Ошибки при бурении скважины и как их избежать

Водоснабжение загородного дома: проблемы и рецепты

В ЗАГОРОДНОГО ДОМЕ: ВОДА И ПОДВОДНЫЕ КАМНИ В СКВАЖИНЕ

Наличие запасов воды на участке загородного дома - вещь сама собой разумеющаяся. Кому-то нужна вода для полива, другому - для бани и мытья посуды, есть и те, кто желает выполнить в своем доме водопровод с санузлом и душем. Есть несколько вариантов обеспечения водой своего загородного дома:

• сбор дождевой воды в бочки;
• доставка воды из города на машине;
• привоз на тележке во флягах воды с водопроводной колонки, если таковая имеется в дачном поселке;
• копка колодца;
• бурение скважины.

Сбор дождевой воды в бочки. Для мытья посуды этого вполне достаточно. В силу того, что крыши домов, как правило, покрыты шифером, рубероидом, ондулином или гибкой черепицей, использовать такую воду для питья не рекомендуется. Для бани в засушливое лето запасаемого количества дождевой воды может попросту не хватить. Тоже можно сказать и о поливе.

Доставка воды из города на машине. Много такой воды привезти не получится. В основном - для приготовления пищи и утоления жажды. Да и не у всех здоровая спина, чтобы таскать воду от квартиры до машины в городе, и от машины к дому на участке. дачу.

Если в поселке есть водопроводная колонка, то можно прогуляться с тележкой и бидонами и набрать воды на несколько дней. Как правило это вода необработанная, забираемая прямо из реки. Для приготовления пищи и утоления жажды эта вода вряд ли подходит, во всяком случае для тех, кто бережет свое здоровье. Для бани и полива такого способа водоснабжения явно будет недостаточно. Но помыть посуду, прибраться в доме - вполне приемлемый вариант.

Вода из колонки в дачном поселке. Если в поселке есть водопроводная колонка, то можно прогуляться с тележкой и бидонами и набрать воды на несколько дней. Как правило это вода необработанная, забираемая прямо из реки. Для приготовления пищи и утоления жажды эта вода вряд ли подходит, во всяком случае для тех, кто бережет свое здоровье. Для бани и полива такого способа водоснабжения явно будет недостаточно. Но помыть посуду, прибраться в доме - вполне приемлемый вариант.

Копка колодца. Здесь существует два варианта: деревянный сруб или бетонные кольца.

Помимо копки колодца важно обеспечить его герметизацию от окружающего грунта (СанПиН 2.1.4.1175-02): выполнить так называемый "замок" из хорошо промятой и тщательно уплотненной глины или жирного суглинка глубиной 2 м и шириной 1 м, а также отмостка из камня, кирпича, бетона или асфальта радиусом не менее одного метра с уклоном 0,1 м от колодца в сторону кювета (лотка). Вокруг колодца должно быть ограждение, а около колодца устраиваться скамья для ведер.

В случае, если герметизация не была выполнена вообще или не была выполнена должным образом вы получаете запас воды только для полива, т.к. все атмосферные осадки и вода с полива, просачиваясь через грядки попадают через зазоры сруба или колец в колодец. Многие уже знают, что в настоящее время существует технология герметизации зазоров колец. Колодец копается до водонесущего слоя и вы получаете воду, возможно даже питьевого качества в количестве, обеспечивающем вам и мытье посуды, и приготовление пищи, и нужды для бани и полива. Но! К сожалению, если не была проведена герметизация, все это удовольствие до первой зимы. Зимой грунт начинает промерзать в силу наличия в нем грунтовых вод.

Вода при отрицательных температурах превращается в лед, который имеет меньшую плотность и при замерзании увеличивается в объеме. По этой причине зимой наблюдается явление "вспучивания" грунта. В разные зимы вспучивание грунта достигает до 10 - 15 см по высоте. Старинная технология строительства колодца с деревянным срубом ушла в прошлое будучи вытесненной бетонными кольцами, а что происходит в этом случае с верхним кольцом колодца приклеенным ко второму от поверхности кольцу? Вспучивающийся грунт отрывает первое кольцо от второго и часто смещает в сторону из-за неравномерности насыщения водой (до замерзания) в районе колодца. Когда наступает весна кольцо опускается, но не факт, что оно садится ровно в паз и талая вода начинает просачиваться внутрь колодца по, уже не герметичному, стыку между верхним и вторым кольцом. Кстати, движение грунта может привести к разгерметизации стыков и у следующих по глубине от поверхности колец.

Летом через грунт и по стыкам будет просачиваться дождевая вода и вода с полива. Еще хуже, если на вашем участке или участке соседей некачественно обустроен септик (локальная канализация). Естественно сточные воды попадают в грунт, а оттуда через стыки в ваш колодец. Применение такой воды в пищу или для питья рекомендовать уже нельзя. Да и в бане помыться, зная что нечистоты попадают в воду тоже восторга не вызовут. Ну и еще один момент - не везде копание колодца гарантирует наличие в нем воды, а как минимум - за материалы заплатить придется.

Бурение скважины. Ну а скважина, спросите вы. Обеспечит ли она чистой водой ваш дачный участок летом, а возможно и круглый год? На этот вопрос тоже нельзя дать однозначного ответа и давайте разберемся почему.

Скважина скважине - рознь. Есть два основных типа скважин для грунтовых безнапорных или слабонапорных вод: так называемая "скважина на песок" и "скважина на трещиноватые породы". Отличие типов скважин друг от друга мы рассмотрим ниже. А сейчас обсудим почему же скважина не всегда гарантирует нам сохранность чистоты подземных вод.

Все зависит от технологии изготовления скважин. Именно изготовления, а не просто бурения. Скважина - это в первую очередь инженерное сооружение, а не просто "дырка в земле из которой торчит труба". А раз это инженерное сооружение, то и изготавливаться скважина должна на основе геологических и гидрологических данных района заложения скважины и во время сдачи работ буровая компания обязана выдать заказчику паспорт скважины с описанием конструкции скважины и пройденных пород.

• 

Именно плохое качество или неверно принятая для данного района технология герметизации затрубного пространства может привести в конечном итоге к ухудшению качества воды - попадание с поверхности или через верхние слои грунта талой воды, воды с грядок или септиков в водоносный слой, а оттуда непосредственно засасываться насосом в скважину (иллюстрации кликабельны).

Попадание внешних вод в скважину может происходить из-за разрыва труб или не установленных резиновых колец в резьбовых соединениях труб эксплуатационной колонны скважины. Также повреждение обсадных труб возможно при недостаточной для данного района толщины стенок труб. Например, популярная пластиковая труба диаметром 116-125 мм, имеющая толщину стенки 5 мм, рассчитана на наружное давление в 5 атмосфер.

В случае заложения скважины в районе, где преобладают плывуны на глубине более 30 м наружное давление грунта может составить более 6,6 атмосфер. Во время пробных откачек, когда еще скважина не выдает полного дебита, труба может быть опустошена, соответственно внутри будет только атмосферное давление и уравновесить наружное давление будет нечем и труба может дать трещины в нескольких местах.

• 

Качественно выполненная скважина стоит дорого, и не потому что буровая компания - "хапуги", а в силу высокой себестоимости работ. У компаний с серьезным подходом к бурению, а не "однодневок", в стоимость работ входит амортизация оборудования, затраты на инструмент, геологоразведку, вероятное устранение аварий при бурении и ликвидацию скважины (в случае неудачного бурения), достойную оплату труда квалифицированных рабочих, а также налоги. Если буровая компания не включает в себестоимость работ амортизацию оборудования, значит не предполагается длительной работы компании на рынке и увещевания о гарантии в 2-3 года не более, чем просто слова.

• О скважине подробнее

Выбирая буровую компанию, попросите ее представителя предоставить сертификаты (хотя бы копии) на обсадные трубы, проверьте, если обсадные трубы пластиковые, что выполнены ли они из питьевого пластика (обычно на пластиковой трубе имеется гравировка "Питьевая нПВХ ГОСТ Р51613-2000"), имеются ли у компании гидрологические карты либо опыт бурения в вашем районе, произведен ли расчет толщины стенок труб в соответствии с грунтами вашего района, как будет производится ликвидация скважины в случае неудачного бурения и за чей счет.

По поводу материала обсадной трубы: пластик или металл? Все зависит от глубины скважины и залегающих пород. Если скважина, например, 100 м, то ни о каком пластике как об основной несущей колонне речи быть не может. Другое дело дополнительная обсадка пластиковыми трубами внутри металлической трубы. Если бурение производится сквозь водонесущие пески (плывуны) или другие водовмещающие породы, содержащие соленые воды или рассолы, то металл находящийся в такой агрессивной среде будет подвергаться ускоренной коррозии.

В этом случае должен применятся кондуктор из толстостенной пластиковой трубы (толщина стенки 8-10 мм), защищающей металлическую обсадную колонну в районе указанных пород. Пластиковая колонна должна быть обсажена от устья скважины до нижнего водоупора пород с солеными водами, с обязательным выполнением подбашмачного цементирования (башмак - нижний торец обсадной колонны, в данном случае - пластиковой). Бурение скважин с двумя или более пластиковыми обсадными колоннами требует особой аккуратности, так как пластик можно легко повредить.

При бурении скважин особое внимание уделяется обеспечению вертикальности ствола скважины. Вертикальность скважины страхует от возможных осложнений в процессе опускания в нее обсадной колонны. Для этого применяют трубы типа УБТ (утяжеленные буровые трубы), которые способствуют сохранению вертикальности ствола скважины.

Без использования УБТ, когда трехлопастное долото накручивается сразу на буровую трубу ствол скважины получается "винтом" и при опускании обсадной колонны, последняя может просто застрять в "изгибах" скважины и не дойти до намеченной глубины. Постарайтесь присутствовать на площадке проведения работ на заключительной стадии бурения, поинтересуйтесь глубиной скважины и посчитайте количество обсадных труб, опускаемых в скважину. Умножьте потом это количество на длину труб (не забудьте вычесть длину резьбы для каждой трубы) и сравните с глубиной бурения.

Если величины не совпадают, то скорее всего обсадная колонна установлена с браком, но это не относится к скважинам в которых забор воды осуществляется через открытый торец в "скважинах на трещиноватые породы" - известняк, мергель. аргиллиты. Более-менее ровные скважины получаются при бурении колонковым способом (используется труба подобная УБТ (правильнее - колонковая), но вместо долота твердосплавная или алмазная коронки). Колонковый способ бурения обеспечивает не только более ровные скважины по сравнению со скважинами, пробуренными различными долотами, но и позволяет буровикам точно определять тип и глубину залегаемых пород. Этот тип бурения предполагает подъем на поверхность так называемых кернов (выбуренная порода).

• О компетенции и ценах

О компетенции и финансовой устойчивости буровой компании также можно судить по условиям договора выполнения работ. Если буровая компания серьезно подходит к изучению грунтов вашей местности, в договоре никогда не будет прописано (или оговорено устно), что в случае неудачного бурения (нет воды) вы заплатите "за разведку". Это как минимум говорит о недобросовестности или некомпетентности.

Также разузнайте будете ли вы оплачивать работы, если из скважины потечет соленая или мутная вода. Серьезные компании закладывают в стоимость бурения и расходы на разведку, т.е. перед тем как предлагать свои услуги в каком то конкретном районе бурится геологоразведочная скважина и не всегда такую скважину можно оборудовать под эксплуатационную. А те бурильщики, что просят "за разведку" просто "тычут пальцем в землю" 50/50.

Конечно, есть и из этого правила исключение: конечно, существуют районы, где грунтовые воды представлены спорадически в виде линз в суглинках и в этом случае действительно "повезет-не повезет". Представьте, что вы покупаете в магазине телевизор и продавец вам заявляет: "Если телевизор не будет показывать заплатите "за сборку телевизора и его доставку", а если показывать будет, пусть даже в черно-белом изображении - заплатите стоимость полностью. Скважина - это инженерное сооружение.

Поэтому и плата, как правило, должна быть в том случае, если есть вода оговоренного качества: соленость, мутность, дебит (количество воды в час). Не секрет, что некоторые "буровые компании" промышляют следующим видом заработка: они точно знают, что воды не добудут или она будет соленая, но все равно предлагают свои услуги. Берут плату за разведку или еще хуже полную стоимость за соленую или мутную воду и уезжают. Читайте внимательно договор! И узнайте каким образом осуществляется возврат, заплаченного за будущую скважину аванса.

Есть еще один момент со стоимостью скважины. Как правило буровые компании озвучивают стоимость погонного метра скважины. Но здесь опять же есть один подводный камень: буровикам в этом случае выгодно бурить скважину как можно глубже (даже не смотря на то, что соответствующий договору водоносный слой уже обнаружен), ведь каждый дополнительный метр - это и дополнительный доход.<>p Более того, как правило, цены за метр бурения скважин до 20-25 м существенно ниже за тот же метр более глубоких скважин. Есть второй подход к назначению цены: себестоимость работ плюс прибыль на развитие компании (обычно до 20%). Второй способ не так стимулирует бурить "лишние" метры, ведь 20% прибыли вполне достаточно на развитие и поддержание компании, например, покупке инструмента, уплаты налогов, в т.ч. и в период отсутствия заказов (ведь заказчику в конечном итоге выгодно, чтобы компания просуществовала минимум на период гарантийного обслуживания, а не закрылась через год).<>p

• Скважины, какие они бывают?

Теперь обсудим различия скважины "на песок" и "скважины на известняк", где водовмещающими породами являются соответственно водонесущие пески или трещиноватые породы. Начнем с того, как определить место заложения скважины. Есть "специалисты" определяющие наличие "водяной жилы" с помощью так называемой "лозы". Ну это тоже самое, что гадание на кофейной гуще.

У представителей серьезных буровых компаний это вызывает улыбку, так как все водоносы давно уже нанесены на карты, а на многие районы уже имеются геологические разрезы. Скважина обычно закладывается там, где это удобно заказчику, но желательно на самом высоком месте участка, подальше от грядок, дороги, туалетов или септиков и с обеспечением возможности подъезда к месту заложения буровой техники.

• Скважина "на песок"

Скважина "на песок", как правило, менее глубокая, т.к. водоносные пески залегают относительно неглубоко от поверхности. Расценки на такие скважины отличаются в 1,5 - 2 раза за погонный метр по сравнению со "скважинами на трещиноватые породы" в том же районе, т.к. последние требуют применения более мощной техники, эксплуатация которой дороже и более дорогого инструмента.

Как правило, скважину "на песок" бурят до подошвы водоносного песчаного горизонта (подошва - нижний водоупор) с одновременной обсадкой металлической наружной колонны. В этом случае цементирование затрубного пространства не требуется, т.к. обсадка колонны производится без зазоров со стенками скважины. Бурение производят желонкой, которую сбрасывают в скважину и достают ей грунт либо применяют шнек. По мере углубления скважины наращивают и заглубляют наружную обсадную колонну. Такой способ бурения называется ударно-канатный. После обсадки наружной колонны прочищают скважину и забуриваются в подошву водоноса еще на 0,5-1 м. Это пространство необходимо для размещения шламовика.

Затем внутрь наружной опускают пластиковую внутреннюю обсадную колонну с водоприемной частью (фильтр фабричного изготовления, подобранный под размер фракции песка данного водоносного горизонта либо перфорированная труба, обмотанная сеткой с ячеей соответствующего размера), шламовиком и сальниковым уплотнением - пакером. После этого наружную колонну приподнимают на высоту чуть меньше, чем глубина (или мощность) водоносного слоя. Это важно, иначе водоносный песок (он же плывун) поднимется вверх, что приведет к увеличению плотности плывуна и соответственно к уменьшению его водоотдачи.

К тому же водоприемная часть фильтра должна располагаться ближе к подошве водоносного песчаного слоя, т.к. у подошвы песок с более крупной фракцией, а у кровли - с более мелкой. Мелкий песок будет забивать фильтр и скважина через несколько лет (а возможно уже через год) перестанет работать.

Обязательно в резьбовые соединения пластиковой трубы устанавливают резиновые кольца! Обычно производители труб не выполняют у раструба фаску, позволяющую резиновому кольцу без задиров и смещения заходить в раструб при сборке резьбового соединения труб. Поэтому перед обсадкой раструбы труб нужно соответствующим образом подготовить, а это процесс трудоемкий и не все бурильщики готовы тратить на это время.

Есть еще один способ бурения - бурение с промывкой, когда для выноса выбуренной породы на поверхность используется вода, циркулирующая от приямка через буровой инструмент в скважину и опять в приямок. При роторном способе бурения буровикам приходится применять кольматирующие растворы, чтобы избежать прихватов инструмента плывуном.

Кольматирующий раствор "заклеивает" песчаный плывун на время, достаточное для обсадки колонны. При роторном бурении обязательно нужно выполнять цементирование затрубного пространства скважины. Если в вашей местности верхние слои грунта подвержены вспучиванию в зимний период, то желательно выполнить наружную обсадку (защитный кондуктор) из толстостенной трубы либо до наступления холодов установить бетонные кольца или кессон на глубину промерзания грунта (обычно установка кессона или бетонных колец не входит в стоимость строительства скважины, а относится к ее обустройству, это - отдельный договор).

• Скважина "на трещиноватые породы"

Конструкция "скважины на трещиноватые породы" (к ним относятся такие породы как, например, известняк, мергели и аргиллиты) отличается от конструкции скважины "на песок" в первую очередь водоприемной частью, так как воды протекают в трещиноватых породах и практически не содержат песка, поэтому фильтр как таковой не нужен. Водоприемную часть выполняют перфорацией трубы либо выполняют по принципу "открытого торца". Если трещиноватые породы представлены аргиллитами (окаменевшая глина), то в случае применения перфорированной водоприемной части под ней обязательно устанавливают шламовик. В этом случае шламовик служит не для сбора шлама, а для исключения размыва забоя скважины и соответственно предотвращения подъема мути с подошвы водоносного слоя, шлам собирается снаружи шламовика.<>p В случае "открытого торца" риск подъема мути в аргиллитах ниже, но обсадную колонну приходится устанавливать не до забоя (дна пробуренной скважины), а на разницу в диаметрах. Например, до условной кровли водоноса (чуть ниже водоупора) бурение производится одним диаметром, затем заменяют инструмент на меньший диаметр. Вот на эту разницу в диаметрах и ставят обсадную колонну. "Скважины на трещиноватые породы" выполняют с двойной обсадной колонной (иногда с тройной): наружной и эксплуатационной. Затрубное пространство обсадной колонны обязательно герметизируют либо от кровли водоносного слоя до поверхности земли, либо выше на 1-3 м нижнего торца наружной обсадной колонны. Обычно для этой цели приготавливают цементный раствор.

После обсадки скважины трубами и застывании цементного раствора "скважину на трещиноватые породы", так же как и скважину "на песок" прокачивают эрлифтом или как говорят буровики "компрессором". После того, как из скважины пошла чистая вода без мути и примесей в скважину устанавливается водоподающее оборудование, состоящее из скважинного насоса, шланга для пищевых жидкостей, троса соответствующей грузоподъемности, за который подвешивается насос, и оголовка обсадной трубы с арматурой. Оголовок скважины должен быть выше поверхности земли на 0,8 - 1 м и обеспечивать герметичность верхнего торца обсадной эксплуатационной колонны (СанПиН 2.1.4.1175-02).

• О насосах

Для эксплуатации скважины ни в коем случае нельзя использовать насосы вибрационного типа, например, "Малыш", "Родничок" и т.п.! Вибрационные насосы губят скважину. Буровая компания обязана подобрать для вашей скважины насос с производительностью, соответствующей ее дебиту. Скважинные насосы выпускаются двух видов: винтовые и центробежные многоступенчатые. У последних рабочие колеса могут быть выполнены из пластика или латуни. Насос подбирается в зависимости от наличия или отсутствия в выкачиваемой из скважины воде, пусть и небольшого количества, песка.

• После бурения скважины

Далее с заказчиком скважины подписывается "Акт сдачи-приемки работ", выдается "Паспорт скважины" и "Краткая памятка владельцу скважины".

После сдачи скважины, если это не входит в договор на ее сооружение, владельцу скважины необходимо провести обустройство территории вокруг скважины.

Примерно через месяц после начала эксплуатации скважины заказчику рекомендуется сдать воду на химический и бактериологический анализы, чтобы определить ее пригодность как для употребления в пищу, так и для питья в некипяченом виде, а также необходимость водоподготовки (если какие-то показатели превышают предельно допустимые нормы).

Сергей Максимов,
инженер-конструктор, буровик.
Фотографии и рисунки автора

При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.