиковые. Последний вариант наиболее широко распространен, поскольку очень долговечен, не подвергается коррозии и деформациям. Чаще всего устанавливаются трубы диаметром 125 мм, для неглубоких скважин подойдет вариант 116 мм. Достаточная толщина стенок деталей – 5-7 мм.
Для лучшего качества подаваемой воды и дополнительной очистки ее от грязи используются фильтры: с напылением, щелевые или самодельные. В последнем случае простейшим вариантом можно считать такой: с помощью болгарки по всей обсаде поперек выполняются щели. Для изготовления фильтра более высокой очистки в трубе просверливается множество отверстий, затем деталь оборачивается специальной сеткой или геотканью для лучшей фильтрации, все закрепляется хомутами. Обсадная труба с фильтром на конце опускается в скважину.
Скважинный фильтр такого типа легко может быть выполнен самостоятельно. Для этого в обсадной трубе высверливаются отверстия, которые лучше закрыть сверху слоем геотекстиля или специальной сетки
Если установка затруднена наличием сильного водоноса, который быстро «замывает» скважины, можно попробовать следующее. В прикручиваемом на фильтр наконечнике нарезаются прорези или сверлятся отверстия. На трубу надевается оголовок, к которому крепится напорный шланг от помпы. Затем включается как можно более мощный напор воды. После этих манипуляций обсадная колонна должна легко войти в водонос. После установки обсадной трубы в качестве дополнительного фильтра можно засыпать внутрь колонны половину ведра гравия.
Следующее действие – очередная промывка скважины. Это необходимо, чтобы размыть водонос, который насытился буровым раствором в ходе бурения. Операция выполняется следующим образом. На трубу надевается оголовок, закрепляется шланг от мотопомпы и внутрь скважины подается чистая вода. После промывки колонна равномерно и плотно засыпается гравием. Теперь на тросе можно опускать насос и пользоваться скважиной. Небольшой нюанс: механизм нельзя опускать на самое дно, иначе он очень быстро выйдет из строя. Оптимальная глубина – чуть ниже уровня водяного столба.
Процесс гидробурения скважины на воду достаточно прост и вполне доступен для самостоятельного выполнения. Однако прежде, чем начать работы, нужно очень внимательно изучить инструкции, а лучше всего, принять участие в бурении под руководством специалистов. Несмотря на кажущуюся простоту, есть множество нюансов, известных только профессионалам. Если же нет опыта или желания, можно пригласить специалистов, которые достаточно быстро и за приемлемую стоимость пробьют скважину и обустроят ее. Владельцу останется только радоваться появлению автономной системы водоснабжения у себя в доме.
Преимущества гидробурения скважин
Технология гидробурения имеет следующие преимущества:
- простота, позволяющая даже непрофессионалам выполнять все работы своими руками;
- малые габариты применяемого оборудования;
- минимальное количество технологических процессов;
- отсутствие ограничений по глубине скважины, возможно бурение до водоносного пласта, расположенного в 200 м от поверхности;
- доступная стоимость;
- высокая производительность, позволяющая при благоприятных условиях проходить до 10 м в сутки;
- экологическая безопасность и безвредность для окружающего ландшафта.
Многие предпочитают гидробурение другим способам самостоятельного создания автономной скважины из-за отсутствия нарушений дизайна на благоустроенных участках – нет необходимости облагораживать территорию по завершении процедуры.
Схема процесса гидробурения скважины на воду.
Чертежи для гидробура своими руками
Для создания буровой установки потребуется сделать чертежи. Они включают схему всех деталей гидробура и их построение. Размеры малогабаритной конструкции достаточно компактные.
Схема гидробура:
- Разборная рама;
- Механическая лебедка;
- Бур;
- Двигатель;
- Вертлюг (используется для скольжения всех элементов);
- Мотопомпа;
- Буровая штанга;
- Шланги для подачи жидкости;
- Блок управления.
Самодельный бур обойдется намного дешевле, чем покупка заводской модели. Сначала потребуется купить элементы на образцы, а специалист сможет лучше выполнить заказ при наличии готовых чертежей
Буровой вертлюг и штанги необходимо приобрести в специализированном магазине. Очень важна профессиональность инструмента, так как на эти части прилагается большая нагрузка. Можно заказать детали у специалиста. Лучше выбрать современные станки с ЧПУ. Также необходимо выбирать определенные виды стали.
Заводские образцы помогут проверить качество работы. Достаточно сопоставить самодельные и заводские детали. Так проверяется резьба. Для качественной модели совпадение должно быть идеальным.
Виды промывки грунта ↑
При роторном бурении используется прямая и обратная промывки грунта. Каждая имеет свои плюсы.
Для частных домовладений практически всегда предлагается прямая промывка. Смысл в том, что буровой раствор заливают внутрь бурильных штанг, откуда он стекает вниз, охлаждая попутно долото, и смешивается с разрушенными породами. Из-за силы давления воды эта масса вынуждена искать себе выход наружу через свободное пространство между бурильной трубой и стенкой шахты. Так через затрубное пространство раствор с породами вытекает обратно из скважины и попадает в подготовленный для него шламоприемник.
Плюсы технологии:
- Обходится дешевле, чем обратная промывка.
- За счет узкого сечения трубы буровой раствор приобретает высокую скорость и силу, отчего процесс разрушения грунта ускоряется.
- Используя глинистый раствор, можно скрепить и сделать более устойчивыми стенки шахты на сыпучих или рыхлых породах (глина забивает поры, цементирует стенку).
Минусы:
- При использовании глинистого бурового раствора не позволяет на 100% вскрыть водоносный пласт, сохранив при этом фильтрационные свойства пород в призабойной зоне. Поэтому в местностях с твердыми породами для промывки лучше использовать чистую воду.
- Если бурится скважина большого диаметра, требуется очень много промывочной жидкости и сильная мотопомпа, чтобы вымыть весь шлак из забоя.
Данный способ промывки отличается тем, что жидкость самотеком затекает в скважину через затрубное пространство, а поднимается на поверхность вместе со шлаком через внутреннюю полость бурильных труб.
Плюсы:
- При обратной промывке скважины сохраняют максимальный дебит, а водоносный пласт вскрывается более качественно.
- За счет высокой скорости выхода жидкости из забоя удаляются даже крупные шлаки.
- Увеличивается срок эксплуатации скважины.
- Дает возможность создавать шахты с большим диаметром, поэтому в зоне фильтра можно сделать толще гравийную отсыпку и снизить вероятность запесковывания скважины.
Минусы:
- Технология обходится дороже, так как нужно герметизировать устье скважины и оснащать особым сальником буровую трубу. Она должна подавать буровой раствор только наверх, не пропуская его обратно в скважину.
- На плывунах или иных поглощающих воду горизонтах качество очистки шлаков бывает низким.
Необходимое оборудование для работы
Стандартный тип работ по гидробурению выполняется посредством малогабаритных установок. Для собственного участка — это замечательное решение и оптимальный способ своими силами добыть воду. Поставлять рабочую жидкость в скважинный ствол необходимо со значительным напором, а для этого необходим насос или мотопомпа для загрязненных жидкостей.
Иногда для увеличения пробойной силы в рабочий раствор добавляют дробь или крупный песок. Для дробления крупной гальки, которая может встретиться в песчаных слоях, пригодятся шарошечные и резцовые долота.
Если при бурении скважин или строительстве колодцев на соседских участках встречались валуны или крупная галька, стартовую штангу необходимо оснастить усиленным буром — долотом. Инструмент должен быть закреплен так на штанге, чтобы не мешал поставки воды в ствол
Наиболее востребованы у потребителя для целей гидробурения специальные малогабаритные установки МБУ. Это агрегат с высотой 3 м и диаметром 1 м. В состав этой сборной конструкции включены:
- металлическая рама разборного типа;
- инструмент для бурения;
- лебедка;
- двигатель, передающий усилие на бур;
- вертлюг, часть контура для скользящего крепления деталей;
- водяная мотопомпа для обеспечения давления в системе;
- разведочный или лепестковый бур;
- буровые штанги для формирования колонны;
- шланги для подачи воды к вертлюгу от мотопомпы;
- блок управления.
В числе необходимого оборудования также желательно иметь преобразователь тока. Он нужен, чтобы энергообеспечение процесса было стабильным. Еще обязательно нужна лебедка на поднятие/спуск обсадных и наборных труб. При выборе мотопомпы лучше остановиться на более мощном аппарате, так как предполагаются большие нагрузки. Для гидробурения понадобиться еще и такой сантехнический инструмент, как трубный ключ, ручной зажим, пересадочная вилка.
Кроме такого порядка возможно проводить гидробурение неглубоких скважин на воду, не применяя приямка. Такой способ не требует наличия углубления для отстаивания рабочего раствора, экономит время и дает возможность бурить скважину даже в гаражах и подвалах.
Если рядом с участком есть заброшенный пруд, то можно также обойтись без устройства зумфов — приямков. К качеству поставляемой в скважину воды не предъявляются особые требования
Для гидробурения подбирается мотопомпа, способная перекачивать сильно загрязненную воду. Желательно купить агрегат с напором 26 м, давлением 2,6 атм и производительностью от 20 м3/ч. Более мощная помпа гарантирует быстрое, беспроблемное бурение и лучшую промывку скважины
Для качественного бурения важно, чтобы из скважины всегда шел хороший поток воды
Преимущества технологии и ее недостатки
Гидробурение скважин своими руками имеет несколько весомых преимуществ:
- Дешевизна разработки. Вам не потребуется заказывать услуги фирм, чтобы сделать себе скважину, но нужно будет закупить оборудование. Денег уйдет на порядок меньше.
- Нет особых сложностей в установке и демонтаже оборудования, а также работе со всей системой. Весь набор не займет много места на складе.
- Высокая скорость работ, не нужно извлекать отработанную грязь, которая выводится с водой. Как уже упоминалось, при хорошей почве достаточно 2-3 дней работы.
- Безопасность для ландшафта и внешней среды, минимум вреда окружающим экосистемам.
- Не требуется много места.
Несмотря на столь впечатляющий список преимуществ, готовьтесь и к некоторым недостаткам метода:
- Невозможность работы с грубой породой и в некоторых типах грунтов.
- Необходимо строго соблюдать порядок работы и технологию для наилучшего эффекта.
- Умение работать с насосом, МБУ, помпой и другим оборудованием.
- Оборудование будет ненужным и занимать место по окончании работ.
- Конечно, вы сможете самостоятельно сделать свою скважину на участке, но это все придется делать самому или с помощником, который вряд ли имеет опыт работы с буровыми установками.
Преимущества технологии и ее недостатки
- Дешевизна разработки. Вам не потребуется заказывать услуги фирм, чтобы сделать себе скважину, но нужно будет закупить оборудование. Денег уйдет на порядок меньше.
- Нет особых сложностей в установке и демонтаже оборудования, а также работе со всей системой. Весь набор не займет много места на складе.
- Высокая скорость работ, не нужно извлекать отработанную грязь, которая выводится с водой. Как уже упоминалось, при хорошей почве достаточно 2-3 дней работы.
- Безопасность для ландшафта и внешней среды, минимум вреда окружающим экосистемам.
- Не требуется много места.
Несмотря на столь впечатляющий список преимуществ, готовьтесь и к некоторым недостаткам метода:
- Невозможность работы с грубой породой и в некоторых типах грунтов.
- Необходимо строго соблюдать порядок работы и технологию для наилучшего эффекта.
- Умение работать с насосом, МБУ, помпой и другим оборудованием.
- Оборудование будет ненужным и занимать место по окончании работ.
- Конечно, вы сможете самостоятельно сделать свою скважину на участке, но это все придется делать самому или с помощником, который вряд ли имеет опыт работы с буровыми установками.
Технические особенности и преимущества гидробурения
Не рекомендуется его применение на болотистой местности и при прохождении скалистых пород. В прохождении болота он малоэффективен. Для проведения бура сквозь скальные породы необходимо использовать механическое бурение, человеческих усилий будет явно недостаточно.
Такой принцип работы заключается в ускоренном вымывании мелких частиц грунта и поднятие их с помощью струи воды под большим напором. Основным условием остается легкость вымываемой породы и быстрота ее разрушения.
Такой метод для бурения скважин имеет ряд преимуществ:
- незначительная себестоимость работ;
- возможность проведения работ в ограниченном пространстве;
- нет зависимости от посторонних людей и мощной крупногабаритной техники;
- получаемый ствол скважины обладает достаточной прочностью.
Для проведения таких работ необходимо наличие воды под нужным напором. Это может обеспечить гидропомпа и емкость объемом 5-21 м³, в зависимости от особенностей местности и глубины будущей конструкции. Хорошим подспорьем будет наличие центрального водоснабжения.