Гидробурение свердловини своїми руками

Принцип гідробуріння свердловин, особливості цього процесу та його переваги. Перелік необхідного обладнання та поетапна технологія робіт, які можна виконати самостійно.



Гидробурение свердловин — це один із способів створення автономних водозабірних споруд, який використовується при відсутності централізованої системи постачання водою, що особливо актуально для заміських володінь. Сьогодні ми розповімо, як виконати своїми руками гидробурение свердловини на воду.

Особливості гідробуріння свердловини на воду

Порівняно з традиційними аналогічними технологіями гидробурение є універсальним і найбільш економним методом. У ньому поєднуються два відповідальних процесу руйнування породи за допомогою бура та її вимивання робочою рідиною під тиском.

Вага колони, що складається з бурових штанг, забезпечує занурення системи в грунт, а спеціальна оснащення дозволяє закачувати в утворюється порожнина промивний розчин, який є суспензією з води і глини. Бурову рідину відкачують мотопомпою і направляють у свердловину.

У загальній схемі робіт промивний розчин здійснює такі функції:

• Вимиває дрібні фрагменти зруйнованого грунту і виносить їх на поверхню;
• Оберігає від перегріву робочу поверхню земляного бура;
• Шліфує стінки свердловини, зміцнює їх, знижуючи ризик обвалення.

У міру занурення в грунт бурову колону по мірі потреби нарощують за допомогою різьбових з’єднань півтораметровими трубами діаметром 50-80 мм. Їх кількість визначається глибиною залягання підземної води. Для зручної центрування свердловини використовують бур, що має форму конуса, а для подолання щільних грунтів — пелюсткову форму.

Якщо на ділянці осадові породи складаються з щебеню або валунів, від гідробуріння свердловини доведеться відмовитися, так як підняти з неї напором води їх важкі уламки неможливо.

Вищеописаний метод видобутку води став популярним відносно недавно і тому у багатьох викликає хибні уявлення. Наприклад, про те, що гидробурение підходить тільки для дрібних свердловин. Насправді при гарному технічному оснащенні таким способом можна бурити їх на глибини понад 250 м, хоча в середньому для побутових свердловин це значення становить 20-35 м.

Думка про високу вартість гідробуріння також помилково. Завдяки значній швидкості робіт грошові витрати не так великі, як це може здатися на перший погляд.

Крім цього, до безперечних переваг даного методу можна додати:

1. Компактність устаткування, що дозволяє вести буріння на обмеженій невеликими розмірами майданчику;
2. Мінімальна кількість технічних операцій;
3. Велика швидкість буріння, що дозволяє виконувати його на 10 м глибини в день;
4. Абсолютна безпека для екологічної рівноваги місцевості і її ландшафту;
5. Можливість самостійного виконання робіт і пов’язана з цим їх мінімальна вартість.

Переваги гідробуріння стають особливо очевидними, якщо його порівнювати з «сухим» способом, при якому постійне витяг желонки зі стовбура, її очищення, а потім знову завантаження — звичайна справа. А використання бурової суміші в нашому методі успішно замінює цей робочий інструмент.

Вибір обладнання для гідробуріння свердловини

Оптимальним рішенням для видобутку води на своїй ділянці є використання малогабаритної бурильної установки. Вона являє собою агрегат, що має в діаметрі 1 м і висоту 3 м.

До складу його конструкції входять:

• Металева рама;
• Бурильний інструмент;
• Двигун, службовець для передачі зусилля до буру;
• Лебідка;
• Вертлюг для фіксації деталей;
• Штанги, що формують колону;
• Електронний блок управління;
• Шланги, що подають промивальну суміш від мотопомпи;
• Пелюстковий або конусний бур.

Крім необхідного устаткування, можна придбати перетворювач струму для стабільного енергозабезпечення буріння і інструмент — сантехнічний ключ, механічний затискач і пересадочну вилку.

Для швидкого гідробуріння і якісного промивання порожнини свердловини необхідно придбати потужну мотопомпу. Продуктивність цього агрегату повинна становити від 20 м3/годину, забезпечувати напір 26 м і тиск близько 2,6 атм. При купівлі слід вказати продавцю призначення мотопомпи — перекачування забрудненої рідини.

Технологія гідробуріння свердловини на воду

Існуюча технологія гідробуріння свердловин на воду вимагає послідовного дотримання всіх етапів робіт. Вони включають підготовку обладнання, обсадної труби і заготівлю промивної рідини. Після цього можна збирати установку і приступати безпосередньо до буріння.

Пошук водоносного шару

Для успіху в пошуку підземної води на ділянці необхідно визначити глибину її ґрунтового залягання, нехай навіть ці дані приблизні. Їх можна отримати, опитавши сусідів, які мають свердловини, або в місцевій бурової компанії, яка проводила в них свої роботи.

Найчастіше верхні водоносні шари ґрунту знаходяться на глибині від 1,5 до 6 м. Такі пласти в народі іменуються «верховодка». Її горизонт не призначений для видобутку питної води, бо містить у собі побутові та хімічні забруднення, що проникли з поверхні грунту.

Якщо потрібно отримати воду з питними властивостями, її можна знайти з імовірністю 70% на глибині від 15-25 м при наявності зверху водонепроникного шару суглинку або супіски, що оберігає цілющу вологу від забруднень. Водоносні горизонти, розташовані від 25 м і більше в глибину, на 90% можуть гарантувати видобуток найчистішої води.

У пошуках підземної води рекомендується виконувати розвідувальне буріння, використовуючи бур діаметром 100 мм. Якщо позитивний результат був досягнутий на глибині 10 м, бурову колону з першої штангою, має отвори і використовуваної в якості фільтра, залишають у свердловині. При більшій глибині залягання води свердловину розширюють буром діаметром 200 мм і заводять в порожнину обсадну трубу д. 125 мм, а потім і насос.

Підготовка до роботи

Якщо ділянка буріння буде правильно підготовлений, робочий процес буде позбавлений від багатьох затримок, так як при такому методі, пов’язаному з безперебійною подачею промывающего розчину, вони небажані.

Гидробурение потребує значної кількості води приблизно 15 м3. Щоб забезпечити його, необхідно підготувати ємності або викопати велику яму, а потім обмазати її стіни глиною, яка не дасть заготовленої воді піти в грунт.

Коли ємності будуть заповнені, можна починати складання МБУ — бурильної установки. Її монтаж здійснюється по інструкції, що додається, особливих труднощів при цьому не виникає і робота триває приблизно годину. Головна умова — горизонтальність установки агрегату. Інакше у разі перекосу змонтувати обсадну трубу навряд чи вдасться.

Коли вся конструкція буде зібрана, в півтора або двох метрах від неї слід викопати приямки, які служать для їх наповнення буровим розчином. В результаті повинні вийти дві поглиблення в землі типу ванн. Потім їх потрібно з’єднати переливний траншеєю. Габарити кожного з приямків — 1х1х1 м. Один з них буде призначений для осадження частинок забрудненої промиванням води з свердловини. Відстояна в ньому вода через переливну траншею буде надходити в інший приямок, а потім перекачуватися в бурильний агрегат з допомогою насоса.

В процесі гідробуріння свердловини на воду відстійник періодично доведеться очищати від осаду, що складається з выбуренных фракцій ґрунту. Основним вважається інший приямок. Поблизу нього потрібно встановити мотопомпу і з’єднати шлангами її вхідний отвір з приямком, а вихідна — з установкою.

Така конструкція забезпечує в процесі кругову циркуляцію води, яка охолоджує бур і збільшує його ресурс. Після завершення роботи установки можна відкачати воду в приямки.

Інструкція по бурінню свердловини

Після підготовки та складання МБУ приямки потрібно заповнити промывающей суспензією і почати буріння.

Його схема досить проста:

1. З допомогою мотопомпи промывающий розчин подається через шланг на бурову колону.
2. Використовуючи порожнину занурюються в грунт штанг, суміш досягає бурового снаряда і допомагає йому в руйнуванні породи.
3. Захопила грунт суспензія подається в відстійник.
4. Коли суспензії осядуть, розчин перетікає в сусідній приямок і знову використовується по колу.

Після занурення першої штанги на 95% довжини її потрібно з’єднати навинчиванием з наступною трубою бурової колони. Буріння з нарощуванням колони слід виробляти до різкого підвищення рівня рідини в приямку. Це свідчить про досягнення буром водоносного шару. Залежить від виду грунту на ділянці процедура гідробуріння може тривати від одного до семи днів.

Обсадна колона служить для запобігання попадання в стовбур свердловини при її бурінні піску і гальки. Для попередження можливих обвалів обсадну трубу потрібно опускати майже одночасно із заглибленням бурового снаряда.

Матеріалом для виготовлення обсадження служить метал або пластик великої товщини. Пластикові труби досить популярні, так як володіють стійкістю до окислення. Однак при гидробурении їх складно продавлювати в свердловинний стовбур. Набагато простіше при даному методі скористатися металевими трубами з різьбленням, що дозволяє виконувати почергове загвинчування ланок.

Промывающий розчин для буріння зручно робити в приямку, перемішуючи там глину з водою. Частинки глини, яка міститься у складі суспензії, забивають пори грунту в свердловині, тим самим зменшуючи всмоктування рідини грунтом. В залежності від порід, через які проходить бур, склад суспензії потрібно регулювати. Для пісків вона зазвичай густа. Супіски, суглинки і глинисті ґрунти можна розробляти з використанням звичайної води, а якщо породи щільні, в неї додають дріб або будь-який інший абразив.

Якщо бурильну установку доводиться зупиняти на ніч, то каретку з буром потрібно підняти з допомогою лебідки до верху МБУ і там зафіксувати. На наступний день після запуску мотопомпи та її роботи протягом півгодини слід включити привід. Після цього лебідкою потрібно опустити і трохи підняти колону бурових штанг. Дочекавшись легкого переміщення каретки, можна продовжити гидробурение свердловини своїми руками.

Облаштування свердловини на воду

Пройшовши водоносний горизонт, гидробурение слід продовжувати до проникнення в водотривкий шар. Цей момент буде помітний по зменшенню швидкості занурення бура. Металеві штанги потрібно витягувати з свердловини після її промивання водою.

Якщо виконувалось буріння свердловини великого діаметру з метою встановлення у неї заглибного насоса, то необхідно потурбуватися про монтаж фільтра. Виконати цю операцію нескладно. Потрібно усередину обсадної колони вставити ряд труб меншого діаметру і з’єднати їх. Нижня труба внутрішньої обсадження повинна бути перфорованою або мати поздовжні щілини. Буде правильно, якщо це фільтрує воду ланка доповнити тонкої металевої сіткою.

Після досягнення фільтруючим елементом дна свердловини обсадну трубу слід трохи витягнути з стовбура з метою звільнення фільтруючих отворів. Верхню зайву частину труби потрібно обрізати і зробити оголовок. При наявності зазору навколо стовбура гирлі свердловини треба зафіксувати щебенем і цементним розчином. Це допоможе уникнути проникнення талих вод зовні у водоносний горизонт джерела.

При установці насос не повинен стикатися з дном свердловини — це обов’язкова умова. Рівень води над ним повинен бути не менше 3 м. Після монтажу насоса свердловину можна використовувати.

Після закінчення всіх вищеописаних робіт необхідно розібрати конструкцію бурової установки. Якщо свердловина вузька, колона для буріння буде грати роль обсадження з фільтром. Видаляти з стовбура її не потрібно, так як водозабір буде виконуватися, використовуючи ті канали, по яких проходила бурова суспензія.

Дивіться відео про гидробурение свердловини:

Дана технологія гідробуріння свердловин цілком доступна для самостійного застосування. Для зниження грошових витрат при бурінні своєї свердловини МБУ можна не купувати, а просто взяти його в оренду. При дотриманні черговості етапів роботи і наявності якісного обладнання можна отримати відмінний результат, який дозволить довгий час використовувати підземну воду високої якості.