Как выбрать оборудование для бурения скважины на воду

Скважина на воду – сооружение в форме цилиндра, уходящее вглубь земли и укрепленное специальным жестким каркасом.

Буровая установка

– это машина для бурения скважин, комплекс наземного оборудования, необходимый для выполнения операций по проводке скважин.

В зависимости от глубины бурения скважины на воду, геологических и климатических условий района, транспортного сообщения буровые уста-новки комплектуются по-разному, при этом во всех случаях стремятся к наиболее простому набору бурового оборудования, обеспечивающему ка-чественное, безаварийное сооружение скважины.

Самоходные

Главным достоинством принято считать то, что для их передвижения не требуется наличие грузовика, так как они изготавливаются на базе самодвижущегося шасси на гусеничном или колесном ходу. В качестве такого шасси могут применяться различные тракторы, вездеходы или грузовые автомобили.

Чаще всего на шасси монтируется бурильный агрегат, с гидравлическим или механическим приводом, при использовании последнего крутящий момент на шнек передается с двигателя автомобиля или вездехода.

Среди положительных качеств выделяются:

• Исключительная мобильность. Установка может работать в любых условиях, даже в поле. Высота вышки может достигать 5–7 метров, поэтому на выполнение работ в непосредственной близости от ЛЭП может потребоваться наряд-допуск.
• Скорость бурения вырастает в разы за счет отсутствия надобности в сборке-разборке механизма, так как установка приезжает на место самостоятельно и практически сразу готова к работе.
• Самоходные устройства легче обслуживаются и ремонтируются.
• Возможность бурения шахт глубиной до 350 метров, со скоростью до 10 м/ч, в зависимости от твердости породы.
• Работа на всех видах грунта. При высокой твердости породы рекомендуется использование буров из высокопрочной стали или с алмазными наконечниками.

Пробивка скважины

В начале процесса над точкой бурения устанавливают копер – треногу из труб или бревен.

Если их длина будет 6 м, высота копра составит около 4,5 м, что позволит использовать для буровой штанги и обсадной колонны звенья длиной до 3 м.

Для надежности устанавливайте «ноги» копра в углубления. Если их просто упереть в забитые в землю штыри, конструкция будет ненадежной.

На копре подвешивают подъемный и буровой вороты, блок с крюком и рычаг-качалку. Далее под ним следует выбрать грунт на глубину 1,5 м (размеры выемки в плане – 1,5х1,5 м).

Забуривание на глубину до 3 м выполняют с помощью шнека, который очень важно удерживать в строго вертикальном положении. Если скважину предполагается делать глубже 7 м, в подготовленное отверстие строго вертикально следует установить направляющую трубу – кондуктор.

При ручном бурении применяется только сухой прерывистый метод: буровой снаряд извлекается через каждые 0,5 м проходки и освобождается от грунта.

Сложности могут представлять валуны, которые разбиваются долотом, и сухая плотная глина. Если такой слой окажется на пути бура, в скважину следует залить несколько ведер воды и после некоторой паузы попробовать выбрать глину ложечным буром или забивным стаканом.

МГБУ

Из-за своей компактности их называют малогабаритными, или, если кратко, – МГБУ. Они стали настоящим прорывом. Благодаря МГБУ пробурить скважину на 70–100 метров может любой человек, даже тот, который ранее никогда не сталкивался с бурильными работами.

Эти аппараты делятся на три вида: мобильные, разборные и переносные. Их можно быстро разобрать, погрузить в кузов обычной «газели» и привезти на место назначения. После доставки МГБУ легко разгружается, собирается и готова к работе в течение 15–20 минут.

В качестве привода для малогабаритных устройств чаще всего используется электродвигатель, работающий от 220 вольт.

К примеру, МГБУ-70 весит всего 350 килограмм, но она способна бурить скважины до 70 м глубиной со скоростью 5–7 м/час, в зависимости от твердости грунта.

Для ее работы не требуется много места, так как габариты составляют всего 115 x 120 x 270 см.

Оборудование дляобустройства скважин

Обустройство кессоном скважины — это важный этап при оборудовании источника водоснабжения, который необходим для организации эффективной работы системы, обеспечивающей водой жильцов дачных и загородных домов. После бурения скважины устанавливается необходимое оборудование. От его правильного подбора и качества зависит срок службы системы водоснабжения.

При обустройстве скважины на воду используется соответствующее оборудование.

Насос

Существуют разные модели насосов, которые отличаются мощностью. Правильный выбор модели важен для производительности системы и для её стабильного функционирования. Подходящий вариант необходимо выбирать с учётом диаметра, глубины скважины, максимального расхода воды и длины водопровода.

Манометр

С помощью этого прибора измеряется давление. Важно, чтобы манометр отличался:

• надёжностью;
• продолжительным сроком службы (лучше выбирать модели с корпусом из стали и с прочным механизмом);
• наглядностью (то есть чтобы он был с хорошо различимой шкалой);
• высокой точностью.

Мембранный бак

Это изготовленный из металла резервуар с находящейся внутри резиновой мембраной, который может отличаться различной ёмкостью, а также наличием сменной или несменной резиновой перегородки. Предназначение мембранного блока заключается в аккумулировании воды, подаче её в установленное время и под соответствующим давлением для уменьшения нагрузки и снижения возможных рисков. Это устройство рекомендуется устанавливать до проведения работ по разветвлению водопровода. Не допускается воздействие на бак дополнительных нагрузок. Перед монтажом бака в помещении должны быть организованы подпитка системы и слив воды.

Реле давления

Предназначено для поддержания оптимального давления в системе, автоматизации наполнения гидробака и функционирования системы в автономном режиме.

Кессон

Это главная часть системы в виде бака, который может иметь разные размеры. С его помощью оборудование защищается от промерзания и попадания внутрь скважины грунтовых вод. Благодаря этому система будет исправно функционировать независимо от сезона. В систему возможна установка различного оборудования (фильтры, реле давления, автоматические устройства, адаптеры). Обустройство адаптером рекомендуется для прокладывания системы, предназначенной для обеспечения водоснабжения.

Гидроаккумулятор

Он необходим для поддержания стабильного давления воды в скважине и обеспечения защиты от гидроудара. При выборе гидроаккумулятора необходимо учитывать его объём (для частного дома подойдёт гидроаккумулятор объёмом в 45 литров). Принцип работы гидроаккумулятора заключается в наполнении его бака водой, после израсходования которой производится автоматическое включение насоса и заполнение бака водой.

Оголовок

Его установка производится в устье обсадной колонны для предотвращения проникновения дождевой воды, других загрязнителей, а также для обеспечения защиты погружного насоса, который монтируется внутрь скважины. В качестве материала для изготовления оголовков могут использоваться сталь, чугун и пластик.

Бурение с промывкой

В использовании как малогабаритных аппаратов, так и более крупных механизмов, для повышения скорости прохождения породы, рекомендуется применять сверление с промывкой. Данный способ рытья позволяет поднять скорость погружения до 10 м/час, тогда как обычный сухой метод редко когда позволяет достичь скорости более 2 м/час. Существует два вида бурения с промывкой, которые незатейливо именуются прямым и обратным способами.

Ручные

Существует еще и автономные буровые устройства, созданные на базе мотоблока. Они чаще всего имеют механический привод, он получает крутящий момент от двигателя мотобура.

Небольшой размер таких устройств позволяет работать с ними в одиночку, а использование понижающего редуктора позволяет производить сверление скважин даже большого диаметра. Величина заглубления у них намного меньше, чем у МГБУ и у самоходных механизмов, а небольшой размер такой ручной бурилки позволяет делать скважины возле стен зданий или заборов.

Если водоносный горизонт на вашем участке находится на глубине не более 20–25 метров, то такой аппарат будет идеальным решением самостоятельно изготовить абиссинскую, а быть может, даже артезианскую скважину. Скорость бурения зависит от характеристик установленного двигателя и составляет 3–5 м/час. Ввиду небольших размеров и невысокой мощности такие установки используются на мягких, торфяных и глинистых почвах.

Буровая вышка

Как правило, это вышки мачтового и башенного типа. Данная вышка необходима для всех самых основных действия – спуска и подъема на поверхности бурильной колонны, удержания ее на весу в течение всего процесса, размещения в скважине всего необходимого оборудования.

Между собой такие вышки отличаются сразу по нескольким признакам. Во-первых, по высоте. Если глубина скважины не превышает 1,3 тысячи метров, то в этом случае специалисты, как правило, используют буровые вышки, высота которые составляет не более 28 метров. Если необходимая глубина скважины составляет от 1,3 тысячи до 3,5 тысячи метров, то следует использовать вышку высотой около 42 метров. Если же создается скважины, глубина которой превышает 3,5 метров, то высота буровой вышки может быть более 53 метров.

Самодельные

Буровые агрегаты встречаются не только заводского типа. Они также могут представлять собой конструкции которые делают своими руками. Хотя стоит сразу отметить, что самостоятельное изготовление такого устройства может быть оправдано только в случае его неоднократного применения или если у вас есть в наличии большая часть комплектующих, инструмента, сварочное оборудование и гаража.

Если вы хотите построить бурильную установку самостоятельно, то следует обратить внимание на простейшую шнековую бурилку, так как ее можно изготовить самостоятельно за несколько дней. Она устанавливается на основание, к которому привариваются направляющие, по ним будет подниматься и опускаться электродвигатель с редуктором, к нему посредством вертлюга будет крепиться бур.

Порядок действий следующий:

1. Начать следует с закупки материалов, чтобы изготовить основания, штанг, вертлюг. Также необходимо приобрести лебедку, электродвигатель (2–2,5 кВт) и редуктор.
2. Затем следует изготовить основание, исходя из мощности двигателя и передаточного числа редуктора.
3. Далее нужно сделать вертлюг и штанги. Эти части устройства необходимо покупать, можно заказать у слесаря, он выточит эти детали с необходимой точностью.
4. Затем необходимо собрать всю конструкцию и подготовить место для крепления электродвигателя.
5. Только после этого производится монтаж двигателя и редуктора на раму.
6. Далее необходимо закрепить лебедку и соединить ее трос с рамой двигателя.

Достоинства самодельных бурильных установок

Разборные МГБУ разработаны и выпускаются для самостоятельного обустройства водозаборов на земельных участках с ограниченными размерами, где затруднен подъезд самоходных установок.

У станков несложная конструкция, это позволяет умельцам самостоятельно изготавливать механизмы по чертежам.

Самодельные конструкции успешно применяют при разработке скважин.

К достоинствам оборудования относят:

• малые габариты и вес агрегатов;
• модульность исполнения — монтаж и демонтаж станка не вызывает затруднений;
• универсальность использования привода: ручное вращение бурильной трубы, подключение двигателя к электросети 220, 380 В, автономное питание от бензинового или дизельного мотора;
• надежность конструкции и доступная стоимость.

Небольшие станки используются для возведения водозаборов, при строительстве фундаментов, для оценки состояния подстилающих горных пород. Все работы по монтажу станка и его эксплуатации выполняются 2 бурильщиками.

Особенности шнекового аппарата

Она пользуются заслуженной популярностью из-за высокой скорости бурения, великолепной функциональности, простоты в ремонте и обслуживании и невысокой себестоимости буровых работ. ШБУ используются в строительных и коммунальных организациях, занимающихся устройством связи и линий электропередач. К недостаткам можно отнести довольно громкий шум, который издается во время работы.

Этот агрегат в большинстве случаев используется как машина для бурения скважин в мягких породах, с глубиной не более 120–150 метров. Отработанный грунт вынимается наружу через шпур при помощи сухого шнека, хотя возможна и прямая промывка водой.

ШБУ незаменима:

• При устройстве скважин для забора воды.
• При подготовке отверстий под свайные и ростверковые фундаменты.
• Под коммуникации в районах с большой плотностью населения.

При помощи таких агрегатов осуществляется не только вертикальное сверление, но и наклонное, причем угол может задаваться произвольный.

ИНТЕРЕСНО! Шнековый проход породы характеризуется повышенной чистотой скважины, которая обеспечивается сухим бурением. Отсутствие промывочного раствора при работе позволяет вводить источник в эксплуатацию гораздо раньше. Не нужно дожидаться очищения водозаборного горизонта от промывочного раствора, которое неизбежно при бурении с промывкой.

Для чего нужен оголовок при бурении скважины

Герметичный оголовок устанавливается на обсадной трубе. Изготавливается из двух стальных или чугунных дисков, между которыми располагается уплотнитель. На поверхности дисков есть отверстия для кабеля и водоподъемной трубы, кронштейны для крепления троса.

Функции оголовка:

• защита скважины от мусора, насекомых, грызунов;
• защита источника от поднявшихся грунтовых вод;
• создание дополнительного разряжения за счет герметичного контура и увеличение дебита;
• уменьшение вероятности промерзания скважины;
• защита от краж.

Выпускаются герметичные оголовки из пластика. Эти конструкции выдерживают вес до 800 кг и предназначены для комплектации скважин с глубиной загрузки насоса до 100 метров.

Роторная система

Это бурильные установки под воду, которые осуществляют сверление породы методом непрерывного вращения рабочего элемента – ротора, на котором закреплены режущие долота.

Они получили широкое распространение благодаря относительно небольшим размерам и способности производить работу на большой глубине. Кроме того, использование ротора позволяет легко проходить твердые скальные породы и даже вечную мерзлоту. Такое устройство с легкостью пройдет известняк, мергель, вечномерзлый грунт.

Отработанная порода может выноситься на поверхность одним из следующих методов:

• При помощи обратной воды, она под высоким давлением закачивается в шахту в процессе сверления.
• С применением раствора глины, подающийся по штангам методом прямой промывки.
• Также часто используется обычный шнековый способ.

ВАЖНО! Длительная работоспособность бура обеспечивается его постоянным охлаждением, которое достигается за счет прокачиваемого водного раствора.

Бурение роторным способом

Выполняется в грунтах любой степени сложности. Как и в предыдущем варианте, бурильная колонна в процессе проходки вращается, но штанги имеют гладкие стенки. Удаление шлама производится продувкой сжатым воздухом или закачиванием в скважину бурового раствора, который выносит породную мелочь на поверхность. Разрушение грунта на забое осуществляется съемными коронками, долотами различного типа, включая шарошечные — с вращающимися роликами. Армируется буровой инструмент твердыми сплавами, техническими и синтетическими алмазами.

Вращатель бурильной колонны приводится в действие электродвигателем или мотором базового автомобиля установки. Обязательная принадлежность конструкции — вышка или мачта для подъема-спуска обсадной и буровой колонн. От высоты талевой подвески зависит длина свечи — сборки из металлических труб.

Распространенность роторного способа обусловлена его качествами:

• возможность бурения скважин диаметром 80-1500 мм в породах любой твердости на глубину до километра и более;
• высокая производительность в сложных горно-геологических условиях;
• малые габариты самоходной установки, обеспечивающие бурение вблизи дачного строения.

Универсальность способа обусловливает его дороговизну. При бурении глубоких скважин этот недостаток нивелируется.

Как выбрать бурильную технику

Если вы задумались о необходимости покупки бурильного агрегата, следует заранее определить для себя главные параметры и требования, которые вы будете к нему предъявлять.

На какие параметры следует обратить внимание:

1. Глубина бурения. В большинстве случаев отдают предпочтение малогабаритной технике и не переплачивают за повышенные мощности, которые нужны только геологам.
2. Грузоподъемность подъемного механизма. Основываясь на этой характеристике, можно выделить три главных вида буровых установок: для создания гидрогеологических скважин, геологической разведки газа и нефти и углубленного разведывательного бурения.
3. Простота транспортировки – также может играть не последнюю роль при выборе. Подумайте, нужна ли вам дорогая самоходная установка для бурения или вам вполне хватит небольшого агрегата, помещающегося в обычном прицепе или кузове грузового автомобиля.

Взять технику в аренду

Если приобретение такого агрегата для вас будет нецелесообразно ввиду разовости работ, то следует подумать о возможности взятия бурильного устройства в найм, или приобретения в лизинг. Аренда позволяет выполнить поставленную задачу в кратчайшие сроки и при этом сэкономить значительную сумму. Дело в том, что в стоимость аренды входит и оплата труда оператора и его помощника, и таким образом, вам не придется отправлять своих сотрудников на несвойственные их профилю работы.

Цена аренды буровой техники зависит от многих факторов, среди которых: объем работ, длительность эксплуатации, место, число работников, обслуживающих систему. В среднем стоимость одной смены начинается от 2000–2500 тысяч рублей.

Способы и выбор оборудования для бурения

Полноценное, автономное водоснабжение жилого строения обеспечивается наличием скважины на участке. Выполнять довольно сложные работы своими руками можно, но нежелательно. Технология бурения зависит от особенностей геологического грунта и его залегания, поэтому лучше обратиться к услугам специализированной компании, которые способны выполнить работы в сжатые сроки и отдают заказчику готовую «под ключ» скважину. Итак:

• Мощное оборудование для бурения скважин под воду позволяет получить скважину в любом месте. Артезианская скважина бурится иногда до 200 м., позволяет обеспечить водой один или несколько загородных домов, срок службы может продлиться до 50 лет, поэтому владельцы коттеджных имений обычно складываются на такое сооружение.
• Близко расположенный водоносный слой предполагает пробурить абиссинский или трубчатый колодец на воду до 12 м. В него не попадает пыль, грязь, опадающие листья и даже верховодка.
• Скважина на песок от 15 до 30 м., если постоянно находится в эксплуатации, то может прослужить 15 лет, пока не заилится, затем её промывают или рядом бурится новый ствол.
• Оборудование для бурения скважин для воды выбирается в зависимости от метода бурения.

Шнековый способ бурения

Конечная цена складывается от метода разрушения породы и способах доставки на поверхность разрушенных пород из ствола. Даже дилетанту понятно, что каждый вариант получения скважины предполагает использование разного оборудования, оказывающее влияние на качество. Полная оценка показателя любого метода бурения и вида применяемой установки будет стоимость 1 м³ добытой воды. Учитывается также проектный показатель срока действия скважины и добытая из неё вода. Итак:

• Шнековое оборудование для бурения скважин для воды относится к простым и дешевым вариантам. Малогабаритные установки в своем большинстве, используют этот способ бурения. Оборудование построено на классическом Архимедовом винте, именуемым шнеком. Процесс напоминает бурение рыболовами лунки для подледного лова. Данный способ подходит для скважин глубиной не больше 10 м., эта технология не требует воды или бурового раствора на промывку ствола.

Внимание: Шнековый способ применим в сухих и относительно мягких грунтах.

• Бурение плывунов или твердых пород, к которым относятся скальные отложения, невозможно преодолеть шнековым способом бурения (см. Бурение скважин шнековое: какие особенности).
• Данная технология предъявляет особые требования к исполнителям, они должны не только пробиться к воде, но и уметь защитить водонос от сточных вод и верховодки, поступающих с поверхности.

Ударно-канатный способ бурения

Сборка производится на месте выполнения работ

Этот метод бурения использовался до 40-х годов прошлого столетия. Он относится к старому способу, трудоемкому по выполнению, с низкой производительностью проходки.

Однако данный метод позволяет получить скважину с очень высоким показателем срока службы, практически до полувека:

• В комплектацию установки для выполнения ударно-канатного бурения (см. Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно) входят простые составляющие, которые собираются на месте.
• Оборудование для бурения скважин для воды таким способов включает забивной стакан, который выполняется из фрагмента трубы.
• Нижняя часть забивного стакана оформляется прочной режущей кромкой со скосом внутрь стакана, что позволяет при каждом ударе врезаться в грунт глубже и глубже. В движение приводится лебедкой.
• Грунт захватывается буровым стаканом и каждый раз, определенная его часть доставляется на поверхность.
• Ударная штанга служит для циклических ударов по верхушке стакана с наковальней, что позволяет конструкции глубже вгрызаться и проникать в грунт, наполняя стакан полностью до поднятия.
• За счет чего удерживается грунт внутри? Физический закон, называемый силой трения, позволяет производить операцию до получения нужного результата.
• Вся эта конструкция размещается непосредственно на каркасе установки, необходимо запастись канатом или тросом, лебедкой и блоком.
• Бурение скважины ударно-канатным способом сменилось вращательным методом бурения с прямой промывкой, но это совсем не значит, что предыдущий способ отправлен на свалку и не применяется.

Внимание: Важное условие ударно-канатного бурения заключается в строгом соблюдении вертикальности ствола, иначе в искривленную скважину затруднительно будет установить обсадные трубы.

• Во избежание таких проколов, инструкция предписывает применять в работе забивной стакан длинных размеров. Оптимальная длина бурильного стакана, отработанная практикой и расчетами, составляет около 2-х метров.
• Необходимо уделить должное внимание при такой технологии бурения качеству троса. Его свойства на разрыв должны быть с большим запасом, чтобы не порваться под нестандартными нагрузками.
• Есть вероятность, что оборудование для бурения скважин под воду может быть заклинено в скважине при попадании твердых частиц между стенкой скважины и обсадной трубой, забивным стаканом. Здесь предпочтение отдаётся тросу, имеющему не менее 10 мм в диаметре.
• Канатно-ударное бурение привлекательно до сих пор тем, что все необходимые составляющие можно приготовить владельцем в домашних условиях.