Скважина на воду своими руками: устройство самодельного гидротехнического сооружения

Обеспечение участка водой – первая задача его владельца. Чем грандиознее планы по благоустройству вашей территории, тем острее будет чувствоваться отсутствие водоснабжения. Вода необходима для выполнения строительных работ, для сада, который вы собираетесь разбить, и для собственных ежедневных потребностей. Если пробурена скважина на воду своими руками, мечта о водоснабжении не только воплотиться, но и позволит ощутимо сэкономить.

Содержание статьи:

• Основные виды скважин на воду
  • Самый обычный колодец
  • Трубчатый абиссинский колодец
  • Скважина на песок (фильтровая)
  • Артезианская скважина без фильтра
• Как устроена скважина?
  • Функции обсадных труб
  • Труба с фильтром
  • Оголовок для скважины
  • Кессон, адаптер, пакер
• Четыре вида бурения
  • Бурение вручную – наиболее трудоёмкий процесс
  • Бюджетное шнековое бурение
  • Роторный способ для скальных пород
  • Дорогостоящий ударно-канатный метод
• Видео-пример ручного бурения скважины

Основные виды скважин на воду

Существует несколько реальных способов добыть живительную влагу, о которых мы вам расскажем. Есть несколько технологий, которые можно использовать для самостоятельной добычи воды на загородном участке.

Выбирать подходящий вариант вам придется самостоятельно, поскольку он зависит от ландшафта местности, а также от технического оснащения, финансов и навыков, которыми вы обладаете. Рассмотрим основные скважинные конструкции.

Сложно отдать предпочтение какой-то одной конструкции: каждая имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор зависит от ландшафта местности и от возможностей владельца участка

Самый обычный колодец

Если на вашем участке есть родник, то обустройство колодца – отличный вариант добычи воды. Шахта этого сооружения будет играть роль накопителя жидкости. Если источник достаточно активен, до 2-х кубометров воды всегда будет находиться в вашем распоряжении.

Трубчатый абиссинский колодец

По сути, это тоже колодец, но узкий и длинный. Благодаря тому, что его протяженность может составлять примерно 8-12 метров, в воду, которая его заполняет, не попадают загрязнения с поверхности почвы.

Абиссинский колодец часто называют скважиной-иглой, потому что труба, вбитая в землю при создании этого сооружения, действительно напоминает иглу

Скважина на песок (фильтровая)

Заглубление этой конструкции на 15-30 метров осуществляется любым способом: шнековым, ударно-канатным, колонковым. Стенки скважины формируют с помощью трубы диаметром в среднем 100 — 180 мм. Заглубленный конец скважинного ствола оснащен фильтром. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену колонны труб перед погружением его в крупный песок с примесью гальки.

Так схематически можно представить конструкцию скважины «на песок», где по номером 1 будет обсадная труба, под номером 2 — статистический уровень воды, а под номером 3 — сетчатый фильтр

Такая конструкция способна удовлетворить потребность в воде небольшого загородного дома с двумя водоразборными точками. Если эксплуатация сооружения носит сезонный характер, оно прослужит примерно лет пять. При постоянном использовании можно рассчитывать на 15 лет водоснабжения.

Когда же скважина все-таки заилится, её можно будет попытаться промыть. Если же реанимационные мероприятия не дадут желаемого эффекта, придется бурить новый ствол. Располагают его рядом с предыдущим.

Артезианская скважина без фильтра

Это сооружение не нуждается в фильтре. Такая скважина может достигать глубины 100 и более метров. Вода, добываемая с помощью такого сооружения, содержится в трещинах известняка. Скопившаяся в них за счет конденсации жидкость может быть не только кристально чистой, но и минерализованной. Небольшая минерализация приемлема для повседневного использования. Если же добываемая вода по своему составу относится к числу минеральных вод, то использовать её в бытовых целях нельзя.

Схема артезианской скважины: 1 — кондуктор, 2- статистический уровень воды, 3- промежуточная колонна, 4- эксплуатационная колонна с перфорацией

Сложно заранее определить глубину скважины, которую придется пробивать в поисках воды. Можно только приблизительно сориентироваться, пообщавшись с соседями по участку и узнав у них, какие параметры имеют аналогичные сооружения на их территориях. Грунтовые слои залегают неравномерно, поэтому полученные сведения всё равно нельзя считать точными для своего участка. По этой причине обсадные трубы приобретают с учетом корректировки полученных данных.

Как устроена скважина?

Если не заострять внимание на нюансах, суть устройства скважины на воду для загородного дома одна: это длинная узкая яма, достигающая места залегания воды. Стены выработки укреплены обсадными трубами. Скважины отличаются друг от друга шириной, глубиной и дополнительными устройствами, повышающими их производительность и надежность.

Кроме обсадной трубы скважины оборудуют техникой для принудительного подъёма жидкости и её распределения. Чтобы правильно выбрать насосное оборудование и накопительную емкость, нужно знать характеристики скважины, важнейшей из которых является её дебит. Дебит скважины – это показатель её производительности: максимальный объём жидкости, получаемый за единицу времени. Исчисляется он в кубометрах или литрах за час или сутки.

Функции обсадных труб

Обсадные трубы являются основным элементом скважины. Обсадка выполняется с помощью отдельных отрезков, спаянных, сваренных или свинченных между собой. Особое внимание следует уделить их равному диаметру: вся конструкция должна создавать прямую ровную колонну. Если у обсадных труб внешняя резьба, звенья соединяют муфтами, из-за которых диаметр проходки увеличивается.

Обсадные трубы нужны, чтобы:

• при бурении скважины не произошло осыпание шахты;
• ствол не засорился в процессе её эксплуатации;
• верхние водоносные слои не проникали в сооружение.

Широко используются обсадные трубы, изготовленные из стальных сплавов и полимеров (ПВХ, НПВХ, ПНД). Реже применяют чугунные и морально устаревшие асбестоцементные изделия. Пространство между трубой и почвой заливают бетоном, если выработка бурилась в рыхлых грунтах или водоносный пласт залегает на значительной глубине.

Только после выполнения этой работы устанавливают всё прочее оборудование. Иногда в процессе эксплуатации скважины может произойти незначительное «выдавливание» трубы на поверхность. Это естественный процесс, не требующий принятия каких-либо дополнительных мер.

Наиболее популярными считаются металлические и пластиковые обсадные трубы с резьбой. На фотографии изображена установка синей обсадной трубы из пластика

Труба с фильтром

В ствол скважины, выполненной по схеме двойной обсадки, опускается труба с фильтром. Через ее перфорированное первое звено отфильтрованная вода будет поступать внутрь обзадки, а затем извлекаться насосом на поверхность. После того, как труба установлена на нужную глубину, устье её желательно закрепить. Для этой цели используют хомут, который не допустить самопроизвольного проседания трубы.

Оголовок для скважины

Верхняя часть обсадной трубы оснащается оголовком. Базовая конструкция этого устройства одинакова для оголовков любого вида. В её состав входят фланец, крышка и резиновое кольцо. Разные виды оголовков отличаются друг от друга видом материала, из которого они изготавливаются, и дополнительными опциями.

Оголовки производят из чугуна и из пластика. Это герметичное устройство. Оно используется для крепления кабеля насоса и вывода водонапорной трубы

За счет низкого давления, создаваемого с помощью оголовка в трубах, увеличивается приток воды и, как результат, дебит скважины.

Кессон, адаптер, пакер

Чтобы повышенная влажность не повлияла на работу приборов, связанных со скважиной, для них предусматривают специальный резервуар – кессон. Его изготавливают либо из металла, либо из пластика. Металлические кессоны, в отличие от пластиковых, можно ремонтировать, они лучше приспособлены к климату со значительными температурными перепадами. Кроме того, изделие из металла можно самостоятельно собрать из деталей, которые продаются отдельно. Но пластиковые модели дешевле, и они не ржавеют.

Чтобы герметично соединить наземный водопровод и скважину, понадобится адаптер. Это устройство обычно размещают в том месте, где собрано всё оборудование, нуждающееся в защите от воды. Чаще всего это техническое помещение. Одну часть адаптера присоединяют к обсадной колонке, а к другой части прикручивают шланг от насоса.

Металлический кессон – дорогостоящая вещь: его цена доходит до 40 тысяч рублей, поэтому можно купить его частями и собрать самостоятельно, что удешевит покупку

Иногда возникает потребность в выделении локального участка глубокой артезианской скважины, на котором, например, будут выполняться ремонтные работы. Для этой цели и используют пакеры – уплотнители для скважин.

Перечисленные элементы входят в состав устройства скважины, оказывая на её функциональность большое влияние.

Четыре вида бурения

Пробурить скважину под воду своими руками можно разными способами. Рассмотрим наиболее популярные виды бурения:

• шнековый;
• роторный;
• ударно-канатный;
• ручное бурение.

Между собой эти технологии отличаются способами разрушения породы при сооружении скважины и методами извлечения грунта из ствола сооружения на поверхность. Для реализации различных методов применяется оборудование разных видов, что оказывает существенное значение на себестоимость и качество готовой конструкции.

Бурение вручную – наиболее трудоёмкий процесс

Для ручного бурения, выполняемого по шнековой, ударно-канатной или комбинированной технологии, понадобятся следующие механизмы и материалы:

• бур;
• лебедка;
• бурильная вышка;
• штанги;
• обсадные трубы.

Если скважина, которую предполагается соорудить, будет достаточно глубокой, понадобится бурильная вышка. С помощью этой конструкции происходит погружение бура со штангами и его последующий подъём. Если же скважина неглубока, можно обойтись и без вышки. В этом случае работа с буром выполняется в ручном режиме.

Функцию бурильных штанг могут выполнить узкие трубы, которые соединяются между собой при помощи резьбы или специальных шпонок. Бур в процессе сбора конструкции должен присоединяться к самой нижней штанге.

Буровые инструменты для ручного бурения: а,б — ложковые буры; в — шнековый бур; г-д — буровые долота; е — желонка

Целостность грунтов нарушают режущие насадки бура. Их выполняют из прочной трехмиллиметровой стали. Кромки насадок необходимо заточить с учетом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке и разрушать грунты в результате вращательно-поступательного движения.

Сначала выбираем место для бурения. В почве делаем углубление примерно на два штыка лопаты. Так выкапывается направляющий ориентир для бура. Над обозначенным нами местом вхождения бура нужно установить вышку. Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги: она должна быть чуть выше этой длины. Только в этом случае штангу можно будет легко и просто вытащить после окончания работ.

Начало работы не покажется вам сложным. Первые витки бура довольно легко входят в почву. С этой задачей под силу справится и одному работнику. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур идёт всё тяжелее и медленнее. На этой стадии работ без помощника уже не обойтись. Если бур стало трудно поднять на поверхность, его следует повернуть против движения часовой стрелки, а затем повторить попытку.

Ручное бурение скважин на воду как промышленный способ применялось еще сравнительно недавно. Да и теперь оно возможно в тех местах, куда трудно доставить буровую технику

Когда последующее заглубление бура встречает значительное сопротивление, может возникнуть опасность поломки оборудования. Поэтому нужно попытаться размягчить грунт, используя для этой цели воду.

Работа идёт, бур продвигается вниз, но не стоит забывать, что через каждые полметра его продвижения необходимо освобождать инструмент от грунта, а для этого следует поднимать его на поверхность. Когда инструмент полностью погружается в почву по рукоятку, его нужно нарастить следующей штангой.

Весь процесс бурения занимает много времени, большую часть которого приходится тратить на подъём бура на поверхность и очистку его от грунта. Поэтому стоит как можно эффективнее использовать каждый цикл, стараясь извлечь наружу как можно больше почвы.

При выполнении бурения скважины в ручном режиме только первое время работу можно выполнять самостоятельно, далее вам обязательно нужен будет помощник

Если слои, которые проходит инструмент, отличаются повышенной сыпучестью, то возникает опасность обрушения шахты скважины в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, следует использовать обсадные трубы, которые предотвратят осыпание стенок шахты.

Но вот состояние земли, которая выходит на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. Осталось совсем немного. За водоносным слоем должен быть водоупорный. Бур нужно погрузить до водоупорного слоя, чтобы в скважину поступало максимальное количество воды. Максимальная глубина, которая достигается методом ручного бурения, составляет от 10 до 20 метров. Именно на этой глубине, чаще всего, и располагается первый водоносный слой.

Первой на поверхность поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для промывки скважины достаточно извлечь всего несколько ведер грязи. Если же чистая вода не торопиться сменить грязную, следует пробурить ещё метр или два.

Бюджетное шнековое бурение

Считается, что именно шнековое, а не роторное бурение является самым простым и финансово-доступным вариантом устройства скважины под воду. Именно применение шнекового метода заложено в большинстве современных малогабаритных буровых установок.

Шнековое бурение можно производить с помощью вот такой мобильной установки, которая может легко транспортироваться к месту её эксплуатации

Шнек – это известный всем Архимедов винт. Те, кто хоть раз видели, как рыбаки бурят лунку для подледного лова, представляют, о чем идёт речь. Аналогичным способом создаётся и неглубокая, до 10 метров, скважина. В процессе работы не применяется ни буровой раствор, ни вода, с помощью которой в других случаях промывают инструмент.

Если вы обратитесь за помощью в специализированную организацию, то, скорее всего, они будут использовать в своей работе оборудование для шнекового бурения, которое легко транспортируется и широко применяется.

Особенностью этого вида работы является то, что выполнять её можно не на всех видах грунта. С помощью шнека нельзя пройти скальные породы или плывуны, зато на сухих и мягких осадочных породах этот способ отлично себя зарекомендовал. При выполнении этой работы следует уделить внимание защите шахты от загрязненной воды с поверхности почвы.

Роторный способ для скальных пород

Если выработку предстоит устраивать в скальных грунтах, то для её создания используется роторный способ бурения. В его основе заложено применение специальной бурильной трубы, которая напоминает перевернутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

Через полость трубы проходят коммуникации, применяемые в бурении. Гидравлическая установка создаёт нагрузку на долото, пробивающее себе дорогу в породе. Дополняет нагрузку масса колонны труб.

При роторном бурение скважины породу разбивают вот таким долотом, которое может преодолевать на своём пути даже солидные препятствия

Грунт из скважины вымывается с помощью бурильного раствора, подающегося в трубу одним из двух возможных методов.

• Прямая промывка. Раствор закачивается в трубу с помощью насоса, после чего вытекает через затрубное пространство вместе с породой.
• Обратная промывка. Раствор попадает в трубу самотеком, а из затрубного пространства его вместе с породой откачивают насосом.

Считается, что обратная промывка эффективнее прямой: с её помощью достигается больший дебит скважины за счет наиболее качественного вскрытия водоносного горизонта. Но для осуществления этого метода промывки необходимо применить дорогостоящее оборудование, что сказывается на росте стоимости работ. Прямая промывка обойдется дешевле обратной.

Дорогостоящий ударно-канатный метод

Если вы хотите получить скважину, которая прослужит вам до 50 лет, и располагаете для реализации задуманного достаточным запасом времени, сил и нервов, то выбирайте ударно-канатный метод бурения. Работать придется долго. Вы будете медленно, но верно пробиваться к заветной цели.

Эта ударно-канатная конструкция состоит из станины, желонки и ударного патрона, который изготавливается из толстостенной трубы и отвечает за сам процесс бурения

В основе процесса лежит применение специфического снаряда — желонки. Это отрезок толстостенной трубы длиной от 1 до 2 м с клапаном шариковым или лепестковым клапаном внизу. В верхней части трубы вырезают «окошко» для извлечения грунта, вершину оснащают проушиной под торс.

Привязанную к тросу, перекинутому через блок, желонку свободно кидают на забой. Падая вниз она разрыхляет грунт и захватывает его клапаном. Процесс повторяют несколько раз перед извлечением из ствола желонки. Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Этот способ пробивания шахты считается очень трудозатратным, но эффективным. К тому же насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлечь из скважины можно только ударно-канатным способом. При желонировании не используется бурильный раствор, благодаря чему с ним нельзя перепутать появившуюся в скважине грунтовую воду.

Благодаря высокой трудоёмкости этот метод превосходит по цене роторный. Кроме того, если целью является прохождение дальше первого водоносного горизонта, придется понести затраты на изоляцию шахты от водоносов, которые расположены выше. Для этого применяют дополнительные обсадные трубы. Кроме увеличения расхода материалов, растет и объём работ, которые выполняют специалисты. Поэтому такое сооружение обойдется недешево.

Видео-пример ручного бурения скважины

Как и любую другую работу, ручное бурение можно модернизировать, применяя гидропомпу и электродрель. Выполнять такую работу можно даже без помощников. Весь процесс бурения можно увидеть в этом видеоролике.

Каждый вид скважины на воду имеет свои преимущества и собственные недостатки. Теперь, когда вы получили представление о виде скважин, их устройстве и методах сооружения, вам будет проще сделать выбор в пользу той или иной конструкции, исходя из особенностей вашего участка и из собственных финансовых возможностей.