Буровые установки для бурения скважин

Современный арсенал буровых установок насчитывает сотни разновидностей оборудования. Но если для добычи нефти и газа используются стационарные комплексы, то под скважину на воду подойдет малогабаритная модель. О том, какими эти модели бывают, как они работают и насколько сложно собрать самодельный компактный буровой агрегат мы и будем говорить далее.

Разновидности буровых устройств

Устройство стволов в газовой отрасли и нефтянке кардинально отличается от водяного направления. Там бур должен одинаково легко проходить вечномерзлый грунт и скальные породы. Плюс он изначально рассчитан под большое давление на глубине. Поэтому в нефтяной и газовой промышленности используются стационарные платформы.

Такое мощное оборудование для обустройства скважин на воду не нужно. В зависимости от сложности грунта и того насколько глубокая шахта нужна для скважины, есть 3 разновидности мобильных буровых установок.

1. Самоходные буровые агрегаты — название говорит само за себя, базой для оборудования здесь выступает автомобиль. Классикой автомобильных буровых считаются Уралы и Кразы. Для относительно мелких скважин на воду существуют установки на базе УАЗ, причем как на колесном, так и на гусеничном ходу;

2. Портативная передвижная установка с колесной базой — эксплуатационные характеристики таких установок не сильно отличаются от их автомобильных сестер. Хотя модели есть разные, ассортимент здесь большой, от маленькой двухколесной платформы под легковой автомобиль до сравнительно тяжелой модели «МГБУ-70».

3. Переносные и разборные модели — семейство переносных агрегатов чаще всего используется для обустройства водяных скважин. Мощность у них сравнительно небольшая, но зато эти аппараты можно установить в труднодоступных местах, к примеру, в подвале.

Популярные малогабаритные и передвижные варианты

Иллюстрации	Рекомендации
	Серия установок РБ-50/220. Монтаж таких установок не требует много места и особых условий. В комплект входят: Штанги — 1 метр, 1,5 м или 1,8 м; Бур 50 мм из стали Ст40Х; Станина с рельсовым механизмом; Электробур с двигателем 2,2 кВт. Работающий от стандартной розетки в 220 V. Максимальная глубина ствола для серии РБ-50/220 — 50-70 м. Стоить такой аппарат может от 59 тыс. руб. Для таких установок желательно еще купить грязевой насос поршневого типа с диаметром частиц от 20 мм.
	Серия установок РБ-100/380. Электроустановка мощностью 4 кВт рассчитана на питание от генератора 380 V; Максимальная глубина ствола — 100 м; В комплект входит электрический тельфер грузоподъемностью 1 тонна; Диаметр штанг 57 мм, штанги идут с замками и ключами к ним; Агрегат предназначен для роторного бурения твердосплавной шарошкой; Цена от 120 тыс. руб. В комплект не входит грязевой насос, но для роторного бурения он необходим.
	Серия установок УКБ-12/25. Семейство агрегатов УКБ-12/25 имеет 3 направления: Переносные модели; Модели на колесной паре, как на фотографии слева; Модели на автомобиле УАЗ. В зависимости от модели устанавливается электрический, дизельный, бензиновый или сторонний (от привода автомобиля) силовой блок. Цена начинается от 220 тыс. руб. Агрегаты этого типа разрабатывались под шнековый способ бурения.
	Серия установок ПМ-23. По классификации Протодьяконова такие установки могут работать на грунтах от IX, до XII класса. Это означает, что их можно использовать для бурения: Шурфов под бетонные сваи; Шурфов для взрывной закладки в карьерах; Стволов геотермальных скважин; Скважин на воду. Из тех, что есть в продаже, самый маленький агрегат базируется на автомобиле УАЗ, весит 800 кг, способен бурить стволы диаметром до 300 мм и глубиной до 190 м. Самый мощный ПМ-23 на гусеничном ходу весит 2 тонны, бурит стволы диаметром 300 мм, глубиной 300 м. Стоимость, без учета машины, 160-300 тыс. руб.
	Семейство установок «ROTOMAX». Компактные немецкие установки семейства «ROTOMAX» могут бурить сухим шнековым, пневмоударным и роторным способом с промывкой. Диаметр ствола — 219 мм; Глубина — до 120 м; Вес — 1,9-2,4 т; Цена договорная и начинается от 400 тыс. руб.

Для личного разового использования нет смысла покупать новую МГБУ, гораздо выгоднее будет аренда агрегата или покупка техники б/у .

Достоинства и недостатки малогабаритных буровых

• МГБУ легко транспортируются, некоторые модели можно перенести своими руками;
• Ремонт и эксплуатация такой техники не требует фундаментальных знаний;
• Большинство агрегатов энергонезависимы, что очень удобно в поле или на неподготовленном участке;
• Себестоимость 1 погонного метра ствола низкая;
• Возможность использования переносных моделей в ограниченном пространстве;
• Относительно низкая цена, особенно когда речь идет о самодельных установках;
• Для обслуживания такой техники достаточно 2 подсобных рабочих.

Что касается недостатков, то легкие переносные и передвижные модели не способны бурить стволы глубиной более 100 м.

Насколько сложно собрать установку самому

Сделать своими руками такую технику можно, но для начала разберитесь, какую скважину вы собираетесь обустраивать. К примеру, артезианский источник самоделкой вы не пробурите, плюс ко всему на него нужно оформлять разрешительные документы, а эти документы вам не выдадут без профессионального подрядчика.

Алгоритм работ по обустройству источника

Если не брать в расчет артезианские источники, то алгоритм обустройства любой другой скважины будет состоять из следующих пунктов:

• Сначала вам нужно выбрать место, по правилам питьевой источник делается не ближе 30-50 м от сливных ям и полей с удобрениями. Но этим правилом можно пренебречь, если вы бурите скважину на песчаный горизонт глубиной от 30 м;

• Дальше собираете, арендуете или покупаете буровую установку и начинаете пробивать отверстие в грунте, о способах самостоятельного обустройства ствола мы поговорим чуть позже;
• Когда ствол готов, в него вставляется обсадная колонна. Как правило, это стальная труба, она нужна для того чтобы не произошло обрушение стен ствола, а также чтобы в чистую питьевую воду не попали примеси из верхних водоносных слоев;
• Теперь источник нужно промыть (несколько раз выкачать из него воду, пока не пойдет чистая);
• На последнем этапе устанавливается насосное оборудование.

Статьи по теме:

• Буровые установки для бурения скважин на воду

Ударно-канатные механизмы

Родиной ударно-канатного способа обустройства скважин считается Китай. Первый чертёж или скорее эскиз такой установки появился около 3000 лет назад. Тем не менее, схема актуальна и по сей день.

Ударно-канатные механизмы применяются при обустройстве 2 видов источников — это абиссинский колодец и скважина на песок с фильтрующей основой. Абиссинский колодец сделать проще, но отзывы о нем не самые лучшие. Обычно вода там годится только для полива, ведь наполняется колодец от верховодки или грунтовыми водами.

Принцип прост, в землю вертикально забивается так называемая игла. Она представляет собой трубу с отверстиями для воды, на конце которой приварена пика из прочной стали. Существует 2 способа забить иглу до водоносного слоя.

• Вначале, чтобы удержать трубу в вертикальном положении устанавливается тренога;
• На расстоянии метра от земли к трубе крепится так называемый «подбабок» — в сущности это обычный хомут, плотно прикрученный к трубе;
• Сверху на трубу надевается бабка — металлический груз весом от 30 кг;
• На верхнюю часть треноги, а иногда прямо на трубу крепится блок с двумя роликами;
• Через ролики продеваются 2 троса, которые крепятся к бабке;
• Дальше подсобные рабочие при помощи тросов подтягивают бабку вверх и бросают. Таким образом, игла забивается в грунт, когда подбабок дойдет до земли, его переставляют на метр вверх, труба наращивается и процесс повторяется. На схеме ниже показан принцип работы системы.

Второй способ аналогичный, но более простой, в нем не нужно постоянно переставлять подбабок. Плюс иглу можно забить самостоятельно, без помощника.

• Вначале игла забивается простой кувалдой примерно на 1 метр;
• Дальше ставите над иглой треногу с роликовым блоком;
• В качестве бабки выступает ударная штанга — кусок круглого металлического проката длиной 1-1,5 м и диаметром, чуть меньшим, чем диаметр трубы иглы;
• Игла забивается посредством подъема и сброса вниз ударной штанги.

Классическая «китайская» ударно-канатная установка работает немного иначе. Здесь основным рабочим инструментом выступает «желонка». Она представляет собой трубу длиной до 2 м. Нижняя кромка трубы заточена по периметру.

Там же, в нижней части установлен обратный клапан, лепестки этого клапана пропускают грунт внутрь, после чего закрываются. Для утяжеления внутрь желонки устанавливается металлический груз.

Система работает примерно так:

• Ставится тренога или какая-либо подобная конструкция с верхним роликовым блоком;
• Первый метр в грунте выбирается садовым буром по диаметру желонки;
• После этого снаряд сбрасывается в скважину и под собственным весом заглубляется;
• Когда желонка наполняется грунтом, ее вытаскивают, чистят и продолжают бурить дальше;
• Для подъема рабочего патрона используется лебедка. Патрон с грунтом штука тяжелая и голыми руками вытянуть его проблематично (руки устанут).

На мягких грунтах скважину можно пробить при помощи одной желонки. Если грунт каменистый, то вначале ствол углубляется острым долотом, которое разбивает камни, а потом мусор из ствола выбирается желонкой.

Шнековое бурение

Шнековое бурение среди профессионалов еще называют «сухим». Шнек — это не что иное, как «винт Архимеда». Такой своеобразный «штопор» вгрызается в грунт и поднимает его вверх по стволу.

Максимальная длина рабочего шнека 2 м, поэтому для стволов глубиной более 2 м штангу нужно наращивать и после забора грунта вынимать инструмент для очистки.

Для того чтобы сделать шнековую буровую в домашних условиях, вам кроме самого шнека понадобится еще силовая установка (ДВС или электродвигатель) и редуктор, который будет преумножать и передавать энергию от силовой установки к шнеку.

Для удержания редуктора с двигателем в вертикальном положении сооружается рельсовая колонна из 2 или 3 направляющих труб. В идеале для подъема шнека с грунтом желательно еще установить тельфер или мощную лебедку.

Бурение с промывкой

Если до этого мы рассматривали кустарные способы и установки, то роторное бурение скважин с промывкой уже ближе к профессиональному оборудованию. Но это совсем не означает, что такую технику нельзя собрать в домашних условиях.

Правда здесь я вынужден вас немного расстроить — из того, что можно сделать своими руками в роторной установке есть только рама с рельсовыми направляющими, все остальное оборудование придется покупать и собирать на месте.

• Бурение выполняется при помощи профессионального металлического бура (шарошки). В отличие от шнека хорошая шарошка легко проходит сквозь скальные породы. Базируется шарошка на пустотелой металлической штанге;
• Вращательный момент обеспечивается стандартным двигателем с редуктором;


• Для охлаждения бура и подъема на поверхность породы используется вода, поэтому способ и называется «Бурение с промывкой»;
• Одним из основных узлов конструкции считается «Вертлюг» — он обеспечивает прочное соединение силовой установки с буровой штангой и одновременно через него поступает или удаляется вода из скважины;
• Вся эта конструкция базируется на рельсовой раме, состоящей из 2 или нескольких труб. На ней же устанавливается тельферная лебедка для подъема механизма со штангой.

Не пытайтесь самостоятельно выточить вертлюг в кустарных условиях и не заказывайте его в Китае. Это один из важнейших узлов и экономить на нем нельзя, берите либо отечественное оборудование, либо европейское.

Система с промывкой бывает 2 типов:

1. Прямой ход — вода подается через вертлюг в буровую колонну и после охлаждения бура, вместе с породой поднимается по стволу скважины наверх. Обходится такая промывка дешевле, но грязи вокруг ствола будет очень много;
2. Обратный ход — в этом случае вода заливается непосредственно в ствол. После чего грязевым насосом через буровую колонну и вертлюг вода высасывается вместе с породой. Придется заплатить за насос, но здесь вы можете организовать отстойники и не загаживать участок.

Вывод

По опыту, самодельные установки есть смысл собирать для обустройства стволов глубиной до 20 м на мягком грунте. Для глубокой скважины лучше взять какой-нибудь из выше перечисленных заводских агрегатов. На видео работа МГБУ показана наглядно. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Источник: kolodec.guru

Первая категория, буровые установки серии УРБ (ТЯЖЕЛАЯ СЕРИЯ)

• УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д
• УРБ-12.ZBT
• УРБ-2Д3

Буровые установки УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д является базовыми моделями этой категории. Эти буровые установки монтироваться на шасси автомобилей повышенной проходимости, на сани или в тепляки, а так же на гусеничные транспортёры соответствующей грузоподъёмности. Буровые установки нашего производства, имеют усиленную мачту, имеющую высокие характеристики по сопротивлению на изгиб и кручение. Все редукторы проходят 100% проверку и обкатку в том числе и под нагрузкой, на испытательных стендах, в следствии чего Вы получаете высочайшие эксплуатационные качества. В гидравлической схеме буровой установки применяются комплектующие европейского производства, что позволяет существенно повысить эксплуатационную надёжность и увеличить ресурс работоспособности установки.

Буровая установка УРБ-12.ZBT создана на основе установки УРБ-2А-2, УРБ-2А-2Д. Эта модификация предназначена для компаний специализирующихся в следующих видах буровых работ: колонковое бурение, алмазное бурение, ударно-канатное бурение, пневмоударное и шнековое бурение. Не смотря на глубокую модернизацию установки УРБ-2А-2 установка УРБ-12.ZBT сохранила простоту в обслуживании и ремонтопригодность. На установке УРБ-12.ZBT применяются та же конструкция вращателей и раздаточной коробки. Однако буровые параметры данной установки гораздо выше чем у существующих аналогов. (смотрите вкладку сравнение  в разделе УРБ-12.ZBT )

Буровая установка УРБ-2Д3 так же является модернизированной установкой УРБ-2А-2, и предназначена для компаний, специализирующихся в следующих видах буровых работ: шарошечное, колонковое бурение, пневмоударное и шнековое бурение. Главным отличием УРБ-2Д3 от базовой бурильной установки УРБ-2-А2 это наличие более мощного вращателя, планетарной конструкции и как следствие требующего усиленния конструкции мачты. Мачта усилена фермовой конструкцией, а так же усилена каретка на которой закреплен вращатель. Вращатель 2ДЗ позволил увеличить скорость бурения скважин, по сравнению с УРБ 2А2, в два раза. Вращатель буровой установки имеет четыре рабочие скорости в диапазоне от 33 до 184 оборотов в минту.

Вторая категория буровых установок, нашего производства — (СРЕДНЯЯ СЕРИЯ и Малогабаритные Буровые Установки)

Малогабаритные установки это установки для бурения, предназначаются для бурения скважин в стесненных условиях и могут монтироваться на шасси малой грузоподъёмности.

• МБУ ZBT-100 Белка
• МБУ ZBT-200 Белка
• МБУ ZBT-250 Стрелка
• УРБ.12-ZBT (3,5)

МБУ ZBT-100 Белка, МБУ ZBT-200 Белка, бурильные установки монтируемые на автомобильные прицепы, трейлеры, на автомобили УАЗ, Газель и подобные. Вес установки без транспортной базы 500-700кг.

МБУ ZBT-250 Стрелка, более мощная установка для бурения скважин. Предназначенная для монтажа на гусеничные шасси, УАЗ, ГАЗ-3308 Егерь, ГАЗ-71, ГТТ, прицеп для легкового автомобиля.

УРБ.12-ZBT(3,5)  это установка являете уменьшенной моделью буровой установки УРБ-2А-2 с сохранением основных буровых характеристик установки УРБ-2А-2 

Установки УРБ.12-ZBT (3,5) предназначены для монтажа на следующие виды шасси  ГАЗ-33086 Земляк, Silant, ГАЗон Next C41R33, КАМАЗ-43501(4х4), МТЛБ, МТЛБу и аналогичные шасси соответствующей грузоподьемности.

Третья категория буровых установок, нашего производства — (РУЧНАЯ СЕРИЯ)

Переносные буровые установки. Преимущественная область их применения – бурение на малые глубины малым диаметром, при инженерных изысканиях, бурения для поиска воды, картировании или сейсморазведке в труднодоступных местах. Наше предприятие выпускает малогабаритные установки четырёх наименований:

•УКБ-12/25;                                                •УКБ-12/25-01;                                                 •УКБ-12/25-02;

В семействе УКБ базовой установкой является УКБ-12/25. Установка проста в эксплуатации и надёжна. Может бурить скважины глубиной до 15 метров (при колонковом бурении – до 25 метров). Габариты в транспортном положении – 1800х1000х600 мм.

Усовершенствованная модель – бурильная установка УКБ-12/25-01. Установленный на ней двигатель с воздушным охлаждением имеет повышенную мощность и развивает крутящий момент до 400 Нм. Габариты в транспортном положении – 2000х1050х900 мм.

Следующей в этом модельном ряду стоит ручная буровая установка УКБ-12/25-02. В качестве привода используется электромотор с редуктором. Масса установки без бурового оборудования – 162 кг. Габариты в транспортном положении – 1900х900х600 мм.

Импортные буровые установки.

Нашим предприятием осуществляется поставка и продажа буровых установок зарубежного производства. В модельном ряду – семнадцать наименований от разных производителей. Буровые установки предназначены для бурения в разных геологических и ландшафтных условиях. В том числе – в условиях подземных галерей и тоннелей. Привод может быть как дизельным, так и электрическим. Глубина бурения от 50 метров (лёгкие станки) до двух километров и более (самые мощные установки). Запчасти для буровых установок зарубежного производства могут поставляться в комплекте с оборудованием или по специальному заказу.

Дополнительное оборудование к буровым установкам.

Некоторые установки комплектуются дополнительным оборудованием: миксером для буровых растворов, а также специальным устройством, предназначенным для увеличения крутящего момента вращателя, что позволяет довести количество оборотов до 2000 в минуту и более.

Буровое оборудование для скважин наш завод производит и поставляет на отечественный рынок уже несколько десятилетий, и за это время успел зарекомендовать себя надёжным партнёром. На предприятии постоянно ведутся технические изыскания, разрабатываются новые проекты. Это позволяет нам на равных конкурировать с ведущими мировыми производителями, и мало того, создавать с ними совместные проекты, которые положительным образом сказываются на результатах нашей деятельности.

Если вашему бизнесу нужна буровая установка, купить её у нас – значит приобрести и качественное оборудование с дальнейшим сервисным обслуживанием на долгие годы. Техники и инженеры предприятия имеют большой опыт работы в самых сложных природных и климатических условиях. А проверенное годами качество нашего оборудования станет гарантией его долгой бесперебойной эксплуатации.

Все, что вам нужно сделать, чтобы купить наши буровые установки, просто связаться с представителями нашей компании любым удобным для вас способом и уточнить необходимую для вас модель или выбрать из каталога на сайте. В любом случае вас будет обслуживать квалифицированный персонал, который ответит на все интересующие вопросы и поможет подобрать оптимальную буровую установку в зависимости от ваших целей и финансовых возможностей.

Однако буровые параметры данной установки гораздо выше чем у существующих аналогов. (смотрите вкладку сравнение в разделе УРБ-12.)

Источник: www.zavodbt.ru

Разновидности устройств

В настоящее время буровая установка для бурения скважин  применяется для создания водоемов. Ручные варианты не являются эффективными. Применяют такие устройства в том случае, если на дачном участке мягкая земля, и требуется небольшая скважина.

В основном применяют механизмы, основанные  на  технологиях:

• мобильная буровая установка, установленная на базе грузовика;
• малогабаритная установка, предназначенная для ударно-канатного вида бурения;
•  буровая шнековая установка (не имеет промывки свежей скважины)
• мини буровая установка компактным размеров роторного типа, позволяющая вытаскивать на поверхность породы;
• малогабаритные буровые установки для бурения на глубине  120 метров

Подобные установки незаменимы на тех дачных участках, где нельзя воспользоваться стандартными буровыми устройствами. Буровая установка урб 2а2 имеет компактные размеры, поэтому ее легко можно  перевозить с одного места на другое, использовать на участках со сложным рельефом, заездом.

Малогабаритные варианты

Установка «Стерх» применяется в разных областях: бурения на воду, геологической разведки. Она имеет отличные эксплуатационные характеристики. Среди основных областей применения переносных буровых установок выделим:

• шнековое;
• шарошечное
• пневмоударное;
• колонковое бурение

Бурение на воду малогабаритной буровой установкой не предполагает перевозки на ГАЗ или КамАЗ, что существенно  ускоряет и упрощает процесс бурения скважин. Подробнее обо всех нюансах, связанных и с применением таких установок, рассказывает видеофрагмент

Преимущества мобильных буровых систем:

1. Надежность.
2. Простота и удобство применения.
3. Надежность и долговечность.

Артезианские воды

Так как такие воды залегают в недрах земли, они в минимальной степени зависят от антропогенных факторов. Для бурения подобных скважин применяют буровые самоходные устройства. Их часто создают на базе КамАЗ, применяют для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин. Устройства имеют существенные размеры, для их установки требуется значительное количество пространства. Но данный факт полностью компенсируется той глубиной скважин, которые с их помощью можно пробурить. К тому же такая конструкция дает реальный шанс найти  чистую воду.

Буровые устройства «Беркут» идеальны для создания инженерных скважин. Такой установкой можно производить буронабивные сваи, буроинъекционные сваи, водопонижающие скважины, выполнять все виды работ на открытых пространствах. Подобные устройства подходят для тех участков, на которых нельзя использовать переносные установки.

Алгоритм работы

Последние данные по буровым установкам подтверждают востребованность передвижных устройств. Есть отличия по мощности, скорости, глубине создания скважин, но основные технические характеристики всех буровых установок одинаковы. Конструкции, используемые для создания скважин на газ и нефть, оснащены кронблоком. Он является неподвижной основной частью всей талевой системы, монтируемой на подкронблочных балках вышки либо на верхней части мачты. Материалом для данного элемента является профпрокат.

Предназначение кронблока:

• выполняет при проходке скважины спускоподъемные операции;
• поддерживает инструмент либо обсадные трубы на весу

Буровая установка своими руками позволяет дачникам делать на участке колодцы, пользоваться водой в бытовых и технических целях.

Скважина на воду без помощи буровой установки – экономичный и простой способ добычи воды. Гидробурение предполагает размягчение грунта на участке заглубления бура. Для промывочной жидкости применяется простая техническая вода, в результате чего уменьшается сила трения о бур грунта, в результате скважина будет высочайшего качества. Для таких скважин нужны такие установки, позволяющие получать через какое-то время качественный источник воды.

Поиск выхода

Несмотря на огромное расширение водопроводных сетей, многие владельца личных участков, решают проблему с питьевой водой только с помощью скважины либо индивидуального колодца. Для их обустройства нужна эффективная буровая установка, которая эффективно работает на разных грунтах. Идеальный вариант – помощь специалистов, которые занимаются бурением скважин. Но применение промышленной буровой установки – дорогостоящее удовольствие, не всем оно « по карману».

Малогабаритные установки, сбор которых под силу и новичкам, помогут выполнить сборочные и слесарные работы.

Виды самодельных бурильных устройств

Ударно-канатные устройства

Они отличаются существенным рабочим ресурсом, ими можно сделать множество скважин. Скорость бурения подобной установкой незначительная, к тому же потребуется специальная обсадка трубами существенного диаметра, в результате цена скважины увеличивается. Ударно-канатная установка  гарантирует создание качественной скважины.

Суть работы заключается в использовании ударного снаряда, под собственным весом падающего вниз, разрушающего во время удара слой грунта. Для подъема раздробленной почвы применяется желонка. Снаряд имеет вид трубы, длина его может быть до 2 метров, нижний край заточен. В трубу ставится клапанный механизм, который удерживает разрыхленный грунт во время подъема на поверхность. Сначала простым буром делают незначительное отверстие, потом приступают к применению установки. 2-3 цикла работы снаряда позволяют освободить участок от грунта, сделать скважину.

Шнековые устройства

В них есть винт Архимеда (шнек), который обеспечивает полный подъем разрыхленного грунта. Вместе со шнеком буровая штанга имеет длину до 2 метров. При необходимости дополнительного наращивания делают резьбу на верхней штанге. Бурить можно вручную, либо автоматическим способом. Через 2-3 оборота извлекают инструмент, удаляют раздробленный грунт. Как только бур уйдет на существенную глубину, наращивают его путем добавления новой буровой штанги. При существенной глубине желательно проводить бурение механизированными станками, имеющими привод, который обеспечивает подъем и вращение на поверхность шнека. Мобильные буровые установки такого типа гарантируют высокую производительность. Недостатком является постоянный подъем рабочего инструмента из-за необходимости периодической очистки грунта.

Бурение с промывкой

Максимальную производительность имеет бурение с периодической промывкой буровым раствором скважины. Раствор позволяет поднимать на поверхность весь разрушенный грунт. Подобное оборудование включает в себя узлы:

• буровые штанги с буром, которые позволяют разрушать грунт;
• приводной механизм, который обеспечивает поступательное движение и вращение рабочего инструмента;
• помпа с напорными рукавами, которая нужна для подачи воды;
• переходной узел (вертлюг), благодаря которому происходит передача к инструменту вращательного момента

При необходимости сделать глубокую скважину, можно воспользоваться подобной установкой. Учитывая качество грунта, скорость бурения может составлять 10 м/с.

Промывка скважины выполняется прямым способом. Раствор идет по штанге, вымывает весь отработанный грунт, поднимает его по скважине. Обратная промывка предполагает подачу раствора в скважину, удаление через инструмент.

Источник: bouw.ru

Ударно-канатные бурильные устройства

Ударно-канатные буровые установки для бурения скважин на воду появились одними из первых и охотно применялись до сороковых годов прошлого века. Буровая установка этого типа отличается такими свойствами:

• простая конструкция и эксплуатация;
• большой диапазон проходки;
• глубина бурения — более 100 метров;
• хорошо работает на каменистых почвах.

Эти малогабаритные буровые установки конструктивно предельно просты. В их состав входят:

• опорная тренога, на которой укреплен блок с канатом;
• тяжелый (до 80 кг) ударный буровой патрон;
• лебедка, приводящая в движение рабочий инструмент.

Ударный патрон представляет собой металлическую трубу длиной до двух метров, края которой снизу заострены либо зазубрены. Процесс бурения происходит следующим образом: под действием собственного веса ударный патрон падает вниз, разрушая слой за слоем почву.

Через каждые два–три таких падения/подъема желонка вынимает разрушенную почву на поверхность. Вниз опускают обсадные трубы и заливают цементом. Чтобы предотвратить попадание в водоносный слой вредных примесей, в установке монтируются скважинные фильтры.

Шнековые бурильные агрегаты

Принцип винта Архимеда положен в основу конструкции шнековых установок. Они применяются большей частью для бурения нетвердых почв типа песчаников или песчано-гравийных пород на глубину, не превышающую 120 метров. Отработанный грунт извлекается на поверхность либо сухим шнеком, либо с промывкой и продувом шнека.

Буровая шнековая установка состоит из:

• шнека, закручивающегося в почву;
• буровой штанги, используемой для наращивания шнека;
• ручного или механизированного привода.

Винтовой бур закручивается в почву. После прохождения очередной отметки глубины он вытаскивается на поверхность вместе с разрыхленной почвой. После освобождения от выбранного грунта бур продолжает работу. Чтобы бур мог работать на значительной глубине, его наращивают буровой штангой. С целью обеспечения прочного соединения бур и штанга снабжаются резьбой. Для бурения на небольшую глубину используется ручной привод. При более глубоких проходческих работах используется привод механический.

Вращательно-роторные устройства

Вращательно-роторное бурение является наиболее распространенным способом получения скважин диаметром до семидесяти сантиметров и глубиной до десяти и более километров. В агрегатах такого типа рабочее усилие на колонну передается с роторного вращателя, исключающего передачу нагрузки на ось долота. Промышленностью выпускаются как стационарные, так и мобильные роторные бурильные агрегаты.

Буровая установка роторного типа включает в себя:

• бурильное долото;
• ведущую штангу;
• трубы с муфтовыми соединениями, имеющими повышенную износоустойчивость;
• вертлюг;
• соединительную арматуру.

Роторный вращатель оборачивает колонну, а через нее активируется долото. Сам ротор вращается либо от ДВС, либо от электродвигателя. Колонна состоит из множества сочлененных труб. Для охлаждения долота подается промывочная жидкость. Эта же жидкость выводит шлам на поверхность. Когда скважина достигнет определенной глубины, ее укрепляют обсадной колонной. Кольцевое пространство заливают цементом. После затвердевания цемента бурение продолжается долотом меньшего размера.

Промывка скважин при бурильных работах

Промывка скважин специальным буровым раствором при выполнении бурильных работ дает возможность максимально повысить скорость проходки – до десяти метров в час. Раствор поднимает на поверхность весь грунт, разрушенный бурильным инструментом. Для этого бурильные агрегаты снабжаются специальными помпами с напорными рукавами для подачи промывочного раствора в скважину. Промывку пробуренной скважины осуществляют прямым способом, то есть, раствор поступает по штанге, вымывает разрушенный грунт, поднимает его на поверхность. Возможно проведение промывки обратным способом – подачей раствора в скважину, а удаляют его через рабочий инструмент.

Источник: SpecNavigator.ru

Чем и как лучше бурить скважину?

Начинающему буровику нужно запастись терпением и приготовиться к выполнению не самой простой работы.

Еще понадобятся подручные средства и недорогие материалы для изготовления установки и бурового снаряда, а также здравый смысл и пара-тройка друзей в помощь.

Бурение скважин – это работа сродни искусству, поскольку результат непредсказуем, и каждое сооружение уникально. Задача состоит в том, чтобы проделать в грунте длинную и узкую шахту до водоносного слоя и опустить в нее обсадную трубу для укрепления стенок выработки.

В процессе придется извлечь немало грунта, причем грунт этот может быть очень разным: от кусков гранита до песка вперемешку с водой.

Многое зависит и от глубины водоносного слоя. Иногда до него нужно пройти менее 10 метров, а порой водоносная скважина достигает нескольких десятков или даже сотен метров. Все это влияет на методы бурения и его сроки. Чтобы устроить скважину, существует два основных способа: ударно-канатный и вращательный, в современной интерпретации шнековый.

В первом случае бурение выполняется с помощью узкого и тяжелого снаряда, именуемого желонкой. Ее подвешивают на канате или тросе, который перекидывают через закрепленный на треноге блок. Для вытаскивания бурового снаряда из шахты используют лебедку с мотором, хотя при желании это можно делать и вручную.

Снаряд несколько раз роняют на дно выработки с высоты в несколько метров. Он рыхлит грунт, часть которого попадает в полость желонки. После углубления в грунт примерно на 0,5 м бур извлекают из ствола. Снаряд очищают и снова бросают в шахту. Процесс повторяют до тех пор, пока не дойдут до воды.

Ударно-канатный метод очень старый, его используют в течение столетий, если не тысячелетий. Сделать желонку относительно несложно, понадобится листовая сталь толщиной 4-5 мм или толстостенная труба Ø 110-120 мм, а также навыки работы со сварочным аппаратом. А работать желонкой можно даже в одиночку, хотя с помощником дело пойдет значительно быстрее.

Преимущества ударного бурения состоят не только в его доступности. Желонка надежна, она проходит практически любой грунт кроме скальных пород. Если нужно преодолеть слой из супеси или суглинка, желонку заменяют соответствующего размера стаканом – узким цилиндром без клапана на дне.

Стакан эффективно разрушает глинистые породы, которые за счет собственной способности уплотняться и липнуть к стенкам удерживаются в его полости.В ручном ударно-канатном бурении желонку и стакан чередуют по мере необходимости.

Как только проходка желонкой существенной сокращается, значит, она встретила кровлю суглинка или супеси, из-за чего ее меняют на стакан. Как только в полости стакана перестает задерживаться разрушенный в скважине грунт, его меняют на желонку.

За один “сеанс” можно углубить шахту на метр, хотя чаще этот показатель скромнее, примерно 20-40 см. В этом недостаток ударно-канатного метода – длительное время работы. На глинистых пластичных грунтах эффективнее использовать шнек или иначе змеевиковый бур.

Рабочий инструмент шнековой установки представляет собой колонну штанг с буром на нижнем конце. Инструмент буквально ввинчивается в грунт, который частично удерживается на его лопастях.

Периодически шнек вместе с разрыхленным грунтом извлекают на дневную поверхность, а забой с обвалившимся отвалом расчищают желонкой. Затем снова бурят шнеком, внедряясь все глубже в землю с каждым витком.

Штанги постепенно наращивают по мере углубления шахты. Сначала длину буровой колонны увеличивают креплением одной штанги. Когда ее верхняя часть почти выровняется с устьем скважины, присоединяют вторую, затем третью и т.д.

Вращать бур можно вручную или с помощью ротора электродвигателя. Чтобы удерживать штангу в правильном вертикальном положении, в промышленных мобильных буровых установках применяется закрепленная на станине вертикальная рама. По этому принципу можно изготовить собственный станок.

Одновременно с заглублением обсаживается ствол скважины, т.е. в пробуренную выработку устанавливается труба, диаметр которой на 1-2 см больше аналогичного размера снаряда. Звенья обсады соединяются в единую конструкцию посредством навинчивания или сварки.

Если в обсаженную скважину под напором подать большое количество воды, забой можно очищать без применения желонки. Этот метод успешно применяется профессиональными бригадами. Вода размывает взрыхленный грунт и вымывает его на поверхность.

Буровой раствор ускоряет работы в несколько раз, но все вокруг будет залито водой вперемешку с грязью. Да и каменистые грунты таким способом не пройдешь. Все это нужно учитывать еще перед тем, как приступать к изготовлению собственной буровой установки. Кроме того, нужно определиться со своими целями и задачами.

Если нужен агрегат для сооружения всего одной или двух скважин, можно особо не корпеть над тщательностью исполнения. А вот солидная и прочная буровая установка может стать весомым поводом, чтобы начать собственный бизнес по бурению скважин.

О способах бурения водозаборных скважин подробную информацию найдете в одной из популярных статей нашего сайта.

Изготовление ударно-канатной буровой установки

Тренога с желонкой – конструкция простая, как и все гениальное. Ее размеры можно прикинуть “на глазок”, особо точные инженерные расчеты здесь не нужны. Например, высота треноги, на которой будет закреплена желонка, должна быть больше этого бура примерно на метр.

Если буровые работы проводятся в подвале дома, размеры конструкции будут ограничены высотой потолка.

На открытом пространстве желонку можно повесить и повыше, чтобы увеличить силу удара. Но не стоит делать ее слишком высокой, это не эффективно. Сама желонка должна быть достаточно тяжелой. Чтобы эффективно рыхлить грунт, на ее подошве лучше сделать зазубрины или сточить острую кромку.

Оптимальной для бурения считается длина снаряда в пределах 1,8 – 2,2 метров, чтобы буровик мог свободно дотянуться до верхушки бура для крепления или отсоединения троса. Однако в ручном бурении наилучшей длиной желонки считают 1,0 – 1,2 м. Такой размер позволяет дотянуться рукой до дна снаряда, если он не опорожняется при налипании суглинка, например.

Делают желонку чаще всего из отрезка металлической трубы, желательная толщина металла – 4 – 6 мм.

Чтобы сделать такое бурильное устройство, следует выполнить следующие операции:

1. Приготовить отрезок трубы подходящего размера.
2. Сделать клапан в нижней части снаряда.
3. Приварить сверху защитную сетку.
4. Проварить ручку или “ушки”, чтобы закрепить канат.
5. Заточить нижнюю часть снаряда или приварить несколько “зубов” из отрезков металла или из кусков толстой проволоки.
6. Сделать треногу из металлических труб.
7. Установить блок, лебедку и двигатель для подъема снаряда из шахты.
8. Привязать к желонке канат и собрать конструкцию.

Клапан желонки заслуживает отдельного внимания. В снарядах небольшого диаметра используется шаровой клапан. На его роль подойдет металлический шар, диаметром чуть больше половины диаметра желонки.

Если подходящего шарика не нашлось, его можно изготовить из подручных материалов. Например, для этих целей часто используют смесь из свинцовой дроби и эпоксидной смолы, роль отливочной формы исполняет какой нибудь детский шарик из пластика или резины.

Снизу приваривают шайбу с отверстием, диаметр которого меньше, чем размеры шарика, чтобы он не вылетал. Для этих же целей вверху, на некотором расстоянии от защитной решетки, ставят стопор – кусок металла, который ограничивает движение шарика вверх. Решетка из проволоки не позволяет вываливаться из желонки крупным кускам грунта.

Шарик клапана не должен опускаться ниже уровня заостренно края или металлических зубьев, иначе он будет гасить силу удара. С другой стороны, “зубы” не стоит делать слишком длинными, иначе они не позволят части грунта попасть внутрь желонки.

В верхней трети корпуса желонки вырезают окошко. Оно понадобится, когда полную желонку нужно будет очистить от набившегося внутрь грунта.

Другой вариант клапана – лепестковый. Его делают из куска металла. Лепестковый клапан выглядит как круглая дверца, закрепленная на пружине в нижней части желонки. При движении снаряда вниз клапан открывается под давлением грунта, а затем пружина его закрывает и удерживает грунт внутри. Иногда такой клапан уплотняют куском резины, но это не обязательно.

Если при бурении самодельной желонкой выясняется, что она захватывает слишком мало грунта, возможно, нужно просто немного исправить конструкцию. Иногда нужно немного расточить просвет внизу устройства. Если снаряд оказался слишком легким, его следует утяжелить.

Для этого верхнюю часть желонки иногда заливают бетоном. Но можно и просто присоединить сверху дополнительный груз на подвижном соединении.

На вязких грунтах эффективной может оказаться разновидность желонки без клапана. Плотный грунт набивается внутрь снаряда и удерживается там естественным образом. Вычищают такое устройство через узкое вертикальное отверстие на боку.

Если есть возможность и необходимость, следует сделать две разных желонки, чтобы использовать их на разных грунтах. Желонку также используют для очистки готовой скважины от песка и грязи. Но в этой ситуации нет необходимости делать такой большой снаряд, подойдет и устройство длиной около 0,8 -1,0 метра.

Сооружение станка для шнекового бурения

Каркас такой установки может быть выполнен в виде треноги, но чаще его делают из вертикальных направляющих, закрепленных на подставке и соединенных сверху горизонтальной конструкцией. Каркас станка должен надежно удерживать рабочую колонну из бурового снаряда и наращиваемых штанг при извлечении их их их скважины.

Бур изготавливают следующим образом:

1. К отрезку узкой металлической трубы длиной около 1,5 метров приваривают пару витков из металлической полосы, чтобы получилось подобие винтовой нарезки.
2. К краям шнека присоединяют ножи, режущие кромки которых должны находиться под углом к горизонтали.
3. Ножи подвергают заточке.
4. К верхнему краю бура привинчивают или приваривают тройник с внутренней резьбой.
5. Заготавливают отрезки металлической трубы такого же диаметра. что и труба шнека, чтобы в дальнейшем наращивать длину буровой колонны. Это штанги.
6. На этих кусках трубы нарезают резьбу, чтобы соединять их или высверливают отверстие для фиксации стопорным пальцем.

Впрочем, для наращивания длины буровой штанги вполне успешно применяют и муфтовое или замковое соединение. Буровую вышку можно сделать из металлических труб, швеллера или из древесины. Главное, чтобы она надежно удерживала буровую колонну.

В верхней части каркаса устанавливают блок, который подсоединяют к лебедке для подъема колонны труб с буровым снарядом. Считается, что вышка необходима только при бурении скважин глубиной более восьми метров. Небольшое сооружение можно пробурить и без нее, но работы все же будут затруднены.

Наращивание длины буровой штанги существенно значительно утяжеляет колонну, поэтому для его подъема используют электромотор с лебедкой. Если предполагается выполнять “мокрое” бурение, вращение бура также осуществляют с помощью электромотора.

Специалисты считают оптимальным вариантом для этих целей типовое устройство мощностью 2,2 кВт на 60-70 оборотов, которое можно запитать от обычной розетки на 220 V. Подходящими могут оказаться модели типа 3МП 31,5, 3МП 40 или 3МП 50.

Вертлюгом называют элемент, с помощью которого движущий момент передается с электродвигателя на буровую штангу. Через него также выполняют подачу бурового раствора в шахту. Буровые штанги закрепляют на подвижной части этого устройства. Для бурового раствора предназначен специальный герметичный патрубок.

Поскольку вертлюг во время бурения постоянно движется, при некачественном исполнении он может очень быстро сломаться. Чтобы этого не произошло, следует соблюдать два правила: использовать для его изготовления только высокопрочную сталь и обеспечить минимальный зазор между статичными и подвижными элементами устройства.

Как уже упоминалось, каких-то сверхстрогих правил при устройстве для скважин самопальных буровых установок  не существует. Чаще всего сооружается гибридная конструкция, которая позволяет одновременно использовать и ударно-канатный метод, и вращательное бурение.

В такой конструкции устраивается одна и та же рама, позволяющая переходить с одного способа на другой без внесения каких-либо конструктивных изменений.

Если есть желание профессионально заняться бурением скважин, то все детали лучше приобрести на стороне, а не делать самостоятельно, или взять в аренду. Можно заказать все эти элементы у опытного токаря. Понадобится купить надежный электромотор с редуктором, а мотопомпу, рукав и шланг, если предполагается выполнять работы с использованием гидронапора.

Раму и бур изготавливать лучше после того, как приобретены вертлюг, электродвигатель и лебедка. Это позволит правильно и быстро подогнать все части установки друг к другу. Чтобы получить возможность наращивать более длинные штанги на бур, рекомендуется делать раму с запасом около 3,3 м.

Для изготовления вертлюга и замков следует использовать качественную сталь, поскольку эти части конструкции переносят самые высокие нагрузки в процессе бурения.

Закаленная сталь не слишком хорошо подходит для изготовления самодельных буровых установок, поскольку после обработки она нуждается в дополнительной шлифовке, лучше взять обычную сталь. На штангах лучше всего использовать трапециевидную, а не конусную резьбу.

Она имеет достаточные прочностные характеристики, и с выполнением такой резьбы справится любой токарь. А вот для изготовления штанги с конусной резьбой придется искать специалиста.

Для бурения на глубину более 30 метров рекомендуется делать штанги из труб со стенкой 5-6 мм толщиной. Обычные трубы со стенкой 3,5 мм таких нагрузок могут и не выдержать. Для изготовления бура лучше брать не легированную сталь, а обычную, чтобы не возникло проблем в процессе сварки.

Для бурения твердых грунтов имеет смысл использовать высокопрочный бур-долото промышленного производства. Хороший эффект дает использование снаряд с тремя лопастями. При его работе используют циклическое вращение, что позволяет выполнять рыхление грунта максимально эффективно.

Буровые инструменты для ручного производства работ бывают разными по конструкции. Различают ложковые и змеевиковые модели, а также буровое долото. Ложковые буры эффективны на пластичных грунтах: супесях, суглинках, глинах. Резец такого бура обычно выполнен в виде ковша. Такой бур можно изготовить самостоятельно из трубы подходящего диаметра.

На плотных суглинках можно использовать также змеевиковый бур. Это устройство по конструкции напоминает штопор, а режущий элемент – раздвоенный, так называемый хвост ласточки. В качестве альтернативы змеевому буру можно использовать аналог ледового бура, но он может быть не так эффективен.

На твердых породах лучше всего показывает себя буровое долото с углом заострения 110-130 градусов. Долото может иметь очень разную форму, поскольку рассчитываются на разрушение скальных пород различной степени твердости.

Для бурения сложных геологических разрезов иногда лучше использовать бурение в два этапа двумя разными бурами. Сначала производят бурение узким буром, диаметром около 80 мм. После такого разведочного бурения работы выполняют буром большего диаметра, чтобы получить скважину нужного размера.

Грузоподъемность лебедки должна быть не менее одной тонны. Помимо электрической лебедки некоторые мастера сразу же ставят еще одну, механическую. Она эффективнее справляется в некоторых случаях, например, если заклинило обсадную трубу. Для электродвигателя и лебедки рекомендуется использовать два разных пульта управления.

Источник: sovet-ingenera.com