В настоящей статье приводится информация о том, как проводится бурильные работы скважин на воду. Описанный ниже способ состоит в циклическом разрушении пород их дроблением при помощи специального долота и последующей очистке забоев желонками. Пробуренная этим способом скважина отличается сохранением высоких водных дебетов и длительным сроком службы – до восьмидесяти лет и более. Сегодня вместо ударно-канатного бурения скважин все чаще начал использоваться другой способ бурения – роторный. Существует мнение, что это не совсем обоснованно, поскольку на Западе и в США многие компании по-прежнему применяют ударно-канатный метод бурения.
Преимущества и недостатки
К достоинствам ударно-канатного бурения можно отнести:
- в большинстве случаев качественное вскрытие и дальнейшее опробование водоносного пласта;
- отсутствие необходимости обеспечения установки глиняным раствором и водой;
- успешное проведение бурения в галечниково – валунных прослойках, а также в породах, легко впитывающих промывочные жидкости;
- возможность освоения скважины в краткие сроки – сразу после завершения бурильных работ. Благодаря применению данного способа водоносные горизонты не засоряются, они сохраняются в таком же виде, что и до бурения:
- возможность выполнения бурильных работ скважины при больших начальных диаметрах, достигающих 500 мм и более;
- взятие раздельных проб (образцов) водоносного горизонта во время бурения.
Недостатки ударно-канатного бурения:
- самый большой недостаток — это низкая скорость бурения;
- невозможность бурения в некоторых песчанных грунтах;
- проблематичность бурить глубокие скважины;
- только вертикальное бурение.
Бурение в различных почвах и климатах
Песок
Технология проведения бурильных работ ударно-канатным способом зависит в основном от геологических условий. Когда работы проводятся в песках или зыбучих песках – так называемых плывунах – тогда обязательно используется желонка с плоским клапаном. В этом случае одновременно с бурением нужно произвести крепление стенки скважины обсадными трубами.
Если песок чистый и водоносный – используются желонки с короткими ударными штангами. Для соблюдения правильности технологического процесса важно, чтобы частота ударов была как можно меньше.
Внимание! Категорически нельзя опускать желонки ниже закрепленного башмака обсадной трубы больше чем на 50 см. Если не придерживаться этого правила, то не исключено, что песчаные карьеры скважины попадут под обвал и захватят при этом и желонку. В результате может полностью остановиться весь процесс бурения.
При бурении скважины в песках, она заполняется песком, перемешанным с водой, который поднимается за желонками. Тут важно проследить, чтобы не произошло переполнение желонок, так как в этом случае порода перебросится через них и может привести к заклиниванию или прихвату. А это чревато остановкой бурильных работ и, следовательно, снижением показателей. Этот момент нужно учесть именно при бурении в песках-плывунах. Поскольку они характеризуются высокой плавучестью, их бурение следует проводить быстрее, чем в простых песках. В таких местах при данном способе бурение категорически нельзя останавливать.
Гравий
В гравийной породе и в галечниках бурение проводится двутавровыми долотами. Единственная желонка, применяемая в этом случае, это желонка с плоским клапаном и низко посаженным башмаком. Также двутавровым долотом проводят бурение в глинистой породе.
После разрыхления до глубины 1,5м применяется любая желонка. Буровой станок используется только при проведении бурения в сильно песчаных глинах. Желонка в этом случае может быть без крепления клапана.
Глина
Вязкие, пластичные глины бурят специальным долотом, изготовленным из плоского или двутаврового долота, на конце которого дополнительно приваривают несколько лопастей, после чего долото приобретает крестообразный вид. Работая с таким специальным долотом, нужно помнить, что в скважину следует долить примерно 5 л водного раствора, а процесс бурения продолжается несколько минут, не более. Образующийся внутри скважины шлам удаляется с помощью долота.
При наличии в породе большого количества валунов есть риск искривления ствола скважины во время бурения, вследствие чего невозможно будет добывать качественную воду. Для случаев, когда требуется раздробить встречающиеся при бурении валуны, существуют утяжеленные долота.
Породы с повышенным содержанием трещин больше других склонны к обвалам и обрушениям. Поэтому при бурении в них нужно проявлять особую осторожность. Канат бурильной установки нужно держать натянутым, чтобы избежать раскачиваний инструмента и в то же время аккуратно выполнять обсадку скважины.
В районах вечной мерзлоты, характеризующимися устойчивыми окаменелыми породами (плотные глинистые сланцы, песчаники, известняки), бурение производится так же, как и в обычных климатических условиях.
Элементы и устройство конструкции
Основными элементами предварительной конструкции скважины при бурении ударно-канатным способом являются:
- глубина залегания скважины;
- ее расчетный диаметр;
- обсадные трубы (необходимо указать длину и количество колонн);
- необходимые для работы специализированные устройства;
- фильтр, колонна, расположенная над ним, отстойник, стакан, изготовленный из цемента.
Существуют некоторые условия, выполнение которых гарантирует создание правильной конструкции скважины ударно-канатным методом бурения.
И вот какие именно:
- размер выхода обсадной колонны из труб не должен превышать 30 м;
- углубление прикрепленных башмаков обсадных труб в водоупорную породу производится на 2 м ниже водоупорной кровли;
- применяемый диаметр долота нужно изменять через одного;
- во избежание расшатывания обсадных труб, их загоняют в грунт насколько можно плотнее;
- обсадная колонна, которую соединяют с последующим участком обсадной трубы, должна входить в нее не больше чем на 5 м при глубине скважины до 50 м и не более чем на 7м при ее глубине более 50м.
Обсадные колонны применяют с целью закрепления стен скважин, пробуренных в неустойчивых породах. Их используют также для изолирования водоносных горизонтов, не подлежащих дальнейшему использованию. Опробование отдельных участков происходит также с использованием обсадных труб.
Рассмотрим основные диаметры используемых при бурении обсадных труб. Минимальный наружный диаметр имеет 219 труба. Ее внутренний диаметр составляет 205 мм. Следующие диаметры труб – 273 и 325 мм. Стенки этих труб имеют толщину 9мм. Трубы с толщиной стенки 10мм имеют большие наружные диаметры – 377 и 426 мм.
В процессе производства работ по бурению в не совсем устойчивых, рыхлых породах обсадные колонны опережают снаряд бурового инструмента. В этом случае рекомендуется использовать обсадные трубы с соединением без муфтового захвата, другими словами, труба в трубу.
Такая конструкция достойна внимания из нескольких соображений. В первую очередь, гораздо легче становится обсаживание скважин, как и их выемка при консервации или полной ликвидации.
Кроме того, для такой конструкции допустимы трубы горячей прокатки, стоимость которых намного меньше стоимости обычных труб.
Для скважин глубиной до 100м применяется для обсаживания набор асбоцементных труб диаметром до 300 мм с соединениями резьбовыми и без резьбы.
Инструмент
Рабочий инструмент, с помощью которого разрушается порода – долото. Желонка, служащая для извлечения разрушенной породы на поверхность. Буровой снаряд, составными частями которого являются ножницы, штанга для ударов, канат и канатный замок.
Вспомогательный инструмент, с помощью которого производят сборку и установку бурового снаряда. К ним относятся различные ключи, в том числе рожковые и гаечные, затяжные трещотки, отвертки.
Специальные инструменты для работы непосредственно с обсадными трубами. Это — башмак, забивные головки и снаряды, хомуты.
Инструмент для ловли и установки труб.
Перечень установок для проведения бурильных работ ударно-канатным способом не такой большой, как для роторного способа. В него включены УКС22М-2, УКСЗОМ-2, установки для комбинированного бурения, когда роторное бурение сочетается с ударно-канатным способом и обратной промывкой.
Комбинированные буровые установки очень часто используются в США. Они дают возможность сочетать вращательный и ударно-канатный методы проведения бурильных работ, делать обратную промывку. Но стоимость таких комбинированных установок гораздо больше стоимости обычных бурильных установок и чтобы окупить данное оборудование нужно выполнять немалые объемы работ. Поэтому они невыгодны у нас для многих мелких фирм.
УДАРНОЕ БУРЕНИЕ (а. percussive drilling; н. Stoß bohren, Schlagbohren; ф. forage par battage, forage par percussion, burinage; и. perforacion por percusion, sondeo por percusion, taladrado por percusion) — способ , при котором разрушение 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. В 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).
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.
Традиционное ударное бурение скважин своими руками – самый недорогой и простой способ обеспечить участок питьевой водой, не прибегая к копке колодца. Все материалы и инструменты, которые необходимы, можно смастерить самостоятельно, имея опыт работы с металлом. Организовать весь цикл, от забоя скважины до запуска, могут 2 мастеров. Но в сравнении с другими методами ударное или канатно-ударное бурение является самым медленным: на обустройство водозабора нужно как минимум 2 – 3 дня.
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.
Без тяжелой техники можно забить скважину на песок своими руками
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.
Самодельную раму можно собрать из металлических труб и подключить мотор для поднятия штанги
- 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.
Простейшая установка для самостоятельной пробивки скважины
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.
Механический расширитель для канатного ударного бурения
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.
Готовые инструменты: долото для участков с каменистой почвой
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.
Собранная колонка для забоя скважины
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.
Канатный замок и стальной трос помогут провернуть долото в каменистой почве
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.
Штангу поднимают над землей и опускают в ствол
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.
ПВХ труба может использоваться в качестве обсадной
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.
При необходимости наладить водоснабжение на своем дачном участке вовсе не обязательно покупать дорогостоящую технику или нанимать профессиональную бригаду. Можно все осуществить своими силами и при минимальных денежных затратах. Одним из самых действенных методов является ударно-канатное бурение скважин, которое позволяет максимально чисто добраться до воды и добиться желаемого результата.
При использовании современных методов главный акцент делается на скорость, так что иногда применяются такие технологии, которые заставляют не задумываться о загрязнении природы. Но когда нужно добыть воду для личного использования, то пренебрегать правилами безопасности никто не станет, так что этот устаревший метод до сих пор актуален для многих людей.
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.
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.
Некоторые способы бурения скважин позволяют сделать работу своими руками. Если вы хотите сэкономить, но при этом получить отличный результат работы, то вооружитесь необходимыми инструментами и выберите время. Бурение – сложное и трудоемкое дело, которое требует определенных навыков по слесарным и столярным работам, а также умения пользоваться таким инструментом, как бур.
Бурение скважины процесс трудоёмкий и сложный, но вполне возможно сделать его своими руками.
Чтобы не возникло никаких трудностей с бурением скважин, изучите особенности техники, материалы и оборудование, которое вам понадобится. Для таких работ используются малогабаритные буровые установки, которые можно разделить на 2 типа: оборудование, предназначенное для шнекового способа бурения и ударно-канатного. Эти вспомогательные инструменты могут быть оснащены дизельным двигателем, так как на территории, где вы хотите , может не оказаться электричества.
Способы бурения скважин бывают разными. Среди них наиболее популярны , ударно-канатное и роторное. Каждый из способов отличается не только затратами, но и технологией разрушения грунта и его извлечением из скважины.
Способы бурения
Архимедов винт, называемый шнеком, является основой данного способа. Он представляет собой трубу, которая напоминает штопор (так как имеет спиралевидные лопасти). Благодаря своей структуре шнек вращательными движениями погружается в землю, а затем, на обратном ходу, вынимает ее с глубины.
Малогабаритные установки строятся, как правило, по этому методу. Бурение шнеком – простой и доступный метод для обустройства скважины. Этот способ аналогичен проделыванию отверстия подо льдом во время зимней рыбалки. Технология бурения скважин с помощью шнека позволяет бурить грунт до 10 м, не промывая при этом оборудование специальным раствором.
Однако применение данного способа допустимо только на местностях с мягкой породой или средней твердости. Если на глубине располагается каменный или скалистый грунт (так называемые плывуны), то дальнейшая работа винтом будет бесполезной. Если почва суглинистая или глиняная, то шнеком можно пробить до 40 м в день. Сыпучий грунт (песок, подземные валуны, прослойки известняка), обработанный шнеком, будет осыпаться сверху, что приведет к обратному результату. Поэтому прежде всего обратите внимание на тип грунта и тогда можете приобретать необходимое оборудование.
Этот метод бурения скважины считается самым экономным. Помимо этого, подобный способ считается незаменимым в ручном бурении из-за скорости выполнения работы. Недостатком шнека является его ограниченность в применении, поэтому воспользоваться этим оборудованием можно лишь при условии, что грунт мягкий. Помимо этого, шнек уступает другим в результате очищения забоя.
Если судить об остальных способах бурения, то можно с уверенностью сказать, что каждый из них направлен прежде всего на создание скважины. У каждого есть свои преимущества и недостатки, поэтому важно не ошибиться с выбором оборудования.
Вернуться к оглавлению
Роторный метод
Этот способ устройства скважин популярен и имеет широкое применение. Для работы вам потребуется специальная бурильная труба. Внутрь трубы помещаете долото (вращающийся вал, который имеет наконечник). Чтобы запустить процесс бурения, создается нагрузка на вал с наконечником при помощи гидравлической установки. Роторным методом вы сумеете пробурить скважину, имеющую почти любую глубину. При этом порода в этом случае имеет второстепенное значение.
Вымывание породы (грунта) из скважин осуществляется при помощи бурильного раствора, который можно подать в полость трубы двумя способами:
- С использованием наноса, который закачает внутрь бурильной трубы раствор. Далее через затрубное пространство грунт с раствором выходит самотеком наверх.
- Раствор попадает в отверстие прямой промывки, а выкачивается оттуда с помощью обратной. Обратная промывка считается наиболее эффективной, так как вскрывается весь водоносный горизонт. В этом случае вам потребуется специальное оборудование, что значительно увеличит ваши расходы. Поэтому многие люди предпочитают делать прямую промывку, что тоже дает неплохой результат.
В отличие от ударно-канатного способа бурения, роторный метод выигрывает в скорости. Однако недостатком этого метода является глинизация водоносного горизонта, что лишает вас возможности опробования во время проходки скважины.
Роторный способ обусловливается наличием буровых машин, то есть грунт разрушает шарошечное долото, а размельченная порода поднимается наверх с раствором. С помощью этого метода бурения можно разрушить любую породу (прослойки известняка, скалистую почву). Чтобы буровые штанги вращались, используется крутящий момент ротора. Необходимо давать нагрузку сверху, чтобы была возможность бурить скважину. Процесс осуществляется путем работы бурильных штанг.
Вернуться к оглавлению
Технология работ
- При помощи долота с большим диаметром начинается процесс бурения.
- Под воздействием ротора на колонну для буровых работ вращается долото.
- Нагрузка (утяжеленные трубы) устанавливается между долотом и трубами для бурения.
- Удаление жидкости происходит путем запуска бурового насоса с раствором.
- По завершении одного участка почвы вставляется обсадная труба. Делается это для того, чтобы не было осыпания верхних слоев грунта.
- Дальше работа продолжается с применением долота меньшего диаметра. Затем погружается еще одна обсадная труба меньшим диаметром.
Вернуться к оглавлению
Ударно-канатный вариант
Основой этого способа является желонка, которая бросается с определенной высоты в углубление скважины. Когда происходит удар о дно, то, благодаря клапану, в нее входит разрушенный грунт. Затем желонка извлекается на поверхность и из нее вытряхивается вся порода, после чего она снова кидается в скважину. Помимо этого, в этом методе можно применять забивной стакан. Служит он с той же целью, что и желонка, только без наличия клапана. Грунт закрепляется в нем силой трения.
Желонкой бурят породу песчаного типа, а забивной стакан применяется для глинистого грунта, то есть для породы с вязкой текстурой.
С помощью бурильного раствора из скважины вымывают грунт.
Преимущество бурения скважины при помощи желонки заключается в возможности бурить до 300 м глубиной. По сравнению с методом шнекового бурения, ударно-канатный способ обусловливается длительностью и трудоемкостью работы. Однако для этого способа не требуется большого количества оборудования.
Подобный метод бурения является самым простым. Для выполнения работы вам необходимо будет соорудить треногу с блоком. Вам нужно перекинуть через этот блок трос и его конец соединить с желонкой. Инструмент поднимается на поверхность и опускается в забой при помощи установленного троса.
Ударно-канатный метод считается самым долговечным, так как характеризуется отличным качеством работы. Это самый эффективный способ, но им пользуются немногие из-за затрат большого количества времени и сил.
Главное преимущество способа заключается в отсутствии бурильного раствора. Таким образом вам удастся точно вскрыть водоносный горизонт, обеспечивая скважине максимальный размер дебита, что позволяет сохранить ее на долгие годы.