Как правильно выбрать место для бурения
Мы занимаемся бурением каждый сезон. В своей практике мы часто слышали такой вопрос: «Где и как найти воду?»
Если вам нужна вода – просто начинайте бурить. Россия – богатейшая на подземные источники страна, они протекают буквально повсюду; и если вы не нашли воду на 25 метрах, то найдете ее на 30 или 40.
Рис. 1 - Расстояние от скважины до фасада
Требования безопасности и обыкновенная бытовая логика подсказывают нам, что не стоит начинать буровые работы слишком близко к фасаду дома, а также там, где проходят линии электропередач. Слишком далеко от дома бурить тоже не стоит – помним о последующей прокладке к нему трубы. Оптимальное расстояние – несколько более 1,5 метров от здания, которому мы обеспечиваем водоснабжение.
Вода, которую мы планируем добывать, должна чистой. Поэтому следует проследить за тем, чтобы поблизости не было колодцев, туалетов, других скважин и септиков. Перед началом бурильных работ следует подготовить отводную яму в 1,5 – 2 метрах от планируемой скважины и оставить достаточно места для дополнительного оборудования. Поверхность, на которой будет работать установка, должна быть строго горизонтальной, установка – входить по высоте.
Каким образом следует правильно перевозить буровые установки?
При покупке малогабаритной буровой установки часто возникает вопрос о ее доставке. В отличие от самоходной буровой машины, она требует транспортировки. Одно из важнейших утилитарных преимуществ переносных буровых установок перед «старшими братьями» в том, что они не требуют наличия подъездного пути к месту проведения работ. Для начала определимся с выбором, что будем экономить: время или место.
В вашем распоряжении нет грузового авто? В разобранном виде (из объемного – 2 треугольника и 3 штанги), МГБУ можно упаковать в ГАЗель, УАЗ (правда, не во все модели) или в легковой автомобиль со специально оборудованным прицепом (при весе установки более 300 кг выбирайте прицеп с рессорной, а не пружинной, подвеской).
Простота и надежность МГБУ позволяет справиться со сборкой-разборкой даже без инструкции любому.
Дополнительное оборудование также можно перевозить небольшим транспортом. Пластиковая обсадная труба крепится к крыше автомобиля, мотопомпа и бензогенератор доставляются прицепом. Более удобный вариант – кузов ГАЗели.
Как правило, вода и щебень перевозятся автотранспортом с большей грузоподъемностью.
И напоследок: передайте водителю транспортную накладную и технический паспорт буровой установки – это избавит его от утомительных объяснений с представителями правоохранительных органов.
Как подготовить приямок для бурения на воду?
бурение скважины.
Осевая нагрузка на лопастное долото должна составлять примерно 280 кг, на шарошечное – от 500 до 2 000 кг.
Мотопомпа высокой производительности
В своей работе мы используем мотопомпы производительностью 1000 л/мин. Ими же комплектуем свои буровые установки.
Мотор-редуктор
Скорость проходки напрямую зависит от крутящего момента редуктора.
Источник питания
Профессионалы используют трехфазный источник питания (а не частотный преобразователь тока 1-фазной бытовой сети).
Спуско-подъемные операции
Самое важное в работе – это профессионализм команды. Слаженная бригада буровиков сократит время, затраченное на спуско-подъемные операции, а использование буровой трубы 1 800 мм против обычных 1 500, что сокращает количество соединительных элементов, поможет выиграть время на соединении замков (в том числе за счет конической, а не цилиндрической, замковой резьбы).
Также необходимо следить за вязкостью бурового раствора, которая имеет обыкновение повышаться по мере выхода шлама из скважины.
Качество используемого оборудования
Для работы лучше использовать качественное оборудование: герметичный и прочный вертлюг, надежные замки буровых труб, выполненные из высоколегированной конструкционной стали, мощную мотопомпу, трехфазный источник тока.
Определение водоносного слоя
Земля, по которой мы ходим, имеет слоистую структуру: водоносы разделены между собой пластами водоупоров. Верхний слой, до первого водоупорного, насыщен водой не очень высокого качества, низкого дебита – он называется верховодкой, под него роют колодцы.
Подземные воды надежно изолированы между собой глинистыми пластами (водопроницаемость глины – меньше 0,001 м/сутки), поэтому химический состав воды на двух глубинах одной точки может быть абсолютно разным.
Что касается дебета: наиболее высокую отдачу показывают известняковые водоносы, глубиной на 60 – 200 метрах. Дебет скважины на известняк – от 3 до 10 м3/ час. От них можно снабдить водой небольшой населенный пункт. Чаще строят скважины на песок, поскольку они менее глубоки (до 30 метров) и их вполне хватает на пару домов (дебит: 0,6 – 1,2 м3/ час). Как правило, заказчик сам определяет, какой водоносный слой ему нужен (обычно – первый или второй, на песок). В этом случае подрядчик за химический состав воды ответственности не несет.
Бурить скважину мы будем несколько глубже: пройдя верховодку, долото упирается в первый водоупорный слой. В этот момент резко снижается скорость проходки – бур углубляется медленнее. Часто на этом этапе из скважины вымывается глина желтого, зеленого, серого, голубого, коричневого, красного и всевозможных других цветов, различной плотности.
Пройдя этот слой, мы найдем первый водонос. Скорость проходки в этот момент резко повышается, фракция вымываемой породы становится крупнее (вымывается песок). Может наблюдаться резкое поглощение скважиной воды.
Уперевшись в «дно» водоноса (второй водоупорный слой), вы можете закончить бурение, либо обеспечить дополнительно отстойник для скважины, пробурив еще пару метров и увеличив коммерческую глубину скважины.
Можете также продолжить движение в недра до второго (при желании заказчика – и третьего, и далее) водоноса, по той же схеме. Технически можно (хотя сложно) выполнить и артезианскую скважину, если у заказчика есть достаточные финансовые возможности и непреодолимый энтузиазм, а у вас – желание или интерес.
Фильтр для скважины на воду
общей площади боковой поверхности фильтра, выраженное в процентах, называется скважностью фильтра.
Как правило, минимальный диаметр каркаса фильтра – не менее 80-100 мм, а скважность фильтра – 20-25%. В фильтрах с водоприёмной поверхностью из проволочной обмотки и штампованного стального листа скважность каркасов принимается, исходя из условий их прочности (до 30-60%).
Во всех случаях фильтр подбирается, исходя из состава породы водоносного слоя.
Каркас
Основа любого фильтра — опорный трубчатый каркас.
Если вы применяете пластмассовые трубы, необходимо вначале получить разрешение на использование их в питьевом водоснабжении у санитарно-эпидемологических служб. Разрешены у нас полиэтилен, полипропилен и стеклопластик.
Изготовление
Чтобы сетка не примыкала к трубе, предварительно подматываем под нее проволоку. Тогда фильтр будет работать всей своей поверхностью. Поскольку фракция песка неоднородна, отверстия фильтра следует выбирать таким образом, чтобы не пропускать крупные частицы. Это обеспечит естественную фильтрацию воды от песка с помощью песка.
Гравийные фильтры
Гравийные фильтры применяют для улучшения работы скважины. Диаметр скважины при этом должен быть на 100 мм больше диаметра фильтра. Гравий засыпается с поверхности. Подбирают его с таким расчетом, чтобы его средние частицы были в 5—10 раз больше средних частиц породы.
Монтаж гравийного фильтра
Обычно гравийно-песчаные фильтры устраивают в мелких песках, которые заглинизированы. Если грунт устойчив, фильтр спускают на водоподъемной колонне. Если нет – вначале заводят обсадную трубу, а уже в нее опускают фильтр, после чего трубу вынимают на высоту рабочей части фильтра. Центровка фильтра при спуске обеспечивается с помощью специальных ушек.
Устройство гравийных фильтров
В гравийных фильтрах в качестве обсыпки используют песок, гравий и их смеси. Подбор размера частиц материалов для гравийных обсыпок производится по соотношению 8 / 12 для d50 породы и обсыпки.
Толщина и число слоев обсыпки принимается с учетом конструкции фильтра.
Для фильтров, собираемых на поверхности земли, толщина каждого слоя обсыпки должна быть не менее 30 мм. Для фильтров, создаваемых на забое скважин засыпкой гравия по межтрубному пространству, толщина каждого слоя обсыпки должна быть не менее 50 мм. Наиболее надежны в эксплуатации фильтры с гравийной обсыпкой толщиной 150-200 мм.При устройстве двухслойных обсыпок подбор размера частиц материала слоев производится по соотношению средних диаметров частиц соседних слоев обсыпки 4 / 6. При этом слой, прилегающий к каркасу фильтра, состоит из наиболее крупных частиц гравия.
За наружный диаметр скважины следует принимать диаметр внешнего контура обсыпки.
Наружный размер фильтра должен обеспечивать его свободный спуск внутрь обсадной колонны с зазором не менее 10 мм. Зазор между стенками скважины и фильтром должен быть не менее 30-50 мм.
Напорные и безнапорные воды.
Для безнапорных вод следует рассчитывать диаметр корпуса фильтра по габаритам насоса, который будет размещаться в его верхней части.
Обязательно необходимо учесть, какие вскрываются воды - напорные или безнапорные. Когда вскрываются безнапорные воды, в верхней части фильтра размещается насос. Поэтому диаметр корпуса фильтра определяется диаметром насоса.
Рабочую часть фильтра следует устанавливать против участков, обладающих наибольшей водопроницаемостью, но не менее 0,5-1 м от кровли и подошвы водоносного пласта. При наличии нескольких водоносных горизонтов рабочие части фильтров устанавливаются в каждом водоносном горизонте и соединяются между собой глухими трубами.
Верхняя, глухая часть фильтра должна находится выше башмака обсадной колонны не менее чем на 3 м. Между обсадной колонной и над фильтровой трубой должен быть установлен сальник или кольцевой тампон. Длина отстойника принимается 1-2 м.
Надфильтровая труба может быть установлена впотай, либо выходить на поверхность. Существуют также комбинации указанных типов. Здесь все зависит от внешних условий и требований.
Глубина скважины и отстойника
Глубина эксплуатационных скважин определяется расстоянием до кровли водоносного пласта + расчетная длина фильтра + длина отстойника (3-5 м). Глубина разведочных скважин определяется расстоянием до кровли водоносного пласта + мощность этого пласта + интервал бурения 3 - 5 м в подстилающих породах.Обслуживание
Враги фильтра:
Мелкодисперсный песок Осадок химических веществ из водыРешение:
Гравийная обсыпка ЧисткаМонтаж обсадной трубы. Обсадка скважины на воду.
После бурения скважины следует подготовить ее к использованию. Для этого она должна быть обсажена трубой, которая бывает двух видов:
Обсадная колонна, которая предотвращает обрушение стенок скважины. Внутри нее может располагаться эксплуатационная колонна, но, как правило, в скважинах на воду роль эксплуатационной выполняет обсадная колонна.Требования к обсадной трубе
Для того чтобы давление пород не раздавило нашу трубу, она должна выдерживать давление минимум в 6 атмосфер.
Материал обсадной трубы – металл, либо пластик.
Металлические трубы – надежные, тяжелые и неудобные в использовании – сейчас применяют крайне редко. Их сложно стыковать, они повышают содержание железа в воде. Вы, конечно, можете их использовать для обсадки, но зачем?
Пластик – наше всё
Пластиковые обсадные трубы, используемые в большинстве случаев, бывают разного качества. Чем хуже труба, тем больше необходимая толщина ее стенок. К примеру, полиэтиленовая труба низкого давления используется не менее чем с 9-миллиметровыми стенками. Для ПЭ80 достаточно 7,7 мм, для ПЭ100 – 6,2 мм.
Диаметр обсадной трубы
Диаметр обсадной трубы - это вопрос моды. В разных регионах используется разная труба, практически любой заказчик захочет «как у соседа». Просто поинтересуйтесь, какая труба популярна именно в вашем регионе.
Выбор диаметра долота
Бур для скважины выбирается по обсадке: он должен быть на 30-50 мм больше по диаметру, чем труба.
Заглушка для скважины
Часто новички задают вопрос: «Следует ли помещать заглушку на дно скважины?»
Без разницы. Лучше поставить. Это предохранит скважину от подсоса мелкой фракции, а вас избавит от вопросов заказчика, начинающихся с «почему».
Соединение обсадных труб
Лучше – муфты. Еще лучше – сварка. Резьбовое соединение удорожает трубу.
Соединительные муфты лучше использовать вместе с резиновыми уплотнителями, чтобы защитить скважину от примесей воды с более высоких водоносов и верховодки.
Для сварного соединения требуется специальное оборудование. В зависимости от характеристик и бренда его цена может быть от 8 до 100 тысяч рублей. Хороший инструмент стоит этих вложений. Приятным дополнением окажется экономия на муфтах.
Доставка воды к месту бурения
Если мы собираемся бурить скважину на воду, вполне логично будет предположить, что в месте бурения собственного источника воды может и не оказаться. При бурении малогабаритной установкой вода необходима: для приготовления бурового раствора, выноса шлама и промывки скважины на завершающем этапе.
Сколько?
Можно обойтись минимумом воды: 1 кубометр на бурение, 1 – на промывку скважины.
Оптимальное же количество зависит от:
глубины скважины, степени поглощения воды приямком использования бентонита, либо других химических элементов для вымывания выбуренных пород.Как правило, на скважину до 30 метров работает схема: 3 куба на бурение, 2 на промывку.
На чём?
На первых этапах немногие могут позволить себе водовозку. Существует очень удобная альтернатива: еврокуб. Это кубической формы пластиковая емкость для воды.
Перевозить еврокуб можно легким грузовым транспортом.
Когда ваш бизнес встанет на широкую ногу, можете думать о покупке водовозки – с ее помощью можно обслуживать несколько бригад, при больших объемах это удобно.
Забор воды
Забор воды из емкости осуществляется недорогой мотопомпой производительностью 200 – 300 л/мин, стоимостью 3 000 – 6 000 рублей.
Если к месту бурения нет подъездного пути, используйте для подачи воды обыкновенный пожарный рукав длиной 25 метров. Или 2 рукава по 25 м, соединенных рукавными головками, если длины одного не хватает.
Промывка скважины
После того, как обсадная труба опущена, производится промывка (разглинизация) скважины.
Некоторые промывают скважину до обсадки, но это рискованно: порода может обрушиться и забить устье.
Рис. 1 - Промывка скважины
На верхнюю часть обсадной трубы надевается переходная головка для герметичного закрепления напорного рукава мотопомпы. Желательно прикрутить ее к трубе 4-мя саморезами – это надежнее, чем держать руками.
Под давлением воды труба может вылететь из скважины. С нашими целями такой исход не вяжется, поэтому лучше прочно привязать трубу к бурильной установке.
Мотопомпа включается на минимальный напор, во избежание поломки фильтра и спецэффектов.
Приямок следует очистить от шлама, поскольку в него будет выходить промывочная вода. Забыв об этом, можно затопить скважину.
Чистая вода для промывки закачивается в обсадную трубу из отдельной емкости (не из приямка). Точно так же, как и при бурении, вода выходит через затрубное пространство наверх со всем мусором и утекает по канавке в приямок.
Процесс промывки продолжается до тех пор, пока из скважины в приямок не пойдет относительно чистая вода.
Обычно для промывки достаточно 1-2 куба воды, в зависимости от глубины и жадности скважины.
Гравийная обсыпка скважины
На этот раздел необходимо обратить особое внимание.
Несоблюдение приведенных ниже инструкций может повлечь за собой гибель скважины.
Для того чтобы скважина давала чистую воду, одного только фильтра недостаточно. После установки фильтра и обсадки скважины производится гравийная обсыпка. Это исключает подсос частиц мелкой фракции из водоносного слоя: происходит естественная фильтрация.
Сам фильтр должен находиться в водоносном слое (а не просто где-то внутри скважины).
Фракция гравия для обсыпки скважины
Обсыпка производится гравием или крупнозернистым песком. Фракция обсыпки должна в 4-8 раз превышать фракцию грунта. Как правило, используется щебень фракцией от 2,1 мм. до 3,8 мм.
Мелких частиц размером от 0 до 1 мм в обсыпке быть не должно. В противном случае заказчик может остаться недовольным (мутная вода будет выходить очень долго, иногда выход мелкозернистой породы может затянуться на годы).
Крупные камни, напротив, могут забить скважину не в том месте, застряв между обсадной трубой и стенкой скважины, испортив ее. Вы даже не увидите, что фильтр не обсыпается.
Простая инструкция по обсыпке
Обсыпаем фильтр полностью и еще на 1 метр сверху. Создаем сверху метровую глиняную пробку.Пробка обеспечивает скважине изоляцию от примесей с верхних водоносов и верховодки.
Три совета на заметку
Гравий лучше заранее расфасовать в мешки. Это облегчит доставку, разгрузку, перенос и контроль расхода материала.
Количество щебня легко найти по формуле площади цилиндра. Отнимаем объем фильтра из объема скважины, переводим результат в ведра.
Диаметр скважины больше диаметра долота. Если вы бурите долотом 250мм, скважина получится в 300мм.
Спуско-подъемные операции
Бурение на малогабаритных буровых установках осуществляется за счет воздействия долота на грунт под весом бурового инструмента и редуктора с электродвигателем.
Вес мотор-редуктора и бурильной трубы в конструкции малогабаритной буровой установки становится очень полезным.
Спусковые работы
Для того чтобы штанга пошла вниз, достаточно приспустить канат лебедки.
Не допускайте слишком быстрого опускания бурового инструмента!
Мотопомпа в этом случае не успевает вымывать весь шлам из скважины, и он начинает накапливаться в плавающем состоянии.
На определенной глубине, после навинчивания очередной буровой штанги, может произойти осаживание вымытой породы в забой скважины. Бур будет завален, а мотопомпа может не справиться с выкачиванием осевшей породы.
Часть глины может остаться в скважине невымытой. Это затруднит монтаж обсадной трубы, она может не полностью войти в скважину.
Не спешите: рассчитывайте скорость бурения так, чтобы мотопомпа успевала вымывать весь шлам из скважины.
Во время бурения скважину необходимо прорабатывать возвратно-поступательными движениями бурового инструмента вверх и вниз на высоту одной буровой трубы.
При попадании в плотные породы можно создавать дополнительную вертикальную осевую нагрузку.
Для увеличения скорости проходки можно осуществлять подъем и резкое бросание бурового инструмента (примерно так же пробивается бетон при работе с перфоратором).
Нижняя резьба вертлюга смазывается каждый раз перед накручиванием новой трубы. Также необходимо каждый раз смазывать и нижнюю резьбу буровой штанги, обрабатывая ее предварительно железной щеткой от налипшей глины и песка.
Для этих операций подойдет отработанное масло или литол.
Свинчивание и навинчивание буровой трубы
От мощности крутящего момента мотор-редуктора замки будет затягивать очень сильно. Следует позаботиться о приобретении прочного бурового ключа с длинной ручкой. Газовый – не подойдет.
Для того чтобы облегчить свинчивание трубы, используем двигатель в режиме реверса.
При этом необходимо удерживать ее буровым ключом, чтобы исключить возможность отвинчивания другой трубы где-нибудь в скважине.
Опытному составу буровой бригады для этих операций требуется 15-20 секунд.
Подъемные операции
При подъеме бурового инструмента мотопомпу выключать не нужно, инструмент продолжает вращаться. Поднимая каждую штангу, не забываем прорабатывать скважину толкающими движениями.
При этом опускаем трубу с максимальной скоростью, поднимаем как можно медленнее.
Все оставшиеся глиняные образования должны выйти на поверхность при подъеме бурового инструмента. При отвинчивании трубы подкладываем снизу элеватор, чтобы она не улетела вниз.
Уход за буровым оборудованием
Буровое оборудование и инструмент требует ухода. При правильном обслуживании оборудование прослужит дольше, и работать будет лучше. Все резьбовые соединения необходимо чистить от песка и смазывать.
Разные подвижные узлы требуют разного качества смазки. Для буровых замков бурильной трубы подойдет «отработка», для смазки вертлюга понадобится литол.
Уход за буровой трубой Перед каждым накручиванием коническая резьба бурового замка должна быть очищена от песка железной щеткой и смазана.
Навинчивание и свинчивание бурового инструмента производится специальным буровым ключом. Газовый ключ не обладает достаточным запасом прочности.
По окончании производственных работ буровую трубу необходимо отмывать от налипшей глины и прочих субстанций.
При длительном хранении (например, в несезон) буровые замки нужно смазать маслом, а трубу – покрасить. Это защитит буровой инструмент от коррозии.
