Как пробурить скважину своими руками: способы для самостоятельного бурения

Скважина на собственном участке — сооружение необходимое, но дорогое. Желание обеспечить дом и семью достаточным количеством чистой воды заставляет владельцев искать альтернативу услугам профессиональной бригады. Самостоятельное сооружение скважины — это вполне посильная задача для тех, кто не боится тяжелой работы. Нужно лишь узнать, как пробурить скважину своими руками, выбрать подходящий метод и выполнить все необходимые операции.

Содержание статьи:

• Типы водозаборных выработок и грунтов
• Методы бурения скважин
  • Шнековый метод бурения
  • Кое-что о роторном бурении
  • Как бурить желонкой
  • Бурение скважины-иглы
• Как сделать инструмент
  • Спиральный и ложковый бур
  • Изготовление желонки и стакана
• Несколько полезных советов
• Видео о методах бурения

Типы водозаборных выработок и грунтов

Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.

В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:

• абиссинский колодец;
• фильтровая скважина;
• артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам. Для ее бурения используют специальную технологию, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.

Эта схема позволяет изучить особенности устройства различных скважин, чтобы лучше понять технологию их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения)

Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.

Фильтровые скважины, которые также называют скважинами “на песок”, создают на грунтах, где водоносный слой пролегает относительно неглубоко — до 35 метров. Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.

На этой схеме наглядно представлено устройство фильтровой скважины. В нижней ее части необходимо установить фильтр, чтобы предотвратить попадание песка и ила в воду

Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. Фильтровая скважина нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание. Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.

Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы. Заиливание такой скважине обычно не грозит, а дебит может достигать примерно 100 куб.м/ч. Но и глубина, на которую предстоит провести бурение, обычно оказывается более чем солидной — от 20 до 120 метров.

Разумеется, бурить такие скважины сложнее, а времени и материалов на выполнение работ уйдет значительно больше. Профессиональная бригада может справиться с работами дней за 5-10. А вот если мы бурим скважину на участке своими руками, может понадобиться и несколько недель, и даже месяц или два.

Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения. В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:

• влажный песок, который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
• водонасыщенный песок, извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
• крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
• плывун, представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
• суглинок, т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
• глина, пластичная порода, с бурением которого справится шнек или стакан.

Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная. Почти все выбирают более простой и дешевый вариант — опрос соседей, которые уже пробурили скважину. Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.

Методы бурения скважин

Профессиональные бурильщики располагают специальными инструментарием, позволяющими пробурить довольно глубокую скважину буквально за пару дней. Но у самодеятельного мастера обычно нет ни таких средств, ни навыков работы с ними. Однако есть способы бурения, которые этого и не требуют. Чаще всего применяется бурение шнеком или ударно-канатный метод.

Шнековый метод бурения

Как понятно из названия, при этом способе бурения используется шнек или бур. Устройство представляет собой штангу, к концу которой приделан рабочий инструмент. При этом способе бурения также используют долото для разбивки валунов, если потребуется. Конструкция шнека напоминает винт, диаметр которого может быть разным. Он в буквальном смысле ввинчивается в грунт, а лопасти винта помогают извлечь из ствола выбуренную породу.

На схеме изображено шнековое бурение. Бур закрепляют на треноге и вращают руками, периодически его вынимают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта

Производится бурение следующим образом:

Вращая штангу бура, в грунте проделывают вертикальное углубление.

По мере углубления скважины бур с разрыхленным грунтом периодически поднимают на поверхность.

По мере удлинения шахты штангу наращивают, присоединяя к ней новые и новые части.

Для наращивания штанги используют надежное резьбовое соединение или хомуты.

Стены скважины сразу же защищают обсадными трубами.

Бур очищают и продолжают работы.

Бурят до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой.

Водоносный слой рекомендуется пройти полностью и углубиться в расположенный ниже слой грунта примерно на 0,5 м.

Бур извлекают из скважины.

С помощью буровой штанги внутрь обсадной колонны опускают фильтр.

Обсадную трубу приподнимают таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно по центру водоносного слоя, а не упирался в грунт.

После этого собственно бурение можно считать оконченным. Скважину следует прокачать, опустить в нее насос, обустроить оголовок и т.п. Считается, что с помощью шнека можно пробурить только относительно неглубокую скважину — около 20-30 м глубиной. Однако многое зависит от состояния грунта. Для бурения рыхлых песков и крупнообломочных отложений рекомендуется использовать желонку.

При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая удерживает оборудование в правильном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно использовать мотор. Если выполняется так называемое “мокрое” бурение, следует предусмотреть место для удаленного из скважины мокрого грунта, отстаивания воды и т.п.

Чтобы облегчить процесс наращивания обсадной трубы, ее положение фиксируют с помощью специальных хомутов, которые можно изготовить самостоятельно

Выбирая бурение шнеком, следует помнить, что наличие воды в стволе скважины разрушительно действует на ее стенки. Иногда можно встретить рекомендации сначала выполнить бурение, и лишь затем приступать к монтажу обсадных труб. При шнековом бурении, как впрочем, и при любом другом, надежнее ставить обсадную колонну сразу же.

Кое-что о роторном бурении

Говоря о вращательных методах бурения (а именно к ним относится шнековый метод), стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод обычно используют профессионалы для создания фильтрационных скважин. Для его реализации используют специальную буровую установку с ротором.

Бурение осуществляется с помощью все того же бура, но вращают его не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущийся момент на буровую штангу, т.е. и на расположенный в глубине грунта шнек. Грунт разрыхляется, шнек углубляется, ствол шахты заполняется рыхлым грунтом. Чтобы его удалить, скважину обильно промывают или продувают, в зависимости от ситуации.

Роторное бурение осуществляется с помощью специальной буровой установки. Изготовить такое оборудование самостоятельно сложно, однако его можно арендовать

Роторный способ не слишком подходит для самостоятельного бурения, поскольку оборудование для него нельзя изготовить за пару часов “на коленке”. Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с мотором. Кстати, работают такие устройства не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.

Помимо установки нужно оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее продувки. Наконец, необходимы навыки работы с такими устройствами. Бур должен вращаться практически непрерывно, а возникающие нюансы, вроде его застревания в породе, следует решать умело и оперативно. Начинающему мастеру обычно проще работать самодельным буром или желонкой.

При так называемом «мокром» бурении стены скважины намокают, что снижает их прочность, поэтому в скважину следует сразу же опустить обсадную трубу

У роторного бурения все же есть ряд неоспоримых достоинств — это самый быстрый способ бурения, и ему обычно поддаются практически любые грунты. Однако при этом способе бурения, когда в шахте практически постоянно присутствует вода, особенно важно сразу же начать монтаж обсадной колонны, чтобы не допустить обрушения стен.

Как бурить желонкой

Ударно-канатный метод или бурение желонкой существенно отличается от шнекового и роторного бурения, поскольку в этом случае ничего вращать не нужно. Желонка представляет собой длинный и узкий отрезок трубы с клапаном и заостренным нижним краем. Бурение ударно-канатным способом выполняется по следующей схеме:

В земле с помощью садового бура проделывают отверстие (так легче начать работу).

Над этим отверстием устанавливают треногу с блоком.

На блок заводят трос, к которому подвешена желонка.

Желонку роняют в шахту с высоты около 1,5-2 метров над землей.

Ударяясь о грунт, острый край желонки разрыхляет породу, которая затем захватывается клапаном устройства.

Клапан препятствует высыпанию грунта обратно в шахту.

Удары повторяют несколько раз, чтобы в желонку попало как можно больше грунта.

Затем желонку вынимают из шахты и очищают от грунта.

Операцию повторяют до появления водоносного слоя, после чего рекомендуется продолжать бурение и углубиться в следующий слой.

По мере углубления ствола в него опускают обсадную колонну, постепенно наращивая ее.

Чтобы извлекать заполненную тяжелым грунтом желонку было легче, трос соединяют с лебедкой, снабженной электромотором. Промывка водой при ударно-канатном бурении скважины своими руками обычно не используется. Она рекомендует только в отдельных случаях, например, чтобы ускорить прохождение плывунов. Это обеспечивает достаточно высокую прочность стен скважины, т.е более качественное бурение.

Для более эффективного бурения желонку подвешивают на треноге, а достают из шахты заполненное грунтом устройство с помощью лебедки и мотора

Отсутствие воды в забое также позволяет достаточно точно диагностировать попадание в водоносный слой. При “мокром” бурении неопытные мастера иногда проходили его и продолжали углублять скважину без всякой необходимости. Ударно-канатное бурение позволяет создавать так называемые бесфильтровые скважины. Для этого под обсадной трубой в песке вымывается полость, служащая отстойником для воды. Затем обсадную колонну немного приподнимают.

При таком способе бурения используют не только желонку, но и так называемый забивной стакан. Это такая же узкая труба с острым нижним краем, предназначенная для рыхления и выемки грунта. В отличие от желонки, забивной стакан не снабжают клапаном, поскольку этот инструмент эффективен при прохождении вязких пластичных пород, в основном суглинков.

Падающий в забой стакан забивается вязкой породой, которая удерживается внутри естественным образом. В стенках стакана делают длинные узкие прорези, через которые его отчищают от грунта, например, с помощью куска арматуры и т.п. При ударно канатном бурении можно эффективно использовать и желонку, и стакан, работая ими при прохождении разных слоев грунта.

Ударно-канатное бурение — способ простой, древний и вполне надежный. Однако он заслуженно считается довольно трудоемким и занимает много времени. Самостоятельное бурение желонкой глубокой скважины может отнять несколько недель и даже пару месяцев. Но таким способом можно создать скважину солидной глубины — более 40 метров. Отдельные источники утверждают, что и 100-метровые сооружения желонке вполне по силам.

Если есть возможность, можно комбинировать разные методы бурения, чтобы ускорить работы и повысить их эффективность. Например, для прохождения слоя суглинка можно использовать шнековый бур, а плывун лучше пройти с помощью желонки. Затем снова можно вернуться к применению бура. Правда, комбинированное бурение требует большего количества инструмента, что не всегда возможно.

Бурение скважины-иглы

На участке с водоносным слоем, расположенным близко к поверхности, воду можно получить чуть ли не через пару часов после начала работ. Для бурения абиссинского колодца необходимо:

Пробурить в грунте длинное отверстие диаметром 5-8 см таким образом, чтобы дойти до плывуна.

Вставить в отверстие узкую обсадную трубу, к нижнему концу которой приделан острый наконечник и фильтр.

Забивать трубу в грунт до достижения водоносного слоя.

Наращивать трубу по мере необходимости.

Первичное бурение осуществляется специальным длинным и узким шнеком, длину которого постепенно наращивают. После того, как в трубе появится вода, бурение можно считать завершенным. Поскольку глубина у абиссинских колодцев небольшая, для них обычно используют не погружные, а поверхностные насосы.

При бурении абиссинского колодца сначала используют узкий шнековый бур, чтобы пройти твердый грунт и дойти до плывуна

Шланг в такую скважину не опускают, его роль выполняет сама узкая труба. Насос устанавливают прямо на верхнюю часть абиссинского колодца. Обсадную трубу наращивают отрезками по 1-3 метра, а резьбовые соединения тщательно уплотняют с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размеры позволяют устроить такой колодец даже в подвале частного дома, чтобы не занимать место на участке.

Абиссинский колодец также называют скважиной-иглой, поскольку устройство обсадной трубы с наконечником-фильтром действительно напоминает иголку. Резьбовые соединения такой трубы следует тщательно уплотнить

Чтобы сделать фильтр скважины иглы, на нижней части трубы делают ряд отверстий диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывают слоем специальной металлической сетки галунного плетения. Такой фильтр надежно предотвратит попадание мелкого песка в скважину.

Выясняя, как самостоятельно пробурить абиссинский колодец или скважину-иглу, методу забивания колонны узких обсадных труб следует уделить пристальное внимание. Эту операцию можно выполнить с помощью штанги или бабки. В качестве штанги используют длинный металлический прут, который постепенно наращивают, поскольку он опускается вместе с обсадной трубой.

Удары прута во время работы приходятся на наконечник. При этом на соединения трубы также испытывают дополнительную нагрузку и могут деформироваться. Иногда, при сильных ударах, муфтовое соединение может просто разорвать в процессе забивания, а это недопустимо. Бабка — это груз с отверстием. На верхний конец обсадной трубы надевают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину.

При таком способе забивания нагрузка распределяется более равномерно, однако целостность соединений все же остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует использовать только высококачественные материалы. В этом случае уместно только резьбовое соединение, которое соосно с центром трубы. Правильно выполнить такую резьбу можно только на токарном станке.

Разорванная труба доставит мастеру множество неприятностей, поскольку застрявший в грунте кусок колонны вытащить практически невозможно. Работы придется начать заново, а расходы заметно возрастут. А вот если пробурить абиссинский колодец по каким-то причинам не удалось, почти все материалы можно использовать повторно.

Как сделать инструмент

Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства. Иногда буровую установку можно арендовать. Однако цель самостоятельного бурения обычно состоит в том, чтобы максимально снизить затраты. Самый простой способ выполнить бурение дешево — сделать инструменты из подручных материалов.

На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением

Спиральный и ложковый бур

Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.

Бур для шнекового бурения, созданный своими руками, может быть разной конструкции. Обязательные его элементы — ножи с заостренными краями и установленное внизу долото

Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.

Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм. Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.

Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто

Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм. Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.

Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура

В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт рыхлится и горизонтальными, и вертикальными кромками бура. Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.

Изготовление желонки и стакана

Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.

К нижней части желонки приделывают башмак с лепестковым клапаном. Клапан выглядит как круглая пластина, плотно закрывающая нижний срез трубы и прижатая достаточно мощной пружиной. Впрочем, слишком тугая пружина здесь не нужна, иначе грунт просто не попадет в желонку. При вытаскивании желонки клапан будет прижат не только пружиной, но и грунтом, собранным внутри.

Нижний край желонки затачивают вовнутрь. Иногда у краю приваривают острые куски арматуры или заточенные куски металла треугольной формы. Сверху из толстой проволоки делают защитную сетку и приваривают ручку, к которой крепят металлический трос. Подобным образом изготавливают и стакан, только клапан здесь не нужен, а в корпусе следует проделать щель для очистки устройства.

Несколько полезных советов

После того, как скважина готова, следует обратить внимание на ряд важных нюансов. Например, чтобы вода в скважине оставалась свежей, нужно обеспечить приток в обсадную колонну свежего воздуха. Для этого делают несколько вентиляционных отверстий. Верхнюю часть скважины не стоит замуровывать, ее закрывают откидной крышкой, чтобы при необходимости можно было достать насос, осмотреть колонну и т.п.

По окончании работ воду из скважины следует обязательно отдать на анализ, чтобы проверить на содержание различных примесей. Любые проблемы с состоянием воды обычно решаются путем подбора подходящих фильтров. Воду на анализ отбирают не сразу же после бурения, а спустя некоторое время, чтобы из нее ушли загрязнения, вызванные бурением.

Видео о методах бурения

В этом видеоматериале представлен информация обзор различных самодельных инструментов для бурения: буров, желонки и т.п.

С ударно-канатным бурением можно познакомиться в следующем видео:

Процесс создания абиссинского колодца подробно показан здесь:

Бурение скважины нельзя назвать простой задачей, которая под силу любому желающему. И все же множество мастеров справились с этим делом и обеспечили свое жилище автономным водоснабжением. Целеустремленность и правильные действия обычно приводят к желаемому результату.