Ручное бурение скважин на воду: как пробурить водозаборную выработку вручную

Как подобрать насос для скважины самостоятельно

Бурение скважин – виды насосов

Перед тем, как самому пробурить скважину для воды, необходимо тщательно подобрать оборудование. Так как диаметр отверстия водонапорного колодца не большой (110-130 мм) – единственным вариантом подачи воды на поверхность является насос. Но сделать выбор в пользу того или иного агрегата сложно, поскольку производители предоставляют потребителям широкий выбор изделий. Прежде, чем приступить к выбору, необходимо тщательно изучить не только паспортные характеристики насосного аппарата, а и особенности устройства скважины.

Параметры подбора определенной модели:

• Круглосуточный расход воды. Если у вас среднестатистическая семья из 3-4 человек, достаточно будет насоса с производительностью 30-60 л/мин, без учета дополнительного расхода на полив и орошение. Если есть такие нужды, понадобится приспособление помощнее.
• Глубина источника. Произвести точные замеры не сложно. Для этого достаточно обвязать кусок металла или небольшой камень крепкой нитью и погрузить на дно. После этого вам останется измерить длину мокрой и сухой части “метра”, и определить общую высоту стояка. Относительно нее и следует подбирать модель (глубина для погружных насосов указывается в паспорте).
• Скорость пребывания воды (дебит). Выкачиваете всю воду, засекаете время ухода жидкости, а потом – наполнения, делите первое значение на второе и получаете результат.
• Диаметр осадной трубы. Осуществляя бурение скважин на воду, нужно учесть, что большинство насосов рассчитаны на четырехдюймовый проем.
• Качество конструкции. Выбирайте агрегат, предназначенный именно для скважин, так как они оборудованы мелкосетчатыми фильтрами. Иначе придется в скором времени его менять, потому что он не сможет справиться с засорениями (например, замытым песком) и быстро выйдет из строя.

Типы насосных станций

Согласно функциональным особенностям все агрегаты разделяются на две группы.

Пробурить скважину на участке своими руками

Поверхностные

Устанавливаются на поверхности земли. К ним присоединяется патрубок или шланг (лучше труба, шланг под давлением может пережиматься, и вода не сможет циркулировать). Главный плюс – простые в установке и эксплуатации. Лучше всего подойдут центробежные модели (вибрационные не рассчитаны на перекачивание грязной воды и способны разрушать стенки источника вибрацией), такие как Optima JET80S, Pedrollo PLURIJET 4/200.

Скважина под воду с поверхностным насосом

Поверхностные насосы имеют больше преимуществ, чем погружные. Они обладают большей мощностью и защитой от перегрева. Так как они больше (их размер не ограничен параметрами скважины), в них стоят более совершенные фильтра, и они лучше охлаждаются. Кроме того, их легче смазать или снять при необходимости ремонта.

Погружные

Подходят для откачки воды с 40-70метровой глубины. Они размещаются на дне башни и уже оттуда выталкивают жидкость наверх. Характеристики определенной насосной системы определяются последствием произведенных измерений. Для этого описанным выше методом веревка с грузом опускается в скважину. К оставшейся сухой части добавьте 3-4 м – это и будет высота выталкивания водяной струи. Если она до 40 м, подойдет агрегат с малой мощностью (указывается в паспортных данных), а если выше – подбирайте высокомощный насос.

Лучшим выбором станет полностью автоматизированное приспособление: в случае перегрева или перепада напряжения в электросети – он отключается сам. Модели: Pedrollo 4SR8m/13 – PD 2.2, WILO TWI 5-306 EM, Gardena 6000/5.

Специальная установка для бурения на воду

Как глубоко находится питьевая вода

Это главный вопрос, который ставит домовладелец при организации водоснабжения жилища. Точный ответ на него может дать лишь геологическая разведка дачного участка, проведенная в последние годы. Чтобы в этом убедиться, стоит изучить схему размещения водоносных слоев в толще земли.

Как видите, вода располагается на разных горизонтах, между которыми пролегают непроницаемые породы – плотный суглинок, известняк и глина. Для определения подходящего слоя предлагаем немного расшифровать представленную схему:

1. Ближе всего к поверхности залегают воды, попадающие в грунт благодаря осадкам – так называемая верховодка. В некоторых местах она начинается с глубины 0,4—0,8 м и продолжается вплоть до 20 м. Как правило, это грязная и плохо отфильтрованная вода, содержащая вредные примеси.
2. На глубинах до 30 м располагаются более чистые грунтовые воды, чей запас тоже подпитывается осадками. Большинство домашних колодцев вырывается именно до этого горизонта (его верхняя граница может находиться на расстоянии 5—8 м от поверхности). Перед употреблением в пищу эта вода подлежит обязательному фильтрованию.
3. Подземные водяные скопления, находящиеся в песчаной прослойке, прошли хорошую природную фильтрацию и годятся для питьевого водоснабжения. Если вы хотите сделать скважину своими руками, то потребуется достичь этого горизонта.
4. Наиболее чистая вода располагается в пустотах известняка на глубине 80—100 м, что недостижимо с помощью кустарных способов бурения. Поскольку артезианская вода находится под давлением, после пробивки скважины поток самостоятельно поднимается до уровня земли, а то и выплескивается наружу.

Расположение источника автономного водоснабжения

Когда мы разобрались, между какими пластами находится подходящий горизонт, нужно определить место для будущего источника водоснабжения. Мы не станем говорить о сомнительных вариантах наподобие биолокации рамкой либо рогаткой из лозы, а дадим ряд простых советов:

• узнайте все о соседских колодцах и скважинах: их глубину, качество воды и местонахождение;
• максимально отступите от очагов загрязнения – септиков, уличных туалетов и скотного двора;
• заметьте: скважины не бурят на возвышенности, для этого лучше выбрать низину.

В любом случае вам необходимо запастись терпением. Вполне вероятно, что с первого раза добыть питьевую воду не удастся и понадобится делать несколько попыток.

Важные обстоятельства

Собираясь бурить скважину на воду, следует помнить:

1. В местах, где массово и бесконтрольно осуществляется забор воды из безнапорных пластов, становится возможна суффозия грунта, которая, в свою очередь, приводит к непредсказуемо-внезапным грунтовым провалам.
2. На российской равнине критическая глубина самостоятельного бурения составляет 20 м, а если нужно глубже, то стоит заказать скважину профессионалам, поскольку затраты на «самобур» уже не оправдаются.
3. Срок эксплуатации скважины, выполненной самостоятельно, зависит от регулярности забора воды из нее. Так, если выполнена скважина «на песок», а воду из нее берут регулярно и понемногу, она прослужит до 15 лет, «на известняк» при тех же условиях — уже до 50 лет. Когда же скважину используют от случая к случаю, да еще и периодически выкачивают ее до дна, срок службы сооружения сокращает до 3-7 эксплуатационных лет. А ремонтировать скважину или повторно ее раскачивать, это настолько затратно, что проще и дешевле пробурить новую. Поэтому, встретив на глубине 12-15 м безнапорную воду, не стоит останавливать бурение. Лучше двинуться дальше и выйти на известняк.

При трудностях со средствами, временем и силами правильнее произвести для начала разведочное бурение, используя для этого скважину-иглу. Такая скважина справится и с ролью временного источника водоснабжения, пока не будут изысканы и задействованы вспомогательные производственные ресурсы.

Как правильно подобрать насос для скважины?

Насосные станции для скважин делятся на два класса:

Поверхностные насосы

Они ставятся на поверхность земли, к ним подключается шланг или патрубок и насос начинает работать. Такие насосы просты в эксплуатации и установке. Их удобнее обслуживать и они лучше защищены от перегрева. За счет больших размеров они мощнее погружных, однако глубина их работы ограничена.

Погружные насосы

Предназначены для работы на большой глубине (40-70 метров). Если тип вашей скважины предусматривает только погружной насос, берите насос с надежной автоматикой и защитой от перегрева. Вибрационный насос лучше не использовать, так как считается, что своими вибрациями он постепенно разрушает и саму скважину.

Так что, для того чтобы насос подошел по мощности, следует учитывать глубину скважины, диаметр обсадной трубы и расстояние до дома (потребителя воды).

Виды скважин

Чтобы пробурить скважину, нужно выяснить расположение водоносных пластов

На участке можно обустроить несколько видов источников, которые отличаются конструкцией. При этом необходимо уточнить, на какой глубине находится вода, чтобы выбрать оптимальное место. Обычно при оформлении документов хозяевам советуют то или иное расположение. В особо трудных случаях приходится выкладывать большие средства, чтобы добраться до воды, например, если дом расположен на холме, глубина скважины автоматически увеличивается на расстояние, равное его высоте.

Виды источников, которые можно сделать своими руками:

• абиссинская скважина – самая простая конструкция;
• скважина на песок – глубина до 12 метров;
• артезианская – скважина на известняке.

Абиссинский колодец – это труба диаметром до 4 см. Может быть еще меньше – 2,5 см. Внизу находится фильтр и острый наконечник, поэтому абиссинку еще называют иглой. Выкачивать воду можно с помощью ручного насоса или насосной станции, подключенной к электричеству. В зависимости от скорости наполнения скважины в час выкачивают до 3 кубических метров жидкости.

Преимущества обустройства абиссинского колодца:

• скорость – на установку уходит несколько часов и далее можно пользоваться источником;
• нет необходимости покупать дорогие материалы и арендовать буровую технику;
• длительный срок службы 10 – 15 лет, если правильно обустроить подземную водозаборную часть.

При расстоянии до водного зеркала свыше 8 метров, нужно дополнительно обустраивать кессон для насосной станции на несколько метров ниже уровня земли, что повлечет за собой дополнительные затраты времени и средств. Проблема в том, что станция не может поднять жидкость с большой глубины, а погружной насос не помещается в очень узкое отверстие обсадной трубы. Прежде чем приступить к обустройству, нужно выяснить глубину залегания водоносного слоя и определить тип грунта.

Скважина на песок

Песчаный грунт хорошо фильтрует жидкость от крупных частиц, поэтому вода в скважине отличается прозрачностью. При условии правильно выполненного фильтра. Основной проблемой является сыпучесть, поэтому стенки во время монтажа скважины часто обрушиваются. В то же время буровые установки легко справляются с мягким слоем, поэтому работа длится недолго.

Песчаные скважины можно бурить на глубину до 35 метров, но у них много недостатков:

• недостаточная природная фильтрация воды, так как песок не удаляет растворенные вещества и остатки сточных вод, а также пестициды и другие виды сельскохозяйственной химии;
• скважина может работать не дольше 20 лет, далее происходит процесс заиливания и необходим капитальный ремонт с промыванием;
• песок забивает фильтр, прочистить который можно, достав полностью обсадную трубу;
• необходимость в регулярной очистке насоса, так как его фильтрующий элемент также забивается мелкими твердыми частицами.

Тем не менее, большая часть имеющихся скважин – песчаные, так как обходятся намного дешевле артезианских.

Артезианский колодец

Водоносный известняк может находиться на глубине от 50 до 250 метров. В одном районе разница составляет до 150 – 200 метров. Существует мнение, что артезианская вода намного чище, чем песчаная. Это не совсем верно. Она немного чище, так как жидкость проходит больше слоев грунта. Главное достоинство артезианского колодца – высокая скорость наполнения и неиссякаемый запас воды. В известняковых породах жидкость находится под высоким давлением и при бурении она поднимается выше. Были случаи, когда вода сама выливалась через край горловины. Таким образом жидкость можно поднять на нужный уровень, чтобы иметь возможность установить насосную станцию или неглубокий погружной насос.

Преимущество артезианского колодца:

• нет сезонных колебаний уровня воды, что положительно сказывается на работе насосного оборудования;
• жидкость чище – ее можно использовать в сыром виде без кипячения;
• растворенные минералы оказывают положительный эффект на здоровье;
• не требуется ремонт и обслуживание при условии качественного монтажа;
• долгий срок службы – более 50 лет.

Самая глубокая артезианская скважина, пробуренная человеком, достигает глубины более 12 км. Находится она на Кольском полуострове и занесена в Книгу рекордов Гиннеса. Китайцы еще в 13 веке бурили вручную очень глубокие колодцы – до 1,5 км.

Разновидности скважин на воду

В первую очередь конструкция скважины определяется типом водоносного пласта.

Нужно узнать, насколько глубоко залегает вода на вашем участке.

Бывают они такими:

1. Верховодка: самый верхний и самый загрязненный слой, чаще всего залегающий на глубинах до 2,5 м (иногда – до 10 м). За редкими исключениями качество этой воды не позволяет применять ее для питья и приготовления пищи – только для технических нужд. Добывается с помощью обычного колодца.
2. Артезианские воды: самый глубокий, чистый и производительный водоносный пласт. Но добыча такой воды, имеющей идеальное качество, допускается только при наличии специальной лицензии. Да и построить артезианскую скважину самостоятельно невозможно – обычно пласт залегает глубже 50-ти м и только в очень редких случаях выходит на 30-метровый горизонт.
3. Напорный пласт: обычная глубина залегания – от 30 до 50 м. Источники данной разновидности часто называют «скважиной на известняк», хотя водоносный пласт может быть образован не только известняком (это наиболее желаемый вариант), но и суглинками, а также гравийно-галечными отложениями.
4. Безнапорный пласт: именно сюда – на глубину до 20 м – чаще всего добираются буровики-самоучки. Как правило, пласт состоит из пропитанного водой песка, откуда и пошло название – скважина на песок. Также не исключена галечниковая, гравийная структура и некоторые другие варианты. В большинстве случаев вода имеет приемлемое качество, но ее обязательно нужно сдать в лабораторию для анализа. Естественный напор отсутствует, поэтому необходим погружной насос и прочный водопровод. Также потребуется установка песочного фильтра.

У скважин на известняк есть два существенных достоинства:

• Отсутствует необходимость устанавливать песочный фильтр в нижней части ствола.
• Вода за счет естественного напора может подниматься довольно высоко, что облегчает эксплуатацию скважины и снижает требования к насосу и трубам.

Расположение водоносного слоя

Однако, несмотря на все плюсы подобную скважину своими силами делают очень редко, так как она является слишком глубокой.

Согласно расчетам, при глубине залегания вод свыше 20 м делать скважину своими руками нецелесообразно – нанять профессионалов со специнвентарем будет дешевле.

Если вы добрались до безнапорной воды на отметке 12 – 15 м, лучше не останавливаться, а по возможности углубляться далее, чтобы добраться до известняка. Известняковая скважина по сравнению с песчаной имеет целый ряд преимуществ, среди которых большая производительность (5 куб. м/сут против 2-х) и более длительный срок эксплуатации – 50 лет против 15-ти.

Пошаговая технология бурения шнековым способом

Эффективность шнекового метода подтверждается при бурении скважин в рыхлых и глинистых породах. Технология основана на разрушении грунта винтообразным снарядом.

Подготовка необходимых инструментов

Для выполнения работ потребуются такие компоненты:

Ручное бурение шнеком.

• лебедка с тросом, закрепленная на треноге;
• трубы для обсадки;
• набор из 3-4 штанг;
• шнековое устройство.

Самодельная буровая вышка изготавливается из 3 брусьев, установленных в форме треугольной пирамиды. По центру располагается несущая колонна.

Необходимость обсадных колонн объясняется вероятностью обрушения стенок скважины.

Изготовление шнека из подручных материалов

В качестве основы рабочего инструмента рекомендуется использовать стальную толстостенную трубу сечением 100 мм. Для соединения со штангой на верхнем участке создается зона с резьбой. Шнек закрепляется на нижнем конце.

1,5-метровая рукоятка, приваренная к основанию, облегчает проворачивание снаряда. Переход между держателем и штангами обеспечивается тройником.

Режущие лопасти выполняются из листа 2-2,5 мм. Сваркой полосы на равном расстоянии закрепляют на стержне.

Проведение буровых работ

Для устойчивости трубы выкапывается углубление 150х150 см. Отрезки доски или листов ДСП защищают стены шахты от осыпания.

По часовой стрелке инструмент ввинчивают в породу, периодически извлекая для очистки. Ствол скважины формируется обсадными колоннами начиная со второго метра. Сечение обсады должно немного превышать размеры лопастей снаряда. Дальнейшая забивка труб выполняется по ходу заглубления шахты.

https://youtube.com/watch?v=0N_KOvdK2xU

О потребности наращивания бура свидетельствует полное погружение в грунт. Штанги добавляются по мере необходимости.

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:

1. Соединить держатель, наточенные режущие лопасти и части штанги при помощи специальных муфт. Трубы для наращивания колонны желательно приобретать металлические.
2. 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.
3. 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.