Підключити невелику заміську садибу до центрального водопостачання дуже часто неможливо через віддаленість проходження магістралі водопроводу. Копати колодязь або бурити свердловину іноді не по кишені, а для спорудження автономної системи потрібен власний джерело води.
У подібних випадках можна облаштувати абіссінський колодязь своїми руками - технологія організації такого джерела водозабору досить проста. Погодьтеся, перед початком реалізації задумки, необхідно зрозуміти конструкцію і принцип роботи системи.
Ми підкажемо вам, як спланувати абіссінський колодязь, яке обладнання знадобиться і як самостійно зробити свердловину-голку. Особливу увагу слід приділити типу грунту на ділянці.
Принципи роботи абиссинского колодязя
Абиссинский колодязь це спрощений варіант свердловини, що дозволяє отримувати воду з залягає зверху першого або другого водоносного горизонту. Конструкція його гранично проста. Являє собою колону з'єднаних між собою газоводопроводних сталевих труб з примітивним фільтром і металевим наконечником внизу.
Тонкий ствол вироблення зовні нагадує найдавніше пристосування для шиття. Звідси друга назва: свердловина голка.
Грамотно влаштований абіссінський колодязь забезпечить водопостачання присадибної ділянки не гірше шахтного і не поступиться йому в довговічності
Класичний метод занурення абиссинского колодязя в землю проводиться банальним забиванням - найпростішим способом, активно застосовуються в середовищі самостійних майстрів. Забивають до тих пір, поки нижня труба з наконечником НЕ розкриє водоносний шар.
Іноді колону частково заглиблюють за допомогою шнекового буріння, але оренда ручної або механічної бурової установки істотно збільшує бюджет робіт.
Абиссинская свердловина була винайдена і випробувана на ділі в період війни між колоніальної Англією і Ефіопією в 1867-68 роках. Запропонована американським інженером Нортоном конструкція невтомно забезпечувала англійські війська водою під час їх пересувань по пустелі.
Абиссинский колодязь - найбільш економний метод видобутку грунтових вод 
Так як глибина свердловини-голки стандартно не перевищує 10 - 12 м, для відкачування води підійде недорогий поверхневий насос 
Дебіт свердловини-голки дорівнює дебіт звичайного трубчастого колодязя 
Влаштувати свердловину-голку можна в будь-якому, найчастіше недоступному для буріння звичайної свердловини місці, наприклад, в підвалі будинку
Пристрій для вилучення цілющої рідини з підземних шарів грунту оперативно встановлювалося, демонтувалося і знову використовувалося на наступному привалі.
Такі пріоритети як мобільність, дешевизна і простота споруди були по достоїнству оцінені військовими, залучали мандрівників і дослідників.
Плюси пристрою свердловини голки своїми руками полягають в простоті і мінімальних строках споруди, легкому демонтажі і бюджетної вартості (+)
У Росії з чудовим винаходом познайомилися через рік після закінчення англійської походу. Пристосування для підйому води з невеликої глибини було описано К. І. Маслянніковим в книзі, присвяченій існував в той час ефективним буровим снарядів.
З влаштованих в районі Царського Села п'яти абиссинских свердловин, дві виявилися цілком придатними для отримання свіжої води. Три не змогли досягти водоносного пласта через вапняку, близько залягає до денної поверхні.
Успішні абиссинские колодязі давали в хвилину по відру. Спочатку йшла каламутна рідина, яка після півгодинної прокачування ставала досить прозорою і чистою.
Свердловиною-голкою розкриваються тільки перші від земної поверхні водоносні горизонти, тому для питних цілей отримана вода використовуватися не може. Вона підходить для поливу, прибирання території і схожих господарських потреб.
При бажанні і значному дебите вироблення для очищення води можна встановити систему грубих і тонких фільтрів, що затримують механічні включення і хімічні домішки.
Вагомий недолік абиссинского колодязя - незначна глибина забору води, пов'язана із застосуванням поверхневих насосів, однак це найзручніший джерело тимчасового користування
Конструктивна специфіка свердловини-голки
Розроблена півтора століття назад абиссинская бурова установка за минулі роки не зазнала кардинальних конструктивних змін. На деякий час взагалі була незаслужено забута. Хоча за темпами і простоті споруди помітно, а також ціною облаштування випереджає широко поширені традиційні колодязі.
У конструкції абиссинского колодязя виділяють дві основні складові:
- Буровий снаряд, що включає розрізає грунти наконечник і стовбур, нарощуваний в процесі заглиблення в грунт. Стовбур заодно служить каналом для підйому води з глибини. Тому збирається з відрізків труби, а не з сталевого кола або прутка.
- Копер, що складається з металевого треножника і важкою баби, що грає роль молота. У вершині треножника є два блоки, з простягнутими через них мотузками, до яких прив'язана баба.
При натягуванні мотузок баба піднімається до вершини установки. При ослабленні стрімко падає на жорстко зафіксований на забивати відрізку стовбура подбабок. Останній виконує функцію ковадла, завдяки якій стовбур послідовно занурюється в грунт.
Головна частина абиссинского колодязя - наконечник з труби внутрішнім діаметром 11/4 11/2 і 2 дюйма і складається з відповідно продірявленій газової трубки начебто фільтра і забезпеченого на кінці копьевідним потовщенням (+)
Подбабок являє собою своєрідний хомут, що складається з двох симетричних частин. Площа контактує з бабою поверхні подбабка дещо більше, ніж площа дна падаючого на нього «молота».
Після того, як забивається відрізок стовбура майже повністю зануриться в землю, подбабок знімають. До заглиблених відрізку труби прикручують наступний, на якому в черговий раз фіксується хомут-ковадло.
Падаючи, баба вдаряє по нижньому хомута і заглубляет трубу, по мірі заглиблення криниці подбабок і хомут з блоками пересувають вгору по трубі
Дії по заглиблення бурового снаряда повторюються до тих пір, поки нижня частина свердловини голки, що споруджується своїми руками, не досягне водоносного пласта. Відніс потрібно не просто розкрити, але і пройти по мінімуму на метр.
За правилами шар слід перетнути на 2/3 його потужності, але самостійного буровики реальні розміри водоноса напевно невідомі. Про них складно судити без гідрогеологічних досліджень.
Для отримання води в конкретному місці встановлюють триногу, нагвинчують наконечник на газову трубу, на яку надягають бабу, і бабою забивають трубу в землю (+)
Поява води у виробленні треба періодично відстежувати. У професійних бурильників для цілей вимірювання рівня води у виробленні є найпростіше пристосування, яке ідеально визначає глибину водоносного горизонту при його залягання до 15 м.
Це порожнистий металевий циліндр, іменований хлопавкою. Пристрій схоже на перевернутий тонкий стакан, прикріплений через петлю до рулетки.
Робочий орган хлопавки - порожній циліндр або конус, який при зіткненні з поверхнею води видає характерний бавовна: подібність приладу можна зробити своїми руками
Коли край хлопавки стикається з поверхнею води, лунає бавовна, що оповідає про появу шуканого в свердловині. Виготовити подібне контрольний пристрій можна власноруч, прив'язавши до мотузки велику гайку так, щоб вона могла плазом стикатися з поверхнею води.
Замість гайки добре б знайти не дуже легкий пластиковий або металевий конус, незамкнений з однієї або з двох сторін.
Є ще одне дотепне засіб, що служить контрольним приладом. Банально моніторити появу води в абіссінських колодязі можна, опускаючи в стовбур звичайну полімерну трубу. Про зіткненні з дзеркалом грунтових вод просигналізує характерний хлопок.
Технологія виготовлення стовбура
У промисловому виробництві абиссинских колодязів немає. Виготовлення установки замовляють в майстерні або роблять власними руками.
Для полегшення занурення в грунт нижній край першої штанги оснащується копьевідним наконечником, його діаметр в найширшій частині на 3-5 см більше діаметру основної труби, довжина близько 10 - 15 см
Для того щоб зробити свердловину голку знадобляться:
- Товстостінні труби ВГП, в маркуванні яких зазначено «посилені». Оптимальний розмір зовнішнього діаметра трубопрокату від 25 до 40 мм. Слід пам'ятати, що чим товще стовбур, тим важче його забивати в землю, а на дебіт свердловини товщина труби анітрохи не вплине.
- Сталевий наконечник, виточений на токарному верстаті. Довжина деталі 10-12 см, Ø на 1-2 см більше Ø труби, щоб тертя ґрунтів про ствол не уповільнювало процес забивання. Наконечник може бути конічним або пірамідальним, але не звареним з клиновидних обрізків труби.
- Сталева сітка щільного галуном плетіння, необхідна для влаштування додаткового фільтра. Вона запобігатиме потраплянню дрібних піщинок і навіть глинистої суспензії.
Для виготовлення стовбура краще придбати безшовний трубопрокат, який при забиванні однозначно не дасть тріщин. Трубу необхідно нарізати на відрізки приблизно по 1, 2 - 1, 5 м. У буровому справі вони називаються штангами.
Зазначені розміри рекомендовані на підставі максимального комфорту в роботі. Конкретна довжина відрізків в позначеному інтервалі залежить від передбачуваної глибини вироблення. Бажано, щоб один з них був 1 м для остаточного заглиблення в відніс.
Зворотний клапан у вигляді кульки або тарілки запобігає відтік витягується насосом води в свердловину голку після зупинки електромеханічного або ручного насоса
Нарощування ствола проводиться в міру заглиблення снаряда, виконується шляхом послідовного накручування відрізків труби ВГП.
Для здійснення з'єднань по краях відрізків нарізають по 7 витків сантехнічної різьблення і використовують сталеві муфти. З'єднання виконують герметично, в різьблення укладається сантехнічна пакля.
Повністю виготовити і встановити абіссінський колодязь нескладно своїми руками, але якщо планується тимчасова експлуатація копер розумніше взяти в оренду
До першого відрізку майбутньої колони приварюють наконечник і оснащують примітивним фільтром - це водоприймальна частина. У стартовому відрізку труби свердлять отвори Ø 8 - 10 мм так, щоб елементи зазначеної перфорації розташовувалися в якомусь шаховому порядку.
Між умовними горизонтальними рядами отворів повинно бути приблизно по 5 см: ближче їх робити не варто, щоб не послабити трубу.
Свердлити отвори починають, відступивши від нижнього краю близько 15 см з аналогічною метою збереження міцних показників. У місці з'єднання першої ланки колони з наступною штангою встановлюється зворотний клапан насосної системи.
Найчастіше це кулька, що пропускає воду тільки у напрямку до насоса.
Крок 1: Перед бурінням свердловини-голки потрібно запастися інструментом. Загальний метраж колони бурових труб повинен бути на 2 - 3 м більше передбачуваної глибини залягання водоносного горизонту 
Для полегшення процесу буріння і для організації приямку під гирлі вироблення бажано вирити шурф 
Крок 3: Якщо в геологічному розрізі майданчика буріння є валуни і велика галька, бажано запастися бурами з функцією долота 
Крок 4: Перед початком буріння слід перевірити свінчіваемость муфт з буровими трубами і їх кількість 
Якщо в розрізі ділянки є супіски і суглинки, перед установкою в свердловину стартовою труби з фільтром краще зруйнувати породу штангою із загостреним наконечником 
Якщо розріз складний піщаними і гравійних відкладеннями, проходку абиссинского колодязя можна почати з труби, оснащеної сітчастим фільтром і конусоподібним наконечником 
Якщо не планується установка насосного обладнання в приямок, верхня ланка бурової колони краще захистити обсадної трубою, порожнина якої треба заповнити піском або ПГС 
Установка ручного насоса на гирлі свердловини голки дозволить до межі скоротити витрати на облаштування джерела
Удосконалення фільтраційного елементу
Описаний фільтр захистить від попадання гравію і дрібної гальки, але не позбавить від більш дрібних включень. Тому потребує модернізації. Щоб перетворити перфорований відрізок труби в фільтр зі ступенем захисту вище, його необхідно доопрацювати.
Порядок дій:
- Поверх труби намотують витки нержавіючої дроту. Вони потрібні для збільшення площі фільтруючого органу. Відстань між витками 3 - 5 мм.
- Отриману заготівлю щільно обертають шматком нержавіючої сітки, яку припаюють до стінок труби. Використовують виключно олов'яний припій, тому що застосування сплаву зі свинцем негативно відбитися на якісних характеристиках води.
Є думка, що для більшої важливості модернізований фільтр слід зовні обмотати катанкою з нержавійки. Дозволимо собі засумніватися в надійності подібного зміцнення. Вважаємо, що при зануренні в грунт зовнішні витки саморобного фільтра неодмінно відкріпив, збільшать тертя і помітно ускладнять забивання.
У свердловинних фільтрах використовують сітку галуном плетіння П52, яка дозволяє фільтрувати дрібні і пилуваті піски, тим самим захищаючи свердловину від замулювання
Доопрацювання фільтра - справа хороша, що сприяє не тільки оптимізації якості води, але і перешкоджає замулювання свердловини голки.
Правда при всій простаті пристрою потрібне чітке дотримання правил:
- Для сітчастого фільтра не підійде сітка з латуні чи інших кольорових металів. У союзі зі сталлю при міцної спайці вони сформують гальванічну пару, швидко і безперешкодно роз'їдати корозією.
- Діаметр перфорованої труби разом з додатковим фільтром не повинен дорівнювати максимальному діаметру наконечника або перевищувати його. Інакше важливі фільтруючі доповнення відокремляться від труби при забиванні в грунт.
- Для спорудження бурової колони і першої ланки, що є водоприймальної частиною стовбура, не підійдуть тендітні чавунні труби.
Ще не варто економити на муфтах, купуючи кустарні вироби з неякісною нарізкою. Якщо при забиванні з'єднання розійдуться, голку доведеться демонтувати і свердловину проходити знову.
Умови для спорудження абиссинской свердловини
Для пристрою абиссинского колодязя недостатньо гарячого бажання власника ділянки, підкріпленого знанням конструкції водозабірної установки. Перед стартом робіт необхідно з'ясувати, чи підходять геологічні умови для спорудження свердловини голки.
Залягають в землі грунти різняться за фізико-механічними властивостями: по щільності, структурі, параметрам твердості і т.д. У буровиків є класифікація по так званій «буримости» порід.
Для проходки пісковика і піску, наприклад, застосовується різний вигляд інструменту і спосіб буріння. Скельний піщаник буриться колонкової трубою з твердосплавної коронкою, а водовмещающіе піски піднімають ударно-канатним методом за допомогою желонки.
Установка абиссинского колодязя не зможе бути проведена при близькому до поверхні заляганні вапняка (1), пісковика (2), оптимальними для роботи грунтами є глинисті відкладення (3) і піски (4)
За сукупністю фізико-механічних властивостей разом з бурим породах умовно діляться на:
- Тверді або скельні. Вони здатні розколюватися, дробитися, поступово руйнуються при бурінні з високою швидкістю і тиском. Тверді породи представлені у верхній частині відкладень вапняками, пісковиками, мергелями, доломітами і т.п.
- Пластичні. Вони легко або відносно легко піддаються різанню ножем і буровим інструментом, в тому числі наконечником абиссинской свердловини. До пластичним представникам відносяться глини, суглинки, супіски з високим числом пластичності.
- Сипучі. Вони не тримають форму, тому що складаються з несоедіненних одна з одною частинок. При насиченні водою деякі пиловані види можуть «плисти». До сипучої різновиди відносяться піски всіх категорій по крупності, гравійно-галечникові, дресвяно-щебнисті і подібні відкладення.
У розпорядженні домашніх майстрів, охочих зайнятися пристроєм абиссинского колодязя, немає бурового інструменту для проходки всіх перерахованих типів грунтів. Самостійні буровики зможуть перетнути лише пластичні і сипучі категорії. Роздрібнити тверду породу наконечником абиссинского колодязя неможливо.
Для пристрою і нормальної роботи абиссинской свердловини ідеально підходять осадові відкладення: гравій, щебінь, галька з заповнювачем, піски, супіски, суглинки (+)
Не варто намагатися розбити великий валун: краще трохи переміститися і там знову почати вироблення. Тим більше що демонтаж водозабірного пристрою проводиться в рази швидше установки.
Крім обмежень по буримости на можливість спорудження свердловини-голки впливає висота дзеркала води. Справа в тому, що витяг її з тонкоствольние вироблення можна доручити тільки поверхневому насосного обладнання. Більшість марок поверхневих насосів готове підняти воду з глибини не більше 8 м.
Для відкачування води з свердловини-голки застосовується поверхневе насосне обладнання, витягає воду з глибини в середньому 8 - 10 м
Навіть якщо в техпаспорті глибина всмоктування вказана близько 10 м, не можна забувати про стандартні втрати тиску в стовбурі і про те, що насос зазвичай транспортує воду ще й по горизонтальній дільниці.
Кожні 10 м горизонтального переміщення забирає у глибини всмоктування по 1 м. До того ж поверхневі насоси настійно рекомендовано розташовувати в закритих приміщеннях, а вони часто віддалені від місця забору води.
Якщо крім абиссинской свердловини немає абсолютно ніякого виходу, а глибину появи води в прилеглих колодязях фіксують на 12 - 15 м від поверхні землі, то для підйому води слід запастися ерліфтом або ручним насосом, здатним качати воду з зазначеної глибини.
Для відкачування води з глибини більше 15 - 20 м можна використовувати ерліфт, який вигідно крім транспортування води виконує насичення її киснем
Корисна інформація про те, як на ділянці знайти воду для колодязя і оцінити розташування водоносних шарів представлена в цій статті.
Альтернативний варіант адаптації водозабірної голки до невідповідному рівнем грунтових вод полягає в пристрої приямка. Перед забиванням колони в землю викопується шурф глибиною близько метра, шириною зручною для роботи лопатою в ньому. Забивання штанг починається тоді з дна шурфу. Насос в подібних ситуаціях встановлюється в приямок.
Якщо грунтові води на ділянці залягають нижче, ніж максимальна глибина всмоктування насоса, споруджують приямок і в ньому мають насосне обладнання
Сам собі гідрогеолог: оцінка грунту
Наскільки б простий ні процес забивання свердловини голки, ретельна підготовка до робіт все ж необхідна. Недостатньо запастися штангами і стартовим ланкою з фільтром, взяти в оренду або виготовити власний копер. Потрібні відомості про геологічну і гідрогеологічну обстановку в районі пристрої абиссинского колодязя.
Де і як їх добути? Інформацію про рівень грунтових вод в прямому сенсі почерпнемо в сусідському колодязі або в свердловині.
Виміряємо самостійно хлопавкою або розпитаємо власника джерела про те, з якої глибини він качає воду. Заодно дізнаємося, який грунт піднімали з забою, коли бурили або копали вироблення.
Копер і стовбур для свердловини голки не випускає промисловість, установку з усіма пристосуваннями можна купити в готовому вигляді або замовити виготовлення
У рівнинних місцевостях пласти порід залягають майже горизонтально з незначним вигином або невеликим нахилом. Дзеркало грунтових вод знаходиться приблизно на одній абсолютній відмітці. Різниця в глибині існуючого і планованого колодязя може висловитися лише за рахунок перепадів рельєфу.
Не забуваємо, що абиссинской свердловиною розкривається верховодка або наступний за нею водоносний пласт, перекритий глиною або суглинком, але не скельним водоупором. Тобто рівень води у виробленні однозначно буде нестабільним - залежних від обсягу атмосферних опадів.
У період сніготанення і в дощову пору дзеркало грунтових вод буде вище, ніж в сухий погодний сезон. У господаря існуючої водозабірної точки слід з'ясувати, які максимальні і мінімальні перепади рівня води, щоб посушливим літом абиссинская свердловина не виявилася марною.
Якщо стінки вироблення складені стійкими, Неосипающаяся грунтами, свердловину частково можна пройти за допомогою ручної бурової установки зі шнековим снарядом
Питання про запропоновані породах зовсім не пусте. Наприклад, в Ленінградській області воду добувають з великих пісків зі значною кількістю масивних валунів.
Нерідко через неможливість роздрібнити і витягти величезний камінь буровики зміщують водозабірну свердловину. Аналогічним чином варто вчинити, якщо в регіоні споруди абиссинского колодязя є подібні ґрунти.
Безглуздо робити забивання при високому заляганні масивів скельних і напівскельних порід. Якщо на сусідському ділянці отримують підземну воду, поширену в тріщинуватих доломітах, пісковиках, вапняках, то з ідеєю пристрої свердловини-голки доведеться нещадно розлучитися.
Детальна інформація щодо проведення геологічних вишукувань викладена в статті - Де і коли краще бурити свердловину на ділянці: загальні правила + поради досвідчених буровиків
Для тих, хто вирішив зробити абіссінський колодязь з приямком, необхідні відомості про структуру і стан шарів грунту, що залягають на глибину шурфу. Якщо розріз складний супесями, суглинками або їх шарами, що чергуються, стінки приямка зміцнювати необов'язково.
Пухкі, нестійкі стінки приямка слід зміцнити, щоб гирлі свердловини голки і насосне устаткування не засипало незв'язними грунтами
Якщо шурф капати в пісках, стінки слід зміцнити дощатими щитами або бетоном. Піщані борту нестійкі, можуть обрушитися і засипати водозабірну точку разом з насосним обладнанням.
Розпитування про верхніх шарах грунту потрібні ще й тим, хто планує верхню частину вироблення пройти шнеком. Шнекове буріння відчутно прискорить процес, але може не принести запланованого результату. Для роботи використовують нехитре пристосування - покупної або саморобний бур.
При обвалення піщаних стінках потрібно установка обсадної труби, завдяки якій скоротяться економічні пріоритети абиссинского колодязя.
Висновки і корисне відео по темі
Розбір плюсів і мінусів абиссинского колодязя на тлі звичайної свердловини:
Ролик про заглибленні шнеком з подальшою забиванням абиссинского колодязя:
Про марність пошуку води народним методом за допомогою рамок:
Установка і експлуатація абиссинского колодязя - найпростіший і дешевий метод отримання води з верхніх водоносних пластів. Для спорудження водозабірної вироблення не буде потрібно техніка, всі етапи робіт можна запросто виконати своїми руками.
Вкладені зусилля і незначні кошти стрімко окупляться, прослужить абіссінський колодязь не менше, ніж традиційні джерела води. Важливо спалахнути і втілити ідею, озброївшись представленої нами інформацією.
У вас є практичні навички облаштування свердловини-голки на ділянці? Будь ласка, діліться накопиченими знаннями або задавайте питання по темі в коментарях нижче.