Как пробурить скважину своими руками

Как пробурить скважину своими руками?

Цель при выборе метода бурения состоит в том, чтобы применить наименее дорогой, учитывая тип материала, грунт и глубину, чтобы достичь приемлемого источника подземных вод. Неглубоким источникам трудно справиться со средним потреблением. По оценкам, каждый человек использует от 30 до 60 литров в день. Большая часть потребления приходится для смывание туалетов и купание. Если семья из четырех персон, легко понять, что понадобится подача до 500 л в сутки. Поэтому буровые работы проводятся после исследования гидрогеологии в месте будущей скважины. От результатов зависит тип будущего источника воды:

1. Артезианская скважина. Создается при помощи буровых машин или установок, поскольку залегание водоносного горизонта находится достаточно глубоко.
2. Абиссинский колодец. Легко забивается вручную, потому что вода находится не далеко то поверхности.
3. Фильтровая песчаная. Создается на средних, малых глубинах.

Скважина своими руками. Как и чем пробурить? В геологии существует несколько способов:

Ударно канатный

Ударно канатный с использованием желонки или снарядом Шитца. Оба варианта применяются для разрушения пластов после чего разрушенная порода извлекается из скважины. Желонка лебедкой поднимается вверх, под своим весом падает на забой вгрызаясь в пласт одновременно открывая заборный клапан. При поднятии снаряда клапан закрывается, запирая породу внутри себя и при помощи лебедки поднимается наружу. Ударно канатный способ используется в основном в строительстве. Для скважин на воду не используется так как технология считается трудоемкой и устаревшей.

Колонковый с отбором керна.

Керном называется столб грунта, образующийся во время разбурки кольцевым забоем вращательным способом. Используется в основном в геологоразведке. Инструмент для разбурки колонковым способом с отбором керна – это направляющая определенного диаметра с алмазной коронкой и кернорвателем. Наращивание производится при помощи буровых штанг.

Шнековый

Шнек это, как правило двух метровая ось с наваренной винтовой ребордой червячного типа. Соединение шнеков производится шестигранными, или винтовыми замками. Роль разрушения породы при шнековом бурении выполняет забурник. Грунт на полостях реборды во время вращения колонны выносится на поверхность. По мере необходимости колонна наращивается до нужной глубины. После чего опускают обсадку и погружной насос.

Роторный

В роторном или колонковым бурением с промывкой забоя в качестве рабочего инструмента применяются штанги, которые по мере углубления наращиваются в колонну, направляющая с шарошечным долотом. Шлам выносится при помощи промывочной жидкости или воздуха под давлением (с продувкой забоя). После того как сооружена скважина, в ствол опускается обсадная труба. Выбор диаметра и материала обсадной трубы происходит по согласованию с заказчиком. От качества расходных материалов зависит реальный срок службы скважины, а от диаметра ее дебит. Все эти вопросы решаются индивидуально.

Фото и видео материал про артезианскую скважину можно посмотреть здесь и тут

Эти технологии, кроме ударно-канатного, достигаются вращательным способом и требуют применение тяжелой буровой техники, например, УРБ 2А2 на базе вездеходных грузовиков, самоходной малогабаритной буровой установки, либо треноги.

Единственный способ соорудить скважину на участке или даче без применения специальной техники – это забивная скважина или игла. Такой метод имеет преимущества (не требуется мощная буровая техника, меньшие денежные затраты) и

недостатки (короткий срок службы, маленький дебет, неприемлемое качество воды).

Что нужно знать о бурении скважин?

Питьевая вода является одной из насущных потребностей, которую следует обязательно обеспечить для жилого дома. При этом, не каждый дачный участок или частный дом имеет оптимальный способ поставки воды. Многие пользуются централизованным водоснабжением, а другим и вовсе требуется ходить за водой на водоемы или насосные станции.

В таких условиях создание собственной скважины является оптимальным вариантом и многие выбирают бурение скважин на воду своими руками на участке. Конечно, самостоятельность дает много преимуществ: независимость, экономию финансов (хотя на деле относительную) и возможность варьировать варианты бурения под собственные потребности. Тем не менее, такой выбор часто чреват не самыми оптимальными итогами.

В процессе создания скважины нужно учитывать массу нюансов. Следует грамотно выполнить:

исследование грунтов;

выбор способа и бурения грунта;

установку оборудования и подключение системы водоснабжения.

Если бурение скважины проводится на небольшой территории, ее местонахождение определяет положение участка и удобство доставки воды в дом или другие постройки. А если территория участка большая, осуществляется геологоразведка и используется специальное оборудование, которое с точностью может определить оптимальное место для расположения скважины. Это оборудование помогает с точностью установить расположение водяного слоя под землей, а после этих работ можно выбрать подходящее место для скважины.

Но большой проблемой считается бурение в тех местах, где почва состоит из камней, пустот и твердых участков. Только профессиональные рабочие могут использовать оборудование для скважин и качественно производить все работы. Для бурения неглубоких скважин используются малогабаритные установки. Место под их размещение потребуется немного. Это оборудование можно использовать в самых труднодоступных местах, куда не добраться крупной технике. Для больших территорий и бурения глубоких скважин используют крупные буровые установки, которые располагаются на машинах ЗИЛ или КамАЗ. Эти установки производят известняковое бурение.

Какой глубины может быть скважина?

От того, на какой глубине размещается вода под землей, от видов пластов грунта и оборудования для дальнейшего использования скважины зависит выбор способа бурения скважин. В наше время существует несколько таких способов.

Способы бурения скважин

Способ бурения скважин для колодца включает в себя установку колец из железобетона и удаление пластов земли внутри этих колец. Этот метод является самым простым и используется давно.

Роторный способ бурения включает в себя разбивку твердых породных пластов буром. Во время этого процесса происходит постоянная подача воды. Затем делают укрепление стенок обсадными трубами. После их установки производят бурение с помощью шарошечного долота меньшего по размеру, чем первый бур. Этот способ применяют при глубине скважин более 50 метров.

Способ шнекового бурения без применения воды используют, что бы пробурить скважины до 60 метров. Применяют этот способ, когда структура земных шаров является мягкой и податливой. Для бурения пластичных участков используют простые резцы, а для более твердых пород, применяют специальные буры-керноприемники.

Способ абиссинских колодцев производится, если надобно сделать скважину до 30 метров в глубину. Этот метод нельзя полностью отнести к способам бурения скважин. Техника его выполнения довольно разнообразна.

Глубина, на которую бурится скважина, зависит от того, сколько воды требуется. Исходя из этого, можно говорить о том, что скважины бывают разрешенной глубины, более глубокие, необходимо обязательно регистрировать в государственных органах, отвечающих за это.

Глубина считается разрешенной тогда, когда она не затрагивает уникальные недра, а так же природные ресурсы, но регистрация позволяет сделать большое углубление, которое порой просто необходимо в местах, где вода находится слишком глубоко.

Как показывает практика, любая глубина должна быть зарегистрирована, а для содержания скважины потребитель вынужден ежегодно платить определенный налог, сумма которого напрямую зависит от того, насколько углубляются в недра.

Разрешенная глубина скважины от пяти метров и до двадцати. Некоторые регионы предусматривают максимальный порог равный сорока метрам, в силу природного расположения пластов.

Все скважины делятся: пробуренные на песок (8-10 метров), на гравий (12-17 метров), на известняк (15-45 метров), верховодки (5-6 метров) и артезианские (50-80 метров).

Качество воды из скважины

Качество воды тоже зависит напрямую от того, какой глубины конструкция.

Если нужна вода для полива, то верховодки вполне достаточно, такая вода практически не пригодна для питья, но ее достаточно, чтобы осуществлять полив, впрочем, оборудование для фильтрации использовать все равно придется.

На песок скважины чище, в силу того, что сам песок выступает дополнительным фильтром. Он хорошо препятствует проникновению в воду примесям тяжелых металлов и небольшим камням, но монтаж системы водоочистки все равно нужен.

Самыми чистыми считаются артезианские скважины, такая вода очень чистая, но для большего качества воды оборудование для фильтрации нельзя исключать.

Подводим итоги

У каждого из представленных вариантов есть положительные и отрицательные стороны. Но в любом случае ручное бурение скважин – это трудоемкий процесс, требующий инструментов, приспособлений, физических сил и терпения. Для получения результата вам может понадобиться от 2-3 дней до 2 недель.Многие пытаются самостоятельно в ручную бурить скважину, но это достаточно трудный процесс, все же, лучше довериться специалистам, ведь цена за метр бурения скважины совсем не высокая, а сам процесс займет намного меньше времени.

Бурение скважин в зимнее время

При строительстве или заселении в готовый дом зимой может потребоваться срочная организация водоснабжения.

Бурение скважин на воду зимой вполне обычное явление и имеет ряд плюсов. К ним относятся:

• снижение цен из-за меньшего количества заказов у буровиков;
• уменьшение повреждений грунта на участке;
• отсутствие необходимости утилизации глинистого раствора;
• проезд грузовой техники в закрытые для движения летом населенные пункты;
• возможность беспроблемного бурения в местах с высоким уровнем грунтовых вод.

Поэтому зимнее бурение становится более популярным у владельцев частных домов. Множество плюсов оттеняются только одним минусом — дискомфорт работы для буровиков. Возможность предоставить им горячий чай или место для обогрева оставляет в зимнем бурении только плюсы.

Скважины могут быть по направленности:

вертикальные, угол отклонения ствола которой от вертикали — не более 5 о ;

наклонно-направленные, угол отклонения ствола которой от вертикали — более 5 о .

Горизонтальные скважины, угол отклонения от вертикали ствола которой равен 90 о , относятся к наклонно-направленным.

С практической точки зрения, горизонтальная скважина — это скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.

Виды скважин на воду своими руками

В зависимости от грунта, потребностей и возможностей потребителей, добывать воду можно различными способами:

1. Обычный колодец. Вода поступает в него из близко протекающих родников. Выполняет единственную функцию — накопление. Такое бурение скважины на воду, выполненное своими руками не должно затратить много средств и сил.

2. Песчаная скважина. Песок в ней выполняет функцию фильтра. Это самый классический источник питьевой воды, пробурив скважину этого типа, вы обеспечите себя водой на срок до 15 лет.

3. Абиссинский колодец. Он известен с древности. Для самостоятельного бурения скважин на воду такого вида, необходимо, чтобы грунтовые воды располагались не глубже 12 м.

4. Артезианская скважина. Глубина скважины как правило от 50 метров. Она подходит для коттеджей с большим расходом питьевой воды. Имеет долгий срок функционирования — до 50 лет.

Скважины других видов, как правило, не бурятся в масштабах частной постройки.

Самые простые методы бурения скважин

Доступно несколько способов, подходящих для ручного бурения скважин на воду своими силами, они отличаются технологиями и подготовкой.

Ударно-канатный

Предельно медленный, но, пожалуй, самый простой в подготовке метод. Подходит людям с хорошей физической подготовкой.

В качестве орудия используется желонка — тонкая длинная труба, имеет клапан и острый конец с одной стороны.

Работа ведется по следующему плану:

1. В грунте проделывается углубление для облегчения начала работы.

2. Прямо над ним устанавливается тренога с прикрепленным блоком, к нему с помощью троса крепится желонка.

3. Желонка бросается в углубление с высоты около 2 м.

4. Многократные удары разрыхляют грунт, углубление становится с каждым разом больше. Клапан желонки не дает грунту засыпаться обратно.

5. После достижение «зеркала», стоит продолжить углубление до следующего слоя.

При таком методе, скважина под воду своими руками подойдет для любого грунта.

Абиссинский колодец

Его средняя глубина составляет 10 м. Этот вид скважины можно сделать даже внутри помещения. Для прокачки воды подойдет как электрический, так и ручной насос.

С бурением такой скважины можно справиться за несколько часов, если водоносный слой близок.

Работу начинают с бурения небольшого отверстия. В него пропускают обсадную трубу, в которой размещен фильтр. Она вбивается в грунт до тех пор, пока не достигнет воды.

Абиссинский колодец подойдет для пользования на даче, садовом участке.

Перечисленные методы ручного бурения скважин на воду подойдут для людей, не имеющих профессионального оборудования и специального технического образования.

Как сделать буровой инструмент

Необходимый инструмент для бурения можно изготовить собственными силами, среди подручных материалов всегда можно найти подходящие детали.

Когда мы бурим скважину без профессионального инструмента своими руками, нам понадобиться главный в этом деле агрегат — бур.

Его можно сделать двух видов:

• ложковый;
• спиральный.

Ложковый бур изготавливается с применением стального цилиндра. Среди подручных элементов можно найти отрезок обычной трубы из металла диаметром около 10 см и длиной не больше 60-70 см.

Внизу край трубы сворачивают и тщательно точат, затем делают продольное отверстие, с помощью которого будет происходить очистка бура от грунта.

Внизу бура крепятся 2 ложкообразных острых лезвия и длинное сверло, приваренное по оси.

Такая конструкция бура позволяет разрыхлять грунт как по вертикали, так и по горизонтали.

Для изготовления второго варианта нужно добыть толстый металлический стрежень, заостренный с одного конца. К нему привариваются ножки, например, из разрезанного надвое металлического диска. Его края необходимо наточить до остра.

Ножки необходимо приварить не ближе 20 см к краю под углом 20°, после изготовления они остро точатся, чтобы легче входить в грунт. Должно получиться 2 ножа, симметрично расположенные по бокам стержня.

Диаметр получившегося бура не должен превышать внутренний диаметр помещающейся в нем обсадной трубы.

Как подготовиться к проведению буровых работ по устройству скважин

Когда решение о ручном бурении скважины принято, необходимо найти подходящее вместо. Для этого нужно знать необходимые условия для расположения скважины:

• рядом не должно быть выгребных ям, иначе вредные вещества и бактерии смогут попасть в питьевую воду;
• на выбранной территории должно хватать места для установки водораспределительного узла;
• участок под скважину выбирается также исходя из зонирования, на случай, если вы соберетесь возводить дополнительные постройки.

Далее выбирается устройство будущей скважины и, соответственно, способ бурения, подходящий для нее.

В каком порядке выполняют буровые работы

После выбора места под скважину и составления схемы бурения, переходят к практической подготовке:

1. Обустройство и разметка рабочей площадки;
2. Сборка необходимого оборудования;
3. Бурение (минимум 3 рабочих дня);
4. Монтаж системы фильтрации;
5. Фиксация обсадной трубы;
6. Промывка фильтра и герметизация трубы на поверхности;
7. Пробное откачивание воды;
8. Спуск и монтаж глубинного насоса, подключение трубы водораспределительной установки;
9. Гидроизоляция надземной части скважины.

Желонка для скважины своими руками

При выборе ударно-канатного варианта, желонка для скважины может быть также самостоятельно.

Для этого подойдет стальная труба, к низу которой крепится клапан — круглый лист, закрывающий низ трубы.

Край внизу трубы затачивают внутрь. А на верх крепят защитную сетку и ручку для троса.

Бурение скважины для воды с помощью шнековой установки

Для выполнения бурения этим способом необходимо специальное устройство — шнек. Оно представляет собой стальную штангу с лопастями в виде спирали.

За счет своей конструкции, напоминающей винт, он с минимальными усилиями вкручивается в мягкий грунт. Стоит учесть, что в рыхлом из-за песка или твердом грунте шнек не пройдет, придется выбирать другой способ бурения.

Если по ходу бурения будут попадаться валуны, их можно разбивать долотом.

Процесс бурения выглядит следующим образом:

1. Вертикально углубляются в грунт за счет вращения шнека. После того, как он опустится на всю свою длину, его вытаскивают, ссыпая с лопастей грунт.

2. Удлиняют стальную штангу, добавляя новые части. Максимально утапливают в грунте, после чего повторяют предыдущее действие. Увеличение длины штанги производится до тех пор, пока шнек не достигнет «зеркала» — водоносного слоя и не опуститься еще хотя бы на 0,5 м.

3. Шнек извлекается на поверхность, теперь можно опускают фильтр.

4. Опускается нанос и скважина прокачивается. На этом этапе можно считать, что работа сделана.

С помощью шнекового бурения можно углубиться в грунт не больше, чем на 30 м.

Обустройство скважины своими руками

Когда скважина на воду будет готова, ее потребуется прикрыть чем-то сверху. Для этой роли подойдет оголовок — так называемая крышка для скважины.

С целью экономии, оголовок для скважины можно изготовить своими руками, главное, найти материалы. Его устройство не очень сложное, поэтому самодельный оголовок должен справиться со своими функциями.

Для его изготовления понадобится листовая нержавейка толщиной не больше 10 мм, из нее вырезают круг, делают отверстие в центре. Диаметр отверстия должен позволять обсадной трубе свободно проходить внутрь.

Затем вырезают еще один круг из металла для крышки. В нем делают несколько отверстий: для водопроводной трубы и электрокабеля, крепятся ручки.

Самый сложный этап — поиск подходящей по размеру прокладки. Возможно придется купить ее у производителя.

Самостоятельное бурение требует соответствующий опыт и навыки. К тому же, самодельный инструмент не всегда может справиться с поставленными задачами, а покупка специального оборудования нецелесообразна из-за высокой стоимости.

Обращение к специалистам обезопасит от ошибок и сэкономит много времени и нервов.

Инструмент, необходимый для ручного бурения, можно приобрести в магазине, но такая продукция имеет высокую цену. Возможна аренда специальных инструментов, однако это тоже стоит немалых денег. Благо, необходимые приспособления можно создать самостоятельно. Буровая установка своими руками делается быстро. Для этого подойдут подручные материалы. Как делать инструмент?

Работы по обустройству скважины можно проводить при помощи ложкового и спирального бура. Чтобы получить такой инструмент, потребуется заострённый толстый прут. К нему нужно приделать ножи, края которых обязательно хорошо заостряются. Для этого используется сварочный аппарат. Ножи можно сделать из разрезанного стального диска.

Делая спиральный бур для бурения скважин своими руками, учтите, что ножи следует приваривать на расстоянии в 20 сантиметров от края прута. Ножи должны находиться друг напротив друга. Важно разместить их под 15-25 градусным углом к горизонтали. Диаметр обсадной трубы должен быть равен диаметру бура или быть меньше него.

Также спиральный бур можно изготовить из полоски и стержня особой закалённой стали. Материал сильно разогревается и затем сворачивается в спираль. Потом нужно подождать, пока она остынет, и прикрепить к основанию.

Чтобы получить ложковый бур, нужен цилиндр из прочного металла подходящего диаметра. Длина такого бурового инструмента должна составлять 70 см. Больше не нужно, так как в процессе работы могут возникнуть сложности. На цилиндре нужно сделать разрез в виде спирали или в виде вертикальных линий. Далее прикрепляется два ложкообразных ножа (их нужно заточить). Подобная конструкция позволяет разрушать почву в разных направлениях.

Новые буровые технологии БУД и СНЦ от БК ПНГ

Вопреки расхожему мнению, первую в мире скважину для добычи нефти пробурили наши соотечественники под руководством майора Алексеева на Бакинских промыслах в 1846 году – на 11 лет раньше американского инженера Уильямса. За прошедшие 170 лет нефтяная отрасль сыграла огромную роль в развитии промышленности, и ныне ежедневный объем добываемой нефти в мире достигает 75 млн. баррелей. Однако прилегающие к поверхности месторождения быстро исчерпываются, что требует постоянного поиска и внедрения новых технологий бурения.

Технология бурения нефтяных скважин

Первоначально единственной технологией бурения нефтяных скважин оставалась ударно-канатная – медленная, крайне неэффективная и трудоемкая. В 1886-м был изобретен вращательный роторный способ – повсеместно использовавшийся вплоть до 1929 года. Затем массовое внедрение электричества внесло свои коррективы – и в отрасли появились первые электробуры, а также винтовые и забойные двигатели. Это позволило приступить и к наклонному, а позже горизонтальному бурению, в несколько раз повысив отдачу месторождений.

При этом главным тормозящим фактором оставалось отсутствие подробных сведений о расположении пластов (залегающих, как правило, тоже наклонно либо горизонтально). Скважины бурились, чуть ли не «вслепую», и до 1980 года представление об их перспективности можно было получить, лишь завершив этап бурения до конца. Наконец, последние два десятилетия прошлого века ознаменовались внедрением первой по-настоящему современной технологией, использовавшей так называемую телеметрическую систему измерений в процессе бурения (английская аббревиатура MWD). И, наконец, в 21 веке активно стали осваиваться добыча нефти на шельфе, гидравлический разрыв пластов, разработка сланцев и прочие инновационные методы.

Технология горизонтального бурения нефтяных скважин

На заре своего появления, в 1930-х, бурение горизонтальных скважин на нефть хоть и стало использоваться в роли перспективного способа добычи, но отличалось малой эффективностью и дороговизной. Тем не менее, коэффициент извлечения был существенно повышен, и потери в себестоимости работ не шли ни в какое сравнение с затратами на геологоразведку.

Способность же скважин при таком бурении искривляться, переходя от вертикального участка к полностью горизонтальному, сделала возможной доступ к пластам на значительной глубине, залегающим в местах с недопустимостью вертикального бурения – расположенных под населенными пунктами, сельскохозяйственными угодьями, водоемами и т.д.

Технологии бурения на обсадных колоннах

Еще одним передовым технологическим новшеством при бурении горизонтальных скважин на нефть стало применение обсадных колонн – крайне важное с точки зрения не только эффективности, но и безопасности (особенно на истощенных пластах, в условиях переменного давления в стволах скважин и их нестабильности). Впервые подобная система бурения на обсадных колоннах DwС (Drilling-with-casing) была применена компанией Weatherford, нашедшей способ создавать разобщение пластов при укреплении стенок путем заполнения затрубного пространства специальными цементными растворами.

Спуск обсадных колонн при бурении позволил кардинально повысить герметичность и долговечность канала, при этом:

• сократив сроки строительства на 25-30%;
• улучшив уровень очистки ствола и его гладкость;
• добившись беспрерывной, высокоскоростной циркуляции промывочных жидкостей в затрубных пространствах.

Технологии бурения с управляемым давлением – БУД

Система измерений в процессе бурения, позволяющая оперативно руководить изменением направления траектории проходки, привела к возникновению и еще одной инновации. Ею стала технологии БУД (бурения с возможностью управлять величиной давления в режиме реального времени), основываясь на потоковом поступлении телеметрических данных от MWD – включая параметры температуры, давления, плотности породы, величину магнитного резонанса и даже гамма-излучения. Рабочим «инструментом» при этом выступает не кабель, а пульсация бурового раствора (двоичные сигналы которого преобразуются в удобочитаемые данные соответствующим программным обеспечением).

Система непрерывной циркуляции бурового раствора – СНЦ

Наконец, следует отметить и технологию бурения, известную как СНЦ (или система непрерывной циркуляции раствора для бурения). Необходимость ее крайне важна – поскольку прекращение циркуляционного процесса даже на несколько минут грозит прихватами инструментария, обвалами, осыпями, а в худших случаях – и полной утерей контроля и самой скважины.

Технология бурения этого вида хороша тем, что для обеспечения беспрерывной циркуляции не требует перерывов на СПО либо наращивание бурильных колонн.

Когда применение пневмоударника рентабельно?

Достаточно большой бюджет, необходимый для покупки пневмоударника и компрессора, заставляет задуматься – в каких случаях использование метода ударно-вращательного бурения действительно оправдано с финансовой точки зрения.

Как более прогрессивная и менее времязатратная технология, бурение с пневматическим инструментом оптимально подходит для крупных компаний, оказывающих большой спектр услуг в сфере геологоразведки. Приобретение комплекта оборудования с пневмоударником также выгодно для частных предпринимателей и небольших организаций, предлагающих услугу бурения на воду на территориях, преимущественно сложенных скальными или твердыми породами, а также грунтами с твердыми включениями (рис. 4).

Рис.5. Готовая скважина в скальной породе.

Бурение с пневматическим молотком является также наиболее эффективной альтернативой другим методам при работе с трещиноватыми породами. Более доступная технология бурения с водой в подобных случаях не рекомендуется к применению из-за крайне высокого коэффициента поглощения жидкости в трещиноватом грунте.

Общее правило: задействование пневмоударника экономически эффективно при работе на участках, где не менее 70% от проходимых слоев относятся к породам как минимум 5-6 категории твердости, а также на разрезах, включающих мощные галечно-валунные отложения.

Покупка пневматического инструмента для работы с породами до 2-3 категории твердости чаще всего является нерентабельной. Многие специалисты также отмечают низкую эффективность бурения на воздухе в глинистых породах: из-за отсутствия стабилизации с помощью промывочного раствора риск обвала стенки скважины сильно возрастает. Бурение с пневмоударником рекомендуется выполнять по глине только в тех случаях, когда глинистый слой имеет небольшую толщину, а в остальном разрез представлен твердыми породами.