Абиссинская скважина: плюсы решения, схема, методика бурения, выбор оборудования

Водоснабжение загородных домов и дач остается серьезной проблемой: тянуть трубу от магистрали, если таковая еще окажется в пределах доступности, сложно и дорого. Копать колодец? Нужно вынуть никак не меньше 10 кубов грунта, и не снять с поверхности, а поднять из глубины. И еще нужно разрешение, добиться которого совсем не просто; вдобавок – при нынешней экологии питьевую воду наверняка даст только двухшатровый колодец, довольно сложный по устройству. Но некоторое время тому назад Россия переоткрыла: можно забить абиссинский колодец своими руками. Это решает сразу все проблемы с водой, и настолько эффективно, что некоторым просто не верится.
Немного истории
В эпоху колониальных войн, во время абиссинской операции (1867-68 гг; ныне Абиссиния – Эфиопия) англичане в массовом порядке применили для водоснабжения войск буровой снаряд Нортона (см. рис. внизу). Это позволило колонизаторам продвинуться вглубь пустыни и оттеснить отряды аборигенов в места абсолютно безводные, что и определило исход кампании. Слух об «абиссинских колодцах» прошел по всему миру, и даже сами англичане перестали называть его нортоновским.

Примечания:

1. Авторство Нортона на его бур оспаривал немец Шитц, также известный горный инженер. Успеха не добился, но в литературе можно найти указания, будто абиссинский колодец забивают буровым снарядом Шитца. Это неверно; снаряд Шитца используется в профессиональном бурении для других целей.
2. К рисунку (внизу): при самостоятельном изготовлении в фильтр превращают первую буровую штангу, насверлив в ней отверстий 5-10 мм. Наконечник-копье может быть кованым или сварным, но обязательно шире штанги на 20-60 мм. Чем шире копье, тем медленнее проходка, но легче извлечь застрявший бур. Клапан необходим при вершинном всасывающем насосе для исключения потери вакуума. В скважине с погружным насосом клапан не нужен.

Буровой снаряд Нортона

Лет через 20 абиссинский колодец был испытан в России. В Царском Селе неквалифицированными рабочими наугад было забито 5 скважин; 3 из них дали питьевую воду по 1-1,5 ведра в минуту. Водоносный пласт был достигнут на глубине от 2 до 5 сажень (4-10 м). Скорость проходки составила от 3 до 5 футов за 5 минут. Два раза бур застревал в известняке, на его извлечение каждый раз требовалось около получаса.
По отзывам наших современников, достоинства абиссинского колодца от изменения условий жизни ничуть не ухудшились. При подготовке данной работы было изучено около 3000 отзывов. Анонимных, явно клеветнических и пасквильных обнаружено было не более 10; адекватная же реакция единодушна: рытье обычного колодца оправдано только в одном случае – там, где по геологическим особенностям невозможен абиссинский колодец! Дело в том, что дебит колодца зависит в основном от насыщенности пласта водой, его проницаемости и внутреннего напора в пласте, а от диаметра колодца почти не зависит.
Чем он хорош?
Достоинства абиссинского колодца столь высоки, что просто перечислить их мало, нужно описать подробнее.
Дешевизна
Цена абиссинского колодца под ключ в средней полосе не превышает 25 000 руб. (при средней в 14 000 руб.), плюс водоподъемное оборудование обойдется где-то в 5000-9000. Одно лишь рытье обычного шахтного колодца выйдет не менее чем в 35 000-40 000 руб, а на устройство двойного шатра с навершием придется выложить как минимум еще столько же.

Примечание: двойной шатер – это не будка над колодцем, она навершие, сруб. Двойной шатер – это тип водозаборного устройства, он в самом низу колодца.

При самостоятельной забивке абиссинского колодца новые специальные материалы и оборудование обойдутся примерно в 8000-10 000 руб. Абиссинская скважина не требовательна к их качеству, и все для нее необходимое можно сделать самому из подручного металлохлама бесплатно. Но уж наломаться в таком случае придется, и некоторых непредвиденных расходов не избежать: аппетит от бурения возбуждается зверский, а когда манерка, наконец-то, булькнет (см. ниже) даже непьющему хочется жахнуть стаканчик. Не воды.
Скорость и простота проходки
Для проходки скважины-иглы не нужна буровая вышка, можно обойтись даже без треноги. Не нужен и привод для бура, буровой раствор, и шурф под проходку не нужно забивать.
Глубина залегания водоносных пластов в средней полосе РФ колеблется от 2 до 15 м. Каких-либо высокопрофессиональных тонкостей для ударно-канатного бурения знать не нужно, и два крепких мужика в 95% случаев добуриваются до воды за день, а то и за два часа.

Если бур застрял или скважина оказалась пустой, извлечь буровую колонну со снарядом также несложно – ее просто выдирают из земли автомобильным домкратом, уперев его в подбабок, см. ниже. Иногда, в напичканном валунами моренном грунте, колонну приходится обстукивать с разных сторон кувалдой, пока не расшатается.
Экологичность
Правильно забитая скважина на песок (также ниже, соотв. раздел) вследствие отсутствия обсадной трубы исключает проникновение верховодок (талых и паводковых вод) к водозабору. В окрестностях мегаполиса из абиссинского колодца вполне реально получить воду, по качеству не уступающую артезианской.
Санитария
По той же причине абиссинский колодец менее требователен к санитарным условиям на поверхности. Его можно забить прямо из подвала дома! В таком случае работа еще упрощается и удешевляется: зимой колодец никак не может замерзнуть, так что приямок делать не нужно.
Долговечность
Многие из забитых англичанами в Абиссинии колодцев исправно дают воду по сей день без какого-либо ухода. Срок службы абиссинского колодца в 30 лет – далеко не предел. Фактически, абиссинский колодец дает воду до тех пор, пока она есть в пласте.
И самое-самое главное
Для устройства абиссинского колодца не нужно АБСОЛЮТНО НИКАКИХ разрешений, регистраций, лицензий и т.п. Именно так, как вы прочитали, зрение вас не обманывает.
Закон о недрах РФ совершенно однозначен: граждане на своей земле имеют право добычи полезных ископаемых открытым способом с глубины до 5 м и ПРОХОДКИ СКВАЖИН НА ВОДУ ДО ПЕРВОГО ВОДОНОСНОГО ПЛАСТА, т.е. не артезианских. Хотите – верьте, хотите – проверьте, но в России все-таки можно сделать что-то нужное и полезное без разрешений-оформлений-инстанций.

Примечание: но забивать абиссинский колодец без опаски можно только в РФ. В большинстве бывших союзных республик он также не запрещен, однако в НАЛОГОВОМ законодательстве тихонько прописан налог на пользование природными ресурсами. На Украине, к примеру, даже за ветер берут, если ветряк на хозяйстве увидят. И за колодец платить придется регулярно, пока колонна со снарядом не извлечена, скважина не затампонирована по всем правилам, и ее вывод из эксплуатации не оформлен документально надлежащим образом.

Что он такое?
Абиссинский колодец – не что иное, как скважина-игла, т.е. буровая колонна просто в земле, без обсадной трубы. Проходят скважину-иглу способом ударного бурения. В профессиональном бурении такие скважины забивают крайне редко, т.к. с более-менее значительной глубины извлечь штангу со снарядом невозможно, а глубина проходки не превышает нескольких десятков метров.

Устройство абиссинского колодца и схема бурения

Однако при бурении до первого водоносного пласта (геологи и горняки говорят – «скважина на песок») скважина-игла бьет все рекорды по простоте, дешевизне и эффективности. Поэтому в профессиональной речи скважина-игла и абиссинская скважина стали синонимами. Можно встретить еще выражения «трубчатый колодец», «забивной колодец»; это все та же абиссинская скважина на песок, точнее – на первую воду.
Как он устроен?
Устройство абиссинского колодца очень просто, см. рис справа. Обозначения:

Как бурить?
Бурение на песок возможно как разведочное, так и уверенное. В первом случае имеет смысл приобрести заводского изготовления комплект оборудования, это 6000-8000 руб, см. рис. справа ниже. Смысл в том, что бур с колонной могут быть извлечены из скважины и использованы многократно. Оказалась скважина пустой – пробуем в другом месте.
Если же, допустим, на соседнем участке метрах в 20-50 уже есть действующий колодец, то для одноразовой проходки оборудование можно изготовить самому из подручных средств. Основные его особенности будут описаны далее.

Устройство абиссинского колодца и схема бурения

Однако при бурении до первого водоносного пласта (геологи и горняки говорят – «скважина на песок») скважина-игла бьет все рекорды по простоте, дешевизне и эффективности. Поэтому в профессиональной речи скважина-игла и абиссинская скважина стали синонимами. Можно встретить еще выражения «трубчатый колодец», «забивной колодец»; это все та же абиссинская скважина на песок, точнее – на первую воду.
Как он устроен?
Устройство абиссинского колодца очень просто, см. рис справа. Обозначения:

Как бурить?
Бурение на песок возможно как разведочное, так и уверенное. В первом случае имеет смысл приобрести заводского изготовления комплект оборудования, это 6000-8000 руб, см. рис. справа ниже. Смысл в том, что бур с колонной могут быть извлечены из скважины и использованы многократно. Оказалась скважина пустой – пробуем в другом месте.
Если же, допустим, на соседнем участке метрах в 20-50 уже есть действующий колодец, то для одноразовой проходки оборудование можно изготовить самому из подручных средств. Основные его особенности будут описаны далее.

Бурение абиссинского колодца с треноги

Собственно же ударно-канатное бурение буром Нортона тяжеловато, но элементарно просто:

Чем бурить?
Как уже указано, комплект оборудования для проходки скважины-иглы можно сделать самому, лишь бы на хозяйстве нашлось полтора десятка метров труб калибром не менее 80 мм, если предполагается использовать погружной насос. Калибр бытовых погружных насосов не бывает менее 76 мм (3 дюйма).
Если есть уверенность, что воду нужно поднимать не более чем на 7 м (см. далее), можно поставить вершинный вакуумный насос. Тогда можно обойтись любыми трубами, лишь бы не погнулись при проходке.

Правильная установка самодельных буровых штанг

Об устройстве бурового снаряда также сказано выше, поэтому остановимся на буровой колонне и составляющих ее буровых штангах. Здесь и далее для краткости и ясности, когда речь пойдет о диаметре трубы, имеется в виду ее наружный диаметр. Если же говорится о калибре трубы, то подразумевается ее диаметр внутренний. Но для опускаемых в трубу устройств калибром будет их наружный диаметр.
В профессиональном бурении, и в заводских комплектах штанги соединяются специальными муфтами, допускающими сборку-разборку колонны. Для одноразовой проходки в качестве муфт можно использовать обрезки трубы большего калибра, приваренные к штангам юбкой. Штанги в колонну нужно собирать ЮБКОЙ ВВЕРХ, как на рисунке. Иначе юбка может за что-то зацепиться, или в зазор набьется грунт. Тогда проходка пойдет медленнее и тяжелее, а возможно также и разъединение колонны. В таком случае ее придется оставить в земле и делать новый бур со штангами.
Поэтому проходка абиссинской скважины самодельным оборудованием может быть рекомендована лишь при полной уверенности, что вода есть.
Где бурить?
А как получить такую уверенность? Не ходить же с лозой или «магической рамкой»? Лозоходство, между прочим, не миф, хотя полного научного объяснения пока не получило. Силовой электрокабель на глубине 0,7 м в чистом поле находят 8 из 10 человек, впервые взявших рамку в руки. Автор этих строк дважды находил рамкой место пробоя электропроводки в стене. Но для поисков воды необходим особый природный дар и большой опыт, так что обратимся к способам более доступным.
Где бывает вода?
Лучший индикатор наличия воды – известные ее источники: колодцы, родники, ключи или ключевые пруды, бочаги. Если такие есть на полкилометра в округе, то на 80% с водой будете и вы. Но река – не показатель; ее русло на этом участке может быть транзитным.

Менее надежный показатель – растительность. Хорошими индикаторами наличия подпочвенной влаги являются растения влаголюбивые и с глубоко идущими корнями: тростник, крапива, лопух, хмель, мать-и-мачеха. Высматривать их нужно по ложбинкам в сухое время года; желательно – ниже по общему уклону местности.
Сколько бурить?
Глубину залегания водоносного пласта в данном конкретном месте определяют барометром-анероидом. Его 760 мм. рт. ст. или 1,05 МПа соответствуют 10,3 м водяного столба. Поясним на примере.
Допустим, неподалеку есть колодец с водой на глубине 5 м. Анероид возле него у земли показал 755 мм, а у вас во дворе – 753 мм. Атмосферное давление с высотой меняется нелинейно, но при его изменении в небольших пределах можно считать 1 мм. рт. ст. равным 1 м вод. ст. Тогда вы от колодца к себе поднялись на 2 м, а до воды у вас 7 м от уровня грунта. Это с избытком по глубине, т.к. водоносные горизонты в общем-то следуют складкам местности.
Если на задворках валяются 2-3 газовых трубы, то можно попытаться добуриться до воды самому: совершенно безнапорных водоносных пластов не бывает, плюс запас по уровню залегания, так что высота подъема вряд ли превысит 7 м. Значит, также можно будет обойтись дешевым вершинным насосом.
Где нельзя бурить?
Забивать скважины на песок запрещено на склонах оврагов, обрывах, крутых склонах холмов. Здесь даже небольшой отбор почвенных вод может нарушить естественное дренирование, что создаст опасность оползней.
Также нельзя забивать скважину ближе 15 м от хлева, птичника, пудр-клозета или компостной кучи, ближе 30 метров от выгребной ямы или навозной кучи, ближе 300 м от кладбища, скотного двора, птицефермы. Если в окрестностях есть городская свалка (полигон), промышленные отвалы, канализационные отстойники, химическое или режимное (секретное) производство, то до них должно быть не ближе 3,5 км.

Примечание: обычный колодец нельзя копать ближе 15 м от жилых или хозяйственных построек, но это не по санитарии, а из опасения просадки грунта. Просадки от абиссинских колодцев нигде не отмечено, так что его можно забивать хоть в подвале, как сказано выше.

Как правильно бурить?

Бурение абиссинского колодца с треноги

Собственно же ударно-канатное бурение буром Нортона тяжеловато, но элементарно просто:

Чем бурить?
Как уже указано, комплект оборудования для проходки скважины-иглы можно сделать самому, лишь бы на хозяйстве нашлось полтора десятка метров труб калибром не менее 80 мм, если предполагается использовать погружной насос. Калибр бытовых погружных насосов не бывает менее 76 мм (3 дюйма).
Если есть уверенность, что воду нужно поднимать не более чем на 7 м (см. далее), можно поставить вершинный вакуумный насос. Тогда можно обойтись любыми трубами, лишь бы не погнулись при проходке.

Правильная установка самодельных буровых штанг

Об устройстве бурового снаряда также сказано выше, поэтому остановимся на буровой колонне и составляющих ее буровых штангах. Здесь и далее для краткости и ясности, когда речь пойдет о диаметре трубы, имеется в виду ее наружный диаметр. Если же говорится о калибре трубы, то подразумевается ее диаметр внутренний. Но для опускаемых в трубу устройств калибром будет их наружный диаметр.
В профессиональном бурении, и в заводских комплектах штанги соединяются специальными муфтами, допускающими сборку-разборку колонны. Для одноразовой проходки в качестве муфт можно использовать обрезки трубы большего калибра, приваренные к штангам юбкой. Штанги в колонну нужно собирать ЮБКОЙ ВВЕРХ, как на рисунке. Иначе
юбка может за что-то зацепиться, или в зазор набьется грунт. Тогда проходка пойдет медленнее и тяжелее, а возможно также и разъединение колонны. В таком случае ее придется оставить в земле и делать новый бур со штангами.
Поэтому проходка абиссинской скважины самодельным оборудованием может быть рекомендована лишь при полной уверенности, что вода есть.
Где бурить?
А как получить такую уверенность? Не ходить же с лозой или «магической рамкой»? Лозоходство, между прочим, не миф, хотя полного научного объяснения пока не получило. Силовой электрокабель на глубине 0,7 м в чистом поле находят 8 из 10 человек, впервые взявших рамку в руки. Автор этих строк дважды находил рамкой место пробоя электропроводки в стене. Но для поисков воды необходим особый природный дар и большой опыт, так что обратимся к способам более доступным.
Где бывает вода?
Лучший индикатор наличия воды – известные ее источники: колодцы, родники, ключи или ключевые пруды, бочаги. Если такие есть на полкилометра в округе, то на 80% с водой будете и вы. Но река – не показатель; ее русло на этом участке может быть транзитным.

Менее надежный показатель – растительность. Хорошими индикаторами наличия подпочвенной влаги являются растения влаголюбивые и с глубоко идущими корнями: тростник, крапива, лопух, хмель, мать-и-мачеха. Высматривать их нужно по ложбинкам в сухое время года; желательно – ниже по общему уклону местности.
Сколько бурить?
Глубину залегания водоносного пласта в данном конкретном месте определяют барометром-анероидом. Его 760 мм. рт. ст. или 1,05 МПа соответствуют 10,3 м водяного столба. Поясним на примере.
Допустим, неподалеку есть колодец с водой на глубине 5 м. Анероид возле него у земли показал 755 мм, а у вас во дворе – 753 мм. Атмосферное давление с высотой меняется нелинейно, но при его изменении в небольших пределах можно считать 1 мм. рт. ст. равным 1 м вод. ст. Тогда вы от колодца к себе поднялись на 2 м, а до воды у вас 7 м от уровня грунта. Это с избытком по глубине, т.к. водоносные горизонты в общем-то следуют складкам местности.
Если на задворках валяются 2-3 газовых трубы, то можно попытаться добуриться до воды самому: совершенно безнапорных водоносных пластов не бывает, плюс запас по уровню залегания, так что высота подъема вряд ли превысит 7 м. Значит, также можно будет обойтись дешевым вершинным насосом.
Где нельзя бурить?
Забивать скважины на песок запрещено на склонах оврагов, обрывах, крутых склонах холмов. Здесь даже небольшой отбор почвенных вод может нарушить естественное дренирование, что создаст опасность оползней.
Также нельзя забивать скважину ближе 15 м от хлева, птичника, пудр-клозета или компостной кучи, ближе 30 метров от выгребной ямы или навозной кучи, ближе 300 м от кладбища, скотного двора, птицефермы. Если в окрестностях есть городская свалка (полигон), промышленные отвалы, канализационные отстойники, химическое или режимное (секретное) производство, то до них должно быть не ближе 3,5 км.

Примечание: обычный колодец нельзя копать ближе 15 м от жилых или хозяйственных построек, но это не по санитарии, а из опасения просадки грунта. Просадки от абиссинских колодцев нигде не отмечено, так что его можно забивать хоть в подвале, как сказано выше.

Как правильно бурить?

Правильно забуренная абиссинская скважина

Чтобы абиссинский колодец дал воду хорошего качества, дебит колодца был стабильным и сам колодец быстро не иссяк, бурение нужно прекратить, когда копье коснется водонепроницаемой подстилки водоносного пласта, см. рис. При этом верховодка, пока просочится донизу, как следует очистится, и сезонные колебания дебета скважины почти не скажутся.
Определяют, когда нужно прекратить бурение, по скорости проходки. По достижении водоносного пласта она заметно возрастает, а когда копье вонзится в подстилающую глину, снова падает. Вот тут пора и остановиться.
Есть ли уже вода?
По предполагаемом достижении водоносного горизонта, чтобы дальше не лупить бабой зря, буде пласт окажется пустым, нужно проверить наличие воды в скважине. Делают это манеркой – заваренным с одного конца отрезком трубы диаметром меньше калибра скважины. Манерку опускают в скважину на шнуре.

Примечание: проверять скважину на воду манеркой обязательно, т.к. на пути к водоносному пласту может оказаться плывун.

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

{{img-6}}

Самодельная желонка

Как выбрать насос?
Для подъема воды более чем на 7 м или для запитки

Правильно забуренная абиссинская скважина

Чтобы абиссинский колодец дал воду хорошего качества, дебит колодца был стабильным и сам колодец быстро не иссяк, бурение нужно прекратить, когда копье коснется водонепроницаемой подстилки водоносного пласта, см. рис. При этом верховодка, пока просочится донизу, как следует очистится, и сезонные колебания дебета скважины почти не скажутся.
Определяют, когда нужно прекратить бурение, по скорости проходки. По достижении водоносного пласта она заметно возрастает, а когда копье вонзится в подстилающую глину, снова падает. Вот тут пора и остановиться.
Есть ли уже вода?
По предполагаемом достижении водоносного горизонта, чтобы дальше не лупить бабой зря, буде пласт окажется пустым, нужно проверить наличие воды в скважине. Делают это манеркой – заваренным с одного конца отрезком трубы диаметром меньше калибра скважины. Манерку опускают в скважину на шнуре.

Примечание: проверять скважину на воду манеркой обязательно, т.к. на пути к водоносному пласту может оказаться плывун.

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

{{img-7}}

Самодельная желонка

Как выбрать насос?
Для подъема воды более чем на 7 м или для запитки домашнего водопровода понадобится насосная станция. Не пугайтесь – это не строение с гудящими агрегатами и дежурным за пультом. Бытовую насосную станцию уносят из магазина в руках. В ее состав входят погружной насос, электрокабель к нему и пускорегуляторное устройство. Шланг нужной длины придется приобрести отдельно.
Все бытовые насосные станции обеспечивают напор не менее 45 м и расход от 20 л/мин, но цена колеблется от 4000 до 15 000 руб. В чем дело?
В способности насоса пропускать через себя без потери работоспособности твердые частицы определенного размера. Конструктивно один и тот же «Водолей» на твердь в 5 мм стоит где-то 5000 руб, а на 25 мм – 13 000.
Размер частиц взвеси в абиссинской скважине считается равным удвоенному диаметру отверстий ее фильтра. Т.е., если насверлены отверстия в 5 мм, то насос нужно брать на 10 мм тверди, а «крутой» будет ничем не лучше.
Зачем нужна желонка?
Желонка, или бур-желонка – буровой/очистной скважинный снаряд для рыхлых грунтов. Забив абиссинский колодец, особенно на даче, крайне желательно обзавестись желонкой калибром на 4-5 мм меньше, тем более что сделать такую несложно и самому, см. рис. Зачем?
Очень надежный абиссинский колодец при длительных перерывах в его использовании может заплыть глиной, особенно если грунт аллювиальный или моренный, как на Валдае. Желонкой его прочищают: бросают ее в колодец на веревке, затем вытаскивают и вытряхивают взвесь.
К размерам и точности желонка не критична, достаточно примерно соблюсти пропорции по рисунку. От прочих очистных снарядов для скважин желонка выгодно отличается тем, что не требует для применения жесткой штанги.
Видео: примеры забивания скважин

Соображения напоследок
Питьевая вода – один из самых дефицитных ресурсов в теперешнем мире. Закон о недрах РФ в отношении нее уникален, такой свободы водопользования, пожалуй, больше нигде и нет.
Массовое распространение абиссинских колодцев уже обратило на себя внимание законодателей, и государственное регулирование их использования со временем неизбежно грядет. Поэтому, если нужна вода, забивайте, пока можно просто так. Потом волей-неволей узаконят.