Бурение абиссинской скважины: плюсы решения, схемы, методика работ, оборудование

Чем он хорош?

Достоинства абиссинского колодца столь высоки, что просто перечислить их мало, нужно описать подробнее.

Дешевизна

Цена абиссинского колодца под ключ в средней полосе не превышает 25 000 руб. (при средней в 14 000 руб.), плюс водоподъемное оборудование обойдется где-то в 5000-9000. Одно лишь рытье обычного шахтного колодца выйдет не менее чем в 35 000-40 000 руб, а на устройство двойного шатра с навершием придется выложить как минимум еще столько же.

При самостоятельной забивке абиссинского колодца новые специальные материалы и оборудование обойдутся примерно в 8000-10 000 руб. Абиссинская скважина не требовательна к их качеству, и все для нее необходимое можно сделать самому из подручного металлохлама бесплатно. Но уж наломаться в таком случае придется, и некоторых непредвиденных расходов не избежать: аппетит от бурения возбуждается зверский, а когда манерка, наконец-то, булькнет (см. ниже) даже непьющему хочется жахнуть стаканчик. Не воды.

Скорость и простота проходки

Для проходки скважины-иглы не нужна буровая вышка, можно обойтись даже без треноги. Не нужен и привод для бура, буровой раствор, и шурф под проходку не нужно забивать.

Глубина залегания водоносных пластов в средней полосе РФ колеблется от 2 до 15 м. Каких-либо высокопрофессиональных тонкостей для ударно-канатного бурения знать не нужно, и два крепких мужика в 95% случаев добуриваются до воды за день, а то и за два часа.

Если бур застрял или скважина оказалась пустой, извлечь буровую колонну со снарядом также несложно – ее просто выдирают из земли автомобильным домкратом, уперев его в подбабок, см. ниже. Иногда, в напичканном валунами моренном грунте, колонну приходится обстукивать с разных сторон кувалдой, пока не расшатается.

Экологичность

Правильно забитая скважина на песок (также ниже, соотв. раздел) вследствие отсутствия обсадной трубы исключает проникновение верховодок (талых и паводковых вод) к водозабору. В окрестностях мегаполиса из абиссинского колодца вполне реально получить воду, по качеству не уступающую артезианской.

Санитария

По той же причине абиссинский колодец менее требователен к санитарным условиям на поверхности. Его можно забить прямо из подвала дома! В таком случае работа еще упрощается и удешевляется: зимой колодец никак не может замерзнуть, так что приямок делать не нужно.

Долговечность

Многие из забитых англичанами в Абиссинии колодцев исправно дают воду по сей день без какого-либо ухода. Срок службы абиссинского колодца в 30 лет – далеко не предел. Фактически, абиссинский колодец дает воду до тех пор, пока она есть в пласте.

И самое-самое главное

Для устройства абиссинского колодца не нужно АБСОЛЮТНО НИКАКИХ разрешений, регистраций, лицензий и т.п. Именно так, как вы прочитали, зрение вас не обманывает.

Закон о недрах РФ совершенно однозначен: граждане на своей земле имеют право добычи полезных ископаемых открытым способом с глубины до 5 м и ПРОХОДКИ СКВАЖИН НА ВОДУ ДО ПЕРВОГО ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, т.е. не артезианских. Хотите – верьте, хотите – проверьте, но в России все-таки можно сделать что-то нужное и полезное без разрешений-оформлений-инстанций.

Почему абиссинский колодец?

• Возможность устройства в любом месте без нанесения какого-либо ущерба окружающей местности;
• Простота сбора конструкции;
• Долговечность;
• При монтаже не нужно вызывать специальные службы и применять громоздкую технику;
• Экономичность;
• Возможность монтажа поверхностного насоса прямо в доме или в другом помещении;
• Оперативность. С момента начала работ и до их окончания, как правило, проходит 8-10 часов. На время влияет состав грунта и глубина залегания первого водоносного слоя;
• Постоянная подача в дом воды прекраснейшего качества для хозяйственных, бытовых нужд, для питья;
• Полностью исключено попадание в скважину всевозможных загрязнений, идущих извне;
• Легкость демонтажа;
• Возможность многоразовой установки конструкции в разных местах участка;

Главное правило и требование к установке скважины-иглы – в нее не должны просачиваться сточные воды из канализации. Следовательно, она располагается на удалении от септиков, навозных или выгребных ям.

Кроме всего прочего рядом с колодцем необходимо обустроить площадку из бетона. Высота фундамента должна превышать уровень грунта. Это будет способствовать стоку дождевой потоков.

Помните, вода из абиссинской скважины ценится так же, как и жидкость из природных родников.

Технология создания скважины

Абиссинский колодец обустраивают двумя способами: забивкой или бурением скважины. Для осуществления первого метода применяют так называемую забивную бабу, а в процессе работы в трубу периодически льют воду. В тот момент, когда вода резко уйдёт в грунт, трубу вкапывают ещё на 50 см, а затем монтируют насос. Забивной способ хорош в том случае, когда вы создаёте колодец самостоятельно, но метод этот не лишён недостатков. Во-первых, если на пути трубы попадётся валун, игла может полностью испортиться. Во-вторых, при забивании колодца можно пропустить водоносный слой.

Второй способ, предполагающий бурение скважины, требует помощи мастеров и привлечения специального оборудования, зато при осуществлении этого метода вы гарантировано найдёте воду в колодце.

Забивать скважину-иглу можно несколькими способами:

1. При помощи скользящей бабки и подбабка – специальной детали, которая плотно охватывает трубу и не соскальзывает вниз. В процессе забивания иглы рабочий поднимает бабку и с силой опускает её вниз, на подбабок. Деталь постепенно перемещают вверх по трубе и работают таким же способом до тех пор, пока не будет найден водоносный слой.
2. Второй метод создания абиссинского колодца – забивка торцевой бабкой с заглушкой. В подобном случае удар приходится на верхнюю часть трубы, заглушка же устанавливается на торце для того, чтобы обезопасить резьбу от повреждения. Этот способ хорош тем, что позволяет использовать максимальную силу удара.
3. Забивать скважину можно и при помощи штанги. В этом случае нет опасности согнуть трубу, а сам процесс происходит легче и быстрее. Забивную штангу можно сделать из шестигранника или круглого прута. Отдельные части прутков скручивают между собой с помощью резьбового соединения. Чтобы после окончания работы штангу можно было извлечь из земли, длина её должна быть большей, чем глубина залегания водоносного слоя.

Бурение

Этот способ используется часто для прохождения грунта до плывуна, как называют насыщенный водой песчаный слой, который из-за своей рыхлости может осыпаться сразу после продвижения в нем бура. Чтобы избежать этого, бурение скважины совмещают с погружением обсадной трубы.

Буры для производства абассинской скважины иглы можно сварить в домашней мастерской. Оптимально использовать две модификации:

• рамочный бур, представляющий собой П-образную конструкцию, и использующийся для прохождения плотного глинистого слоя,
• рамочный бур с цилиндром, который установлен внутри рамки и служит для сбора и последующей эвакуации грунта из канала.

Технология бурения достаточно проста – прохождение слоев грунта осуществляется последовательно, с постепенным наращиванием рабочей части штангами. На этапе бурения буром с цилиндром лучше использовать лебедку (покупную или собранную самостоятельно из стартера и троса, оснащенных ограничительными шайбами и установленных на подставку). Такое приспособление позволит легко извлекать из канала бур, штанги и скопившийся в цилиндре грунт, которые в сумме дают немалый вес.

Забивка бабкой с подбабком

Подбабком называют конусообразный элемент, закрепленный на штанге с помощью упорной шайбы. Несложная конструкция позволяет достичь максимальной эффективности.

Скользящая по штанге бабка, падая после подъема, отдает подбабку энергию, благодаря чему штанга входит в грунт. Для того чтобы избежать разрушений, конус подбабка должен быть изготовлен из более прочного материала, чем бабка. Упорная шайба не дает конусу слететь со штанги даже при очень сильных ударах. Напротив, в это время он «садится» еще прочнее.

Забивка бабкой с заглушкой

Для реализации этого способа используют не скользящую по штанге, а торцевую бабку. Для защиты резьбы штанги в верхней части устанавливается заглушка. Рекомендуется использовать бабки от 30 кг и более.

Забивка штангой

Оборудование для забивки штангой – шестигранные пруты, диаметр которых позволяет поместить их в колонну. Каждый из них снабжается резьбой для наращивания длины (внутренней с одной стороны и наружной с другой). Для надежности крепления длина участков с резьбой должна быть не менее 2 см. Процесс забивания обсадной трубы, погруженной в пробуренную скважину, заключается в бросании прута в полость штанги.

Есть ли уже вода?

По предполагаемом достижении водоносного горизонта, чтобы дальше не лупить бабой зря, буде пласт окажется пустым, нужно проверить наличие воды в скважине. Делают это манеркой – заваренным с одного конца отрезком трубы диаметром меньше калибра скважины. Манерку опускают в скважину на шнуре.

Когда можно пить?

«Свежая» скважина поначалу дает воду мутную. Прозрачной она делается через час-сутки, в зависимости от примеси глины в песке. Эту воду уже можно использовать для полива. Пригодной для питья вода считается по результатам анализа в СЭС. Объяснять происхождение пробы (1,5 л) не обязательно, достаточно уплатить небольшую сумму, совершенно официально, в кассу по приходному ордеру.

Самодельная желонка

Обслуживание скважины

Абиссинские скважины достаточно долговечные. При надлежащем уходе и обслуживании они способны прослужить не менее 30, а то и все 50 лет. Для этого следует пользоваться скважиной регулярно, не прекращая качать из неё воду на срок, дольше двух месяцев. В этом случае водяная линза вокруг перфорированной трубы будет сохранять свою чистоту, не замутняясь и не заиливаясь.

Если же вы используете абиссинский колодец только во время дачного сезона, насосное оборудование на зиму нужно будет законсервировать. Весной же придётся прокачивать скважину по-новому, как и в момент первого запуска.

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.

Необходимое оборудование для бурения

Бурение, в зависимости от способа, предполагает использование специального оборудования. Металлическая конструкция, состоящая из секций, после окончания работ остается в самой скважине. Для бурения скважины диагональю 1 дюйм вам понадобится:

1. Фильтр с заостренным наконечником.
2. Труба 1,5-2 м. Количество их зависит от глубины залегания водоносного слоя. На концах труб должна быть резьба для прикручивания муфты.
3. Муфта стальная. Это соединительный элемент, который фиксирует трубы между собой.
4. Бурильная установка. Если применяется забивной тип бурения, тогда можно воспользоваться металлическим приспособлением с ручками весом в 25-30 кг, именуемым “забивной бабой”. Иногда пользуются треногой. Она должна быть не меньше 2,5 м в высоту. В центральной части треноги подвешивается массивный груз. Веревка выводится при помощи системы колесиков вбок установки. Система работает по такому же принципу: при помощи веревки груз поднимается вверх, затем резко опускается, стукаясь о металлическую трубу и тем самым забивая ее глубже.

Многие компании предлагают бурение абиссинской скважины под ключ. В этом случае вам не нужно будет искать необходимое оборудование для скважины. Обо всем позаботятся квалифицированные специалисты. Стоимость таких услуг может находиться в пределах 12 000-17 000 руб.

Где нельзя бурить абиссинскую скважину?

Скважины «на песок» запрещено забивать:

• в оврагах;
• на обрывах;
• и склонах крутых холмов.

И все потому, что в этих местах даже незначительный отбор почвенных вод может нарушить естественный дренаж, и угроза оползней возрастет в разы.

Кроме того, нельзя бить абиссинскую скважину ближе, чем на 15 м:

• от хлева или птичника;
• компостной ямы;
• пудр-клозета.

От выгребной ямы или навозной кучи до колодца должно быть не менее 30 м, а от ближайшего кладбища, скотного двора или птицефермы — не менее 300 м. Если же в окрестностях находится промышленный полигон отходов (свалка) или канализационный отстойник, то до них должно быть не менее 3,5 км. Как и до секретных предприятий химической или атомной промышленности.

Важно

Чтобы не просел грунт, обычные колодцы нельзя бурить ближе, чем на 15 м от построек жилого и хозяйственного назначения. Но к абиссинским скважинам это отношения не имеет. Просадки от них не отмечались, поэтому специалисты и говорят, что бить их можно «прямо в подвале дома». 

Сам себе гидрогеолог: оценка грунта

Насколько бы прост не был процесс забивки скважины иглы, тщательная подготовка к работам все же необходима. Недостаточно запастись штангами и стартовым звеном с фильтром, взять в аренду или изготовить собственный копер. Нужны сведения о геологической и гидрогеологической обстановке в районе устройства абиссинского колодца.

Где и как их добыть? Информацию об уровне грунтовой воды в прямом смысле почерпнем в соседском колодце или в скважине.

Измерим самостоятельно хлопушкой или расспросим владельца источника о том, с какой глубины он качает воду. Заодно узнаем, какой грунт поднимали с забоя, когда бурили или копали выработку.

Копер и ствол для скважины иглы не выпускает промышленность, установку со всеми приспособлениями можно купить в готовом виде или заказать изготовление

В равнинных местностях пласты пород залегают почти горизонтально с незначительным изгибом или небольшим наклоном. Зеркало грунтовой воды находится приблизительно на одной абсолютной отметке. Разница в глубине существующего и планируемого колодца может выразиться лишь за счет перепадов рельефа.

Не забываем, что абиссинской скважиной вскрывается верховодка или следующий за ней водоносный пласт, перекрытый глиной или суглинком, но не скальным водоупором. Т.е. уровень воды в выработке однозначно будет нестабильным – зависящим от объема атмосферных осадков.

В период снеготаяния и в дождливую пору зеркало грунтовой воды будет выше, чем в сухой погодный сезон. У хозяина существующей водозаборной точки следует выяснить, каковы максимальные и минимальные перепады уровня воды, чтобы засушливым летом абиссинская скважина не оказалась пустой.

Если стенки выработки сложены устойчивыми, неосыпающимися грунтами, скважину частично можно пройти с помощью ручной буровой установки со шнековым снарядом

Вопрос о разрабатываемых породах вовсе не праздный. К примеру, в Ленинградской области воду добывают из крупных песков со значительным количеством массивных валунов.

Нередко из-за невозможности раздробить и извлечь громадный камень буровики смещают водозаборную скважину. Аналогичным образом стоит поступить, если в регионе сооружения абиссинского колодца есть подобные грунты.

Бессмысленно производить забивку при высоком залегании массивов скальных и полускальных пород. Если на соседском участке получают подземную воду, распространенную в трещиноватых доломитах, песчаниках, известняках, то с идеей устройства скважины-иглы придется беспощадно расстаться.

Подробная информация по проведению геологических изысканий изложена в статье – Где и когда лучше бурить скважину на участке: общие правила + советы опытных буровиков

Для тех, кто решил сделать абиссинский колодец с приямком, необходимы сведения о структуре и состоянии слоев грунта, залегающих на глубину шурфа. Если разрез сложен супесями, суглинками либо их чередующимися слоями, стенки приямка укреплять необязательно.

Рыхлые, неустойчивые стенки приямка следует укрепить, чтобы устье скважины иглы и насосное оборудование не засыпало несвязными грунтами

Если шурф капать в песках, стенки следует укрепить дощатыми щитами или бетоном. Песчаные борта неустойчивы, могут обрушиться и засыпать водозаборную точку вместе с насосным оборудованием.

Расспросы о верхних слоях грунта нужны еще и тем, кто планирует верхнюю часть выработки пройти шнеком. Шнековое бурение ощутимо ускорит процесс, но может не принести запланированного результата. Для работы используют нехитрое приспособление – покупной или самодельный бур.

При обваливающихся песчаных стенках потребуется установка обсадной трубы, благодаря которой сократятся экономические приоритеты абиссинского колодца.

Условия для сооружения абиссинской скважины

Для устройства абиссинского колодца недостаточно горячего желания владельца участка, подкрепленного знанием конструкции водозаборной установки. Перед стартом работ необходимо выяснить, подходят ли геологические условия для сооружения скважины иглы.

Залегающие в земле грунты различаются по физико-механическим свойствам: по плотности, структуре, параметрам твердости и т.д. У буровиков есть классификация по так называемой «буримости» пород.

Для проходки песчаника и песка, например, применяется разный вид инструмента и способ бурения. Скальный песчаник бурится колонковой трубой с твердосплавной коронкой, а водовмещающие пески поднимают ударно-канатным методом с помощью желонки.

Установка абиссинского колодца не сможет быть произведена при близком к поверхности залегании известняка (1), песчаника (2), оптимальными для работы грунтами являются глинистые отложения (3) и пески (4)

По совокупности физико-механических свойств вместе с буримостью породы условно делятся на:

• Твердые или скальные. Они способны раскалываться, дробиться, постепенно разрушаются при бурении с высокой скоростью и давлением. Твердые породы представлены в верхней части отложений известняками, песчаниками, мергелями, доломитами и т.п.
• Пластичные. Они легко или относительно легко поддаются резке ножом и буровым инструментом, в том числе наконечником абиссинской скважины. К пластичным представителям относятся глины, суглинки, супеси с высоким числом пластичности.
• Сыпучие. Они не держат форму, т.к. состоят из несоединенных друг с дружкой частиц. При насыщении водой некоторые пылеватые виды могут «плыть». К сыпучей разновидности относятся пески всех категорий по крупности, гравийно-галечниковые, дресвяно-щебнистые и подобные отложения.

В распоряжении домашних мастеров, желающих заняться устройством абиссинского колодца, нет бурового инструмента для проходки всех перечисленных типов грунтов. Самостоятельные буровики смогут пересечь лишь пластичные и сыпучие категории. Раздробить твердую породу наконечником абиссинского колодца невозможно.

Для устройства и нормальной работы абиссинской скважины идеально подходят осадочные отложения: гравий, щебень, галька с заполнителем, пески, супеси, суглинки (+)

Не стоит пытаться разбить крупный валун: лучше немного переместиться и там снова начать выработку. Тем более что демонтаж водозаборного устройства производится в разы быстрее установки.

Кроме ограничений по буримости на возможность сооружения скважины-иглы влияет высота зеркала воды. Дело в том, что извлечение ее из тонкоствольной выработки можно поручить только поверхностному насосному оборудованию. Большинство марок поверхностных насосов готово поднять воду с глубины не более 8 м.

Для откачки воды из скважины-иглы применяется поверхностное насосное оборудование, извлекающее воду с глубины в среднем 8 – 10 м

Даже если в техпаспорте глубина всасывания указана порядка 10 м, нельзя забывать о стандартных потерях давления в стволе и о том, что насос обычно транспортирует воду еще и по горизонтальному участку.

Каждые 10 м горизонтального перемещения отнимает у глубины всасывания по 1 м. К тому же поверхностные насосы настоятельно рекомендовано располагать в закрытых помещениях, а они зачастую удалены от места забора воды.

Если кроме абиссинской скважины нет совершенно никакого выхода, а глубину появления воды в близлежащих колодцах фиксируют на 12 – 15 м от поверхности земли, то для подъема воды следует запастись эрлифтом или ручным насосом, способным качать воду с означенной глубины.

Для откачки воды с глубины более 15 – 20 м можно использовать эрлифт, который выгодно кроме транспортировки воды выполняет насыщение ее кислородом

Альтернативный вариант адаптации водозаборной иглы к неподходящему уровню грунтовой воды заключается в устройстве приямка. Перед забивкой колонны в землю выкапывается шурф глубиной около метра, шириной удобной для работы лопатой в нем. Забивка штанг начинается тогда со дна шурфа. Насос в подобных ситуациях устанавливается в приямок.

Если грунтовые воды на участке залегают ниже, чем максимальная глубина всасывания насоса, сооружают приямок и в нем располагают насосное оборудование

Как выбрать насос?

Для подъема воды более чем на 7 м или для запитки домашнего водопровода понадобится насосная станция. Не пугайтесь – это не строение с гудящими агрегатами и дежурным за пультом. Бытовую насосную станцию уносят из магазина в руках. В ее состав входят погружной насос, электрокабель к нему и пускорегуляторное устройство. Шланг нужной длины придется приобрести отдельно.

Все бытовые насосные станции обеспечивают напор не менее 45 м и расход от 20 л/мин, но цена колеблется от 4000 до 15 000 руб. В чем дело?

В способности насоса пропускать через себя без потери работоспособности твердые частицы определенного размера. Конструктивно один и тот же «Водолей» на твердь в 5 мм стоит где-то 5000 руб, а на 25 мм – 13 000.

Размер частиц взвеси в абиссинской скважине считается равным удвоенному диаметру отверстий ее фильтра. Т.е., если насверлены отверстия в 5 мм, то насос нужно брать на 10 мм тверди, а «крутой» будет ничем не лучше.

Возможные проблемы при бурении

В процессе бурения вы можете наткнуться на плывун. Это образование, которое состоит из плотных пород. Столкнувшись с плывуном “игла” не сможет продвигаться дальше. Единственным вариантом выхода из ситуации в данном случае будет смена места бурения.

Если же пробурить скважину немного ниже или выше водозаборного песчаного слоя, тогда фильтр быстро заилится. В некоторых случаях засорение может произойти даже в течение нескольких месяцев. Правильная установка “иглы” должна проверяться в обязательном порядке. Для этого, как уже упоминалось ранее, в трубу скважины заливается вода, и если жидкость уходит медленно, значит, нужно углубиться еще на 50 см.

При нарушении вертикального положения трубы фильтр также со временем заилится. Когда будете забивать “иглу” в грунт, следите, чтобы труба заходила строго вертикально.

Контроль и прокачка скважины

Контролировать глубину погружения «иглы» можно с помощью «манерки» – трубы меньшего диаметра с загнутым или заваренным концом, которую опускают на шнуре в скважину, чтобы проверить, можно ли зачерпнуть воды. Кроме того, контроль проводится с помощью заливаемой внутрь скважины воды. Как только фильтр достигнет водоносного пласта, вода будет уходить из трубы, издавая характерный шум. «Иглу» после этого можно опустить еще на метр, чтобы фильтр полностью вошел в водоносный слой. Далее следует попробовать прокачать скважину ручным насосом, а после можно подключать и электрическое насосное устройство. 

В первых литрах воды, выкачиваемых после забивки скважины, будут содержаться песок и взвеси. Однако после того, как «игла» прокачается в достаточной мере (порядка 500-1000 литров), и вокруг ее фильтра образуется водяная линза, качество выкачиваемой воды достигнет приемлемого для питья уровня.

Если работы по установке абиссинской скважины выполнены правильно и с учетом особенностей местности, затраченные средства быстро окупятся, а источник водоснабжения прослужит долгие годы.

Видеоролик о сравнении абиссинской и обычной скважин: