Гидробурение скважины своими руками: особенности и преимущества метода, пошаговая инструкция работ

Бурение скважины — оптимальный способ обеспечения водой загородного участка при отсутствии магистрали центрального водоснабжения в силу невысокой стоимости проведения работ по сравнению с колодезным водообеспечением и технологической доступностью. Данные факторы позволяют самостоятельно проводить бурение хозяевам индивидуальных участков после того, как они сделают простой и недорогой бур для скважины своими руками.

Существуют различные конструкции буровых приспособлений для индивидуального бурения, их выбор зависит от состава грунта на участке, глубины залегания водяного пласта, насосного оборудования, используемого для водозабора в дальнейшем.

Типы скважин

Изучение технологии индивидуального бурения и методы изготовления буров своими руками в случае самостоятельного проведения буровых работ без привлечения сторонних специалистов или коммерческих организаций, помогут сэкономить домовладельцам не только финансовые средства, но и заработать при желании деньги, оказывая подобного рода услуги местным жителям.

Четыре технологии скважинного бурения

Для забора воды на участках используется несколько типов скважин, при самостоятельном бурении максимальный порог углубления не превышает 35 м, поэтому своими руками бурят неглубокие абиссинские и скважины на песке. При этом буровое приспособление выполняет две задачи: образует в земле шахту, в которую затем опускается обсадная колонна, и извлекает размягченный после проходки грунт наружу. Практически во всех методах дополнительно применяют воду, облегчающую прохождение и извлечение скопившейся в шахте породы наверх.

Ручное бурение с электромеханическими приспособлениями

Для самостоятельного бурения используют различные технологии и несколько разновидностей буров, основные из которых:

Шнековые (спиральные). Шнековое бурение — основной вид создания скважин промышленным методом, установки для его реализации по распространенности занимает лидирующее положение и используются организациями, профессионально занимающимися буровыми технологиями. При проходке бур опускается на значительную глубину за счет удлинения его штангами, излишки грунта извлекаются наружу гидравлическим методом с помощью воды.

Изготовленный заводским способом шнековый ручной бур для скважины под воду можно купить в торговой сети, для реализации винтового способа в бытовых условиях своими руками изготавливают бур с помощью сварки. При сухом способе им проходят расстояние до 10 м, шнековым гидробурением с использованием воды добиваются наивысших показателей глубин около 35 м.

Для облегчения проводимых работ вращение шнека часто проводят с помощью строительного электротехнического инструмента — перфоратора, миксера, бензиновой пилы, бензореза, мощной болгарки со специальными насадками. Многие умельцы своими руками собирают простые установки с применением электродвигателей, повышающие производительность и облегчающие бурение.

Шнековое бурение

Игольчатые. Игольчатый метод основан на ударной технологии, при которой металлическая труба с острым наконечником вбивается в землю. В процессе прохождения к забивной трубе подсоединяются следующие трубные отрезки, в результате чего удается достичь заглублений около 15 м. Для забивания используют груз с большой массой, который периодически поднимают и бросают на каркас, жестко закрепленный на трубной оболочке. Работа требует приложения интенсивных физических усилий, для облегчения забивки используют электротехнический инструмент — строительные перфораторы, отбойные молотки, опускание и подъем груза проводят с помощью ручной или электрической лебедки.

При игольчатом способе грунт на поверхность не извлекается, а уплотняется в скважинном канале, что ограничивает глубину погружения в случае плотной подземной породы с высоким содержанием глины. Помимо невысокой глубины, к недостаткам игольчатой технологии следует отнести малый диаметр проходного канала из-за небольших габаритных размеров иглы, которую при большем радиусе забивать в землю вручную становится довольно сложно.

Ударное игловое бурение в доме

Ложковые. Технология рассчитана на бурение в сухом песчаном грунте невысокой плотности, ее принцип действия заключается в собирании размягченной породы в камеру наподобие стакана и дальнейшем извлечении ее на поверхность вместе с буром. Так как цилиндрическая емкость в виде трубного отрезка, баллона, имеет вместительную камеру для сбора почвы, таким способом обычно проходят широкие каналы, в которые можно устанавливать стандартные обсадные колонны.

Методика проходки с помощью стакана довольно трудоемка и отнимает немало времени в связи с тем, что его периодически извлекают наружу для освобождения от собранной земли. Если глубина залегания водяного пласта высока, всю систему с собранным трубопроводом приходится при каждом излечении наверх демонтировать, что существенно увеличивают сроки проведения работ. Также периодическое извлечение тяжелого грунта и соединенных между собой металлических штанг с большой глубины вручную физически тяжело, поэтому данная методика при максимальных трудозатратах рассчитана на прохождение расстояний до 10 м, а оптимальная глубина проходного канала не более 6 м.

Ложковая выемка

Желонки. Принцип действия желонки, используемой для очистки скважин, основан на опускании в скважинный канал цилиндрической емкости, на конце которой установлена система обратного клапана. В шахту заливается вода, в результате чего грунт превращается в жидкую грязь, она попадает внутрь желонки через обратный клапан, который открывается при погружении. При подъеме клапан в результате давления на его поверхность грязевой массы закрывается, перекрывая выход собранной породе, жидкий грунт после извлечения выливается, и процесс повторяют заново.

С использованием желонки разработана промышленная технология канатно-ударного бурения, при которой в скважинный канал с большой высоты бросается массивная конструкция с обратным клапаном, после сбора жидкой породы она извлекается. При бытовом бурении с использованием данной технологии добиваются значительных глубин проходки до 30 м, правда, для прохождения таких расстояний требуется значительное время.

При бурении скважин нередко сочетают различные методы, к примеру, желонку практично использовать на больших глубинах, поэтому начальный участок проходят шнековым буром, а затем трубу с клапаном бросают в шахту с большей высоты, что увеличивает эффективность ее использования.

Бурение желонкой

Начало работы: обустройство места

Чтобы вынутый грунт не мешал процессу, необходимо обеспечить место его хранения. Для этого рядом с будущей скважиной выкапывается 2 приямка размерами 1*1*1 м (каждый). В один из них будет вытекать жидкость, осаживая на дне твердые частицы, затем вода переливается во второй, откуда насос будет перекачивать воду снова в установку. Технология не только проста, но и экономна. Кроме того, приямки не дадут растекаться грязи по всему участку. Жидкость для проведения работ необходима для охлаждения бура, шлифовки стенок шахты, а также для предотвращения водяного выброса из напорных пластов, ведь воду вы подаете под серьезным давлением.

Плюсы самостоятельного ручного бурения

Ручное бурение самостоятельно сделанными приспособлениями имеет следующие преимущества перед автоматическими способами проходки с использованием специальной буровой техники частными лицами и организациями:

Дешевизна. Изготовление своими руками бура из подручных материалов и проходка скважины без привлечения сторонних помощников, специалистов, организаций — самый выгодный вариант с финансовой точки зрения, если другие способы занятости в свободное время не приносят денежный доход.

Универсальность. Самостоятельное проведение буровых работ вручную универсально благодаря следующим особенностям:

• Ручное бурение во многих ситуациях является единственно возможным вариантом проведения работ, если въезд на участок специальной техники невозможен или скважина размещена в построенном помещении.
• Ручным способом прокладывают узкие скважинные каналы без использования обсадных колонн стандартного диаметра, что существенно удешевляет организацию и обустройство водоснабжения на индивидуальном участке.
• Вручную проводят бурение на глубину от 5 до 35 м, что соответствует характеристикам абиссинской и скважины на песке.
• Сделанный бур можно использовать для иных хозяйственных целей, если необходимо проделать отверстия в земле — при сооружении ограждений, посадке садовых растений, монтаже свайных фундаментов и других работ хозяйственно-бытового назначения. За ненадобностью конструкцию всегда можно разобрать и использовать в хозяйстве по своему усмотрению.

Комплектация ручного спирального бура заводского изготовления

Гибкость применения. В зависимости от глубины залегания водяного пласта, качества грунта и размерных параметров скважинного канала, используют различные бурильные технологии, конструкции буровых приспособлений или их сочетания. При индивидуальном изготовлении всегда есть возможность путем экспериментов самостоятельно сделать бур для скважины, наиболее удобный и эффективный для конкретных условий.

Проводить работы можно в любое удобное для хозяина время без привязки к сезону, времени суток, погоде, наемным специалистам или организациям. Если к обустраиваемому участку не подведена электроэнергия, ручным механическим способом можно бурить скважины без ее присутствия.

Конечно, за дешевизну ручного способа придется платить скоростью проведения работ и интенсивными физическими трудозатратами, последние в некоторой степени полезны с точки зрения улучшения здоровья.

Трубы и муфты для резьбового соединения

Установка фильтра, определение дебета и раскачка

Для продления срока службы скважины устанавливается фильтр, приобрести который можно в магазине.

Перед тем как засыпать щель между трубой и почвой, выжидаются сутки, и определяется уровень поступившей воды. Если ее количество достаточно, то работы завершают. Затем проводится процесс раскачки. Для этого устанавливается высокомощный центробежный насос, и жидкость откачивается в течение 10-14 дней.

Наглядный пример бурения и обустройства скважины на воду своими руками представлен на многих видео в интернете.

Способы соединения буровых труб

Для проходки больших расстояний бур под воду удлиняют с помощью полых стальных труб стандартного диаметра 21,3, 26,8 и 33,5 мм длиной от 1500 до 2000 мм, которые соединяют между собой следующими способами:

Резьбовой. В данной технологии для соединения используют наружную резьбу, которую нарезают на одном трубном конце, и внутреннюю на переходных муфтах, представляющих собой короткие цилиндрические отрезки с диаметром, соответствующим нижней точке трубной резьбовой насечки. Нарезку проводят вручную плашками с помощью плашкодержателей по старой советской методике или современными более удобными приспособлениями — круппами. После нанесения резьбы на внутреннюю сторону переходных муфт и наружную оболочку труб с одного конца, к их другому краю приваривают муфту, удлинение производится накручиванием последующих труб в муфты предыдущих.

Болт и резьбовая муфта. При данном методе к одному торцу трубы приваривают болт большого диаметра, а к другому — длинную гайку в виде муфты с внутренней резьбой, соответствующей наружной у болта, при соединении трубных элементов их накручивает друг на друга до упора. Технология напоминает стыковку выпускаемых заводским способом буровых штанг, заводские соединительные головки можно приварить или прикрутить к резьбе вместо болтов и муфт.

Болтовое соединение и головки для буровых штанг

Штифтовой. Стыковка труб с помощью штифта — наиболее оптимальный метод, обеспечивающие высокую скорость соединения и разборки удлиняющих штанг, для его реализации к одной стороне каждой из труб приваривают внутреннюю муфту, надевают на нее следующую трубу и сверлят в них отверстия на некотором расстоянии от края. Затем просовывают в сквозной канал двух состыкованных труб штифт, препятствующий их рассоединению.

Недостатком штифтового крепления является возможность выпадения из отверстий, самым простой вариант устранения этого недостатка — использование для крепежа резьбового болта с гайкой. Правда, данное решение неэффективно для быстрого соединения, к тому же при использовании в земле резьба постоянно забивается грязью, что значительно замедляет сборку и разборку удлиняющего трубопровода. Более эффективно использование штифта с фиксатором, представляющим собой врезанную в его торец поворотную пластину по аналогии с конструкцией, применяемой для сборки строительных лесов. Но и эта система также имеет недостаток, связанный с использованием отдельных элементов, которые могут быть утеряны, также при вращении труб удлиняющей штанги в жестком грунте высока вероятность деформации и повреждения ослабленных штифтовых концов с ограничивающими пластинами.

Конструкции штифтов

Лучший метод решения проблем, связанных с недостатками штифтовых соединений — использование специальной конструкции, в которой к трубе напротив сквозного отверстия приваривается п-образная пластина со вставленным штифтом, а в его корпус через проделанный сквозной радиальный канал вставлен ограничительный штырь. Ограничитель препятствует потере штифта с выпадением его из узла, а также является элементом, с помощью которого двигают штифт по сквозному отверстию, соединяя и размыкая трубопровод. Также наружная п-образная стальная пластина защищает штифт и ограничитель от повреждений при вращении в земле.

Если приведенная выше конструкция кажется слишком сложной для изготовления в бытовых условиях, неплохим вариантом является приобретение штифта заводского производства для крепления почвенных буров, представляющего собой болт с гладкими стенками, в шляпке которого просверлено отверстие и вставлен жесткий проволочный ограничитель, огибающий трубу и одеваемый с другой стороны на торец гладкостенного болта.

Вариант быстрого соединения скважинного бура штифтами

Подготовка к самостоятельному бурению

Перед тем как сделать бур для бурения скважины своими руками, следует определить следующие факторы:

• Предполагаемую глубину залегания водяного бассейна. Если водный пласт находится на глубине не более 10 м, скважину можно будить любым из 4 приведенных выше способов. Для водозабора поверхностным электронасосом достаточно небольшого сечения канала, поэтому рациональнее и проще применять забивную технологию с использованием бура-иглы или винтовую проходку буром небольшого диаметра. Если планируется использовать погружной насос в колонне из стандартных обсадных труб, изготавливают желонку или конструкцию ложкового типа. Для проходки на большие глубины, как и на малые, нет конкурентов шнековому гидробурению по скорости и эффективности, использование ударно-канатного метода с желонкой или ложкового бура по времени значительно уступает шнековый проходке с использованием воды и может оказаться экономически невыгодным из-за высоких физических нагрузок и существенных потерь времени.
• Диаметр скважины. Для водозабора с глубин больше 9 м от уровня поверхности понадобится использование погружного электронасоса, требующего применения обсадной колонны большого диаметра, в этом случае бурение можно проводить любым из приведенных выше методов. Эффективный вариант проходки глинистых структур — использование бурения в обсадной колонне, при этом в нее заливается вода, а грунт в виде жидкой грязи извлекается наружу желонкой или ложковым приспособлением.

Самодельные ложковые буры

Набор инструментов

Ручное гидробурение скважин можно реализовать, только если есть три основных устройства:

1. МБУ — малогабаритная буровая установка высотой около 3 м. Имеет полный набор для разработки почвы.
2. Помпа — для создания потока воды. Напор должен быть примерно 26 м, под давлением не ниже 2,6 атм. Производительность в районе 20-22 м³ в час, что гарантирует хороший поток жидкости.
3. Насос, который сможет перекачивать загрязненную жидкость от места разработки.

Мощность нужно подбирать так, чтобы все устройства имели примерно одинаковую производительность.

Проследите, чтобы в комплекте МБУ были все нижеперечисленные элементы:

• инструмент для бурения, буровые штанги;
• набор буров;
• вертлюг, лебедка, каркас;
• если в комплекте нет преобразователя тока, его лучше купить заранее, чтобы обеспечить нормальное энергоснабжение установки;
• понадобится комплект обсадных труб.

В процессе могут пригодиться инструменты по типу трубного ключа и ручного зажима. А еще стоит купить пересадочную вилку.

Чтобы скважину не затапливало жидкостью, понадобится хороший насос, который сможет долго работать при условиях перегонки воды с мелкими частицами или абразивом.

Изготовление скважинных буров

После определения способа бурения приступают к самостоятельному изготовлению бурового приспособления, для этого понадобятся:

• Бытовой сварочный аппарат с электродами по стали.
• Углошлифовальная машинка для резки металла.
• Обрезки стальных пластин, труб, использованных дисков по камню, бетону, дереву для изготовления бура.
• Трубы длиной 1500 — 2000 мм для опускания бура на глубину, резьбонарезной крупп с плашками, купленные или подготовленные для нарезки резьбы переходные муфты.
• Прочные стальные тросы, треноги, самодельные лебедки для опускания и поднимания грузов, желонок, ложковых приспособлений в скважинную шахту.
• Электроинструмент для ускорения буровых работ — перфоратор, дрель, отбойный молоток.

Разновидности самодельных шнеков

Шнековый или спиральный бур

Заводской шнековый бур представляет собой отрезок металлического стержня или трубы, вокруг которой по спирали приварена стальная лента, а на торце находится заостренный наконечник. Спиралевидная лента обрывается недалеко от острия и имеет разное количество витков, при работе грунт попадает в пространство между витками и при извлечении шнекового бура выбрасывается на поверхность участка.

Изготовить подобное приспособление в домашних условиях довольно сложно из-за больших трудностей при изгибании стальной полосы толщиной около 2 мм в спираль с малым радиусом, поэтому используют упрощенную конструкцию шнекового бура, состоящую из малого количества витков. Наиболее оптимальный вариант — своими руками изготовить винтовой самодельный бур для скважины из отработавших срок службы металлических дисков для болгарки. Для этого поступают следующим образом:

• Берут отрезок металлической трубы стандартным наружным диаметром 21,3 мм, прикрепляют к его торцу предварительно подготовленный наконечник, им может быть заостренная стальная пластина, вырезанная в форме треугольника, острие копья, ленточной спирали. Наконечник фиксируют сваркой, если предполагается использование многофункциональной конструкции со сменой острия, вставляют его в разрез трубы или стального штыря, затем прикручивают болтами через сквозные отверстия.

Шнековый бур – этапы изготовления

• Стандартный диск для болгарки имеет посадочный диаметр 22,2 мм, при использовании в качестве рабочей поверхности бура его разрезают в радиальном направлении от кромки к центру и отводят края в разные стороны на угол 30 градусов таким образом, чтобы получился фрагмент спирали. При этом внутренний диаметр диска при изгибе слегка уменьшается и обеспечивает сопряжение с наружным диаметром трубы в 21,3 с небольшим зазором, достаточным для размещения в нем металла от электрода с диаметром внутреннего стержня около 5 мм. В качестве спирального фрагмента (диска) используют отработавшие свой срок службы стальные круги для резки по камню, бетону, дереву с зубчатой кромкой стандартным наружным диаметром 115 мм, иногда дополнительно приваривают 1 или 2 диска, обеспечивающих большую выемку грунта.
• На конце трубы шнекового бура нарезают резьбу или приваривают к ней резьбовую муфту для соединения с последующими трубами, из-за малого диаметра в ней не сверлят сквозное отверстие для ручки в продольном направлении, а проводят эту операцию с отрезками труб, которые будут удлинять конструкцию.

На заметку: Самодельный спиральный бур небольшого диаметра используют при наиболее быстрой механической проходке скважинного канала в гидравлическом бурении, при этом вода к наконечнику бура подается через систему удлиняющих стальных труб, которые соединяются между собой резьбой с использованием муфт.

Игла

Бур-игла предназначен для формирования узких и неглубоких скважинных каналов, часто его оставляют в скважине, что и определяет технологию его самостоятельного изготовления. Игольчатый скважинный бур и проходку делают следующим способом:

• Берут толстостенную стальную трубу длиной 1500 — 2000 мм, с одного торца приваривают заостренный металлический наконечник четырехгранной, конусной формы (можно использовать пику от перфоратора) и сверлят ряд отверстий в стенках для доступа воды на длину около 1500 — 2000 мм от наконечника. С другой стороны внутрь трубы вставляют трубный отрезок меньшего диаметра (внутренняя соединительная муфта) для стыкования со следующей трубой и прихватывают его сваркой.
• На поверхности первой трубы фиксируют жесткий зажим, на который затем периодически опускают груз, перемещаемый вдоль трубной поверхности — в результате происходит забивание иглы в грунт. После опускания места стыка недалеко от поверхности земли, соединяемые трубы сваривают снаружи, зажим сдвигают зажим выше вместе с грузом на следующую трубу. Иногда используют приваренную снаружи к обсадной трубе металлическую пластину, по которой производят удары грузом, после опускания на нужное расстояние ударную трубу снимают, меняют ее на обсадную, и процесс повторяют дальше.
• По окончании работ трубопровод обрезают на нужном расстоянии от земли, нарезают на торце резьбу и подключают через переходные муфты электронасос, при этом стальной трубопровод одновременно является обсадной колонной и подающим воду напорным рукавом.

Обсадка и промывка

В качестве обсадочных используются толстые пластиковые или стальные трубы. Они могут устанавливаться как в процессе бурения, так и после проведения всех работ. Обсадка помогает не пустить в скважину воду из верхних слоев, избежать заиливания и засорения. Кроме того, эта процедура предотвращает осыпание стенок.

После окончания бурения и установки обсадочной трубы нужно провести промывку скважины под большим напором. В результате этого вымывается слой глины и песка.

Чистая вода сдается на анализ, где проверяется ее соответствие существующим нормам.