Ударно канатный способ бурения скважин

УДАРНОЕ БУРЕНИЕ (а. percussive drilling; н. Stoßbohren, Schlagbohren; ф. forage par battage, forage par percussion, burinage; и. perforacion por percusion, sondeo por percusion, taladrado por percusion) — способ бурения, при котором разрушение породы происходит под действием ударов падающего на забой скважины бурового снаряда либо ударов по снаряду, стоящему на забое. Используется в основном в мягких и рыхлых отложениях с обломочными включениями, а также скальных породах до глубины 100 и более метров. Разрушение пород носит характер дробления, раздавливания и рыхления. Бурение осуществляется сплошным или кольцевым забоем.

После нанесения очередного удара инструмент отрывается от забоя либо постоянно контактирует с ним (забивание). Для спуска бурового снаряда используются канат или штанги (ударно-канатное и ударно-штанговое бурение) и специальные двойные концентрические трубы.

узком смысле под ударным бурением понимают только ударно-канатное бурение, получившее в практике наибольшее распространение. Разрушение породы при ударно-канатном бурении сплошным забоем осуществляется снарядом, включающим долота различных типов, ударные штанги, яссы (ножницы) и канатный замок, в котором закреплён конец инструментального каната. Для бурения в мягких породах используют плоские долота с клинообразным (иногда сменным) лезвием, в вязких породах — двутавровые, в твёрдых трещиноватых — крестовые, в валунах — пирамидальные. Разрушение достигается сбрасыванием снаряда массой 500-2500 кг с высоты 300-1000 мм с частотой 45-60 уд/мин. В момент подъёма снаряда под действием упругости каната происходит его поворот на 20-50°, что обеспечивает обработку всей площади забоя. Для подъёма и сбрасывания ударного снаряда используется ударный механизм (качающаяся рама с приводом от кривошипно-шатунного механизма, эксцентричный ролик, система гидроцилиндров). В сухих скважинах на забой периодически подливают воду. После разрушения участка скважины определённой длины (0,2-0,6 м) продукты разрушения извлекаются с забоя посредством обычной или поршневой желонки, которая в песках и галечниках применяется также и для бурения (забивания в породу).

Ударно-канатное бурение сплошным забоем используется для сооружения скважин на воду и при разведке россыпных месторождений полезных ископаемых в наиболее сложных геолого-технических условиях (рыхлых породах с большим содержанием гравийно-галечных отложений и валунов), водопонизительных скважин для осушения карьеров, а также при взрывных и строительных работах. Глубина скважин в основном 50-100 м, реже до 300 м, диаметры 150-850 мм.

Ударно-канатное бурение кольцевым забоем осуществляется посредством грунтоносов (забивных стаканов, иногда разъёмных), сбрасываемых на забой и внедряющихся в породу на 0,1-0,2 м либо забиваемых бойком с ударной штангой с частотой 40-50 уд/мин. Масса ударной части снаряда 100-500 кг, интервал углубления без отрыва стакана от забоя 0,2-0,6 м (за один удар в песках 0,3-0,4 см, глинах 0,8-1,2 см, супесях и суглинках 1,5-2 см). Применяются также установки, в которых для сбрасывания ударного снаряда используется эксцентриковый механизм свободного сброса или лебёдка. Бурение кольцевым забоем используется в мягких и рыхлых породах на глубине до 15-30 м инструментом диаметром 73-273 мм при инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях, поисках и разведке россыпных месторождений, нерудных строительных материалов и других полезных ископаемых

При ударном бурении двойными концентрическими бурильными трубами их забивают дизельным молотом или другим источником ударных импульсов. Для разрушения породы служит кольцевой башмак с твердосплавными резцами. В кольцевой зазор между наружной и внутренней трубами подаётся сжатый воздух, который поднимается по центральному каналу и транспортирует с забоя разрушенную породу. Этот способ применяется за рубежом для бурения скважин диаметром 140-500 мм на глубине 15-30, реже до 100 м при разведке россыпей и строительных работах (в осадочных породах с большим содержанием обломочного материала). Энергия удара до 10-12 кДж, частота 90-100 уд/мин. Скорость бурения в несколько раз превышает скорость ударно-канатного бурения, достигая 5-30 м/ч при углублении 5-6 мм за удар.

www.mining-enc.ru

Бурильный инструмент

В основе применяются три вида пробивных приспособлений:

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.

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.

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.

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.

Преимущества:

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.

Советуем почитать: Колонковое бурение

oburenie.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. Край 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

Основные типы скважин

При желании можно провести ударно-канатное бурение своими руками. Фото готовой конструкции представлено ниже. Перед началом работ стоит определиться с типом скважины. Их существует несколько:

Трубчатый колодец. Его глубина составляет от 8 до 12 метров. Верховодка, пыль, грязь, а также чужеродные элементы в данном случае не попадает в воду, предназначенную для питья.
Скважина в песчаном грунте обычно делают глубиной 15-30 метров. При этом применяют шнековый метод. Устройство для скважины представляет собой металлический рукав, на конце которого имеется участок с перфорацией. Монтируется фильтр в песке крупной фракции с примесями гальки. В целом сооружение способно прослужить около 5 лет при редком использовании, а при частом – до 15. Промывку конструкции осуществляют после заиливания. Если это не дает результатов, то рядом бурят новую скважину.
Артезианская. Глубина данной скважины составляет 15-200 метров. Этот показатель зависит от глубины залегания слоев известняка. Эксплуатационный срок равен 50 годам.

Технология бурения

На данный момент существует несколько технологий:

Бурение ударно-канатное.
Роторное.
Шнековое.

Технологии отличаются между собой способом разрушения определенных пород, а также способами извлечения из ствола сооружения почвы. Каждый метод подразумевает применение специального оборудования, которое по-разному влияет на качество проводимых работ. Именно от этого зависит стоимость бурения скважины.

Бурение ударно-канатное

Этот метод является самым простым и относительно недорогим. Особенность технологии заключается в отсутствии необходимости применения тяжелой техники. Установку для бурения скважины можно монтировать самостоятельно. Это отнимает немного времени и сил. Ударно-канатное бурение своими руками – это самый популярный метод, позволяющий вскрывать прямо с поверхности водоносные пласты.

Основные преимущества подобного метода:

Большой срок эксплуатации.
Позволяет контролировать водоносность горизонта, а также уровень воды.
Можно пробить скважину большого диаметра.
Исключает риск попадания в воду, предназначенную для питья, вредных примесей в процессе бурения.
Эффективность и экономичность при проведении работ в зимний период.

Что потребуется

Для бурения скважины ударно-канатным способом необходимо приобрести специальные приспособления. Как правило, для этого требуется:

Блок и лебедка.
Трос.
Станок для забивания.
Установочный каркас.
Штанга.

Основной элемент конструкции – это забивной стакан. Помимо этого, требуется отрезок трубы, изготовленной из стали. Он должен быть скошен вовнутрь. Отрезок должен иметь в самом низу режущую прочную кромку. Поверх забивного стакана устанавливается наковальня. Именно по ней при помощи штанги наносятся удары. Лебедка позволяет опускать и поднимать забивной стакан.

Как действует установка

Как осуществляется ударно-канатное бурение? Станки для этого можно изготовить самостоятельно. Главное, представлять себе, как это работает. Действие установки сводится к следующему:

Благодаря силе трения, в забивной стакан попадает порода и удерживается в нем.
Чтобы проникнуть вглубь почвы, используется штанга, которая бросается на наковальню.
Когда забивной стакан наполняется грунтом, он поднимается вверх, а затем очищается.
данные действия следует совершать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение ударно-канатное лучше применять в тех местах, где грунт несыпучий, глинистый и мягкий.

Как пробить скважину на сыпучем грунте

Если на участке имеется сыпучий грунт, то пробурить скважину будет сложнее. Для этого потребуется желонка. Эта деталь представляет собой трубу, изготовленную из стали и имеющую внизу задерживающий клапан.

Это позволяет значительно упростить процесс. При опускании элемента в грунт происходит открытие клапана. В результате этого в трубу попадает почва. При подъеме клапан закрывается. После изъятия желонка очищается. После этого процедура повторяется.

Чтобы грунт в процессе бурения не осыпался, можно применять обсадные трубы. Они забиваются в почву при каждом углублении. На первом этапе данный элемент должен иметь расширительный башмак, обладающий конусовидной формой. Чтобы станок без затруднений перемещался, его диаметр должен быть меньше размеров обсадной трубы. Только в этом случае можно углубиться в почву до необходимого уровня. Ударно-канатное бурение с обсадной трубой применяется не только на сыпучем грунте.

Как пробить скважину в твердой каменистой почве

На твердом каменистом грунте пробивание скважин осуществляется с применением долота. Под его ударами осуществляется разрушение пород. Затем она извлекается при помощи желонки. Для монтажа обсадных труб необходимо использовать расширитель. Благодаря ему, обеспечивается нужный диаметр для прохождения конструкции.

Забивка элементов осуществляется в те слои грунта, которые располагаются ниже уровня залегания водоносных пластов. После этого требуется откачка скопившейся жидкости, а также очищение от грунта и смеси вод дна скважины. Осуществляется это при помощи желонки.

Несколько советов

Бурение ударно-канатное – это несложный процесс. При соблюдении определенных правил можно получить скважину с чистой водой. Главное, придерживаться рекомендаций специалистов:

Если осуществляется бурение ударно-канатное с использованием забивного стакана, то перед началом работ следует подсыпать немного грунта. Этот метод позволяет создать вязкую массу, а также облегчить работу.
Трос должен быть достаточно прочным. Этот показатель очень важен. Ведь от каната зависит многое. В первую очередь сможет ли этот элемент конструкции при заклинивании стакана нагрузки. Лучше всего использовать трос, изготовленный из стали. Его диаметр должен составлять более 1,2 сантиметра.
При установке конструкции необходимо следить, чтобы она стояла строго вертикально. Если будут отклонения, то обсадные трубы просто не будут опускаться. В итоге процесс бурение придется прекратить.
Значительно упрощают бурение скважин забивные стаканы длиной до 2 метров.

Особенности монтажа обсадных элементов

Для уже готовой скважины обычно монтируется дополнительная обсадка. Она может быть цельной и выполненной из асбоцементной трубы, а также отдельных ее отрезков.

Процесс работы с подобным материалом требует осторожности и повышенного внимания. В противном случае конструкция не будет свободна погружаться. Все звенья трубы должны надежно крепиться и удерживать от сползания. Для их фиксации стоит использовать скобы. Данные фрагменты в дальнейшем закрываются полосками листами нержавеющей стали.

fb.ru

Забивание штангой

Штанга — это металлический прут 16-22 мм в диаметре, который можно наращивать по мере заглубления абиссинской скважины. Этим прутом наносят удары непосредственно по наконечнику фильтра, таким образом на все резьбовые соединения прикладывается растягивающая нагрузка, в результате резьбы не деформируются, а вся нагрузка по раздвижению плотного грунта приходится на наконечник.

Забивание бабкой

Бабка — специальное приспособление, ударная нагрузка от которого ложиться на ствол скважины. На оголовок скважины накручивается специальная насадка, по которой наносятся удары бабкой — груз с отверстием внутри. В этом способе вся ударная нагрузка ложиться на резьбы. Поэтому иногда бывает, что резьбы ломаются и скважина остается в земле.

И для того и для другого способа очень большие требования к качеству резьб. Они должны быть строго соосны с осью самой трубы. К сожалению в большинстве кустарных производств такую резьбу сделать трудно, поэтому если мастер нарезал резьбы на ближайшей металлобазе, то он рискует тем, что трубы сломаются, материал он из земли не вытащит и денег с хозяина не получит. Если же резьбы нарезаны на токарном станке с хорошей соосностью, то такая резьба будет гораздо более прочная, особенно при забивании бабкой.

Насос для такой скважины используется самовсасывающий, который подключается непосредственно к трубе и создает в ней разрежение (вакуум), и этот вакуум и поднимает воду на поверхность.

Абиссинский колодец имеет массу плюсов

Обычно хорошее качество воды
Мощность 10-30 литров в минуту, чего хватает для одной семьи
Можно сделать в подвале дома
Низкая стоимость
Срок службы 5-30 лет

studfiles.net

Суть технологии бурения канатно-ударного типа

Конструкция агрегата многим будет напоминать древние машины, построенные, например, Архимедом. Но на самом деле все продумано до мельчайших деталей и позволяет добиваться хороших результатов при отсутствии лишних затрат. Но человеку придется внимательно следить за процессом и контролировать его ход, чтобы избежать неблагоприятных ситуаций, которые могут привести к провалу операции.

Бурение скважин ударно-канатным способом осуществляется на глубину не более 100 метров, так как обычно после прохождения этого горизонта горные породы становятся значительно тверже и уже нет возможности проникать сквозь них без специального оборудования. В некоторых случаях можно пробовать копать и далее, если позволяет структура грунта, но обычно смысл в этой операции отсутствует, так как артезианскую воду можно найти уже на 70 метрах.

Сам процесс протекает по следующей схеме, которая является простой и надежной:

1. Вначале производится разведка, чтобы найти наиболее перспективную водоносную область. О способах проведения данной операции можно почитать в сети.
2. Далее на выявленном месте устанавливается сама машина, при помощи которой будет проводиться операция. При этом нужно убедиться, что все опоры надежно держатся на своих местах, а рабочий механизм ходит по строго заданной траектории.
3. После завершения подготовки можно приступать к непосредственному бурению, которое проходит по принципу подъема долота с его последующим ударом о землю с огромной силой. Для этого на него устанавливают дополнительный обвес в виде груза, который будет утяжелять рабочий механизм и придаст дополнительное ускорение. Для настройки нужно определить тип почвы, но обычно груз используют в диапазоне от 25 до 70 килограмм.
4. При этом не стоит забывать о необходимости постоянно вставлять в скважину обсадную трубу, чтобы ее стенки не разрушились во время бурения. Внутренний диаметр должен быть на 100 миллиметров больше долота, чтобы избежать прихвата.

Более детально рассмотреть суть процесса можно на соответствующем видео по ударно-канатному бурению скважин. Там будет показан весь процесс от начала подготовки и до итогового результата. После просмотра можно будет провести нечто подобное и на своем участке, уже имея в активе практическое представление. Но самое главное, что требуется в этом деле — аккуратность, потому что любой неверный шаг может привести к негативным последствиям и скважина станет непригодна для использования. Придется бить ее в другом месте и тратить дополнительное время.

Бурение скважин на воду ударно-канатным способом имеет свои преимущества и недостатки. К первому можно отнести следующие факты:

• отсутствие в необходимости размыва, что значительно упрощает процедуру последующей очистки и раскачки скважины;
• дешевизну метода, так как здесь не требуется привлечение дорогостоящего оборудования;
• использование для вскрытия слабонапорных горизонтов.

А из минусов нужно знать такие моменты:

• скорость бурения будет наиболее низкой из всех существующих методов;
• неправильная настройка оборудования приведет к некачественному результату;
• повышенный расход обсадных труб по сравнению с другими методами.

В настоящее время только около 12% скважин получают указанным методом.

Как изготовить машину для бурения своими руками?

Простота метода позволяет организовать ударно-канатное бурение скважин своими руками. Для этого придется построить установку из подручных средств и оборудовать ее в соответствии с проведенными расчетами. Для работы не понадобится даже двигатель, так как человек будет крутить рычаг вручную. Нужно просто поднимать забивной стакан на высоту 2-3 метра над землей, а потом отпускать его в свободное падение, чтобы он своей массой пробивал путь к воде. Далее трос наматывается на катушку, пока долото вновь не окажется на нужной высоте и процесс повторяется.

Но нужно обязательно обеспечить идеально точное направление удара, иначе получится просто большая вмятина на земле, без каких-либо признаков скважины. Крутить все время рычаг, да еще и поднимать тяжелый груз будет довольно тяжело, так что лучше найти себе нескольких помощников, чтобы можно было сменять друг друга. И не стоит забывать об обсадных трубах, так как в противном случае скважина может обвалиться и весь проведенный процесс буде насмарку.

Практические рекомендации

Если был выбран ударно-канатный способ бурения скважин, то нужно соблюдать определенные моменты, которые будут очень важны для конечного результата.

Во-первых, нужно подобрать крепкий трос достаточной длины. Если он оборвется, то достать буровой стакан будет практически нереально.

Во-вторых, стоит не забывать вытряхивать из него застрявшую землю, высвобождая тем самым место для новых слоев.

В-третьих, при обсадке труб нужно не забывать соединять их между собой, чтобы обеспечивалась хорошая герметизация.

promplace.ru

Конструкция ударно-канатной установки

Комплектация установки для проведения ударно-канатного бурения включает:
• забивной стакан;
• ударную штангу;
• трос или канат;
• непосредственно каркас установки;
• лебёдку;
• блок.

Технология ударно-канатного бурения своими руками

Основным элементом ударно-канатной установки является забивной стакан, выполненный из фрагмента трубы. В нижней части забивного стакана имеется более прочная режущая кромка, на которой делается скос внутрь стакана. За счет повышенной прочности кромки стакан при каждом ударе глубже врезается в грунт. Приводится в действие буровой стакан лебедкой. Врезаясь в грунт, стаканом захватывается определенное его количество и далее при помощи лебедки поднимается над забоем.

За счет ударов ударной штангой, производящей циклические удары по верхней части стакана с наковальней, стакан вбивается глубже. Нескольких ударов достаточно для того, чтобы заполнить стакан полностью для последующего поднятия наверх и освобождения от грунта. Грунт держится внутри стакана при подъеме за счет действия сил трения. Процедура бурения повторяется до достижения необходимого результата.

byrim.com

Есть у меня дом в глубокой деревне, практически в лесу, там проблемы с водой. Ближайший колодец находится в более чем 200 м, а глубина его порядка 25 м. То есть пока сходишь, пока достанешь оттуда воду, уже ничего не хочется… А еще приходится это делать и зимой по сугробам.

Решил я пробурить скважину своими руками, по крайней мере, попробовать. Бурение у нас стоит в районе 250 грн (10$) за метр, а так как бурить нужно более 25 м, да плюс еще и оплачивать дорогу до места, не считая насоса и прочего оборудования, короче обходится это дороговато, и еще нет 100% гарантий, что они пробурят воду.

Для бурения скважины своими руками я выбрал самую простую (конструктивно) и, наверное, самую древнюю технологию — ударно канатное бурение. Но так как я всегда все делаю по-своему, то устройство я сделал в корни отличающееся от тех, что есть на ютубе и прочих описаниях.

Сразу скажу, что самоделку делал чисто для себя и чисто для эксперимента, чтобы посмотреть, как это будет работать и так далее. Конечно, тут еще можно и нужно делать много доработок, которые позволят сделать самоделку безопасной, эффективной и не затрачивать столько сил на бурение как я.

Материалы и инструменты:

1. Толстостенная стальная труба. У меня длиной 114 см и весит 42 кг (но длина маловата, надо метра полтора минимум). Диаметр точно не помню, но выбирал под обсадные трубы на 125. Учитывайте, что диаметр скважины при бурении будет процентов на 15 больше, чем ударная труба. Чем длиннее труба, тем ровнее будет скважина.

2. Кусок крепкой тонкостенной трубы для создания ножа (лучше всего из нержавейки толщиной 1-2 мм)

3. Стальной трос, у меня 4 мм. Четверки хватает тык притык, этот трос слабоват, лучше всего берите пятерку, ее должно хватить без нервов. Хотя и четверкой все идет нормально.

4. Стальной уголок или трубы (у меня пошла старая кровать) для создания рамы.

5. Материалы для лебедки (у меня это колесо от тележки и кусок стальной трубы).

6. Вертлюжок для троса (нужен обязательно). Еще бы хорошо с карабином, чтобы трубу можно было отстегнуть при необходимости.

7. Всякие гайки, железячки, куски цепи, дверные петли, резинка и прочее барахлишко, который каждый наверняка найдет у себя в гараже.

Из инструментов:
— болгарка;
— сварка;
— плоскогубцы и пр.

Касательно вложений… Труба на металлобазе обошлась в 8 грн за 1 кг. Можно было найти и дешевле, просто не было времени и желания искать.
Троса купил 30 м по 10 грн каждый метр. Еще купил вертлюжок. Все остальное нашлось дома… Короче потратил я на все не более 1000 грн.

Процесс изготовления бурильной машины:

Шаг первый. Подготовка деталей и сборка рамы
Вообще для таких устройств принято делать треногу, ну а я решил сделать двуногу. Нашел металлический каркас от кровати и разрезал его по диагонали. Далее сварил вверху уголки так, как видно на фото.

Чтобы укрепить раму, я приварил к правой и левой стороне по куску арматуры. В принципе, этого хватило с головой. Еще для надежности можно приварить кусок уголка к основанию спереди.
Рама готова, переходим к созданию лебедки.

Шаг второй. Лебедка
Лебедка у меня получилась реально опасная для жизни, так как не имеет храпового механизма. Если отпустить при подъеме или опускании трубы, может запросто убить. Но меня это не пугает, ведь все пользуются десятилетиями колодцами с таким механизмом и еще никого не убило (по крайней мере у нас).

Лебедку я сделал из колеса от тележки. Я срезал с него резиновое подобие шины, а потом по ободу сделал надпилы. Далее эти надпилы я молотком отогнул, в итоге на колесе получился паз для троса. На такую лебедку без проблем влазит 30 метров троса 4 мм.

В качестве ручки для лебедки я использовал кусок стальной трубы. Трубу берите побольше, так работать будет легче.

На трубе лебедки есть отверстие, в котором находится стальной стержень. Он работает как фиксатор лебедки.

Шаг третий. Установка конструкции на место бурения и подготовка
Бурить я скважину решил прямо под домом, поскольку угадать местоположение воды вряд ли выйдет, а так выиграю на экономии труб. Конструкцию важно надежно зафиксировать, чтобы она не смещалась. Я установил ее на две толстых тяжелых доски и прибил гвоздями.

Теперь можно наматывать трос. Я прожег в лебедке отверстие сваркой с помощью графитового электрода и вставил трос. Затем на другой стороне надел гайку и зачалил трос проволокой.
Под устройством снял верхний слой земли, чтобы не бить по лежащим вверху камням и прочему мусору.

Шаг четвертый. Сборка ударной колонны
Ударная колонна у меня пару раз переделывалась. Сперва в качестве ножа я приварил к концу трубы обычный бидончик. Как бы смешно это не выглядело, но бидончиком я пробил первые 10 м, но потом наткнулся на камни и у меня его загнуло.

Чтобы пройти камни, я срезал бидончик и нарезал на основной трубе зубы. Этими зубами я без проблем раздробил гранит.

Конечно, бидончик, это очень слабая конструкция, но это только пример, как все работает. В качестве ножа нужно использовать прочную и тонкую трубу (отлично подойдет нержавейка). Длина ножа может быть 15-25 см. Больше особо нет смысла, так как вряд ли вы наберете за раз столько грунта.

Труба крепится к тросу с помощью стального стержня, к которому приварена гайка. Сам стержень также надежно приварен к трубе.

Крепление троса
Еще важно сказать пару слов о зачаливании троса, это очень важно. Я его вставлял в медную трубку, а потом ее загибал. Ну а петлю троса обматывал алюминиевой проволокой. В принципе, еще не порвало. Его держит в основном согнутая трубка, к тому же она не дает ему перетереться.
Еще очень важно крепить ударную трубу через вертлюг, иначе трос будет постоянно закручиваться. А если пользоваться закрученным тросом, вы его сразу порвете (у меня так было по началу).
Вертлюг само собой должен быть очень крепким. Еще полезно установить карабин, так трубу можно будет отстегнуть при транспортировке.

Клапан
Сразу решил сделать для ударной трубы клапан, чтобы можно было выкачивать воду и сухие породы (если будут). Нашел какую-то круглую штуку, по диаметру она четко входила в трубу. Пропилил в ней отверстие мудреной формы (круглое болгаркой пилить тяжко) и затем установил резиновую мембрану от камеры Жигуля, прикрутив алюминиевой проволокой (для простой замены).
Но практика показала, что эта резинка слабовата, я ее укрепил потом еще одной, вырезав кругляк из резинового сапога.

Клапан мне пригодился тогда, когда шли сильные ливни, и я плохо закрыл скважину. Там было очень много воды, я ее всю без проблем откачал благодаря этому клапану. А так при бурении он в принципе не нужен. Разве что при бурении водоносного слоя.

Шаг пятый. Устройство почти готово. Делаем спусковой механизм
Спусковой механизм у меня очень простой, работает по типу «мышеловки». Я его сделал из дверной петли, болтика с гаечкой, кольца и куска цепи.

В дверной петле нужно просверлить сквозное отверстие под болтик с гайкой, который будет ее стягивать, тем самым зажимая трос. Но вместо сверления я просто выпилил болгаркой пазик в обеих половинках. Чтобы не держать болт десятью ключами, я его приварил к петле.

К петле нужно еще приварить кусок цепи с кольцом. Кольцо можно сделать из стальной проволоки, если под рукой нет подходящего. К раме машины надо приварить стержень напротив скважины, на него будет вешаться ударная труба.

Теперь берем дверную петлю, крепим к тросу с помощью болтика и завешиваем кольцом на приваренный к раме стержень. Устройство взведено и готово к бою!

Еще важное замечание. Чтобы трос не дай бог не проскользнул, перед креплением петли мотните вокруг него листового алюминия или меди, а потом хорошенько затяните ключом.

Как бурить?
Так как на конце трубы находится острый нож, то большая сила удара здесь не нужна, у меня диапазон удара находится в районе 1-2 м. То есть труба до места удара должна лететь не более 2 м. Если вы сделаете больше, то вам будет тяжело потом выдернуть трубу из грунта. Это может быть вплоть до обрыва троса. Поэтому лучше сделать два метровых удара, чем один двухметровый. Ну, с двух метров своим 4 мм тросиком я выдергиваю без проблем. Конечно, все еще зависит от типа грунта.

Сложнее всего начать бурение, тут нужно лебедкой от руки отпускать трубу, поднимая на 5-10 см, пока не пройдете первые полметра, потом все идет как по маслу. В принципе, начальную «дыру» можно пробить и иными методами, к примеру, просверлить садовым буром.

Итак, процесс бурения:

1. Крепим фиксатор на тросе таким образом, чтобы труба висела над местом удара на высоте 1-2 м.

2. Отпускаем лебедкой 1-2 м троса с запасом и кладем трос так, чтобы он не спутался при движении трубы.

3. Отходим на безопасное расстояние и палкой сдергиваем кольцо со стержня. В итоге труба летит вниз и ударяет в грунт.

4. Вытягиваем трубу лебедкой и кладем на землю для удобной чистки. Я ее кладу под углом на пенек, мне вполне удобно опускать, поднимать и чистить.

5. После чистки опять опускаем трубу, заряжаем конструкцию и так далее.

За один удар труба заходит на 10-15 см (смотря какой грунт). На практике легко идет песок с глиной, суглинки. Тяжеловато верхний сухой слой светлой глины (в моей местности).
Можно делать 1-2 удара и вытягивать трубу. Если грунт твердый, то надо делать несколько ударов, так как набирается маловато.

Если идет сухая и твердая порода, можно линуть в скважину воды и немного подождать. Потом продолжить бурение.

Процесс долгий, тяжелый, только для настоящих энтузиастов)) Я вот прошел уже более 15-ти м и доволен собой. Пока идет влажный песок с глиной и камушками. Надеюсь, вода в месте бурения будет ближе, и я добьюсь своей цели. За время бурения достал много интересных камушков, сухую глину с отпечатками древних моллюсков, остаток какой-то очень древней палки.

Еще несколько фоток напоследок

Когда пробурю, будет еще одна статья про установку обсадных труб, раскачку и прочее.

usamodelkina.ru