Технология гидробурения скважин на воду своими руками

Гидробурение скважин на воду своими руками позволяет сэкономить на процессе бурения. Суть метода в том, что отработанная порода извлекается на поверхность под действием сильного напора воды.

Особенности гидробурения

Способ заключается в извлечении отработанной породы водой, под давлением нагнетаемой в полость шахты. Буровой инструмент для удаления разрушенных слоев не применяется.

Технология заключается в сочетании 2 процессов:

  • образование вертикальной скважины в земле посредством поочередного разрушения почвенных пластов;
  • извлечение из скважинного ствола измельченных фрагментов грунта под действием рабочей жидкости.

gidroburenie-skvazhin-na-vodu-300x199.jpg

Процесс замешивания раствора на бурение.

Созданию необходимого усилия, требующегося для погружения режущего инструмента в породу, способствует собственный вес оборудования, состоящего из колонны штанг для бурения и оснащения для закачки жидкости в скважину.

Для изготовления промывочного раствора в отдельном приямке в воде затворяют небольшое количество глиняной взвеси, строительным миксером размешивают ее до консистенции кефира. После этого буровая жидкость мотопомпой под напором направляется в скважинный ствол.

При гидробурении жидкая среда выполняет следующие функции:

  • удаление из тела водяной шахты фрагментов разрушенной породы;
  • охлаждение режущего инструмента;
  • шлифовка внутренней полости шурфа;
  • укрепление шахтных стенок, позволяющее снизить вероятность обрушения выработки и засыпания отвалом скважинного ствола.

Из отрезков трубы длиной 1,5 м, соединяемых резьбовыми креплениями, формируют колонну, удлиняющуюся за счет наращивания фрагментов по мере заглубления скважины.

Для повышения надежности фиксации рекомендуется использовать муфтовые фитинги. Количество штанг определяется исходя из глубины расположения водоносного горизонта.

Технология гидробурения оптимальна для пород с высокой концентрацией песка и глины. Применять эту методику для обустройства автономного источника на скалистых и болотистых грунтах нецелесообразно: массивные и вязкие слои почвы тяжело вымываются водой.

Преимущества гидробурения скважин

Технология гидробурения на воду в народе получила популярность сравнительно недавно, поэтому имеет много неверных толкований. Во-первых, является ошибочным представление о том, что метод годится только для небольших скважин. Это не так.

При желании и соответствующем техническом обеспечении гидробурением можно бить скважины более 250 метров. Но наиболее распространенная глубина бытовых скважин составляет 15-35 метров.

Мнение о большой стоимости метода также не подтверждается расчетами. Хорошая скорость работ снижает финансовые затраты.

К явным преимуществам метода так же можно отнести:

  • компактность оборудования;
  • возможность бурения на крайне ограниченной площадке;
  • минимум технологических операций;
  • высокая скорость работ, до 10 м в день;
  • безопасность для ландшафта и экологического баланса;
  • возможность собственноручного бурения;
  • минимальная стоимость.

Пожалуй, самым весомым плюсом гидробурения все-таки является возможность вести бурение на благоустроенных территориях без существенных эстетических неприятностей.

mbu-trebuet-malo-mesta-430x287.jpg
Технология гидробурения на станке МБУ позволяет провести цикл работ на небольшой площадке и не нарушает благоустройство участка

Преимущества гидробурения становятся также очень явными, если сравнить его с технологией сухого бурения, где необходимо постоянно доставать из ствола для очистки рабочий инструмент и загружать его снова.

Больше всего эта технология приспособлена для работы с  мелкообломочными осадочными грунтами, которые легче всего извлекать из скважины с помощью желонки. А буровой раствор позволяет обойтись без желонирования.

Конечно, для хорошего результата предприятия надо приобрести соответствующие средства механизации, потому что одним самодельным буром, даже на малых глубинах, не обойтись.

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.

gidroburenie-skvazhin-svoimi-rukami-skhema-razrabotki-na-vodu-4.jpg
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.

Процесс гидробурения с самого начала и до конца работ включает постоянный круговорот рабочей жидкости. С помощью насоса водная суспензия с размытым грунтом выходит из скважины, поступает прямо в приямок и после осаждения взвеси снова подается в скважину.

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.

gidroburenie-skvazhin-svoimi-rukami-skhema-razrabotki-na-vodu-5.jpg
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.

Проведение замеров и обустройство участка

Перед самим техническим процессом бурения скважин водой под давлением необходимо произвести подготовительные работы. Они состоят из следующих этапов:

  • Расчет глубины залегания водного пласта. Это важно для подготовки необходимой длины труб и определения особенностей процесса бурения. Для этого понадобиться получить карту местности с геодезическими обозначениями, заблаговременно позаботиться об используемой жидкости для бурильной установки в объеме 5-21 м³.
  • Подготовка самого участка для проведения работ. Данный способ бурения подразумевает наличие двух емкостей по 1 м³ для фильтрации промывочной жидкости и последующего использования в буровой установке. Данные емкости соединены между собой специальным каналом и защищают окружающую местность от излишнего загрязнения.
  • Сам бур устанавливается в строго вертикальном положении, заборный шланг на помпу располагается в первой емкости. Откуда по нем жидкость попадает в бурильную шахту.

Указанная бурильная установка отличается своей простотой и экономичностью использования энергоресурсов. Она является идеальным вариантом для применения в частном порядке, так как не требует дополнительных теоретических знаний и большого практического опыта. Требуется всего лишь неукоснительное соблюдение строгой последовательности технологического процесса.

Пошаговый план работ

Хотя технология бурения проста, она специфична и нужно соблюсти правила и требования, проводя работы в необходимой последовательности.

Начинают с подготовки участка и оборудования, заготовки раствора и т.д. Затем производится основная часть работ. При появлении водоносного слоя буровые процессы прекращаются, на трубу ставят фильтрующие элементы.

Определение залегания водоносных слоев

Одним из важных этапов выполнения работ является поиск воды и определение глубины залегания водоносного горизонта, пусть не точное, но хотя бы приблизительное. В хорошо освоенных районах такая информация есть у соседей. Но часто приходится обращаться в буровую или строительную организации, которые проводили гидроразведку местности.

Частично разведочные работы можно провести самостоятельно. Тем более что для этого нужно бурить скважину размером в 100 см. Если результаты будут положительными, то производится дальнейшее разбуривание.

Подготовка места бурения

Правильная подготовка к бурению важна, поскольку от нее зависит эффективность выполнения работ и их качество. Она должна обеспечить непрерывную подачу раствора. А для этого важно получить большое количество воды. С этой целью устраивают резервуар, рассчитанный на 5 куб. м, а если получится, то и больше. Для этого можно вырыть яму и обработать ее стены глиняным раствором.

Только при наличии резервуара для воды можно приступать к сборке бурильной установки. Эти работы производятся с учетом всех рекомендаций производителя. На сборочные работы уходит около часа, особых технических трудностей возникнуть не должно. Главное — обеспечить строго горизонтальное расположение установки. Если будет хотя бы минимальный перекос, установить обсадную трубу не получится.

Технологические приямки выкапывают в 1,5-2 м от конструкции. Они нужны для хранения бурового раствора.

Приямки в данном случае играют роль ванночек. В грунте делают углубления, которые соединяются между собой траншеей (ее называют переливным каналом). Приямков делают несколько. В первом из них собирают воду из скважины для осаживания твердых частиц. Через желоб уже отстоянная жидкость переливается во 2 приямок, откуда подается в установку. Первый делают меньшего размера. Но его нужно регулярно чистить. Возле 2 приямка, который считается основным, устанавливают насос.

В буровую колонну нагнетается вода, что позволяет охладить бур и продлить срок его службы. В процессе бурения вода никуда не отводится, а циркулирует в системе, т. е. обеспечивается ее круговое движение. Откачка через специально сделанные углубления осуществляется только в конце работ.

Бурение скважины МБУ

vodosnabzh-280x300.jpg

Водоснабжение из трубчатого колодца.

После подготовительных работ приямок заполняют рабочим раствором и приступают непосредственно к бурению. Стартовая штанга погружается в грунт на 95% своей длины, затем осуществляется ее соединение с колонной путем навинчивания на следующее звено.

Процесс гидробурения занимает от 1 дня до 1 недели. Все зависит от типа горных пород, которые предстоит пройти. Если на участке есть рыхлый песок, то буровой раствор берут с запасом, поскольку такие грунты активнее впитывают влагу.

Для приготовления раствора рекомендуется использовать строительный миксер. Размешивание производится непосредственно в приямке. Перед началом работ проверяют исправность лебедки и наноса, поскольку потом процесс трудно остановить.

Чтобы стенки скважинного ствола не обвалились, одновременно с его углублением опускают обсадную колонну. На песчаном грунте труба даже должна немного опережать ход работ, чтобы перекрыть постоянное обрушение породы. Для обсадки используются стальные или пластиковые трубы. Последние являются более востребованными, поскольку дольше сохраняют свои эксплуатационные характеристики, не подвержены коррозии и меньше деформируются.

Но выбор зависит от пород на участке. Если грунты плотные и для установки трубы требуются большие усилия, лучше выбирать стальной вариант. Для закрепления обсадной колонны используются специальные хомуты.

Установка фильтра и обустройство скважины

После того как произойдет вскрытие водоносного горизонта, процесс бурения продолжается. Дно трубы должно упираться в подстилающий этот горизонт водоупорный слой. О том, что процесс пора завершать, говорит замедление темпа работы, когда колонна труднее погружается.

После тщательного промывания скважины чистой водой буровые штанги можно убирать. Но для того, чтобы повысить качество воды, следует установить фильтры. Каждый фильтрующий элемент — это труба, диаметр которой меньше обсадки, первое звено должно быть перфорированным. Чаще всего это делается, когда скважину бурят широкую, чтобы потом установить в нее погружной насос. Отверстия в 1 звене должны быть либо узкими продольными, либо круглыми, просверленными в шахматном порядке.

vody-300x156.jpg

Разновидность подземных вод.

Но и это высокого качества воды не гарантирует. Поэтому фильтрующее звено дополняется сеткой из нержавеющей стали.

Когда фильтр окажется на дне, обсадную трубу нужно приподнять так, чтобы отверстия обнажились. Придется лишний кусок трубы обрезать и обустроить оголовок. Если вокруг ствола появится зазор, его нужно заполнить щебнем, а затем залить раствором цемента. Это поможет зафиксировать устье скважины, и тогда паводковые воды не попадут в водоносный горизонт.

Погружной насос устанавливают в соответствии с инструкциями производителя. Расстояние между насосом и дном выработки должно составлять 0,5-1 м, чтобы внутрь системы не попадала мутная вода с большим количеством загрязняющих частиц. Также важно, чтобы насос находился на глубине более 3 м от уровня воды.

Завершающие этапы бурения

Когда скважина готова, должен быть проведен демонтаж оборудования. Но здесь тоже есть некоторые важные моменты. При малом диаметре выработки буровая колонна выполняет функции обсадной, поэтому ее не извлекают из ствола. Откачка воды все равно осуществляется по тем каналам, по которым проходил раствор.

Гидробурение скважины считается технологией, для использования которой не нужны специфические навыки, знания, сложные инженерные расчеты. Требуется только соблюдать указанные правила.

Видео

Добавьте свой комментарий: