Инструменты и установки
Разные виды бурения скважин требуют использование различного оборудования. Выбор инструмента определяет характер почвы в вашем районе.
Используются следующие ручные буры:
- Шнековый. Необходим при роторном бурении в условиях мягкой глины и влажных супесей.
- Стакан. Нужен в канатно-ударном, в условиях облипающей и вязкой почве.
- Ложковый. Применяется в ударно-вращательном бурении, в условиях сыпучего и рыхлого грунта.
- Желонка. Используется в канатно-ударном, в условиях ила, осыпающейся почвы и тому подобное.
- Долото. Штанга для разбивания валунов.
Каждый бур имеет режущую коронку. Делается она из твердосплавной и закаленной стали.
Перед тем как пробить источник, происходит монтаж специальных установок:
- Ударно-канатная. Скорость бурения очень низкая. Принцип заключается в падающей желонке, которая под своим весом разбивает грунт. Она же и поднимает почву наверх. Представляет собой треногу с тросом. На веревку крепится желонка.
- Шнековая. Длина шнека достигает 2 метров. Процесс бурения происходит вручную и механизированно. Выполнив 3 оборота, почва извлекается наружу. Постепенно штанга наращивается. Мобильная установка позволяет обеспечить высокую производительность.
- С промывкой. Самая производительная установка. По сути, это бурение водой при использовании штанги с лопастным буром. За один час можно углубиться до 10 метров.
Перфоративное бурение
Метод выбирают, если водоносный слой залегает на небольшой глубине (до 12 м). В качестве инструмента применяют трубу с заострённым наконечником и отверстиями в нижней части для подачи воды. После бурения она остаётся в забое. Погружение выполняется под действием груза. Диаметр скважины – 5080 мм.
Для очистки воды от взвесей, песка на конце трубы устанавливают сетчатый фильтр, отверстия в котором не превышают 8 мм. При оснащении такой скважины применяют только насосы самовсасывающего исполнения. Они обеспечивают зону разрежения, за счёт которой происходит подъём воды на поверхность.
Буровое оборудование
Для бурения скважин применяется ряд специализированных машин и механизмов. На пути к проектной глубине нередко попадаются участки породы с повышенной твердостью. Для их прохождения приходится давать на буровую колону дополнительную нагрузку, поэтому к добывающему оборудованию предъявляются достаточно серьезные требования.
Оборудование буровой установки стоит недешево и рассчитано на долгосрочное использование. В случае остановки добычи из-за поломки какого-либо механизма придется ждать замены, что серьезно снизит рентабельность предприятия. Оборудование и механизмы для добычи углеводородов должны быть изготовлены из высококачественных и износостойких материалов.
Оборудование буровой платформы можно разделить на три части:
- Буровая часть – бур и бурильная колонна.
- Силовая часть – ротор и талевая система, обеспечивающие вращения буровой колонны и спускоподъемные манипуляции.
- Вспомогательная часть – генераторы, насосы, емкости.
Бесперебойная работа буровой установки зависит от правильной эксплуатации оборудования и технического обслуживания механизмов, в сроки предписываемые производителем
Не менее важно своевременно менять расходные части, даже если по внешнему виду с ними все нормально. Без соблюдения правил эксплуатации невозможно гарантировать безопасность персонала буровой платформы, недопущение загрязнения окружающей среды и бесперебойную добычу нефти или газа
Это интересно: Способы добычи нефти — рассматриваем основательно
Каким образом можно осуществить самостоятельное бурение скважины
Есть несколько способов, которые позволяют проводить бурение своими силами:
Бурения и обустройство скважины решить проблему водоснабжения можно на несколько десятков лет вперед.
- Вращательный метод (он же роторный) – наиболее часто используемый. При таком методе буровой инструмент ввинчивается в породу;
- Ударный – при данном методе сильно бьют по буровой штанге, максимально заглубляя таким образом снаряд. В частности, именно ударным методом обустраивают скважину-иглу;
- Метод ударно-вращательный – при таком штангу с оборудованным на конце буровым снарядом поднимают и с силой опускают, тем самым разрыхляя грунт. Затем производят вращательные движения, забирая породу внутрь снаряда;
- Способ канатно-ударный – при этом методе буровые снаряды то поднимают, то опускают на специальном канате, при этом обеспечивая забор породы.
Приведенные выше методы относят к так называемому сухому бурению. Их можно организовать и своими силами. А вот при сыром бурении (гидробурение) необходимо сначала в слое воды обеспечить специальный буровой раствор, который мог бы размягчить твердую породу. Такой тип бурения очень специфичен и потребует наличия промышленного оборудования. При этом измельченные частицы породы выносятся на поверхность отработанным раствором.
Выгодно ли заниматься
Как бизнес, бурение скважин предполагает уникальность каждого конкретного заказа. Предпринимателю придется обустраивать много источников разной конструкции и выполнять проходку на разную глубину. Для выполнения расчетов можно рассмотреть усредненную 40-метровую шахту, оснащенную минимальным набором оборудования:
Себестоимость скважины глубиной 40 м
| Название | Цена, руб. | Кол-во | Сумма, руб. |
| Обсадная труба 4 м | 700 | 10 шт. | 14000 |
| Соединительная муфта | 1000 | 10 шт. | 12000 |
| Гравий для отсыпки оголовка | 700 | 1 м³ | 700 |
| Скважинный фильтр | 1400 | 2 м | 2800 |
| Бентонит для буровой жидкости | 30 | 20 кг | 600 |
| Премия сотрудникам | 2000 | 4 чел. | 8000 |
| Топливо для автомобилей | 40 | 20 л | 800 |
| Топливо для буровой установки | 40 | 10 л | 400 |
| Фитинги для насоса | 50 | 4 шт. | 200 |
| Итого: | 39500 |
Как отмечено выше, тариф на бурение простейшей скважины составляет 2000 рублей за метр. Еще 2000 рублей клиенту придется заплатить за подключение глубинного насоса при условии, что он купит его самостоятельно:
Цена на скважину для клиента
| Название | Цена, руб. | Кол-во | Сумма, руб. |
| Бурение | 2000 | 40 м | 80000 |
| Подключение насоса | 2000 | 1 шт. | 2000 |
| Итого: | 82000 |
Таким образом, на каждом выполненном заказе бизнес по бурению скважин будет приносить в среднем 42500 рублей. Соответственно, при обслуживании десяти клиентов в месяц предприниматель получит 820000 рублей выручки, то есть 425000 рублей дохода. Чистый срок окупаемости первоначальных инвестиций составит 12 месяцев, а с учетом сезонного характера деятельности — полтора года:
Рентабельность бурения скважин
| Показатель | Значение |
| Выручка, руб. | 820000 |
| Себестоимость скважин, руб. | 395000 |
| Доход, руб. | 425000 |
| Расходы, руб. | 155620 |
| Прибыль, руб. | 269380 |
| Налог УСН 15% от прибыли, руб. | 40400 |
| Чистая прибыль, руб. | 228980 |
| Рентабельность, % | 41,6 |
| Капиталовложения, руб. | 2745100 |
| Срок окупаемости, мес. | 12 |
https://youtube.com/watch?v=7mAwkcPm540
Некоторых предпринимателей настораживает сезонность бурения. Однако опыт показывает, что при серьезном отношении к рекламе и качеству работы фирма успевает заработать за несколько месяцев сумму, которой достаточно для безбедного существования бизнесмена и его сотрудников целый год. В конце концов, в период бездействия можно оказывать сопутствующие услуги — устанавливать септики, ремонтировать системы водоснабжения и отопления, копать или чистить колодцы.
Разновидности скважин
Кроме типа подземных вод большое значение имеет использующееся оборудование для скважины под воду. В зависимости от этих двух моментов различают следующие виды:
Абиссинская скважина
Для небольшого дачного участка можно использовать разные виды скважин на воду. Самой неглубокой, потому требующей меньших затрат является абиссинская, которую называют еще скважиной Нортона, по имени ее изобретателя.
Прокладывается с помощью стальной трубы со специальным острым наконечником—фильтром, — вся конструкция в итоге напоминает большую иглу. Металлическую трубу поднимают над землей посредством специального блока и опорной треноги, затем забивают в грунт, постепенно прикрепляя дополнительные секции. Диаметр скважины совсем небольшой — 1-2см, а глубина редко когда превышает 5-10м — поэтому таким способом можно получить только верховодные и грунтовые воды.
Преимущества абиссинского колодца в простоте установки — для обустройства не требуется сложной габаритной техники и больших денежных затрат, а расположить его можно в любом месте участка. Минусы — малое количество получаемой воды и ее невысокое качество. Конструкция скважины не допускает использования погружного насоса, поэтому поставку воды производят с помощью поверхностного вручную, а зимой добывать воду нельзя без дополнительного оборудования.
Скважина на песок
При решении какую скважину выбрать для дачного участка, выбор зачастую падает именно на нее — водозаборная выработка на песок не требует больших вложений и предоставляет более качественную воду и в большем объеме, чем абиссинская. Свое название эта скважина под воду получила благодаря свойствам первого водоносного горизонта межпластовых вод залегать в рыхлых и пористых породах, чаще всего в песке.
Чтобы вырыть шахту такой конструкции потребуется специальная бурильная установка — ее обычно можно взять в аренду на небольшой срок и провести все работы самостоятельно, что позволит сэкономить средства. Глубина залегания первых межпластовых вод — от 15 до 100м, поэтому качество воды довольно высокое, и она подходит для питья.
Конструкция скважины на песок представляет собой металлическую трубу, нижняя часть которой перфорирована для забора воды и закрыта сетчатым фильтром, чтобы защитить от загрязнения. Иногда используют двойную колонну из пластиковой трубы, которая не подвержена коррозии, а сверху закрытой еще одной металлической, чтобы предотвратить повреждения в сложных видах грунта.
Подъем воды из песчаной шахты происходит с помощью погружного насоса и колонки. Служит песчаная скважина значительно дольше, чем абиссинская — от 8 до 15лет, срок службы можно еще продлить, если прочищать ее регулярно от песка и ила.
Вариант устройства скважины на песок с применением трубы ПВХ
Минусы выработки на песок тоже довольно значительны — главный из них, что пригодный для использования водоносный горизонт на песке есть не в каждой местности. Поэтому если нет точных сведений, желательно провести разведку и взять замер грунта на водонасыщенность.
Артезианская шахта
В случае если нужна надежная скважина в доме, без перебоев дающая чистую воду в достаточном количестве — то несомненно лучшим выбором будет именно артезианская. После первых слоев межпластовых вод с горизонтами в рыхлых породах, на большей глубине пролегают гораздо более обширные водоносные слои в известняке — с чистой водой, находящейся под большим давлением. Скважина водозаборная на известняке и называется артезианской.
Глубина такой шахты может быть от 40 до 200м, это и является причиной исключительной чистоты воды — в нее не попадают примеси из грунтовых вод. Зато содержание минеральных солей и железа зачастую выше нормы, что в больших количествах неполезно для здоровья — поэтому даже артезианскую воду многие отфильтровывают. Забор воды производится с помощью глубинных насосов, сама шахта почти не подвержена загрязнению и не нуждается в уходе, если все работы были произведены правильно.Минусы артезианской выработки в дороговизне сложности установки — бурение проводится с помощью крупногабаритной техники, и требует довольно большого пространства — после завершения работ вокруг шахты на 30м нельзя ставить постройки и проводить электрические провода. Также для получения разрешения на бурение артезианского колодца требуется собрать определенные документы, а для дальнейшей эксплуатации нужно оформить и оплатить лицензию.
Но несмотря на то, что ее обустройство потребует больших вложений и помощи специалистов, такая выработка может стать источником воды высокого качества для целого поселка.
Канатно-вращательное бурение
Метод привлекает специалистов высокой производительностью, простотой и скоростью механизированного строительства скважин, своей ценовой доступностью. Технология предусматривает использование полой штанги, в которую для удаления грунта подаётся буровой раствор, в котором содержится бентиновая глина. Вещество обеспечивает дополнительное укрепление стенок забоя, чтобы не допустить их обрушения.
Выпускаемые установки отличаются переносной конструкцией и компактными габаритами, что даёт возможность их применение на участках с плотной застройкой, сложным доступом. Диаметр трубы – до 125 мм, скважины – до 200 мм. Пространство между ними заполняется гравием фракцией 520 мм. Такое техническое решение продляет срок службы точки водозабора, улучшает её эксплуатационные характеристики, срок службы.
Кессон или адаптер — в какого типа скважинах устанавливают
Для обеспечения водой индивидуальных домов пробуривают скважины, которые условно делят на три категории:
Абиссинские. Подобный тип скважин устраивают при малой глубине расположения водоносных пластов от поверхности, гидравлическим бурением занимаются частные лица и организации. Абиссинскую скважину проходят в течение суток, вместо обсадных труб берут отрезок ПНД-трубы с фильтратором на конце. Глубина абиссинки зависит от расположения водоносного бассейна и лежит в диапазоне 5 — 30 м. Зеркало воды в абиссинке не должно снижаться ниже 9 м, для втягивания воды применяют наружные центробежные электронасосы или станции, которые располагают в непосредственной близости от источника.
Для защиты наружного насоса от атмосферных осадков и морозов в зимнее время в зоне расположения абиссинки оборудуют утепленный кессонный колодец.
Скважины на песке. Это главный тип при водном зеркале от уровня поверхности земли ниже 9 м, глубина скважин лежит в диапазоне от 20 до 60 м, для забора используют погружаемый насос. При установке глубинного электронасоса проще и экономически выгоднее подключать его через адаптер, вкрученный сбоку на стенку обсадной трубы, кессон при этом не монтируют.
Артезианские. Для доступа к водным артезианским бассейнам бурят скважину средней глубины 100 м, в бытовых источниках водоснабжения она может быть и больше, но на глубинах более 200 м и без того значительные расходы резко возрастают в связи с применением промышленной технологии проходки таких расстояний.
Из-за давления пластов земли на глубинный водный бассейн, вода из артезианских скважин нередко поднимается на большую высоту и даже выходит на поверхность, для подачи используют поверхностный электронасос и соответственно монтируют кессонный колодец. Никто не запрещает извлекать воду из артезианского источника глубинным насосом, обладающим более высокими КПД и характеристиками, при его установке для отвода воды в дом экономичнее применять скважинный адаптер.
Хотя использование адаптера более рационально при эксплуатации глубинных насосов для забора воды, кессонный колодец имеет преимущества в удобстве при необходимости извлечения и обслуживания погружного электронасоса, к тому же он защищает скважинный канал от промерзания в зимнее время. Поэтому кессон часто ставят при подъеме воды погружным насосом, размещая в нем автоматику: реле давления и сухого хода, манометр, гидравлический аккумулятор.
Поверхностные насосы и насосные станции
Советы и рекомендации
Для тех, кто серьезно настроен на создание скважины собственными силами, полезны будут следующие советы и рекомендации:
- Чтобы вода всегда была чистой и свежей, рекомендуется обустроить скважину таким образом, чтобы обеспечить циркуляцию воздуха.
- Прежде чем использовать воду из скважины для ежедневных нужд, рекомендуется обязательно провести ее анализ. Как правило, при низком качестве воды требуется подобрать подходящий фильтр.
- И наконец, брать воду для проведения анализа состава и бытовых нужд следует не ранее, чем через несколько дней после завершения работ, в противном случае результаты могут быть недостоверными.
Перед использованием скважины важно оснастить ее фильтром Источник tagbur.ru
Выбор и установка насоса
Чтобы после бурения правильно обустроить скважину на воду, выбирают тип электронасоса с необходимыми характеристиками, от его параметров зависит выбор кессонного колодца или адаптера при обустройстве источника водоснабжения. Все электронасосы по способам расположения относительно скважины делят на две большие группы, отличающиеся друг от друга своими параметрами.
Поверхностные
Поверхностные центробежные насосы с КПД около 50% чаще других типов используют для подачи воды, у большинства моделей глубина всасывания не превышает 8 м, поэтому их размещают рядом со скважиной или на небольшом удалении от нее.
При большом расстоянии между насосом и источником каждый метр водяного столба по вертикали переводят в 7 м по горизонтали при диаметре труб 1 дюйм с учетом гидравлических потерь в арматуре, отводах, тройниках. Таким образом, поверхностный насос можно размещать не только в кессоне, но и доме, если водный уровень близок к поверхности почвы, к примеру, при зеркале (статическом уровне) в 5 м электронасос можно установить в подвале коттеджа на 20 м от скважины.
Отдельно стоящие наружные насосы очень редко используют в бытовом водоснабжении, обычно их эксплуатируют в составе станций, где на один каркас ставят электронасос, гидравлический аккумулятор, напорное реле и манометр, соединяя их через фитинги и гибкую подводку.
Поверхностные бытовые насосные станции способны прокачивать воду объемом до 5 м3/ч при максимуме напора около 50 м, что делает их пригодными для снабжения водой дома с семьей из пяти человек.
Центробежный поверхностный насос – внутреннее устройство
Погружные
Большая группа глубинных насосов работает по центробежной схеме, такие агрегаты обладают наивысшим КПД среди всех видов, доходящим до 65% у высокотехнологичных дорогих моделей Grundfos. По параметрам погружные насосы значительно превосходят наружные, объем прокачиваемой жидкости в бытовых моделях доходит до 20 м3/ч, максимальный напор достигает 300 м благодаря использованию ряда ступеней с рабочими колесами, последовательно повышающими давление.
На рынке насосного оборудования встречаются другие виды погружных электронасосов с иным принципом действия, их список состоит из следующих типов:
Вибрационные
Популярные бытовые модели электромагнитного принципа действия, всасывающие воду за счет обратного и поступательного движения встроенного поршня, присоединенного к якорю электромагнитной катушки. Максимальный объем подачи вибрационных помп не превышает 1,5 м3/ ч, напор доходит до 80 м при КПД около 35%.
Средняя цена вибрационных помп лежит в районе 1400 руб., в быту их не используют для постоянного водоснабжения из-за низких технических характеристик, применяя в основном для полива, дренажных работ, прокачки скважин, заполнения бассейнов и резервуаров водой, других хозяйственных целей. Вибрационные помпы могут откачивать сильно мутную и грязную воду без повреждения электрической части и корпуса (поэтому их используют для прокачки скважин), но резиновые поршень и клапан обратного хода истираются частицами песка и через некоторое время могут потребовать замены.
Центробежный и вибрационный погружные электронасосы – внутреннее устройство
Шнековые
Агрегаты такого принципа действия часто называют винтовыми, по принципу действия они напоминают бытовую мясорубку, в которой жидкость перемещается за счет вращения спирального шнека. Винтовые модели не столь популярны на рынке, их преимуществом является возможность работы с вязкими и мутными средами. КПД шнековых агрегатов не превышает 50%, подача до 15 м3/ч, напор доходит до 100 м.
Вихревые
В подобного типа электронасосах вода всасывается лопастями рабочего колеса через отверстие сбоку корпуса и выталкивается крыльчаткой через боковой патрубок в той же плоскости. Расстояние между лопастями и стенками рабочей камеры для снижения гидравлических потерь минимально, поэтому вихревые модели работают только с чистой водой из артезианских скважин. КПД таких устройств также невысок (около 50%), бытовые агрегаты имеют средние технические параметры с наивысшими подачей в 5 м3/ч и напором 100 м.
Винтовой и вихревой насосы — конструкция
Типы скважин
В процессе бурения нефтяной скважины в породе формируется шахта, которую проверяют на:
- наличие нефти;
- наличие газа.
Осуществляется эта проверка посредством перфорации ствола, при котором происходит стимуляция притока вещества из продуктивной области.
После этого бурильная техника разбирается (демонтируется). Скважина пломбируется с указанием даты начала и окончания бурения.
Вывозится мусор, металлические части утилизируются.
В самом начале процесса бурения, диаметр ствола составляет до 90 см, а к концу редко доходит до 16,5 см. В ходе работы, строительство скважины осуществляется в несколько этапов:
- Углубление скважины, для чего используется буровое оборудование, которое размельчает породу;
- Удаление различных обломков породы из шахты;
- Закрепление ствола (осуществляется при помощи труб и цемента);
- Работы, в ходе которых исследуется полученный разлом, выявляются продуктивные расположения нефти;
- Спуск глубины и ее цементирование.
Скважины могут отличаться по глубине и в соответствии с этим делятся на следующие разновидности:
- Малые (или небольшие) (до 1500 метров);
- Средние (до 4500 метров);
- Углубленные (до 6000 метров);
- Сверхуглубленные (более 6000 метров).
Бурение скважины подразумевает измельчение цельного пласта породы долотом. Измельченные части породы удаляют посредством вымывания специальным раствором (буровым раствором); глубина шахты делается больше при разрушении всей забойной площади.
Ручное бурение: что для этого нужно
Перед проведением бурения проводятся геолого-разведывательные работы, которые завершаются изготовлением проекта. В ходе подготовительного мероприятия осуществляется расчет характеристик источника, показывающих и определяющих:
- целесообразность проведения работ по изготовлению водозаборного сооружения;
- граничные сроки действия проектируемого источника.
Эти параметры, а также анализ состава грунта, являются крайне важными для определения перечня необходимого оборудования и спецприспособлений для проведения бурения. От выбора методики создания скважины зависит стоимость подготовительных и основных работ, а также цена последующего обустройства источника.
Как выбрать место для бурения скважины на воду
Очень важно перед тем, как приступить к бурильным работам, правильно подобрать место для будущей скважины. Специалисты, впрочем, говорят, что вода есть везде
Вся хитрость лишь в том, чтобы суметь до нее добраться. Так что, если нужно обустроить скважину точно в каком-нибудь месте, то квалифицированный мастер справится с задачей. Вопрос останется лишь за тем, какими усилиями обойдутся работы. В целом же, требования к месту расположения будущей скважины таковы. Потребуется ровная горизонтальная площадка размером 12 х 4 метра, а также место для того, чтобы можно было доставить бурильный станок. В радиусе двух метров должны отсутствовать и водопроводные сооружения, а сливная канализационная яма должна находиться как минимум в 30 метрах от скважины. Что касается удаления скважины от дома, то обычно придерживаются варианта: чем ближе, тем лучше. Порой даже бурят непосредственно в помещении, предварительно вскрыв участок пола. Это заодно позволит предотвратить промерзание скважины в зимний период.
На рисунке представлено оптимальное место для бурения скважины.
Если же скважину предполагается обустраивать для того, чтобы осуществлять полив приусадебного участка и использовать воду для прочих технических нужд, то можно обойтись глубиной до 10 метров. Но вот в пищу такую воду употреблять нельзя. Кроме того, располагая скважину на открытом участке местности, будет нужно позаботиться об обустройстве кессона – защитного сооружения над скважиной.
Фильтровая скважина
Фильтровая скважина известная также как песчаная скважина и скважина “на верховодку”. Данный тип скважины является очень популярным. Ее обустройство не требует серьезных материальных затрат и трудовых ресурсов. Глубина варьируется в промежутке от 1 до 30 метров. Обустроить фильтровую скважину можно за несколько часов. Процесс бурения является очень легким. Затем в скважину помещается трубы с фильтром и насосом – фильтр обеспечивает очищение воды от лишних элементов, в кто время как насос осуществляется ее забор.
Фильтровую скважину легко обустроить как вне дома, так и в его пределах, поскольку оборудование не займет много места. Скважины данного типа могут легко засоряться и не дают высококачественной воды даже при наличии фильтра. Процесс бурения осуществляется сухим способом. Наибольший срок, необходимый для бурения, не превышает 2 дня. Такое время может потребоваться при возникновении трудностей в процессе бурения. Стальные трубы погружаются в скважину при помощи обсадной колоны, без которой монтаж не осуществляется. Рекомендуется не использовать трубы диаметром меньше 120 миллиметров, и больше 150 миллиметров.
Сам процесс бурения должен осуществляться максимально аккуратно. При этом потребуется шнек для удаления разрушенной породы. Скважина должна быть защищена не только внутри, но и снаружи – попадание грязи или коррозии может привести к очень неприятным последствиям, вплоть до полного выхода из строя всего устройства. Скважину можно оборудовать несколькими фильтрами разных типов. Чем больше будет фильтров, тем выше будет качество получаемой воды.
Исправный срок работы фильтровой скважины может достигать десяти лет в зависимости от качества оборудования и условий, в каких оно используется. Скважину необходимо регулярно очищать, иначе ее срок использования сильно снизится. Для подобной скважины подойдут лишь особое насосы, имеющие среднюю мощность. Большая мощность может нанести вред, из-за чего вся работа окажется бесполезной.
