Описание технологии бурения скважины в сельском доме

Снабжение водой сельского дома: бурим свою скважину. Описание технологии бурения скважины в сельском доме.

Приспособления, инструмент и оборудование для бурения скважины. 

Бурение скважины представляет собой процесс разрушения породы в забое, который ограничен внутренней площадью обсадной колонны, и вытягивание её из скважины на поверхность. При выполнении работы ручным буром почву достают несколькими способами. Пески приподнимают на поверхность совместно с буром, а напитанные водой плывуны — желонкой. Глина и др. породы средней твёрдости заранее рыхлятся буровым долото, делается жиже водой и приподнимается на поверхность как плывуны — тоже желонкой. Незначительные камни дробят зубильным долотом, после так же, как и глину, желонкой приподнимают на поверхность.

Нужный инструмент для бурения возможно собрать самостоятельно из деталей, сделанных на токарном станке. Однако, при данном понадобятся умения электросварщика и слесаря.

К забуриванию скважины можно приступить покупным буром (всё-таки стандартный садовый бур нужно будет «довести до ума») либо самодельным, который можно изготовить по предлагаемым чертежам (рисунок.) Все детали его производят из низкоуглеродистой стали. 

Бур: 1 — наконечник; 2 — корпус; 3 - режущие пластины

Буровое долото (рисунок) в ходе работы испытывает существенные нагрузки и подвергается абразивному износу. Его режущая часть 1 делается из прочной стали (У8А) с дальнейшей термообработкой. Режущую пластину через промежуточные планки 2 и пластину 3 сплачивают с резьбовой муфтой. 

Буровое полотно: 1— режущая пластина; 2 — промежуточные планки; 3 — соединительная пластина; 4 — резьбовая муфта

У режущей пластины зубильного долото, в отличие от бурового, нет отогнутых кромок, и оно затачивается аналогично слесарному зубилу. При выборе угла заточки учитывается твёрдость разрушаемой породы.

Желонка (рисунок) необходима для ликвидации разжиженной породы. Для изготовления её корпуса 1 подойдёт водопроводная труба, которую скрепляют с клапаном 2 четырьмя винтами М 6. Длина желонки в готовом виде составляет 1,2…1,6 м. Прикрепляют её к тросу болтом 3. Клапан 4 должен с лёгкостью, без заедания подниматься, крутясь на оси в кронштейне 5, который приварен к корпусу. Клапан заранее выставляется симметрично относительно отверстия в корпусе и проверяется, достаточно ли плотно он сидит в гнезде по всему периметру фаски.  

Желонка:  1— корпус; 2 — корпус клапана; 3 — болт подвески к тросу; 4 — клапан; 5 — кронштейн клапана; 6 - ограничительный винт

Винт 6 необходим для того, чтобы регулировать позицию открытого клапана и с надёжностью его затворять при подъёме желонки. Часть винта, которая выступает за границы корпуса клапана, спиливается и раскерняется.

Желонку, при погружении в забой, окунают в искрошенную и насыщенную водой почву, при перемещении вниз, клапан открывается, и корпус наполняется разжиженной породой. Для того, чтобы клапан затворить, желонку приподнимают на 10…20 сантиметров. Неоднократно опуская и приподнимая желонку в забое, вы сможете почувствовать, как она, наполняясь, делается тяжелее. Трос, фиксирующий желонку, пускают через блок.

Буровое и зубильное долото во время работы укрепляют на колонне буровых штанг. Для устройства штанг подойдут обрезки водопроводных труб размером 2,5…3.0 м, на их краях для свинчивания производят нарезку трубной резьбы.

Штанги необходимы для поднятия и погружения в скважину инструментов и установки фильтра. Для того, чтобы прикрепить фильтр к буровым штангам, на нижнюю буровую штангу нужно навернуть байонетный захват, ответная часть которого есть в корпусе сальника фильтра.

Выкручивают из муфт и разделяют изолированные штанги при помощи упорной стальной шайбы (рисунок). Её ставят на верхний конец обсадной колонны. Величина прорези в упорной шайбе обладает меньшим поперечником, чем муфта буровой штанги. Вследствие данного, часть штанги, которая остаётся в скважине, висит на муфте, что дозволяет сверху нарастить либо убрать ещё одно звено. 

Упорная шайба

Для сочленения труб в штангу используют стандартные стальные трубные муфты, но не чугунные. Если ломкий чугун под нагрузкой треснет, то это приведёт к утрате бурового инструмента в забое.

Толщина стального каната, который используется при бурении скважины вручную, должна быть 08 миллиметров. Для работы с желонкой необходим свой отдельный канат.

В ходе бурения скважины и последующей работе придётся многократно поднимать собранную колонну обсадных труб, а также вынимать резким движением ранее забитый в почву фильтр. Данные процедуры осуществляют с помощью тали. При глубине буровой скважины свыше десяти метров используют таль грузоподъёмностью не меньше одной тонны.

Для того, чтобы удерживать колонну при наращивании либо разборке её звеньев, применяют самодельный зажимной механизм, состоящий из 2-х рамок из стального уголка, которые скреплены между собой 4-мя шпильками 10 миллиметров.

Технология бурения скважины до водоносного горизонта, монтаж фильтра и откачка воды. 

При подготовке к бурению необходимо правильно организовать рабочее место. При этом необходимо учитывать, что все манипуляции, в том числе и свинчивание трёхметровых звеньев обсадной колонны, станут производиться вручную.

В случае, если скважина делается под домом, то первым уровнем рабочей площадки станет пол приямка, а вторым — пол чердака. На чердаке устраивается настил, на который монтируются козлы с талью и блоком.

В случае, если принято решение скважину бурить вне помещения, то леса, которые будут образовывать второй уровень, должны располагаться выше 1-го уровня на четыре метра. Они тщательно закрепляются и ограждаются для безопасности в процессе работы.

В ходе бурения скважины нужно всё время осуществлять контроль за положением бурового инструмента в обсадной колонне, не допускать его выход за её границы. С данной целью производят разметку колонны обсадных труб, начиная с коронки. Между метровыми отметками, которые обозначены цифрами, рисуют деления через каждые четверть метра. Подобным образом делают и штанги бурового инструмента — длина бурового инструмента прибавляется к длине штанги.

Забуривание является началом данной работы. Бур, неторопливо вращая, опускают в почву и отвесом контролируют вертикальность его положения. Если грунт сыпучий, начальное забуривание приводят до глубины одного метра, впоследствии в скважину заводят забойное звено обсадных труб с коронкой.

Если грунт твёрдый, не осыпающийся, бурение скважины производят без обсадки на глубину, которая равняется длине забойного звена обсадной трубы. Допускается бурить глубже, однако без обсадных труб, так как всегда имеется риск лишиться бура в случае обвала стен скважины.

Если порода мягкая, то буром работают до предельно допустимой глубины, вплоть до 1-го водоносного горизонта, до того момента, когда мокрый грунт уже не станет налипать на бур, а на наиболее твёрдых породах — до той поры, пока породу ещё возможно разбивать. В некоторых случаях желательно с самого начала производить работу буревым и зубильным долотами, а поднимать породу на поверхность буром. По мере преодоления твёрдых сухих пород, в скважину, по окончании каждого поднятия инструмента, льют воду (2…3 ведра), а во влажном грунте буровой инструмент необходимо поднимать наверх через 5…10 сантиметров проходки и производить очистку.

Трубу погружают при помощи тали. По мере углубления скважины, плеть увеличивается в длину при помощи резьбовых муфт. На обсадной трубе на отметке 1,0…1,5 м от поверхности земли укрепляют хомут, который по мере самопроизвольного опускания колонны время от времени переставляют выше. Уместно иметь два хомута, для того чтобы заранее закреплять верхний и всего лишь после снимать нижний.

Забойное звено обсадной колонны изначально устанавливается в забуренном стволе в вертикальном положении. В случае надобности в скважине необходимо обрушить те куски стенок, которые мешают монтажу звена в вертикальное положение. Следующие звенья колонны устанавливают по уровню.

Вертикальное положение труб в процессе бурения поможет обеспечить, надёжно закреплённая над горловиной скважины, толстая доска (либо плита из металла) с отверстием, поперечник которого на три миллиметра больше диаметра муфты обсадной трубы. Эта конструкция удерживает трубу и сохраняет при вращении необходимое положение всей колонны.

Плывун из скважины убирается с помощью желонкой. В плывунах заглубление обсадной колонны происходит при проворачивании, но иногда происходит и самопроизвольно. Перед поворотом обсадной колонны желонку поднимают из забоя. Вращение обсадной колонны производят цепными ключами либо специальными зажимами устройства с воротом. При осуществлении вращения с воротом не ходят по кругу, а дают его из рук в руки.

Бур либо обсадную трубу с коронкой крутят незначительными толчками по ходу часовой стрелки. Коронка размельчает породу и производит обрезку стенок скважины, что содействует погружению всей плети труб. Приблизить погружение возможно чередуя направления вращательных движений трубы. По заполнению скважины породой, скорость осадки сокращается, а после совсем заканчивается. Необходимо производить очистку скважины от породы буром либо желонкой. В ходе бурения скважины, почти через каждые 500…700 миллиметров углубления, буровой инструмент вынимают для очистки и проверки.

При ударном бурении, после каждого удара инструмент приподнимают над забоем на 300…500 миллиметров (исходя из того, какая порода), после производят поворот на 1/10…1/8 окружности, что нужно для того, чтобы получить скважины в форме цилиндра с ровными стенками.

При бурении песчаных почв, в случае их неудовлетворительной подвижности, скважину наполняют водой. Глину и суглинки в забое срезают буровым долотом, размельчают и смешивают с водой, а затем желонкой приподнимают на поверхность. В случае, если забой не слишком увлажнён, в него сверху подливают воду.

Бурение пород средней твёрдости не имеет принципиального отличия от бурения глины и суглинков. В том случае, если породы сыпучие и скверно наполняют желонку, желательно в скважину прибавить кусочки жирной глины.

Если желонку заклинило при попадании маленьких камней в промежуток между остовом инструмента и обсадной трубой, нужно налить в скважину воду и движениями вверх-вниз на 10…20 сантиметров попробовать освободить её. В некоторых случаях желательно перейти на желонку меньшего диаметра.

Водоносный горизонт, обычно, имеет в своём составе прекрасно промытые пески средней и достаточно крупной зернистости, порой с примесью гальки, однако не каждая порода, которая состоит из среднезернистых и крупнозернистых песков, является водоносной. Важнейшим показателем водоносности горизонта представляется практически мгновенное впитывание вливаемой в скважину воды, не зависимо от её объёма. Подобным образом, для того, чтобы определить, является ли горизонт водоносным, нужно извлечь из забоя желонку и, приготовив 5…10 вёдер воды, достаточно быстро вылить их в обсадную колонну. В случае, если у вас получится заполнить колонну, то это будет указывать на то, что этот горизонт не водоносный.

Монтаж фильтра. 

После того, как водоносный слой достигнут, бурение заканчивают и принимаются за монтаж фильтра в скважине. Фильтр размещают так, чтобы его водоприемная часть была погружена в водоносный слой (рисунок).  

Установка фильтра: а — выход буровой коронки в водоносный горизонт; б — положение фильтра в скважине 1 — обсадная колонна;2 — желонка; 3 — трос желонки

Перед установкой фильтра производят очистку скважины и достоверно определяют её глубину. Для того чтобы не нанести повреждения сетке и её каркасу, который ослаблен отверстиями, нижнюю часть отстойника с наконечником в форме пирамиды устанавливают (забивают) в заранее подготовленное гнездо, которое образовалось в твёрдой породе от бурового инструмента.

Не подвергая риску сетчатый элемент, гнездо делают, забивая в дно скважины конус, который навинчивают на «макет» фильтра. «Макетом» сможет послужить сам фильтр, в котором перфорированный отрезок с сеткой временно замещают целой крепкой трубой.

По окончании установки фильтра сетку оголяют, приподняв обсадную трубу. Промежуток от коронки до сальника водоприёмного фильтра, чаще всего, устанавливают не меньше 0.5 метров, чтобы он находился немного выше водоносного слоя. Уплотнительное кольцо сальника зажимается поворотом гайки при помощи буровой штанги, которую впоследствии высвобождают из байонета и вынимают из скважины.

Воду из скважины откачивают до полного осветления погружённым туда насосом. Его подключение к электросети необходимо доверить профессионалу, который сможет гарантировать, в первую очередь, безопасность работы и реализацию всех технических запросов, изложенных в инструкции к насосу.

После того, как будет получен результат исследований качества воды, делают паспорт водозабора, что и представляется завершающим этапом работы по бурению скважины.