Водопровід в сільській місцевості або на дачі, на жаль, рідкість. Жителі частіше роблять колодязі, майже нічого не знаючи про більш простому і дешевому способі, який допоможе дістатися до води.
Де знайти воду – на якій глибині залягає
Свердловина, зроблена своїми руками, – хороша альтернатива дорогим і складним для облаштування колодязів. Облаштувати свердловину теж нелегко, адже невідомо, що зустрінеться на шляху, на якій глибині знаходиться вода. Тому давати докладні інструкції немає сенсу, але поради, викладені в статті, допоможуть облаштувати свердловину. Нескладні інструмент та обладнання допоможуть подолати перешкоди, а в деяких випадках влаштувати свердловину настільки легко, що не віриться.
Водоносні пласти залягають під землею на різній глибині. Найближча вода – верхова, може знаходитися під самою поверхнею і до 10 м. Така вода рідко буває придатною для пиття без додаткової обробки – фільтрації і кип’ятіння. Для надійності якість верхової води слід періодично перевіряти у санстанції. У переважній більшості колодязів саме така вода. Верхової води, як правило, вистачає для пиття, приготування їжі, побутових витрат, але для поливу, домашнього господарства її часто недостатньо.
Свердловина повинна увійти в породу з водою між пластами. Найкраща якість і велика кількість води дає артезіанська свердловина, але пробурити вручну її неможливо. Занадто глибоко залягає вода: 50 м і більше і дуже рідко пласт знаходиться близько 30 м. Законодавством, крім того, заборонено самостійно розробляти і використовувати артезіанські свердловини, вода з них вважається природним багатством.
Самостійним бурінням частіше досягають безнапірного пласту – просоченого водою піску, який знаходиться на глиняній основі. Подібні свердловини називають свердловинами на пісок, але його наявність у водоносному шарі не обов’язково. Зверху глини може перебувати галька, гравій та інші породи. Води безнапірного пласти залягають на глибині 5-20 м. Вода в основному придатна для пиття. За добу можна добути приблизно 2 м3 або менше, що залежить від потужності шару і пори року. Таку воду обов’язково фільтрують.
Напірні шари залягають від 7 до 50 м. Пласт, наповнений водою, складається з порід великої щільності або рихлих. Найкраща вода з вапнякових шарів. Подібні свердловини з водонапірного пласта називають свердловинами на вапняк. Напір води всередині пласта піднімає її, трохи не доходячи до поверхні. Облаштувати такі свердловини для забору води простіше, вони служать довше. Приплив води може становити 5 м3 на добу, не коливається в залежності від сезонних умов. Вода, як правило, високої якості, фільтрація необхідна рідко.
Вибираючи місце для свердловини на ділянці, хочеться бути впевненим, що вдасться дістатися до води, і знати, на якій глибині вона знаходиться. Існують народні способи пошуку. Беремо кілограм силікагелю, здатного поглинати вологу, добре висушуємо, перекладаємо в глиняний горщик і зважуємо на точних вагах. На місці передбачуваного буріння риємо яму, закладаємо горщик з силікагелем. Через день знову зважуємо – різниця ваги показує наявність водоносного шару. На підземні води вказують рясно ростуть трави, бур’яни, завжди зелені, рояться в суху погоду мошки і комарі.
Глибину залягання можна дізнатися за допомогою барометра. Вирушаємо на найближчий природний водойму, вимірюємо атмосферний тиск і фіксуємо його. Повертаємося до місця майбутньої свердловини, знову проводимо вимірювання, обчислюємо різницю: 0,1 мм відповідає перепаду висоти на 1 метр. Наприклад, у водойми тиск 737,7 мм рт. ст., а біля будинку – 737,1. Різниця 0,6 мм, отже, вода залягає на глибині 6 м.
Різноманітність свердловин – види і конструкція
Свердловину можна пробити буровим інструментом з трубної штангою або з використанням троса. Утворюється вузький отвір, в якому поміщають обсадку з труб, що захищає стіни від обсипання. Вона може встановлюватися щільно або з проміжком, який засипають глиною. Низ стовбура виконується в декількох варіантах: відкритим, заглушених або звуженим, який називають забоєм. Внизу стовбура встановлюється пристрій, що забирає воду. На верхівці свердловини – оголовку, встановлюють зовнішнє обладнання.
На практиці при самостійному бурінні застосовуються кілька видів свердловин, різних по конструкції. Щоб влаштувати абіссінські колодязі – прості водозабірні споруди, використовують свердловину-голку. Буровий інструмент – єдине ціле з з’єднаних частин: штанги, обсадження і бура. Інші інструменти не потрібні. Прохід виконується ударним способом, бурове пристосування не виймається після закінчення роботи, а залишається у свердловині. За годину проходять до трьох метрів, найбільша відома з практики глибина – 45 м.
Води в свердловині-голці небагато, але влітку дебет отличаетсч достатньою стабільністю. Це, мабуть, єдиний вид свердловин, які не залежать від регулярності користування – вода є постійно. Але трапляється з ними і непередбачуване: без видимих причин пропадає вода, хоча відомі випадки служби протягом століття. Влаштувати свердловину-голку можна, якщо порода нещільна та однорідна. Допустимо застосування труб з максимальним діаметром 120 мм, що дозволяє встановити насос.
Недосконалі свердловини представлені більшістю саморобних водозаборів. Свердловина зависає в пласті, його можливості використовуються не повністю. Дебет невеликий, якість води підвищується, якщо заглушити свердловину в нижній точці. Підвищити дебет і якість можна подальшим поглибленням, але результат не гарантується. Навіть у потужних пластах при заглибленні в нього більше 1,5 м спостерігається стабілізація дебету, подальше поглиблення майже не позначається на результаті.
Досконала свердловина видає води більше інших при відмінній якості. Буром проходять увесь водоносний пласт, поки обсадка не упреться в підстильний. Зробити досконалу свердловину без досвіду майже неможливо: при бурінні трапляються несподіванки з поганими наслідками:
- обсадження може піти в наступний пласт за водоносним, якщо він відрізняється пластичністю;
- можна продовжувати бурити і пройти підстильний шар, не відчувши його початку, вода піде з водоносного пласта вниз;
- неправильно влаштована досконала свердловина може нашкодити місцевої екології.
Буримо вручну – як і яким інструментом
Для самостійного буріння використовують наступні способи:
- роторний – знаряддя у вигляді шнека при обертанні вгризається в землю;
- ударний – наносять удари по штанзі, поглиблюючи її в породу;
- ударно-обертальний – трубу з буром на кінці піднімають і з зусиллям опускають, домагаючись розпушення грунту, обертають, набираючи породу;
- канатно-ударний – на канаті кілька разів піднімають і опускають інструмент, який забирає породу.
Розробку свердловин всіма перерахованими способами проводять насухо, але іноді використовують воду, підливаючи її в свердловину, щоб збільшити прохідність породи. Тільки при ударному бурінні процес безперервний, так як весь інструмент залишається в стовбурі і починає виконувати роль свердловини. Інші способи вимагають постійного опускання і підйому, щоб вибрати породу з снаряда. За один раз неможливо пройти більше довжини бурового снаряда, інакше його неможливо буде витягти. Навіть буріння шнеком не дозволяє за раз пройти більше півтора метрів, а то доведеться залишити його в землі.
Шнек використовується для буріння роторним способом звичайних порід : землі, трохи вологих супесчаников, м’якої глини, суглинків. Його можна виготовити самому. До товстостінній трубі з одного кінця приварюють гострий наконечник. Диск циркулярної пылы розрізаємо навпіл, за місцем розрізу на кожній половинці робимо заточку. Через 125 мм від наконечника приварюють до труби половинки диска навпроти один одного, витримуючи кут по відношенню до поздовжньої осі штанги 70°. Вгорі штанги для її нарощування встановлюємо різьбову муфту.
Буровий стакан використовується для проходу липких, зв’язних порід канатно-ударним способом, де шнековий інструмент застряє. Він буває прямий і конусний, розширений донизу. Конусне розширення збільшує діаметр стовбура. Для виготовлення бура-склянки беремо трубу зі стінками 2 мм. Діаметр підбираємо, виходячи з необхідних розмірів свердловини. Зверху приварюють глуху кришку, до неї – з’єднувальний елемент для кріплення штанги. Нижню частину острим, направляючи заточку всередину. Замість цільної заточування можна нарізати зуби і загострити. У бічній стінці робимо отвори для виїмки породи.
Також для канатно-ударного буріння пухких та сипучих порід з водою застосовується желонка. Це двометрова труба з клапаном внизу, а вгорі – з кріпленням для штанги. Кріплення виконують так, щоб желонку можна було повертати для видалення породи. Клапан, як правило, плоский із сталевої пластини з ущільненням з гуми. При ударі він відкривається і пропускає породу всередину склянки. При підйомі утримує її всередині желонки, через нього снаряд очищають від вмісту.
Для порід з глини або піску, які не обсипаються, придуманий бур-ложка. Рух бура обертальний або ударно-обертальний. Грунт нарізається двома ріжучими кромками – нижній і бічний, збирається в циліндрі. Беремо товстостінну трубу, в якій з двох сторін робимо прорізи уздовж осі. Їх вигинаємо, щоб утворилися бічні ріжучі кромки, а нижню частину згинаємо всередину, щоб вийшло подобу шнека. Внизу по центру приварюють свердло діаметром до 36 мм Вертикальна штанга зверху приварюється зі зміщенням від центру поздовжньої осі на 15 мм.
Для ударного буріння використовується бур-голка. Можливе застосування в піщаних і нещільних породах для облаштування абіссинського колодязя. До товстостінній трубі з одного кінця приварюють гострий наконечник. Через 30 см вгору на довжину 1м по всій трубі свердлимо отвори діаметром 5 мм з кроком в ряду і між рядами 5 див. Поверх отворів намотуємо і кріпимо мелкоячеистую сітку – вийшло пристрій для фільтрації. Для нарощування штанги передбачаємо різьбове кріплення за допомогою муфти.
Роторна проходка – доступна і всім відома
Багато хто при обустройтве ділянки користувалися буром для риття ям. Подібний інструмент годиться для проходки свердловин. Крім нього потрібно бурильна вишка (копер). Найпростіше її зробити з сталевих труб або колод. З матеріалу довжиною 6 м вийде тригранна вишка висотою 4,5 м. Такий копер дозволить використовувати триметрові штанги. Ноги знизу з’єднують, закопують в землю майже на метр для стійкості. Ні в якому разі не можна закріплювати вишку прямо на поверхні, забиваючи ломи або арматуру.
На місці буріння викопуємо яму для направлення бура. Над ямою встановлюємо копер, захоплюємо штангу бура коміром і робимо перші обертання. Спочатку шнек йде легко, але, заглиблюючись, вимагає великих зусиль, можливо, знадобиться допомога. Роботу може полегшити подливанием води в свердловину, щоб порода ставала м’якшою. Пройшовши півметра–метр в залежності від щільності грунту, знаряддя витягуємо для видалення породи. Для полегшення використовуємо лебідку, встановлену нагорі копра.
Цикли опускання, буріння, піднімання і очищення повторюються знову і знову. Намагаємося за один раз пройти можливо більше, максимальний прохід встановлюється дослідним шляхом. Якщо інструмент не вдається підняти з-зи надмірного заглиблення, прокручуємо його трохи в іншу сторону. Коли вороток піде зі штангою вниз настільки, що працювати стане незручно, нарощуємо трубу і продовжуємо бурити.
При роторному бурінні на сипких грунтах, щоб стінки свердловини не обсипалися, встановлюємо відразу обсадну трубу.
Бурити продовжуємо, поки не досягнемо водоносного шару, який видно по вологій землі. Пробиваємося далі, поки інструмент не упреться в підстилковий шар. Занурення до водотривкого шару забезпечить максимальне наповнення свердловини водою. Тепер відкачуємо брудну воду з допомогою ручного або заглибного насоса. Слідом за каламутною водою з’явиться чиста. Якщо водоносна жила не очищається, заглиблюємося ще на невелику глибину. Роторним бурінням можливо добитися до першого шару води на глубінедо 20 м.
Ударна технологія – установка абіссінської свердловини
Основу робимо з якісних металевих труб 1,0 або 1,5 дюйма. Нарізаємо їх двометровими шматками. Приварюємо згони з срезьбой або нарізаємо її. Нарощування труб при зануренні в землю проводимо, з’єднуючи їх муфтами. Місця з’єднань ущільнюємо клоччям, сантехнічним леном з масляною фарбою. Щоб загнати конструкцію у землю, застосовується забивна баба вагою 30 кілограмів.
На перший погляд все виглядає дуже просто, але слід враховувати деякі нюанси. Проводимо Установку, починаючи з вибору місця, де риємо яму 1×1×1 метр. Використовуючи садовий бур, проходимо верхню частину породи, щоб утворилася яма. Починаємо забивати трубу, використовуючи як баби будь круглий предмет з отвором посередині. Піднімаємо бабу на мотузки, перекинутої через блоки. Падаючи, вона вдаряє по подбабку, закріпленому хомутами на трубі. По мірі поглиблення проводимо нарощування труб і переставляємо подбабок.
Періодично перевіряємо: можливо, з’явилася вода. Для цього опускаємо невелику трубку, яка, стикаючись з водою, видає булькаючий звук. Колодязь поглиблюємо, поки вода не подниметсяся вище фільтра на 0,5–1 м. Подаємо воду під напором для промивання фільтра від глини. Насосом викачуємо каламутну воду, поки не потече чиста. Майданчик навколо свердловини засипаємо жирною глиною, трамбуем. Зверху бетонуємо, щоб вода в колодязі не забруднювалась.
Ударно-обертальне проходка – застосовуємо бурову ложку
Цей метод відрізняється тим, що одночасно йдуть ударні і обертальні рухи. Процес починаємо як і у всіх випадках: викопуємо яму і встановлюємо вишку. Для кріплення ложки використовуємо металеві штанги, які зростають по мірі необхідності. Інструмент піднімаємо і з силою опускаємо. Ложка не тільки вдаряється в дно, але і за рахунок ексцентричного кріплення штанги провертається вздовж осі. Порода ріжеться нижній і бічній кромками.
Для з’єднання штанг бурової установки застосовуються штикові муфти, інші види погано витримують велике навантаження.
Ударно-обертальний проходку широко застосовують у промисловості. Самостійно її застосувати досить важко – потрібні значні фізичні зусилля, штанги деформуються від удару і обертання. Процес полегшують примением лебідки, але після 10 м глибини проходка стає важкою: гнуться штанги, важко вберегти свердловину від викривлення осі. Із скрутного становища можна вийти, якщо поміняти штанги на трос, а ложку замінити буровим склянкою або желонкой. Це вже називається ударно-канатним бурінням.
Ударно-канатне свердловина – прості пристосування, що полегшують роботу
Спосіб полягає в опусканні з висоти важкого бурового склянки. Знадобиться конструкція, що включає триногу, лебідку з тросом на блоці, забивний інструмент – стакан або желонка. Якщо користуватися лебідкою з мотором, робота значно полегшиться. Робочий інструмент піднімають і опускають у вільному падінні. В середину набивається порода, яку періодично вичищають. Набирати слід не більше ⅔ довжини склянки, щоб було зручно його чистити.
Роботу виконуємо, дотримуючись певної послідовності. Спочатку викопуємо яму, в якій по центру садовим буром робимо поглиблення, як можна глибше. У утворився стовбур забиваємо обсадну трубу. Далі застосовуємо для твердого грунту склянку або желонку – для сипкого і пухкого, розрідженого водою. Обсадну трубу нарощуємо по мірі заглиблення використовуючи муфти або зварювання. При будь-якому способі забезпечуємо герметичність обсадження.
Обсадження труб і фільтрація води – грамотний вибір
При бурінні одночасно проводимо установку обсадної труби. Вона може бути металевою, але краще застосувати пластикові, призначені для обсадження. Вони легкі, можна осаджувати зусиллями однієї людини, витримують значні навантаження ґрунту. Крім того, виключена корозія, вода не псується, термін служби 50 років. Установка фільтра в обсадку з пластику легше, ніж в металеву – він не гальмується при опусканні.
Якість води забезпечується фільтром. Це найбільш відповідальний вузол і, в той же час, найбільш схильний до зносу. До його вибору треба поставитися відповідально. Для артезіанських свердловин фільтрація не потрібна. Для свердловин на вапняк застосовуються відрізняються прості по пристрою перфоровані фільтри. Вони також служать основою для фільтра в свердловині з піщаним водоносним шаром. Знизу обсадження робимо отвори від 15 до 30 мм, в залежності від грунту, маючи в шаховому порядку. Відстань від центру одного отвору до центру іншого в 2,5 рази більше, ніж їх діаметр.
Для водоносного шару в піщаній породі на дно засипаємо гравій, перфорований шар починається вище його рівня. Оскільки гравій погано утримує піщані частинки, необхідна установка піщаного фільтра. Вони бувають зовнішніми і внутрішніми. Зовнішні стійкі до заиливанию свердловини, але можуть пошкодитися при опусканні труб, занадто дорогі. Внутрішні істотно знижують дебет води, свердловина замулюється піском, який проникає між перфорацією і стінками фільтра.
Сучасна промисловість пропонує якісні фільтри:
Розгойдування – добиваємося потрібного кількості і якості води
Щоб зміцнити обсадну трубу, між нею і грунтом засипаємо трохи дрібного щебеню або грубозернистого піску. Засипка проводиться вище, ніж знаходиться верхній рівень фільтра. Разом з засипанням закачуємо в трубу воду, щоб промити простір за трубою, фільтр і утворити природну перешкоду для великих фракцій з грунту. Далі проводимо операцію під назвою розгойдування. Для цього використовуємо желонку або шнековим насосом відкачуємо воду до появи чистої.
У свердловину опускаємо електронасос на тросі, до нього підключаємо трубу або шланг, відповідні по діаметру. Для металевих труб страхувальний трос не потрібен. Зверху свердловини влаштовуємо кесон з бетону, каменю або сталі. Обов’язково передбачаємо вентиляційні отвори, що ведуть в трубу, інакше вода без доступу повітря скоро стане затхлої. Сюди виводимо зовнішні пристрої – водопровідну трубу з вентилем. Тут же підключаємо водопровід, йде до дому.
