Установка для ударно канатного бурения

Установка для ударно канатного бурения

Лучший способ создания скважинной шахты для воды — это ударно-канатное бурение. Дачникам под силу выполнить работы своими руками. Для правильного проведения процедуры потребуется подробная инструкция.

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

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.
Читайте также:  Как подсоединить батарею к системе отопления

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.

Наиболее доступный и простой способ бурения скважины является так называемое ударно-канатное бурение. Основная его особенность – это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники. В этом случае также можно в самые короткие сроки осуществлять монтаж буровой установки.

Применение технологии ударно-канатного бурения

Ударно-канатный способ – это самый простой и наиболее распространенный способ бурения, который дает уникальную возможность осуществлять вскрытие поверхностных водоносных пластов. Интересно, что требуемое оборудование можно сделать даже своими руками.

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:

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.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

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:

Мобильная буровая установка УАЗ УКБ-60

  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.

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.

Читайте также:  Веночки новогодние мастер класс

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)

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.

Бурение скважин активно используется для создания точки водозабора на территории частных домов, предприятий и других мест, где нет центрального водоснабжения. Но даже при таком оборудовании скважины основная задача состоит в том, чтобы сделать качественный источник получения воды и, при этом не переплатить.

Как вариант, для обустройства подойдет ударно-канатное бурение, которое может быть выполнено своими руками. Подробная технология представляет собой падение груза в виде полой трубы с большой высоты, что предполагает удар о грунт, с его последующим разрушением.

Подобная технология используется давно, что известно со времен древнего Китая. Сегодня же она претерпела изменение в лучшую сторону и заслужила к себе особое внимание.

Особенности применяемого оборудования

Говоря об особенностях ударно канатного способа бурения скважин, стоит выделить три основных вида инструмента, которые используются для ударного бурения:

  1. Стакан. Ударный инструмент может быть изготовлен своими руками. Он представляет собой трубу, внутри которой находится полость. Заранее, под диаметр ствола скважины определяется диаметр стакана, что в последующем позволит произвести монтаж оборудования. Что касается самой трубы, то окончанием отрезка металла является заостренная часть, либо здесь нарезают зубья, похожие чем-то на пилу. В результате при падении с высоты, порода разрушается и заполняет внутреннюю полость трубы. Применение стакана особенно актуально для глинистой почвы.
  2. Желонка. Этот ударный вариант инструмента чем-то похож на предыдущий. Единственное отличие здесь заключается в наличии обратного клапана, который пропускает грунт при ударе во внутреннюю часть трубы, но не выпускает его обратно. Соответственно, при наполнении, желонка поднимается на поверхность и из нее удаляют отработанный материал. С диаметром желонки, как и с диаметром стакана, тоже определяются заранее.
  3. Долото. Такой вариант УКБ (буровая установка канатного бурения) используется для разрушения плотной породы грунта, в основном скалистой и каменистой основы.

Плюсы, минусы и методики

Главным аргументом того, что технология ударно-канатного бурения должна быть использована в вопросах обустройства является то, что в момент удара стенки скважины уплотняются. Это делает само сооружение более прочным, что исключает обрушение грунта при эксплуатации. К другим преимуществам, можно отнести низкую стоимость процесса.

Можно соорудить подобную установку своими руками, и, в качестве подъемного ударного механизма использовать лебедку. Трубу и прочие режущие элементы тоже можно сконструировать самостоятельно.

Что касается недостатков, то и они тоже имеют место быть. Заключаются они в следующем:

  • Огромное количество затрат сил и труда. Если при обустройстве скважины с использованием спецтехники вы не тратите ничего кроме денег, то здесь вам придется потрудиться. Сама труба, да еще и наполненная отработанным материалом, довольно тяжелая. Процесс обустройства и подготовки, непосредственная установка, бурение занимают много времени, что требует использования большого количества рабочей силы. Поэтому если и применяются подобное технологии, то для обустройства скважин на глубину не более 10 м.
  • Возможность работы не с любым типом грунта. В основном для обустройства скважин подойдет рыхлый, сыпучий грунт, в том числе песок, глина и суглинок. В то же время, если порода твердая, то проще всего применить другой способ ударного бурения.
  • Необходимость большого объема свободного пространства. Это касается как и самодельных установок, так и использования тяжелой техники. Применение тяжелой техники нанесет земельному участку довольно большой урон, поскольку своими колесами они просто взрыхлят землю, что скажется на ландшафтном дизайне.

Ударно канатное бурение с последующей установкой обсадной трубы наиболее практичный метод, поскольку, таким образом, защищают от обрушения ствола скважины.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

Ударно канатное бурение скважин своими руками не такая уж и редкость на сегодняшний день. Но, на момент начала работы важно определиться с типом грунта, по которому будет происходить ударное бурение.

Читайте также:  Технология выращивания рассады капусты

От этого зависит выбор оборудования, а также интенсивность работы, способ использования инструмента, количество привлекаемой рабочей силы. Чтобы понять, как именно порода земли влияет на работу, давайте разберем основные, возможные варианты работы по тому или иному грунту.

Мягкая не сыпучая почва

Мягкий не сыпучий грунт отличается хорошей липкостью к металлу, что позволяет быстро выбирать отработанную породу из скважины. Основной момент работы приходится на удар стакана о землю, благодаря чему отработанный материал набивается во внутреннюю полость.

Далее, по стакану ударяет специальная, тяжелая штанга, которая и углубляет стакан в землю. Углубление происходит до того момента, пока внутренняя полость стакана не наполнится. После этого его поднимают, очищают и вновь приступают к работе. Именно поэтому к сыпучему мягкому грунту рекомендован стакан в качестве устройства ударно-канатного бурения.

Сыпучая почва

В случае с ударно-канатным бурением сыпучего грунта, мы не можем использовать забивной стакан. Это связано с тем, что сыпучая отработанная порода попросту будет высыпаться из внутренней полости. Для такой работы потребуется желонка, внутри которой располагается обратный клапан.

Благодаря этому, во время соприкосновения с поверхностью грунта, клапан открывается, в него набивается сыпучий грунт, после чего стакан поднимается и клапан защелкивается. Это не позволит отработанной породе высыпаться наружу.

В случае, когда ударно-канатное бурение происходит своими руками и работа ведется в песчаном грунте, есть большая вероятность обрушения колодца скважины. В таком случае, важно своевременно произвести монтаж обсадных труб по всей глубине скважины.

Выбирая диаметр бурильного снаряда, заранее продумывают диаметр будущей трубы. Обсадная часть должна быть чуть больше, по диаметру забивного снаряда.

Это позволит разместить трубу так, чтобы она зашла плотно, немного срезав лишнюю породу со стен скважины.

Каменистая порода

Когда речь идет о разработке твердой почвы, применяя ударно-канатный способ бурения, используют долото.

Так выглядит долото для ударно-канатного бурения:

Но, нужно учитывать, что в работе идет совокупность двух разных инструментов. То есть, долото бросают о землю и раскалывают основу, таким образом, чтобы потом выбрать разрушенную породу, используя желонку. Во время такого ударного бурения важно устанавливать обсадную колонну, поскольку в работе есть вероятность столкнуться с водными линзами. Это может существенно навредить ударному процессу.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Чтобы эффективно, быстро и правильно выполнять ударное бурение, установку нужно подготовить, а именно, снабдить основными деталями.

Обсадная труба

Она может быть из пластика, асбеста или металла. Стыки сваривают между собой или соединяют муфтами. Рекомендованная глубина начала установки обсадной трубы соответствует величине 4 и более метра. Нередко применяются трубы с высаженными окончаниями, что достигается путем уширения горчим способом.

Ударная штанга

В качестве ударного элемента используют тяжелые металлические предметы. Их сваривают между собой, а в их полость заливают бетон. Использовать резьбу запрещено, поскольку при ударе она выйдет из строя. Длина троса должна быть заранее рассчитана.

Желонка

Конструктив желонки заключается в трубе, диаметром не менее 90 мм. В ее полость, для утяжеления заливают бетон.

Применение желонки для ударно-канатного бурения скважины:

Канатный замок

Основой этого приспособления служит корпус из металла, две опорные шайбы, втулка. Этот элемент служит в качестве аварийной защиты, поскольку за него можно будет поднять ударный бур в случае критической ситуации.

Технология проведения бурильных работ

Инструкция по установке бурильного оборудования включает в себя множество основных и промежуточных этапов. Все начинается с подготовки рабочего места. На данном этапе шурфят основу, углубляясь примерно на 2 м.

Только после этого, закрепив шов при помощи досок, производят установку ударной бурильной вышки.

Вышка должна идеально ровно располагаться относительно уровня горизонта, поскольку даже малейшее искривление приведет к выходу снаряда из строя, а также к невозможности установки обсадной части, с последующей эксплуатацией скважины.

В качестве разрушающего элемента используют самодельный стакан из куска трубы, который утяжеляют, затем бросают с высоты 1,5-2 метра. По стакану бьют, используя тяжелый груз, что позволяет ему врезаться в землю под силой удара. Если есть такая необходимость, то стакан можно заменить на желонку, либо долото, что будет напрямую зависеть от разрушаемой породы. Когда водоносный горизонт найден, производят промывку скважины, после чего используют воду по назначению.

Как на практике происходит бурение скважины ударно-канатным методом:

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector