Скважина ручным буром в глине. Бурение скважин на глинистых почвах – секреты профессионалов

Прежде чем приступать к бурению, необходимо узнать характер грунта и в соответствии с ним приготовить инструмент. В зависимости от местности имеет смысл использовать буровой инструмент различных конструкций, диаметра, длины и массы. Буровые ложки используют для бурения скважины преимущественно в устойчивых легких породах: чистых влажных песках, глинистых песках с мелким гравием, суглинках и песчанистых глинах. Обычно применяют ложки с лезвием и змеевиком (пустотелый стальной цилиндр с головкой, резьбой, продольной прорезью по длине цилиндра). Змеевик (спиральный бур) применяют для бурения скважин в глинах и суглинках с содержанием гравия. Он состоит из головки с конусообразной резьбой и нескольких спиральных витков, оканчивающихся в нижней части лезвием. Долота применяют для ударного бурения в твердых породах, они бывают зубильные, пирамидальные, плоские, крестовые и др. Состоят из лопасти, шейки, конусной резьбы, нижнюю кромку называют лезвием. Желонки бывают простые и поршневые, они служат для извлечения из скважины ударным способом пробуренной почвы, а также для бурения сыпучих и рыхлых пород.

Трубчатые колодцы состоят из скважины, которую выполняют путем вращательного или ударного бурения, что зависит от грунта.Для сооружения таких колодцев необходимы трубы и специальный буровой инструмент. Для оборудования трубчатых колодцев необходимы копер (тренога или вышка), инструменты, трубы, фильтры и т.д.
Копер состоит из трех бревен диаметром 13-18 см длиной до 6м. Для скважин большого диаметра копер можно изготовить из четырех ног, концы их заглубляют в землю. Высота копра зависит от длины обсадных труб и глубины бурения. Вверху тонкие концы копра скрепляют шкворнем с головкой и гайкой диаметром не менее 8 мм. К шкворню крепят серьгу для канатного однороликового блока.

Копер в сборе

Рычаг для вращения бура

На высоте 2,5-3 м от земли на поперечинах треноги делают настил из 50-60-миллиметровых досок. Между двумя ногами копра крепят ворот для подъема и опускания труб и штанг. Поднимать трубы также можно двумя или тремя рычагами, подставляя под них козелки. На трубе для упора рычагов крепят хомут, переставляя который поднимают трубу.

Один из вариантов поднятия труб:
1 - труба
2 - передвижной хомут
3 - рычаги
4 - упор

Штанги - стальные трубы особого проката с утолщенными стенками, очень прочные на сжатие, растяжение, скручивание. Их соединяют между собой стальными муфтами. К штангам крепят инструмент для выполнения бурения. Нормальная длина штанг - 3 м, но бывают короткие длиной 1 или длинные - 5 м. Штанги, соединенные вместе, называются колонной.
Для бурения небольших по диаметру скважин глубиной до 30 м можно применять обычные газовые или водопроводные трубы, которые скрепляют в колонны стальными муфтами. Длина муфт должна равняться двойному диаметру трубы.
Обсадные трубы для среднего и глубокого бурения изготовляют из стали. Они служат для предотвращения обвалов стенок скважины при проходе в неустойчивых породах, а также для изоляции водоносных горизонтов с непригодной для употребления водой. Их соединяют стальными муфтами.
Зубчатый башмак применяют для вращательного бурения твердых пород. Его внутренний диаметр равен внутреннему диаметру трубы, а наружный на 3-5 мм больше наружного диаметра муфт, зубцы отгибают наружу на такую же величину.

1 - зубчатый башмак
2 - труба
3 - муфта

Глинистые, твердые и вязкие породы бурят долотом и желонкой, одной желонкой без клапана или буровой ложкой и змеевиком. Породу за один прием рыхлят на глубину 500-700 мм, затем инструмент поднимают, опускают желонку и удаляют породу. Бурение можно вести без обсадных труб. В случае осыпания породы ставят обсадные трубы. В сухую глину добавляют два-три ведра воды после каждого извлечения инструмента. Мягкую вязкую породу выбирают желонкой без клапана или же снимают с нее башмак. Такие породы можно бурить змеевиком, но после нескольких оборотов инструмент необходимо поднимать на 100-150 мм, затем опускать обратно. Пробурив 400-700 мм, инструмент извлекают и очищают от породы. Перед каждым опусканием в скважину добавляют воды.
В глиняных породах с галькой и валунами диаметр скважины должен быть 150-200 мм. Долбление выполняют пирамидальными долотами. Раздробленную породу извлекают желонкой и обязательно ставят обсадные трубы. Инструментом малого диаметра бурить такие породы невозможно.

В песках, сухих и влажных, бурение выполняют желонкой и ложкой. Водоносные и чистые сухие пески проходят желонкой, немного добавляя в скважину глины и воды. Когда песок трамбуется и не захватывается желонкой, переходят на долото. Работу в обсадных трубах ведут, пока они не войдут в нижележащие водоупорные породы.
Бур не должен входить при этом в песок ниже башмака обсадной трубы более чем на половину длины инструмента. Это предупреждает породы от обвала.
В песках-плывунах бурение выполняют ударным способом желонкой с одновременной обсадкой труб. Желонку берут длинную, с хорошо пригнанным клапаном.

У читателя может возникнуть справедливый вопрос: нет ли противоречий в приведенных рекомендациях по проходке различных горных пород? Дело в том, что все эти рекомендации относительны и должны восприниматься не как догмы, а как руководство к действию. Слишком большое многообразие имеют породы и соответственно различные условия их проходки. Самодеятельный строитель должен сам найти правильное решение в каждом конкретном случае, применяя описанные способы.

Для создания удобной и комфортной жизни на частном участке необходимо решить такие насущные вопросы, как организация канализации, освещения, и, разумеется, водоснабжения.

Зачастую единственным вариантом решения является бурение скважины. Даже в том случае, если имеется центральное водоснабжение, при наличии такой возможности хозяева участков обзаводятся скважинами, которые позволяют сэкономить средства на оплату водоснабжения, не зависеть от перебоев, которые встречаются достаточно часто, получить более вкусную воду.

Часто при бурении встречается проблема появление синей (голубой) глины. Что означает синяя глина при бурении скважины, стоит ли бурить дальше, будет ли под ней водоносный слой? Или в этом случае лучше отказаться от добычи воды?

Что такое верховодка?

Воды, располагающиеся на сравнительно небольшой глубине (до 30 метров, иногда чуть глубже), называются верховодкой.

Они могут находиться как в песке, так и в глине, в гравии. Конечно, до этого слоя легче «докопаться», но на самом деле вода из верхних слоев не всегда пригодна для питья, поскольку этот слой подвержен загрязнениям, как с поверхности воды, так и из негерметичных (либо недостаточно герметичных) выгребных ям.

Благодаря природной циркуляции воды, попавшие в почву из канализационных ям, смешиваются с водой, попавшей в землю после дождя (которая насыщена пестицидами и другими удобрениями) и с водами верхнего водоносного слоя. Так что воду, находящуюся в верхнем водоносном слое, назвать питьевой можно с очень большой натяжкой.

Кроме того, запасы воды в верхнем слое непостоянны, они зависят от времени года и засушливости периода.

Синяя глина при бурении скважины говорит о том, что вы дошли до плотного пласта, который предохраняет второй водоносный, находящийся существенно глубже, от попадания верховодки.

Второй слой

То есть появление синей глины свидетельствует о том, что ваш водонос будет куда более чистым, и вы получите воду, полностью пригодную для питья, да еще и скважина будет достаточно водообильной.

Но есть одно существенное «НО»: водонос может располагаться на глубине от 35 метров до 180!

Поэтому бурить, вполне возможно, придется достаточно долго, и раскачивать скважину – дольше, чем обычную.

В зависимости от того, какая именно техника используется для разработки скважины, ваши бурильщики могут до водоносного слоя и не добраться.

Однако, специалисты рекомендуют все же по возможности добраться до водяного слоя, поскольку факт появления синей глины при бурении скважины – своего рода гарант того, что вы будете получать по-настоящему чистую воду, которая не будет требовать серьезной фильтрации.

Скважина на глину

Как прокачать скважину от глины, волнует многих владельцев своих участков. Этот процесс требует достаточной квалификации и специальных знаний, что влечет за собой использование опыта специалистов по бурению.

В этой статье даны краткие сведения о проведении работ своими силами.

Процесс прокачки скважины, при котором происходит ее очищение, необходимо выполнять сразу после бурения.

Это связано с тем, что:

• Практически всегда первая вода, идущая из трубы, мутная, для питья непригодная и требует очистки.
• Если никакие меры не предпринимать, она такой грязной и останется, а со временем она окончательно заилится, и прекратит работу.
• Процесс заиливания не прекращается никогда из-за того, что не только песок и камешки содержатся в водоносном слое, но и большое количество мельчайших частичек, которые не может уловить фильтр.
• Они легко проходят через гравийный и сетчатый фильтры, а затем оседают на дне устройства. С уменьшением ее глубины, сильно уменьшается производительность.

Начало раскачки скважины

• Очистка скважины от глины выполняется сразу после бурения. Вначале вода течет мутная, но постепенно она светлеет, промывается и достигает кристальной чистоты.
• Период времени на прокачивание устройства может быть разным. Если она неглубокая, может понадобиться от 12 часов. При песчаном грунте, продолжительность операции может занять несколько недель, а глубокие, иногда прочищаются месяцами, что особенно характерно для известняковой или глинистой почвы.
• Очень трудно откачивается скважина на глине. При бурении и очистке под давлением такого сооружения, образовывается глинистый раствор.

Он глубоко просачивается в водоносные слои, вымыть его очень трудно и понадобится много времени. В этом случае нужно будет просто откачать более 500 кубометров воды, что увеличивает продолжительность процесса.

Чем больше выкачивается воды, тем больше уходит глины, песка и других мелких частичек. Крупный песок, который не прошел через фильтр оседает на дне и создает дополнительный фильтрующий слой, как видно на фото.

Совет: Раскачивать скважину необходимо до тех пор, пока агрегат не будет из нее подавать чистую воду.

Устройство скважин разной глубины

Из старой скважины, исправно работавшей, вода с глиной может пойти по двум причинам:

• Произошла разгерметизация обсадной колонны и из водоупорного слоя стала поступать в скважину глина.
• После прорыва фильтра вся муть, ранее им задерживаемая, стала идти внутрь.

В обоих случаях необходимо производить капитальный ремонт:

• Вытащить буровую колонну из земли и устранять отсутствие герметичности.
• Можно отремонтировать фильтр.

Инструкция, указывающая как раскачать скважину на глине, содержит следующее:

• Она раскачивается оборудованием, цена у которого не большая. Это может быть недорогой погружной насос отечественного производства.

Такой агрегат менее чувствителен к мелкому песку, но не всегда достаточно лишь одного насоса для качественной очистки скважины и приходится приобретать дополнительное оборудование.

Простой погружной насос

• Агрегат необходимо правильно установить. Для этого его подвешивают таким образом, чтобы он не доходил до дна скважины примерно 50 сантиметров. Здесь чаще всего находится уровень фильтра для гравия. В этом случае захватывается, а затем выводится наружу ил, который не осел на дне.

Совет: Увеличить срок эксплуатации насоса можно периодической его «промывкой», прокачивая через устройство определенный объем чистой воды.

• Перед тем, как промыть скважину от глины необходимо обеспечить отвод грязной воды как можно дальше от скважины, чтобы избежать ее повторного поступления. В противном случае процесс очистки будет бесконечным.

Отвод грязной воды от скважины при прокачке

• В скважину насос нужно опускать на тонком прочном тросе. Только прочный трос выдержит подъем насоса, если он вдруг застрянет.

Очистку засоренной скважины можно выполнить несколькими способами:

• Очистка скважины от глины трубой.
• Использование вибрационного насоса с насадкой.
• Процесс выполняется одновременно двумя насосами. Обычно это глубинный и роторный.

Такие способы можно использовать по отдельности, или поочередно, что зависит от глубины шахты и степени ее засорения.

Желонка в разрезе

Перед очисткой воды из скважины от глины с помощью желонки, нужно:

• Удалить глубинный насос и освободить шахту полностью от посторонних предметов.
• Желонку зафиксировать на канате или достаточно прочном металлическом тросе и плавно опустить на дно.
• После достижения дна, желонка приподнимается на 50 сантиметров и затем резко опускается под собственным весом.
• От резкого удара об дно, глина начинает движение, и свободное пространство заполняется ее частицами.
• От резкого падения, заборный канал открывает металлический шарик, и вода с глиной идут вовнутрь желонки.
• При подъеме, канал закрывает шарик, и грязная вода задерживается в цилиндре.
• Такие движения нужно повторить 2-3 раза, затем цилиндр медленно поднимается на поверхность.

От 250 до 500 граммов глины поднимает наверх каждая такая процедура. Этот процесс очистки длительный, но он на практике оказывается довольно эффективным.

Самый простой и быстрый вариант очистки — использование вибрационного насоса. Он применяется во всех типах сооружений, особенно в шахтах, где зауженный приемник, и очистка глубинным агрегатом невозможна.

Совет: Прежде как очистить воду из скважины от глины таким методом нужно приобрести насос, у которого в нижней части корпуса расположен выступающий забор воды.

• На водозаборник надевается прочный шланг из резины или дюритовый и надежно крепится металлическими скобами.
• Длина шланга зависит от размеров зауженного участка.
• Шланг должен обладать достаточной жесткостью, чтобы не сгибался когда упрется в грунт.
• Насос опускается до дна шахты, затем приподнимается на 5-10 сантиметров и включается.
• Шланг собирает и выталкивает на поверхность илистое наложение, но при такой большой нагрузке и засорении клапанов насос быстро сломается. Поэтому рекомендуется периодически извлекать его из шахты для промывки чистой водой.

Метод отличается большой длительностью, но зато при этом человек может не участвовать в процессе.

Прежде как очистить скважину от глины этим методом, нужно заранее подготовить:

• Объемом до 300 литров емкость для жидкости.
• Центробежный насос, для нагнетания воды.

Это метод состоит в следующем:

• Из емкости центробежный насос будет под давлением подавать воду через шланг на дно скважины, размывая при этом глиняное отложение.
• Откачивать воду обратно в емкость с размытой глиной будет глубинный насос. Так образуется замкнутая промывочная система.

Совет: Лучше брать насосы примерно с одинаковой производительностью.

• Глубинный насос приподнимается от дна скважины на 15 сантиметров.
• На конец нагнетательного шланга погружаемого в воду привязывается груз или надевается металлическая трубка, чтобы предотвратить закручивание конца и направить его четко на дно шахты.
• На шланг для всасывания, центробежного насоса лучше надеть фильтр, чтобы мелкие камешки или песок случайно не попали в насос.

Как используется бентонитовая глина для бурения скважин, можно познакомиться на видео. В этой статье даны наиболее распространенные методы очистки скважин от глины.

Бурение в глинистых породах предполагает использование стального спирального бура с лезвием 25-30 см и величиной нижнего основания не более 9 см.

При этом в глине процессы бурения проводят без применения шнекового метода. Иначе, шахту может заливать водой с глиной. Более предпочтительным вариантом, обеспечивающим бурение скважины на 24 метра, когда глина – основной грунт, остается применение канатно- или вращательно-ударной методики с использованием бура-стакана (так называемого снаряда Шитца).

Вид вымываемой суспензии могут много рассказать профессионалу о породах, которые в данное время проходит бур. Процесс бурения завершают после появления на буре крупного водоносного песка или смеси песка и глины.

Об опасности глиняных пробок при бурении скважины

При бурении в глине может формироваться так называемая «глинистая пробка». Некоторое количество глины, в процессе сверления скважины, вымывается с водой, образуя глинистую эмульсию. При этом еще одна часть, напротив, спрессовывается до образования плотной пробки. При хорошей промывке, под давлением воды глинистая пробка выталкивается из скважины. Однако если пробка вышла не полностью, обсадить такую скважину становится практически невозможно.

Минусы и плюсы бурения скважины в глинистых породах

Сложность бурения в глиняном слое значительной толщины связана с рядом проблем:

• с трудностями при вытаскивании инструмента из размокшей глины из-за высокой вязкости и значительной плотности данных грунтов;
• процесс бурения в суглинистых и глинистых почвах предполагает последующую достаточно длительную (1,5-2 месяца) прокачку скважины;
• в ходе бурения может образовываться глинистая пробка;
• в данном случае водоносный слой грунтовых вод расположен недалеко от поверхности на первом или втором глинистом слое, глинистые почвы не позволяют воде проходить достаточную очистку фильтрацией, а в ходе бурения, такая плохо очищенная вода из верхних слоев может просачиваться на глубину, смешиваясь с жидкостью более глубоких водоносных слоев.

Однако имеются и положительные моменты. Глинистые почвы являются малоосыпающимся грунтом. Таким образом, часто отпадает необходимость в дополнительном укреплении стенок скважины, поскольку они укрепляются за счет образовавшегося глинистого раствора.

Что же до необходимости прокачки скважины, то после правильно выполненной прокачки, вид и состав воды значительно улучшаются. Она же помогает существенно увеличить водозабор из скважины.