Скважины на песок – когда можно пробуривать, а когда нет?
Песчаные скважины стоит пробуривать на второй или третий водонос. Рекомендованная глубина: 20-40 м. Чем глубже залегает водоносный песок, тем выше качество воды. Добытая из глубокого песка вода по качеству не уступает артезианской.
До начала работы стоит проверить возможность бурения на песок по карте. В некоторых районах водоносный песок встречается редко. Пробуривать на песок нельзя в зонах, которые соседствуют с источниками загрязнения: агрокомплексами, полигонами ТБО, автомагистралями и т.д.
Преимущества песчаной скважины:
- Низкая стоимость работы.
- Пробуривать можно за 1-2 дня.
- Экономия при установке насоса.
- Возможность консервации на зиму.
Дебит скважины зависит от типа породы. Крупнофракционный песок или песчано-гравийная смесь дают больше воды. Подобные скважины медленнее заиливаются, потому что в составе воды нет мелких песчинок. Но в конструкции все равно требуется установка фильтра. Для подъема воды на поверхность служит погружной насос.
Описание конструкции колодца
Понять, что такое абиссинская скважина можно, если рассмотреть её конструктивные особенности.
Часто под землёй на относительно небольшой глубине (меньше 15 м) находится водоносный слой. Для обустройства «иглы» в землю вертикально углубляют трубу диаметром 2-4 см и с фильтром у нижнего конца. Верхний конец расположен над землёй. С помощью колонки или насоса воду качают из водоносного слоя наверх.
Таким образом, в частности, можно обеспечить водой частный дом. Если воды недостаточно, то можно сделать ещё один колодец.
Абиссинский колодец состоит из следующих частей:
- Самой нижней частью является конусовидный наконечник. Он может также иметь форму пирамиды.
- Фильтр представляет собой отрезок трубы, диаметр которого меньше, чем у наконечника в самой широкой части. В нём обычно имеются небольшие отверстия, просверленные в шахматном порядке.
Наконечник трубы Источник rmnt.ru
- К фильтру присоединена муфта, которая соединяет его со следующим отрезком трубы.
- Дальше до поверхности расположены отрезки трубы длиной 1,5-2 м, соединённые муфтами. Самая верхняя труба выходит на поверхность земли.
- В верхней части установлен насос для абиссинской скважины, который обеспечивает подъём воды из водоносного слоя наверх. С этой целью может также использоваться колонка.
Обычно верхнюю часть оформляют дополнительно.
Что такое скважина-игла?
Свое наименование подобное сооружение получило благодаря специфической конструкции – конец металлической трубы диаметром 5±2,5 см, забиваемой в грунт, снабжен металлическим наконечником конической формы, благодаря которому она входит в землю как игла. Острие с меньшим углом позволяет улучшить проходимость, а массивная структура (цельный материал) обеспечит отодвигание камней и отклонение водовода от массивных препятствий.
Игла на абиссинский колодец
Для того, чтобы вода могла попасть из водоносного слоя внутрь замкнутой полости, в стенке первой забиваемой плети просверливают отверстия диаметром 10±2 мм с шагом 5,5±0,5 см, которые могут быть дополнительно обернуты мелкой нержавеющей сеткой. Закрепление фильтрующего элемента, удерживающего песок от проникновения внутрь, осуществляется при помощи точечной сварки или нескольких витков проволоки, наматываемых поверх и скручиваемых между собой.
Очевидно, что наконечник, которым оснащается скважина-игла, должен иметь больший диаметр основания, чем наружный размер забиваемых в грунт секций. Это необходимо, чтобы сопротивление слоев не привело к смещению сетки и не оголило отверстия, через которые внутрь попадет грунт и песок. Так как острию следует быть съемным, оно должно иметь следующие конструктивные особенности:
- Деталь представляет собой цельный конус, полученный точением стальной болванки, размер сечения которой больше поперечного размера плети на 10±2 мм.
- Внутри выполняется удлинённая резьба, глубина которой составляет 1,5 – 2 внешнего размера труб.
- От основания конуса до резьбы делается цилиндрическая проточка шириной 5 – 6 мм и диаметром равным соответствующему размеру вкручиваемой плети.
Подобный абиссинский колодец оборудуется путем скручивания секций между собой при помощи специальных удлиненных муфт и постепенного их заглубления путем вбивания при помощи кувалды вручную или посредством тяжелого инструмента ударного действия, установленного на направляющей («бабка»).
При ударном воздействии на трубную сборку, возможны следующие негативные результаты:
- искривление сечения – предотвращается путем использования толстостенных газовых труб;
- сгиб в районе муфтового соединения, нарушение герметичности предотвращается применением удлиненных муфт с цилиндрическими проточками;
- замятие резьбы верхней плети, по которой производится ударное действие – компенсируется использованием специальной сменной насадки из материала с меньшей твердостью;
- отклонение колонны от вертикального положения – которое можно предотвратить использованием направляющего аппарата и «бабки».
Воду можно добыть и с помощью ручной колонки, тем самым обойтись без электричества
Скважина, получаемая забиванием трубной иглы, являлась прообразом современных выработок, до сих пор используется военными в походах или частниками на даче в качестве быстрого и дешевого способа добычи, благодаря которому вода может быть получена уже через 5 – 8 часов после начала работ. Сверху последней забитой плети устанавливается насос и производится раскачка водоносного слоя, для чего первоначально требуется залить воду и вытеснить воздушную пробку.
Глубоководная скважина: основные преимущества
Термин «глубокая скважина» обычно определяется как скважина, образовавшаяся в результате бурения. Сделать их можно бурением скважин на глубокий песок , известныяк или обычную землю. Этот метод позволяет достичь глубоких слоев воды — в зависимости от региона страны и даже расположения участка на глубине от 5 до нескольких десятков метров. Между слоями воды и поверхностью земли есть непроницаемые слои. Это имеет определенное преимущество, так как вода намного менее загрязнена по сравнению с водой, полученной из подземных или наземных слоев.
Строительство глубоководной скважины следует доверить специализированной бригаде. В так называемых скважинах есть соответствующее оборудование, и более опытные даже могут заранее определить, на какой глубине (приблизительно) находится жила.
Специфика глубоких скважин в том, что они обладают наилучшей производительностью. Благодаря этому они могут подавать воду в жилые дома и оросительные системы. Для забора воды используются специальные погружные насосы, которые могут работать на значительной глубине.
Преимущества глубоководной скважины:
- очень высокий КПД,
- универсальность — может поставить дом, участок, оросительную систему и т. д.
- подает относительно чистую воду, которую можно пить после лечения,
- низкий риск заражения воды бактериями или сельскохозяйственными химикатами,
- не требует обслуживания после постройки насосной системы.
Недостатки глубоководной скважины:
высокая стоимость исполнения,
необходимость в довольно дорогом погружном насосе.
Насос для скважины
Маленькая диагональ трубы скважины не позволит установить погружной насос, поэтому в данной ситуации можно рассматривать только поверхностные варианты или ручные помпы. Помните, что в воде могут присутствовать примеси песка и глины, поэтому пропускная способность насоса должна быть рассчитана на такие типы загрязнения.
При выборе насоса для абиссинской скважины стоит обратить внимание на его мощность. Это одна из самых важных характеристик. Воду придется поднимать наверх с глубины до 10 м, поэтому механизм должен быть рассчитан на такие нагрузки
Немаловажным фактором является и объем потребления воды. Учитывайте производительность при выборе насосного оборудования. Если вы собираетесь пользоваться ним всесезонно, тогда подумайте об утеплении самого аппарата и труб, которые идут от него и к нему
Воду придется поднимать наверх с глубины до 10 м, поэтому механизм должен быть рассчитан на такие нагрузки. Немаловажным фактором является и объем потребления воды. Учитывайте производительность при выборе насосного оборудования. Если вы собираетесь пользоваться ним всесезонно, тогда подумайте об утеплении самого аппарата и труб, которые идут от него и к нему.
При постоянном использовании скважины лучше ставить не отдельный насос, а насосную станцию. Она автоматически будет наполнять нужный резервуар жидкостью и автоматически отключаться при заполнении емкости. Если на вашем участке отсутствует электричество, тогда единственным вариантом оборудовать абиссинскую скважину является насос-колонка. Главным его преимуществом выступает энергонезависимость.
Скважина из Эфиопии – начинаем строительство
Колодец-игла – это буровая колонна, которую заглубляют в грунт по технологии ударного бурения без применения обсадной трубы. Подобная методика в профессиональном бурении практически никогда не используется. А вот для создания дачной точки водозабора своими руками она подходит идеально.
Суть работ при этом заключается в следующем. Вам нужно пробить землю с помощью труб сечением порядка 1–1,5 дюймов на глубину расположения слоя воды. Чтобы добиться этого, следует присоединить тонкий наконечник к торцу трубного изделия. Именно за счет такого простого приспособления и создается колодец-игла.
Тонкий наконечник, присоединенный к трубе
Для обустройства абиссинской скважины вам понадобится набор разных труб (необязательно приобретать новые изделия, вполне подойдут и уже использованные ранее), агрегат для сварки, кувалда, садовый бур, нержавеющая галунная сетка, проволока сечением примерно 0,25 мм, молоток, хомуты, дрель, болгарка, насос, функционирующий по принципу создания вакуума, специальные муфты.
Своими руками колодец делаете по приведенному далее алгоритму. Сначала берете обычный садовый бур и при помощи полудюймовых труб длиной 1–2 м наращиваете его. Объясним, что подразумевается под этой операцией. Вам необходимо при помощи болтов и муфт, изготовленных из труб сечением 3/4 дюйма, создать специальную конструкцию. А затем присоединить ее к буру.
Сооружение из труб должно получиться максимально герметичным. Если не соблюдать этой рекомендации, конструкция не сможет выполнить своей задачи. Требуемой герметичности мест соединения труб добиваются их уплотнением при помощи краски (масляной), силиконовых составов, сантехнического льна.
На конец самодельной конструкции устанавливаете специальный фильтр в виде иглы. Он делает добываемую воду чистой, предохраняет скважину от заиливания и помогает буру пробивать грунт. Фильтр желательно делать из отрезков труб, которые применялись для создания конструкции. Тогда между ее элементами не возникнет реакции электрохимической коррозии.
В следующем разделе мы подробно рассказываем о том, как сделать фильтр для абиссинской скважины. Внимательно изучите его.
Абиссинская скважина: что это такое, плюсы и минусы
Особенности эксплуатации
Скважины такого типа имеют ширину 2,5–5 см и уходят на глубину 10–15 м в водоносный слой земли. В это отверстие помещают трубу из металла с фильтром на конце. Чтобы выкачивать воду применяют ручной или электрический насос мощностью, которой должно хватать для водозабора с глубины в 15 м. Когда происходит водозабор, в скважине создается вакуум, и на место откачанной жидкости поступает свежая.
Если забился фильтрующий элемент, трубу можно продуть водой. При отсутствии результата можно попробовать сменить фильтрационную часть наконечника.
Абиссинская скважина будет служить хорошо и долго, если пользоваться ею регулярно. Если предполагается сезонное применение, установку надо законсервировать на зиму. Опорожните ее, чтобы избежать промерзания и накройте напорное устройство непромокаемым материалом от снега и талых вод. Весной необходимо сделать прокачку, так же, как перед первоначальным запуском водозаборной конструкции.
Технология предварительной фильтрации
Недостатки свойственные колодцу в виде «иглы», рассмотренные выше и неполадки, которые могут сопровождать процесс и способные нарушить герметичность, будут устранены, если предварительно выполнить бурение шурфа большего диаметра и создать в простенках слой для предварительного улавливания загрязнений и накопления иловых отложений.
Гравийный фильтр без усиливающей обечайки
Применив комплект плетей, предназначенных для подъема воды, в качестве штанг для бурения, можно пробурить необходимое отверстие при помощи специализированной буровой насадки, которой, учитывая глинисто-песчаный характер почвы, будет шнек, «ложка» или коронка. Учитывая, что требуемая глубина выборки составляет 9±1 м, проходка может быть выполнена в течение одного светового дня, проведенного на даче, если на пути не встретится труднопреодолимое препятствие.
Последовательность операций будет выглядеть следующим образом:
- Выполнить проходку диаметром, превышающим сечение плети на 50 – 100 мм, на необходимую или большую глубину.
- Разобрать штангу на плети, демонтировать буровую насадку.
- Оснастить концевое звено, выполнив ряд операций:
- заглушить дно при помощи конической, сферической или плоской пробки;
- засверлить отверстия на высоту 25±5 см, диаметром 10±2 мм, с шагом 55±5 мм;
- закрепить фильтрующий элемент из нержавеющей проволоки сечением 2 мм, посредством сварки, проволочных скруток или быстросъемных хомутов.
После чего следует выполнить последовательную сборку сегментов, используя простые водопроводные или газовые резьбовых муфт и выполняя уплотнение по резьбе при помощи пакли или ленты-фум.
Недостатком подобной схемы, является отсутствие укрепления стенок проходки, которое приедет к перемешиванию фильтрующей засыпки и грунта, что в свою очередь повысит гидравлическое сопротивление. Затруднен при такой реализации и подъем/спуск водопровода, так как потребуется полная выборка всего имеющегося гравия, который должен быть засыпан на всю высоту.
Гравийный фильтр с усилением стенок
Чтобы повысить пригодность скважины к ремонту и профилактике, можно параллельно с бурением шурфа выполнить укрепление стенок посредством установки обечаек, постепенно спускаемых по мере увеличения глубины выработки. Такое устройство позволит избежать необходимости засыпки на всю высоту шурфа, а ограничится только нижней секцией. Все остальные сегменты водовода могут быть выставлены по центру и зафиксированы при помощи круглых пластин со следующими параметрами:
- внутреннее отверстие на 1-2 мм больше поперечного сечения секции;
- наружный диаметр меньше размера пластиковых обечаек также на 1-2 мм.
Муфта, соединяющая сегменты, не даст диску провалиться ниже соответствующего сечения что обеспечит проектное положение водовода.
Обустройство абиссинской скважины с укреплением стенок из пластиковых труб позволит увеличить срок службы гидротехнического сооружения с обычных 5 – 10 лет до нескольких десятилетий, причем расходные характеристики могут оставаться не первоначальном уровне в течение всего периода, при условии своевременного профилактического обслуживания и позволят применить его не только на даче, но и для объектов с большим водопотреблением и возможностью организации автоматической подачи.
Технология бурения
Применение бабки
Обустроить забивную скважину можно тремя способами:
- Пробивание земли штангой. В таком варианте применяют прут небольшого диаметра, который сделан из высокопрочного металлического сплава. Этой штангой наносят сильные удары по хвостовику фильтрующего элемента до тех пор, пока он не дойдет до первого водного слоя.
- Применение «бабки». По конструкции и принципу действия этот вариант аналогичен первому методу. Но вместо ударного инструмента используется грузик с отверстием. При забивании нужно постоянно доливать воду в трубу.
- Шнековое бурение. Для него используется ручной модифицированный бур. Это наиболее удобный, неопасный и эффективный способ создания скважины. Но высота ручного бура не позволяет достичь даже горизонта верховодки, поэтому после заглубления на 1,5 м штанга наращивается следующей секцией.
При выполнении работ нужно соблюдать максимальную аккуратность, поскольку если наконечник во время бурения наткнется на камень, разрушится вся конструкция.
Качество воды
Отличие между колодцем и скважиной достаточно велико. Все дело в водоносных слоях, которые расположены на разных глубинах. Скважина, пробуренная на песок до 50 м, отвечает всем нормам санитарного контроля.
Но более точно узнать пригодность источника поможет только анализ в лаборатории. Дебит установки зависит от правильности бурения и монтажа обсадной трубы. Также важный фактор в постоянном присутствии жидкости – это сам водоносный пласт.
В артезианских скважинах водный ресурс более чистый и надежный. За счет прохода жидкости по нескольким слоям грунта и глины она очищается и фильтруется. Часто дебит источника настолько сильный, что из недр она поступает на поверхность. Попасть в такую жилу – это большая удача для хозяев земельного участка.
Ключевой колодец может пересохнуть в любую минуту или прослужить десятилетия. Что касается качества воды, оно относительно высокое. Давление, которое заставляет жидкость двигаться из недр на поверхность, проталкивая ее через множественные породы грунта, очищая ее.
В шахтном колодце до воды еще нужно добраться и ее качество оставляет желать лучшего. В этом случае необходимо знать, в каком именно месте начать земляные работы. Нередко она непригодна для питья и приготовления пищи. На садовом участке или даче ее можно использовать для полива или животных.
Абиссинский источник более глубокий, чем шахтный, а значит, вода в нем чище. Заиливание стержневому колодцу не грозит. Водоносный горизонт, через который проходит труба, пролегает на глубине до 40 м. Подпитка источника производится через верхние и нижние песчаные слои. Расположенная рядом артезианка оказывает положительное влияние на дебит колодца.
Понятие и устройство абиссинского колодца
Схематическое изображение общего вида и конструктивных деталей абиссинского колодца
Абиссинский колодец представляет собой так называемую скважину-иглу, заглублённую в землю без обсадной трубы. При профессиональном обустройстве колодцев подобные скважины практически не используют из-за сложности их бурения на значительную глубину. Но в том случае, когда колодец достигает только первого водоносного слоя, скважина-игла считается оптимальным вариантом благодаря своей низкой стоимости, простоте выполнения и эффективности.
Абиссинский колодец состоит из следующих конструктивных элементов:
- наконечника – металлического острия, которое производится из закалённой стали;
- фильтра;
- приёмного клапана;
- магистрали, предназначенной для вывода воды на поверхность. Магистраль чаще всего включает в себя несколько труб;
- соединительных муфт;
- резиновых уплотнителей;
- поршневого насоса ручного типа;
- бетонных колец.
Принцип работы абиссинского колодца достаточно прост. Для получения воды землю прокалывают специальной трубой до уровня расположения первого водоносного слоя. Диаметр такой трубы составляет 1 дюйм, а для облегчения вбивания её в землю труба оснащена острым наконечником. При устройстве скважины-иглы нет необходимости использовать трубы большего диаметра, показателя в 1-1,5 дюйма вполне достаточно.
После заглубления трубы в грунт, к ней прикрепляют самовсасывающий насос, который работает по принципу вакуума. Если одна скважина не даёт достаточного количества воды, рядом с ней создают ещё одну такую же.
История абиссинских колодцев
В 1867-1868 годах английские королевские войска проводили так называемую абиссинскую операцию на территории современной Эфиопии. Англичанам противостояли войска императора Теодроса II, а после его падения — просто местные племена. Вода была критично важным ресурсом: зачастую бои велись даже не за оазисы, а за колодцы. На стороне племен было хорошее знание местности и умение копать, но британцы использования оружие посильнее. Они применили для бурения скважин буровой наряд Нортона. В итоге британцы загоняли своих врагов в самые глубины пустыни и кое-как завершили военную операцию. Узкие колодцы стали называть абиссинскими.
Справедливости ради надо отметить, что патент Нортона пытался оспорить немецкий инженер Шитц, но у него ничего не вышло. Правда, некоторых рекомендациях по созданию абиссинских колодцев своими руками можно встретить упоминание бурового снаряда Шитца. Это тот же самый прибор.
В конце 19 века в России провели испытания абиссинских колодцев. Протоколы этих испытаний сохранились. Известно, что:
- было проделано наугад 5 скважин;
- 3 скважины дали чистую воду в объеме 1…1,5 ведра в минуту;
- водоносный горизонт залегал на глубине порядка 4…10 метров;
- скорость прохода составляла порядка 20…50 см в минуту;
- несколько раз бур застревал в известняке, но его удавалось извлечь.
По результатам испытаний было решено рекомендовать создание абиссинских колодцев в качестве альтернативы рытью обычных. Правда, в то время идея не прижилась: крестьяне в деревнях редко читали протоколы испытаний. К счастью, мы не крестьяне 19 века и способны оценить достоинства таких колодцев.
История колодца
Типы скважин.
В 1867-1868 гг. на территории Эфиопии, которая раньше называлась Абиссинией, проводилась военная операция. Чтобы одержать победу над противником, солдаты были вынуждены преодолеть обширную часть пустыни. Поэтому у них возникло желание обеспечить себя большими запасами водных ресурсов.
Быстрый рост популярности колодца объяснялся его достоинствами, включая невысокую стоимость и простоту реализации. Эти особенности привлекали военных, путешественников и исследователей, которые нуждались в водном источнике.
В России первые упоминания о сооружении появились после завершения военных действий, где оно было изобретено. Систему подробно описал ученый К. И. Маслянников в своей книге, посвященной буровой технике.
Вскоре возле Царского села было пробурено 5 абиссинских скважин, но только 2 сооружения оказались пригодными для эксплуатации, обеспечивая по ведру свежей жидкости в минуту. Остальные не достигли уровня залегания водных ресурсов из-за толстого известнякового пласта.