Буровые установки для бурения скважин

Способы бурения скважин с помощью ручной буровой установки

Когда речь заходит о бурении, в сознании обычно всплывает тяжелая техника, оснащенная мощным гидравлическим оборудованием и буровые бригады, требующие за свои услуги непомерно высокую плату. Однако обеспечение приусадебного участка автономным источником воды для многих владельцев является приоритетной задачей, и ее необходимо решать. Помочь в этом сложном деле может ручная буровая установка.

Изображение 1. Схема бурения скважины при помощи ручной установки.

Бурение скважин самостоятельно можно произвести различными способами. Установка для бурения скважин достаточно проста. Если нет возможности приобрести или взять в аренду оборудование, его под силу изготовить своими руками. При бурении небольших скважин можно обойтись и без буровой вышки, но она в значительной мере упрощает процесс, а сделать ее несложно. Самодельная вышка представляет собой металлическую или деревянную треногу, устанавливаемую над скважиной. Через ее вершину пропускается лебедочный трос, который служит для поднятия и опускания буровой колонны. Комплектация остального оборудования зависит от выбранного способа бурения скважин.

Роторное бурение

При роторном бурении врезание бура в грунт осуществляется вращательным способом (изображение 1). Для производства работ достаточно бригады из двух человек. Установка включает в себя:

• буровую вышку;
• лебедочный механизм;
• бурильные штанги;
• рукоятку для вращения;
• бур.

Изображение 2. Чертеж ручного бура.

В качестве бурильных штанг можно использовать трубы диаметром 25 мм и длиной 1,2 – 1,5 м, стыкующиеся между собой при помощи замков, шплинтов или резьбовых соединений, например, муфт. Бурение скважин вручную чаще всего проводится без промывки. Для очистки бура колонну через каждых 0,5 м углубления нужно поднимать на поверхность и разбирать. На это уходит много времени, поэтому трубы должны легко монтироваться и демонтироваться.

Рукоятку для бура изготовить просто. Достаточно на кусок трубы приварить или установить при помощи тройника две ручки, длиной 0,7 – 1,0 м. Нижняя часть рукоятки соединяется с буром и штангами такими же способами, как и сами штанги между собой.

Наиболее распространенным буром в ручном роторном бурении скважин является шнек. В промышленном исполнении он представляет собой полосу, изогнутую в спираль и приваренную к трубе. В домашних условиях такой бур изготовить сложно, но можно сделать инструмент аналогичный шнеку. К трубе под углом 15-20 ° и под углом 30-40 ° относительно друг друга приваривают половинки металлического диска, можно использовать диск от циркулярной пилы (изображение 2). Исполнение бура может быть любым: с одной или несколькими парами ножей. На нижний конец трубы приваривается направляющий наконечник – заточенный под конус и несколько изогнутый в спираль кусок полосы. Основой для изготовления шнекового бура может стать и обычный рыбацкий ледоруб. Для увеличения его прочности к заводским лопастям рекомендуется приварить усиленные резцы.

Изображение 3. Схемы ложковых буров.

Еще одним популярным рабочим инструментом является бур-ложка. Он представляет собой цилиндр с боковой прорезью на 2/3 длины. Боковая кромка прорези, расположенная по ходу вращения бура, выполняет функцию ножа. Нижняя часть изогнута в виде ковша и также является режущей (изображение 3). Срезанная порода забивается в цилиндр. По мере его заполнения колонна поднимается на поверхность и ложка очищается. Ложковый бур целесообразно использовать на сыпучих грунтах, где одновременно с проходкой необходимо выполнять обсадку скважины.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурение скважин основано на разрушении породы под действием опускаемого с силой тяжелого инструмента – забивного стакана. При этом грунт поступает в его полость, стакан поднимается на поверхность и очищается. Несмотря на трудоемкость процесса при работе на данной установке может быть задействован всего один человек. Ударно-канатное бурение скважин хорошо зарекомендовало себя на мягких песчаных и глинистых грунтах. Монтаж буровой установки весьма прост. Она состоит из:

• буровой вышки;
• лебедки;
• забивного стакана;
• ударной штанги.

Устройство буровой вышки аналогично устройству вышек для роторного бурения. Это тренога высотой, превышающей длину стакана примерно на 1,5 м, с закрепленным на вершине блоком, через который пропускается трос лебедочного механизма.

Изображение 4. Схемы устройства желонки.

Конец троса крепится или непосредственно к забивному стакану, или к ударной штанге. В первом варианте стакан врезается в грунт только благодаря своей массе, во втором обеспечивается дополнительное погружение методом забивания.

Для изготовления стакана берется кусок трубы длиной 0,7-3 м. Нижняя режущая кромка выполняется из высокопрочной стали и затачивается на конус внутрь стакана. В случае использования ударной штанги к верхней части трубы приваривается наковальня. При погружении стакан заполняется грунтом, который удерживается в нем благодаря силе трения. По мере наполнения стакан поднимается на поверхность и очищается через боковое технологическое отверстие.

При использовании ударно-канатной установки на плотных грунтах рекомендуется размягчать их водой.

При бурении в сыпучих и мокрых грунтах силы трения недостаточно, чтобы порода удержалась в стакане. В этом случае вместо обычного забивного стакана используется желонка. Ее особенность состоит в наличии клапана, открывающегося при врезании инструмента в грунт и закрывающегося при поднятии его на поверхность. Существует достаточно большое количество разновидностей клапанов.

Наибольшую популярность среди кустарных производителей получил шариковый клапан. При врезании желонки в породу металлический шар, расположенный в ее полости, поднимается, а при поднятии – опускается, закрывая отверстие (изображение 4). Очищается желонка от шлама путем переворачивания вверх дном.

Мини буровая установка для скважин на воду

Загородные дома и коттеджи – совсем не повод отказываться от комфортных условий проживания. Поэтому наличие автономного водоснабжения при отсутствии централизованного становится первой задачей хозяина. Но даже если вода на участок подается из магистрали, качество ее бывает настолько плохим, что собственный источник становится необходимостью уже не комфорта, а здоровья. И чтобы пробурить скважину, нужно всего лишь приобрести нужный инструмент – это малогабаритная буровая установка на воду.

Достоинства МГБУ

Малые МГБУ отлично подходят для бурения скважин на воду в частных хозяйствах

Крупной техникой без особого труда можно пробурить артезианскую скважину, шахту для добычи нефти, газа и других полезных ископаемых, а вот малые МГБУ отлично подходят для бурения скважин на воду в частных хозяйствах. И, кстати, приобретение такого оборудования не особо скажется на семейном бюджете, если ваш участок – не единственный в округе, потом бурильная машинка может принести доход от сдачи в аренду.

Достоинств установка имеет немало:

1. Мобильность и компактность оборудования;
2. при этом МГБУ для бурения скважин на воду проста в применении;
3. бурение не принесет вреда ландшафту участка, так как скважина пробивается малогабаритным оборудованием;
4. МГБУ очень удобна для работы на ограниченных пространствах и позволяет осуществить бурение скважин в подвалах гаражей, придомовых постройках;
5. Разборное оборудование предельно удобно в транспортировке и не требует применения спецтехники для монтажа/демонтажа, переноса;
6. Питание МГБУ получает от стандартной розетки на 220 вольт, но при необходимости может работать от мобильного источника питания;
7. МГБУ работает быстро, без сбоев (там просто нечему ломаться), позволяя в короткие сроки обеспечить подачу водоснабжения в загородный дом.

Описание МГБУ

МГБУ обладает небольшим весом, мобильностью, расширенной функциональностью

Обладая небольшим весом, мобильностью, расширенной функциональностью на ограниченных пространствах, доступной стоимостью бурильная установка имеет следующий набор элементов:

• буровой насос для нагнетания раствора;
• вертлюг для обеспечения свободного вращения бура, надежности всей конструкции;
• лебедка – спуско/подъемный инструмент, обеспечивающий выполнение технологических операций;
• система талей поднимает и поддерживает вес бура;
• циркулярная конструкция несет функцию приготовления, подачи раствора.

Конструктивные особенности различают способы бурения малогабаритными установками: шнековый, ударный, с промывкой.

Ударный способ бурения

Лебедка поднимает трубу, затем опускает, разрыхляя грунт, вытаскиваемый наверх желонкой

Является самым простым и доступным. МГБУ для бурения скважин дополняется металлической трубой с желонкой. Лебедка поднимает трубу, затем опускает, разрыхляя грунт, вытаскиваемый наверх желонкой. Плюс – в итоге получается практичная хорошая шахта под воду. Минусы:

• низкая скорость работы;
• обязательная обсадка шахты трубами большого сечения;
• при встрече с плывуном шахта просто завалится.

Важно! Время от времени стакан необходимо очищать от грунта.

Шнековый вариант бурения

Применяется для бурения скважин на песок и для прочих легких грунтов

Применяется для бурения скважин на песок и для прочих легких грунтов. Функционально шахта пробуривается посредством крутящегося шнека, который поднимает рыхлый грунт на поверхность. Достоинство – можно проводить все процессы точечно и без применения электропитания. Недостатки – обязательная выемка шнека для очистки.

Важно! При малейшей угрозе плывуна шнек нужно сразу вынимать из шахты, его попросту затянет внутрь.

Очень удобно применять шнековый вариант бурения скважин в ограниченном пространстве. Благодаря точечной насечке концом бура, который можно сделать заостренным и малом поворотном пространстве спирали, шахта получается неширокой, что выгодно при оборудовании системы водоснабжения, например, в веранде частного дома.

Бурение с промывкой

Это один из самых производительных способов бурения скважин на воду

Это один из самых производительных способов бурения скважин на воду. Мини буровая установка может развивать скорость прохода до 10м/час, что значительно быстрее любого другого способа бурения. Промывка скважин может производиться как прямым, так и обратным способом.

Прямой – это когда раствор подается прямо по штанге, вымывает грунт и передает его на поверхность.
Обратный – раствор подается внутрь шахты, откачивается вместе с грунтом посредством насоса.

Применение малогабаритных установок для бурения скважин на воду оправдана и по экономическим показателям – себестоимость скважин невысока, а при том, что служит такая шахта не менее 5-8 лет, окупаемость оборудования предельно быстрая. Положительных моментов много:

• оборудование для бурения можно разобрать, убрать и использовать по назначению в любое время;
• посредством МГБУ пробуриваются шахты под свайный фундамент;
• всегда можно выбурить шахту для воды в любом удобном месте.

Единственный минус малогабаритных установок для бурения скважин на воду – это неэффективность их применения на тяжелых грунтах, больше недостатков у оборудования нет.

Буровые установки для скважин

Колодец целесообразно устанавливать тогда, когда глубина залегания вод небольшая. В остальных случаях потребуется бурение скважины, а для этого нужна буровая установка. На небольшой глубине подается вода, которую принято считать технической. Ее можно использовать либо для полива, либо для наполнения бассейна. Для получения питьевой воды нужно копать поглубже.

Функции буровой установки

Буровая установка – это комплекс технических устройств и механизмов, которые используются для бурения и укрепления скважин. Такие установки изначально использовались для добычи полезных ископаемых. Позже разработчики убедились в том, что добывать воду при помощи бурения – это быстро, выгодно и удобно. Но при этом, не стоит забывать о экологии и утилизации мусора .

Для чего нужны буровые установки:

• бурение скважин небольшого диаметра для инженерных работ;
• бурение скважин для поиска полезных ископаемых;
• бурение разведочных скважин;
• бурение скважин на воду.

• Артезианская скважина – более 100 м, бурится для нескольких загородных домов или коттеджей. Срок эксплуатации – 50 лет.
• Трубчатый или абиссинский колодец – до 12 м, верхний водоносный слой, в который не могут попасть грязь, листья и другой мусор.
• Скважина на песок, служит 15 лет, затем она может заилиться, тогда нужно либо прочищать ее, либо бурить новый слой. Глубина от 15 до 30 метров.

Виды буровых установок

Приспособления с ручным приводом

Они обладают следующими качествами:

• низкая производительность;
• малогабаритность;
• используются на незначительных углублениях, например, скважинах на песок;
• не подходит для применения на твердых и тяжелых почвах.

Ударно-канатные устройства

Свойства этого оборудования:

• простота сборки и эксплуатации;
• высокий рабочий диапазон;
• на выходе получаем качественную скважину с длительным сроком службы;
• низкая скорость;
• глубина от 100 м и выше;
• можно использовать на каменистых почвах;
• в некоторых случаях необходимо дополнительное оборудование, что увеличивает стоимость скважины.

Данный вид бурения считается одним из первых, активно применялся до 40-х годов прошлого века.

Принцип работы

Используется ударный буровой патрон, который состоит из куска трубы. Под собственным весом он резко опускается вниз, разрушая почву, слой за слоем. С каждым ударом снаряд погружается все глубже. Движение запускается лебедкой. Через 2-3 спуска-подъема разрушенная почва поднимается на поверхность при помощи желонки. Для укрепления скважины в нее помещают обсадные трубы и цементируют. Чтобы избежать попадания в воду примесей, устанавливают скважинные фильтры.

• опорная тренога с блоком, по которому проходит канат;
• механизм привода, осуществляющий движение снаряда;
• тяжелый по массе ударный патрон с насадками, до 80 кг. Это, по сути, труба до 2 метров длиной с заостренным краем снизу либо с
• вырубленными зубьями. Чем острее снаряд, тем он производительнее. Удержание раздробленной почвы осуществляется клапанным
• механизмом. Труба всасывает в себя почву и выгружает ее на поверхность.

Данный метод сменил более технологичный способ вращательного бурения с промывкой, но он до сих пор используется, так как может быть изготовлен самим домовладельцем.

Шнековые устройства

Этот вид оборудования:

• эффективнее, чем ударно-канатные конструкции;
• высокая производительность;
• используется на сухих и мягких почвах;
• процесс усложняется необходимостью постоянной очистки рабочего элемента.

Принцип работы

Бур в виде винта закручивается в почву. При входе в значительную глубину его наращивают при помощи буровой штанги. Раздробленная почва оседает между желобами винта, через несколько подходов его очищают и затем продолжают бурение.

• шнек, или винт Архимеда, который поднимает разрыхленную почву;
• буровая штанга, которая используется для наращивания шнека, для чего на ней наносится резьба;
• ручной или механизированный привод, осуществляющий движение бура.

Ручной привод традиционно используется для бурения неглубоких скважин, но для ухода на глубину потребуется механизированный станок.

Вращательно-роторный способ, бурение с промывкой

• самый современный и производительный метод;
• используется на любых видах почв;
• высокая скорость бурения, 10 метров и более в час;
• относится к разряду дорогостоящего оборудования;
• для бурения артезианской скважины требуется лицензия.

Принцип работы

Бурение скважины сопровождается ее промывкой специальным раствором. Так осуществляется подъем раздробленной почвы.

Читайте в нашей статье о развитии современных экологических технологиях.

О глобальных экологических проблемах и путях их решения, вы сможете узнать перейдя по http://greenologia.ru/eko-problemy ссылке.

Технологии промывки

1. Прямой метод: раствор подается через штангу, а грунт удаляется через саму скважину.
2. Обратный метод: раствор подается сразу в скважину, а грунт удаляется при помощи бурового оборудования.

• штанга с вращающимся буром, который разрушает грунт;
• механизм привода, запускающий вращение бура и направляющий его движение;
• помпа с рукавами, подающая раствор в скважину;
• вертлюг – узел, передающий команду вращения к инструменту от приводного механизма.

Все элементы удерживает высокопрочная рама, способная выдержать значительные нагрузки, создаваемые вибрацией. Метод сочетает в себе ударную и вращательную конструкцию, идеален для прохождения каменистых почв.

Итак, способов бурения существует несколько, выбор, как правило, определяется на основе конечной стоимости и производительности скважины, получаемой на выходе.

Неисправные установки требуют замены. Утилизация промышленного оборудования — важный этап модернизации всего добывающего комплекса.

Самый технологичный способ, как мы могли убедиться ранее, – это вращательно-роторный метод с промывкой.

Источники: http://moyaskvazhina.ru/instrumenty/ruchnaya-burovaya-ustanovka-burenie-samostoyatelno.html, http://vodakanazer.ru/vodosnabzhenie/skvazhiny/malogabaritnaya-burovaya-ustanovka.html, http://greenologia.ru/eko-zhizn/sistemy/vodosnabzhenije/skvazhina/burovye-ustanovki-dlya-skvazhin.html