Где и когда лучше бурить скважину на участке общие правила советы опытных буровиков

Основные способы забуривания скважин

В зависимости от вида и состояния горных пород в приповерхностном слое, диаметра и типа породоразрушающего инструмента, способа бурения, вида очистного агента и бурильной колонны применяют следующие основные способы забуривания скважин.

• 1. Установка трубы-направления скважины в шурф, предварительно выкопанный вручную. После установки в шурф трубу-направление или цементируют или закапывают. Этот способ применяется при бурении скважин большого диаметра шарошечными долотами с промывкой скважины глинистым раствором (в основном скважины на нефть и газ) и при бурении геологоразведочных скважин ударно-канатным способом.
• 2. Забуривание скважины «всухую», т. е. без промывки или продувки. Этот вариант находит применение при бурении с поверхности земли в тех случаях, если верхний интервал геологического разреза представлен осадочными породами при использовании обычных снарядов (без съемного керноприемника). Для бурения колонковый набор оснащают твердосплавной коронкой типа СМ или СА, а забуривание производят при медленном вращении колонны и повышенных нагрузках на глубину 2-3 м до коренных пород. Если коренные породы залегают глубже, то «всухую» бурят до предельно возможной глубины, а затем устанавливают трубу-направление и ведут бурение до коренных пород уже с промывкой инструментом меньшего размера.

Возможен вариант забуривания «всухую» посадкой обсадной колонны, оснащенной коронкой или башмаком в рыхлые сыпучие породы с вращением и под действием повышенной осевой нагрузки на предельно возможную глубину. Обсадную колонну после этого не извлекают, а породу внутри колонны разбуривают уже с промывкой колонковым набором меньшего размера.

3. Забуривание с продувкой пневмоударником или шарошечным долотом может применяться по любым, в том числе твердым, выветрелым породам, породам, насыщенным крупными обломками и на значительные глубины. Этот способ рекомендуется для различных условий бурения, но только в том случае, если не требуется керн в интервале забуривания. Для забуривания может использоваться, например, пневмоударник П-105 (диаметр долота 105 мм) и компрессор, обеспечивающий давление воздуха 0,2-0,5 МПа. Для оперативного забуривания целесообразно иметь в организации мобильный компрессор с комплектом бурового инструмента именно для осуществления операций забуривания.

При бурении по неустойчивым, аллювиальным, сыпучим породам бурение пневмоударником может осуществляться с поверхности с опережающим креплением ствола скважины, когда разрушение породы на забое сопровождается забиванием и обсадной колонны, оснащенной башмаком или специальным долотом. По данной схеме реализуется бурение в соответствии с методами OD, ODEX и DEPS компании Atlas Copco.

4. Забуривание с промывкой алмазным или твердосплавным инструментом проводят при бурении из подземных горных выработок без установки обсадных труб, если породы устойчивые и несклонные к набуханию и обваливанию.

Техническая вода в этом случае удаляется из скважины изливом и попадает в зумпф по канавке.

Устье скважины при бурении горизонтальных или восстающих скважин, буримых из подземных горных выработок, обязательно оборудуется специальным герметизирующим устье скважины патрубком при использовании для бурения снаряда ССК. Тогда доставка и извлечение керноприемника и овершота производится за счет регулируемого гидравлического напора в герметичном пространстве ствола скважины.

Вариант забуривания с промывкой практикуется и при бурении скважин с поверхности ССК. В этом случае забуривание производят с промывкой водой колонковым набором ССК с твердосплавной или алмазной коронкой до предельной глубины и извлекают на поверхность керноприемник с керном. Техническая вода, на начальном этапе, изливается из скважины и удаляется за пределы буровой установке по канавке. Далее производят обуривание оставленной в скважине и выходящей на поверхность колонковой трубы обсадной трубой большего размера, оснащенной армированным башмаком. После обуривания обсадной трубой бурение снарядом ССК продолжается, а обуривание обсадной колонной проводят до тех пор, пока обсадная колонна не войдет в плотные коренные породы.

Забуривание с промывкой производят и при бурении двойной колонной КГК (гидротранспорт керна). В этом случае вода циркулирует через зазоры в колонне и попадает в зумпф не изливаясь и не контактируя со стенками скважины.

Кустовое бурение

Такое название метод носит по той причине, что готовая схема устьев и забоев напоминает собой своеобразный куст. К одному устью сходятся скважины из нескольких забоев, сгруппированных на одной площадке. В случае такого метода значительно сокращаются монтажные и подготовительные работы, снижается количество рабочих транспортных сообщений, линий электропередач и подачи воды.

Особенностью кустового способа является определенное условие строительства скважины. В частности, важнейшим условием является отсутствие пересечения стволов между собой.

Недостатки способа:

• Требуется прекращение работы скважин до завершения строительства определенной конструкции в целях противопожарной безопасности.
• Высокий риск пересечения проделанных стаканов.
• Капитальный ремонт такой конструкции достаточно сложен.
• При подводном бурении сложно устранить грифоны.

Кустовое бурение используется в тех случаях, когда требуется повышение нефте- и газоотдачи в продуктивной территории, либо при возобновлении работы неработающей скважины. Строительство скважины кустовым способом может быть трехствольным, двуствольным параллельным, двуствольным последовательным.

Конструкция куста имеет конический вид с вершиной в виде кустовой площадки. Объем монтажных и подготовительных работ зависит от размещения устья куста, также от этого зависит и площадь территории для будущего отчуждения от куста. Максимальная эффективность такого способа бурения достигается в условиях болотистой местности.

Технология бурения артезианской скважины на воду

При заказе бурения артезианской скважины желательно проконтролировать весь процесс бурения от начала до конца, чтобы понимать, что делают бурильщики, и не мухлюют ли они, упрощая себе работу. Данная статья призвана дать понять владельцу земельного участка технологию бурения артезианских скважин на воду (на известняк), чтобы правильно принять работу у буровиков и не потратить деньги впустую.

Технология бурения артезианской скважины на воду включает 3 этапа:

1. Разрушение породы.
2. Удаление породы из скважины.
3. Обустройство стенок скважины обсадными трубами.

Для бурения скважин используются передвижные буровые установки на базе грузовых автомобилей МАЗ, ЗИЛ и КамАЗ (импортные буровые установки базируются еще и на гусеничных машинах для труднопроходимой местности). Способ бурения называется роторным, поскольку для вращения долот используется ротор на буровой установке.

В качестве бурильного инструмента используется шарошечное долото разных диаметров. Транспортировка пробуренных пород н поверхность осуществляется с помощью специального раствора, поступающего в скважину через буровую штангу.

Верхние породы бурятся крупным долотом (неизвестно, придется использовать одну, две или даже три трубы для обсадки артезианской скважины, а чтобы поместить их одну в другую, нужен больший диаметр бурения, поэтому сначала бурят большим долотом).

В процессе вынимания пород грунта буровик должен фиксировать изменения породы в буровой журнал.

При прохождении неустойчивых пород для промывания скважины применяют глинистый раствор. Если бурение начинается сразу с глинистых слоев, то раствор сам по себе получится глинистым. Чтобы сделать глинистый раствор искусственно, используют бентонитовую глину (иногда с небольшим добавлением цемента).

Когда бур дойдет до твердого известняка, бурение на время прекращают и оборудуют скважину обсадной трубой наибольшего диаметра для защиты от осыпания стенок скважины и проникновения внутрь поверхностных вод из вышележащих слоев грунта.

В зависимости от типов грунта может использоваться до трех обсадных труб для обустройства артезианской скважины (например, если в твердой породе известняка присутствуют глинистые жилы). Конструкцию из трех обсадных труб называют телескопической.

После обсаживания скважины до известняка в обсадной трубе известняк бурится долотом меньшего диаметра (в этом процессе известняк промывается чистой водой, чтобы грязный раствор не попал в чистый водоносный слой по завершении бурения). Затем в пробуренное отверстие опускается эксплуатационная перфорированная труба. Трубы промываются до появления чистой воды.

Очень важным моментом при бурении артезианской скважины является изоляция нижних чистых слоев воды от верхних. Для качественной изоляции применяется материал компактонит. Это гранулы сухой глины, которые при встрече с влажной средой разбухают в несколько раз, препятствуя проникновению влаги в скважину. Данный способ изоляции обоснованно дороже остальных. Перед заказом бурения обязательно уточните, какую изоляцию использует буровая фирма.

По завершении всех работ по бурению артезианской скважины буровики делают все необходимые замеры и проверяют скважину. Затем владельцу выдается паспорт, в котором указана глубина скважины, дебет, высота уровня воды и другие характеристики .

Трубы для артезианской скважины

Для артезианских скважин в качестве обсадных, как правило, используются стальные трубы, но сейчас становятся популярными и металлопластиковые трубы. Для соединения труб раньше использовали сварку, но она зарекомендовала себя как рискованный способ соединения. Поэтому сейчас производятся трубы с резьбовыми соединениями. В качестве эксплуатационных применяются трубы из пластика и его видов, а также стальные.

Конструктивные виды скважин

Используемые конструкции делят скважины на типы:

• с одной колонной;
• с двумя колоннами.

Вышеуказанные типы скважин подразумевают количество труб при бурении и эксплуатации шахты.

Одновременное использование обсадной и эксплуатационной трубы считается более дорогим вариантом, однако позволяет продлить срок эксплуатации. В таком случае даже артезианская скважина может иметь внутреннюю ПВХ трубу.

Виды фильтров из гравия, которые размещаются:

• между породой и водозаборной трубой при нижней заглушке;
• между обсадной и водозаборной колонами при нижней заглушке;
• в при забойной зоне с учетом поступления воды через низ водозаборной трубы.

Каждый из вышеуказанных фильтров имеет свои особенности и преимущества.

Скважина во дворе – быть или не быть

Бурение скважины – дело трудоёмкое и грязное, и стремление владельцев земельных участков к его самостоятельному исполнению продиктовано исключительно необходимостью экономии. Есть, конечно, специализированные организации, которые сделают всё быстро и качественно, но такая услуга обойдётся практически в ту же цену, что и материал. Отсюда и желание – а иногда и необоснованная уверенность в целесообразности непрофессионального подхода к этому действу.

Буровая установка легко пройдёт даже скальный грунт

Когда оно может оказаться пустой тратой времени? Например, когда зеркало вод грунтового бассейна сильно удалено от поверхности. Для того чтобы браться за добычу подземной воды, вы должны быть уверены, что она там есть. И даже когда она располагается близко (бывает, что находится и в одном метре от поверхности), не факт, что её качество будет питьевым.

Скорее всего, это верховодка – очаговая зона рыхлого грунта, пустоты в котором заполняются дождевой или талой водой. Ею можно разве что поливать грядки или мыть машину. К тому же верховодка нестабильна, и в летнее время вода из неё может уходить полностью. Что же это тогда за водоснабжение?

Ориентировочная схема залегания воды

Более стабилен уровень вод в грунтовом бассейне, который залегает ниже верховодки, в первом песчаном слое, подстилаемом глинистым водоупором. Именно в этом горизонте берут воду для колодцев и обычных скважин (именуемых «на песке»). По закону это можно делать бесплатно и без всяких на то разрешений, если вы не углубились дальше этого слоя.

Тем не менее, добыча воды из ближайшего к поверхности земли песчаного, насыщенного водой слоя, тоже может оказаться проблемной. Например, по причине его сильной удалённости, которая может составить 30 и более метров. Для профессиональных бурильщиков это просто мелочь, а для человека с самодельным буром – настоящая каторга.

Выбор типа скважины в зависимости от удалённости водного бассейна

Сам собой возникает вопрос: а как узнать, на каком уровне находится вода? Проще всего, когда у ваших соседей уже есть водозабор – можно сориентироваться по его глубине. Если это не представляется возможным, обратитесь в местную геологическую партию – у них должны быть данные, причём ежегодно обновляющиеся.

Пример составления карты с данными по глубине залегания вод

Если же и тут ничего не получилось, придётся положиться на дедовские способы поиска воды. А они, кстати говоря, тоже работают: там, где ближе вода, буйно растёт трава – а так же скрещиваются Г-образные металлические стержни. Только ответа на вопрос о точной глубине её залегания такими методами вы всё равно не получите, а от этого зависит, какой тип скважины вам нужно бурить. А их в этом случае может быть всего два.

Вариант №1. Мини-скважина (абиссинская, скважина-игла, трубчатый колодец)

Такой водозабор имеет диаметр менее 3-х дюймов, и глубину не более 8 метров. Его преимущество состоит в том, что его можно расположить не на участке, а в подполье дома, и не заморачиваться по поводу утепления устья и поверхностного оборудования.

Ограничение по глубине связано с тем, что никакой погружной насос в такую проходку не зайдёт, так как их диаметры, от этих самых 3-х дюймов только начинаются. А поверхностные насосы не могут доставать воду с большей глубины, чем 7-8 м.

Добыча воды бытовой насосной станцией из мини-скважины

Цены на насосные станции

Насосные станции

Обслуживание абиссинской скважины

Вариант №2. Скважина на песке

Имеет диаметр от 80 мм и больше, глубина может достигать отметки 40-50 м – в соответствии с уровнем залегания зеркала вод под землёй. Её тоже можно пробурить самостоятельно – при условии, что это будет не слишком глубоко.

Полноценная скважина имеет больший диаметр

Проходка длиною в 15-20 метров вполне реальна, но опять же, трудоёмкость работ зависит и от диаметра шурфа, и от типа вынимаемого из него грунта. Если он будет преимущественно каменистым, скорее всего вы пожалеете, что взялись за такую работу. И вдвойне будет обидно, если окажется, что в найденном горизонте мало воды.

Если всё получится, вы сможете установить насос не на поверхности, а в стволе скважины, да и вода в ней наверняка будет чище, так как прошла через более толстые слои грунта.

К преимуществам такого водозабора можно отнести и возможность углубления ствола в случае истощения запасов воды в эксплуатируемом горизонте.

Структура скважины на песке

Оборудование

Работы по обустройству гидрогеологических скважин выполняют с помощью снаряда Шитца. Это особая установка, конструкция которой включает:

• вышку, оборудованную штангой;
• забивной клапан или стакан;
• станок;
• желонку и долото;
• каркас.

Вышку монтируют в заранее подготовленный треножник, который представляет собой конструкцию из стальных труб или деревянных брусьев. Установка конструкции осуществляется с помощью специальных крепежей и отверток. Вверху вышки устанавливают ворот для пропуска через него троса, который будет поднимать и опускать долото

При этом важно учитывать, чтобы общая длина рабочего органа была меньше высоты установки

Штангу собирают из металлических болванок, а соединение дополнительных деталей происходит посредством использования болтов или фланцев. Чтобы сделать оборудование тяжелым, внутрь образованной полости заливают бетон. Основным бурильным инструментом является стакан. Торец стакана имеет заострение в центре, поэтому при проведении работ снаряд проникает в грунт на большую глубину и без особых усилий. Дополнительно по кромке размещены острые зубья, предназначенные для разрушения влажных пород.

В верхней части стакана оборудовано место, куда бьет штанга в процессе. Оно называется наковальней. В случае использования снаряда больших размеров сохраняется ровная забивка скважины. Длина стандартного оборудования должна превышать 2 метра. Для изготовления желонки используют стальную трубу с диаметром более 90 мм. Внизу находится клапан, открытие которого происходит при соприкосновении установки с землей. Такой подход обеспечивает проникновение земли в снаряд.

Как только оборудование начинает подниматься, клапан под тяжестью грунта закрывается. Тросы изготовлены из стальных канатов, выполненных из соединенной проволоки, что обеспечивает их высокую прочность и долговечность. Толщину троса подбирают в зависимости от массы снаряда забивной штанги

При выборе оборудования во внимание принимают подсчитанное разрывное усилие. Дополнительно рекомендуется учитывать коэффициент безопасности работ

В некоторых случаях бурение скважин производится с использованием так называемых обсадных стенок. Суть технологии заключается в укреплении ствола скважины специальными трубами, которые выпускают в двух модификациях.

• Муфтовые. Такие трубы с двух сторон оборудованы резьбой. Фиксация обсадных элементов осуществляется посредством предусмотренного резьбового соединения на концах труб.
• С высаженными концами. Стыковка происходит благодаря особой конструкции трубы, на одном из торцов которой расположена высадка. Она представляет собой увеличенное сечение, созданное путем термической обработки. Внутри сечения находится резьба.

Некоторые владельцы загородных участков для обсаживания используют трубы из ПВХ. При строительстве гидротехнического сооружения рекомендуется тщательно подойти к подбору элементов буровой установки.

Кустарные способы

Буровые работы для создания скважинной шахты являются трудоемкими. Однако некоторые владельцы загородной недвижимости предпочитают выполнять их самостоятельно. Скважина своими руками обойдется намного дешевле услуг специализированной компании. В этом случае возможно пробурить шахту глубиной только до 40 м. Потому что у владельца земельного участка нет в наличии специального бурового оборудования.

Ударно-канатный метод

Для реализации этого метода нужно сделать желонку. Она создается из отреза трубы, у которой делают острый край и клапан. Такой инструмент способен пробурить шахту на глубину до 30 м и более.

Этапы выполнения работ:

• создание небольшого углубления для упрощения буровых работ;
• установка треноги с блоком поверх углубления;
• на блок устанавливается трос с желонкой;
• в углубление с высоты не менее 1,5 м роняют желонку;
• сверху по желонке наносится несколько ударов для захвата большего количества грунтового шлама и ускорения процесса бурения;
• в отверстие шахты устанавливают обсадную трубу или колонну, это позволит предотвратить разрушение стенок.

При создании скважины при помощи ударно-канатной технологии стоит углублять ее до второго водоносного слоя. Это позволит увеличить срок эксплуатации, получить более чистую воду. Вместо желонки часто используют цилиндрический бур в виде стакана. Он не оснащен клапаном, но позволяет ускорить процесс выполнения буровых работ. Особенно в вязких и суглинистых грунтах. Комплексное использование цилиндрического бура и желонки тоже способствует более быстрому производству работ и является предпочтительным.

Роторный способ

Для реализации технологии нужно сделать роторный механизм, работающий от приводящего вала. Для разрушения грунтовой породы используют утяжеленные буровые конструкции. Они служат в качестве долота. Ручное бурение скважин на воду таким методом отличается трудоемкостью. При создании установки нужно учитывать необходимость в промывании. Для этого используют вертлюг, с помощью которого транспортируется промывочная жидкость. Она проникает в забой через специальные насадки.

Поднятие и опускание буровой части установки осуществляется при помощи нескольких труб общей длиной от 25 до 50 м. При поднятии вынимают грунтовый шлак. После того как бур очищен, применяют промывочную жидкость.

Суть технологии

Грунторазрушающим устройством служит колонковый бур (буровая коронка) – специальный инструмент, имеющий твердосплавные режущие части или алмазные вставки.

С его помощью профессиональные бурильщики максимально быстро образуют в грунте отверстия нужной глубины и диаметра.

Колонковое бурение скважин проводится мастерами при высоких оборотах основной детали, поэтому установка подвержена мощной нагрузке. Для устройства коронки – прочного и удобного кольца из стальной заготовки – пустотелого цилиндрического куска с острыми резцами – применяют твердые сплавы: вольфрам, победит и сталь или алмазы.

Коронка движется строго по краю, а порода изнутри остается нетронутой. После того как рабочий ствол заполнится грунтом, образцы периодически извлекают для исследования из керноприемника и определения геологического разреза места.

Небольшой диаметр бура до 160 мм позволяет преодолеть за смену до нескольких сотен метров, все зависит от твердости породы.

После выполнения колонковой проходки и изучения результатов, легко начинать шнековое бурение с полным извлечением содержимого скважины.

Как оборудовать пробитую скважину

Пробить/пробурить скважину недостаточно. Надо еще воду поднять, а это — совсем другая история. Как провести воду из скважины к дому читайте тут.  Если хотите сделать водоснабжение постоянным, с нормальным давлением, чтобы можно было подключать бытовую технику, вам понадобится насосная станция.

Для сезонного водоснабжения на даче обойтись можно более скромным набором:

• вибрационный насос;
• обратный клапан, который устанавливается перед насосом;
• емкость для воды;
• поливочный шланг;
• краны и т.д.

Обратите внимание, что обратный клапан устанавливается перед насосом, а не на конце шланга, погруженного в скважину. Просто так этот самый шланг при заморозках не разорвет

Еще один плюс такого устройства — проще демонтировать на зиму.

Еще один совет: скважину надо чем-то закрыть. В домах постоянного проживания делают кессон — бетонный или пластиковый  бункер, который находится ниже глубины промерзания. В нем ставят все оборудование. При использовании воды только периодически кессон — слишком дорогое удовольствие. Но закрыть скважину чем-то надо. Во-первых в нее может упасть какая-то живность, что никак не обрадует вас. Во-вторых, «добрые»соседи могут что-то уронить. Более бюджетный выход — построить домик по типу колодезного. Еще более дешевый вариант — выкопать приямок, оббить его доской, сделать дощатую крышку. Ключевой момент: все это должно запираться на замок.

Способы для самостоятельного бурения

Чтобы пробурить скважину на воду на даче, приусадебном участке, сельском подворье, необходимо учитывать, что есть три диапазона глубин, на которых залегают водоносные пласты:

1. Абиссинский колодец. До воды придется бурить от полутора до 10 метров.
2. На песок. Чтобы сделать скважину такого типа, нужно проколоть грунт до отметки в диапазоне от 12 до 50 м.
3. Артезианский источник. 100-350 метров. Самая глубокая скважина, но с самой чистой водой, пригодной для питья.

При этом каждый раз используется отдельный вид буровых установок. Определяющим фактором является выбранный способ производства буровых работ.

Ударно-канатный

При таком бурении скважин на воду технология процесса предполагает поднятие трубы с тремя резцами на высоту. После этого, будучи утяжеленной грузом, она опускается, и под собственным весом дробит породу. Еще одним устройством, необходимым для извлечения раздробленного грунта, является желонка. Все перечисленное можно купить или изготовить собственными руками.

Но перед тем как пробурить скважину своими руками придется воспользоваться садовым или рыбацким буром, чтобы сделать первичное углубление. Также потребуется тренога из металлопрофиля, трос и система блоков. Поднимать ударник можно ручной или автоматизированной лебедкой. Применение электродвигателя ускорит процесс.

Шнековый

Такая технология бурения скважин под воду предполагает использование бура, который представляет собой стержень с винтовой лопастью. В качестве первого элемента используют трубу диаметром 10 см. На нее наваривают лопасть, наружные грани которой формируют диаметр 20 см. Чтобы изготовить один виток используют круг из листового металла.

От цента по радиусу делается разрез, а по оси вырезается отверстие, равное диаметру трубы. Конструкция «разводится» так, чтобы образовался винт, который нужно приварить. Чтобы пробурить скважину на даче своими руками с помощью шнека, необходимо устройство, которое будет служить приводом.

Это может быть металлическая рукоять. Главное, чтобы ее можно было отсоединить. По мере заглубления бура в грунт его наращивают, добавляя очередную секцию. Крепление сварочное, надежное, чтобы в процессе работ элементы не рассоединились. После окончания процедуры вся конструкция вынимается, а в шахту опускаются обсадные трубы.

Роторный

Такое бурение скважины на даче – не самый дешевый вариант, но самый эффективный. Суть метода в совмещении двух технологий (ударной и шнековой). Главным элементом, принимающим нагрузку, является коронка, которая закрепляется на трубе. По мере ее погружения в грунт добавляются секции.

Перед тем, как сделать скважину, необходимо позаботиться о подаче воды внутрь бура. Это позволит размягчить грунт, что позволит продлить срок службы коронки. Данный способ ускорит процесс бурения. Также понадобится специальная установка, которая будет вращать, поднимать и опускать бур с коронкой.

Прокол

Это отдельная технология, которая позволяет пронизывать грунт горизонтально. Это необходимо для прокладки трубопровода, кабелей и прочих коммуникативных систем под дорогами, строениями, в местах, где рыть траншею нельзя. По свое сути это шнековый способ, но применяется он для бурения по горизонтали.

https://youtube.com/watch?v=LsyyVxKLfNY

Роется котлован, устанавливается установка, начинается процесс бурения с периодической выборкой породы из котлована. Если воду на даче можно получить из скважины, отделенной препятствием, делается прокол, закладывается горизонтальная обсадная труба, протягивается трубопровод. Все можно сделать собственными руками.