Выбирая метод бурения на воду, необходимо обращать внимание на различные факторы. Важным является, конечно же, стоимость бурения, степень сложности выполнения работы, ландшафтные и геологические условия. Диаметр и глубина скважина определяет также выбор метода бурения скважины. Самым важным решением при выборе, каким именно методом будет буриться скважина, является определения функции скважины, то есть чему она будет служить.
На сегодня в бурении используются такие методы: ударно-канатное бурение, гидравлическое бурение, канатно-вращательное бурение, вращательно-шнековое бурение, ручная и экскаваторная копка, перфораторное бурение и ударно-канатное бурение.
1. Ударно-канатное бурение используется в случае, когда бурят скважину глубиной до 300 метров. Вращательно-поступательные движения бурового патрона обеспечивают процесс бурения, а для выемки породы используют воду. Шлам поступает из скважины по желонку.
Ударно-канатное бурение позволит вырыть скважину с чистой водой, используя при этом компактное оборудование, которое возможно использовать в труднодоступных и удаленных районах.
Недостатком ударно-канатного бурения является медленная скорость его работы. Если нужно быстро выполнить бурение, используют канатно-вращательный метод, когда одновременно используется бур и циркуляционная система воды для очищения скважины от шлама. Но канатно-вращательное бурение используют при надобности бурить скважину до 300 метров, что и отличает два описанных вида бурения друг от друга.
2. Канатно-вращательное бурение применяют, когда грунт рыхлый. К тому же этот вид бурения облегчает установку гравийного фильтра. В тоже время нельзя использовать канатно-вращательный метод для бурения скважин в горных породах, таких как базальт, известняк.
3. Гидравлическое бурение использует мощность потока воды для того, чтобы пробурить скважину и очистить её. Бурить скважины таким методом можно до 15 метров глубиной.
4. Вращательно-шнековое бурение не используют для бурения твердых пород, песчаного или рыхлого грунта. Этот метод используется только для бурения глинистых почв. Глубина скважины, пробуренной Вращательно-шнековым способом – 5 метров в ручном режиме и до 40 в машинном.
5. Роторное бурение глубоких скважин производят передвижными установками на базе Краз и др. гидравлическим методом с помощью шарошечных долот с промывкой буровым раствором. Роторное бурение позволяет менять диаметр бурения и долото в зависимости от условий бурения.
Выбирать метод бурения всегда нужно в зависимости от состояния и качества грунта и от назначения скважины, что определяет ее глубину.
Скважины для водозабора на грунтовые воды и напорные подземные воды (артезианские). Они отличаются по
глубине и по типу подземных вод, которые добываются. Вода в самом верхнем слое пород (до 5 метров от поверхности земли) называется верховодкой. Верховодка питается от дождевых и талых вод. Она может быть непригодна для питья и хозяйственных нужд, по причине загрязнений и содержания органических веществ, попадающих из грунта.
Основным источником водоснабжения дома, участка, являются грунтовые воды. Они относятся к первому водоносному горизонту и залегают на глубине от 5 до 50 метров. Грунтовые воды являются безнапорными, и при бурении скважин их уровень остаётся на той глубине, где они были найдены. Их верхнюю поверхность называют зеркалом воды или зеркалом грунтовых вод. Уровень воды в этом водоносном слое сохраняется и в засушливую погоду, в отличие от верховодки. Грунтовые воды расположены под землёй прослойками — водоносный слой песка сменяется водоупорным слоем из суглинка или глины. Песок в водоносном слое впитывает воду как губка, чем больше крупных песчаных фракций и прослоек гравия, тем больше там будет содержаться воды.
Бурение фильтровых скважин позволяет получить доступ к грунтовым водам. За счет естественной фильтрации в породе эта вода чистая, пригодная для питья, приготовления пищи, полива участка и. т. д. В процессе бурения весь песок вымывается, а в скважину встраивается обсадная труба с донным фильтром грубой очистки. Глубина скважины зависит от того, насколько глубоко находится зеркало воды.
Скважина «на песок» вырабатывает до 10 литров воды в минуту (дебит скважины), что вполне достаточно для бытовых целей. Бурение такой скважины делается в кратчайшие сроки, в течение 1-2 дней. Скважины просты в эксплуатации, долговечны (более 20 лет) и недорого обходятся по цене, в отличие от артезианских.
Артезианские скважины бурятся на самые глубокие водоносные горизонты. Артезианские воды находятся в земле под водоупорными породами на глубине до 400, а в некоторых местах и до 1000 м. Первые колодцы для артезианской воды были сделаны во Франции в провинции Артуа (Artesium). Отсюда и произошло их название. Это напорные воды, они пролегают между двумя водоупорными слоями, за счет чего постоянно испытывают гидростатическое давление. Когда был найден первый артезианский источник воды, то он фонтанировал прямо из земли. Это редкость, но при высоком напоре воды такое возможно. Артезианские воды пролегают на глубине от 25 до 400 (и больше) метров в водосодержащем пористом известняке, песчанике или другой породе. Артезианские бассейны простираются на сотни километров, и область их питания может находиться далеко от места забора воды. Для такой скважины характерен высокий уровень водоотдачи (дебит до 40 литров в минуту). Если, например, коттедж обустроен баней, бассейном, то есть смысл получать такое количество воды. Или, как вариант, артезианскую скважину заказывают сразу на несколько домов. Для бурения такой скважины применяется специальное оборудование, буровые машины, работа занимает до недели времени. Преимущество артезианских скважин — высокий дебит, можно не ставить систем дополнительной очистки, срок эксплуатации свыше 50 лет. Но по расценкам они обходятся намного дороже, чем фильтровые скважины, делаются гораздо дольше по времени, требуют лицензирования и регистрации.
Наша компания Исток МСК может бурить как артезианские, так и песчаные скважины. Но в основном заказы поступают на бурение скважин «на песок». Опишем вкратце технологию бурения таких скважин, начиная от момента разработки породы и установки обсадной трубы, заканчивая подачей воды к дому и её разводкой.
Работа включает несколько этапов. Сначала выбирается оптимальное место для скважины. Оно может быть расположено как на самом участке, так и в границах фундамента дома (в подвале, на цокольном этаже). Для обустройства скважины достаточно 2-3 кв.м. Если позволяет фундамент, то можно делать скважину в подвале, тогда в холодное время года трубопроводы и насосное оборудование будет защищены от замерзания и осадков. Если бурить на участке, то удобно размещать скважину рядом с домом, близко к водопроводным трубам. Это экономичный вариант размещения, не надо будет рыть длинную траншею для трубы, чтоб подать воду в дом. Расстояние от скважины до выгребной ямы, септика, должно быть не менее 20 м. Если скважин несколько, то не рекомендовано их размещать на близком расстоянии, чтоб они не перекрывали друг друга.
Технологии бурения бывают роторные и шнековые. Роторным способом бурятся артезианские скважины. Бурение производится с помощью шарочечного долота на шасси ЗИЛ, УРАЛ или КАМАЗ.
Для неглубоких скважин «на песок» используют шнековое бурение. Шнеком называется спиралевидный лопастной резец. Скорость его проходки — несколько десятков метров за день. Процесс бурения производится путём вращения шнека с выходом грунта по его винтообразной поверхности. Стенки скважины при этом сразу закрепляются обсадными трубами. Один из вращательных способов бурения — колонковое бурение. В этом случае разрушение породы проходит по кольцу, а внутренняя часть заполняет колонковую трубу по мере бурения. Для очищения от шлама применяется буровой насос для подачи промывочной жидкости.
Диаметр фильтровой скважины, как правило 127-133 мм. В неё погружается обсадная труба (колонна) из пищевого пластика на резьбовом соединении. На конце колонны располагается фильтр грубой очистки из нержавеющей сетки. Все это входит в стоимость бурения скважины, включая промывку и прокачку нашим оборудованием до получения абсолютно чистой воды.
Для откачивания воды из скважины используется наружный насос с автоматической станцией или глубинный (погружной насос). Если глубина зеркала воды до 8 метров, то можно использовать наружный насос со станцией. Если зеркало воды находится глубже, то тогда применяется погружной насос.
Автоматическая насосная станция — это прекрасное решение при небольшой глубине скважины. Она позволяет регулировать необходимый объём подачи воды. Насосная станция состоит из: — водозабора с сеткой и обратным клапаном в скважине;
— насоса, поднимающего воду;
— реле давления;
— напорного мембранного бака (гидроаккумулятора), компенсируещего гидравлический удар при включении станции;
— автоматики, которая включает и выключает насос в процессе его работы, уменьшает количество пусков насоса,осуществляет защиту насоса от перегрузок и «сухого хода»;
— манометра, с помощью которого можно регулировать давление.
Если глубина статического уровня воды свыше 8-10 метров, то используются погружные (глубинные) насосы, если же меньше — допускается использование насосной станции для подачи воды.
Итак, после того, как насосная станция установлена, необходимо позаботиться о подаче воды в дом, на дачный участок, а также обеспечить систему её фильтрации. От скважины подсоединяется водопроводная труба и проходит под землёй к дому. Её лучше прокладывать на расстоянии полуметра глубины от замерзания грунта. Вода в ночное время в трубе стоячая, и чтоб она не замёрзла в зимнее время, трубу либо глубоко зарывают (не менее 70 см) либо специально утепляют пенопластом, рубероидом. Ширина траншеи для такого водопровода должна быть не менее полуметра. Для разводки воды по дому устанавливается гребёнка с множеством выходов на те коммуникации в доме, которые Вы захотите обеспечить водой (кухня, ванная, туалет, душ…). Перед разводкой воды по дому может быть установлена индивидуальная система фильтрации воды.