Установка ударно канатного бурения

Бурильный инструмент

Метод базируется на дроблении грунта. После разрушения частицы породы извлекаются из котлована. Работы выполняются специальным буровым снарядом Шитца. Существует несколько вариантов рабочего инструмента:

1. Для формирования котлована под скважину в почвах, состоящих из влажной глины или песчано-глиняной смеси, бурильная установка оснащается забивным стаканом. Для его изготовления применяется фрагмент трубы соответствующего сечения.
   Заостренный конец рабочего органа легко разрушает грунтовые пласты. В некоторых исполнениях торец инструмента дополняется острыми зубьями. Частицы раздробленной породы на стенках стакана извлекаются из скважинной шахты.
2. В сыпучих почвах для ударно-канатного способа бурения скважин в качестве снаряда используется желонка. Конструкция представлена фрагментом трубы, на конце которой установлен особый клапан. Предохранительное устройство удерживает разрушенный грунт внутри рабочего органа при извлечении на поверхность.
3. В твердых каменистых породах предыдущим инструментам сложно справиться с дроблением. Поэтому буровая установка оснащается шарошечным долотом. Такая методика ударно-канатного бурения скважин своими руками практикуется и в плотных почвах, состоящих из известняка.

Кроме рабочего инструмента в конструкцию оборудования включается лебедка, с помощью троса закрепленная на специальной треноге. Таким подъемником ударный снаряд извлекается из забоя.

Особенности бурения по различным грунтам

wp-content/uploads/2019/08/shema-udarno-kanatnogo-bureniya-1024x478.jpg 1024w, https://vodatyt.ru/wp-content/uploads/2019/08/shema-udarno-kanatnogo-bureniya-857x400.jpg 857w" sizes="(max-width: 1500px) 100vw, 1500px"/>

Для разных типов грунтовых пород ударно-канатного бурения скважин технология отличается. Рабочий орган подбирается в зависимости от физических характеристик разрушаемой почвы. В некоторых случаях приходится комбинировать ударный инструмент. Рассмотрим методику подробнее:

1. При пробивке скважинного котлована в песках или плывунах допускается применять плоскую желонку. Она свободно разрушает рыхлый грунт и извлекает на поверхность. Обязательное требование для создания шахт в таких неустойчивых породах — обсаживание ствола, предотвращающее обрушение стенок. Нежелательно поднимать снаряд выше 0,5 м над обсадной трубой. Нарушение условия приводит к перекосу и заклиниванию колонны в шахте.
2. Двутавровая конфигурация долота используется для дробления гравийных горизонтов и галечных пластов. Выемка производится желонкой с плоским клапанным механизмом.
3. Для вязких грунтов, представленных пластичными глинами, рекомендуется применять ударный инструмент специфической конструкции. Усовершенствованные плоскостные снаряды или выполненные в форме двутавра долота дополняются крестообразными деталями.

Трудно разрушаемые валуны или крупные камни способны помешать вертикальному прохождению шахты. В таких случаях выработку приходится переносить в другое место. Справиться с дроблением породы повышенной твердости можно с помощью утяжеленного долота.

Трещиноватые пласты склонны к осыпанию. Для предотвращения обвалов ударное бурение скважин необходимо проводить с предельной осторожностью, контролируя параллельную обсадку стенок шахтного колодца.

Обсаживание стенок скважин

Некоторые загородные участки в Москве и пригородах располагаются на сыпучих рыхлых грунтах. Нестабильность породы может привести к обрушению выработки. Работы придется прекратить и перенести котлован в другое место.

Альтернативный вариант — одновременно с бурением скважины проводить обсаживание стенок. Технология заключается в укреплении ствола специальными обсадными трубами. Изделия выпускаются в 2 модификациях:

1. Муфтовые. С обеих сторон оснащаются резьбой. Фиксация выполняется резьбовым соединением с помощью муфт с внутренней нарезкой.
2. С высаженными концами. Для стыковки не требуются дополнительные крепежные элементы или особые фитинги. На одном из торцов производится высадка — увеличение сечения на толщину стенки за счет уширения путем нагревания. Она оснащается внутренней резьбой. На противоположной стороне выполняется наружная нарезка. Фрагменты колонны стыкуются ввинчиванием.

Некоторые владельцы загородной собственности применяют для обсаживания ствола трубы из ПВХ. Изготовители оснащают пластиковые изделия крепежными элементами.

Скважина на участке

При строительстве гидротехнического сооружения главное условие — выяснение геологических характеристик участка. Это позволяет определить:

• наличие водоносных пластов, доступных для бурения;
• физические свойства грунтовых пород;
• вид бурового инструмента;
• длину обсадной колонны, зависящую от глубины и направленности скважинной шахты.

После геологического обследования местности владелец принимает одно из решений:

• арендовать УКБ бурильный буровую установку канатного бурения и выполнить работы своими силами;
• нанять специализированную бригаду.

Для самостоятельных действий можно изготовить треногу собственной конструкции. Треугольная пирамида выполняется из подручных материалов — деревянных брусьев или металлического профиля. Потребуется запастись подъемным механизмом для опускания в скважину обсадной трубы и манипуляций со снарядом. Высота вышки для бурения определяется размером единичного фрагмента обсадки.

Порядок выполнения работ

Начинать рекомендуется с подготовительных мероприятий. Первый этап — формирование площадки для монтажа треноги. Необходимо выкопать небольшой котлован размером 1,5х1,5 м и глубиной до 2 м. В этот приямок впоследствии устанавливается самодельная буровая вышка. Щитовые дощатые конструкции, закрепленные на стенках шурфа, предотвращают обвалы сыпучих пород, содержащихся в поверхностных пластах.

Следующий шаг — установка на подготовленной площадке треноги, выполненной своими руками. На вершине треугольной пирамиды монтируется лебедка с тросом, на котором закрепляется ударный инструмент. Обязательным условием является вертикальная ориентация конструктивных деталей бурильного оборудования. Малейшие отклонения не позволят установить в пробуренной шахте обсадную трубу.

Последующие работы по бурению скважин ударно-канатным способом выполняются по следующему алгоритму:

• с двухметровой высоты самодельный забивной стакан с помощью ударной штанги погружается в грунт, разрушая его;
• лебедкой или колодезным воротом рабочий орган поднимается на поверхность, извлекая раздробленные частицы почвы;
• снаряд освобождается от разрушенных грунтовых фрагментов, и процедура повторяется циклически;
• в зависимости от характеристик породы буровой инструмент заменяется желонкой или долотом.

В некоторых случаях поверхностные пласты увлажняют, поливая выработку водой. В других ситуациях в забой подсыпают сухой грунт.

Недостатки и преимущества процесса

Дачники, выбирающие для строительства гидротехнических сооружений на своих участках технологию ударно-канатного бурения, руководствуются преимуществами способа. К ним относятся:

• возможность получения в процессе работ раздельных образцов грунта для геологической экспертизы местности;
• сокращенные сроки последующего обустройства скважин, позволяющие начинать мероприятия сразу по завершении бурильной процедуры;
• методика не требует применения промывочной жидкости, что упрощает технологию бурения и уменьшает трудоемкость процесса;
• возможность создания шахты большого диаметра, от 0,5 м и более;
• сохранение первоначального вида водоносного горизонта, выраженное отсутствием загрязнений при использовании оборудования;
• способ позволяет пробуривать скважины в породах повышенной твердости, содержащих крупные валуны и галечные включения, и в грунтах, впитывающих промывочную жидкость;
• упрощенная технология допускает выполнение полного объема работ своими силами, что сокращает расходы на оплату специализированных бригад;
• возможность эффективного и быстрого вскрытия с последующим испытанием водоносного горизонта.

При массе достоинств технология бурения ударно-канатным способом имеет свои недостатки. Среди них:

1. Обязательное требование — вертикальная ориентация при установке оборудования. Отклонения недопустимы, поскольку препятствуют правильному монтажу обсадной трубы.
2. Невысокая скорость работ. При необходимости срочного строительства скважины придется применить другой способ бурения.
3. Ограниченная длина скважинного шурфа. С углублением шахты производительность снижается.
4. Избирательность метода. Ударно-канатная технология доступна не для всех типов пород. В песчаных грунтах повышенной сыпучести она не применяется.

Перечень преимуществ превышает количество недостатков. Поэтому в подходящих почвах выбор очевиден.

Источник: vodatyt.ru

1 Назначение и краткое описание технологии

Интересно, что этот способ бурения использовался еще в древние времена. Первые упоминания о ней с легкостью можно найти даже в трудах самого Конфуция. Но сегодня, чтобы начать работать, нужно иметь немного различных приспособлений. В этом случае вам понадобится такой инструмент:

• лебедка и блок;
• буровая штанга;
• забивной стакан;
• каркас установки;
• трос.

Данная технология предполагает, что основной инструмент – это забивной стакан, который представляет собой своеобразный отрезок трубы, сделанной из стали. Она скошена вовнутрь и имеет снизу режущую кромку, которая отличается очень высокими показателями прочности. У забивного стакана сверху есть так называемая наковальня, по которой штангой производятся удары.

Лебедка выполняет функцию опускания и подъема забивного стакана. Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в грунт, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Такой процесс повторяется до тех пор, пока скважина будет иметь необходимую глубину. Как можно понять, данная технология не сложная, поэтому буровая установка своими руками – это реальная возможность сэкономить достаточно много денежных средств.
к меню ↑

1.1 Плюсы и минусы

Естественно, что ударно канатное бурение скважин имеет ряд как положительных, так и отрицательных сторон, поэтому постараемся в них разобраться.

Этот метод бурения имеет такие достоинства:

1. Во время бурения можно взять раздельные образцы (пробы) из водоносного слоя грунта.
2. Возможность осуществления бурильных скважинных работ во время больших начальных диаметров, которые могут достигать 500-та миллиметров и более.
3. Можно создавать скважины в самые короткие сроки, то есть сразу после того, как завершатся бурильные работы.
4. Водоносные горизонты благодаря использованию на практике этой техники, не засоряются, сохраняют такой же вид, как и до того, когда начинает использоваться буровая установка.
5. Возможность успешного проведения бурильных работ в так называемых галечниково-валунных прослойках. Кроме того в породах, которые легко впитывают различные промывочные жидкости.
6. Не нужно обеспечивать установку водой и раствором из глины, поэтому инструмент не так сильно засоряется.
7. Гарантия того, что будет произведено качественное и быстрое вскрытие с дальнейшим опробованием водоносного пласта.

Как видно, эта технология имеет много больших плюсов, поэтому стоит задуматься над тем, как сделанная своими руками буровая установка сослужит вам хорошую службу.

Теперь можно перейти к немногочисленным минусам, которые имеет этот способ бурения:

1. Осуществление исключительно вертикального бурения.
2. Во время создания глубоких скважин могут возникнуть определенные проблемы.
3. В некоторых грунтах песчаного типа бурить таким способом вообще невозможно (здесь даже специальный инструмент не поможет).
4. К самому большому недостатку относят низкую скорость бурения.

к меню ↑

1.2 Применяемое оборудование

Теперь стоит немного остановиться над тем, какой нужен инструмент, когда применяется ударно-канатный метод для бурения, тем более, если есть желание сделать скважину своими руками. Долото (обычно применяют долото PDC) – это главный рабочий инструмент, который выполняет функцию разрушения породы. Для того, чтобы извлечь разрушенную породу на поверхность используется так называемая буровая желонка. Ножницы являются составным элементом бурового снаряда, штанга нужна для ударов. Кроме того, требуется канатный замок, и, конечно, канат.

Установку и сборку бурового снаряда производят со вспомогательным инструментом. Сюда входят разнообразные ключи, в том числе гаечные и рожковые, отвертки и затяжные трещотки. Кроме того, эта технология требует использования специального оборудования, которое нужно для работы с обсадными трубами – хомуты, снаряды, забивные головки и башмак.

Если говорить о перечне, то буровые станки для осуществления качественных работ с применением ударно-канатного способа бывают различных типов (если сравнивать с роторным способом). Но многие специалисты советуют использовать комбинированный способ бурения, когда роторная технология сочетается с обратной промывкой и ударно-канатным способом.

Чаще всего, комбинированный метод используется в США. Они удачно сочетают ударно-канатный и вращательный способ осуществления бурильных работ, а также можно производить обратную промывку. Важно помнить, что цена комбинированных устройств намного больше стоимости стандартных простых бурильных конструкций, поэтому для того, чтобы быстрее окупить это оборудование нужно выполнять очень большие объемы работ.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

1.3 Особенности проведения работ (видео)

к меню ↑

2 Этапы работы

Важно помнить, что бурение с применением забивных стаканов чаще всего используют во время работы на не сыпучих и сравнительно мягких породах. Поэтому на сыпучих грунтах использование данной разновидности бурения не рекомендуют.

Причина проста – в сыпучих породах частицы имеют недостаточную силу связи друг с другом, из-за чего для того, чтобы удержаться внутри корпуса забивного стакана им попросту не хватает силы трения, поэтому он во время выхода из забоя стает пустым, а сыпучий грунт забивает тело скважины.

Здесь может помочь только желонка, которая применяется при бурении скважины на сыпучих грунтах. В нижней части конструкции желонка есть специальный клапан, открывающийся во время врезания желонка в породу, в результате чего открывается свободное продвижение для сыпучего вещества.

Когда желонку поднимают наверх, клапан под весом захваченной породы в свою очередь закрывается и таким образом возникает препятствие для высыпания грунта. После того, как желонка поднимается на поверхность и освобождается от породы, процесс повторяется по новому кругу.

Если вы начали бурить скважину с помощью ударно-канатного способа на каменистых и твердых породах, то лучше всего использовать специальное буровое долото, которое выполняет функцию желонка или забивного стакана. Именно ударное действие долота гарантирует разрушение каменистых и твердых грунтов, они быстро измельчаются и превращаются в достаточно мелкие частицы. С применением желонки они в дальнейшем без проблем извлекаются наверх со дна новой скважины.

Очень важно во время осуществления бурения ударно-канатным методом придерживаться основных этапов работы. Самым главным этапом является сборка и точная установка конструкции в требуемом месте. Если все сделать правильно, особенно своими руками, то никаких трудностей во время создания новой скважины возникнуть не должно.

Если вы начали бурить на сыпучем грунте, или на породах с его прослойками, то нужно следить, чтобы скважина не засыпалась грунтом. В этом случае нужно внутрь скважины установить специальные стальные обсадные трубы. Здесь важно, чтобы первой отрезок используемой трубы был с небольшим расширительным конусным башмаком.

Обсадные трубы при этом должны иметь больший диаметр, чем диаметр самого забивного стакана. Это даст возможность последнему свободно перемещаться в скважине. Интересно, что во время опускания обсадных труб в скважину своими руками, которое осуществляется с помощью не очень сильных ударов или просто под собственным весом, из-за своего большего диаметра они попросту срезают часть грунта со стенок скважины.

Стоит помнить, что использование ударно-канатного способа бурения можно значительно облегчить, так как все требуемые в этом случае детали вполне реально изготовить самостоятельно, еще и в домашних условиях. Специальные глубокие познания в этой сфере вам не потребуются, главное – это иметь желание.

Источник: ByreniePro.ru

Характеристика технологии

Главной особенностью такого типа технологии является постепенное разрушение почвы путем её дробления. Бурение скважин на воду характеризуется высоким дебетом. Если пробурить скважину таким методом, есть большая вероятность того, что она прослужит очень долгое, некоторые объекты успешно эксплуатируются на протяжении многих десятилетий. Но преимущества не только в длительности использования, но и простоте и доступности метода.

Плюсы и минусы

На данный момент такой способ бурения скважин на воду является одним из самых простых. Позволяет существенно сэкономить деньги. Возможно качественно вскрыть водоносную жилу, а затем выполнить дальнейшее оборудование водозаборного объекта. В процессе работы нет необходимости в материалах для промывки. Выполнять работу можно даже в условиях грунтов, которые быстро впитывают промывку. Сразу же после бурения отверстия можно переходить к обустройству. Метод очень безопасный, поскольку предотвращает загрязнения водоносной жилы. Можно сделать отверстия большого диаметра – от 50 см. Немаловажно, что такой способ позволяет очень просто брать пробы почвы для анализа. Можно всю работу выполнять самостоятельно.

Но есть также и недостатки. Главный из которых – медленное продвижение вглубь. В некоторых типах грунтов невозможно использовать данный метод. Не получиться пробурить скважину большой глубины. Важно понимать, что данный метод отлично подойдет только в том случае, если нужно сделать вертикальное отверстие. При этом следите, чтобы в процессе не было перекосов – это значительно усложнит дальнейшее обустройство.

Что требуется для работы

Для того чтобы пробурить скважину канатно-ударным методом, Вам нужны будут специальные инструменты, а также материалы, чтобы сделать оборудование. Обязательный элемент – патрон, а также штанга. Они нужны для углубления. Чтобы подвесить снаряд, нужно установить трос или канат. Обязательное условие – его прочность, поскольку во время отрыва, существует большая угроза обрыва. Закрепляем на вышке с блоком и лебёдкой.

Основным элементом во всей конструкции является забивной стакан или патрон. Для его изготовления нужно использовать толстостенную трубу. Нижнюю часть нужно заострить, она обязательно должна быть из прочной закаленной стали со скосом в центре детали. Это нужно для того, чтобы снаряд мог проникать в почву как можно глубже. Сверху нужно обустроить наковальню.

Для вышки нужно оборудовать треногу. Такой тип конструкции обладает большей продуктивностью. Вышку нужно сделать из труб или же дерева. Нужно делать высоту больше, чем снаряд, чтобы конструкция могла функционировать. Сверху на вышке нужно приделать блок, через который пропускаем канат. Проще всего сделать вышку в виде, напоминающем колодезный ворот.

Особенности обустройства в мягком грунте

Для того чтобы пробить отверстие в таком типе грунта, нужно обязательно использовать патрон. Если конструкцию сделать правильно, процесс бурения должен выполняться быстро. Мягкий грунт хорошо прилипает на стенки патрона. Исключение составляет песчаная почва. Частицы в полости патрона не удерживаются. Поэтому для такого типа грунта нужно использовать другие типы бурильных установок.

Процесс работы должен выполняться в строгом порядке

1. С помощью лебедки патрон поднимаем над отверстием и опускаем вниз.
2. Когда патрон ударяется об грунт, часть попадает внутрь.
3. Чтобы выполнять углубление, нужна ударная штанга.
4. После того, как сделали несколько таких ударов, патрон будет полностью заполнен грунтом. Его нужно поднять на поверхность и прочистить. Сила трения способствует тому, что в процессе ударения он накапливается внутри и не высыпается. Чтобы прочистить стакан, нужно использовать тяжелый молоток.
5. После того, как патрон прочистили от породы, работы продолжаются так же.

Как бурить в сыпучих породах

В данном случае патрон здесь будет малоэффективным, поскольку грунт в нем задерживаться не будет. Стакан заменяют желонкой.

Ход работы такой:

1. Устанавливается клапан, который предотвращает преждевременное высыпание.
2. Клапан закрывается и блокирует высыпание. Таким образом, порода удерживается внутри.
3. Дальше нужно поднять снаряд наверх и прочистить от грунта и продолжить работу.

Чтобы обеспечить высокую эффективность в процессе работы и получить хороший результат, нужно соблюдать правила. Поскольку такой тип породы не отличается устойчивостью, в процессе он может попросту осыпаться. Чтобы этого не произошло, обязательно устанавливать обсадные трубы.

Как бурить в твёрдых породах

Возможно делать отверстие даже в твёрдой почве. В этом случае конструкция патрона должна быть другой. Должно быть долото, оно отлично размельчает твердую породу. Если уверенны, что справитесь сами – следуйте нашим советам.

1. При ударе происходит раздробление породы.
2. Чтобы поднять грунт на поверхность используется желонка.
3. При опускании расширителя, резцы складываются, чтобы оборудование могло пройти свободно.
4. При выходе расширителя из обсадной трубы в отверстии, резцы автоматически раскладываются, поскольку установлена специальная пружина, что позволяет срезать со стенок грунт, тем самым отверстие расширяется и обсадная труба соскальзывает вниз.
5. В процессе работы могут встречаться водные линзы, которые значительно усложняют работу. Именно поэтому обсадные колонны рекомендуется использовать.

Правила выполнения работы

Прежде, чем начать процесс бурения, нужен шурф несколько метров в глубину и ширину. Длина должна быть примерно 5 метров. Он нужен, чтобы предотвратить обвал. Стенки укрепляем с помощью щитов из досок. Только теперь можно монтировать вышку.

Бывают ситуации, когда патрон заклинивает в шахте. Поэтому трос должен быть толщиной минимум 1 см. Снаряд должен быть длиной не менее 2 м.

Источник: KolodecOnline.ru

Бурильный инструмент

Инструменты, применяемые в процессе производства работ, подразделяются на технологические и вспомогательные.

Технологическая оснастка — это приспособления, с помощью которых буровым станком выполняется разрушение породы и извлечение ее на поверхность. Комплект специальных деталей, соединенных в заданной последовательности, образует буровой снаряд. Масса ударного снаряжения зависит от крепости разрабатываемой породы.

В стандартный набор входят:

• долото;
• раздвижная и ударная штанги;
• желонки или стаканы;
• канатный замок;
• желоночное ушко.

Вспомогательный инструмент необходим для обслуживания основного оборудования в процессе бурения скважины.

К нему относятся:

• канат стальной;
• комплект приспособлений для работы с обсадными трубами (башмаки, хомуты, забивной снаряд и др.);
• гаечные и разводные ключи.

Ударные долота предназначены для разрушения грунта в забое и для зачистки стенок скважины. Штанги применяют для увеличения веса бурового снаряда и удержания вертикального уровня выработки.

Замки канатные и переходники служат для сборки отдельных элементов в единый рабочий орган установки.

Желонки с клапаном плоской формы предназначены для удаления из выработки породы, размельченной долотами, а также для бурения в мягких слоях почвы. Для вязких глинистых пластов такой метод не подходит, в этом случае применяют желонки без клапанов (стаканы).

Стаканы имеют 1 или 2 продольных разреза для очистки приспособления от налипшей почвы. В нижней части приспособления размещается насадка, оснащенная рабочим кольцом с алмазной режущей кромкой.

Особенности бурения по различным грунтам

Метод механического бурения заключается в разламывании породы, подъеме ее наверх и укреплении стенок выработок. Грунтовый пласт в забое разрушают ударами, резанием, сколом или комбинированным способом.

Эффективность разлома породы и производительность бурения зависит от:

• веса сбрасываемого снаряда;
• высоты падения;
• количества ударов в единицу времени;
• прочности проходимых пород;
• типа и качества режущей части долота.

Для разрушения твердых пород применяют тяжелый инструмент при незначительной высоте подъема и наибольшем количестве ударов. При проходке мягкой почвы требуется небольшое орудие, большая высота сброса и малое количество ударов.

Вязкие и крепкие породы следует пробивать в два подхода: разрушение выполняется с помощью долота, раздвижной и ударной штанг, а выемка шлама из выработки производится посредством желонки с клапаном.

Рыхлые почвы проходят одной желонкой, которая в процессе работы заполняется грунтом. После прохождения намеченного участка устройство поднимают из скважины, очищают и вновь опускают в забой.

Шлам доставляют на поверхность двумя способами: сухим (при помощи конвейера или сжатого воздуха) и гидравлическим, при котором порода вымывается водой, подаваемой в выработку под большим давлением.

Обсаживание стенок скважин

При использовании всех механических и ручных методов бурения стенки выработки укрепляют обсадными трубами (Ø 50-200 мм). Звенья конструкции соединяют ниппелями или муфтами. Верхний конец профиля оборудуют защитным патрубком, а низ колонны — алмазной коронкой, облегчающей установку сооружения.

Последовательность проведения работ:

1. Вначале нужно проверить комплектность труб, измерить их, пронумеровать и сложить по порядку.
2. Перед спуском с верхнего конца сегмента следует снять предохранительные кольца, зачистить и смазать соединительную конусную резьбу.
3. Установить первую секцию, затем нарастить и опустить следующую трубу в муфту предыдущего сегмента при строгом соблюдении соосности и вертикальности конструкции.
4. В случае принудительной установки обсадных профилей на верхнюю соединительную муфту наворачивают предохранительную насадку и с помощью забивной бабы равномерными ударами по этой головке вколачивают всю колонну в скважину.

Заканчивать монтаж секций необходимо посадкой обсадных труб на 2-3 м в глубь целикового грунта. Такой прием защитит внутреннюю поверхность скважины от попадания в нее песка и вышележащих почвенных вод.

Скважина на участке

Принимая решение о бурении скважины, нужно удостовериться в наличии воды на участке, установить глубину расположения водоносного слоя, определить количество и качество доступного ресурса. Для того чтобы получить такую информацию, необходимо пригласить специалистов, которые проведут геологические исследования грунта и дадут рекомендации по обустройству водозабора.

В зависимости от условий залегания горизонта и гидрогеологических особенностей почвы принято различать 3 типа источников:

• верховодка;
• межпластовые (песчаные);
• артезианские.

Верховодкой называется временное сосредоточение подземных ресурсов в области аэрации, образовавшихся в результате фильтрации дождевых или талых вод. Запасы такого источника незначительны и зависят от объема атмосферных осадков в регионе проживания. Для системы водоснабжения дома такие ресурсы не используются.

Наиболее пригодны для устройства питьевого водопровода источники, находящиеся между плотными пластами пород (песчаные). Такие горизонты отличаются постоянством запасов и высоким качеством воды.

Артезианскими называются источники, залегающие на большой глубине между непроницаемыми водоупорными породами. Они хорошо защищены от поверхностных загрязненных стоков, отличаются большими и устойчивыми запасами ресурсов. Артезианские выработки оптимальны для снабжения питьевой водой жилых домов и мелких фермерских хозяйств.

Скважина представляет собой отвесную цилиндрическую выработку, расположенную перпендикулярно направлению движения водоносного слоя. Стенки источника закрепляются стальными обсадными трубами. Внутренний диаметр профиля зависит от перекачивающего оборудования (насоса, колонки и др.). В границах водоносного слоя конструкцию скважины снабжают очистными фильтрами.

Верхняя часть сооружения оборудуется защитным оголовком, предохраняющим источник от попадания в канал выработки сточных вод и других загрязнений. Устье водозабора должно находиться в смотровом колодце или кессоне. Размеры камеры зависят от количества размещаемого оборудования.

Порядок выполнения работ

Ударно-канатный способ бурения применяется для оборудования скважин глубиной от 5 до 30 м с диаметром ствола 75-325 мм. Процесс состоит из разламывания породы, подъема ее на поверхность, уплотнения стенок забоя и оборудования оголовка источника.

Инструкция по выполнению работ:

1. Вокруг предполагаемой выработки сооружают настил из досок.
2. В месте оголовка по центру вырезают отверстие, диаметр которого равен размеру ствола скважины.
3. На площадку устанавливают бурильный станок (при использовании механического способа) или треногу с блоком и лебедкой (при обустройстве скважины своими руками).
4. Через блок пропускают стальной канат.
5. На конец троса при помощи специального замка крепят долото или желонку.
6. Отвесом определяют центр выработки.
7. На величину ударного снаряда выкапывают шурф.
8. Проверяют соосность инструмента и скважины.
9. Освобождают лебедку и сбрасывают снаряд.
10. Поднимают желонку, очищают от грунта, наращивают штанги и повторяют процесс.
11. По мере углубления забоя в скважину опускают обсадные трубы.
12. Бурение выполняют до тех пор, пока снаряд не подойдет к водоносному слою.

Недостатки и преимущества процесса

Преимущества:

1. Не нарушается природное состояние водоносного горизонта.
2. Возможность оборудования глубоких скважин большого диаметра.
3. Разрешается устройство выработок в регионах со сложными гидрогеологическими условиями.
4. Бурение в безнапорных слоях любой мощности.
5. Возможность производства работ на валунно-галечниковых отложениях и в местах с рыхлыми породами.

Недостатками ударно-канатного способа, кроме его высокой стоимости, являются коррозия обсадных труб и разрушение поверхности. В результате таких дефектов существует риск загрязнения питьевой воды неметаллическими включениями, а при разрушении стальной оболочки возникает возможность попадания ливневых вод в скважину.

Источник: scvazina.ru

Оборудование и его особенности

Данный способ считается одним из наиболее доступных, ведь он позволяет производить работы без применения сложной техники. В процессе создания скважины методом ударно-канатного бурения используется простая конструкция, состоящая из:

• лебедки и блока,
• забивного стакана, желонки или долота (в зависимости от вида почвы),
• троса,
• буровой штанги, закрепленной на каркасе установки (бурильной вышки).

Такого рода инструмент настолько прост, что его под силу изготовить своими руками.

Основным приспособлением для разрушения и подъема грунта на поверхность является стакан. Он может быть различного диаметра и иметь разную форму (коническую, цилиндрическую и пр.). В верхней части приспособления находится наковальня, в которую ударяет штанга. С каждым ударом инструмент углубляется в почву, и тем самым проделывает в ней отверстие. Стакан может иметь заостренную кромку или выточенные резцы.

Видоизмененным стаканом считается желонка – приспособление цилиндрической формы, имеющее снизу клапан плоской формы. Он открывается, когда забивной стакан проникает в почву, и закрывается под нагрузкой, созданной массой набранной разрушенной земли, в момент подъема приспособления на поверхность.

Порядок работ при ударно-канатном бурении

Работа приспособления заключается в опускании и подъеме заполненного землей стакана, а последовательность создания скважины при использовании ударно-канатного метода следующая:

1. Подготовка места для размещения бурильной установки и выбор участка для устья скважины. В большинстве случаев для этого достаточно 2,5 м2 свободного пространства.
2. Первое забуривание. Оно выполняется специнструментом, и не может быть произведено глубже 1,5 м.
3. Подъем разрушенной породы на поверхность и одновременный монтаж обсадной трубы.
4. Крепление бурового стакана (или любой его модификации в зависимости от вида земли) и последующее забивание его в почву. Каждый удар должен быть такой силы, чтобы инструмент не уходил глубже 0,5 м.
5. Подъем стакана, наполненного землей, и его очистка.

Две последние операции повторяют многократно до нахождения водоносной жилы.

Проведение работ в различных грунтах

Основной процесс бурения скважины будет зависеть от почвы, в которой залегает водяное русло. Так:

1. Для создания водозабора в песчаниках или плывучих породах может использоваться ударники с плоскими сосудами для сбора земли. Такого рода почву следует прорабатывать очень медленно, а полученное отверстие обязательно обсаживать трубой по всей длине. Ввиду того, что мягкий и подвижный участок земли легко уходит, все действия рабочих должны быть очень осторожными.
2. Если основание состоит из галечника или же из гравия, то основным инструментом для изготовления скважин будет двутавровое долото. Вынимать проработанный слой земли нужно будет плоской желонкой с клапаном. Для увеличения ширины ствола рекомендуется использовать расширитель, который обваливает стенки ствола и увеличивает проход, а также облегчает выемку обрушившейся породы с максимальной скоростью.
3. Глиняные или болотистые земли, а также почву образованную смесью различных пород, можно пройти только усовершенствованной конструкцией, состоящей из укрепленного крестовиной двутаврового долота. Ввиду устойчивости и липкости обсадные трубы монтируются только у устья.

Самым сложным основанием, которое можно пройти ударно-канатным методом, считаются скальные породы. При работе с такими пластами применяется утяжеленное долото, а весь процесс сопровождается укреплением ствола.

Если в процессе работы обнаруживаются трещиноватые нижние слои или же оползни, то применяют долото с округлыми наконечниками или же крестовинами. В самых сложных случаях, когда возникает риск защемления инструмента или предполагается сбой, работы останавливают.

Преимущества и недостатки

Среди преимуществ использования ударно-канатного способа для добычи воды, находящейся на небольшой глубине, выделяют:

1. Возможность первоначального бурения с применением буров, диаметром от 500 мм.
2. Использование сразу после завершения основного этапа работ.
3. Возможность создания скважин в галечниково-валунных прослойках грунта, а также в почвах, которые отличаются высокой гигроскопичностью (что делает невозможным использование прочих способов разработки месторождений воды, например, роторного бурения с использованием промывочных жидкостей).

Кроме того, применение данной методики не нарушает количественно-качественный состав водных горизонтов, и после разработки они остаются в том же виде, что и до проведения работ.

Среди недостатков проведения бурильных работ с применением ударно-канатного способа выделяют невозможность создания скважин:

1. Под углом. Данный способ предполагает изготовление отверстий строго перпендикулярных поверхности, то есть вертикальных. Это связано с тем, что забить конструкцию в землю (а уж тем более вынуть ее, не нарушив форму отверстия!) под наклоном, нереально.
2. В плотных породах, которые невозможно сломать ударом, потому что силы воздействия установки не хватает для разрушения таких пород.

К минусам применения данной технологии можно отнести довольно медленную проработку пластов. Это связано с особенностями технологии, ведь вынуть приспособление, наполненное тяжелой землей, не так-то уж и просто. Это занимает много времени и требует больших усилий.

На сегодняшний день данный метод добычи воды остается одним из наиболее востребованных во всем мире, ведь он не требует применения сложной техники и большого ресурса рабочей силы. Он является наиболее дешевым из всех известных вариантов и может применяться в условиях ограниченного пространства (в частных домохозяйствах, дачных участках и т.д.).

Источник: www.burenie-ug.com.ua