Бурение скважин для колодцев
При проведении бурильных работ желательно воспользоваться услугами специалистов. Но если принято решение бурить скважину без посторонней помощи, отнестись к этому мероприятию следует очень серьезно. Скважину следует располагать перпендикулярно к направлению потока подземных вод. Чтобы облегчить бурение скважины ложечным буром в сухих и плотных грунтах, в нее следует периодически заливать 1–2 л воды. При вязкой и плотной породе ложечный бур меняют на змеевиковый, но по окончании бурения змеевиком следует обязательно еще раз пробурить скважину ложечным буром.
Для разных пород применяют или вращательное бурение, или ударное бурение на штангах и канатах. Естественно, что наконечники для бурения необходимы разные.
Бурение скважины выполняется с помощью бура, который состоит из:
– бурового стержня толщиной 25–50 мм, выполненного из стали и имеющего квадратную форму;
– бурового инструмента, имеющего коническую резьбу и навинчивающегося на муфту бурового стержня; изготовляется буровой инструмент из высококачественной твердой стали;
– вертлюги – наконечника с отверстием и кольцом, который навинчивается на верхнее звено бурового стержня и служит для управления буром; в отверстие вставляется лом или толстостенная труба для вращения бура, а за закрепленное на шарнире кольцо канатом или веревкой крепится бур в процессе бурения.
Вращение бура осуществляется с дощатого настила на вышке или с земли с помощью ключа или специальных хомутов, если вместо стержня используется толстостенная труба.
Чтобы обваливающийся в процессе бурения грунт не засорял шахту, бур вставляют в обсадную трубу, диаметр которой с запасом превосходит диаметр бура. По мере увеличения глубины скважины обсадная труба наращивается, для этого на ее края нанесена резьба.
Для обеспечения строго вертикального положения бура при бурении на поверхности земли в месте будущей скважины закрепляют толстую доску с отверстием, диаметр которого равен диаметру обсадной трубы. Отверстие будет расширяться постепенно, по мере наращивания обсадной трубы.
Над доской ставят треногу, к вершине которой крепят блок. На треноге на высоте, как правило, 2,5–3 м от поверхности земли делается настил, с него в отверстие на доске строго вертикально вставляется и ввинчивается в грунт обсадная труба. К блоку с помощью цепи или прочной веревки прикрепляется бур и вводится в трубу.
Инструменты выбирают в зависимости от характера грунта. В сухих и влажных песках используют желонку и ложку. С самого начала бурение ведется в обсадной трубе. Буровой инструмент может выходить за край башмака обсадной трубы не более чем на половину своей длины.
В песках‑плывунах бурение ведется в обсадной трубе с помощью длинной желонки.
В породах с большим содержанием гравия и гальки работы ведутся в обсадной трубе с применением долота и желонки. В твердых и вязких (глинистых) породах пользуются зубильным долотом и желонкой или буровой ложкой и змеевиком.
Обсадную трубу можно не применять. Твердые породы перед бурением рыхлят, а в сухой глинистый грунт выливают 2–3 ведра воды после каждого поднятия инструмента. Глинистые породы с галькой и валунами долбят пирамидальными долотами, валуны извлекаются желонкой. Бурение ведется в обсадных трубах.
На средних и твердых породах обычно применяют ударное бурение. Его можно проводить на штанге и на канате. Канатному бурению отдается предпочтение в том случае, если глубина колодца большая. Сначала необходимо выкопать шурф, над которым устанавливают треногу и подвешивают шлямбур (буровой инструмент) на стальном тросе, переброшенном через блок. Держа буровой инструмент вертикально, опускают его на дно шурфа.
Ударник направляют на пробку, вмонтированную внутри шлямбура. Под тяжестью своего веса ударник с силой бьет по пробке, тем самым заставляя наконечник шлямбура врезаться в грунт. Сделав 5–10 ударов, очищают наконечник от грунта. Для этого шлямбур нужно поднять на поверхность.
Добравшись до водоносных песков, нужно опустить в скважину водопроводные обсадные трубы. Далее бурение продолжается с использованием желонки. При до‑статочной мощности водоносного слоя бурение скважины прекращают. Определить мощность водоносного слоя можно по резкому повышению уровня воды в скважине.
Если же водоносный слой имеет малую мощность, его проходят желонкой. Обсадные трубы при этом опускают до водоупорного пласта. Чтобы достичь более мощного водоносного слоя, используют для дальнейшего бурения шлямбур меньшего диаметра. Шурф, после того как закончено бурение, заполняют грунтом и утрамбовывают. Теперь можно приступать к установке насоса в скважине. Но перед этим следует к нижней части цилиндра насоса присоединить всасывающую трубку (3–4 м длиной) с фильтром. Далее, чтобы заделать зазор между стенками обсадной трубы и фильтром, нужно под муфтой фильтра намотать пеньку. Вокруг трубчатого колодца устраивают глиняный замок, а также отмостку.
Бурение можно осуществлять с помощью насосно‑бурильных установок. Промышленностью выпускается бурильно‑насосная установка БН–3, которая уком‑плектована набором оборудования для бурения скважин и монтажа в них поршневых насосов. Для обслуживания этой установки потребуются два человека. Скорость бурения – 2 м/ч.
Бурение скважины (глубиной до 30 м, диаметром 105 мм) производится двумя шлямбурами: сначала коротким, потом длинным.
Затем приступают к монтажу насоса. Его всасывающую часть опускают в водоносный слой, а над ней располагают шланговый поршневой насос. Подача насоса – 1–1,5 м3/ч, высота подъема воды – до 40 м, мощность электродвигателя – 1 кВт. Если нет электричества, следует применять ручную качалку. Скважину обычно оборудуют фильтром, чтобы предохранить ее от попадания частиц грунта из водоносного слоя. Тип и конструкцию фильтра выбирают в зависимости от водоносной породы.
Существует несколько видов фильтров, устанавливаемых в буровых колодцах.
1. Дырчатый фильтр без сетки – стальная труба со множеством круглых отверстий разного диаметра, расположенных в шахматном порядке.
2. Щелевой фильтр – стальная труба с расположенными в шахматном порядке прямоугольными отверстиями.
3. Фильтр с проволочной обмоткой – стальная труба с круглыми отверстиями, на которую сначала наваривают опорную проволоку (через 2,5–3 см), а затем плотно навивают проволоку меньшего диаметра.
4. Сетчатый фильтр – стальная труба с опорной латунной проволокой и закрепленной поверх нее сеткой.
5. Гравийный фильтр: перед установкой дырчатого или сетчатого фильтра в скважину засыпают гравий, который по мере опускания трубы образует вокруг фильтров дополнительный очищающий слой.
Перед установкой фильтра необходимо очистить скважину и точно измерить ее глубину. Фильтр лучше всего опускать на водопроводных трубах, длина которых равна глубине скважины. После того как фильтр встанет на место, его надо обнажить, приподняв обсадную трубу.