Инструменты для бурение под воду

Инструменты для бурения скважин: что нужно для самостоятельной и профессиональной работы

Для обустройства скважин на воду используется немалое количество инструментов — их комплектность и назначение зависят от вида грунта, глубины проходки и способа бурения. Есть оборудование, которое применяют только профессионалы, при обустройстве глубоких подземных водозаборов.
Но существуют и мини-скважины, так называемые трубчатые (абиссинские) колодцы, которые можно бурить вручную. Для этого тоже нужен определённый набор инструментов, и некоторые из них даже можно сделать своими руками. Об этом и пойдёт речь в данной статье.

Инструменты для ручного бурения

Прежде, чем приобретать или изготавливать инструменты, необходимо ознакомиться с их назначением, а значит, с технологией ручного бурения.
Итак, начнём по порядку:

• Диаметр скважины-иглы, которую можно бурить как с помощью мини-установки, так и вручную, не превышает 6-7 мм. Глубина трубчатых колодцев обычно не превышает девяти метров, что связано с невозможностью установки в них погружных насосов.
  Можно вручную пробурить и полноценную скважину, диаметром 198 мм, но не глубже двадцати метров. Для более глубоких проходок требуется буровая установка с мощным оборудованием.
• Чтобы приступить к бурению отверстия нужного диаметра, следует предварительно вырыть небольшой квадратный шурф (1,5*1,5м), либо сделать цилиндрическое отверстие большего диаметра, чем скважина. Для этой цели можно использовать и обычный садовый бур.
• Грунт на поверхности земли наиболее рыхлый, поэтому, стенки шурфа лучше сразу обшить доской, чтобы не осыпались, либо сразу забетонировать. Впоследствии, он может быть использован в качестве приямка, для установки подающего воду оборудования. Обсадить стенки круглого отверстия можно куском трубы длиной в 1м.

• Суть ручного бурения заключается во вращении наращиваемой штанги, которое могут произвести два человека, либо механическая установка, представляющая собой металлическую треногу с лебёдкой. По мере погружения, штанги фиксируются между собой резьбовым соединением и хомутами.
  При ручном бурении, один человек поворачивает штангу, а другой – ударяет по ней долотом, чтобы пробить породу.
• Для каждого вида грунта используют свой вид инструмента. Глинистую почву или суглинки, особенно, если в них содержится некоторое количество мелкой гальки, легче пройти с помощью спирального бура.
  Иначе его называют змеевик. Он состоит из головки, соединяющейся со штангой, и спирального витка с лезвием, которое, собственно, и разрезает грунт. Порода заполняет полости винта и поднимается на поверхность.

Буровая ложка и долото

• Для сыпучих грунтов (супеси, влажный песок), идеально подходит инструмент, который называется буровая ложка. Он представляет собой металлический цилиндр, в корпусе которого имеется продольная прорезь.
  Один край прорези заточен как лезвие, а второй — загнут вовнутрь. Размер прорези на инструменте имеет значение, и подбирается в зависимости от качества грунта: для песка нужна узкая прорезь, а для плотного грунта – широкая.
• Нижняя часть корпуса буровой ложки имеет заострённый наконечник, в верхней части расположена головка с резьбой. Такой инструмент может иметь разный диаметр, и его подбирают так, чтобы он был на 1 см меньше размера обсадной трубы.
  При осуществлении проходки с помощью бур-ложки, сухой грунт смачивается водой. Данный инструмент идеально подходит для прохождения плывуна.

Долота пирамидальные буровые

• Осуществить проходку в плотных сухих глинистых грунтах, известняках и песчаниках, поможет только долото. По назначению, этот инструмент классифицируется так: для сплошного бурения, для колонкового бурения и специальные долота.
  Два первых вида используются для углубления проходки: выпускаются варианты различного типа, что позволяет подобрать для конкретных условий работы нужный инструмент.
• Долота могут быть предназначены для разбуривания мягкой породы, иметь дробяще-скалывающее, или режуще-скалывающее действие. При бурении глубоких скважин, используют, например, лопастные (шарошечные) долота, торцовая часть которых армирована твердосплавными штырями или алмазными зёрнами.
  Их истирающе-режущий принцип действия позволяет пройти твёрдые абразивные породы и даже скальные грунты. Для ручного бурения применяют зубильное или пирамидальное долото, которое вы видите на фото сверху.

• Ещё один, необходимый для работы инструмент – это желонка(см.Желонка для скважины — ее устройство и применение). Она представляет собой цилиндрический удлинённый корпус с режущим башмаком и обратным клапаном.
  Используется для бурения рыхлых пород, а также для очистки готовых скважин от ила и песка. Желонка может быть изготовлена самостоятельно, из куска стальной трубы, а инструкция на эту тему в интернете всегда найдётся.
• Разработка связанного глинистого грунта производится с помощью забивного стакана, который, так же, как и желонка, делается из стальной трубы. Он имеет заострённый конец, и используется при бурении ударно-канатным способом.
  При сбрасывании стакана в забой с высоты, острые края отрывают грунт, который заполняет полость инструмента. Затем он вытягивается наверх и освобождается.
• Для обустройства мини-скважины проще всего приобрести комплект, включающий в себя все необходимые для работы инструменты и материалы. В такой комплект обычно входит шнек на штанге, несколько наращиваемых штанг и обсадных труб ПВХ, рукоятка для вращения штанги, соединительные муфты, обратный клапан, фильтр.

Инструмент для сооружения абиссинского колодца

• Комплект обычно рассчитан на скважину определённого диаметра и глубины, отчего зависит его цена. Во многих наборах есть даже обмотка и силикон, которые понадобятся для герметизации резьбовых соединений.
  Стоимость такого комплекта не так уж велика, и составляет не более 10000 рублей. Подобрать всё необходимое вы можете и по отдельности, и трубы можете взять не ПВХ, а стальные оцинкованные. Тогда набор для обустройства абиссинского колодца обойдётся несколько дороже.
• Мини-скважина, по сути, не бурится, а забивается, и для этого используют два инструмента: баба или ударная штанга. Баба – это тяжёлый пустотелый цилиндр с приваренными к нему ручками, диаметр которого немного больше обсадной трубы.
  Корпус бабы насаживается на колонну труб и фиксируется с помощью муфты и крупной шайбы, которая называется подбабок.

При использовании этого способа обсадки, трубы следует опускать в заранее пробуренное отверстие. В противном случае, усилие, с которым баба воздействует на колонну, может сорвать резьбовые соединения.
Вторая технология предусматривает забивку штангой, которая наносит удары не по колонне труб, а по наконечнику иглы.

Виды профессиональных буровых инструментов

Правильный подбор инструмента для бурения, является фактором, определяющим сроки выполнения данных работ. А это, в свою очередь, непосредственно влияет на их себестоимость.
Ассортимент профессионального инструмента невероятно разнообразен:

• Взять хотя бы буровую головку. По сути, это долота, но их отличие состоит в имеющихся отверстиях (дюзах), которые служат для подачи буровой жидкости, необходимой для размывания породы и выноса её на поверхность.

Буровая шарошечная головка

• Бурильные головки бывают шарошечными, алмазными и твердосплавными, и разнообразие их конструкций просто поражает. У каждого вида есть своя классификация, определяющая их применение на тех или иных буровых установках. Тип инструмента указывает так же, для отбора керна какой твёрдости он предназначен.
• Существует более 30 видов шарошечных бурголовок, которые отличаются так же размером соединительных резьб, размером и количеством дюз, другими техническими характеристиками. На алмазных и твердосплавных долотах и коронках мы останавливаться не будем, так как их, в основном, применяют при разработке газовых и нефтяных скважин.

• В разработке глубоких скважин тоже используют желонки и забивные стаканы. Но на разной глубине, приходится проходить сквозь пласты различных пород, имеющих неоднородную структуру.
  Для проходки грунтов высокой категории твёрдости применяют, например, пневматические погружные ударники, буровые шнеки, ударные патроны и штанги.
• Одним из сменных видов рабочего оборудования для бурильной машины, является телескопический шнековый бур. Принцип его работы таков: вращаясь, он передаёт крутящий момент разрушаемой породе, и, углубляясь в её толщу, извлекает её на поверхность.
  Телескопическим это бур называется потому, что он раздвигается, фиксируясь стопорами, и увеличивает тем самым глубину проникновения.

Телескопический шнековый бур

• При разработке скважин с кольцевым забоем, используют такой инструмент, как колонковая труба. Она выполняет важную функцию – это роль направляющей для точного бурения.
  Данный инструмент представляет собой стальную трубу. На одном конце есть правая резьба, с помощью которой она фиксируется на бурильной установке. На другом торце устанавливают расширитель или коронку.
• В процессе разработки грунта, керн попадает в полость трубы, накапливается там, после чего инструмент извлекается на поверхность и освобождается. Поясним, что такое керн.
  Это достаточно прочный, можно даже сказать, монолитный, столбик породы. Он попадает в полость колонковой трубы практически не повреждённым, а разрушенная порода (шлам), выносится на поверхность либо сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором, либо промывочным раствором.

• Данный инструмент просто незаменим при бурении разведочных скважин. Вынутый керн раскладывают в ящики, нумеруют, производят детальное описание.
  Это позволяет получить точную информацию о расположении и структуре пород, подобрать правильный инструмент для дальнейшей разработки, составить смету. Такие данные просто необходимы для глубоких проходок.
  Кстати, эксплуатационная скважина обычно бурится прямо внутри скважины разведочной, что даёт возможность снизить себестоимость подземного водозабора.
• Для извлечения керна используется специальное устройство, установленное между нижним торцом и буровой коронкой. Что-то похожее на обратный клапан. Устройство имеет лепестки, которые в момент подъёма колонковой трубы смыкаются под тяжестью керна, не давая ему выпасть.

Существует немало вспомогательных инструментов, столь необходимых не только в производстве буровых работ, но и для устранения различных аварийных ситуаций. Наша таблица ознакомит вас с некоторыми из них.

Наименование инструмента	Назначение и краткая характеристика
Трубозажим	Применяется для ускорения спуска и подъёма в забой труб и других инструментов.
Ловильный колокол	Колокол предназначен для устранения аварийных ситуаций, связанных с обрывом буровой колонны. Этот инструмент надевается на трубу, и фиксируется на ней, нарезая наружную резьбу. Это даёт возможность поднять оборванную колонну к устью скважины.
Метчик	Данный инструмент тоже предназначен для извлечения обсадных ниппельных, а так же колонковых труб за нарезаемую резьбу.
Ключи шарнирные и отбойные	Шарнирные ключи применяют для сборки и разбора всех видов труб: бурильных, обсадных, колонковых. Отбойный ключ помогает осуществить первоначальное отвинчивание резьбового соединения.
Вилки	При подъёме и наращивании обсадных труб используют подкладные вилки. Есть вариант для удержания шнека – это вилка подкладная шнековая.
Зонд для вибробурения	Виброзонд используют при осуществлении вибрационного бурения в мягких грунтах. Он представляет собой трубу с прорезью, соединённую в нижней части с башмаком. Передаёт бурильному инструменту вибрационное усилие через колонну труб.

Если учесть, что затрубное пространство скважины обязательно цементируется, то для этого тоже существует определённый набор оборудования и профессионального инструмента. В глубоких скважинах применяется обратный способ тампонажа, при котором заполнение пазух раствором происходит снизу вверх.
Для этого используют специальные цементировочные агрегаты, которые подают раствор по трубопроводу, оснащённому на конце цементировочной головкой, которую вы видите на фото сверху. Тампонирование скважины является завершающим этапом её строительства.

Источник

Бурение скважин вручную — самый быстрые и простые способы

Не все имеют возможность нанять специализированную компанию, чтобы специалисты быстро и качественно пробурили водяную скважину. Но это не значит, что собственный источник на приусадебном участке – удел избранных. Знание технологии позволяет всем желающим осуществить бурение скважины вручную. Тем более, что таких технологий не одна, и можно выбирать в зависимости от возможностей и бюджета.

Способы самостоятельного бурения

• шнековым методом;
• колонковым бурением;
• ударно-канатным способом;
• ударно-вращательным методом.

Все зависит от того, какой тип скважины запланирован, и какой инвентарь имеется в наличии.

Шнековый метод

Такой способ бурения скважин вручную предполагает использование шнеков.

Так можно пробурить отверстия в грунте до глубины 40 метров. Различают два типа данного оснащения. В один из них отнесены шнеки, у которых лопасти приварены под углом 90 градусов. В другом случае угол острый. Последний вариант предпочтительней, так как разрыхленный грунт не падает на дно скважины.

Решая, как пробурить скважину вручную, не стоит забывать о том, что можно использовать малогабаритные портативные буровые установки. По своей сути это электродвигатель, к валу которого прикрепляется шнек, и все это устанавливается на легкую металлоконструкцию, которую можно собрать самому. В этом случае работа будет быстрее, тудозатраты на бурение минимальными.

Шнек можно купить, взять в аренду или изготовить самостоятельно. В последнем случае понадобится труба диаметром 100 мм. Минимальная толщина стенки – 5 мм. С верхнего торца нужно нарезать резьбу для соединения со шлангом. С другой стороны навариваются лопасти. Количество витков должно быть больше двух.

Колонковое бурение

Технология предполагает, что в качестве бура используется металлическая труба, увенчанная коронкой, которая разрыхляет грунт. Несмотря на простоту конструкции такое оснащение позволяет за день пробурить несколько десятков метров в зависимости от плотности пластов породы.

По мере заглубления производят поэтапное наращивание шлангов, формируя технологическую колонну. Важно, чтобы резцы коронки всегда были заточены. Угол атаки определяется физико-механическими особенностями грунта, и устанавливается на основании расчетов. Если порода плотная потребуется долото.

При бурении скважин на воду вручную нужно подготовить запас обсадных труб, которые монтируются по мере углубления. Шлам удаляется. Для этого нужно, чтобы в скважину по трубам и шлангам подавалась жидкость. Это может быть техническая вода или глиняный раствор. Так нужно делать, когда лепестки коронки забиваются разрыхленной породой.

Ударно-канатный способ

Утяжелителем ударной конструкции является металлический стакан. Сложность бурения любой скважины ручным буром представляет размельченный грунт, который необходимо вынуть на поверхность. В данном случае он забивается в стакан. Для очистки его поднимают на поверхность, и ударами кувалды выбивают из трубы.

Пошаговая процедура выглядит следующим образом:

• Выкапывается приямок 1х1 м и полметра глубиной.
• В центре производят вертикальное забуривание при помощи винтового бура.
• Когда на поверхность начинает выходить влажный песок бур вынимают, и кувалдой забивают осадочную трубу.
• Желонкой вынимается порода, а по мере заглубления секции труб наращиваются. Их нужно сварить или скрутить для герметизации ствола.
• Насадку периодически проворачивают. При этом нужно прислушиваться к звукам. Скрежет означает, что она проходит крупнозернистый песок, шелест – мелкозернистый. Тишина свидетельствует о том, что насадка проходит глину.
• Желонку используют при прохождении рыхлых грунтовых пород. Ее периодически вынимают из ствола и прочищают от породы. Это нужно делать каждые 3-5 ударов.

Облегчить процесс вынимания шлама из скважины для воды можно, если в нее залить воду или глинистый раствор. Вся конструкция крепится к металлической треноге высотой несколько метров.

Ударно-вращательный метод

Суть метода – совместить оба способа (вращательный и ударный) для большей эффективности.

Данная технология ускоряет работы и позволяет их выполнять в местах с неоднородным грунтом. Супеси и суглинки – породы, которые с легкостью перерабатываются. Любая рыхлая порода, частицы которой не связаны между собой.

В то же время возникает иная сложность – риск осыпания грунта. Для того, чтобы этого не происходило, используют обсадные трубы с фильтром. В таком случае крупные частицы не могут попасть в шурф, заполненный водой. Для выполнения работ монтируется тренога, также потребуется лебедка с тросом, бур с наконечником и секции труб.

Бурим скважину приспособлением из ледоруба

Используется обычный ледоруб для зимней ловли рыбы. Он и будет шнеком, а для удлинения конструкцию наращивают трубами. Помимо этого нужны обсадные трубы, вороток и лопата. Нужно также побеспокоиться о том, как и куда вывозить извлеченный из скважины грунт.

Дальнейшие действия следующие:

• Подготовка. Выкапывается приямок, глубиной в два штыка штыковой лопаты. Выбранный грунт выбрасывать не стоит. Он потребуется для обратной засыпки.
• Ледоруб ввинчивается в грунт на 3-4 оборота. Используется вороток.
• Периодически ледоруб извлекается для очистки от земли. Это нужно делать в соответствии с числом витков шнека.
• Первый метр пробуривается под контролем вертикального положения шурфа. Используется строительный отвес, нивелир или жидкостный уровень.
• По достижению глубины 1 м. в отверстие устанавливается обсадная труба.
• После того, как шнек войдет в грунт полностью, к нему прикрепляется удлиняющий шланг. Рукоять должна быть съемной.
• Как только осадочная труба будет видна на 10-15 см., к ней прикрепляют следующую секцию.
• Периодически вбивают деревянные клинья, если бур начинает тереться о стенки труб, что свидетельствует о перекосе.
• Пространство между обсадной трубой и засыпается грунтом.

Обратная засыпка производится после того, как в скважине появится вода. Ее должно быть достаточно. Это означает, что бурение можно прекратить. После этого выбирают остатки грязи и приступают к обустройству. Грунт на обратную засыпку нужно оставить изначально. Это должна быть достаточно плотная порода. Землю нужно уплотнить, только необходимо следить, чтобы обсадная труба оставалась вертикальной.

Оборудование необходимо подготовить. Для этого монтируется рукоять. Ее лучше приварить. В этом случае конструкция должна быть разборной. Используется муфтовое соединение со шнеком. Тогда при необходимости откручивается рукоять, наращивается шланг, и удлиненная конструкция готова для дальнейшего использования.

Заключение плюс видео

Как видно из вышесказанного, выполнить работы самостоятельно можно. Правда, не нужно рассчитывать, что этот процесс не будет трудоемким. Грязь на участке придется убирать. Но есть и плюсы. Это дешевле, и выполнить работы можно в любом месте, даже там, куда не может подойти техника ввиду стесненных условий.

Выбор метода зависит от наличия оснащения и типа грунта. Шнековый вариант приемлем, но требует использования специального винтового шнека. Ударный способ отлично работает там, где грунты твердые. Ударно-винтовой применяется в случае со смешанными, чередующимися пластами различной плотности.

Неудобство этих методов в том, что нужно сделать треногу. По факту это мини буровая вышка. Использование лебедки также может вызвать затруднение. Она должна иметь режим резкого «сбрасывания». Некоторые модели требуют подключения к сети 380 Вольт, для чего нужно специальное разрешение.

Но ручной бур для скважин своими руками можно сделать из рыбацкого ледоруба. В этом случае используется минимальный комплект оснащения. Электрическая сеть и тренога не понадобится.

Единственное, что объединяет все эти методы – необходимость закупать обсадные трубы. Их количество изначально просчитать не получится, если не сделать геологическую разведку. А это уже работа профессионалов.

Вам была полезна эта статья? Ставьте палец вверх!
Подпишитесь пожалуйста на КАНАЛ — это необходимо для его развития, и давайте общаться в комментариях!

Источник