Шнековое бурение скважины

Содержание статьи:

1. Конструкция и виды шнеков
   
2. Подготовительные работы
   
3. Технология бурения скважины
   • В твердой почве
     
   • В сыпучем или вязком грунте
     

Шнековое бурение скважин — это выполнение неглубоких вертикальных шахт спиралевидным инструментом от поверхности к водоносному слою для добычи воды с помощью насоса. В процессе работы лопасти приспособления измельчают породу и выводят на поверхность. В статье приведена полезная информация для всех желающих сделать скважину вручную с помощью этого инструмента.

Конструкция и виды шнеков для бурения скважины

Шнек применяется для создания неглубоких скважин для добычи воды. Чаще всего таким способом удается добраться до безнапорных водоносных слоев, расположенных на глубине 5-20 м. Обычно эту жидкость пить не рекомендуется, но решение о ее использовании окончательно принимается после проведения анализа в санэпидстанции.

Шнек представляет собой винтообразное изделие, которое ввинчивается в землю и поднимает на поверхность раздробленную почву. Приспособление состоит из оси с лопастями и наконечником. Существуют шнеки для ручного и машинного бурения.

Типы ручных инструментов и их предназначение приведены в таблице:

Тип шнека	Особенности использования
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 30-60 градусов	Для бурения скважины в мягких и рыхлых почвах. Лопасти крошат грунт и поднимают наверх.
С одним рядом лопастей, которые наклонены под углом 90 градусов	Для бурения скважины в плотных и гравийно-галечных пластах. Лопасти нарезают грунт и поднимают его без дробления. При извлечении из ствола земля с них не падает.
С двойной спиралью	Вторая ветка уменьшает отклонение инструмента в сторону при вращении.
С трубчатой центральной частью	Позволяет подавать воду в шахту во время бурения.

Пользователи выбирают шнековый метод бурения скважин из-за высокой скорости проходки и небольшой стоимости работы. Из недостатков можно выделить необходимость часто поднимать инструмент для его очистки и падение земли с приспособления обратно в шахту при выемке.

Вращать изделие тяжело, поэтому требуется участие двух помощников. Для бурения в скалистых грунтах рекомендуется приобрести сборно-разборное компактное устройство, работающее от электрической сети или бензинового двигателя. Если работа разовая, его лучше взять в аренду. Рабочий инструмент продается в строительных магазинах. При наличии достаточного опыта работы с металлом шнек можно изготовить самостоятельно из труб и металлических листов.


При шнековом бурении в скважину обязательно устанавливают обсадные трубы, выполняющие такие функции:

• Предотвращают осыпание стенок ствола;
  
  
• Не допускают заиливание источника;
  
  
• Защищают скважину от верховодки и грязных потоков;
  
  
• Исключают засорение источника.
  

При выборе обсадной трубы обращайте внимание на такие моменты:

1. Для защиты ствола рекомендуется использовать металлические нержавеющие или пластиковые изделия. Срок их службы превышает 50 лет.
   
   
2. Пластиковые трубы непрочные, и их нельзя устанавливать в скважины более 15 м глубиной. Они не всегда ровные, и при бурении шнек может их повредить.
   
   
3. Недостатком нержавеющих изделий является их дороговизна.
   
   
4. Оцинкованные и асбестовые трубы не устанавливают в скважину, в их составе присутствуют вредные для человека элементы.
   
   
5. Диаметр обсадной трубы выбирается таким, чтобы между насосом и стенками оставался зазор не менее 7 мм. Для справки: самый распространенный размер глубинного насоса — 86 мм.
   

Подготовительные работы перед бурением скважины

Перед работой необходимо приобрести основные и вспомогательные приспособления, а также расходные материалы. Часть оснастки и составных частей для скважины легко сделать самостоятельно по нашим рекомендациям.

Для бурения понадобится тренога, состоящая из трех деревянных брусьев диаметром 15-20 см длиной 3-4 м или металлических труб (если есть лишние). Высота конструкции должна быть на 1,5-2 м больше того, что будет подниматься и опускаться.

Выполните сборку треноги в такой последовательности:

• Положите на землю 2 бруса в виде треугольника.
  
  
• Соедините бревна в верхней части гвоздями или другим способом.
  
  
• Просверлите в брусьях, в нижней части, отверстия, в которые будут установлены стяжки.
  
  
• Проденьте сквозь отверстия трубы и закрепите их, чтобы ноги не разъезжались.
  
  
• Поднимите треугольник на одно бревно и зафиксируйте.
  
  
• Положите на землю третью ногу таким образом, чтобы вся конструкция напоминала наклоненную пирамиду.
  
  
• Закрепите третье бревно в верхней части к первым двум.
  
  
• Соедините все бревна между собой стяжками, продев их через выполненные отверстия.
  
  
• Установите конструкцию в вертикальное положение.
  
  
• Закрепите к верхней части крюк для лебедки.
  

Подъемный механизм допускается крепить в нижней части треноги, а вверху, в месте соединения бревен, зафиксируйте блок вместо крюка и протяните цепь или канат. В качестве подъемного механизма можно использовать ворот, который крепится между ногами треноги в нижней части конструкции.

Установите изделие над местом будущей скважины и закрепите от перемещения в горизонтальной плоскости. Для этого опоры вкопайте на 0,7-0,8 м в грунт, а под них подложите метровые брусья. Не рекомендуется фиксировать ноги на поверхности земли вбитыми вертикально ломами.

В нижней части шахты, в водоприемном участке, должен быть установлен фильтр. Его несложно сделать из куска обсадной трубы, который первым устанавливается в скважину.

Работа выполняется таким образом:

1. Просверлите в колене на длине 100-110 см отверстия диаметром 5-8 мм в шахматном порядке. Между рядами оставьте зазоры 5 см. Чаще отверстия не сверите, они ослабят изделие. Вместо них можно выполнить прорези длиной 2,5 см и шириной 1-1,5 мм через 2 см.
   
   
2. Один из торцов колена заострите или сделайте зубчатым, а острия разведите в разные стороны, как у пилы.
   
   
3. На противоположной стороне фильтра нарежьте резьбу для соединения с соседними элементами. На других частях резьбу нарезайте с обеих сторон.
   
   
4. Если обсадная труба устанавливается в готовую скважину, оберните перфорированную часть сеткой по бокам и снизу. Вместо сетки колено допускается обмотать снаружи нержавеющей проволокой.
   

Фильтр можно установить внутрь обсадной колонны, но для этого он должен помещаться внутри конструкции. В таком случае рекомендуется покупать готовое изделие, которое плотно войдет в ствол.

Технология бурения скважины шнеком

Существуют различные технологии шнекового бурения скважин. Выбор методики зависит в основном от состава грунта над водоносным слоем. Если почва твердая на всей глубине шахты, обсадную трубу устанавливают после выполнения скважины. Однако в большинстве случаев она осаживается параллельно с опусканием инструмента или после его заглубления на 0,5-1 м.

Бурение скважины в твердой почве

Бурить скважину шнеком рекомендуется в зимний период — все пространство рядом свободно, и нет проблем с размещением огромного количества грязи, которая поднимается наружу.

Такой способ бурения скважины в твердой почве наиболее простой в исполнении:

• Соберите треногу, как описано выше.
  
  
• Определите центр скважины. Для этого закрепите к цепи бур и опустите его лебедкой острием на землю.
  
  
• Вокруг метки выкопайте яму размером 1,5x1,5 и обшейте стенки деревянными досками или щитами.
  
  
• Точно в центре скважины выкопайте яму глубиной в 2-3 штыка.
  
  
• Опустите в нее шнековый бур для бурения скважин и закрепите ручки.
  
  
• Вращая приспособление, углубитесь на всю его длину (или насколько хватит сил).
  
  
• Поднимите инструмент лебедкой и очистите от грунта.
  
  
• Опустите его обратно в шахту и закрепите удлинитель. Фиксировать куски лучше с помощью пальца, который продевается через отверстия в трубах. Не соединяйте отрезки резьбой, ведь шнек часто приходится вращать в обе стороны.
  
  
• Повторите операции до вхождения инструмента в водоносный слой. Проворачивать его лучше вдвоем или втроем — один человек должен надавливать на приспособление сверху.
  
  
• Продолжайте вращение, чтобы достигнуть нижнего глиняного пласта. Когда вращать инструмент вновь стало тяжелее, поднимите его на поверхность.
  
  
• Очистите шахту с помощью желонки.
  

После этого нужно насыпать на дно слой гравия с размерами камешков в пределах 50 мм. Толщина слоя — 20-30 см. Гравий будет задерживать мелкие частицы грунта.

Закрепите к фильтру хомут с ручками, установите его в отверстие и опустите до упора. Сверху к фильтру прикрутите следующее колено и закрепите к нему в верхней части второй хомут с ручками. Демонтируйте ограничитель с нижнего колена и опустите конструкции до упора в верхний хомут. Повторяйте операцию до тех пор, пока фильтр и обсадные трубы не опустятся на дно. Если конструкция тяжелая, используйте треногу и лебедку для ее перемещения.

Затем рекомендовано выполнить промывку скважины, для чего установите в нее трубы и подайте воду под давлением. Жидкость вымоет грязь, которую удалите вместе с водой центробежным насосом. Процедуру повторяйте в течение 1-1,5 недель. После появления чистой воды образцы следует отнести в лабораторию для анализа.

Зазор между обсадными трубами и грунтом заполните цементным раствором, чтобы дождевая вода не загрязняла источник. Установите в скважину глубинный насос, после чего ее можно начинать эксплуатировать.

Для прохождения различных типов почв (сыпучих, вязких, каменистых) используйте другие инструменты, такие как бур-ложка, желонка, бур-стакан, бур-долото.

Бурение скважин в сыпучем или вязком грунте

В отличие от предыдущего варианта стенки шахты укрепляют обсадными трубами одновременно с вращением шнека.

Работа выполняется в следующей последовательности:

1. Пробурите в земле отверстие глубиной 1 м так же, как и в предыдущем разделе, и вытяните шнек из ствола.
   
   
2. Закрепите к фильтру (нижнему колену обсадной трубы) хомут с ручками, установите его в отверстие и осадите. При необходимости проверните его. Над поверхностью должен выступать отрезок высотой не менее 100 мм.
   
   
3. Установите шнек в обсадную трубу и опустите до упора. Он должен держаться на ручках инструмента.
   
   
4. Отсоедините цепь лебедки от бура.
   
   
5. Наверните на него удлинитель длиной 1-1,5 м. Закрепите цепь лебедки к новой части и выберите ее слабину. Убедитесь, что конструкция располагается вертикально. В противном случае обсадные трубы тяжело перемещаются в скважине, а шнек начнет касаться стенок ствола. При обнаружении уклона выровняйте ствол, забивая клинья между ним и грунтом.
   
   
6. Переставьте хомут с ручками на край подсоединенного удлинителя.
   
   
7. Вращая шнек, углубитесь на максимальную глубину. Для облегчения проворачивания добавляйте в скважину воду. Через каждые 20-30 см поднимайте инструмент и очищайте его от земли.
   
   
8. Выньте бур из скважины, отсоедините таль.
   
   
9. Закрепите к фильтру следующее колено и опустите обсадную трубу до упора. При необходимости используйте подъемное приспособление.
   
   
10. Повторите операции, пока инструмент не достигнет водоносного слоя. Выньте бур из скважины.
    

С помощью центробежного насоса нужно выкачать несколько ведер жидкости (вибрационные приспособления не используйте, они не предназначены для выкачки грязной густой жижи). После 5-7 ведер проверьте чистоту воды. При отсутствии желаемого результата углубите шахту буром еще на 0,5 м и вновь наполните несколько ведер. Если жидкость не очистилась после дополнительного углубления на 2 м, придется смириться с небольшим дебетом скважины. Затем выполните раскачку скважины и сформируйте донный фильтр, зафиксируйте обсадные трубы от перемещения.

Во время шнекового бурения скважин на воду воспользуйтесь нашими рекомендациями:

• Маркируйте обсадные трубы, чтобы быстро определять глубину скважины.
  
  
• Если ствол более 7 м, установите в него направляющую — отрезок трубы, диаметр которого больше диаметра скважины. Центрирующее приспособление тщательно выставьте в вертикальное положение и забетонируйте. Оно не позволит шахте отклоняться от вертикали.
  
  
• Пластиковые трубы легко повредить шнеком, поэтому на штангу одеваются центраторы, через каждые 3-5 м. Самые дешевые пружинные, более качественные — турболизаторы, но они стоят дороже и обычно применяются в профессиональном бурении.
  

Как бурить скважину шнеком — смотрите на видео:


В статье приведены проверенные способы шнекового бурения скважины. Чтобы получить хороший результат, проанализируйте все сведения о подземных слоях грунта и по результатам подберите необходимый для вашего случая инструмент. Если придерживаться правил работы со шнеком, то через небольшой промежуток времени вы решите проблему водоснабжения участка.