Ударно канатное бурение скважин

Содержание

Технология ударно-канатного бурения скважин

Ударно канатное бурение скважин

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.

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:

  • лебедка и блок;
  • буровая штанга;
  • забивной стакан;
  • каркас установки;
  • трос.

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 ↑

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.

к меню ↑

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.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

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.

  страница » Виды бурения

Источник: http://ByreniePro.ru/vidy/udarno-kanatnoe.html

Бурение скважин ударно-канатным способом

≡  28 Июнь 2016   ·  Рубрика: Скважины   

Размер текста

При создании водозаборного устройства главной задачей является создание круглого углубления в земле, достигающее водоносного слоя. Одним из способов решения этой непростой задачи является ударно — канатное бурение скважин.

Технология процесса известна еще со времен древнего Китая и до нашего времени не претерпела принципиальных изменений. Пробивка ствола производится периодически повторяющимися ударами тяжелого инструмента в виде трубы с разрушением почвы в месте воздействия и выемкой разрыхленного грунта. Простая технология исполнения подразумевает возможность выполнения его своими руками.

Бурильный инструмент

В основе применяются три вида пробивных приспособлений:

Рис.1. Несколько разновидностей бурового инструмента для ударного бурения

  • стакан – отрезок трубы нужного диаметра, нижний (ударный) конец может быть заточен до остроты по внутренней кромке или на нем нарезают зубья как на пиле для улучшения процесса разрушения грунта. Применяется для прохождения влажных глинистых или глинисто – песчаных слоев. Липкая глина приливает к стенкам стакана и извлекается наружу. Такое простое приспособление легко изготовить своими руками.
  • желонка – такой же отрезок трубы, на входе в которую устанавливается плоский клапан, пропускающий грунт внутрь и не позволяющий ему просыпаться обратно. По наполнении желонка извлекается из ствола для очистки;
  • долото – применяется на грунтах с каменистыми включениями или при прохождении известняковых стволов.

Каждая разновидность таких снарядов претерпела ряд изменений, в результате чего в арсенале профессиональных бурильщиков имеется около полутора десятков разновидностей различных наименований.

Особенности бурения по различным грунтам

  1. Если ударно канатное бурение скважин производится по пескам или зыбучим пескам (плывунам), для выемки грунта применяют ударники с плоскими желонками. Частота ударов снижается. Установка обсадки на таких грунтах в процессе бурения обязательно.

    Важно не допускать выхода ударника из обсадной трубы более, чем на полметра, в противном случае она может быть перекошена и заклинена в стволе, что приведет к потере инструмента и пробуренной скважины.

  2. Ударное бурение по гравийным пластам и галечникам производится с использованием долот в форме двутавра.

    Для выемки грунта используются желонки с клапаном плоской формы.

  3. При прохождении слоев по вязким и пластичным глинам используются долота специальных конструкций, представляющих собой доработанные плоскостные или инструменты в форме двутавра. Дополнительные детали придают им крестообразную форму.

Если на пути ствола попадаются валуны, это может привести к его уводу от вертикали, из за чего бурение зачастую приходится переносить в другое место. Чтобы разрушить валуны могут применяться утяжеленные инструменты в виде долот.

Прохождение трещиноватых слоев представляет опасность их склонность к осыпанию и обвалам. Поэтому бурение производится с особой осторожностью с контролем параллельной обсадки ствола.

Обсаживание стенок скважин

Ударно канатный способ бурения предусматривает одновременную обсадку, предохраняющую стенки ствола от разрушения, особенно в рыхлых и песчаных слоях. Для этой цели применяются целенаправленно производимые трубы для ообсадки. Они выпускаются в двух исполнениях:

  • трубы для обсадки муфтовые – на обоих концах у них нарезана резьба, соединении производится с применением муфт с внутренней резьбой;
  • трубы обсадные с высаженными концами – на одном из концов труб выполняется высадка – уширение горячим способом с увеличением диаметра на величину толщины стенки. По высадке нарезается внутренняя резьба, на противоположном конце наружная того же размера, что дате возможность стыковки труб без применения муфт.

Рис.2. Труба стальная обсадная с высаженным концом для безмуфтового соединения

Применяются также пластиковые обсадные трубы из ПВХ.

Следует рассмотреть конструкцию первой трубы обсадной колонны подробнее.

Нижний конец оснащается «юбкой» — это насадка специальной формы, привариваемая или устанавливаемая на резьбу с торца трубы.

Рис.3. Схема установки устройства «юбка» на конец обсадной трубы

Устройство увеличивает диаметр ствола на 25 – 30 мм, при этом:

  1. Создаются условия бурения, не допускающие повреждение фильтра, находящегося над юбкой.
  2. Размер ствола позволяет свободное перемещение обсадной трубы вместе с муфтами или безмуфтовых внутри скважины.
  3. Острая режущая кромка снизу активно разрушает остатки породы в шурфе после прохождения ударника, способствуя увеличению скорости проходки.

Рис.4. Конструкция проволочного фильтра внизу первой обсадной трубы

Фильтр выполняется из нержавеющей проволоки диаметром 1,0 – 1,5 мм намотанной виток к витку. В процессе намотки витки уплотняют. Жизненный цикл такого фильтра составляет порядка 70 лет при условии периодической промывки при заиливании. Технология позволяет без особых затруднений выполнить работу своими руками.

Скважина на участке

Первой задачей при обустройстве водозаборного устройства – выяснение гидрогеологической обстановки в месте предполагаемых работ. Это должно решать задачи:

  • прояснение вопроса наличия или отсутствия достижимых бурением водоносных горизонтов;
  • характеристики и свойства грунтов;
  • желательную комплектность бурового инструмента по видам;
  • конструкцию и направленность скважины – на верховодку или второй песчаный горизонт (12 – 15 метров глубиной), до известняка артезианских горизонтов, в связи с этим – потребное количество обсадных труб;
  • принятие решения о привлечении сторонних организаций или выполнении работ своими руками на арендованном оборудовании.

При необходимости установки буровой вышки собственной конструкции, ее можно изготовить своими руками из бревен средней толщины, труб, деревянных брусков – то есть, из подручных материалов. При этом нужно предусмотреть наличие тельфера для подъема обсадных труб и лебедки для работы с ударником. Высота буровой вышки определяется длиной обсадных труб.

Порядок выполнения работ

Ударно канатное бурение скважин производится в следующем порядке:

  1. Подготовка приямка для устья скважины размером приблизительно 1,5 х1,5 х 1,5 метра.
  2. Забуривание на глубину 1,0 – 1,5 метра.
  3. Установка первой секции обсадной трубы в забуренное отверстие.
  4. Размещение внутри обсадной трубы ударника.
  5. Бурение сбросом ударника с высоты, по заглублении его на полметра, ударник извлечь и очистить от грунта. Операцию повторять до достижения водоносного слоя.

Бурение производится своими руками с помощью одного или двух человек.

Недостатки и преимущества процесса

Из недостатков отмечают:

  • наиболее существенный недостаток – низкая скорость прохождения ствола;
  • недоступность для исполнения в отдельных видах песчаных грунтов;
  • заметное падение производительности при прохождении глубоких скважин;
  • возможность только вертикального исполнения.

Преимущества:

  • пласт вскрывается качественно, без повреждения его пористой структуры, что позволяет сохранить максимальный дебет водоносного слоя;
  • не применяется промывочная жидкость и глина, засоряющая поры пласта;
  • возможность успешного бурения в галечно – валунных слоях;
  • скважина может быть освоена сразу же по окончании бурения и обустройства;
  • возможно выполнение буровых работ инструментом большого диаметра – от 500 мм;
  • естественный контроль проходимых пород при извлечении очередного керна.

В странах Северной Америки такой способ бурения скважин на воду до сих пор остается приоритетным, поскольку правильная выполненная скважина может работать до 70 лет.

Советуем почитать: Колонковое бурение

с друзьями:

с друзьями:

Источник: http://oburenie.ru/skvazhiny/udarno-kanatnoe-burenie.html

Ударно-канатное бурение скважин: технология своими руками

Если вы решили пробурить на участке скважину на воду собственными  силами, то канатная методика бурения – именно то, что вам требуется. Этот простой способ  может применяться на разных типах грунтов.

Для выполнения работы вам не понадобится привлекать специальную строительную технику. Относительно компактную и несложную установку для бурения по этой технологии можно соорудить своими руками.

Благодаря подробной видео инструкции в конце статьи вам будет проще разобраться в процессе и выполнить его самостоятельно.

Особенности технологии

Данная технология позволяет выполнить гидротехническое сооружение с высоким дебетом

Ударно-канатный метод выполнения проходок  заключается в постепенном разрушении породы посредством её дробления. Для разрушения грунта используется долото, а для очистки забоя применяют специальные желонки.

Данная технология позволяет выполнить гидротехническое сооружение с высоким дебетом. При этом гарантируется продолжительный срок службы скважины (он может превышать 80 лет). Самое главное достоинство канатного бурения – это простота и доступность. Именно поэтому таким способом проще всего самостоятельно сделать скважину на воду.

Достоинства и недостатки

Ударно-канатное бурение помогает качественно вскрыть водоносный горизонт и произвести его дальнейшее опробование

Среди достоинств данного метода стоит перечислить следующее:

  • Ударно-канатное бурение помогает качественно вскрыть водоносный горизонт и произвести его дальнейшее опробование.
  • При бурении таким способом не нужно снабжать буровую установку промывочным раствором или водой.
  • Бурение можно проводить даже в породах, впитывающих промывочные жидкости.
  • К освоению скважины можно приступить сразу после проведения бурильных работ.
  • Данная технология позволяет избежать засорения водоносного горизонта.
  • Ударно-канатное бурение может проводиться со значительными начальными диаметрами скважины (50 см и больше).
  • Такой способ бурения позволяет брать раздельные пробы грунта в процессе выполнения работ.
  • Возможность бурения проходки своими руками.

Однако такая технология имеет свои недостатки:

  • Главный минус – невысокая скорость выполнения работ.
  • Выполнить скважину на воду в некоторых разновидностях песчаных грунтов не получится.
  • Этот метод не подходит для выполнения скважин значительной глубины.
  • Канатно-ударным способом можно выполнять только вертикальное бурение.

Оборудование и инструменты

В качестве бурильного снаряда может выступать желонка, забивной стакан или долото. Выбор снаряда зависит от особенностей грунта

Чтобы выполнить скважину на воду по такой технологии своими руками, вам понадобится специальное оборудование, состоящее из следующих составных частей:

  1. В качестве бурильного снаряда может выступать желонка, забивной стакан или долото. Выбор снаряда зависит от особенностей грунта.
  2. Штанга ударная.
  3. Для подвески бурильного снаряда понадобится прочный канат или трос.
  4. Канат будет крепиться к вышке, оборудованной блоком с лебёдкой.

Главным инструментом установки считается забивной стакан. Он напоминает кусок трубы с приваренной снизу режущей кромкой. Эта кромка делается из высокопрочной стали и имеет скос к центральной оси приспособления. Благодаря ей снаряд может глубоко проникать в породу в момент удара. В верхней части бурильного снаряда расположена наковальня. Это место удара штанги.

Внимание: метод канатного бурения требует возведения вышки, которую удобно выполнить в виде треножника.

Треножник можно соорудить из труб или деревянных балок. Вышку стоит делать такой высоты, чтобы она превосходила длину снаряда для бурения. Это позволит поднимать его над уровнем земли на нужную высоту. В верхней части вышки устанавливается блок, через который пропускается трос или канат.

Совет: самое простое приспособление для поднимания снаряда, которое можно выполнить своими руками, – это обычный ворот, наподобие колодезного.

Бурение в мягких несыпучих грунтах

Чтобы выполнить скважину на воду ударно-канатным способом в несыпучих мягких грунтах, нужно использовать забивной стакан

Чтобы выполнить скважину на воду ударно-канатным способом в несыпучих мягких грунтах, нужно использовать забивной стакан. Такая порода хорошо прилипает и закрепляется в стенках снаряда. Что касается песчаных грунтов, то сыпучие частицы песка не смогут удержаться в полости стакана. В этом случае используют другие бурильные снаряды.

Метод бурения с использованием забивного стакана выполняется в таком порядке:

  1. При помощи лебёдки бурильный снаряд приподнимается над забоем и резко опускается вниз.
  2. В момент удара об породу кромка стакана захватывает часть грунта.
  3. Для дальнейшего углубления снаряда в породу используется ударная штанга. Она бьёт по наковальне на стакане и способствует углублению снаряда.
  4. После нескольких ударов полость снаряда будет полностью заполнена породой. Стакан поднимают на поверхность. Благодаря силе трения мягкий несыпучий грунт хорошо задерживается в полости бурильного снаряда.
  5. После очищения стакана от грунта продолжают дальнейшие бурильные работы.

Бурение в сыпучих породах

Ударно-канатным способом можно сделать скважину на воду в песчаных грунтах. Однако стакан для этих целей не подойдёт, поскольку сыпучая порода не будет задерживаться в нём.

Для этих целей используют желонку

Ударно-канатным способом можно сделать скважину на воду в песчаных грунтах. Однако стакан для этих целей не подойдёт, поскольку сыпучая порода не будет задерживаться в нём.

Для этих целей используют желонку.

Метод с использованием желонки заключается в следующем:

  1. Внизу желонки расположен специальный клапан, открывающийся в момент удара снаряда о породу. Благодаря этому грунт попадает внутрь.
  2. Когда снаряд поднимают на поверхность, клапан сам собой закрывается под тяжестью находящейся внутри породы. В итоге сыпучий грунт не может высыпаться из желонки.
  3. После подъёма на поверхность снаряд освобождается от породы, и бурение продолжают дальше.

Если канатная технология бурения своими руками выполняется на однородном сыпучем грунте или в местах, где есть прослойки такой породы, то возникает большой риск засыпания забоя. В этом случае стоит придерживаться следующих рекомендаций:

  1. По мере углубления забоя стенки скважины необходимо укреплять при помощи обсадных труб.
  2. На первой трубе обязательно выполняется конусный расширительный башмак.
  3. В процессе углубления скважины обсадные трубы под собственной тяжестью или вследствие несильных ударов опускаются глубже в забой.
  4. Обсадные трубы выбирают так, чтобы их диаметр был чуть больше, чем диаметр бурильного снаряда. Это позволит трубе срезать лишнюю породу со стенок проходки в момент опускания.

Бурение в твёрдой породе

Ударно-канатным способом можно выполнить гидротехническое сооружение на воду даже в твёрдой породе.

В этом случае в качестве бурильного снаряда используется долото

Ударно-канатным способом можно выполнить гидротехническое сооружение на воду даже в твёрдой породе.

В этом случае в качестве бурильного снаряда используется долото. Если бурение будет проводиться своими руками, придерживаются следующей последовательности действий:

  1. В момент удара долота о твердую породу происходит её раскалывание и дробление.
  2. Для подъёма со дна забоя измельчённой породы используют желонку.

Внимание: поскольку работа ведётся в твёрдой породе, обсадная колонна не может срезать грунт со стенок проходки. Для этих целей используют специальный расширитель. Он имеет резцы, которые могут двигаться.

  1. Чтобы опустить расширитель на дно забоя, его резцы нужно сложить. В итоге приспособление свободно пройдёт через обсадную трубу.
  2. Когда расширитель выходит за пределы обсадной трубы в забой, его резцы сами раскладываются благодаря наличию специальной пружины. В итоге они могут срезать грунт со стенок скважины, расширяя сечение для прохода обсадной колонны.
  3. В процессе выполнения бурения могут попадаться водные линзы. Если они попадут в забой, то сильно помешают работам, поэтому очень важно устанавливать обсадные колонны даже при работе на твёрдых грунтах.
  4. Для перекрывания водоносной линзы необходимо, чтобы нижняя часть обсадной трубы упиралась в твёрдый пласт, находящийся под линзой. Затем прибегают к откачиванию жидкости. После этого из забоя извлекаются частицы породы. Для этого используют желонку.

Важные нюансы

Бурильный снаряд значительной длины способствует сохранению ровности забоя. Именно поэтому рекомендуется использовать снаряды длиной не менее двух метров

При выполнении скважины на воду ударно-канатным способом стоит придерживаться следующих правил:

  • Перед началом буровых работ производится откапывание шурфа. Он должен быть длиной 5 м и шириной 1,5 м. Глубина шурфа может доходить до 2 м. Его устройство нужно для защиты забоя от обвала верхнего сыпучего пласта земли. Стенки траншеи нужно укрепить при помощи дощатых щитов. После этого можно приступать к установке вышки.
  • При ручном выполнении забоя обязательно выполняется контроль его вертикальности. В противном случае искривление может привести к тому, что обсадную колонну будет очень сложно или невозможно установить.

Стоит знать: бурильный снаряд значительной длины способствует сохранению ровности забоя. Именно поэтому рекомендуется использовать снаряды длиной не менее двух метров.

  • Канатный способ бурения подразумевает использование тросов с большим запасом прочности. Он должен быть в состоянии выдержать вес самого снаряда и штанги. Помимо этого в момент подъёма он подвергается сильным нагрузкам на разрыв под тяжестью породы.
  • В ходе такого бурения может возникнуть ситуация, когда снаряд будет заклинен в забое из-за попадания твёрдой породы. Поэтому толщина троса должна быть не менее 1 см.

о том, как выполнить забой самостоятельно:

Загрузка…

Источник: https://vodakanazer.ru/vodosnabzhenie/skvazhiny/udarno-kanatnoe-burenie-skvazhin-texnologiya.html

Способы бурения скважин. Бурение ударно-канатное, роторное

Для более комфортного проживания в загородном доме требуется обустройство канализации и подачи воды. Сложно себе представить жилье без подобных коммуникация. Ведь вода требуется не только для приготовления пищи, но и для полива культурных растений. Ее отсутствие значительно усложняет жизнь.

Ударно-канатное бурение скважин позволяет решить подобные проблемы. При помощи такого метода можно без особых усилий добыть воду. Стоит отметить, что подобные работы можно провести самостоятельно. Главное, знать, как правильно бурить скважину и что для этого требуется.

Основные типы скважин

При желании можно провести ударно-канатное бурение своими руками. Фото готовой конструкции представлено ниже. Перед началом работ стоит определиться с типом скважины. Их существует несколько:

  1. Трубчатый колодец. Его глубина составляет от 8 до 12 метров. Верховодка, пыль, грязь, а также чужеродные элементы в данном случае не попадает в воду, предназначенную для питья.
  2. Скважина в песчаном грунте обычно делают глубиной 15-30 метров. При этом применяют шнековый метод. Устройство для скважины представляет собой металлический рукав, на конце которого имеется участок с перфорацией. Монтируется фильтр в песке крупной фракции с примесями гальки. В целом сооружение способно прослужить около 5 лет при редком использовании, а при частом – до 15. Промывку конструкции осуществляют после заиливания. Если это не дает результатов, то рядом бурят новую скважину.
  3. Артезианская. Глубина данной скважины составляет 15-200 метров. Этот показатель зависит от глубины залегания слоев известняка. Эксплуатационный срок равен 50 годам.

На данный момент существует несколько технологий:

  1. Бурение ударно-канатное.
  2. Роторное.
  3. Шнековое.

Технологии отличаются между собой способом разрушения определенных пород, а также способами извлечения из ствола сооружения почвы. Каждый метод подразумевает применение специального оборудования, которое по-разному влияет на качество проводимых работ. Именно от этого зависит стоимость бурения скважины.

Бурение ударно-канатное

Этот метод является самым простым и относительно недорогим. Особенность технологии заключается в отсутствии необходимости применения тяжелой техники. Установку для бурения скважины можно монтировать самостоятельно. Это отнимает немного времени и сил. Ударно-канатное бурение своими руками – это самый популярный метод, позволяющий вскрывать прямо с поверхности водоносные пласты.

Основные преимущества подобного метода:

  1. Большой срок эксплуатации.
  2. Позволяет контролировать водоносность горизонта, а также уровень воды.
  3. Можно пробить скважину большого диаметра.
  4. Исключает риск попадания в воду, предназначенную для питья, вредных примесей в процессе бурения.
  5. Эффективность и экономичность при проведении работ в зимний период.

Что потребуется

Для бурения скважины ударно-канатным способом необходимо приобрести специальные приспособления. Как правило, для этого требуется:

  1. Блок и лебедка.
  2. Трос.
  3. Станок для забивания.
  4. Установочный каркас.
  5. Штанга.

Основной элемент конструкции – это забивной стакан. Помимо этого, требуется отрезок трубы, изготовленной из стали. Он должен быть скошен вовнутрь. Отрезок должен иметь в самом низу режущую прочную кромку. Поверх забивного стакана устанавливается наковальня. Именно по ней при помощи штанги наносятся удары. Лебедка позволяет опускать и поднимать забивной стакан.

Как действует установка

Как осуществляется ударно-канатное бурение? Станки для этого можно изготовить самостоятельно. Главное, представлять себе, как это работает. Действие установки сводится к следующему:

  1. Благодаря силе трения, в забивной стакан попадает порода и удерживается в нем.
  2. Чтобы проникнуть вглубь почвы, используется штанга, которая бросается на наковальню.
  3. Когда забивной стакан наполняется грунтом, он поднимается вверх, а затем очищается.
  4. данные действия следует совершать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение ударно-канатное лучше применять в тех местах, где грунт несыпучий, глинистый и мягкий.

Как пробить скважину на сыпучем грунте

Если на участке имеется сыпучий грунт, то пробурить скважину будет сложнее. Для этого потребуется желонка. Эта деталь представляет собой трубу, изготовленную из стали и имеющую внизу задерживающий клапан.

Это позволяет значительно упростить процесс. При опускании элемента в грунт происходит открытие клапана. В результате этого в трубу попадает почва. При подъеме клапан закрывается. После изъятия желонка очищается. После этого процедура повторяется.

Чтобы грунт в процессе бурения не осыпался, можно применять обсадные трубы. Они забиваются в почву при каждом углублении. На первом этапе данный элемент должен иметь расширительный башмак, обладающий конусовидной формой.

Чтобы станок без затруднений перемещался, его диаметр должен быть меньше размеров обсадной трубы. Только в этом случае можно углубиться в почву до необходимого уровня.

Ударно-канатное бурение с обсадной трубой применяется не только на сыпучем грунте.

Как пробить скважину в твердой каменистой почве

На твердом каменистом грунте пробивание скважин осуществляется с применением долота. Под его ударами осуществляется разрушение пород. Затем она извлекается при помощи желонки. Для монтажа обсадных труб необходимо использовать расширитель. Благодаря ему, обеспечивается нужный диаметр для прохождения конструкции.

Забивка элементов осуществляется в те слои грунта, которые располагаются ниже уровня залегания водоносных пластов. После этого требуется откачка скопившейся жидкости, а также очищение от грунта и смеси вод дна скважины. Осуществляется это при помощи желонки.

Несколько советов

Бурение ударно-канатное – это несложный процесс. При соблюдении определенных правил можно получить скважину с чистой водой. Главное, придерживаться рекомендаций специалистов:

  1. Если осуществляется бурение ударно-канатное с использованием забивного стакана, то перед началом работ следует подсыпать немного грунта. Этот метод позволяет создать вязкую массу, а также облегчить работу.
  2. Трос должен быть достаточно прочным. Этот показатель очень важен. Ведь от каната зависит многое. В первую очередь сможет ли этот элемент конструкции при заклинивании стакана нагрузки. Лучше всего использовать трос, изготовленный из стали. Его диаметр должен составлять более 1,2 сантиметра.
  3. При установке конструкции необходимо следить, чтобы она стояла строго вертикально. Если будут отклонения, то обсадные трубы просто не будут опускаться. В итоге процесс бурение придется прекратить.
  4. Значительно упрощают бурение скважин забивные стаканы длиной до 2 метров.

Особенности монтажа обсадных элементов

Для уже готовой скважины обычно монтируется дополнительная обсадка. Она может быть цельной и выполненной из асбоцементной трубы, а также отдельных ее отрезков.

Процесс работы с подобным материалом требует осторожности и повышенного внимания. В противном случае конструкция не будет свободна погружаться. Все звенья трубы должны надежно крепиться и удерживать от сползания. Для их фиксации стоит использовать скобы. Данные фрагменты в дальнейшем закрываются полосками листами нержавеющей стали.

Источник: http://fb.ru/article/257505/sposobyi-bureniya-skvajin-burenie-udarno-kanatnoe-rotornoe

Ударно канатное бурение скважин для хозяйства своими руками

Промышленное бурение скважин для воды стало применяться совсем недавно. До этого повсюду использовалось ручное бурение скважин своими руками, которое состояло в поднятии выработанного грунта ударно-вращательным способом. Это тяжелый физический труд, и в настоящее время ударно канатное бурение скважин применяется везде.

Ударно канатное бурение позволяет пробивать скважины большого диаметра и может применяться для личного хозяйства.

Несложная технология дает возможность бурения скважин своими руками для личного хозяйства, а также в местах, где невозможно применение буровой техники. Канатное бурение позволяет вести строительство скважины совершенно отвесно и на большие глубины. Применив механическую лебедку, можно значительно ускорить строительство.

Технологии ударно канатного бурения

Они дают возможность пробивать скважины глубиной до 70 м и диаметром до 250 мм.

Канатно ударное бурение скважин отличается преимуществами:

  • длительный срок эксплуатации скважин;
  • возможность строительства скважин большого диаметра;
  • герметичность соединений, исключающая возможность загрязнения воды в скважине;
  • экономическая эффективность.

Схема установки скважины ударно канатного бурения: 1 – долото; 2 – ударная штанга; 3 – блок; 4 – подвижный захват; 5 – канатный барабан; 6 – барабан для веревки; 7 – электродвигатель; 8 – редуктор; 9 – канат; 10 – веревка.

Технология канатного бурения имеет и ряд недостатков:

  • значительное снижение скорости бурения на большой глубине;
  • небольшая глубина скважины при бурении сыпучих грунтов.

Проходку скважин ведут 2 способами:

  1. Применение различных видов буров, которые круговым движением разрыхляют породу и вытаскивают ее на поверхность.
  2. Применение в твердых пластах долота и стаканов различной конфигурации для дробления почвы на куски, которые также подаются на поверхность.

Для ударно канатного бурения необходимы инструменты:

  • бурав;
  • долото;
  • штанга;
  • конический или цилиндрический стакан;
  • стальной трос;
  • канатный замок.

Стакан с конической формой крепится на металлический трос, затем поднимается на высоту и резко сбрасывается в скважину.

Простым по своему изготовлению является буровой снаряд Шатца, описанный в начале XX века профессором Скорняковым Е.Е. По его мнению, этим устройством можно пробурить скважину глубиной до 20 м в течение дня.

Вначале ручным буравом делают неглубокую скважину до 1 м. В нее устанавливают столб диаметром в 20 см с твердой фиксацией на поверхности. К столбу крепится перекладина с откосом и блоком. Закрепленным на блоке буравом отмечают центр скважины и начинают проходку специально изготовленным стаканом.

Он может иметь коническую или цилиндрическую форму и крепится на металлический трос. Поднимая стакан на небольшую высоту (до 1,5 м), его резким движением бросают в скважину. При ударе о дно скважины стакан захватывает часть грунта. Натягивая трос, заполненный стакан вытаскивается на поверхность.

В зависимости от плотности грунта бур забирает немного почвы или совсем не забирает. Если он плотный, очень сухой и сыпучий, то в скважину доливают воду, чтобы смочить грунт.

Или, наоборот, если почва, пропитанная водой, не захватывается, то добавляют сухую почву и немного воды. В таком случае начинают работать цилиндрическим стаканом или желонкой, имеющей специальный клапан для задержания грунта внутри.

Желонка может забирать и небольшие камни, которые по своему размеру пройдут в отверстие клапана.

https://www.youtube.com/watch?v=Nl1s8Eu5pyU

Бурение своими руками скважины — процесс не из легких.

Установка обсадной трубы

Схема установки обсадной трубы.

После проходки ее на глубину до 4 м начинают установку обсадной трубы, которую можно сделать из металла, асбоцемента, пластика или чугуна. Устанавливают 1 — 2 ее звена. Их установка на такой глубине обычно не вызывает затруднений.

Отдельные звенья обсадной трубы могут достигать длины в 4 м. Обычно для соединения на них нарезают резьбу или сваривают их. Трубы в 50 мм можно соединить муфтами, а больший диаметр лучше сварить.

Для более глубоких колодцев рекомендуется использовать стальные трубы, так как они имеют большой запас прочности и соединить их довольно просто.

При установке обсадной трубы встречаются твердые включения породы. Для предохранения торца трубы от деформации внизу приваривают или крепят резьбовым соединением фрезер или башмак, а сверху для защиты трубы вставляют металлический патрубок. Ее звенья, соединенные между собой, висят свободно на стальном хомуте, удерживающем их.

Крепление трубой необходимо при бурении нижних слоев почвы, чтобы пластичные или сыпучие верхние породы не сужали скважину. Сужение затруднит доступ к нижним слоям грунта бурового оборудования.
Ударно канатное бурение можно использовать и при бурении твердых пластов грунта, но для этого необходимо увеличение силы удара. Поэтому производят утяжеление ударной штанги.

Она может быть цельной или составной.

Изготовление ударной штанги

Виды долота, применяемые при ударно канатном бурении: а) плоское; б) двутавровое; в) округляющее; г) крестовое.

Для изготовления составной штанги используются цельные стальные болванки, а в штанги для утяжеления заливают бетон. Болванки соединяют фланцами и болтами. Соединение болванок при помощи резьбы не рекомендуется.

Практика показывает, что при сильном ударе резьба сминается и дальнейшее их разъединение по окончании работ невозможно. То есть это будет разовый инструмент.
Ударяя о дно скважины долотом, его необходимо поворачивать на небольшой угол, чтобы отрезать часть грунта.

Используя простую веревку это сделать невозможно. Для канатного бурения лучше всего подходит металлический трос, с помощью которого создается канатный замок. Между стенками обсадной трубы и буровым инструментом обязательно должен быть зазор минимум в 10 мм.

Звенья обсадной трубы при установке обрезают лишний грунт со стен скважины.

Применение расширителя скважин

Установка скажины в твердых грунтах создает строителям трудности проходки.

Универсальным в такой проходке является расширитель скважины.

Схема элементов расширителя для скважины: 1 – верхний фланец; 2 – корпус; 3 – ось; 4 – резец; 5 – подкладка; 6 – пружина; 7 – нижний фланец.

Это специальный буровой инструмент, имеющий 2 резца, закрепленных на оси, и 2 пружины, удерживающие их в нерабочем состоянии. В рабочем состоянии расширителя скважин резцы выступают за пределы стенок обсадной трубы и, срезая грунт, делают скважину нужного диаметра.

Для того чтобы опустить расширитель на дно скважины, необходимо отогнуть резцы вниз, сжав находящуюся между ними пружину. При ударе о почву дна пружина выталкивает резцы, устанавливая их в рабочее состояние. Чтобы поднять расширитель из скважины, надо потянуть его вверх. При движении резцы упираются в торец обсадной трубы, проворачиваются по оси вниз.

Преодолев сопротивление пружины, расширитель свободно поднимается по трубе на поверхность.

Схема элементов канатного замка: 1 – корпус; 2 – шайба; 3 – втулка; 4 – отверстие для выхода воды.

Детали замка:

  • металлический корпус;
  • втулка;
  • опорная шайба.

Для очистки корпуса от воды высверливают несколько отверстий. На верхнюю часть замка устанавливают конусную гребенку, которая в аварийной ситуации поможет поднять его специальным ловителем на поверхность. Опорная шайба предохраняет корпус замка от расклепывания при сильных ударах о грунт.

Через втулку протягивают конец троса и разъединяют его на составляющие. Каждую проволоку зачищают и загибают вверх так, чтобы они могли свободно войти в расточку втулки. Протягивают немного трос и заливают легким сплавом металла.

После того как он застынет, втулка должна свободно перемещаться и вращаться в корпусе замка.
При поднятии режущего инструмента натяжение троса увеличивается, и он раскручивается, поворачивая долото.

При ударах о пласт почвы, когда нагрузка снижается, трос закручивается, поворачиваясь в замке.

Для усиления силы удара о дно скважины нужно оттягивать трос. Для этого устанавливают дополнительную лебедку.

На вал редуктора нужно установить небольшой барабан и закрепить на нем один конец капроновой веревки, сделав несколько витков. Второй конец закрепить на тросе.

Этой веревкой оттягивается канат, который затем отпускается. Ударная штанга с закрепленным на ней инструментом падает в скважину, срезая часть грунта.

Источник: https://moyaskvazhina.ru/burenie/udarno-kanatnoe-svoimi-rukami.html

Поделиться:
Нет комментариев

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.