Буровая установка для скважины своими руками: самодельные конструкции

Какие буровые установки бывают?

Конструкция приспособления зависит от метода, который выбран для бурения скважины. При ударно-канатном бурении грунт разрушают с помощью груза, который просто бросают вниз. Рыхлый грунт вынимают и затем повторяют цикл, пока глубина скважины не достигнет необходимых размеров.

Вынимать грунт с помощью вращающегося бура одновременно и проще, и сложнее. Проще, потому что требуется меньшее физическое усилие, а сложнее, поскольку такие установки имеют более сложную конструкцию, их размеры крупнее, а затраты на их создание выше. Часть элементов для надежной буровой установки создать самостоятельно невозможно.

Специалисты выделяют четыре типа малогабаритных бурильных установок (МГБУ):

  1. Установка для УКБ — ударно-канатного бурения. Представляет собой раму с треугольным основанием. Рабочими элементами являются трос и закрепленное на нем долото или желонка.
  2. Шнековые буровые установки, при использовании которых грунт вынимается с помощью шнека, при этом промывка скважины водой не используется.
  3. Роторные буровые установки, работающие по принципу гидробурения.
  4. Ручные роторные установки — простейший вариант, в котором вместо электромотора используется ручной труд. Из-за высоких затрат физического труда этот тип МГБУ используется довольно редко.

Для самостоятельного изготовления даже самого простого приспособления такого типа понадобится сварочный аппарат, дрель и болгарка, а также навыки работы со всеми этими инструментами.

Ручная роторная буровая установка

Ручная шнековая буровая установка — это простейшее приспособление для бурения скважин с использованием ручного труда. Можно использовать электромотор, чтобы вынимать бур на поверхность

Способы бурения скважины вручную.

Гидробурение.

Для бурения этим способом понадобятся буровые штанги с фрезой, шланг для подвода воды и водяной насос.

Суть способа заключается в том, что бурение происходит с помощью
бура с фрезой и потока воды. Для бурения достаточно крутить штангу в разные
стороны, сначала в одну, а затем в другую сторону. Полного
вращения бура не требуется. Во время кручения штанги фреза бура рыхлит породу,
а вода, которая выходит из штанги в зоне бурения, подымает размытую породу
наверх из скважины.

Гидробурение скважины.
Гидробурение скважины.
Буровая штанга с ручками и водяным шлангом.
Верхняя часть буровой колонны со съемными ручками и присоединенным шлангом, по которому происходит подача воды в буровой ствол.

Недостатком данного вида бурения является то, что с его помощью
невозможно пройти обломочные породы типа галечников или просто породы богатые
камнями. В процессе бурения мягкая порода вымывается, а камни остаются на дне
скважины, где скапливаются и мешают бурить.

Преимущество в том, что нет необходимости доставать бур из ствола скважины,
чтобы убрать разрыхленную породу.

Штанги бура изготавливают длиной 1.5-2 м из водопроводной трубы с условным проходом 25мм и с наружным диаметром 32мм. Штанги соединяются посредством резьбовых муфт. На штангах с двух сторон нарезается обычная трубная резьба. Муфта частично накручивается на штангу с одной стороны и обваривается.

Буровая штанга с приваренной муфтой.
Буровая штанга с приваренной муфтой.
Соединение буровых штанг.
Соединение буровых штанг.

Буровая установка для скважины своими руками: самодельные конструкции

Фрезу для бура нужно изготавливать из прочного и толстого металла.
Лучше всего подойдет старая пластинчатая пружина от грузового авто. Эти пружины
сделаны из стали 75Г и они каленые, что придает металлу особую прочность на
истирание.

Фрезу, как правило, делают трех лепестковую или двух лепестковую. На гранях фрезы обязательно нужно сделать насечки. Данные насечки выполняют функцию измельчителя породы и с ними бур вращается легче.

Фреза буровой штанги.
Фреза буровой штанги.

Для гидробурения нужно организовать два приямка для воды: один из них побольше (он должен располагаться близко
от места бурения) и второй — поменьше. Приямки будут
выполнять роль резервуаров воды. В первом приямке вымытая порода будет
отстаиваться и оседать на дно, а из второго приямка вода должна забираться
насосом и подаваться внутрь буровой штанги.

Чтобы вода меньше уходила в почву приямков, их дно можно застлать полиэтиленом.

На фото видно технические приямки для гидробурения.
На фото видно технические приямки для гидробурения.
Буровая штанга с ручками, удерживаемая над краем бурового отверстия специальным ловителем.
Буровая штанга с ручками, удерживаемая над краем бурового отверстия специальным ловителем.
Схема гидробурения.
Схема гидробурения.

Чтобы определиться с выбором
скважины, нужно знать, чем они отличаются.

Бурение скважины шнеком.

Абиссинская скважина буриться небольшого диаметра буром примерно 60-90мм. Обсадная труба для абиссинской скважины чаще всего 40-70 мм по наружному диаметру. В абиссинской скважине насос располагается на поверхности земли. Современные поверхностные насосы могут поднять воду, которая находится на глубине максимум 8метров.

К примеру, если пробурили скважину и уровень зеркала воды находиться глубже 8 метров, то поднять эту воду поверхностным насосом становиться невозможно. Зеркало воды — это расстояние от уровня земли до поверхности воды в скважине.

Но если вырыть колодец глубиной 1-2 метра и на его дно установить поверхностный насос, то можно будет поднять воду с глубины 9-10 метров.

Обычная глубокая скважина лишена этого недостатка, так как ее погружной насос находиться на глубине ниже зеркала воды.

Схема буровых скважин.
На схеме изображены обычная глубокая и абиссинская скважины.

Поэтому если зеркало воды
находиться глубже 7-8м, то придется выбрать обычную скважину.

Набор буровых штанг со шнеком.

Сразу же возникает вопрос, как
предварительно определить глубину зеркала воды. 

Если у вас есть соседи, у которых пробурена скважина или колодец, то можно спросить у них, на каком уровне зеркало воды. Как правило, на соседних земельных участках водоносные слои одинаковые и уровень зеркала воды также будет одинаковым. Исключения бывают в редких случаях и связаны они с геологией участка.

1. бурить под абиссинскую скважину и если зеркало воды будет ниже 8м, то разбуривать скважину под обычную.

2. Сразу бурить обычную
скважину фрезой диаметром 160мм под обсадную трубу диаметром 125мм. Диаметр
скважины должен быть, как минимум, на четверть
шире диаметра обсадной трубы.

Перед тем как начать бурение, нужно понимать, что абиссинскую скважину бурить будет намного легче, чем обычную, так как диаметры отверстий у них значительно различаются. К тому же, стоимость материалов для абиссинской скважины меньше, чем для обычной. Но есть и минусы. У абиссинской скважины площадь поверхности фильтра намного меньше, чем у обычной скважины, поэтому и забиваться фильтр абиссинки будет чаще. Также у нее примерно в 2 раза ниже дебет (количество воды, которое может выдавать скважина за час) по сравнению с обычной скважиной.

Плывун -насыщенный водой грунт (обычно песок или супесь), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии его котлованами и другими выработками. Также про плывун можно сказать, что это герметичный объём в толще грунта, в котором под давлением находятся мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой. Его толщина варьируется от 2 до 10 м. Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы (глинистые и коллоидные), которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильными свойствами и слабо отдают воду.

Википедия

Если в процессе бурения вынимается так называемая жижа — это может быть песок в вперемешку с водой и глиной и при этом скважина не углубляется, то значит добурились до плывуна. Плывун постоянно заполняет собой буровой ствол и не дает углубить его.

Чтобы пройти плывун можно попробовать такие варианты:

  1. Замыть плывун бентонитом или клеем.
  2. Разбурить скважину на больший диаметр до плывуна и забить кондуктор. Это металлическая труба, которая на один –два размера больше обсадной трубы. Важно, чтобы кондуктор перекрыл собой полностью плывун и вошел своим концом в твердый грунт. Если этого не сделать, то кондуктор может завернуть плывуном, так как он находится в постоянном движении. После этого можно продолжить бурение через кондуктор желонкой или гидробурением.
Схема бурения с кондуктором.
Схема бурения с кондуктором.

Буровая установка

Замывка скважины –это промывка ее специальным клеящим раствором, который склеивает и упрочняет стенки скважины и не дает им обсыпаться и обвалиться.

Раствор приготавливается на основе воды и бентонита, который можно приобрести в строительном магазине.

Бентонит — это природный нетоксичный материал, который разбухает в воде и образует плотный гель. В ограниченном пространстве этот гель не пропускает воду.

Приблизительно бентонит разводят 25 кг на тонну воды. После этого
полученный раствор должен настояться минимум 2 часа, а лучше 12 часов. За это
время бентонит разбухнет и раствор будет напоминать кисель.

В качестве замены бентонита
можно использовать обычный обойный клей КМЦ.
Он стоит на порядок дешевле. Разводят его примерно 20 литров воды на 4
пластиковых стакана клея. Если в процессе работы клей начнет сворачиваться и
превращаться в клейстер, то в раствор можно добавить обычную соду. Она
предотвратит сворачивание клея.

Еще можно смешать воду с жирной глиной и добиться кисельного раствора. Такой раствор тоже неплохо работает.

Случаи, когда необходима замывка скважины:

  • Если скважина бурится в песке, то ее обязательно необходимо замывать на всем её протяжении. Если используется метод гидробурения, то буровой раствор следует приготовить с самого начала бурения.Если используется шнековый метод бурения, то замывать скважину нужно после смены каждой штанги.
  • Если скважину бурили в глине и дошли до песчаного водоносного слоя, то перед выемкой бура и установкой обсадной трубы скважину необходимо замыть. Пока бурение происходит в глине, замывать скважину необязательно.
  • Если необходимо пройти плывун.
  • Если необходимо пройти ненужный водонос, например, верховодку. В этом случае данный водоносный слой нужно запечатать и предотвратить уход бурового раствора в этот водоносный слой. Густота бурового раствора должна зависеть от скорости оттока раствора в водоносный слой. Чем сильнее отток, тем гуще должен быть раствор и, следовательно, тем дольше замывать ствол скважины.

Забивной стакан.

Водоносный слой может быть не один. Поэтому если вода нужна для технических нужд или для полива, то можно остановиться на первом слое. Такой слой может быть на глубине 4 метров. Вода, взятая из этого слоя, как правило чистой не бывает, но могут быть и исключения. Такую воду называют верховодка.

Верховодка — подземные воды, которые накапливаются над временным подпором (промерзлой почвой и тому подобное). Залегают вблизи поверхности (выше горизонта грунтовых вод), склонны к резким колебаниям, легко загрязняются.

Википедия

Если же вода нужна для
общего пользования, то лучше бурить поглубже.

Понять, что вы достигли
водоносного слоя нетрудно.

Если используется метод
гидробурения, то буровой раствор начнет уходить в скважину. Это будет хорошо
заметно по падению уровня воды в технических приямках. То есть, водоносный
слой будет поглощать воду, которую в него наливают. С какой скоростью водонос потребляет воду, с
такой же скоростью он ее и отдаёт.

Если же используется метод
бурения шнеком, то понять, что вы достигли водоносного слоя можно по мокрому
вынимаемому грунту и его типу.

Хорошие водоносные слои располагаются в крупнозернистых песках, известняках, песчано-гравийной смеси или галечнике. Иногда бывает вода и в суглинке, но очень редко. Поэтому одним из признаков водоносного слоя будет крупнозернистый песок или другие водоносные породы.

Простейшая МГБУ для ударно-канатного бурения

Желонка

Для создания такой буровой установки понадобится сделать:

  • разборную станину;
  • ударный патрон («стакан»);
  • желонку.

Чтобы облегчить бурильные работы, установку подключают к мотору редуктору, на барабан которого наматывается трос с закрепленным патроном или желонкой. Для эффективной работы понадобится патрон весом около 80 кг. С помощью желонки забой очищают от разрушенного грунта. Вполне эффективна желонка и на глинистых грунтах.

Главный рабочий элемент буровой установки такого типа — патрон или «стакан». Для его изготовления понадобится отрезок толстостенной трубы диаметром около 80-120 мм, чем тяжелее будет материал, тем лучше. Внизу обычно вырезают треугольные «зубы», которые разрыхляют грунт, но можно оставить эту часть патрона и ровной.

Буровая установка для ударно-канатного бурения

Изготовить буровую установку для ударно-канатного бурения не сложно, понадобится достаточно тяжелая желонка (буровой инструмент), прочный канат, рама и лебедка с мотором, чтобы облегчить работу

Инструмент  для ударно-канатного бурения

При ударно-канатном бурении для выемки грунта используется желонка. На фото самодельный вариант инструмента для ударно-канатного бурения, который позволяет разрыхлять и извлекать грунт

Перед началом работы рекомендуется с помощью бура сделать в грунте отверстие, в которое затем будет опускаться патрон. Диаметр этого отверстия должен быть лишь немного больше диаметра патрона.

Рабочий элемент такой установки — бур. Для его изготовления понадобится стальная труба сечением 100 мм. Верхний конец трубы снабжают наружной винтовой резьбой. На противоположном конце делают шнековый винт диаметром около 200 мм. Достаточно будет одного-двух витков шнека. К концам шнека следует приварить два стальных ножа таким образом, чтобы в вертикальном положении они находились под углом к горизонтальной поверхности грунта.

Чтобы вращать бур было удобнее, нужно взять еще один отрезок трубы длиной около 1,5 метров и приварить его к тройнику, имеющему внутреннюю винтовую резьбу. Тройник навинчивают на часть разборной штанги. Длина отрезка такой штанги также составляет 1,5 метра.

Схема буровой установки

Схема буровой установки: 1 — бур; 2 — вороток; 3 — тройник; 4 — разборная штанга; 5 — муфта; б — тренога; 7 — отверстие; 8 — лебедка; 9 — зубчатое колесо

Бур углубляют в грунт, проворачивают три раза, затем извлекают, чтобы удалить разрыхленный грунт. Процесс повторяют, пока углубление не достигнет примерно одного метра. Затем штангу необходимо удлинить, для чего с помощью муфты к ней присоединяется еще один отрезок стальной трубы.

Для устройства скважины глубиной более восьми метров понадобится закрепить конструкцию на специальной вышке-треноге. В верхней части этой конструкции нужно сделать отверстие, в котором штанга будет двигаться свободно. Поскольку вес штанги по мере ее увеличения также становится внушительным, следует использовать для подъема конструкции лебедку. Вышка может быть выполнена как из металла, так и из древесины.

Чтобы буровая установка для скважин была надежной и позволяла выполнять буровые работы на профессиональном уровне, необходимо приобрести ряд элементов, изготовленных в заводских условиях с использованием высокоточной техники. Понадобится приобрести:

  • вертлюг;
  • буровую штангу;
  • лопастной бур;
  • мотор-редуктор;
  • мотопомпу с рукавом;
  • шланг для подачи бурового раствора.

Раму для монтажа этого оборудования можно изготовить самостоятельно из прочной стали.

Схема малогабаритной буровой установки

На схеме наглядно изображено устройство заводской малогабаритной буровой установки с вертлюгом, буровой штангой, буром, электромотором, лебедкой, насосом и т.д.

Вертлюг необходим для передачи движущего момента от мотора-редуктора к буру, а также для подачи промывочного раствора. В корпусе вертлюга находится подвижная часть, на которой закреплены буровые штанги. Через специальный герметичный патрубок подается промывочная жидкость. Хотя конструкция этого элемента сложностью не отличается, от качества его выполнения зависит срок эксплуатации всей буровой установки.

Буровую штангу выбирают в зависимости от типа бурения (ударное, вращательное, с промывкой и т.д.). Штанга может иметь круглое или шестигранное сечение. Она передает движущий момент непосредственно к буру. В процессе работы штанга опускается вниз и ее необходимо наращивать. Для соединения используются специальные замки со специальной конической или трапециевидной (прямоугольной) резьбой, обеспечивающей максимально надежное соединение. По внутреннему сечению штанги в скважину подают жидкость, которая размягчает грунт и позволяет производить бурение более быстро и успешно.

Бур — это рабочий элемент, предназначенный для размельчения грунта. Для профессионального использования подходят специальные трехлопасные буры, которые вращают циклическим методом. Диаметр бура может варьироваться в пределах 80-350 мм. Изготавливают этот элемент из качественной стали, в которую вплавлены высокопрочные пластины, например, ВК-8.

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ:  Что делать и куда звонить если в подъезде пахнет газом? Порядок действий при выявлении утечки
Оцените статью
MALIVICE.RU