Что такое артезианская скважина и как её пробурить?

При отсутствии централизованного водоснабжения бурение артезианской скважины (далее по тексту АС) может стать единственным способом решения проблемы. Рассмотрим подробно, что представляет собой это гидротехническое сооружение, перечень сопутствующих работ, а также вопросы с документальным оформлением. В подборке можно найти и другую информацию, связанную с техническими вопросами, такими, как глубина и место бурения. Учитывая актуальность этой темы, будем рады, если вы поделитесь в комментариях своим практическим опытом, с указанием особенностей участка.

Что обозначает термин артезианская скважина

Артезианская скважина (сокр. АС) — это система извлечения подземных вод, которые залегают на большой глубине между 2 водоупорными слоями известняковых пород. При вскрытии верхнего из них вода под высоким напором и с помощью насоса устремляется вверх, к поверхности земли. Другие названия АС — «глубинная», «скважина на известняк».

АС бывают природного происхождения и искусственно созданные человеком (буровые). Первые образуются естественным путем при возникновении разломов и трещин в земной коре и формируют артезианские бассейны (примеры: Печорский, Волго-Камский, Азово-Кубанский).

Благодаря непроницаемым слоям, между которыми заключены артезианские воды, они защищены от загрязнений поверхностных стоков. Основной источник, питающий скважину, может находиться в десятках и даже сотнях километров от места выхода артезианской воды на поверхность.

Бурильные работы: этапы

1. Сначала требуется вырыть яму или шурф, размеры которого 150 на 150 см. Для того, чтобы углубление не осыпалось, его стенки облицовывают фанерой, досками, кусками ДСП. Еще вариант – прорыть обычным буром ствол диаметром 15-20 см и глубиной глубиной 1 м. Это делается для того, чтобы труба устойчивее держалась в вертикальном положении.

2. Прямо над углублением ставят прочную металлическую или деревянную треногу (ее называют буровой вышкой), закрепляя в месте соединения ее опор лебедку. Чаще встречаются вышки из бревен. На треноге висит бурильная колонка с полутораметровыми (при самостоятельном бурении) штангами. Штанги скрепляют резьбой в одну трубу, фиксируют хомутом. Эта конструкция используется для подъема-спуска оборудования.

Насос выбирают заранее, для того, чтобы определить диаметром будущей скважины и колонковой трубы. Насос должен свободно проходить в трубу. Именно поэтому разница между диаметром насоса и внутренним диаметром трубы должна составлять хотя бы 5 мм.

Спуск-подъем бурильного оборудования – и есть бурение скважины. Штангу проворачивают, одновременно ударяя по ней сверху долотом. Вдвоем делать это гораздо удобнее: первый крутит газовым ключом, а второй ударяет по штанге сверху, пробивая породу. Пользование лебедкой упрощает процесс: с ней подъем и спуск оборудования в скважину осуществлять намного легче. Штанга при бурении маркируется. Отметки потребуются для ориентации. Маркировка помогает определить, когда пора вытягивать штангу и чистить бур. Обычно рекомендуют делать это примерно каждые полметра.

3. Чтобы проще преодолевать разные пласты грунта, применяются специальные буры.

• спиральный бур (иначе, змеевик) – для глинистых почв;
• бур-долото для разрыхрения твердых почв;
• бур-ложки для песчаного грунта;
• желонка помогает поднимать грунт на поверхность.

4. Песчаный слой легче пройти бур-ложкой, добавляя во время бурения воду. В случае если грунт твердый, пользуются долотом. Буры-долото бывают крестовыми и плоскими. В любом случае, их предназначение – помочь разрыхлить твердые породы. Ударным способом преодолевают пески-плывуны.

При глинистой почве потребуется змеевик, желонка и бур-ложка. Змеевики или спиральные буры, хорошо проходят глинистые почвы, поскольку имеют конструкцию, схожую со спиралью, причем шаг спирали равен диаметру бура. Размер нижнего основания бура от 45 до 85 мм, лезвие от 258-290 мм. Галечные пласты, содержащие гравий, пробивают, чередуя желонку и долото, с обсадными трубами. Иногда не обойтись без залива воды в отверстие. Это может существенно упростить задачу по бурению скважины. Заслуживает рассмотрения и вариант бурения скважины с помощью помпы.

Процесс бурения почвы

5. Если порода, доставляемая на поверхность стала важной, значит водоносный пласт уже близок. Требуется еще немного углубиться, чтобы перейти водоносный горизонт. Бурение резко станет заметно легче, однако останавливаться нельзя. Нужно найти буром водоупорный слой.

Плюсы и минусы

АС имеет свои преимущества и недостатки.

Доводы в пользу выбора артезианской скважины на воду:

1. Высокая водоотдача, обеспечивающая бесперебойное получение больших объемов воды. Артезианские скважины практически неиссякаемы. При этом производительность (3-10 м³/ч) не зависит от времени года. Для сравнения — песчаная скважина может быстро истощиться, если рядом расположено еще несколько скважин или, например, поблизости роют котлован или карьер.
2. Высокое качество воды, не содержащей каких-либо вредных примесей, объясняется ее природной фильтрацией через известняковый слой и недоступностью для грунтовых, сточных вод и поверхностных загрязнений.
3. Долговечность — срок эксплуатации АС составляет от 25 до 50 лет, причем, в отличие от песчаной, пользоваться ею регулярно необязательно.

Среди недостатков скважины на известняк выделяют дороговизну ее создания по сравнению с обустройством простого колодца или песочной скважины (от 1300-1500 руб. за 1 м заглубления). Еще необходимо получить лицензию перед проведением буровых работ на глубину более 80 м.

Еще один недостаток подобного сооружения состоит в том, что вода из артезианского источника содержит повышенную концентрацию минеральных веществ и для ежедневного потребления нуждается в дополнительной очистке специальными фильтрами.

Виды скважин и их особенности

Перед бурением территорию участка нужно исследовать, определив уровень залегания грунтовых вод. От этого параметра будет зависеть объем работ, которые потребуется выполнить, чтобы скважина стала водоносной. Тип скважины выбирают, именно учитывая глубину залегания водосодержащего пласта.

Если вода встречается на глубине 3-12 м, выбирают тип «абиссинский колодец». При глубине до 50 м используется песчаная скважина, и артезианская, если вода залегает в грунте не ниже 200 м. Первые два типа исполнить вручную может почти каждый дачник, а вот артезианская скважина потребует буровой установки и профессиональных бурильщиков.

Внутреннее устройство скважины

Как определить место под будущую скважину

В теории глубинная скважина может быть расположена в любом месте. Но на практике есть ряд правил, которыми нужно руководствоваться при выборе места бурения.

Требования к участку предполагаемого обустройства АС:

• ровный рельеф и площадь от 30×30 м до 60×60 м;
• отсутствие электрических проводов, включая телефонные линии, непосредственно на участке и на расстоянии 2 м вокруг него;
• возможность свободного подъезда транспорта и наличие зоны для размещения бурового оборудования;
• на расстоянии 200 м не должно быть канализации, выгребных ям, прочих источников биологического и другого загрязнения;
• отсутствие любых сооружений на территории бурения.

Будущая скважина должна находиться как можно ближе к точке ввода воды в дом или другое помещение. Это сократит длину трубопровода, а вместе с ней и расходы на обустройство скважины. Расстояние между двумя АС не должно быть меньше 100 м.

Если будет применяться метод бурения с промывкой, то важно обеспечить систему отведения технических вод. Территорию, где планируется вести работы, заранее огораживают и охраняют. Помощь в выборе оптимального места для артезианской скважины могут оказать специалисты буровой службы.

Организация скважины «абиссинский колодец»

Это самая простая в исполнении скважина-игла. Она неглубокая, поэтому нужно позаботиться о тщательном выборе места для нее.

Поблизости не должно быть септиков, мусорных куч, выгребных и сточных ям. Из-за маленькой глубины вредные вещества могут просочиться в источник, загрязнив его.

В случае если в грунте нет галечника и прочих твердых пород, бурение скважины можно осуществить на околодомовой территории или прямо в подвале дома. Скважиной в подвале удобно пользоваться даже в морозы. Оборудуется домашний колодец ручной колонкой и насосом, чтобы можно было пользоваться водой, вне зависимости от наличия электричества.

Образец конструкции артезианской скважины

Виды конструкций

Классическая (типовая)

Данный тип конструкции применим при отсутствии в известняковом водоносном слое песка и глины. В скважине используется 1 стальная труба стандартного диаметра 13,3 или 15,9 см. Она служит одновременно обсадной и эксплуатационной. Ее устанавливают до начала известнякового слоя. В нем она уже не требуется, поскольку слой водоупорный и не размывается водой. Насос ставят над известняком, в конце обсадки.

С двойной обсадкой

Этот вариант также называется «труба в трубе». Он аналогичен предыдущему с той лишь разницей, что внизу после стальной обсадки на всю глубину верхнего известнякового слоя до начала воды устанавливают вторую трубу. Она выполнена из прочного пищевого пластика, не выделяющего вредных веществ, имеет меньший диаметр, снабжена водозаборными отверстиями, в нее устанавливают насос.

Для усиления герметичности пространство между 2 обсадками заполняют компактонитовой глиной. При контакте с водой она увеличивается в объеме, заполняя мельчайшие промежутки.

С кондуктором

Такая конструкция необходима, если верхние слои грунта насыщены водой (плывуны) или имеют неоднородную структуру (каменистые прослойки в глине или песке и др.). Кондуктор — это труба с диаметром большим, чем у обсадной. Ее устанавливают в верхних слоях для защиты обсадки от дополнительного давления и от попадания в скважину поверхностных сточных загрязнений.

Телескопическая

Этот тип АС предусматривает установку до слоя известняка 2-3 или более обсадных труб. Такая конструкция является наиболее дорогостоящей. Она целесообразна, если грунт над известняком неустойчив (плывуны, неоднородный состав). Название «телескопическая» связано с тем, что обсадки вложены друг в друга по принципу телескопа. Но они неподвижны, прочно зафиксированы в грунте.

Типичный пример телескопической АС:

1. Верхняя стальная обсадка имеет d=13-13,5 см, заканчивается на уровне валунов.
2. Средняя немного уже, она тоже металлическая и достигает известнякового слоя либо переходит в следующую выше водоупорного слоя.
3. Третья, нижняя, самая узкая, выполненная из прочного пластика, не превышает d=12,5 см и устанавливается при наличии глинистых прослоек над известняком.

Сначала в скважину опускают самую широкую трубу, затем поочередно через нее продвигают вглубь более узкие.

Бурим вручную песчаную скважину

Этот тип источника предполагает выкачивание воды с глубины, достигающей 50 м. Песчаную скважину называют так, поскольку она «дает воду» из водосодержащего песчаного слоя грунта, залегание которого, обычно, – как раз полсотни метров. Эта глубина не гарантирует чистоту воды, поэтому периодически рекомендуется проверять содержимое скважины в санстанции на наличие органических и химических соединений.

Для организации песчаной скважины используется классическая схема с насосом. А для очистки воды от взвесей и мусора, пользуются фильтром, установленным на глубине. Фильтр требуется регулярно чистить. Срок службы песчаной скважины порядка 15 лет.

Схема бурения песочной скважины

Документальное оформление

Первый шаг в юридической подготовке к обустройству АС — это сбор документов для получения разрешения на бурение глубинной скважины. Их подают в Департамент по недропользованию — в территориальный отдел лицензирования в вашем регионе.

Перечень документов:

• свидетельство права собственности на участок, где планируется бурение;
• резолюция по проектированию, которую получают в Департаменте мониторинга недр;
• планы участка — кадастровый, генеральный, ситуационный;
• расчет потребления воды, утвержденный в Федеральном агентстве по Защите водных ресурсов;
• заключение от Роспотребнадзора о проведении работ на участке;
• документы юридического лица, если вы таковым являетесь (свидетельство о регистрации, устав);
• заключение геологической экспертизы;
• свидетельство о постановке участка на налоговый учет.

Перед сбором и подачей документов нужно получить разрешение в Министерстве природных ресурсов и экологии (МПРиЭ). Кроме того, в Облкомводе должен быть проверен и согласован проект будущей скважины.

Если глубина АС 100 м и более, то кроме сбора документации необходимо оплатить налоговый сбор. Общая стоимость лицензии и оформления без учета оплаты буровых работ составляет около 1 млн. руб. Это недешево, но вместе с тем 1 глубоководная скважина может снабдить водой несколько домов или даже небольшой поселок.

Услуги по юридическому оформлению предлагают буровые компании, это позволяет сэкономить время. Однако итоговую стоимость проекта это не уменьшает. Более подробные сведения о правилах и юридических аспектах оформления АС можно найти в законе РФ «О недрах». Необходимая информация содержится в статье 19.

Недостатки и преимущества ручного бурения скважины

Преимущества: дешевизна; отсутствие необходимости заезда на участок громоздкой спецтехники; ввиду относительно небольшой глубины, самодельные скважины прокачиваются быстрее, меньше затягиваются; если нет электричества, воду можно достать ручным всасывающим насосом.

Главный недостаток самостоятельного бурения – ограниченная глубина, дефицит специалистов, которые могут помочь в обслуживании самодельного колодца. Таким образом после прочтения этой статьи мы надеемся, что у вас не останется вопросов, как пробурить скважину своими руками.

Перечень работ по бурению

Если вырыть небольшой колодец при наличии знаний и умений можно своими руками с использованием нескольких помощников и минимума техники, то скважина на известняк требует профессионального подхода. Подготовка к созданию АС подразумевает составление проекта и расчет стоимости, геологические исследования для выбора точного места бурения, оформление документов.

Дальнейший алгоритм обустройства глубинной скважины включает следующие этапы:

1. Непосредственно бурение до известнякового слоя, под которым залегают артезианские воды.
2. Работы по укреплению скважины цементированием в зоне вокруг места закладки обсадных труб.
3. Измерение глубины будущей скважины.
4. Создание и укрепление обсадки.
5. Установка гидроаккумулятора, насоса, кессона и другого оборудования.
6. Химический анализ состава воды, оценка ее пригодности к употреблению.
7. Прокачка скважины с целью очистки.
8. Запуск оборудования для проверки его исправной работы.
9. Подключение скважины к системе водоснабжения.

В своей работе бурильщики задействуют разное оборудование и технику — буровую вышку для подъема труб, лебедку, бур, штанги, насосы для откачки грязной воды.

Бурильное оборудование и инструменты

При бурении артезианских скважин профессионалами используются буровые установки. Для скважин помельче подходит обычная тренога с лебедкой. Она будет опускать и поднимать буровой инструмент, состоящий из колонковой трубы, бурильных штанг, колонки для бурения, бура.

Спецоборудование, без которого сделать скважину проблематично, – буровой инструмент, который поможет углубиться в грунт (шнек), тренога и лебедка. Для бурения скважины своими руками потребуется металлический шнек. В качестве шнека может выступать ледобур, которым пользуются при зимней рыбалке. Главное, чтобы бур был из высокопрочной стали. Это самый дешевый вариант бурения скважины. Кроме треноги понадобятся трубы разного диаметра (водопроводные трубы, шланги, обсадная труба), вентили, кессон, фильтры, насос для скважины.

Процесс бурения артезианской скважины

Рекомендации и правила эксплуатации

Срок службы скважины напрямую зависит от соблюдения инструкции по эксплуатации, которая прилагается к АС вместе с паспортом. Внимательно прочтите ее перед использованием. Основные рекомендации следующие:

• своевременно производите замену очистительных фильтров;
• ежегодно проводите анализ химического состава воды, при его изменении корректируйте фильтрующую систему;
• при снижении давления во время отбора воды нужно вызвать специалистов, не предпринимая никаких самостоятельных мер;
• при возникновении аварийной ситуации обратитесь в соответствующую службу для устранения проблемы.

Технология проведения работ

До начала строительных работ необходимо взять разрешение и подготовить необходимые документы:

1. Бумаги, подтверждающие право собственности, и планы земельного участка. Среди них должны быть ситуационный, кадастровый и генеральный.
2. Производится расчет потребления воды. Расчет необходимо согласовывать с комитетом по водным ресурсам.
3. Чтобы обустроить санитарную зону в месте строительства скважины, получают согласие Роспотребнадзора.
4. На выполнение проектной работы обязательно нужно получить разрешение. Этими вопросами занимается Центр государственного мониторинга состояния недр.

Все полученные бумаги направляют в Департамент по недропользованию. На основе этих документов выдается лицензия на строительство АС.

Следующий этап — заключение договора с проектной организацией. Когда работы по строительству и монтажу колодца будут окончены, АС необходимо поставить на учет.

Этапы работ

Строительные работы по обустройству артезианского источника можно разделить на несколько этапов:

1. Определение глубины залегания водоносного слоя.
2. Поиск и подготовка участка для строительства.
3. Доставка строительного и бурильного оборудования на площадку.
4. Работы по разрыхлению грунта и его извлечению.
5. Монтаж труб.
6. Установка насосного оборудования.
7. Соединение водопроводной магистрали и оборудования.

Выбор технологии

Основным этапом строительства АС является бурение. Оно выполняется с применением специализированной техники. Могут быть использованы разные принципы работы, извлечение грунта выполняется по следующим технологиям:

1. Шнековое. Этот метод лучше всего подходит при устройстве колодца на легких песчаных грунтах. В этом случае главным рабочим инструментом является шнек — ось, оснащенная сплошной винтовой поверхностью. Преимуществами такой технологии можно назвать скорость проведения работ и относительно низкая стоимость. Однако использовать шнековое бурение можно только для устройства неглубоких источников. Если артезианский водоносный слой расположен глубоко, то стоит выбрать другую технологию.
2. Роторное. Процесс происходит с помощью бурового долота. В отличие от шнека этот инструмент обладает повышенной прочностью и справляется не только с рыхлыми почвами, но и с любыми твердыми породами, например с валунами. Недостаток состоит в более высокой стоимости выполнения работ.

Проведение бурения

Бурильные работы проводят в несколько этапов:

1. На участке размещают оборудование для бурения.
2. Выполняют рыхление породы согласно выбранной технологии.
3. Из скважины извлекают шлам — грунт, который образовался в ходе работы спецоборудования.
4. Вводится обсадная труба (или несколько труб в зависимости от того, какая схема конструкции была выбрана).
5. Выполняют сборку оборудования для артезианской скважины.

Обустройство скважины

Бурением работы по установке колодца не ограничивают — не менее важно правильно провести обустройство АС и ее запуск. Эти работы выполняют поэтапно:

1. Устанавливают кессон. Он может быть изготовлен из стали, бетона или пластика.
2. Проводят монтаж погружного насоса.
3. Выполняется наладка электропроводки и дополнительного оборудования.
4. Устанавливают гидроаккумулятор насоса и автоматический блок.
5. Точки водозабора и источник соединяют трубопроводом.
6. Выполняют декоративное оформление.

Калькуляторы для расчета

Скважины на известняк — самые дорогостоящие. Стоимость определяется несколькими факторами — глубиной бурения, диаметром обсадных труб, маркой насоса, объемом гидробака, типом обустройства устья (кессон, адаптер или просто железобетонные кольца), длиной траншеи до ввода в дом, транспортными расходами и др. Ориентировочная цена погонного метра бурения составляет от 2000 до 6000 руб.

Вы можете рассчитать стоимость глубинной скважины с учетом вышеперечисленных характеристик, используя специальный калькулятор.

Несмотря на сложность и дороговизну оформления и обустройства, артезианский колодец — это надежный источник чистой, качественной воды на много лет вперед.

Советы для тех, кто делает скважину самостоятельно

Перед началом работ хорошо бы поинтересоваться у соседей, каков уровень залегания воды в вашей местности. Если поблизости есть колодцы скважины – загляните туда.

Уровень воды выше 5 м – хорошая новость, потому что из инструментов для бурения понадобится только садовый бур.

Малогабаритную буровую установку или буровое устройство механическое — «ручник», можно арендовать. Так Вы получите возможность пользоваться удобным оборудованием и не платить за это больших денег.

Нельзя опускать трубу-водовод в скважину до самого дна. Она должна не дойти до самой глубокой точки примерно полметра. Так вода будет лучше идти наверх.

Труба, ведущая в скважину, обязательно должна иметь на поверхности вентиляционные отверстия, в ином случае, без доступа воздуха вода быстро станет затхлой. Удобно оборудовать на трубе откидную крышку, чтобы к скважине был постоянный доступ.

Самая удобная для оборудования скважины – цельная пластиковая труба.

После того, как скважина заработала, обязательно отдайте свою воду на экспертизу. Вода признается питьевой, если ее прозрачность не менее 30 см, содержание нитратов – не более 10 мг/л, в 1-ом литре менее 10 кишечных палочек, а максимальная оценка запаха и вкуса – 3 балла.

Обустройство и отделка скважины

Бурение артезианского колодца

Выбор способа бурения зависит от нескольких факторов:

• размер скважины – колодец небольшого диаметра можно бурить вручную.
• тип грунта;
• глубина водоносного горизонта.

При самостоятельно бурение артезианского колодца используют механическое устройство с треногой и обсадной трубой, имеющей специальную насадку. Для прохождения мягкого грунта берется винтообразный шнек, для твердого – долото. Прочные породы обычно проходят ударным способом бурения, используя металлический снаряд. Выбирание грунта из водоносного пласта производится желонкой.

Конструкция обсадной колонны

Как пробурить скважину на известняк своими руками

1. Бурится шурф при помощи шнека.
2. Шурф обязательно обустраивается обсадной трубой. Она выбирается исходя из слоя почвы: пластиковая или стальная.
3. Далее забивается обсадная. В глиняный грунтовый слой обсадка должна входить от одного метра и более. Благодаря этому исключается проникновение подземных вод.
4. Чтобы попасть в известняковый слой, бурение продолжают сквозь обсадную трубу. Диаметр шурфа в известняке будет меньшим. Можно использовать технологию гидробурения посредством специального гидротехнического приспособления или, например, пневмоударник, шнек и прочее. Главная задача – пройти межпластовой слой.
5. При достижении необходимой глубины с шурфа следует удалить всю породу.
6. Далее опускается пластиковая труба, которая будет защищать от размывания известняковые стенки. В итоге получается двухтрубная скважина. Нижняя часть трубы должна иметь перфорацию, через нее будет проникать жидкость.

После этого осуществляется монтаж наземного оборудования.

Инструменты для самостоятельной копки

Оборудование зависит от типа почвы. Например, на известняк используется роторный способ. Специальной установкой вращают бурильные элементы.

Используется долото при сооружении телескопической скважины. По мере заглубления применяют долото меньшего диаметра.

Используется тренога, если бурение осуществляться своими руками. На нее устанавливается электрический привод, чтобы автоматизировать процесс. При этом используется специальная штанга, имеющая бурильную головку. Если грунт сравнительно мягкий, используется бур-ложка.