как сделать своими руками, чертежи самодельного ручного устройства

Чтобы обеспечить надлежащий уровень комфорта на даче, необходимо побеспокоиться о наличии системы водоснабжения, будь то скважина или колодец. Необходимо подготовить соответствующее оборудование. Рассмотрим, какие существуют виды буров для скважин и как их правильно соорудить своими руками.

Конструкция ручного бура на воду

Нужно учитывать характер грунта в вашей местности. Самая простая конструкция – шнековая. Она состоит из спирали, которая является буровым элементом, и ручки.

Конструкция должна иметь:

• Режущий элемент.
• Штангу.
• Ручку.

В зависимости от конструкции его комплектация может незначительно отличаться.

Разъемная буровая труба

Это конструкция, которая по мере заглубления бура может удлиняться. Состоит из отдельных разъемных секций. Одна часть может иметь длину до одного метра. Количество секций должно равняться предполагаемой глубине будущей скважине на воду. Этот элемент соединяется несколькими способами:

1. Резьбовое соединение муфтой. Следует на каждой трубе нарезать наружную резьбу. Важно подобрать муфту необходимой длины и не допустить самостоятельного ее прокручивания. Для этого применяется шплинтовый фиксатор.
2. Соединение гайкой и болтом. К штанге приваривается гайка/болт. Способ простой, но не надежный. Тонкостенная труба может не выдержать нагрузку и в месте возле сварки попросту лопнет.
3. Крепление муфты. Она приваривается к трубе соответствующего диаметра. Фиксация должна полностью исключить вероятность проворачивания.

Сперва используется одна секция. По мере ее погружения в почву добавляется следующий элемент при помощи специального соединения. И по такой схеме продолжается бурение.

Виды буров для грунта

Три наиболее распространенные:

1. Спиральный.
2. Ложковый.
3. Ударный.

Каждый из них имеет свои особенности. Сперва рассмотрим их, а потом узнаем технологию изготовления.

Спиральный

Самодельное спиральное изделие преимущественно используется в плотном сыпучем суглинке. В его состав также может входить мелкий гравий. Принцип бурения сводится к вращательным движениям. В нижней части бурильного инструмента располагается нож.

По мере прокручивания штанги ножи на спиралях врезаются в почву. После этого конструкция поднимается и освобождается от грунта. По мере заглубления штангу можно наращивать.

В изготовлении можно использовать половинки дисков, которые привариваются друг против друга. Имеющиеся режущие лезвия должны иметь хорошую заточку и закалку. При вращении вручную перпендикулярно штанге приваривается ручка из трубы.

Преимущества:

• Можно осуществлять самостоятельно при изготовлении небольших скважин на несколько метров.
• Возможность пробурить шахту за несколько часов. При условии, что земляной слой мягкий.
• Если его снабдить электрическим двигателем, процесс бурения будет напоминать сверление.

Недостатки:

• Неэффективен при попадании на валуны или твердую породу.

Ложковый

Используется в условиях влажной глинистой малосыпучей породы. Изготавливается он из стального цилиндра, можно использовать листы стали. В нижней части имеется специальный отсек, имеющий спиралевидную или продольную форму. Основным рабочим элементом является ложка. В процессе вращения режущая и вертикальная кромка забирают грунт. Таким образом, земля заполняет все внутреннее пространство цилиндра.

Преимущества:

• Вполне реально изготовить своими руками.
• В отличие от спирального, ложковый гораздо быстрее пробурит отверстие в грунте.
• Возможно автоматизировать процесс при поднятии конструкции из почвы.

Недостатки:

• Нужен помощник.
• Серьезные трудозатраты.

Ударный

Он подходит для разных видов почв:

• Мягкой.
• Вязкой.
• Твердой.
• С валунами.

В зависимости от типа грунта используется разный ударный инструмент. При бурении в мягкой почве – клинообразное долото, в вязкой – двутавровое, в твердой – крестовое и прочее. Принцип работы сводится к тому же, что и при канатном бурении. Разница только в том, что сама конструкция располагается в земле и ее масса колеблется от 0,5 до 2,5 тонн. Удары осуществляются специальным блоком. После прохода в полметра долото изымается из почвы и очищается от грунта.

Преимущества:

• Используется для земли разного состава.
• Можно пробурить абиссинский источник за короткий промежуток времени.

Недостатки:

• Процесс бурения скважины трудоемкий и требует дополнительной оснастки.
• Необходима бурильная система (тренога).
• Без помощи никак не обойтись.

Инструменты и материалы

В зависимости от типа изготовления самодельной бурильной конструкции может понадобиться следующее:

• Стальной прут.
• Металлическая труба. Диаметр выбирается индивидуально.
• Муфта, чтобы соединить штангу.
• Дисковая пила для изготовления резцов.
• Стальная толстую полоса, чтобы сформировать винт.
• Тросик.
• Металлический лист и прочее.

Инструментарий:

• Болгарка.
• Сварочный аппарат.
• Тиски.
• Молоток.
• Перфоратор.
• Дрель.
• Защитная маска.
• Круг по металлу и прочее.

Как сделать своими руками

Предлагаем вам несколько инструкций по изготовлению:

1. Спиральный.
2. Ложковый.
3. Ударный.

Спиральный

Необходимо взять толстую трубу. В нижней ее части будет находиться режущий элемент. Его делают из твердого сплава. Также потребуется металлическая полоса, чтобы приварить ее вдоль всей конструкции. Она должна иметь спиральную форму, благодаря чему почва будет выталкиваться наружу. Подготовьте:

• Трубу заданной длины с толстой стенкой.
• Металлический диск, подойдет от столярной пилы. Хорошо, если его размер сразу будет соответствовать диаметру будущей скважины на воду.

Процесс сборки выглядит так:

• Нижнюю часть трубы необходимо заострить.
• Прикладываете к ней заостренный наконечник и привариваете его.
• Берете диск от пилы и разрезаете его пополам.
• Обе половины привариваете к штанге под углом. От ее конца они должны находиться на расстоянии около 12,5 см.
• Сверху приваривается муфта и соединяется со следующей штангой.

Ложковый

Следует подготовить:

• Трубу с толстыми стенками.
• Сварочный аппарат.

При изготовлении вам никак не обойтись без схемы или чертежа. Согласно ему в трубе делается соответствующий прорез. Далее необходимо сделать сечение, например мощным молотком или кувалдой. Низ трубы хорошо заточить, вместе с боковыми кромками. По продольной оси снизу приваривается сверло диаметром до 36 мм. Сверху крепится штанга.

Совет! Перед началом изготовления самоделки предварительно рекомендуется закалить режущую кромку.

Ударный

Сперва следует изучить проект на фото в этой статье и как выполняется установка треноги. Высота конструкции до трех метров. Сверху обязательно крепится канатный блок. Учитывая, что вес бура серьезный, сооружается лебедка. Она крепится к треноге.

В скважинном буре используется толстостенная труба, солидного веса, чтобы она могла пробить и скалу. Конец обязательно заостряется. Сверху нужно отверстие для крепления каната.

Важно! Нижнюю часть лучше закалить. Это существенно, так как она подвергается серьезным нагрузкам. Помимо закалки, выполняется заточка для формирования зубцов.

Еще изготавливается радиальное отверстие сверху трубы. Это позволит без особых затруднений изымать грунт.

Советы и подсказки

Перед тем как начинать делать ручной бур для скважины, необходимо задать себе следующие вопросы:

1. Насколько глубокая она будет?
2. Какой характер грунта: известняк, глина, щебень, скала или прочее?
3. Необходим ли механический агрегат или будет использоваться простой ручной?
4. Присутствуют ли в почве корни?

От этих факторов и будет зависеть, какую домашнюю бурильную систему изготовите. Если времени нет мастерить самостоятельно, можно приобрести небольшой садовый шнековый агрегат.

Если принято решение бурить, для облегчения рытья специалисты советуют использовать желонку. С ее помощью поднимать грунт на поверхность будет гораздо проще. Чтобы увеличить объем поднимаемой почвы, на возвышенности из бревна/ бочки сооружается рычаг. Процесс бурения значительно упрощается и ускоряется в несколько раз.

Совет! Самодельный бур будет полезен в хозяйстве постоянно. Им можно изготавливать небольшие лунки, например под фундамент забора, установки лавочки, стола на улице и прочее. Поэтому его можно назвать универсальным.

Как изготовить самодельный бур для земли с двигателем

Если вас интересует бормашина, которая осуществляет работу в автоматическом режиме с минимальными усилиями человека, то существует несколько идей, например из бензопилы. В этом случае следует сделать все правильно, чтобы не повредить себя.

Прежде всего делается расчет мощности двигателя. Мотор на бензопиле имеет большое количество оборотов. Если бур будет вращаться с такой скоростью, то управлять такой машиной крайне сложно. Более того, оказывается серьезная нагрузка на мотор.

Совет! Оптимальным будет выбор в пользу бензопилы «Урал» и «Дружба». Их моторы имеют низкие обороты, но они достаточно мощные.

Узнать обо всех подробностях этой разработки, вы можете, посмотрев подготовленное видео. Здесь рассказывается во всех подробностях о том, как сделать мотобур на основе бензопилы:

Плюс ко всему есть умельцы, которые используют мотор перфоратора при бурении небольших скважин. В этом случае важно сделать правильную насадку и рассчитать размер буровой установки. Вот здесь также можете посмотреть подробности этого чудотворения:

Стоит ли самому делать конструкцию или обратиться в фирму

Безусловно, применение самодельных изобретений имеет положительные стороны. Например, можно значительно сэкономить средства при изготовлении собственного источника. Также существует множество простых чертежей и схем, как сделать бурильный инструмент. Однако у всего этого есть очевидный минус – невозможно вырыть источник на большую глубину.

Поэтому если вода на участке залегает глубоко, то лучше обратиться в специализированную фирму. Возможно, она будет использовать гидравлические установки. В этом случае следует будет продумать все до мелочей:

• Найти точное место с водой.
• Сразу определить место для отработки.
• Обговорить стоимость работ.
• Установить сроки работы и прочее.

В любом из вариантов наш материал должен вам помочь в этом нелегком деле.

Полезное видео

Ручной гидробур:

Шнек:

Страница не найдена – ВодаКачка

Снабжение

Инструменты и технические аппараты, работа которых связана с использованием энергии жидкостей, называют гидравлическими механизмами.

Сливные ямы

СодержаниеЧто это такое?Основные сведенияВиды конструкцийУстройство простого резервуараКак и где правильно расположить?Санитарные нормыОсновные нормативыДля работ

Ремонт и обслуживание

В системах водоснабжения и канализации, включая локальные, применяют пластиковые вставки в колодец для реставрации изношенных бетонных

Ремонт и эксплуатация

Случается, что для получения пригодной для использования жидкости приходится проводить обезжелезивание воды из скважины. Большое

Ремонт и чистка

Теперь в загородном доме или на даче можно создать все условия комфорта, что и

Агрегаты

СодержаниеЧто это и для чего нуженВиды, как работают устройстваКак установить своими рукамиПервый этап –

Страница не найдена – ВодаКачка

Строительство

При подземной укладке кабелей разных типов необходимы специальные коллекторы. Кабельный колодец – это подземное сооружение, которое

Оснащение

Если раньше для прокладки водопровода использовались исключительно стальные изделия, которые имеют большое количество отрицательных

Оснащение

Раньше для отключения злостного неплательщика коммунальщикам приходилось останавливать весь стояк водоснабжения целиком, что приводило

Строительство

Водоснабжение частного дома из колодца – достаточно сложный и трудоемкий процесс. Приходится устанавливать различные системы

Ремонт и эксплуатация

Формально лицензия на скважину по добыче подземной воды введена с 1992 года. Но это касалось только

Ремонт и эксплуатация

В земле, на глубине более 3–4 метров, температура грунта всегда 14 градусов тепла, независимо

Страница не найдена – ВодаКачка

Септики

При прокладке инженерных коммуникаций в загородном доме важную роль играет обустройство канализации. Главным ее элементом является

Оборудование

Для круглогодичной подачи воды в частный дом применяют скважинный адаптер, устройство, позволяющее провести водопроводную трубу

Агрегаты

Если загородный дом удален от централизованной канализационной системы, то необходимо организовать автономную. При этом

Строительство

Перед изготовлением ландшафтного дизайна важно побеспокоиться об устройстве системы дренирования. Основной составляющей являются дренажные колодцы .

Снабжение

Осушить небольшой резервуар с водой на дачном участке или откачать воду из подвала после

Насосное оборудование

Полноценный водопровод в частном доме обеспечивает установка насоса в колодец. Забор воды из шахты возможен

бурение скважин своими руками, инструкция и виды конструкций

Очень часто в частных домах или на дачах отсутствует центральное водоснабжение. Это не является проблемой, если обустроить у себя колодец или скважину, но бурение скважины стоит довольно дорого, и зачастую дачники попытаются сделать скважину своими руками. Этот процесс довольно трудоемкий, но вполне возможный, и о тонкостях его реализации мы расскажем ниже.

Как самому пробурить скважину?

Перед тем как начать бурение, необходимо, в первую очередь, определить, на какой глубине находится водоносная жила. Это можно уточнить у соседей. Вручную можно попробовать пробурить не более 25 метров, если почва мягкая. Бур обязан иметь диаметр не менее 20 см, чтобы в скважину была возможность пропустить обсадную трубу.

Прежде чем начать бурение скважины, нужно отыскать на вашей территории самый низкий участок, но учитывайте, что он обязан быть максимально далеко от септика и иных мест, которые смогут загрязнить воду.

На участке, где предполагается бурение, для начала нужно выкопать шурф. Его размер, как правило, составляют два на два метра. Глубину достаточно сделать в метр. Для того чтобы стенки шурфа не осыпались, их можно закрепить их досками.

Затем можно начинать устанавливать треногу. Для этого вам будут необходимы три бруса, сечение которых должно быть не менее 20 см. Для этих целей можно также выбрать стальные трубы длиной 5 метров.

Трубы или брус необходимо выложить на земле треугольником. После надо сделать в них отверстия и засунуть туда трубу. Ее нужно закрепить, чтобы опоры конструкции не съезжали. После в треноге необходимо зафиксировать лебедку. Если вы решили установить механическую лебедку, то сверху конструкции нужно закрепить цилиндрический блок, через него можно будет перекинуть трос.

Стандартная схема шнека для бура

Как правило, скважина своими руками бурится с помощью шнека: это, так называемое, сверло для бура. Чтобы начать производить бурение, вам обязательно будет необходим помощник. Шнековый бур опускается в землю, и его вращают по часовой стрелке. Бурение намного удобней делать вдвоем. Когда бур полностью войдет в грунт, его необходимо достать лебедкой. Бур очищают от земли и опять опускают в грунт. Это длится до тех пор, пока вы не упретесь в водоносную жилу.

Для того чтобы бур смог глубже копать, его нужно удлинить с помощью металлических штанг. Бур можно приобрести в строительном магазине или арендовать, но при этом уточните, для каких именно грунтов он предназначен.

Затем, когда вы закончите бурение, будет необходимо почистить скважину от разного мелкого мусора. Для чего вам потребуется желонка. С помощью этого инструмента можно освободить скважину от сторонних предметов и выровнять ее стенки.

Засыпка щебнем

Затем, когда вы почистили скважину, ее дно необходимо засыпать слоем щебня. Потребуется мелкий щебень, но можно использовать и гравий. Нужно насыпать слой приблизительно в 35 см, после чего в скважину надо опустить трубу с фильтром. Трубы лучше всего выбрать пластиковые.

Затем, когда труба с фильтром заняла нужное положение, можно начинать крепить остальные трубы, для чего их опускают по одной. Можно подбить их кувалдой, чтобы они плотней легли между собой.

Сделанная скважина может наполняться трубами постепенно. Но для этого потребуется сделать скважину более широкую по диаметру, иначе бур просто повернет вам трубы. В данном случае труба после каждого опускания бура подталкивается вниз. Когда бур дойдет до водного слоя, трубу необходимо заглубить, чтобы она не закрыла доступ к воде.

Перед тем, как вы опустите фильтр, скважину необходимо прокачать с помощью насоса. Чтобы правильно выбрать насос для бурения скважины, нужно непременно учитывать следующие параметры:

• удаленность скважины от жилого помещения;
• размер обсадной трубы;
• показатели глубины и дебет скважины.

Оставшееся расстояние между скважной и трубой заполняется цементно-песчаным раствором, он защищает скважину от талых вод.

Гидробурение

Если у вас на участке глинистый грунт, то можно использовать гидробурение скважины. Этот способ существенно сэкономит ваше время и силы.

Чтобы бур смог работать, будет необходима техническая промывочная вода, которую оборудование заливает в место углубления бура. От вас потребуется соорудить буровую установку, ее можно приобрести или арендовать. Затем, когда вы установили бур, необходимо выкопать приямок приблизительно метр в глубину и такого же размера в ширину. Этих ям потребуется несколько. Их нужно соединить траншеями между собой. Приямки наполняются технической водой, после в них опускается шланг от установки. Поскольку в приямках, помимо воды, находится еще и глиняная взвесь, то буровая установка будет использовать ее для шлифовки стен скважины.

Установка очистительного фильтра

Этот очистительный элемент необходим для того, чтобы в воду не смогли попасть со дна скважины крупные частицы мусора. Фильтр для скважины вполне возможно сделать своими руками. Сам фильтр состоит из нескольких элементов:

• Отстойник под фильтром.
• Сам фильтр.
• Небольшое пространство над ним.

За счет свободного пространства над фильтром, его можно закрепить к обсадной трубе. Фильтр изготавливается в форме сетчатой перегородки, она будет мешать мусору и камням проходить в трубу. Отстойник требуется, чтобы грунт и ил находились там и не проникали в трубу. Удобней всего сделать дырчатый фильтр. Для чего в трубе проделывается множество отверстий. Они обязаны располагаться в месте, в котором труба будет соприкасаться с водой. Шаг между отверстиями обычно выбирается не более 3 см. Проделывать отверстия желательно под наклоном в 50 градусов. Отверстия в трубе нужно зачистить и удалить мусор. Нижняя часть фильтра закрывается деревянной пробкой. На отверстия желательно наложить сетку с мелкой ячейкой.

Есть и другие варианты изготовления фильтра своими руками, к примеру, гравийный фильтр для скважины. Для этого вам будет необходимо обсыпать с устья скважину небольшим гравием. Гравий обязан быть хорошо почищен. Толщина этого слоя не должна быть менее 60 мм.

Обустройство скважины

Как видно, скважину для воды своими руками, пробурить не так уж и сложно. Но все вышеописанное не является завершением работ. Чтобы скважину можно было использовать ежегодно, нужно обустроить кессон, он стабилизирует в скважине разницу температур.

Сделать кессон своими руками также вполне возможно. Кессон – это специальный, куда будет размещено все оборудование для работы скважины. Можно изготовить его любой формы и любого размера – самое главное, чтобы человек смог в него спуститься. Легче всего сделать бетонный кессон. Если у вас близко подземные воды, то вам нужно будет его гидроизолировать. Сооружается кессон довольно просто. Вначале устанавливается опалубка, после в нее опускается армированный каркас, и вся конструкция заполняется бетоном.

Чтобы в скважину не проникал мусор, необходимо сделать оголовок. Для этого вам будет нужен стальной лист толщиной в 12 мм. Из него необходимо вырезать фланец, внутренний размер которого должен быть немного больше наружного диаметра трубы. После по фланцу вырезается заглушка, к ней необходимо приварить вводный штуцер. На нем будет держаться водопровод и кабель.

Бур для скважин своими руками

Бур для скважин делается из металла. Непосредственно бур представляет собой конструкцию из металлического стержня с заточенным концом. По бокам бура крепятся ножи. Для полостей-ножей можно использовать половинки от металлического диска толщиной около 15 см. Затем ножи необходимо приварить к стержню с наклоном приблизительно 22 градуса. Половинки диска размещаются друг напротив друга. Между параллельными ножами наклон должен быть 44 градуса.

Можно сделать ложковый бур для скважин. Он имеет форму цилиндра с продольным разрезом сбоку. Длина этого бура составляет порядка 800 мм. Сделать этот бур можно из листовой стали, которую необходимо свернуть по требуемому размеру и зафиксировать сваркой.

Чтобы проще было преодолевать различные пласты грунта, используют такие буры:

• бур-ложки используют для песчаного грунта;
• бур-долото применяется для разрыхления твердых пород;
• спиральный бур (также называется, змеевик) используется для глинистых почв;
• желонка дает возможность поднимать на поверхность землю.

Другие виды скважин

Есть и другие разновидности этих источников водоснабжения. Совершенно необязательно делать бурение на большую глубину: к примеру, можно сделать скважину до 20 метров, если соорудить абиссинский колодец. Он делается таким образом.

Земля пробивается на необходимую глубину до водоносной жилы. Для чего можно использовать дюймовую трубу с тонким наконечником в конце. На вбитой трубе крепится самовсасывающий насос, он будет создавать вакуум. Если эта скважина будет давать недостаточно воды, можно на участке установить несколько абиссинских скважин.

Чтобы пробить скважину, желательно найти легкий песчаный грунт. Не забывайте, что абиссинский колодец можно соорудить не на любом участке. Чтобы он работал, вода должна находиться не глубже 7 метров. Естественно, вы сможете прорыть и больше. Также учитывайте, что на каменистой почве сделать такую скважину не выйдет. Для абиссинского колодца обычно используют пластиковые или металлические трубы. Лучше всего их нарезать по два метра. Трубы заводятся в землю постепенно и крепятся резьбой. Можно пользоваться масляной краской для герметизации стыков или лентой для сантехники.

Можно для надежности соединения использовать и муфты. Если сооружение не будет герметичным, то оно просто порвется. Не забывайте, что диаметр наконечника должен быть больше диаметра трубы. В конце трубы нужно установить фильтр-иглу. Он необходим, чтобы обеспечить подачу чистой воды и защищать систему колодца от мусора. Иглу желательно делать металлической или непосредственно материала трубы. Чтобы изготовить фильтр иглу необходимо проделать в трубе отверстия диаметром 7 мм. Отверстия обязаны находиться в шахматном порядке. На отверстия крепят нержавеющую сетку. Вместо крышки к окончанию трубы крепят острый наконечник, который обязан быть немного шире непосредственно трубы. Для копья лучше всего выбрать олово.

Не стоит использовать свинец, поскольку он сильно загрязняет воду и просто сделает ее непригодной для употребления.

Скважина-игла может сооружаться по-разному: ее можно забивать или бурить. Чтобы забить конструкцию в землю, вам будет необходима забивная бабка, а непосредственно в трубу нужно все время лить воду. Затем, когда вода резко уходит в землю, конструкцию можно заглубить в грунт. Когда она опустится еще на 50 см, можно подключить насос.

При забивном способе есть шанс повредить конструкцию о камень или не попасть в водоносную жилу. Бурение в данном отношении надежней, но вам будет необходимо специальное оборудование.

Вначале надо определить месторасположения. Колодец может располагаться как на улице, так и в подвале помещения. После нужно выкопать яму шириной и глубиной в один метр. Верхний слой грунта можно убрать буром. После можно начинать забивать в землю трубу. Для этого потребуется груз приблизительно 35 кг. Подходят блины от штанги. Трубу надо направлять посередине ямы. Когда труба зайдет в землю, необходимо прикрутить второй отрезок и продолжать работу. По достижении водоносной жилы нужно промыть фильтр. Насосом необходимо удалить грязную воду. Площадка около колодца бетонируется. Затем можно подсоединять к водопроводу скважину.

Абиссинский колодец – это простейшее в обустройстве сооружение для воды своими руками, которое не потребует значительных затрат и довольно легко делается внутри помещения или на участке.

Подводя итог нужно сказать, если вам надо сделать скважину на даче для каких-то целей, то необходимо подготовить все требуемые материалы и инструменты, определить грунт, проанализировать возможности предстоящей конструкции, изучить различные виды буров и бурового оборудования, и сделать их самостоятельно.

Оцените статью: Поделитесь с друзьями!

Пошаговое изготовление бура для скважины своими руками

На чтение 8 мин. Просмотров 2k. Опубликовано 18.12.2018 Обновлено 04.05.2020

Сконструировать бур для скважины своими руками по плечу любому домашнему мастеру. Однако, здесь требуются не только навыки обращения с инструментарием и желание. Следует предварительно выбрать наиболее подходящую для вашего участка технику бурения, и, исходя из этого, остановиться на одном из вариантов ручного бурового устройства. Об особенностях и нюансах изготовления различных модификаций буров в домашних условиях пойдёт речь в данной статье.

Особенности ручного бурения

Обустройство глубинных скважин на загородном участке не всегда бывает целесообразным. Во многих случаях, когда грунтовые воды находятся сравнительно недалеко от поверхности, обеспечить снабжение водой жилого дома или дачного надела можно самостоятельно.

Подобный вариант позволяет сэкономить на привлечении к работе профессиональных бурильщиков со спецтехникой. Неглубокую водоносную скважину вполне можно пробурить своими руками. Всего лишь понадобится сконструировать самодельный бур для бурения скважин.

Следует учитывать, что не всегда имеется возможность пробуриться самому без обращения к специалистам, даже при относительно неглубоком залегании воды. Если между поверхностью и водоносным слоем располагается скальная порода, каменистая прослойка, или спрессованный гравийно-глинистый конгломерат, то пробуриться сквозь такой пласт ручным приспособлением будет проблематично, либо вообще невозможно.

Здесь потребуется тяжёлая буровая техника с механическим приводом.

Но, если вы счастливый обладатель участка с мягким или сыпучим грунтом, есть резон обустроить водозабор самостоятельно. Существует несколько основных технологий бурения, для которых используются и различные устройства:

• Ударная. Бур заглубляется в почву посредством падения с некоторой высоты, либо путём его забивания массивным молотом.
• Шнековая. Буровая штанга имеет на конце спиралевидный шнек, уходящий в землю при вращении.
• Роторная. В данном случае используется вращение штанги с одновременной размывкой грунта подаваемого в скважину водного раствора.

Роторная буровая установка весьма сложна по своему устройству и принципу действия. Для её работы необходимы узлы и агрегаты, которые невозможно сделать самостоятельно – насосы, помпы, вертлюги и т.д. Поэтому собрать подобное устройство будет весьма затруднительно рядовому домовладельцу. Гораздо проще создать буры для скважин на воду, действующие по ударному или вращательно-роторному принципу.

Изготовление ударного бура

Прежде, как сделать бур для скважины своими руками, следует внимательно ознакомиться с принципами ударной технологии. Существует два варианта рабочего приспособления:

• Забивная штанга с копьеобразным остриём. Используется для устройства абиссинских скважин.
• Пустотелое долото-желонка, изготовляемое из массивного обрезка трубы.

Принцип действия этих устройств также различен. Забивная штанга углубляется в грунт посредством вертикальных ударов по её верхней оконечности молотом-копром, либо просто массивной кувалдой. Долото само выступает в качестве ударного механизма. Оно поднимается на определённую высоту, после чего сбрасывается вниз. Для удобства использования ударных приспособлений, их размещают на станине в виде треноги или прямоугольника.

Штанга

Станина изготовляется из металлических труб или уголков. Рекомендуемая высота конструкции должна быть не менее 3-4м, чтобы молот или долото в свободном падении могли набрать достаточную для заглубления скорость. Детали станины скрепляются посредством электросварки, либо на болтовом соединении. Первый вариант проще, но после окончания бурения конструкцию придётся разрезать на части.

Это не имеет особого значения, если вы в дальнейшем не собираетесь использовать данное буровое устройство. Если же предполагаете и в дальше применять данный механизм, то лучше, затратив чуть больше времени и сил, соединить элементы станины болтами. Разборный вариант позволит осуществлять транспортировку бурового приспособления, а также упростит его хранение.

Вверху станины крепим блоки, через которые будут переброшены тросы. Этими тросами подымается вверх ударная деталь создаваемой буровой установки – молот-копр или долото. Подъём осуществляется либо непосредственно руками, либо с помощью ворота. Последний вариант лучше использовать, когда масса ударной детали очень высока, и поднимать её руками затруднительно.

Далее приступаем к изготовлению ударного элемента. Для забивки абиссинской скважины это может быть просто массивный кусок металла, подвешиваемый на станину при посредстве блочной системы. Он действует по принципу молота: падая с высоты, бьёт по верхушке забиваемой штанги, углубляя её в почву. Желонка сама выступает и как ударный элемент, и как заглубляемая деталь станка.

Желонка

Для изготовления желонки потребуется отрезок тяжёлой трубы диаметром 10-12см и длиной до 1,5м. Масса заготовки должна быть приблизительно 50-80кг. Такой вес позволит без труда подымать долото при помощи мускульной силы одного-двух человек. И в то же время долото получается достаточно массивным, чтобы при падении с высоты 3-4м заглубляться в грунт.

Изготовление спирального винтового бура

Для шнекового бурения используются буры, снабжённые винтообразной спиралью. Заглубление таких устройств в землю производится не при помощи ударов, а вращением вокруг своей оси. Сделать самодельный бур для скважины своими руками подобной конструкции немного сложнее, чем долото-желонку. Однако, при желании создать такое приспособление вполне возможно.

Основу шнекового бура составляет стальная 32-50мм труба. К нижнему торцу трубы привариваются заточенные ножи, вырезанные из твёрдой стали. Для них отлично подойдёт кусок старой рессоры. Длина выступающих частей ножей должна равняться диаметру шнека, либо незначительно превышать его. С помощью ножей, при вращении бура, плотные слои почвы разрыхляются, а после удаляются наверх при помощи витков спирального шнека.

Шнек

Изготовление шнека – самый трудоёмкий и сложный процесс в изготовлении шнекового бура своими руками. Его лепестки вырезаются из стального листа толщиной 5-6мм. Первым шагом производим разметку заготовки. Циркулем рисуем на листе круг необходимого размера. Диаметр этого круга должен равняться диаметру скважины. Затем внутри него чертим ещё один круг, поменьше: диаметр внутреннего круга равен диаметру трубы, взятой за основу бурильного механизма.

Следующим шагом, при помощи автогена вырезаем оба круга. В результате должна получиться заготовка в виде бублика. Разрезаем один край этого «бублика», и разгибаем края разреза под углом 25-40^о относительно друг друга. Это будет первый виток шнековой спирали бурильного устройства.

Надеваем полученную заготовку на трубу-основу и привариваем. Таким же способом изготавливаем ещё один виток шнека, надеваем на трубу выше первого витка, стыкуя их друг с другом. Количество витков зависит от высоты бурового приспособления, и может составлять от 2 до десятка и более.

Наиболее простой способ заглубления шнекового бура – мускульной силой человека. Для этого к верхушке трубы с приваренными спиралевидными лепестками прикрепляют рычаги из двух обрезков труб длиной от полуметра, до полутора метров. Чем больше длина и диаметр бура, тем длиннее следует быть и рычагам. Закрепляют их с помощью сварки, болтов или шпоночным способом.

Особенность

Особенность шнекового бурения состоит в необходимости регулярного подъёма бура для удаления разрыхлённого грунта. При большой глубине скважины, и значительной массе бура, произвести такую операцию руками бывает затруднительно. Для облегчения задачи опять-таки потребуется станина с подъёмным приспособлением – блоками и воротом. Если имеется такая возможность, можно для подъёма приспособить и электрическую лебёдку.

Изготовление ложкового бура

Для устройства водоносной скважины в мягком или сыпучем грунте отлично подойдёт другой вариант вращательного бурового приспособления – бур-ложка. Он позволяет быстро выбирать грунт, потому что разрыхление почвы производится не только его нижней оконечностью, но и боковинами. Для самостоятельного изготовления такого устройства понадобится толстостенная стальная труба длиной около полуметра.

В трубе делается вертикальный разрез, от одного конца до другого. Нижний торец трубы слегка загибается кувалдой вовнутрь, чтобы получилась черпающая ложка – одна сторона торца загнута сильнее другой. Затем простукиваем трубу кувалдой вдоль продольного разреза, чтобы один край разреза выступал наружу. Все выступающие, они же режущие, части заготовки затачиваются болгаркой. К верхнему торцу бура прикрепляется штанга, приводящая его во вращение.

Важный нюанс – прикрепляется штанга не по центральной оси, а со смещением в 1-2см.

Это необходимо, чтобы позволить боковой кромке захватывать грунт. Срезанная почва накапливается внутри бура, и удаляется при вынимании из скважины. Снизу к буру обычно приваривают толстое сверло – оно служит для центровки направления заглубления в землю.

Полезные рекомендации специалистов

Если глубина залегания воды превышает длину бура, то удлинить его можно методом стыковки сверху ещё одной трубы. Состыковать их можно резьбовой муфтой, либо сварочным соединением. При использовании труб небольшого диаметра допускается применить болты или шплинты. Однако, такое соединение не слишком надёжное, и при большом вращательном усилии болт может срезаться, и штанги рассоединятся. Достать оставшийся в скважине бур бывает весьма проблематично.

Прежде, чем приниматься за конструирование устройства, рекомендуется составить чертёж бура для скважины. Это даст возможность иметь перед собой наглядный образец того, что должно выйти в итоге. Попытки создать буровой механизм методом «научного тыка» для некоторых домашних мастеров более увлекателен, но отнимает чересчур много времени и сил.

Более лёгкий ручной вариант устройства скважины – при помощи долота-желонки. Подъём и сброс ударного инструмента требует меньшего приложения сил, нежели вращение заглублённого бура. Кроме того, ударным методом можно вести бурение даже одному человеку. Правда, такой способ весьма долог, и работы могут затянуться на несколько дней.

Если шнековый бур не удаётся самостоятельно поднять из скважины, можно облегчить задачу, соорудив приспособление для рычага. Например, поставив рядом бочку, и перекинуть через неё брусок. Один край бруска привязать к буру, а к другому краю приложить физическое усилие.

После окончания работ буры не следует разбирать или выбрасывать – с его помощью можно будет позднее делать ямы под заборные столбы, свайный фундамент и т.д.

 

Делаем бур-ложку для бурения скважины

Мелкие скважины с небольшим дебитом Вы можете пробурить самостоятельно. Для этого не нужно вызывать бригаду профессиональных буровиков на машине ЗИЛ-131 или иметь в подсобном хозяйстве личную буровую установку. Существует множество различных типов усовершенствованных желонок для ударно-вращательного бурения. Одним из таких улучшенных вариантов обычной желонки является бур-ложка.

Бур-ложка достаточно прост и Вы можете изготовить его сами. Существует два варианта исполнения бура: с ковшеобразным резцом, а также с отгибами и сверлом. Данный тип бура представляет собой металлический цилиндр с приваренным в верхней части стальным стержнем. В нижней части цилиндра есть спиральная или продольная прорезь. Это цилиндр и называется «ложкой». Диаметр цилиндра может разный, его значение подбирается в зависимости от нужного диаметра скважины или шурфа. Длина в основном не превышает 70 см.

бур-ложка со сверлом

• стальная труба или отработанный газовый баллон
• сварочный аппарат
• дисковая пила-болгарка
• сверло по металлу
• стальной прут или стержень

На торцах стальной трубы болгаркой делаются пропилы. Отгибаем разделенные части трубы, затачиваем кромки. Если нет ни трубы, ни пустого газового баллона, цилиндр необходимого размера можно сделать из листовой стали. Металлический лист сворачивается в цилиндр, шов заваривается по стыку, режущая кромка затачивается, чтобы изделие легче входило в грунт. В самой нижней части приваривается сверло.

В зависимости от материалов, имеющихся в наличии, вместо сверла можно использовать узкую, заточенную с двух сторон стальную пластину длиной около 15 см. Сверло или пластина должны быть размещены с вертикальной ручкой-стержнем на одной оси. Цилиндр-ложка приваривается к стальному стержню с некоторым смещением в сторону от оси. К верхней части стержня приваривается ручка-ухват для удобного удержания всего изделия.

Бур-ложка пригоден для работы в несыпучих и в меру влажных грунтах. Сверло или заточенная стальная пластина привариваются, чтобы бур легче входил в плотную землю. Конфигурация нижних заостренных пластин такова, что бур может ввинчиваться в поверхность почвы. В результате циклического углубления можно получить мелкую скважину, шурф под столб или фундамент, и т.д.

Для облегчения проходки в помощь буру-ложке можно использовать полноценную желонку. Желонка позволяет быстро и более тщательно выбрать из ямы осыпавшийся грунт.

пробоотборники для разных типов почв

Грунт, отделенный острыми краями в нижней и боковой части (могут иметь разную конфигурацию) попадает внутрь металлического цилиндра и за счет сил трения остается внутри, что позволяет поднять бур на поверхность и удалить скопившуюся массу. Поэтому данный вид бура часто применяется в геологии и агрономии для взятия проб почвы с небольших глубин.

Что такое пробуренная скважина?

Пробуренная скважина состоит из пробуренной скважины (скважины) в земле, при этом верхняя часть или вся глубина скважины покрыта обсадной колонной. Бурение чаще всего проводится с помощью переносного бурового станка, привезенного на площадку для строительства скважины. Для продвижения ствола скважины на необходимую глубину и удаления материала пласта, разрыхленного и приостановленного буровым долотом и системой циркуляции или сброса жидкости, используются различные методы.

Обсадная труба предотвращает обрушение стенок скважины и (с другими компонентами скважины, такими как приводной башмак или уплотнение для цементного раствора) предотвращает попадание поверхностных или подземных загрязняющих веществ в воду.В кожухе также находится насосный механизм и труба, по которой вода перемещается от насоса на поверхность.

Важным фактором является качество материалов, используемых при строительстве скважин. Обсадные трубы должны соответствовать определенным стандартам и спецификациям, поскольку некондиционные трубы не обладают достаточной прочностью, чтобы выдерживать давление сдвига и обрушения пласта без потенциального повреждения стыков. Такое повреждение может привести к попаданию мелкой или поверхностной воды в колодец. Кожух может быть из стали одного из различных классов или из термопласта, обычно из ПВХ.

Часть обсадных труб забивается в землю (бурение кабельным инструментом или продвижение обсадных труб роторными методами). Этот кожух (всегда стальной) также должен иметь башмак привода, прикрепленный к днищу, чтобы предотвратить повреждение во время забивки и обеспечить хорошее уплотнение с пластом. Обсадная труба из ПВХ соединяется и опускается в скважину большего размера, чем обсадная труба. В большинстве случаев для предотвращения загрязнения также может быть рекомендован герметик из цемента или бентонита.

Ниже обсадной колонны нижняя часть ствола скважины представляет собой водозабор, через который вода поступает в скважину.Забор может быть открытым стволом в твердой коренной породе или он может быть экранирован и засыпан гравием, в зависимости от геологических условий.

После завершения скважины ее закачивают или закачивают для разработки скважины и определения дебита. На большинстве участков после бурения требуется дополнительная работа (известная как «разработка») для удаления мелкого материала, оставшегося в процессе бурения, чтобы вода могла легче проникать в скважину. Возможные методы разработки включают сжатый воздух (продувку), откачку, струйную очистку, помпаж или откачку.Количество воды (тест урожайности) обычно измеряется во время разработки, перед тестом откачки. Минимальное время тестирования — один час.

После надлежащей дезинфекции колодец закрывается крышкой для обеспечения санитарной защиты до тех пор, пока он не будет подключен к системе клиента. Крышки колодцев требуют вентиляционного отверстия. Вентиляционное отверстие предназначено для выравнивания давления воздуха между внутренней частью корпуса и атмосферой и для выпуска неприятных или взрывоопасных газов легче воздуха. Если такие газы присутствуют и колодец находится в здании или замкнутом пространстве, вентиляционное отверстие всегда должно выходить за пределы атмосферы.Вентиляционная труба должна быть экранирована и экранирована, чтобы предотвратить попадание в колодец посторонних материалов, например насекомых.

Если при бурении образуется вода плохого качества, ее можно перекрыть. Один из способов — установить дополнительный кожух или футеровку внутри оригинального кожуха и залить его на место. Если качество воды остается неудовлетворительным или дефекты конструкции не могут быть устранены, колодец должен быть заброшен и полностью загерметизирован, чтобы предотвратить перекрестное загрязнение между участками.

Процесс бурения скважины на воду

Для любого, кто никогда не проходил бурение водяной скважины, этот проект может показаться сложным.Но пока вы работаете с компетентным буровым подрядчиком, нет причин быть ошеломленным перспективой бурения водяной скважины. JR Drilling проведет вас на каждом этапе пути, чтобы вы всегда знали, чего ожидать и как лучше всего действовать. . Чтобы помочь вам начать работу, мы предоставили обзор этапов этого процесса.

Ранние стадии

После того, как вы приняли решение пробурить водяную скважину, первым делом свяжитесь с нами в JR Drilling. Мы организуем встречу на месте, чтобы обсудить все предварительные шаги, необходимые перед тем, как приступить к бурению.К ним относятся следующие:

Бурение скважины

После выбора подходящего места и получения всех необходимых разрешений компания JR Drilling прибудет на вашу площадку со всем необходимым буровым оборудованием. Можно использовать несколько различных типов сверл, наиболее распространенным из которых является метод двойного роторного сверла.

При бурении роторным сверлом буровое долото прикрепляется к концу бурильной колонны или трубы. Бурильная колонна вращается, и долото врезается в землю, используя ту же концепцию, что и простая ручная дрель.Шлам от бурения вымывается вверх из просверленного отверстия во время процесса бурения.

Затем скважина покрывается обсадной трубой, обычно сделанной из стальной или прочной пластиковой трубы. Кожух предотвращает обрушение колодца и защищает колодезную воду от любого загрязнения из окружающей среды.

Для скважин, пробуренных на песок или гравий или требующих высоких дебитов, часто в нижней части обсадной колонны размещается скважинный экран. Экран предотвращает попадание песка и гравия в колодец, в то же время позволяя воде проникать.

Наконец, в пространство между сторонами просверленного отверстия и обсадной колонной добавляется раствор. Это важный шаг в предотвращении просачивания загрязняющих веществ в скважину вокруг внешней стороны обсадной трубы.

После бурения скважин

После того, как скважина пробурена, устанавливается водяной насос для забора воды из скважины в водопроводную систему вашего объекта. В большинстве случаев мы рекомендуем выполнить тест насоса, чтобы очистить воду, установить точный расход и испытание на просадку.На этом этапе колодец следует тщательно продезинфицировать, чтобы убедиться, что в колодце нет бактерий, а в некоторых случаях требуется или рекомендуется подробный анализ воды. После этого ваш водяной насос / система готовы к установке. Компания JR Drilling регулярно работает с авторитетными установщиками насосов в вашем районе и находится в идеальном положении, чтобы познакомить вас с любым из них.

Конечный результат: вода из собственного колодца

Когда вся работа будет сделана, вы сможете наслаждаться собственной водой: самым ценным товаром в мире!

Пробуренные скважины | SSWM — Найдите инструменты для устойчивой санитарии и управления водными ресурсами!

Информационный бюллетень Корпус блока

Первоначальная оценка

Перед тем, как приступить к проектированию и развитию любого вида водных источников, необходимо провести первоначальную оценку для эффективного управления водными ресурсами и их развития.Эта оценка включает оценку водного баланса (т. Е. Сбор гидрологических данных, определение текущего состояния и тенденций водоснабжения, анализ затрат-выпуска, анализ водных и материальных потоков) и оценку водных ресурсов (т.е. оценку и систематическое изучение водных ресурсов с точки зрения воздействия человека, например, оценка спроса, оценка тенденций, анализ использования и качества воды). При анализе спроса вопросы распределения воды играют жизненно важную роль. В конце концов, эта оценка может привести к составлению плана развития водных ресурсов, описывающего состояние, управление и будущее развитие водных ресурсов в определенной области или водоразделе.

Определение местоположения

В качестве первого шага строительства скважины необходимо оценить ее местоположение. Правильное размещение скважины имеет решающее значение для ее успеха и долгосрочной устойчивости. Это определяется не только физическими факторами (например, преобладающей геологией, гидрологией, близостью к фактическому участку использования), но в равной степени и «мягкими» факторами (например, принятие сообществом, производительностью для ЭиТО скважины, включая насос, тип использования воды, местных привычек и т. д.). Для этого существует несколько подходов, от простых до высокотехнологичных. Сельские жители и члены соседних общин могут быть хорошим источником информации о наличии неглубоких грунтовых вод. Кроме того, некоторые типы растительности (например, банановые растения, камыши, сахарный тростник, финиковые пальмы) могут указывать на наличие грунтовых вод (COLLINS 2000). Часто наличие скважин в непосредственной близости указывает на наличие грунтовых вод. При наличии технического оборудования контрольные скважины могут дать подробную информацию об уровне грунтовых вод.Для получения более подробной информации см .: CARTER et al. 2010.

Методы бурения скважин

Чтобы получить доступ к подземным водам, необходимо пробурить скважину и установить постоянную обсадную колонну. При бурении необходимо:

• Разбить или разрезать пласт,
• Удалить обрезанный материал из отверстия и, при необходимости,
• Обеспечить опору для стенок отверстия, чтобы предотвратить обрушение во время бурения (WAL 2010).
• Провести насосные испытания и освоить скважину.

Таким образом, существует огромное количество различных методов. Как правило, различают четыре различных типа ручного бурения: шнековый, ударный, шламовый и струйный. (См. WAL 2010). Все чаще используется более одного или двух методов в комбинации (DANERT 2009). Тем не менее, важно понимать, что скважина, пробуренная на одну и ту же глубину в одном и том же водоносном горизонте и правильно разработанная, будет одинаково продуктивной независимо от метода бурения (UNICEF 2010: Финансирование).

Генеалогическое древо ручного сверления. Источник: DANERT (2009)

Выбор оптимальной техники бурения в основном зависит от геологических и гидрологических условий, а также от опыта и возможностей местных сообществ или буровых подрядчиков.

Выбор наиболее подходящей техники сверления. Источник: ELSON & SHAW (1995)

Методы бурения в деталях

Заимствовано из WAL (2010)

1. Шнековое бурение

Ручное шнековое бурение.Источник: ELSON & SHAW (1995)

Ручной шнек состоит из выдвижных стальных стержней, вращаемых рукояткой. К концам буровых штанг можно прикрепить ряд различных стальных шнеков (буровых коронок). Шнеки вращаются в земле до тех пор, пока они не будут заполнены, затем поднимаются из скважины для опорожнения.

Выше уровня грунтовых вод скважина обычно остается открытой без необходимости в опоре. Ниже уровня грунтовых вод можно использовать временную обсадную колонну для предотвращения обрушения скважины.

Бурение продолжается внутри временной обсадной колонны с помощью желонки до достижения желаемой глубины. Затем устанавливается постоянная обсадная труба, а временная обсадная колонна должна быть снята. Шнеки можно использовать на глубине около 15-25 метров, в зависимости от геологии. Диаметр от 50 до 200 мм.

Advantage	Простота использования над уровнем грунтовых вод. Дешевое оборудование.
Недостаток	Временный кожух может быть трудно снять.
Геологическая область применения	Песок, ил и мягкая глина.

2. Ударное бурение

Ударное бурение. Источник: ELSON & SHAW (1995)

При ручном перкуссии используется тяжелая режущая или ударная насадка, прикрепленная к веревке или кабелю и опускаемая в открытый ствол скважины или во временную обсадную колонну.

Обычно для поддержки инструментов используется штатив. Перемещая трос или трос вверх и вниз, режущее или ударное долото разрыхляет почву или уплотненную породу в скважине, которую затем извлекают с помощью желонки.

Так же, как и при ручном бурении, можно использовать временный кожух из стали или пластика для предотвращения обрушения отверстия.

При установке постоянного экрана скважины и обсадной трубы эту временную обсадную колонну необходимо снять. Ручное ударное бурение обычно используется до глубины 25 метров.

Advantage	Бурение твердых пород.
Недостаток	Оборудование может быть тяжелым и дорогим. Метод медленный по сравнению с другими.
Геологическое приложение	Песок, ил, жесткие глины, песчаник, латерит, гравий и мелкие камни.

3. Шлам

Шлам (обратная промывка). Источник: ELSON & SHAW (1995).

Шлам использует циркуляцию воды, чтобы поднять пробуренный грунт на поверхность. Бурильные трубы перемещаются вверх и вниз. При ходе вниз удар бурового долота разрыхляет почву, а при ходе вверх верх трубы закрывается вручную (или клапаном), втягивая воду по трубе и транспортируя шлам на поверхность.

При следующем движении вниз рука (клапан) открывает верх трубы, и вода брызгает в яму перед колодцем.В этой яме черенки отделяются от воды и оседают, а вода перетекает из ямы обратно в колодец. Скважина остается открытой под давлением воды.

В воду можно добавлять загустители (добавки) для предотвращения обрушения скважины и уменьшения потерь рабочей воды. Шлам можно использовать до глубины около 35 метров.

Advantage	Простота использования и временная оболочка не требуется.
Недостаток	Рабочая вода должна поддерживаться в процессе бурения.Уровень грунтовых вод во время бурения неизвестен.
Геологическое приложение	Песок, ил, глина, жесткая глина и более мягкие твердые горные образования (выветрившийся латерит).

4. Промывка

Промывка. Источник: ELSON & SHAW (1995).

Гидравлическая струя основана на циркуляции воды и давлении воды. В отличие от шлама, по бурильным трубам закачивается вода.Большой объем воды оказывает эрозионное воздействие на забой, и «шлам» (вода и шлам) переносится вверх между бурильной трубой и стенкой ствола скважины.

Ручной или моторизованный насос используется для достижения необходимого расхода воды.

Бурильная труба может просто иметь открытый конец, или может быть добавлено буровое долото и может использоваться частичное или полное вращение бурильной трубы. В воду можно добавлять загустители (добавки), чтобы предотвратить обрушение скважины и уменьшить потери рабочей воды.Промывка (с вращением) обычно применяется до глубины 35 метров.

Advantage	Очень шустрый в песке.
Недостаток	Сразу нужно много работать. Уровень грунтовых вод во время бурения неизвестен.
Геологическое приложение	Ограничено песком и тонкими слоями мягкой глины.

5. Механическое бурение

Методы бурения с использованием станков, установленных на станке, бывают двух типов: ударным методом или одним из нескольких роторных методов. Оба метода имеют определенные преимущества, ограничения, производительность и пригодность (WURZEL 2001). См. WURZEL (2001) для получения подробной информации.

Большая установка для бурения на станке. Источник: WURZEL (2001)

Завершение скважины

После бурения скважины перед вводом скважины в эксплуатацию необходимо установить несколько элементов:

• Насос ;
• Головка работает (фартук) защищает отверстие на поверхности от загрязнений или частиц, попадающих в колодец;
• Санитарное уплотнение представляет собой непроницаемый слой, предпочтительно сделанный из бетона, предотвращающий загрязнение скважины за счет сдерживания просачивания через гравийную набивку вдоль ствола скважины;
• Обсадная труба предотвращает обрушение скважины и просачивание загрязняющих веществ.Традиционно для футеровки использовались стальные трубы, но в последнее время их заменили трубы из ПВХ, поскольку они дешевле и проще в обращении;
• Грохот скважины задерживает отложения, позволяя воде проникать в скважину. Прорези экрана должны быть меньше размера зерна окружающей почвы. Трубы из ПВХ можно легко разрезать с помощью специальных пил, чтобы получить тысячи тонких надрезов;
• Гравийный фильтр , состоящий из отсортированного гравия и песка, заполняет пространство между фильтром и скважиной.Это требуется только в том случае, если размер зерна окружающей почвы меньше размера щели экрана (WATERAID 2008; BALL 2001; WAL 2010).

Особенности пробуренной скважины. Источник: WATERAID (2008)

Разработка и испытание скважин

Все методы бурения изменяют гидравлические характеристики пластовых материалов в непосредственной близости от скважины. Процедуры разработки предназначены для восстановления или улучшения этих характеристик с целью максимизации производительности (SMET & WIJK 2002).Это достигается за счет удаления мелких частиц и уплотнения гравийной набивки (WAL 2010). Избыточная перекачка (то есть перекачка со скоростью, превышающей расчетную) может повысить эффективность насадки за счет втягивания в нее дополнительных мелких частиц. Если в окружающем грунте много мелких частиц, поток воды можно ускорить за счет обратной промывки с большей скоростью (WATERAID 2008) (см. «Восстановление скважины»).

После того, как скважина будет разработана и очищена от мелких частиц, необходимо провести пробную откачку из скважины.Пробная перекачка дает полезную информацию о производительности скважины и показывает, будет ли дебит скважины достаточным для ее предполагаемого использования (WAL 2010). Это также указывает на максимальную добычу, которая может быть получена без риска чрезмерной эксплуатации скважины. После проверки качества воды (см. Также «Проверка качества воды», скважину можно вводить в эксплуатацию.

В условиях кризиса грунтовых вод для законопроекта Калифорнии потребуется информация о бурении скважин.

Вода в изменяющемся климате

По мере потепления планеты средний снежный покров в горах сокращается.Это создает проблемы для водоснабжения ниже по течению.

Джей Кальдерон / The Desert Sun

Фермеры Калифорнии уже давно могут получать разрешения на бурение новых скважин в районах, где уровень грунтовых вод падает, не сообщая публично, сколько воды они собираются перекачивать. Это изменится в соответствии с законопроектом, одобренным на этой неделе сенатом Калифорнии.

Закон требует, чтобы те, кто бурят новые скважины в бассейнах подземных вод, которые находятся в «критическом овердрафте», уведомляли соседей, которые они подают на разрешение на бурение скважины, и предоставляли информацию о предлагаемой скважине в местное агентство, отвечающее за утверждение разрешения. .

«Так долго скважины на воду можно было просто пробурить, имея мало информации или вообще не имея никакой информации. Вот почему сегодня у нас проблемы с бассейнами подземных вод », — заявил сенатор Билл Додд, демократ из Напы, внесший законопроект.

Додд сказал, что цель закона — обеспечить прозрачность системы разрешений на бурение скважин и сообщить соседям об этом до того, как будет пробурена новая скважина.

Он указал на многие колодцы в домашних хозяйствах, которые высохли в долине Сан-Хоакин во время засухи, и на районы, где земля опускается из-за перекачки, вызывая дорогостоящий ущерб каналам, дорогам и другой инфраструктуре.

«Ничего не делать, это просто неэффективно», — сказал Додд. «Любой другой, у кого сейчас есть колодец в одном из этих критически перегруженных бассейнов подземных вод, действительно должен знать, что там происходит».

Эта мера, принятая Сенатом во вторник, касается 21 бассейна подземных вод по всему штату, который классифицируется как находящийся в состоянии «критического овердрафта», от округа Керн до Пасо Роблес.

Список влиятельных групп фермеров выступил против закона, который затем будет представлен на рассмотрение Ассамблеи штата.

Если законопроект будет принят, города и округа, которые получают заявки на разрешение на бурение скважин, должны будут сделать общедоступной информацию о каждой предлагаемой скважине, такую ​​как местоположение, глубина и мощность закачки. Города и округа также должны будут направить уведомление и принять общественные комментарии перед выдачей разрешения.

Законопроект призван временно усилить регулирование до тех пор, пока местные агентства не разработают планы по борьбе с овердрафтом водоносных горизонтов в соответствии с Законом об устойчивом управлении подземными водами Калифорнии, который был подписан губернатором.Джерри Браун в 2014 году.

Согласно этому закону, 21 бассейн подземных вод с наиболее серьезными проблемами овердрафта должен до 2020 года принять 20-летние планы по достижению устойчивого управления, определяемого как управление водоносными горизонтами таким образом, чтобы избежать хронического спада или вторжения соленой воды.

Законодательство Додда, законопроект Сената 252, истечет, как только штат одобрит местные планы по подземным водам в 2020 году.

«Мой закон — это всего лишь промежуточный шаг, чтобы убедиться, что мы не продолжаем овердрафт на более высоком уровне, чем мы уже есть, — сказал Додд.«Это просто привлекает внимание людей каждый раз, когда строится новый сельскохозяйственный или коммерческий водозабор».

Жилые колодцы не будут облагаться данной мерой. Просохшие скважины также могут быть повторно пробурены без каких-либо новых требований.

В прошлом году законопроект, предусматривавший более жесткое регулирование, умер в Законодательном собрании. Сенатор Лоис Волк представила закон, запрещающий бурение большинства новых скважин в бассейнах с «критическим овердрафтом».

ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ: Этот законопроект запретил бы строительство новых скважин в некоторых частях Калифорнии.

Новый законопроект Додда будет применяться в прибрежных районах, таких как Окснард и долина Сокуэл, долина Боррего в пустыне, а также в районах, включая Мадеру, Кавеа и Восточный Сан. Хоакин в Центральной долине.Он не будет применяться в других областях, считающихся высокоприоритетными или средними, например, в долине Коачелла, где государственные регулирующие органы перечислили три суббассейна водоносных горизонтов как имеющие средний приоритет.

Группы, поддерживающие закон, включают, среди прочих, The Nature Conservancy, Environment Defense Fund и Community Water Center.

«Эта информация важна. Это важно, потому что мы знаем, что за последние несколько лет объем бурения скважин на грунтовые воды действительно значительно увеличился », — сказала Джульет Кристиан-Смит, эксперт по водным ресурсам Союза обеспокоенных ученых.«Кто может быть против прозрачности? К сожалению, ответ — много действительно влиятельных людей ».

Коалиция сельскохозяйственных групп, лоббирующих противодействие закону, включает, в частности, Федерацию фермерских бюро Калифорнии, Западную ассоциацию производителей, Миндальный альянс Калифорнии и Калифорнийскую ассоциацию производителей винограда.

Фермерские группы заявили в заявлении для законодателей, что законопроект будет принимать управленческие решения «из рук местных жителей в критически перегруженных бассейнах».«Они заявили, что законодательство нарушит права собственности, возложит бремя на соискателей разрешений на бурение и увеличит возможность дорогостоящих судебных решений по бассейнам подземных вод.

ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ: Водные регуляторы Калифорнии уделяют больше внимания изменению климата

Другие группы, выступающие против законопроекта в его нынешней форме, включают Лигу городов Калифорнии, Ассоциацию округов штата Калифорния и Представители сельских округов Калифорнии.В апрельском письме сенатору Майку Макгуайру (округ Хилдсбург) они сказали, что SB 252 возложит дополнительную нагрузку на местные агентства.

Ассоциация водохозяйственных агентств Калифорнии, которая представляет более 400 государственных водохозяйственных агентств, также выступила против.

В письме ассоциация сообщила, что «существуют вопросы конфиденциальности, касающиеся публичного раскрытия частной информации о скважинах». Он призвал законодателей дать время, чтобы закон о подземных водах 2014 года заработал должным образом на местном уровне.

Додд утверждал, что нет смысла ждать до 2020 года.

В качестве аргумента в пользу неотложных действий он привел число из недавнего отчета Калифорнийского института государственной политики: почти 2 миллиона акров-футов, или 650 миллиардов галлонов. В отчете говорится, что это средний годовой овердрафт в долине Сан-Хоакин за последние три десятилетия.

Пятилетняя засуха в Калифорнии была самой сильной в современной истории штата. Браун объявил о прекращении чрезвычайной засухи на большей части штата в апреле после одной из самых влажных зим в истории, когда резервуары наполнились и вода разлилась по вершинам плотин от Оровилля до озера Шаста.

Уровень грунтовых вод, однако, упал до рекордно низкого уровня во многих частях Калифорнии. А усилия по восполнению сильно истощенных водоносных горизонтов, которые отступали за десятилетия из-за влажных и засушливых периодов, потребуют гораздо больше времени. Ученые говорят, что усилия государства по управлению грунтовыми водами будут приобретать все большее значение, поскольку изменение климата, по прогнозам, приведет к уменьшению снежного покрова и более экстремальным погодным колебаниям.

Кристиан-Смит сказал, что проблема заключается в том, что в последние годы были пробурены тысячи новых скважин в районах, где водоносные горизонты находятся в упадке, и что разрешения на еще большее количество скважин продолжают выдаваться без какого-либо уведомления общественности.

Если эта тенденция сохранится, сказала она, общинам будет еще труднее привести свои водоносные горизонты в устойчивый баланс к 2040 году, как того требует закон Калифорнии о подземных водах.

«В ближайшие три-пять лет очень важно, — сказала она, — чтобы мы не выкопали яму с грунтовыми водами настолько глубоко, чтобы мы не смогли выбраться из нее в течение 20-летнего периода».

Ян Джеймс пишет о проблемах воды и окружающей среды для The Desert Sun. Электронная почта: [email protected] Twitter: @TDSIanJames

ПРОЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ: Калифорния в овердрафте

ТЕКУЩИЙ: Подпишитесь на информационный бюллетень по энергии и воде от The Desert Sun

Уровень грунтовых вод в Аризоне падает, поскольку крупные корпоративные фермы углубляются в глубину

Огромные просторы пышных зеленых полей множатся в пустыне Аризоны, образуя сельскохозяйственные империи, питаемые миллиардами галлонов грунтовых вод на пересохшем ландшафте.

Уровень грунтовых вод в Аризоне резко падает во многих областях.Проблема особенно остро стоит в нерегулируемых сельских районах, где нет ограничений на откачку. Уровень воды в более чем 2000 скважинах упал более чем на 100 футов с момента их первого бурения. Количество вновь построенных скважин увеличивается, скважины бурятся все глубже и достигают воды на более низких уровнях.

Этот универсал высасывает воду, от которой зависят домовладельцы, в результате чего некоторые из них остаются без колодцев.

Поскольку подземные воды истощаются, Аризона несет постоянные убытки, которые не могут быть возмещены в течение тысяч лет.Эти подземные запасы, заложенные на протяжении тысячелетий, представляют собой единственную воду, на которую многие сельские общины могут рассчитывать , поскольку юго-западная пустыня становится все жарче и суше с изменением климата.

Беспрепятственная откачка наносит ущерб водоносным горизонтам штата в течение многих лет, но, как только эксперты призывают Аризону разработать планы по спасению ее древних подземных вод, откачка ускоряется, и проблемы усугубляются.

Крупные фермерские компании, принадлежащие иностранным инвесторам и иностранным сельскохозяйственным гигантам, пришли в сельскую Аризону и скупили сельхозугодья в районах, где нет ограничений на откачку.

Покупая недвижимость у мелких ферм и домовладельцев, испытывающих трудности, они пробурили скважины глубиной в тысячу футов или более, часто тратя более полумиллиона долларов на каждую скважину для орошения десятков тысяч акров сена, кукурузы, фисташек и других жаждущих культур. в надежде, что вскоре они начнут загребать прибыль.

В нерегулируемых сельских районах, где уровень грунтовых вод падает, домовладельцы и политики призывают государство вмешаться, чтобы остановить бурение скважин или создать новые правила для ограничения откачки.

В этих преимущественно консервативных сообществах, где духом является забота о себе и осторожность с государственным регулированием, видные местные чиновники предлагают ввести мораторий на бурение или создание новых управляемых территорий, где бурение будет ограничено.

Даже городские районы штата, где существуют средства защиты, сталкиваются с серьезными проблемами. Годы засухи, быстрого роста и сокращения воды в реке Колорадо увеличивают нагрузку на грунтовые воды в районах, подпадающих под действие государственного регулирования.

В ходе беспрецедентного исследования подземных вод штата компания The Arizona Republic проанализировала данные об уровне воды для более чем 33 000 скважин по всей Аризоне, включая некоторые записи за более чем 100 лет и почти 250 000 записей о бурении скважин.

Исследование показало, что уровень воды в почти каждая четвертая скважина в программе мониторинга подземных вод Аризоны упала более чем на 100 футов с момента их бурения, что, по мнению ученых и экспертов по водным ресурсам, вероятно, невосполнимо.

Почти половина скважин с пятью или более измерениями в какой-то момент с момента начала ведения учета упала более чем на 50 футов. И это только в ограниченном количестве скважин, владельцы которых согласились на добровольное наблюдение.

В Аризоне не требуются счетчики на колодцах во многих областях, а это означает, что никто точно не знает, сколько воды откачивается.

Абрахам Перес тестирует ирригационную ленту на недавно засаженном поле люцерны на ферме LKH Farming в Урреа недалеко от Вендена.Марк Хенле / Республика

Том Бушатцке, директор Департамента водных ресурсов штата Аризона, сказал, что отсутствие измерений — серьезная дыра в законах Аризоны о грунтовых водах. По его словам, его ведомство предложило владельцам скважин на нерегулируемых территориях обязательную отчетность по водопользованию. Эти данные позволят агентству точно увидеть, сколько воды забирается из водоносных горизонтов.

«Нам нужны данные перекачки», — сказал он.

Многие промышленные фермы расположились в сельской местности, где уже наблюдались самые большие падения уровня воды с течением времени.

Консультант по водным ресурсам из Аризоны Марвин Глотфелти сказал, что трудно определить, насколько корпоративные фермы дополнительно сбросили водоносные горизонты, не создав сложные модели подземных вод, которые могут стоить до 50 000 долларов.

Нэнси Блевинс несет пластиковые бутылки с водой в августе в свой дом недалеко от Виксбурга. Марк Хенле / Республика

«В нашу фирму фермеры приходят и спрашивают нас:« Достаточно ли воды на Х период времени? », — сказал Глотфелти. «И если мы скажем:« Хорошо, воды хватит на 50 лет, и это приведет к падению уровня воды на несколько сотен футов », мы дадим им такой ответ, и они пойдут дальше со своей фермой.»

Эти сельскохозяйственные угодья, которые образуют круговые острова изумрудно-зеленого цвета в пустыне, стремительно истощают водоносные горизонты. Люди, живущие поблизости, все чаще живут в страхе, что их вода может скоро закончиться.

Некоторые колодцы уже высохли, оставив семьи изо всех сил пытаются справиться с расходами.

Колодец Родни Хейса высох в июле, когда его жена, Нэнси Блевинс, мыла посуду. Их насос сгорел, когда уровень воды упал, и двое, которые живут рядом с гигантом Саудовской сенокосной ферме в Виксбурге пришлось искать воду в другом месте.

Они принесли воду, 100 бутылок на один галлон за раз, от подруги, которая одолжила ей кран. они мечтали о том, чтобы снова включить воду хотя бы на несколько часов в день.

«По крайней мере, мы могли бы принять душ, не заходя к друзьям или на стоянки грузовиков, или, знаете ли, не обливая друг друга водой», — сказал он.

В ноябре им наконец удалось купить новый насос, и в их доме снова появилась вода. Но неизвестно, как долго это может продлиться.

Регионы, где откачка воды не ограничена — от округов Мохаве и Ла-Пас на западе до округа Кочиз на юго-востоке — стали горячими точками, где подземные воды быстро истощаются.

В то время как уровень грунтовых вод падает год за годом, политическая система кажется парализованной и неспособной ограничить откачку воды или помочь жителям, которые обременены расходами.

Таким образом, статус-кво остается на месте: крупные фермы продолжают откачивать огромное количество воды. Домовладельцы продолжают нести расходы. И этот незаменимый запас воды продолжает сокращаться.

Наибольшее падение уровня грунтовых вод произошло за десятилетия в долинах, где фермы использовали водоносные горизонты в течение 70 или более лет.

Некоторые районы штата упали настолько сильно, что вода, вероятно, не восстановится естественным образом в течение нашей жизни. В долине Макмаллен, окружающей Саломею и Венден в пустыне примерно в 40 милях к северо-востоку от Кварцсита, с 1950-х годов средний уровень воды в контролируемых государством скважинах упал на 184 фута. Средняя скважина в бассейне Хила-Бенд опустилась на 162 фута.

В округе Пинал, в бассейне Марикопа-Стэнфилд вокруг Марикопы, количество контролируемых скважин снизилось на 125 футов с 1950-х годов.В районе Виксбурга, где пять лет назад открылось предприятие по выращиванию сена в Саудовской Аравии площадью 10 000 акров для отправки сена домой, с 50-х годов средний уровень воды упал на 120 футов.

В «зонах активного управления», которые были созданы на основании знаменательного Закона Аризоны об управлении подземными водами в 1980 году, средний уровень воды прекратил падать и несколько восстановился после того, как вода из реки Колорадо была доставлена ​​по каналу в 1980-х и 1990-х годах.

Но в сельских районах этого не произошло. В соответствии с нормативными требованиями, средний уровень воды во всех контролируемых скважинах в штате за последние годы снизился и угрожает превзойти рекордные минимумы, достигнутые в середине 1980-х годов.

По оценкам государственных чиновников, 40% воды, используемой в Аризоне, составляют подземные воды.

Роберт Гленнон, эксперт по воде и профессор права в Университете Аризоны, сказал, что резкое снижение уровня грунтовых вод вызывает тревогу.

«Это большие числа, и они, вероятно, необратимы», — сказал Гленнон. «Падение с высоты 50 или 100 футов — это большое падение. И из-за этого для всех становится намного дороже использовать имеющуюся воду».

В нерегулируемых сельских районах штата чрезмерное использование воды ухудшается.Крупные коммерческие фермы наращивают объемы, бурят скважины и перекачивают миллиарды галлонов из напряженных водоносных горизонтов каждый год.

«Они идут туда, где нет никаких правил, потому что они могут просто высосать из воды черт возьми и уйти», — сказал Гленнон.

С падением уровня грунтовых вод, государственные отчеты о бурении показывают, что бурятся все больше и больше скважин, и они бурятся все глубже. Скважины в перенапряженном бассейне Уиллкокс в 2018 году были пробурены в среднем на 358 футов глубже, чем в 2010 году.Неподалеку в Сан-Симоне колодцы были на 211 футов глубже.

В бассейне Веллтон-Могавк, который пересекает межштатную автомагистраль 8 на пути к Юме, средняя скважина была пробурена на 741 фут глубже в 2018 году, чем в 2010 году. В долине Хуалапай около Кингмана, где крупные корпоративные фермы стимулировали призывы к регулированию, скважины были пробурены в среднем на 280 футов глубже, чем восемь лет назад.

Не существует государственных или национальных стандартов, определяющих, насколько большой перепад в скважине является проблематичным. Единственный стандарт, который есть в Аризоне для колодцев, — это правило внутри управляемых территорий, согласно которому колодец не может быть построен, если за пять лет из него упадет соседний колодец более чем на 10 футов.Применение этого стандарта ко всем контролируемым скважинам по всему штату показывает, что 20 процентов скважин упали больше, чем это было, по крайней мере, за один пятилетний период.

Во многих областях есть только приблизительные оценки того, сколько извлекаемой пресной воды остается под землей, и неясно, сколько еще может продолжаться перекачка до тех пор, пока водоносные горизонты не приблизятся к точке, где оставшаяся вода будет слишком глубокой для экономичной откачки.

«Меня действительно беспокоит будущее», — сказал Джей Фамиглиетти, руководитель Глобального института водной безопасности при Университете Саскачевана.«Как долго это может продолжаться до того, как в случае с Аризоной вода исчезнет?»

Фамиглиетти, бывший ученый НАСА, использовал измерения со спутников для изучения подземных вод во всем мире и обнаружил, что многие крупные водоносные горизонты мира сокращаются.

Уровни грунтовых вод падают во многих районах Соединенных Штатов, и эта проблема особенно остро стоит в сельскохозяйственных районах Запада, от плодородных ореховых и фруктовых садов в Центральной долине Калифорнии до кукурузных полей на вершине водоносного горизонта Огаллала на высоком уровне. Равнины.

Падение уровня воды в нерегулируемых частях Аризоны соответствует аналогичному снижению в других западных штатах. Но данные штата по водоснабжению показывают, что проблема усугубляется с приходом промышленных ферм и инвесторов.

И люди, живущие рядом с расширяющимися сельскохозяйственными угодьями, платят высокую цену.

Родни Хейс стоит у своего колодца в своем доме недалеко от Виксбурга. Насос вышел из строя в июле, когда упал уровень воды. Марк Хенле / Республика

Для компаний, выращивающих такие культуры, как люцерна и кукуруза, Аризона предлагает экономичные земли, солнечный климат с несколькими вегетационными сезонами и дешевую легкодоступную воду из колодцев.Поскольку эти фермы перекачивают больше воды, коллективные расходы перекладываются на соседей и домовладельцев. В то время как уровень грунтовых вод под их домами снижается, колодцы пересыхают.

Несколько лет назад, когда фермы люцерны расширились до девственной пустыни и залежных земель вокруг города Саломея, колодец Мэри Гудман внезапно пересох.

Гудман, 71-летняя медсестра на пенсии, и ее муж Билл, механик на пенсии, потратили 16 000 долларов из своих пенсионных денег на бурение новой скважины глубиной 680 футов.Теперь они беспокоятся о том, как долго продержится вода.

Мэри Гудман, медсестра на пенсии из Саломеи, которая опасается, что промышленные скважины, пробуренные рядом с ее сельским домом, могут поставить под угрозу водоснабжение ее собственности.

Я не думаю, что меня следует заставлять продавать свой дом только для того, чтобы чувствовать себя в безопасности. Но я не чувствую себя в безопасности.

«Половина меня чувствует, что мы должны просто продать сейчас, если мы сможем получить хорошую цену, и убираться отсюда, пока у нас не закончилась вода», — сказал Гудман. «Другая половина говорит:« Тебе здесь нравится ». Вы работали 20 лет, чтобы построить это место.«Так что я не думаю, что меня нужно заставлять продавать свой дом, чтобы чувствовать себя в безопасности. Но я не чувствую себя в безопасности ».

Рядом с домом Гудманов, где есть две грунтовые взлетно-посадочные полосы для авиационного хобби Билла, рядом с шоссе 60 были пробурены новые промышленные скважины. Гудман сказал, что откачка в долине Макмаллен постепенно разрушает их скважину.

«Единственная утешительная мысль: когда он высохнет, мы, вероятно, умрем — если это утешит», — сказала она.

Она сказала, что это расстраивает и страшно видеть, как место, где она планировала прожить остаток своей жизни, выливается из воды, и никто ничего не делает с этим.

«Я думаю, что это выглядит очень мрачно, если что-то не будет сделано для защиты воды в этом районе», — сказал Гудман. «Должны быть приняты некоторые законы для защиты воды».

В ее городе и в других частях штата растет количество призывов к регулированию. Люди требовали от политиков и чиновников водного сектора принять меры для защиты грунтовых вод до того, как они исчезнут.

ИМЕЕТСЯ ОТКАЗЫВАЮЩИЙСЯ ИЛИ СУХОЙ СКВАЖИН? Мы хотим услышать от вас

Более чем в 50 милях к югу от дома Гудмана, в отдаленной пустыне, на границе графства Марикопа-Юма, город-призрак стоит как напоминание о потенциальных последствиях неконтролируемой откачки грунтовых вод.

Заброшенный отель с заколоченными окнами расположен у подножия скалистого холма. Когда-то это был популярный курорт с горячими источниками, оазис для путешественников, где можно остановиться и отдохнуть.

История горячего источника Агуа Калиенте началась задолго до того, как Аризона стала штатом, сказал Мэтт Бишофф, историк, изучавший эту местность.

Мертвые деревья мескитового дерева растут вдоль старой дороги Агуа Калиенте недалеко от Хайдера, где несколько десятилетий назад иссяк горячий источник. Марк Хенле / Республика

Испанская миссия была построена здесь в 1774 году, а в 1800-х годах источники стали курортом для людей, путешествующих на лошадях и дилижансах по тропе, которая шла вдоль реки Хила.

В 1860-х годах известный писатель Джон Росс Браун написал о своем визите в книге «Приключения в стране апачей». Он писал: «Изобилие водных потоков … На следующее утро мы приняли чудесную ванну в источниках, которая полностью подготовила нас после праха и песка путешествия».

По словам Бишоффа, отель с 22 номерами был построен рядом с горячими источниками в 1897 году. Во время Второй мировой войны войска тренировались поблизости в Кэмп-Хайдер и плавали в источниках.

Теперь, если вы поедете по Олд-Агуа-Калиенте-роуд в Хайдере, вы увидите таблички «Вход воспрещен» на закрытой ставнями гостинице.Рядом с ним на солнце трескаются и разлагаются остатки деревянных построек.

Дорога возле города-призрака Агуа-Кальенте усажена мертвыми мескитовыми деревьями. Их корни больше не доходят до воды, а их ветви превратились в хрупкие угольно-серые скелеты.

Отель был закрыт после войны, когда завершение строительства шоссе позволило водителям объезжать Агуа Калиенте. Но, по словам Бишофф, грунтовые воды с ферм снизили уровень грунтовых вод и осушили источники.

«Избыточный насос — это то, что полностью убило его», — сказал Бишофф.

Почти 40 лет назад Аризона приняла исторический закон, регулирующий использование грунтовых вод в Фениксе, Тусоне, и населенных, в основном городских районах. Закон оставил остальную часть штата без правил, ограничивающих бурение или откачку.

«За пределами активных зон управления вы можете пробурить скважину любого размера и в любом месте, где вы хотите, и качать столько, сколько захотите», — сказала Кэтлин Феррис, бывший директор Департамента водных ресурсов, которая помогла проекту . Закон об управлении подземными водами.

Но с тех пор, как был утвержден закон о подземных водах, было добавлено только одно дополнение к регулируемым территориям, и это расширение произошло в 1981 году. Пять недавних попыток ограничить откачку подземных вод в трех разных округах — Кочизе, Ла-Пасе и Мохаве — потерпели неудачу.

Департамент водных ресурсов Аризоны мало что может сделать в соответствии с законом для ограничения откачки грунтовых вод.

«Таким образом, единственное, что они могут делать за пределами (управляемых территорий), — это требовать, чтобы скважины бурились в соответствии со стандартами строительства скважин лицензированным бурильщиком, и чтобы они были зарегистрированы в департаменте», — сказал Феррис. Сейчас он старший научный сотрудник Центра водной политики Кайла при Университете штата Аризона.

Билл Райан из компании Yellow Jacket Drilling управляет буровой установкой недалеко от Кингмана, выкапывая 1300-футовую скважину для добычи Peacock Nuts. Марк Хенле / Республика

Департамент водных ресурсов также может создавать новые управляемые районы штата, либо объявив сам район, либо создав его, если петиции подпишут достаточное количество землевладельцев. Но три недавних попытки создать новые управляемые районы, одна в Сан-Симоне около Уиллкокса и две попытки, запрошенные лидерами округа Мохаве, были отклонены государством.

Должностные лица штата заявили, что в этих случаях уровень воды снижался недостаточно быстро, чтобы создать новую управляемую территорию, и они не могли принять во внимание потенциальное увеличение откачки в будущем.Директор ADWR Бушатцке постановил, что государству придется подождать, чтобы увидеть еще большее снижение, прежде чем вводить новые правила , которые создадут «зону орошения без расширения», которая заморозит новые орошения.

«Я определенно ограничен законом, я имею право делать только определенные вещи», — сказал Бушатцке. «Мы можем смотреть на сегодняшний и вчерашний день только с точки зрения темпов снижения».

В 2017 году департамент Бушатцке предложил новый закон, который даст агентству возможность прогнозировать доступность воды на десятилетия вперед при принятии решений об ограничении орошения.

Пакет новых правил также предусматривал проведение замеров скважин вне управляемых территорий. Бушатцке сказал, что департамент не может заставить законодателей принять законопроекты.

«Это наша задача, как заручиться достаточной поддержкой среди заинтересованных сторон, чтобы мы могли добиться принятия решения в Законодательном собрании», — сказал он.

Кроме того, призывы к регулированию привели к резкому увеличению объемов бурения скважин вокруг Уилкокса. Количество завершенных скважин увеличилось с 43 в 2010 году до 123 в 2015 году.

Законодатели штата отказались вводить новые правила.

Законодатели отказались поддержать в 2015 году усилия лидеров сообщества в Уиллкоксе по добровольному регулированию, чтобы ограничить там откачку подземных вод, что в конечном итоге провалилось. Запросы на ограничение колодцев на крупных корпоративных фермах в округе Ла-Пас и предотвращение появления новых орошаемых хозяйств в округе Мохаве были удовлетворены Законодательным собранием с выделением 100000 долларов США на создание исследовательских групп для изучения уровней водоносных горизонтов в округе.

Брюс Бэббит, бывший губернатор Аризоны, подписавший в 1980 г. Закон об управлении подземными водами о бесконтрольном использовании подземных вод в сельских районах промышленным сельским хозяйством

Запомните мои слова.Это только начало.

Неясно, сколько колодцев в штате высохло за последние годы, потому что ни государственные чиновники, ни должностные лица округов систематически не отслеживали сообщения о сухих колодцах, хотя и получали регулярные жалобы.

Брюс Бэббит, бывший губернатор, подписавший Закон об управлении подземными водами 1980 года, призывает штат отрегулировать положение с подземными водами в сельских районах и предоставить властям округа ведущую роль. Выступая в октябре, Бэббит сказал, что проблемы в нерегулируемых сельских районах нарастают.

«Мы наблюдаем рост промышленного сельского хозяйства в масштабах, которых мы никогда не видели в этом штате, от хедж-фондов Нью-Йорка, инвесторов из Невады, инвесторов с Ближнего Востока», — сказал Бэббит. «Это промышленное сельское хозяйство — это только начало новой эры интенсивного, беспрецедентного спроса».

Он указал на появление крупных корпоративных ферм в графствах Мохаве, Ла-Пас и Кочиз.

«Отметьте мое слова. Это только начало », — сказал Бэббит.

Фредди Соверо из компании Hoover Drilling Co. заправляет свою буровую установку топливом во время работы на скважине возле Хайдера. Марк Хенле / Республика

Четыре десятилетия назад политическая ситуация была совсем другой. Когда законодательный орган Аризоны принял первый в стране всеобъемлющий закон об управлении подземными водами, произошел настоящий кризис. Постановление Верховного суда Аризоны отменило водные правила штата четыре года назад, и штат столкнулся с угрозой потери воды в рамках Проекта Центральной Аризоны, если ничего не предпримет.

«У нас было руководство в Законодательном собрании, которое считало, что это должно произойти, и был губернатор, который также верил, что это должно произойти», — сказал Феррис.

Губернатор Дуг Дьюси не ответил на неоднократные просьбы прокомментировать проблемы с водой в Аризоне. Совет Дьюси по увеличению, инновациям и охране водных ресурсов имеет комитет по сельским грунтовым водам за пределами регулируемых территорий. Этот комитет возглавляет член палаты представителей Гейл Гриффин, которая, по крайней мере, пять раз за последние четыре года пыталась ослабить правила по грунтовым водам.Она также не ответила на запросы о комментариях.

Феррис сказал, что для реальных перемен сейчас произойдут настоящие изменения, Законодательное собрание должно снова вмешаться. Но если они этого не сделают, парализованная система Аризоны сохранит статус-кво: домовладельцы несут расходы за провал скважин, а крупные фермы продолжают откачивать воду без ограничений.

«К сожалению, люди, которые контролируют статус-кво, не хотят его менять», — сказал Феррис.

В пыльных полях у высохшего русла реки Хила в Хайдере, недалеко от города-призрака Агуа Калиенте, буровые установки роют глубоко в земле.

Компании покупают землю для сдачи в аренду сенокосам и закладывают новые колодцы глубиной более 1500 футов, создавая следующий сельскохозяйственный рубеж для промышленных ферм в Аризоне.

Марк Скоузен управляет семейной фермой во втором поколении недалеко от заброшенного горячего источника в Хайдере. Когда его отец купил землю и пробурил скважину в 1957 году, вода хлынула из-под земли. В то время горячий источник Агуа Кальенте все еще продолжал свое существование.

В начале 1960-х годов, когда Скузен был мальчиком, другой фермер пробурил скважины на ферме недалеко от горячего источника.Когда начали откачивать, вода перестала вытекать из земли, и горячий источник умер.

«С тех пор уровень грунтовых вод стабильно снижается, — сказал Скоузен.

Некоторые из его колодцев больше не производят достаточно воды, и ему пришлось уменьшить количество обрабатываемых акров.

Марк Скоузен управляет семейной фермой в Хайдере с 1980 года. Он выращивает бермудские травы и овес, которыми скармливают лошадям и крупному рогатому скоту. Уровень грунтовых вод снижается. Марк Скоузен управляет семейной фермой в Хайдере с 1980 года.Он выращивает бермудскую траву и овес, которыми скармливают лошадям и крупному рогатому скоту. Уровень грунтовых вод снижается. Марк Скоузен управляет семейной фермой в Хайдере с 1980 года. Он выращивает бермудскую траву и овес, которыми скармливают лошадям и крупному рогатому скоту. Уровень грунтовых вод снижается. Марк Хенле / Республика

В долгосрочной перспективе потери воды во многих сельских общинах могут стать необратимыми. Большая часть грунтовых вод, поступающих на сельскохозяйственные угодья, скопилась под землей тысячи лет назад. По мере откачки водоносные горизонты подвергаются углублению, которое дожди не будут восстанавливать в ближайшие столетия.

В некоторых районах штата водоносные горизонты пополнились годами «накапливания» импортированной воды из реки Колорадо, и там уровень грунтовых вод повысился.

Но даже в «районах активного управления» вокруг Феникса, Тусона и округа Пинал, где водоносные горизонты извлекли выгоду из десятилетий регулирования, в некоторых областях все еще наблюдался значительный спад. Более чем в половине суббассейнов на управляемых территориях средний уровень воды снизился с 1980-х годов даже с ограничениями на откачку грунтовых вод и дополнительную воду CAP.

Аризона столкнется с первым в истории обязательным сокращением воды в реке Колорадо в следующем году в соответствии с соглашением, которое сократит количество воды, доступной для пополнения водоносных горизонтов в городских районах. А в долгосрочной перспективе, учитывая, что изменение климата, согласно прогнозам, вызовет растущую нагрузку на водоснабжение из рек, Феникс и другие города планируют потенциально перекачивать больше грунтовых вод.

Подземные воды также питают ручьи и реки в пустыне, и десятилетия интенсивной откачки воды привели к уменьшению их стока.Будущее остальных рек, от Сан-Педро до Верде, висит на волоске.

Избыточный насос также может привести к увеличению затрат.

На более глубоких уровнях грунтовые воды могут содержать более высокие уровни загрязнителей, что может потребовать дорогостоящей очистки. И чем глубже опускается уровень грунтовых вод, тем больше возрастают затраты энергии на откачку воды.

Если ничего не изменится, сказал Феррис, «либо грунтовые воды заканчиваются, либо их перекачивать становится слишком дорого, либо их качество таково, что их слишком дорого обрабатывать для использования.”

Охрана окружающей среды на сайте azcentral.com и в Республике Аризона поддерживается за счет гранта Благотворительного фонда Нины Мейсон Пуллиам. Следите за новостями группы по экологической отчетности The Republic на сайте environment.azcentral.com и @azcenvironment в Facebook, Twitter и Instagram.

THE REPUBLIC TEAM

• Отчетность: Ян Джеймс и Роб О’Делл
• Анализ данных: Роб О’Делл
• Фотография и видео: Марк Хенле
• Аэровидео: Майкл Чоу и Томас Хоторн
• Цифровая графика: Джон Пол МакДоннал, Митчелл Торсон, Хавьер Заррачина, Шон Салливан и Гарретт Митчелл
• Цифровой дизайн: Лия Тринидад и Спенсер Холладей
• Социальные сети: Даниэль Вудворд иКим Буй
• Редактирование: Шон Маккиннон и Джош Сусонг
• Ответственный редактор, Республика Аризона: Грег Бертон

Вода, перекачиваемая из колодцев, течет по каналам на ферме в Саломее, управляемой LKH Farming. Mark Henle / The Republic

Опубликовано 19:58 UTC 5 декабря 2019 г. Обновлено 17:56 UTC 27 декабря 2019 г.

Бурение скважин — обзор

6.1 Введение

Бурение нефтяных, газовых и эксплуатационных скважин с использованием установок для демпфирования и гидравлического ремонта (HWO), сконфигурированных для бурения, часто не рассматривается как реальный вариант при выборе буровой установки.Многие операторы считают, что единственное оборудование, способное экономно бурлить скважину, должно иметь вышку, коронку и талевые блоки; поворотный стол или верхний привод; и массивные насосы с огромными системами бурового раствора. Сама идея бурения с помощью гидравлического домкрата или ГНКТ кажется им бессмысленной. Частично это понятие исходит из прошлой истории и опыта в сочетании с последними семью словами любой компании: «Мы никогда не делали этого раньше».

Дело в том, что использование гидравлической установки для бурения — это реальный, проверенный метод, который можно использовать во многих областях.В некоторых ситуациях этот тип бурения более экономичен, чем обычное буровое бурение. Выбор буровой установки и процедуры бурения необходимо оценивать в каждом конкретном случае с точки зрения безопасности, механических, гидравлических и экономических аспектов. Обычное бурение всей или части скважины может потребоваться из-за размера и ограничений подъема гидравлических агрегатов. Не существует единой «лучшей» буровой установки или системы бурения для всех видов бурения.

В некоторых ситуациях комбинация двух типов буровой установки может обеспечить лучшую альтернативу.Например, при использовании бурения на депрессии (UBD) или бурения с регулируемым давлением (MPD), демпфирующее устройство должно использоваться в какой-то момент, когда колонна становится легкой для трубы, точка, в которой сила выталкивания, оказываемая давлением скважины на колонну, превышает поддерживаемый вес трубы, остающейся в отверстии. Гидравлическую установку также можно использовать для бурения ствола скважины УБД или МНД. Этот процесс известен как «бурение на депрессии» (непрерывное бурение на депрессии с использованием демпфера для контроля давления на поверхности при продвижении долота).

Истинный непрерывный UBD или MPD возможен только при использовании компенсирующего устройства или блока CT для части работы. Если используется обычная буровая установка или установка HWO, единственный способ ввести легкую для трубы часть колонны в скважину и выйти из нее без возможности демпфирования — это временно заглушить скважину. Это может привести к проблемам с восстановлением депрессии после возобновления бурения. Это также может свести на нет положительные преимущества бурения скважины на депрессии или с использованием методов MPD. Курсовое бурение может быть намного лучше подходящим для этой задачи, чем обычные буровые установки или установки HWO, особенно при бурении боковых стволов или зарезке боковых стволов через частично истощенные интервалы.Требуемый перевес может привести к повреждению пласта до такой степени, что скорость добычи или закачки будет постоянно подавлена. Если необходимо использовать демпфер, чтобы избежать проблем с временным перевесом, почему бы не использовать его и для бурения скважины?

Процесс изготовления скважины включает в себя выбор лучшей установки для каждого сегмента скважины. Например, бурение поверхностных и промежуточных участков ствола скважины может быть лучше всего выполнено с помощью обычной буровой установки, которая может работать с инструментами большого диаметра и тяжелыми обсадными колоннами.Тогда, в зависимости от экономики, ожидаемых давлений и выбора методов UBD или MPD, демпфирующий блок или блок CT может быть лучшим выбором буровой установки для оставшихся сегментов ствола скважины. Удерживание большой обычной буровой установки над скважиной только потому, что она уже там, может быть не лучшим способом бурения скважин меньшего диаметра и завершения скважины, даже несмотря на то, что это могло быть традиционной схемой для оператора.

Перед тем, как сделать окончательный выбор буровой установки, необходимо оценить способность гидроагрегата к бурению вместе со сравнением преимуществ и недостатков для каждого типа буровой установки и сегмента ствола скважины.

Бурение более глубоких скважин — это временное решение проблем с грунтовыми водами в США

Поскольку воспоминания о самой влажной весне в США все еще свежи, кажется странным слышать, что во многих частях страны запасы грунтовых вод — воды, хранящейся под нашими ногами, в скалах и отложениях — ниже, чем обычно. Сюда входят места с влажным климатом, такие как южная Джорджия, прибрежный Мэриленд и Кливленд.

Как это возможно? Хотя грунтовые и поверхностные воды взаимодействуют между собой, они различаются ключевыми способами, включая процессы, посредством которых дожди и таяние снега пополняют их.Поскольку подземные воды обеспечивают питьевой водой более 120 миллионов американцев, обеспечивают почти половину всей воды, используемой для орошения и используются для промышленных целей, таких как производство энергии, они являются критически важным ресурсом.

До недавнего времени никто не наносил на карту местоположения скважин с грунтовыми водами и не имел информации о них по всей стране. Мы инженер по водным ресурсам, прошедший подготовку в области водного права, а также специалист по воде и аналитик больших данных. В недавно опубликованном исследовании мы составили первую карту скважин с грунтовыми водами в Соединенных Штатах и ​​показали, что скважины с грунтовыми водами бурятся глубже, чем когда-либо.Хотя это кажется логичным ответом на нехватку пригодных для использования запасов воды, мы рассматриваем более глубокое бурение как пластырь, который не может продолжаться вечно.

Подземных вод может быть мало в местах, где много воды на поверхности, в зависимости от того, как быстро люди ее откачивают.

Зачем наносить на карту скважины с подземными водами?

Наша карта колодцев показывает, насколько важны грунтовые воды для жизнеобеспечения США. От прибрежной Калифорнии до оконечности Лонг-Айленда и от полузасушливых равнин на востоке штата Вашингтон до влажных Флорида-Кис люди полагаются на грунтовые воды для всех видов повседневной деятельности.

По мере усиления изменения климата грунтовые воды, вероятно, станут еще более важными, поскольку они, как правило, более устойчивы к колебаниям климата, чем речные потоки. Но в отличие от рек и плотин, дамб и водосбросов, которые люди построили, чтобы контролировать их, грунтовые воды скрыты. Колодцы с грунтовыми водами небольшие, широко распространены и часто не видны.

Наша цель состояла в том, чтобы сделать этот невидимый ресурс видимым, нанеся на карту места, где американцы откачивают грунтовые воды из колодцев. Подземные воды — это ограниченный ресурс.В нашем предыдущем исследовании с Грантом Фергюсоном и Дженнифер Макинтош мы подчеркнули, что лишь ограниченная часть грунтовых вод достаточно свежа для питья и орошения.

Чтобы поместить эту раннюю работу в контекст, мы хотели нанести на карту количество скважин с грунтовыми водами по всей стране. Чего мы не ожидали, так это того, что на это у нас уйдет больше четырех лет.

Перекачка грунтовых вод из более глубоких слоев вызывает оседание земель в калифорнийской долине Сан-Хоакин.

Труд любви и любопытства

В США использование подземных вод регулируется в основном на уровне штатов. Многие штаты не требуют измерения, мониторинга или отчетности подземных вод, поэтому у них ограниченная информация об использовании подземных вод.

Не существует национального стандарта или требования для сбора информации о скважинах с грунтовыми водами, и несколько штатов либо не собирают данные о скважинах, либо не делают их общедоступными. Когда данные собираются, они могут обрабатываться агентством в масштабе штата или округом или региональными агентствами.

В результате информация о скважинах подземных вод в США разбросана по более чем 60 различным базам данных, каждая из которых имеет свои категории интересов и каждая с разным уровнем полноты. Мы работали со всеми этими агентствами, чтобы понять, какой информацией они располагают и ограничениями их данных.

Глубина скважин подземных вод по всей стране. Перроне и Ясечко, 2019, CC BY-ND

Мы получили широкий спектр ответов от различных агентств, которые, на наш взгляд, указывают на потребность в общенациональном стандарте и базе данных для отчетности о строительстве скважин.Каждое агентство, из которого мы собирали данные, обладало огромным объемом знаний о местных ресурсах подземных вод, но не всю эту информацию сравнивали с другими областями.

Мы объединили эту информацию, чтобы создать полную картину скважин подземных вод, выходящих за пределы юрисдикции. Наш анализ показывает, что в период с 1975 по 2015 год наблюдалась тенденция к бурению все более глубоких скважин в 70% проанализированных нами территорий по всей стране. Поскольку мы использовали местную информацию, мы можем увеличить и изучить любой интересующий регион.Например, мы обнаружили более глубокое строительство скважин с течением времени в 80% районов в бассейне реки Колорадо, что выше, чем в среднем по стране.

Зачем сверлить глубже?

Более глубокое бурение является доминирующей тенденцией в строительстве скважин на подземные воды в США. Перроне и Ясечко 2019, CC BY-ND

Есть много причин, по которым люди могут бурить все более глубокие скважины, и все они не предполагают гибели и уныния. Например, более глубокие скважины могут быть результатом усовершенствованных технологий скважин и насосов; открытие более глубоких запасов пресных подземных вод; разные требования к разрешениям для более мелких и более глубоких подземных вод; недостаточный выход воды в некоторых слоях; или плохое качество воды на меньшей глубине.

Тем не менее, мы не рассматриваем более глубокое бурение как устойчивый путь вперед. В некоторых местах это непрактично, потому что скважины, пробуренные в более глубокие породы, не могут перекачивать воду с достаточно высокой скоростью. Более того, глубокие грунтовые воды часто более соленые, чем большая часть вышележащих грунтовых вод. В этих местах более глубокое бурение может привести к откачке соленой воды.

Профессора UCSB Скотт Ясечко и Дебра Перроне перед оборудованием для бурения скважин с грунтовыми водами в Карпентерии, Калифорния.CC BY-ND

Даже если хорошие грунтовые воды доступны на более глубоких уровнях, доступ к ним может оказаться недоступным. Типичная бытовая скважина с грунтовыми водами в центральной Калифорнии стоит десятки тысяч долларов, а типичная сельскохозяйственная скважина стоит сотни тысяч долларов.

Мы пришли к выводу, что улучшение управления подземными водами и защита качества наших глубоководных грунтовых вод будут приобретать все большее значение, если скважины будут продолжать бурение более глубоких. Наша карта американских колодцев показывает, насколько важны грунтовые воды для домашних хозяйств, ферм и промышленных предприятий от засушливого запада до влажного востока.Защита от загрязнения и чрезмерного использования поможет обеспечить будущим поколениям доступ к надежным и высококачественным ресурсам подземных вод.

.