Методы бурения скважин

Уважаемые потребители воды, согласно статье 23, главы 2 Кодекса Украины «Про надра», землевладельцы и землепользователи в пределах данных им земельных участков имеют право без специальных разрешений извлекать для своих хозяйственных нужд полезные ископаемые местного значения и пресные подземные воды, использовать ресурсы для хозяйственных и бытовых нужд.       

Планируя провести на приусадебном участке или даче воду, задайте себе вопросы:

  1. Как выбрать специалиста, чтобы качественно выполнил свою работу по бурению скважины, из многочисленных объявлений?
  2. В каком месте пробурить скважину?
  3. Какой выбрать насос для подъёма и подачи воды?
  4. Сколько это стоить?

Имея  среднетехническое образование МАСТЕРА БУРЕНИЯ, и высшее образование ГИДРОГЕОЛОГ с практическим стажем работы по этим специальностям более 25 лет, позволю себе дать Вам информацию, чтобы Вы не были обмануты и Ваши деньги были не зря потрачены, а Вы принимайте решение.

Выбрав специалиста, потребуйте предоставить вам фильтр, который  будет установлен в пробуренной скважине. От правильного изготовления фильтра, зависит эксплуатационная продолжительность скважины, сколько лет прослужит скважина. Он должен быть изготовлен на трубе не менее 50 мм в диаметре, с длиной рабочей (фильтрационной) части один и более метра. Фильтр изготавливается следующим образом. На патрубке диаметром 50 мм рабочую часть (один и более метров) перфорируют, делают от 200 до 350 отверстий. На перфорированную трубу налаживают проволоку. А на проволоку накладывают сетку проволочную тканную фильтровую с нержавеющей проволоки (ГОСТ – 3187 – 75) П-56,П-64 или П-48. Соединяется сетка в «замок» и обматывается нержавеющей или оцинкованной проволокой вокруг нержавеющей сетки.  

Поинтересуйтесь у специалиста, каким методом бурения будет пробурена скважина. Метод бурения тоже имеет особое значение для качественного исполнения работы. В каждом методе бурения есть свои преимущества и недостатки. 

Для Вас важно сможет ли исполнитель работ  качественно и рационально выполнить поставленную Вами задачу по бурению скважины в указанном месте, применяя один из методов и работая своей техникой.

Бурение скважины  может быть произведено различными методами и установками. В них есть свои преимущества и недостатки.  В Черниговской области бурение ведётся следующими методами:

  1. Роторное бурение скважин при помощи промывочной жидкости (воды) буровыми установками УРБ-2А-2, УРБ-2,5, УРБ-3АМ, на шасси автомашин ЗИЛ-131, МАЗ. КАМАЗ. Ещё одну машину используют для подвоза воды. Фотографии смотрите здесь.
  2. Шнековое бурение при помощи  буровых установок УГБ-50М, УГБ-1ВС на шасси автомашин ГАЗ-66, ЗИЛ-131. Эти установки предназначены  и для ударно-канатного бурения. Фотографии смотрите здесь.
  3. Вращательное бурение скважины с очисткой забоя промывочной жидкостью (вода, глинистый раствор) малогабаритной установкой при помощи электродвигателя с редуктором. Люди, которые используют этот вид бурения, пишут в своей рекламе «ГИДРОБУРЕНИЕ». Фотографии смотрите здесь.
  4. Ручное бурение скважины ударно-канатным способом при помощи «треноги» и обсадных труб. Фотографии смотрите здесь.
  5. Механическое бурение скважины ударно-канатным способом при помощи электродвигателя с лебёдкой  для спускоподъёмных операций   инструмента разрушающего породу в скважине, и обсадных труб, которые служат также станиной для процесса бурения. Для бурения и проходки скважины до уровня грунтовых вод (УГВ) применяется шнек с удлиняющими  насадками и электробур. Фотографии смотрите здесь.

Преимущества и недостатки выше изложенных методов бурения

Самым точным и надежным методом бурения в поиске водоносных горизонтов является  метод № 5 - Механическое бурение скважины ударно-канатным способом при помощи электродвигателя с лебёдкой. Для потребителей воды, имеющих старые шахтные колодцы (от 2 до 5 метров глубиной) и ручные шахтные насосы, которые, также как и скважина, исчерпали свой ресурс, нужно обратиться к специалистам, работающим по методу №5.

Этот метод хорошо себя зарекомендовал при бурении в стесненных условиях – достаточно от 2 до 4 квадратных метров. Это позволяет бурить возле домов, дач с подводкой скважины в помещение, где устанавливается насос автоматического водоснабжения или электронасос. Также этим методом возможно производить бурение скважины внутри помещений строящихся зданий.  Таким образом, экономятся не только деньги на шахтный колодец, но и увеличивается безопасность скважины. Качество и чистота обеспечивается не только при работе, но и на прилегающей территории, за счёт того, что шлам, который поднимают с бурящейся скважины, высыпается в вёдра и выносится с территории.

При нахождении водоносного горизонта, фильтр и присоединённая к нему рабочая труба (желательно диаметром 40мм) опускается прямо по обсадной трубе вниз до этого водоносного горизонта. При транспортировке фильтра вниз контакта с породой не происходит в отличие от других методов бурения. 

Если скважина будет эксплуатироваться при помощи насоса автоматического водоснабжения или электронасоса, за фильтром ставится обратный клапан.  Это невозможно сделать при всех других методах бурения.

Прокачку скважины выполняют при помощи электронасоса, если уровень грунтовых вод до 8 метров. Я применяю вертикальный электронасос - производитель Харьковский завод.  Если уровень грунтовых вод больше 8 метров, прокачивают скважину при помощи компрессора и шланга, который помещается в скважину для подачи воздуха. Из скважины выходит воздушно – водяная смесь. Этот процесс называется «метод Эрлифта».

Такая скважина, с использованием насоса автоматического водоснабжения и рабочей трубой диаметром 40 миллиметров, эксплуатируется пользователем длительное время. Такой эффект достигается за счет того, что вода с пылеватыми и глинистыми частицами подходит к фильтру не только под действием гравитационного (свободного) движения, но и за счет работы станции. Во время работы станции создаётся вакуум, который придаёт ускорение частицам. Преодолевая сетку фильтра, частицы вместе с водой устремляются на поверхность. Таким образом, возле фильтра остаются только крупные частицы песка, которые обеспечивают хорошую проходимость воды. Скважины, пробуренные методом № 5 с рабочей трубой диаметром 40 миллиметров и  фильтром, изготовленным по выше изложенным рекомендациям, могут достигать срока эксплуатации до 50 лет.

Бурение скважины по методу №5 выполняется за 4–8 часов, то есть за одну рабочую смену. В это время входит и установка насоса. Может быть, ко-то отнесет такую продолжительность выполнения работ по бурению скважины к недостаткам. Но это уже субъективное мнение каждого.

На дачах и приусадебных участках, которые расположены в поймах и на террасах реки Десна, где стратиграфическая толща грунтов большей частью представлена песками и супесчаными грунтами четвертичных отложений (QIV – QI), метод №5 быстро и качественно справится с поставленной задачей, по сравнению с бурением скважины вращательным  методом с промывкой водой №1, №3. 

При бурении методами №1 и №3 – Роторное бурение скважин при помощи промывочной жидкости (воды) буровыми установками УРБ-2А-2,УРБ-2,5,УРБ-3АМ; Вращательное бурение скважины с очисткой забоя промывочной жидкостью (вода, глинистый раствор) малогабаритной установкой усложнение составляет пылеватый и мелкий песок насыщенный водой «плывун», который не держит пробуренный ствол скважины, и для этого приходиться применять бентонитовую глину, которая на время цементирует и держит ствол скважины. Это позволяет спустить рабочую трубу с присоединённым фильтром  на водоносный горизонт, состоящий  из песка средней и крупной фракций. После спуска фильтра необходимо длительное время промывать скважину чистой водой, чтобы в дальнейшем при эксплуатации скважины остатки бентонитовой глины не повредили фильтр. Промывают скважину методом нагнетания чистой воды под давлением в рабочую трубу и через фильтр. Насыщаясь глиной, она поднимается на поверхность. Мастера, которые используют метод №1 и №3, не всегда промывают скважину в полном объеме, из-за экономии чистой воды, своего рабочего времени или горючего, халатном отношении к выполняемой работе и непрофессионализме. В дальнейшем такая скважина быстро выходит из эксплуатации. Хозяин, нуждаясь в воде, заказывает новую скважину. 

За последние  два–три  года появились люди, которые применяют малогабаритные установки с очисткой забоя промывочной жидкостью (вода или глинистый раствор), метод №3. При помощи малогабаритных установок бурят скважины на глубину 50 и более метров в породах сложенных преимущественно твёрдыми супесями, глинами, суглинками. При бурении скважины применяют воду или глинистый раствор, которые очищают забой скважины от шлама с выходом его на поверхность. Для этого на поверхности, недалеко от скважины, выкапывают приямок размером 1.0 х 1.0 х 1.0 метра, куда и вытекает этот шлам. Такой шлам, состоящий из песка глины и суглинка, причиняет неудобства заказчику. Ему необходимо вывезти этот шлам  и завести плодородную почву для рекультивации данного участка. После бурения скважины  работники  не всегда засыпают приямок, мотивируя это тем, что в яме находится вода. Эту работу в дальнейшем выполняет сам хозяин. Промывку скважины делают при помощи мотопомпы, которая нагнетает чистую воду в рабочую трубу диаметром 50 миллиметров. Вода выходит на поверхность земли через фильтр. Такой способ  называется обратным. Если же к мотопомпе присоединяют трубу с меньшим диаметром (32 мм), чем труба скважины, и обратным клапаном на конце, и  вставляют ее в рабочую трубу скважины (50 мм), такой способ называется способом прямой откачки скважины. Его используют при уровне грунтовых вод до 8 метров.

В дальнейшем при  эксплуатации такой скважины с применением насоса автоматического водоснабжения,  люди пробурившие скважину, рекомендуют применять прямой способ отбора воды описанный выше. При таком отборе воды, когда рабочая труба диаметром 50 миллиметров исполняет роль обсадной, а в неё вставляется труба меньшего диаметра 32 миллиметра с обратным клапаном на конце, приток воды через фильтр  осуществляется под гравитационным (свободным) движением. Пылеватые и глинистые частицы вместе с водой, подходя к сетке фильтра и, не преодолев сопротивления, остаются на сетке фильтра, что через небольшой промежуток времени приводит к забивке всего фильтра. Фильтр теряет свою способность пропускать воду. Такие скважины работают не более 5 – 7лет, по сравнению со способом эксплуатации скважины, описанным выше в методе № 5

Аналогичное бурение скважин и в методе № 1, только установка размещается на шасси грузового автомобиля и приводится в действие при помощи двигателя автомобиля. Установками УРБ-2А-2,УРБ- 2,5, УРБ-3АМ, 1БА-15В можно производить бурение скважины большего диаметра и довольно глубоко (200 – 500 метров). Эти установки рационально использовать при бурении промышленных скважин с большим дебитом потребляемой воды. Промывочную жидкость для этих установок возят на отдельной машине. Они нуждаются в больших площадках для осуществления бурения. Приямки для выливающейся из скважин воды в момент бурения больше и глубже. Бурение одной не глубокой скважины не рентабельно, и теряет всякий смысл из-за дороговизны бензина и дизтоплива, так как машины на 100 км сжигают от 35 до 55 литров ГСМ, не считая работы двигателя на бурение скважины.

Люди, которые заказывают скважины на харьковский или бучакский  горизонты, должны быть ознакомлены с техникой бурения. Она заключается в том, что пробурив четвертичные отложения, которые сложены песчаными грунтами, их нужно перекрывать обсадными трубами, делать цементацию затрубного пространства. Затем бурение ведётся меньшим диаметром. Если этого не сделать, то через некоторое время горизонты соединяться между собой и в результате получите воду четвертичных отложений. Таких примеров по области очень много.

Заказчики таких скважин не всегда пользуются советами бурильщиков о перекрытии горизонтов, и в результате экономии денег получают негативный результат.                           

Шнековое бурение скважин  при помощи бур. установок УГБ-50М, УГБ-1ВС (метод №2) ведется быстро с одновременным  выбросом грунта на поверхность. При этом большая вероятность ошибки посадки фильтра на нужный водоносный горизонт. При данном методе бурения ставятся только металлические трубы. Выше назваными установками  предусмотрено бурение скважин ударно-канатным методом с применением обсадных труб и посадки пластмассовых труб с фильтром на нужный горизонт. Это занимает значительно больше времени и сил, чем пробурить шнеками. Поэтому владельцы этих установок упрощают себе задачу и таким образом допускают ошибки. С помощью установок УГБ-50М, УГБ-1ВС достигнуть хорошего результата возможно лишь при последовательном выполнении следующих действий, а именно: пробурить разведочную скважину шнеками на определённую глубину, а затем бурить до водоносного горизонта ударно-канатным методом с применением обсадных труб. Только так достигается отличный результат. 

Недостатком является то, что грузовые машины ГАЗ-66 и ЗИЛ-131, на шасси которых расположены установки, не могут заехать для выполнения работ по бурению скважины в любое удобное для заказчика место. В ином случае при движении по огороду после этих машин остаются глубокие вмятины большими колёсами, что приводит к неудобствам для заказчика скважины, поскольку нужно производить работы по засыпке этой борозды.

Ручное бурение скважины ударно – канатным способом при помощи «треноги» и обсадных труб (метод №4). Это самый древний метод бурения, который преподавался в Киевском геологоразведочном техникуме еще во времена моей там учебы (1976 -1980 гг). Тренога – это три длинные 5–6 метровые трубы или деревянные жерди, соединённые вверху вместе, а нижние их концы расставлены на три стороны. В верхней части прикреплено колёсико с углублением для движения троса с желонкой или с породоразрушающим инструментом. 

Применяют обсадные трубы диаметром 50 или 76 мм, соединяемые между собой муфтами. Бурение происходит с помощью желонки, которая набирает породу. С помощью троса и физической силы человека ее поднимают на поверхность. Это довольно длительный процесс. Логично, что тот, кто до сих пор пользуется таким методом и не усовершенствовал его, не имеет для этого специальных знаний. Поэтому следует судить и о квалификации работающих таким методом людей.  

Этот метод бурения был усовершенствован и модернизирован мной уже довольно давно. Применив свои знания, полученные при учёбе в техникуме и университете, мною был изобретен метод механического бурения скважины ударно-канатным способом при помощи электродвигателя с лебёдкой, а также электробура для проходки скважины шнеками до уровня грунтовых вод, описанный в этой статье как методе №5

Что же именно я изменил и усовершенствовал? Тренога была упразднена.  Обсадные трубы заменены на трубы большего диаметра с ниппельным  соединением. Талевая оснастка с разработанной мной электрической лебёдкой для спускоподъёмных операций инструмента разрушающего породу в скважине, была приспособлена при помощи обхватывающего ключа к обсадным трубам. Также был усовершенствован  инструмент для разрушения породы. Были разработаны приспособления и инструмент для электробура, а также многое другое, что позволяет бурить скважину очень быстро и качественно.

Что касается выбора насоса для подъёма и подачи воды, то этот вопрос нужно рассматривать в каждом конкретном случае отдельно. Стоимость скважины зависит от количества выполненной работы.  

Если у Вас появились вопросы, звоните или пишите. Я с удовольствием отвечу на них и дам рекомендации.