Появлению выражения: «Забить скважину», мы обязаны изобретению американского инженера Нортона. Его буровой снаряд, вбитый до водоносного слоя, выполнял сразу несколько важных функций – бурение, обсадку скважины, фильтрацию и подачу воды. После успешного использования англичанами этого приспособления в пустынной Абиссинии (Эфиопии), оно широко стало использоваться по всему миру. Так, в XIX веке, получив название абиссинские колодцы, снаряды Нортона попали в Россию. Встречающиеся термины — трубчатый колодец, скважина-игла, скважина-копьё – другие распространённые обозначения изобретения американца.
С той поры это полезное приспособление приобрело многочисленных поклонников, крепко потеснив традиционные шахтные колодцы. Имея простое оптимальное решение, скважина-игла не претерпела значительных качественных изменений конструкции. Существуют некоторые модификации, обусловленные скорее, доступностью тех или иных материалов или субъективными предпочтениями изготовителя.
Непосредственно буровой снаряд, первая труба, имеет массивный конусообразный наконечник, который при осадке колонны прокалывает породу, углубляясь в грунт. Этот же начальный сегмент, играет роль сетчатого либо проволочного фильтра. Встречаются фильтры без сетки с круглой или щелевой перфорацией. Они применяются на гравийных, крупнообломочных, скальных и подобных им грунтах. По мере забивания буровой колонны, она наращивается следующими трубными сегментами диаметром 1-2 дюйма, соединяемыми стальными резьбовыми муфтами.
Стоит заметить, что сейчас при наличии многообразия приспособлений и буровых технологий, помимо забивания скважины-иглы, используют предварительную, частичную или полную, проходку ствола скважины ударно-канатным либо шнековым методом. Затем, в полученный канал, опускается стальная труба с фильтром на конце. Однако абиссинский колодец в чистом виде устраивается при помощи снаряда Нортона, который вбивают, способом перфоративного бурения.
Как же сделать абиссинский колодец своими руками? Технология, принцип его устройства — ниже.
Как забить абиссинский колодец
Одними из главных факторов высокой популярности абиссинских колодцев, являются возможности их изготовления самостоятельно, без применения спецтехники и привлечения специалистов, за короткие сроки. Способов монтажа придумали уже достаточное количество, рассмотрим наиболее распространённые из них.
Забиваем кувалдой.
Потребуется кувалда и толстостенная резьбовая заглушка по диаметру скважины. Накручиваем до упора. Бьём по заглушке кувалдой.
Преимущества:
- Минимум приспособлений.
- Рабочая площадка лимитируется только длиной сегментов скважины. Поэтому, если высота потолков позволяет, можно устроить трубчатый колодец в доме.
Недостатки:
- Физически, наиболее тяжёлый метод из всех существующих.
- Есть опасность повредить резьбу сегментов обсадной колоны. Заглушка должна накручиваться до упора, дном ложиться на торец трубы.
Забиваем штангой.
Потребуется стальная штанга из толстого прута. Инструмент вставляется в скважину-иглу. Осадку ведут, ударами по внутренней части наконечника снаряда Нортона. Постепенно штангу наращивают, прикручивая удлиняющие пруты.
Преимущества:
- Минимальные ограничения по площади.
- Меньше усилий, чем при работе кувалдой.
- Легче добиться вертикальности ствола.
Недостатки:
- Ограничения по высоте. Монтаж возможен в здании на этапе строительства, когда нет перекрытий.
- При больших глубинах водоносных горизонтов, требуется значительное количество элементов штанги, которые имеют немалый вес.
Забиваем стальной либо армированной бетонной «бабой»
Основных компонентов данного способа два — массивная 30-50 кг «баба» и хомут «подбабок». Иногда этими приспособлениями ограничиваются. Тогда «баба» имеет две рукоятки, за которые её поднимают и опускают для удара.
Несколько легче работать с помощью копра. Обычно его делают разборным из трёх стоек. Стойки соединяются в треногу. На верхней части закрепляются один или два шкива, через которые перекидывают тросы. Тросами тянут «бабу», которая при падении наносит удар по «подбабку». Постепенно, по мере осадки колонны, «подбабок» переставляют по трубе выше, намертво стягиваясь болтами.
Преимущества:
- Высокая скорость осадки.
- Работать легче, особенно с применением копра.
Недостатки:
- Тренога требует значительного места установки. Поэтому используется чаще всего на открытой местности.
- Скорее всего, придётся привлекать сторонних специалистов, имеющих бурильное оборудование.
Порядок работ
Перед началом перфоративного бурения, выкапывают шурф. Неплохо его изготовить достаточных габаритов для последующего устройства технического колодца или кессона. Заглубление в грунт имеет несколько позитивных моментов.
- Производительность поверхностных центробежных насосов напрямую зависит от высоты всасывания. Чем ближе к воде, тем эффективней он работает. Идеальные условия – нулевой подъём, тогда насос создаёт наибольший напор, именно те 30-40 м, которые пишут на корпусе агрегата производители. Максимально возможное всасывание — с глубины 8 м. Но при таком расстоянии до статического уровня жидкости, объём качаемой воды будет минимальным. Следовательно, чем ниже опускаете насос, тем лучше.
- Кессон позволяет, удобно разместить всё гидротехническое оборудование: насос, гидроаккумулятор, регулирующую арматуру, фильтры.
- Утеплённый колодец защитит гидростанцию от замерзания зимой.
Когда шурф готов, неплохо удалить сухой грунт при помощи стального трубного щупа. Если верховодка близко, то это облегчит последующую осадку колонны.
Трубу-иглу вставляют в полученный канал и забивают одним из вышеперечисленных способом. Затем, на резьбовой стальной муфте пристыковывают следующий сегмент. Процесс повторяют.
Необходимо периодически прокручивать скважину по часовой стрелке, чтобы не допустить ослабления резьб, находящихся в земле. Стыки могут паковаться традиционной паклей с краской, но лучше использовать современные жидкие фумы. После затвердевания, они обеспечивают прочное герметичное соединение.
Постепенно, первая труба-фильтр проникает в водоносный пласт, наполняясь жидкостью. Её появление определяют манеркой – стаканом, сваренным из куска трубы, диаметром меньшим, чем калибр обсадной колонны. Манерку периодически спускают на верёвке в скважину. Косвенно ориентируются по уровням воды колодцев ближайших участков.
После достижения расчётного уровня, дальнейшее бурение следует вести очень внимательно. Дело в том, что полноценный дебит от источника, возможен, если фильтрующий элемент полностью погружён в водоносный горизонт, максимально ближе к его подошве. Поэтому наблюдают за вертикальным смещением ствола скважины от каждого удара. При движении в водоносе – осадка быстрая. Наконечник, достигнув водоупора, замедляется — скорость осадки заметно падает. Теперь остаётся прокачать первую мутную воду и ваш абиссинский колодец готов.
Иногда идут на риск, пытаясь добраться до более глубоких и качественных горизонтов, продолжая бурить. Однако не всегда нижний слой обладает лучшими показателями, да и толщина водоупора везде разная. Случается, что она становится непреодолимой для снаряда Нортона. Тогда остаётся, применить способ бурения на песок или заказать артезианскую скважину.
Этих и многих других выше перечисленных проблем можно избежать, выполнив буровые работы на песок. Вместе с тем, наибольшей эффективностью по соотношению параметров стоимость/срок службы/полученный объем и качество воды обладают артезианские скважины на известняк.