Бурение скважины на участке – задача масштабная. Не каждый владелец дома может позволить себе услуги профессиональной бригады, а нанимать «мастеров» в большинстве случаев — просто пустая трата денег.
Всю работу проще сделать самому: больше работаешь на себя, да и расходов меньше. К тому же, если установка будет сделана своими руками, затраты покажутся буквально смешными по сравнению с реальными ценами на бурение.
Мы расскажем, как сделать машину для ручного привода водозабора на месте. Представленная нами информация основана на практическом опыте независимых бурильщиков. Для полноты восприятия сложной темы предлагаемая информация дополнена полезными схемами, подборками фото и видео.
Как лучше пробурить скважину?
Начинающему бурильщику необходимо запастись терпением и приготовиться к не самой легкой работе.
Также понадобятся подручные средства и недорогие материалы для изготовления буровой установки и бура, а также здравый смысл и пара друзей в помощь.
Галерея изображений Фото из Самодельная буровая установка, как и ее заводской аналог, нужна для осуществления доставки бурового инструмента на забой и извлечения выбуренной породы. Сверху конструкции закрепляется блок с перекинутым через него тросом. Буровая оболочка соединяется с кабелем через серьгу. Сам трос наматывается на лебедку, которая управляется либо электродвигателем, либо ручной лебедкой.Материалом изготовления буровой установки или вышки обычно служит пиломатериал. Владельцы сварочных аппаратов строят установки из металлопроката. Чаще всего буровую установку изготавливают в виде подставки, что объясняется простотой и устойчивостью конструкции. Кроме почти традиционной стойки используется конфигурация усеченной пирамиды или стрелы с прочными опорами Самодельная буровая установка облегчит работу с ударным канатным бурением. При этом снаряды выбрасываются на забой и подбираются с помощью троса и лебедки. Буровая установка обеспечит максимально легкий подъем колонковой трубы и бурового долота вместе с пробуренной буровой установкой с тросовым ударным бурением Используется для бурения и колонкового бурения
Бурение скважин – это произведение искусства, так как результат непредсказуем и каждая конструкция уникальна. Задача состоит в том, чтобы проделать в земле длинную и узкую шахту до водоносного горизонта и погрузить в нее обсадную трубу для укрепления стенок работы.
В процессе приходится извлекать много грунта, и этот грунт может быть самым разным: от кусков гранита до песка, смешанного с водой.
Многое зависит от глубины водоносного горизонта. Иногда до него приходится пройти менее 10 метров, а иногда водоносный горизонт достигает десятков, а то и сотен метров. Все это влияет на методы бурения и сроки его проведения. Для устройства колодца существует два основных способа: ударно-канатный и вращательный, в современной интерпретации винтовой.
Самодельные буровые установки для ручного бурения строятся по единой схеме. Буровая установка выполнена в виде стойки
В первом случае бурение производится с помощью узкого и тяжелого снаряда, называемого желонкой. Его подвешивают на веревке или тросе, который перекидывают через блок, закрепленный на подставке. Для вытаскивания бура из шахты используется моторизованная лебедка, хотя при желании это можно сделать и вручную.
Снаряд несколько раз сбрасывается на дно работы с высоты нескольких метров. Он разрыхляет грунт, часть которого попадает в полость желонки. После погружения в землю на ок. 0,5 м, бур снимается со ствола. Снаряд очищается и выбрасывается обратно в шахту. Процесс повторяется до тех пор, пока они не достигнут воды.
Веревочный метод очень старый, он использовался веками, если не тысячелетиями. Сделать желонку относительно несложно, нужен стальной лист толщиной 4-5 мм или толстостенная труба Ø 110-120 мм, а также навыки работы со сварочным аппаратом. И работать поручителем можно даже в одиночку, но с помощником дело пойдет гораздо быстрее.
Преимущества ударного бурения заключаются не только в доступности. Желонка надежная, проходит почти весь грунт кроме камней. При необходимости преодоления слоя песчаного или глинистого грунта желонку заменяют стаканом подходящего размера — узким цилиндром без клапана на дне.
Желонка применяется для подъема всех видов несвязных грунтов: песка, щебня, гравия и гальки. Применяется для очистки забоя скважины и при эксплуатации шахты для удаления иловых отложений
Стекло эффективно разрушает глинистые породы, которые благодаря способности уплотняться и прилипать к стенкам удерживаются в полости.
Как только проникновение обруча значительно уменьшается, значит, он наткнулся на кровлю из глинистого грунта или супеси, в связи с чем она меняется на стакан. Как только разрушенный в колодце грунт перестает висеть в полости стакана, его меняют на желонку.
За один «сеанс» можно углубить вал на один метр, хотя чаще эта цифра скромнее, порядка 20-40 см. В этом и заключается недостаток ударно-канатного метода – длительное время работы. На глинисто-пластичном грунте эффективнее использовать шнековый или иначе серпантинный бур.
При бурении вручную чаще всего приходится сочетать ударно-канатные способы с вращательными, поэтому лучше засыпать минимальный набор снарядов, показанный на схеме
Рабочим инструментом винтовой установки является столб из стержней со сверлом на нижнем конце. Инструмент буквально ввинчивается в землю, которую частично удерживают лопасти.
Периодически шнек вместе с разрыхленным грунтом выводят на дневную поверхность, а забой с обрушенной грунтовой плитой расчищают желонкой. Затем снова сверлят шурупом, с каждым оборотом все глубже проникая в землю.
Стержни постепенно наращиваются по мере углубления шахты. Во-первых, длина бурильной колонны увеличивается за счет присоединения штанги. Когда верхняя часть будет почти на одном уровне с устьем скважины, прикрепите вторую, затем третью и так далее
Вращать дрель можно вручную или с помощью ротора электродвигателя. Для удержания штанги в правильном вертикальном положении в промышленных мобильных буровых установках используется вертикальная рама, прикрепленная к раме. По такому принципу можно сделать машину своими руками.
На схеме показан вариант буровой установки своими руками, а также результат: относительно компактный агрегат для бурения скважин
Одновременно с углублением производится футеровка скважины, т е в пробуренную работу устанавливается труба, диаметр которой на 1-2 см больше соответствующего размера снаряда. Корпус соединяется с единой конструкцией болтами или сваркой.
Если в облицованный колодец под давлением вводится большое количество воды, то очистка забоя может производиться без применения желонки. Этот метод был использован профессиональными командами. Вода размывает рыхлую почву и вымывает ее на поверхность.
Буровой раствор ускоряет работу в несколько раз, но все вокруг будет залито водой с примесью грязи. Да и каменистый грунт таким образом не пройдет. Все это необходимо учитывать еще до того, как вы приступите к изготовлению собственной буровой установки. Кроме того, необходимо определиться со своими целями и задачами.
Если вам нужен агрегат для строительства всего одной-двух скважин, можно особо не корпеть над тщательностью исполнения. Но прочная и долговечная буровая установка может стать весомым поводом для начала собственного бизнеса по бурению скважин.
Подробную информацию о способах бурения скважин на воду вы найдете в одной из популярных статей на нашем сайте.
Изготовление ударно-канатной буровой установки
Стенд с желонками — простая конструкция, как и все гениальное. Его размеры можно оценить «на глаз», особо точных технических расчетов здесь не требуется. Например, высота подставки, на которой будет крепиться обруч, должна быть примерно на метр больше этой дрели.
Если бурение будет производиться в цокольном этаже дома, размеры конструкции будут ограничены высотой крыши.
Ударное бурение осуществляется с помощью тяжелого снаряда – желонки. Его сбрасывают с высоты, грунт обрушивается и заполняет полость внутри желонки, после чего устройство снимается и очищается
На открытом пространстве обруч можно повесить выше, чтобы усилить воздействие. Но не делайте это слишком громко, это неэффективно. Сама желонка должна быть достаточно тяжелой. Для эффективного рыхления почвы лучше сделать насечки на подошве или сточить острую кромку.
Оптимальной длиной для бурения считается длина снаряда в пределах 1,8 – 2,2 метра, чтобы бурильщик мог свободно доставать до вершины бура для присоединения или отсоединения троса. Однако при ручном бурении оптимальной длиной желонки считается 1,0 — 1,2 м. Такой размер позволяет дотянуться рукой до дна снаряда, если он не опорожняется, когда, например, налипает глинистый грунт.
Для бурения ударной веревки используется желонка длиной ок. 1,2 — 2,0 метра. Снаряд должен быть достаточно тяжелым, чтобы разбивать землю и вытаскивать ее на поверхность в больших количествах
Желонку чаще всего изготавливают из куска металлической трубы, желаемая толщина металла 4-6 мм.
Для изготовления такого сверлильного устройства необходимо выполнить следующие операции:
- Подготовьте кусок трубы подходящего размера.
- Сделайте вентиляционное отверстие в нижней части снаряда.
- Сверху приварите защитную сетку.
- Отварите ручку или «булавки», чтобы прикрепить веревку.
- Отшлифуйте нижнюю часть снаряда или приварите несколько «зубцов» из кусков металла или из кусочков толстой проволоки.
- Сделать подставку из металлических труб.
- Установите блок, лебедку и мотор, чтобы поднять снаряд из шахты.
- Привяжите к желонке веревку и соберите конструкцию.
Клапан желонки заслуживает особого внимания. В снарядах малого диаметра используется шаровой кран. На его роль подойдет металлический шарик диаметром чуть больше половины диаметра желонки.
Если подходящего мяча не нашлось, его можно сделать из подручных материалов. Например, для этих целей часто используют смесь свинцовой дроби и эпоксидной смолы; роль формы играет своеобразный детский мячик из пластмассы или резины.
Откидной клапан желонки состоит из круглого куска металла, закрывающего щель на дне банки, а также пружины, удерживающей его в закрытом состоянии
Снизу приваривается диск с отверстием, диаметр которого меньше размеров шара, чтобы он не вылетел. С этой же целью сверху, на некотором расстоянии от защитной сетки, помещается упор — кусок металла, ограничивающий движение шара вверх. Проволочная сетка предотвращает выпадение крупных кусков почвы из обруча.
Шарик клапана не должен опускаться ниже уровня острой кромки или металлических зубцов, иначе он ослабит силу удара. С другой стороны, «зубья» не следует делать слишком длинными, иначе они не позволят части грунта попасть в желонку.
В верхней трети кузова вырезано окно. Понадобится, когда полную желонку нужно очистить от скопившегося внутри грунта.
Металлический шар диаметром ок. 60 мм. Такой предмет можно получить с большого склада
Другой вариант клапана – лепестковый. Он сделан из куска металла. Лепестковый клапан имеет вид круглой дверцы, установленной на пружине внизу желонки. По мере движения снаряда вниз клапан открывается под давлением грунта, а затем пружина его закрывает, удерживая грунт внутри. Иногда такой клапан уплотняют куском резины, но это не обязательно.
Если при бурении самодельной желонкой окажется, что она собирает слишком мало грунта, возможно, потребуется немного подкорректировать конструкцию. Иногда приходится тратить немного свободного пространства в нижней части устройства. Если снаряд слишком легкий, его следует утяжелить.
Для этого верхнюю часть желонок иногда заливают бетоном. Но можно просто прикрепить дополнительную нагрузку к подвижному соединению сверху.
Стойку для тросового ударного бурения можно сделать из металлической трубы, но для кратковременного использования подойдет и прочная древесина, например брус 150-200 мм
На вязком грунте может быть эффективным тип желонки без клапана. Плотный грунт набивается в снаряд и удерживается там естественным образом. Чистить такое устройство можно через узкое вертикальное отверстие сбоку.
Если есть возможность и необходимость, следует изготовить две разные желонки для использования их на разных грунтах. Желонка также используется для очистки готовой скважины от песка и грязи. Но в данной ситуации не обязательно делать такой большой снаряд, подойдет и устройство длиной около 0,8 -1,0 метра.
Сооружение станка для шнекового бурения
Каркас такой установки может быть выполнен в виде стойки, но чаще всего из вертикальных направляющих, закрепленных на стойке и соединенных сверху с горизонтальной конструкцией. Рама машины должна удерживать рабочую колонну к бурильной колонне и удлиняющим штангам при их извлечении из скважины.
На схеме наглядно показана сборка буровой установки на металлической раме с вертлюгом, буром, электролебедкой и мотор-редуктором (+)
Сверло делается следующим образом:
- К отрезку узкой металлической трубы длиной около 1,5 метра приваривают несколько витков металлической полосы, чтобы он был похож на резьбу.
- К краям винта крепятся ножи, режущие кромки которых должны находиться под углом к горизонтали.
- Ножи заточены.
- К верхней кромке сверла привинчивается или приваривается тройник с внутренней резьбой.
- Куски металлической трубы такого же диаметра готовятся как бурильная труба, чтобы еще больше увеличить длину бурильной колонны. Это бары.
- На этих отрезках трубы нарезают резьбу, чтобы соединить их между собой, или сверлят отверстие для крепления стопорным штифтом.
Однако для увеличения длины буровой штанги вполне успешно применяют муфтовое или замковое соединение. Буровая установка может быть изготовлена из металлических труб, швеллеров или дерева. Главное, чтобы он надежно удерживал бурильную колонну.
В верхней части рамы установлен блок, соединенный с лебедкой для подъема колонны труб с бурильной колонной. Считается, что башня необходима только при бурении скважин глубиной более восьми метров. Небольшую конструкцию можно просверлить и без него, но работа все равно будет сложной.
увеличение длины буровой штанги значительно утяжеляет колонну, поэтому для ее подъема используется электродвигатель с лебедкой. Если предполагается выполнение «мокрого» бурения, вращение бура также осуществляется с помощью электродвигателя.
Специалисты считают, что оптимальным вариантом для этих целей является типовой аппарат мощностью 2,2 кВт при 60-70 оборотах, который может работать от обычной розетки 220 В. Можно использовать такие модели, как 3МП 31,5, 3МП 40 или 3МП 50 подходящее.
Вертлюг — элемент, передающий крутящий момент от электродвигателя на буровую штангу. Через него же в шахту подается буровой раствор. Щеточные стержни прикреплены к подвижной части этого узла. Для бурового раствора предназначена специальная герметичная трубка.
На схеме показана конструкция вертлюга для малой буровой установки. Промывочная жидкость подается через боковую трубку в ось (+)
Так как при сверлении вертлюг постоянно двигается, если он некачественный, то может очень быстро сломаться. Чтобы этого не произошло, следует соблюдать два правила: использовать для его изготовления только высокопрочную сталь и обеспечивать минимальное расстояние между неподвижными и подвижными элементами устройства.
Как уже говорилось, сверхстрогих правил установки самодельных буровых установок для скважин не существует. Чаще всего конструируют гибридную конструкцию, позволяющую одновременно использовать как ударно-канатный метод, так и вращательное бурение.
В этой конструкции устроена такая же рама, что позволяет переходить с одного метода на другой без внесения каких-либо конструктивных изменений.
Это вариант комбинированной буровой установки, может использоваться как для ударного, так и для шнекового бурения
Если есть желание профессионально заняться бурением скважин, лучше купить все детали на сайте, а не делать это самостоятельно, или взять в аренду. Все эти элементы вы можете заказать у опытного токаря. Вам нужно будет приобрести надежный электродвигатель с редуктором, а также мотопомпу, рукав и шланг, если вы планируете выполнять гидронапорные работы.
Раму и бур лучше делать после того, как будут куплены вертлюг, электродвигатель и лебедка. Это позволит правильно и быстро адаптировать все части установки друг к другу. Чтобы иметь возможность наращивать на буре более длинные штанги, рекомендуется делать раму с запасом около 3,3м.
Для изготовления вертлюгов и замков следует использовать качественную сталь, так как эти части конструкции выдерживают самые высокие нагрузки в процессе бурения.
Вертлюг для самодельной буровой установки тоже можно сделать самостоятельно, но проще и надежнее будет использовать промышленный образец такого приспособления
Закаленная сталь не очень подходит для изготовления самодельных буровых установок, так как после обработки нуждается в дополнительной шлифовке, сталь лучше брать обычную. На стержнях лучше всего использовать трапециевидную, а не коническую резьбу.
Она обладает достаточными прочностными свойствами, и с такой резьбой справится любой токарь. А вот для изготовления стержня с конической резьбой нужно искать специалиста.
Для бурения на глубину более 30 метров рекомендуется изготавливать штанги из труб с толщиной стенки 5-6 мм. Обычные трубы со стенкой 3,5 мм могут не выдержать таких нагрузок. Для изготовления сверла лучше брать не легированную сталь, а обычную, чтобы не возникло проблем в процессе сварки.
Для бурения в твердом грунте имеет смысл использовать высокопрочное промышленное буровое долото. Хороший эффект дает использование снаряда с тремя лопастями. При работе используется циклическое вращение, что позволяет максимально эффективно разрыхлять почву.
Буровой инструмент для ручной работы бывает разной конструкции. Есть модели с ложкой и катушкой, а также сверло. Ложковые буры эффективны на пластичных грунтах: супесях, суглинках, глинах. Резец такой дрели обычно выполнен в форме ковша. Такой бур можно сделать самостоятельно из трубы подходящего диаметра.
На плотных суглинках также можно использовать бур-змеевик. Это приспособление по конструкции похоже на штопор, а режущий элемент имеет вилкообразную форму, так называемый ласточкин хвост. В качестве альтернативы кайт-буру можно использовать аналог ледобура, но он может оказаться не таким эффективным.
На твердых породах лучше всего работает сверло с углом конуса 110-130 градусов. Стамески могут иметь самую разную форму, так как предназначены для разрушения камней с разной степенью твердости.
Сеялка подходит для работы на твердом и мягком грунте. Такую дрель можно сделать из подручных материалов
Для бурения сложных геологических разрезов иногда лучше использовать бурение в два этапа двумя разными бурами. Сначала выполняется сверление узким сверлом, диаметром ок. 80 мм. После такого разведочного бурения проводятся работы буром большего диаметра для получения скважины нужного размера.
Грузоподъемность лебедки должна быть не менее одной тонны. В дополнение к электрической лебедке некоторые умельцы устанавливают сразу другую, механическую. В некоторых случаях справляется эффективнее, например, если кожух застрял. Рекомендуется использовать два разных пульта управления для электродвигателя и лебедки.
Выводы и полезное видео по теме
Видео №1 Наглядный обзор буровой установки своими руками:
Видео №2 Вариант комбинированной буровой установки для ударно-шнекового бурения:
Видео №3 Использование перкуссионной желонки:
Самодельная установка для бурения скважин не очень сложное устройство, и оставляет простор для инженерных работ. Но следует помнить, что узлы и механизмы такого устройства в процессе бурения испытывают значительные нагрузки. Поэтому материалы должны быть прочными, а работа должна быть выполнена максимально качественно.
Хотите поделиться личным опытом сборки и реализации буровой установки? Есть вопросы по теме статьи, хотите разобраться в неясных моментах? Пишите комментарии в блоке ниже.
