Ударно канатное бурение своими руками

Бурить скважины чаще всего требуется при устройстве скважины на воду, но и кроме того периодически такие работы нужны: установить металлические столбы под забор (беседку, перголу), создать поле для сбора тепла из земли при устройстве теплового насоса земля-воздух, при устройстве столбчатого фундамента и многих других строительных работах. Облегчит и значительно ускорит процессы малогабаритная буровая установка. Имея некоторый навык сварки, ее можно сделать своими руками.

Виды самодельных буровых установок

Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:

Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку.

о «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.
Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.
Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.

Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.

Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.

Методы очистки воды из колодца или скважины описаны тут.

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки. При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку.

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

Как сделать установку для роторного бурения

Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.

При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:

Сначала должны быть вертлюг и штанги. Если вы не квалифицированный токарь или у вас нет такого на примете, то эти детали лучше купить. При их изготовлении требуется высокая точность, что можно достичь при высокой квалификации. Причем резьба на вертлюге и штангах должна быть одинаковой, или потребуется переходник. Резьба на штангах лучше — трапеция, так как потом конусную мало кто из токарей может сделать.
Купить мотор-редуктор. Если питание будет от 220 в, то характеристики его такие: мощность 2,2 кВт, оборотов — 60-70 в минуту (лучшие : 3МП 31,5 или 3МП 40 или 3МП 50). Более мощные поставить можно только при условии наличия питания в 380 В, да и более мощные редко нужны.
Покупаете лебедку, может быть ручной или электрической. Грузоподъемность желательно не менее 1 тонны (если есть возможность, лучше — больше).
Когда все эти составляющие имеются на руках, можно варить каркас и делать бур. Ведь все это оборудование крепится на него, а виды крепления могут быть разными, угадать невозможно.

Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:

горизонтальной платформы;
вертикальной рамы;
подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.

Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна. Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.

Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.

Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.

В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.

Как провести воду от скважины к дому читайте тут.

Простейшая установка для шнекового бурения

Если водоносные слои неглубоко, грунты мягкие, можно обойтись механической буровой установкой со шнеком. Это та же тренога или любая другая рама с блоком через который перекинут трос. Только вместо желонки или бурового стакана к тросу привязан шнек. В верхней его части имеется перекладина, при помощи которой его проворачивают.

Для облегчения процесса желательно наличие лебедки или хотя-бы ворота (по типу колодезного). Но можно сделать роторную бурилку, похожую на описанную выше. Изменится только строение вертлюга — он нужен без отвода под подачу воды. Работа одной из бурильных установок, собранной мастеровым человеком своими руками, из подручных материалов — на следующем видео. Можно рассмотреть и особенности конструкции.

И последний момент — видео о том, как сделать шнек для буровой установки своими руками.

stroychik.ru

Содержание

Перед началом работ необходимо сопоставить все исходные данные: тип грунта, глубину водоносного слоя, его насыщенность. Ударным способом бурения можно углубить скважину до 50 м – до чистого песчаного водозаборного слоя.

Критерии выбора метода бурения водозаборной скважины на участке ↑

Состав, твердость грунта оказывает решающее влияние на окончательный выбор способа обустройства водозабора. Ударный метод подойдет для бурения скважин:

В песчаных, сыпучих породах с минимальным количеством твердых каменистых включений.

В мягких, глинистых грунтах.

Если слои перенасыщены грунтовой влагой.

Сложно проходить каменистые, скальные породы: скорость бурения значительно снижается. В твердых грунтах предпочтительно использовать МБУ и роторное вращательное бурение. Но в осыпающихся, влажных слоях применение ударно-канатного метода является практически единственным недорогим методом обустройства скважин.

В зависимости от цели обустройства источника и глубины залегания водоносных песков применяют самодельные или промышленные установки для ударного бурения и обустраивают:

Абиссинские колодцы, или скважины-иглы: глубиной до 15 м, до первого песчаного горизонта. Такой источник нерационально обустраивать, если планируется постройка жилого дома или использование большого количества воды. Дебит сильно зависим от количества осадков, чистота воды сомнительна. Используется для полива, технических нужд на стройке.

Скважины до 2 – 3 песчаного слоя: источник глубиной до 25 – 40 м. Такой скважины достаточно для непрерывного обеспечения водой одного коттеджа или дачи. При регулярной эксплуатации и уходе может служить до 20 лет.

Преимущества ударного способа: экономия средств и минимум места для установки ↑

Ударный (или ударно-канатный) метод – самый трудоемкий в бурении скважин. Приходится извлекать на поверхность грунт из шахты, механическим способом поднимать тяжелый ударный инструмент. Преимущества способа также обусловлены его простотой и доступностью:

Установка легко собирается на ограниченной площади. Главное – выбрать участок, где нет ограничений по высоте для сборки рамы. Монтаж можно выполнить в одиночку, для транспортировки достаточно легкового прицепа.

Возможность применения на неровной местности со сложным рельефом, при отсутствии подъезда и места для разворота грузовой техники.

Используется на участках, не подключенных к электросетям.

Ударный инструмент (наконечник) просто заменить в процессе работы.

Технология проведения буровых работ: этапы и оборудование ↑

В ударном бурении используют 4 типа режущих наконечников для скважин. Применяют разные устройства в зависимости от твердости, влажности и плотности проходимого грунта.

Режущий стакан применяют при прохождении плотного грунта, не насыщенного водой, который удерживается в полости инструмента и не осыпается в ствол. Самостоятельно изготовить стакан можно из толстостенной чугунной или металлической трубы длиной до 1,5 м.

ай инструмента имеет вид срезанного внутрь под углом 45^о конуса. Режущую поверхность предварительно затачивают. В средней части трубы вырезают отверстие, через которое извлеченный из ствола грунт можно вытолкнуть. Диаметр режущего инструмента зависит от запланированного размера обсадной трубы. В верхней части приваривают поперечную перекладину или высверливают отверстия для подсоединения и крепления троса.

Стакан с расширителем представляет собой стандартный инструмент с расширяющимся книзу краем. Применяется, когда необходимо увеличить диаметр шахты для установки обсадной трубы. Есть готовые расширители, которые используют при работе внутри обсадных колонн. Лепестки с режущими элементами раскрываются и срезают грунт со стенок шахты после прохождения под дно нижней трубы. При поднятии инструмента края сжимаются и проходят внутрь ствола.

Желонка представляет собой усовершенствованный стакан. Это труба без отверстий, с глухими стенками. Нижняя часть состоит из стакана – части с режущим цельным, или выполненным в виде лепестков-зубьев, краем. Над основанием обустраивают запорный клапан. Металлическая пластина по внутреннему диаметру трубы на шарнире открывается при ударе и закрывается под весом земли. Клапан препятствует обратному высыпанию внутрь скважины грунта. Альтернатива – шаровой клапан. Подбирают подходящего диаметра тяжелый металлический мяч, над ним приваривают упор-ограничитель. Инструмент используют на сыпучих и влажных породах, которые плохо удерживаются в стакане.

Когда в процессе прохождения попадают на валун или каменистый твердый слой, вместо режущих инструментов применяют долото. После удара инструмент необходимо провернуть по оси для дробления твердых элементов. Поэтому предпочтительно использовать стальной трос вместо веревки.

Сборка установки и подготовка к бурению ↑

Кроме режущих инструментов для организации бурения домашней скважины на воду классическим ударным методом понадобится каркас. Материалы:

Металлические трубы с приваренными упорами для стабилизации и крепления конструкции.

Стальной трос.

Лебедка готовая или самодельная.

Ударная штанга – тяжелая металлическая или чугунная труба длиной до 3 м, равного диаметра с ударным наконечником.

Перед монтажом конструкции необходимо подготовить углубление – яму вокруг шахты, которая предотвратит осыпание поверхностного грунта вглубь. Достаточная ширина – 1,5-2 м, глубина – 1-1,5 м. Стенки можно укрепить черновыми досками.

Собирают установку на выровненной площадке, крепят опоры. Устанавливают лебедку. К нижнему концу троса подсоединяют ударный инструмент.

Наконечник должен располагаться непосредственно по центру обсадной трубы. Чтобы точно рассчитать место удара, сначала вручную буром проходят до 1 м почвы и устанавливают вертикально трубу, проверяют угол. Необходимо добиться входа трубы в землю под углом 90^о. Малейшие отклонения приведут к уклону ствола, установить трубы будет невозможно.

Начало работ и прохождение первых метров грунта ↑

Лебедкой поднимают штангу и опускают в ствол. При ударе режущий край углубляется в грунт. Инструмент поднимают и опускают повторно. Так проходят первые метры шахты. За один спуск в мягком грунте стакан проходит 10 – 20 см. Освобождать полость от глины приходится каждые 40 – 50 см. Для этого полностью поднимают над землей трубу и очищают.

Регулярно проверяют вертикальность ствола. При малейших отклонениях корректируют направление ударного стакана. Извлеченный грунт складируют за пределами площадки, небольшое количество оставляют для подсыпки.

Скорость прохождения зависит от тяжести снаряда: чем больше собственный вес штанги, тем быстрее углубляется скважина.

Бурение и установка обсадной трубы ↑

На глубине 3 – 4 м забой временно приостанавливают и начинают установку обсадной колонны. Одновременное ударное бурение и монтаж обсадной трубы экономят время и фиксируют стенки ствола: грунт не будет осыпаться вглубь шахты.

Используют трубы, превышающие диаметр ударного инструмента на 2 см: по краям необходим зазор как минимум 10 мм для свободного движения штанги. Выбор материала зависит от рекомендаций мастеров: некоторые традиционно отдают предпочтение стальным толстостенным трубам с заводской антикоррозионной обработкой. В применении металлических конструкций есть преимущество: такую трубу невозможно повредить ударом наконечника. Соединяют обсадные трубы резьбой с уплотнением или сваркой.

Бурение продолжают до прохождения на запланированную глубину. Определить нахождение инструмента в водоносном слое просто: скорость погружения резко увеличивается, есть ощущение «проваливания» бура, поднятый на поверхность песок насыщен влагой.

Нижняя часть скважинной трубы обязательно должна быть оборудована надежным сетчатым фильтром, чтобы в ствол не проникал песок, глина и мелкие камни со дна.

Видео: как своими руками без лишних трат забить скважину ↑

Подробное видео: как обустроить скважину из подвала дома ударным способом бурения компактной самодельной установкой.

Обслуживание и обустройство готового водозабора ↑

После завершения работ необходимо промыть источник. Прокачка – это постоянный забор воды до получения чистой прозрачной жидкости. Во время проведения процедуры очищается вода и на дне формируется небольшой колодец.

Песчаная скважина требует ухода. Главный принцип увеличения срока жизни источника – постоянное использование. При нерегулярном заборе воды происходит снижение дебита и заиливание. Также специалисты рекомендуют прочищать водозабор по мере необходимости. Срок службы при правильном уходе может превысить 10 – 15 лет. Качество воды и производительность источника зависят от соблюдения технологии при обустройстве, корректности выбора материалов и точности расчета глубины. Поэтому стоит заручиться помощью специалистов – не придется тратить деньги на забой новой скважины через несколько лет.

strmnt.com

Бурение скважин на воду своими руками ударно-канатным способом

Сделать скважину на воду собственными усилиями без помощи тяжелой буровой техники вполне реально. Оптимальное решение бурения скважин на воду своими руками заключается в самостоятельной постройке малогабаритной буровой установки. Водоносная скважина по своей структуре напоминает обыкновенный колодец небольшого диаметра. Суть процесса бурения заключается в извлечении грунта до определенной глубины, где начинается водоносный слой. Извлечение грунта происходит наравне с другим основным процессом – формированием узкой емкости, стенками которой выступают стальные или обсадные пластиковые трубы. Нижний уровень скважины снабжается фильтром для предотвращения попадания частиц грунта в воду.

Бурение скважин на воду своими руками технология. Способы бурения скважины своими руками — существует два основных метода бурения: ударно-канатное и вращательное. Установки небольших размеров с вращательным принципом бурения имеют низкую производительность, что делает практически невозможной работу со сложным грунтом. Для того чтобы увеличить мощность такой установки необходимо дополнительно использовать тяжелые элементы конструкции, что делает ее нетранспортабельной. Поэтому рекомендуется все-таки использовать первый вариант бурения.

Ударное бурение намного эффективней и проще в установке по причине небольшого количества составляющих деталей. Самодельная установка такого типа для бурение скважин под воду своими руками представляет собой стальной канат и прикрепленное к нему тяжелое долото, желонка или забивной стакан, которые разрушают породу. Можно, конечно, поднимать груз и в ручную, при помощи блоков, но намного комфортней делать это за счет мощности двигателя любого типа.

Плюсы самодельной установки ударного метода бурения.

Компактность;
Простая конструкция, для создания которой могут подойти практически все подсобные инструменты;
Прочность;
Экономичность в плане трудоресурсов (для работы достаточно одного-двух человек);
Высокий уровень мощности (за один удар способна пробивать до 1 м грунта простого типа и поднимать его с глубины до 100 м).

Советы по самостоятельному изготовлению ударной буровой установки.

Ударно канатное бурение скважин своими руками будет легче осуществить, при помощи забивного стакана. Забивной стакан рекомендуется при бурении мягких пород и представляет собой часть стальной трубы с приваренной к ней режущей кромкой из стального материала.
Желонки являются незаменимой деталью при работе на песчаных и жидких почвах. Особенность ее в том, что внизу снаряда есть специальный клапан, который при ударе о почву открывается и захватывает часть породы. При поднятии желонки клапан прикрывается, благодаря чему содержимое не просыпается.
Вышку для установки лучше всего сделать в виде треноги, которую можно сварить из стальных труб или сбить с деревянных бревен. В вершине треноги монтируется специальный блок, через который будет проходить трос. Сама вышка по высоте должна превышать бурильный снаряд, чтобы была возможность поднятие его над уровнем земли.
Для дробления твердых пород может понадобиться изготовлять более тяжелый оголовок — долото, форма и угол наклона которого должны подбираться, отталкиваясь от тех материалов, которые расположены в грунте.

Бурение скважин под воду своими руками, видео в конце статьи поможет лучше понять принцип работы. Установка для бурения скважин своими руками может иметь вид треноги с электрическим или бензиновым двигателем, механической лебедкой или с простой системой блоков.

Этапы бурения конструкцией с забивным стаканом.

Треногой происходит поднятие забивного стакана, после чего он очень резко опускается.
Стакан захватывает часть породы в результате удара о поверхность.
Выполняются несколько ударов, в результате чего он проходит глубже в почву.
Контейнер заполняется грунтом и поднимается в исходное положение, очищается от содержимого.

Пример того как может быть изготовлен забивной стакан (ударный оголовок). Если грунт слишком сыпучий или диаметр трубы слишком большой и грунт плохо удерживается при вынимании, можно внутрь забивного стакана изготовленного из трубы, вварить пластины крестом.

Также забивной стакан может быть с небольшим клапаном, а кроме того рекомендуется сделать одно или несколько окон, через которые будет легче выдавливать керн, кромку также желательно усилить.

Желонка с плоским клапаном отлично подойдет при бурение скважин в ручную в несвязных грунтах и плывунах, а также для удаления с забоя крупных обломков пород и для очистки забоя от шлама, представленного мелкозернистой породной массой при бурении долотами твердых пород.

Устройство клапана желонки бывает разнообразным, например клапан может быть сделан из транспортерной ленты или резины, а также из шара, который помещается в трубу желонки и собственным весом перекрывает отверстие.

Также этот узел частично или полностью можно купить в специализированных магазинах. Узел состоит из 1. утяжелитель (стальной цилиндр); 2. башмак для желонки; 3. желоночное ушко; 4. серьга для желонки.

Особенности бурения твердых пород с помощью долота.

Мощные удары долота раскалывают грунт.
Незначительные частички породы поднимаются наверх желонкой.
Используется расширитель с резаками, которые в момент опускания по обсадным трубам на дно скважины складываются, а после приводятся в рабочие состояния для снятия стенок грунта.
Обсадные колонны устанавливаются для предотвращения попадания промежуточных грунтовых вод, которые будут мешать процессу.

Обязательные моменты при бурении однородного сыпучего грунта, которые защитят забой от засыпания песчаной породой.

Ствол скважины укрепляется обсадными трубами.
На первой трубе делается расширительный башмак.
Сечение обсадной трубы по диаметру должно превышать размер бурильного снаряда, из-за этого показателя снаряд будет двигаться свободно.

Важные рекомендации при бурении ударным методом.

Перед началом выполнения основных работ следует выкопать шурф, оптимальный размер сторон которого составляет 1,5*5м, а глубина может доходить до 2 м. Стенки такой ямы закрываются досками, это не даст сыпучему верхнему слою почвы осыпаться в скважину.
Прочность троса должна обеспечивать его надежность в момент нагрузки на разрыв поднятия забивного стакана или долота.
Сечение троса должно быть не меньше 1 см, это позволит справиться с ситуацией, если произойдет заклинивание снаряда в забое при попадании твердого грунта в промежуток между ним и обсадной колонной.

Бурение скважин на воду своими руками видео. Интересный, кустарный, способ бурения скважин на воду ударно-канатным методом. Вместо трактора можно использовать автомобиль, цепляя трос за фаркоп.

Как вы уже убедились, ручное бурение на воду несложно реализовать, если понимать принципы работы и иметь небольшой опыт конструирования простых механизмов. Процесс изготовления установки занимает несколько дней, потому что время уйдет как на выполнение самостоятельных работ, так и на ожидание изготовления на заказ важных деталей. Если у вас нет опыта в возведении такой конструкции лучше обратиться за консультацией опытных специалистов.

Россия и Китай планируют совместное освоение Огоджинского месторождения

Южный Кузбасс готовит вторую очередь Сибиригинской

Взрыв на шахте в Нововолынске унес жизнь одного человека

Немного о шахтах

Через 5 лет на Урале исчезнет угледобывающая отрасль?

Перевод котельных на уголь не должен отразиться на тарифах

На Малышевском месторождении найден очередной крупный изумруд

Воркутауголь строит наклонный ствол

Когда приобрел дачный участок в Свердловской области, сразу появилась необходимость скважины. Сначала думал что лучше и выгоднее будет сделать с другом, но — как начали пытаться — поняли что слишком много мелочей, и без проф. оборудование это сложно сделать.

Бурение скважин ударно-канатным способом

При создании водозаборного устройства главной задачей является создание круглого углубления в земле, достигающее водоносного слоя. Одним из способов решения этой непростой задачи является ударно — канатное бурение скважин.

Технология процесса известна еще со времен древнего Китая и до нашего времени не претерпела принципиальных изменений. Пробивка ствола производится периодически повторяющимися ударами тяжелого инструмента в виде трубы с разрушением почвы в месте воздействия и выемкой разрыхленного грунта. Простая технология исполнения подразумевает возможность выполнения его своими руками.

Бурильный инструмент

В основе применяются три вида пробивных приспособлений:

Рис.1. Несколько разновидностей бурового инструмента для ударного бурения

стакан – отрезок трубы нужного диаметра, нижний (ударный) конец может быть заточен до остроты по внутренней кромке или на нем нарезают зубья как на пиле для улучшения процесса разрушения грунта. Применяется для прохождения влажных глинистых или глинисто – песчаных слоев. Липкая глина приливает к стенкам стакана и извлекается наружу. Такое простое приспособление легко изготовить своими руками.
желонка – такой же отрезок трубы, на входе в которую устанавливается плоский клапан, пропускающий грунт внутрь и не позволяющий ему просыпаться обратно. По наполнении желонка извлекается из ствола для очистки;
долото – применяется на грунтах с каменистыми включениями или при прохождении известняковых стволов.

Каждая разновидность таких снарядов претерпела ряд изменений, в результате чего в арсенале профессиональных бурильщиков имеется около полутора десятков разновидностей различных наименований.

Особенности бурения по различным грунтам

Если ударно канатное бурение скважин производится по пескам или зыбучим пескам (плывунам), для выемки грунта применяют ударники с плоскими желонками. Частота ударов снижается. Установка обсадки на таких грунтах в процессе бурения обязательно. Важно не допускать выхода ударника из обсадной трубы более, чем на полметра, в противном случае она может быть перекошена и заклинена в стволе, что приведет к потере инструмента и пробуренной скважины.
Ударное бурение по гравийным пластам и галечникам производится с использованием долот в форме двутавра. Для выемки грунта используются желонки с клапаном плоской формы.
При прохождении слоев по вязким и пластичным глинам используются долота специальных конструкций, представляющих собой доработанные плоскостные или инструменты в форме двутавра. Дополнительные детали придают им крестообразную форму.

Если на пути ствола попадаются валуны, это может привести к его уводу от вертикали, из за чего бурение зачастую приходится переносить в другое место. Чтобы разрушить валуны могут применяться утяжеленные инструменты в виде долот.

Прохождение трещиноватых слоев представляет опасность их склонность к осыпанию и обвалам. Поэтому бурение производится с особой осторожностью с контролем параллельной обсадки ствола.

Обсаживание стенок скважин

Ударно канатный способ бурения предусматривает одновременную обсадку, предохраняющую стенки ствола от разрушения, особенно в рыхлых и песчаных слоях. Для этой цели применяются целенаправленно производимые трубы для ообсадки. Они выпускаются в двух исполнениях:

трубы для обсадки муфтовые – на обоих концах у них нарезана резьба, соединении производится с применением муфт с внутренней резьбой;
трубы обсадные с высаженными концами – на одном из концов труб выполняется высадка – уширение горячим способом с увеличением диаметра на величину толщины стенки. По высадке нарезается внутренняя резьба, на противоположном конце наружная того же размера, что дате возможность стыковки труб без применения муфт.

Рис.2. Труба стальная обсадная с высаженным концом для безмуфтового соединения

Применяются также пластиковые обсадные трубы из ПВХ.

Следует рассмотреть конструкцию первой трубы обсадной колонны подробнее.

Нижний конец оснащается «юбкой» — это насадка специальной формы, привариваемая или устанавливаемая на резьбу с торца трубы.

Рис.3. Схема установки устройства «юбка» на конец обсадной трубы

Устройство увеличивает диаметр ствола на 25 – 30 мм, при этом:

Создаются условия бурения, не допускающие повреждение фильтра, находящегося над юбкой.
Размер ствола позволяет свободное перемещение обсадной трубы вместе с муфтами или безмуфтовых внутри скважины.
Острая режущая кромка снизу активно разрушает остатки породы в шурфе после прохождения ударника, способствуя увеличению скорости проходки.

Рис.4. Конструкция проволочного фильтра внизу первой обсадной трубы

Фильтр выполняется из нержавеющей проволоки диаметром 1,0 – 1,5 мм намотанной виток к витку. В процессе намотки витки уплотняют. Жизненный цикл такого фильтра составляет порядка 70 лет при условии периодической промывки при заиливании. Технология позволяет без особых затруднений выполнить работу своими руками.

Скважина на участке

Первой задачей при обустройстве водозаборного устройства – выяснение гидрогеологической обстановки в месте предполагаемых работ. Это должно решать задачи:

прояснение вопроса наличия или отсутствия достижимых бурением водоносных горизонтов;
характеристики и свойства грунтов;
желательную комплектность бурового инструмента по видам;
конструкцию и направленность скважины – на верховодку или второй песчаный горизонт (12 – 15 метров глубиной), до известняка артезианских горизонтов, в связи с этим – потребное количество обсадных труб;
принятие решения о привлечении сторонних организаций или выполнении работ своими руками на арендованном оборудовании.

При необходимости установки буровой вышки собственной конструкции, ее можно изготовить своими руками из бревен средней толщины, труб, деревянных брусков – то есть, из подручных материалов. При этом нужно предусмотреть наличие тельфера для подъема обсадных труб и лебедки для работы с ударником. Высота буровой вышки определяется длиной обсадных труб.

Порядок выполнения работ

Ударно канатное бурение скважин производится в следующем порядке:

Подготовка приямка для устья скважины размером приблизительно 1,5 х1,5 х 1,5 метра.
Забуривание на глубину 1,0 – 1,5 метра.
Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
Размещение внутри обсадной трубы ударника.
Бурение сбросом ударника с высоты, по заглублении его на полметра, ударник извлечь и очистить от грунта. Операцию повторять до достижения водоносного слоя.

Бурение производится своими руками с помощью одного или двух человек.

Недостатки и преимущества процесса

Из недостатков отмечают:

наиболее существенный недостаток – низкая скорость прохождения ствола;
недоступность для исполнения в отдельных видах песчаных грунтов;
заметное падение производительности при прохождении глубоких скважин;
возможность только вертикального исполнения.

пласт вскрывается качественно, без повреждения его пористой структуры, что позволяет сохранить максимальный дебет водоносного слоя;
не применяется промывочная жидкость и глина, засоряющая поры пласта;
возможность успешного бурения в галечно – валунных слоях;
скважина может быть освоена сразу же по окончании бурения и обустройства;
возможно выполнение буровых работ инструментом большого диаметра – от 500 мм;
естественный контроль проходимых пород при извлечении очередного керна.

В странах Северной Америки такой способ бурения скважин на воду до сих пор остается приоритетным, поскольку правильная выполненная скважина может работать до 70 лет.

Похожие статьи по данной теме:

Самостоятельное бурение скважин без оборудования

Скважина на воду способом роторного бурения

Особенности технологии бурения скважин на воду

Скважина ударно-канатным способом своими руками: простая и недорогая технология

Ударно канатный способ бурения скважин является наиболее простым. При этом он осуществим почти на всех типах грунтов. Работы можно производить без использования тяжелой спецтехники, при помощи сравнительно компактной установки.

Почти все ее элементы можно изготовить своими силами.

Такой метод бурения оптимален для самостоятельного обустройства водяной скважины.

Особенности метода

Исходя из вышеизложенного, данная технология бурения является оптимальным вариантом для самостоятельного обустройства водяной скважины на вашем участке, цена которого невелика.

Устройство бурильной установки

На фото конструкция бурильной установки.

Оборудование для ударного типа работ собирается из таких элементов.

Бурильный снаряд. В зависимости от особенностей грунта, это может быть забивной стакан, желонка или долото.
Ударная штанга.
Канат либо трос.
Вышка с блоком и лебедкой.

Забивные стаканы представляют собой главный инструмент установки.

Это отрезок трубы, в ее низу приваривается режущая кромка («клыки» или зубцы) из особо прочного металла, имеющая скос вовнутрь снаряда.
Кромка дает снаряду возможность глубже входить в грунтовый пласт при ударении.
На верху забивного стакана формируется наковальня. По ней ударяет штанга.

Технология ударно канатного бурения скважин требует сооружения вышки.

Оптимальный вариант – сделать ее в виде треножника.

Его можно сварить из труб. Если у вас нет сварочного агрегата, трубы можно заменить брусьями из древесины.
В высоту вышка должна быть длиннее бурильного снаряда. Так его можно будет поднимать полностью над уровнем земли.
Вверху треножника монтируется блок. Через него пропускается канат или трос.
Самое простое приспособление для подъема снаряда при помощи троса – это ворот, аналогичный колодезному.

Применение конструкции с забивным стаканом

Бурение скважин ударно-канатным способом осуществляется так.

Лебедкой забивной снаряд поднимается над забоем, затем он резко отпускается.
Стакан ударяется о грунтовый пласт и часть его захватывает.
Благодаря силе трения, почва удерживается при подъеме в полости контейнера.
Чтоб снаряд прошел глубже, применяется ударная штанга. Для этого ее надо поднять и отпустить. При этом она ударяет по наковальне бурильного снаряда.
Когда будут произведены несколько ударов, заполненный контейнер поднимается и очищается от содержимого.
Далее бурильные работы возобновляются.

Обратите внимание!
Ударно-канатное бурение скважин своими руками при помощи забивных стаканов можно осуществлять лишь при работах на сравнительно мягких и не сыпучих грунтах.
Частички песка почти не взаимосвязаны.
Поэтому сила трения не может их удержать в полости забивного стакана.
Для обустройства водоснабжающих объектов на твердых и песчаных почвах применяются другие бурильные снаряды.

Использование технологии на сыпучих почвах

Для работ на песчаных почвах применяются желонки.

Внизу такой снаряд имеет клапан. Он открывается, когда контейнер ударяется о породу, тем самым дает возможность части ее попасть вовнутрь.
При подъеме желонки, под давлением захваченной почвы, клапан прикрывается, что не дает содержимому просыпаться.
На поверхности контейнер освобождается, далее бурение продолжается.

Когда ударное бурение скважин своими руками осуществляется на однородном сыпучем грунте либо с пластами такового, то он начинает засыпать забой.

Чтоб избежать этого, необходимо в ходе работ ствол скважины укреплять обсадными трубами.
На первой трубе нужно сделать расширительный (конусный) башмак.
В процессе увеличения длины забоя, отрезки защиты под действием собственной массы либо благодаря аккуратным ударам, опускаются сверху вниз.
Сечение обсадной трубы должно быть чуть большим диаметра бурильного снаряда. Так он будет в стволе двигаться свободно. Иными словами – диаметр самого забоя будет меньшим, чем сечение труб, поэтому часть почвы с его стенок будет ими срезаться.

Вариант с твердым грунтом

Разновидности буровых долот.

Для работ на твердых либо каменистых почвах инструкция предписывает применять буровое долото.

Его мощные удары раскалывают и дробят твердый грунт.
Полученные небольшие частички поднимаются со дна забоя желонкой.

Обратите внимание!
При работе на твердых почвах обсадные трубы не смогут срезать породу со стенок забоя.
Поэтому совместно с ними нужно дополнительно применять расширитель.
Такое приспособление имеет подвижные резцы.

Чтобы расширитель спустить на дно скважинного ствола, резаки его складываются, таким образом, чтоб устройство помещалось в обсадных трубах.
Когда оно оказывается ниже конца колонны, пружина приводит резаки в рабочее состояние. Они срезают грунт со стенок ствола, увеличивая его сечение.
Чтобы без проблем пройти в процессе бурения промежуточные водоносные линзы и на твердых типах грунтов нужно устанавливать обсадные колонны. В противном случае грунтовые воды зальют забой и станут мешать работам.
Чтоб водоносную линзу перекрыть, надо, чтобы нижний край колонны упирался о грунтовый пласт, расположенный ниже воды. Далее жидкость откачивается. Затем из забоя при помощи желонки убираются частички породы.

Важные моменты

Схема обустройства скважины при помощи ударного метода.

Перед бурением скважины сначала нужно выкопать шурф, имеющий размеры сторон 1.5×5 метра. Глубина его может составлять до двух метров. Эта яма нужна для того, чтоб в забой не обваливался сыпучий поверхностный слой грунта. Стенки шурфа укрепляются щитами из досок. Далее над местом работ монтируется вышка.
Когда осуществляется ручное или пневмоударное бурение скважин, обязательно надо контролировать ровность забоя. Его искривление вызовет затруднение установки обсадной колонны или ее монтаж станет вовсе невозможным.

Обратите внимание!
Чем бурильный снаряд длиннее, тем проще сохранять ровность ствола скважины.
Поэтому его оптимальная длина должна составлять примерно два метра.

Трос, применяемый при описываемом методе бурения скважины. должен иметь большой запас прочности. Он должен выдерживать массу бурильного снаряда и ударной штанги. Кроме этого, трос должен держать сильные нагрузки на разрыв при поднятии стакана или долота, забитого в породу.
Помимо всего прочего, при ударном способе буровых работ возникает вероятность того, что снаряд заклинит в забое, в итоге попадания твердого грунта меж ним и стенкой обсадной колонны. Исходя из этого, сечение троса должен составлять не меньше 1 сантиметра.

При использовании ударно-канатного типа бурильных работ нет необходимости применять сложное и дорогое оборудование, а также специальную технику. С работой при желании сможет справиться любой владелец участка, имеющий умелые руки, вместе с одним-двумя помощниками. Посмотрите видео в этой статье, в нем вы найдете еще много полезного по данной теме.

rusbyr.ru