Ударно канатное бурение скважин для хозяйства своими руками. Ударно канатное бурение скважин Сущность и схема установки ударно канатного бурения

Для создания скважин на участке существует три основных способа бурения. Каждый вариант имеет свои преимущества, недостатки и требует специальных условий для применения.

Кроме того, способы отличаются по виду используемого оборудования, стоимости и времени. Ударно канатный способ бурения скважин своими руками считается трудоемким, но самым качественным методом создания конструкции для водоснабжения.

Преимущества и недостатки ударно канатной технологии

Ударно канатная технология постепенно теряет свою популярность и вытесняется более современными способами создания скважин, но все еще остается востребованной среди владельцев участков.

Основными преимуществами этого способа является:

• отсутствие потребности использовать специальную тяжелую технику;
• есть возможность проводить ударно канатное бурение скважин своими руками;
• оборудование имеет небольшие размеры и легко монтируется на участке;
• большой эксплуатационный период готовой скважины;
• работы проводятся без использования раствора, что позволяет безошибочно добраться до водоносного слоя;
• способ хорошо подходит почти для всех видов пород;
• во время работы не засоряется водосток.

Кроме того, считается, что ударно-канатное бурение является выгодным при создании скважины в холодное время года.

Кроме явных преимуществ, существуют и недостатки:

• трудоемкость процесса;
• высокая стоимость;
• невозможность бурить глубокую скважину в сыпучей породе.

Как самостоятельно сделать скважину ударно канатным способом?

Перед началом строительных работ необходимо определить место бурения скважины и по возможности . Технология ударно канатного бурение скважин достаточно простая, но трудоемкая.

Так выглядит один из вариантов буровой установки

Для работ понадобятся такие инструменты: каркас в виде треноги, лебедка, трос, штанга, забивной стакан. Суть процесса заключается в разбивании породы с помощью забивного стакана, который падает с определенной высоты на землю.

Каркас для подвеса забивного стакана также можно смонтировать самостоятельно с помощью стальных труб или деревянных бревен. Стакан делается из стальной трубы, которая имеет скошенный конец в виде наконечника.

С другой стороны предмета размещена наковальня, по которой ударяется штанга. Стакан поднимается и опускается с помощью троса. Вес снаряда зависит от твердости грунта: чем мягче порода, тем меньше вес. Это касается и частоты ударов.

Для твердой породы нормальная частота — 40 ударов в минуту, а для мягкой — около 60 ударов в минуту.

Удобно и эффективно использовать стакан длиной около 2 метров.

Лебедка помогает опускать и поднимать снаряд. Разбитая порода попадает в полость трубы и поднимается наружу. Стакан очищается и с помощью штанги опять забуривается в грунт.

При возникновении валуна на пути бурения его лучше разбивать утяжеленным снарядом с долотом с высоты более 1 метра. Долот направлен на работу с твёрдыми породами. Для опускания тяжелого снаряда важна прочность троса. Лучше выбрать стальной трос с диаметром более 1 см.

Эффективность бурение скважин на воду ударно канатным способом достигается благодаря правильному соотношению веса снаряда, частоты ударов и высоты каркаса.

Если скважина бурится на сыпучих грунтах, тогда .

Снаряд представляет собой трубу, на конце которой размещен специальный клапан. Когда желонка опускается в грунт, клапан открывается, а при подъёме опускается, захватывая часть грунта. Количество ударов с желонкой в минуту должно составлять не более 35.

Техника обустройства вырытой скважины

В вырытой скважине делается дополнительная обсадка, которая может состоять из нескольких труб или из одной сплошной. Несколько деталей лучше соединить между собой скобами. Для лучшей герметичности швы закрывают нержавеющими полосками. Применяется это для защиты стенок от обсыпания, поверхностных вод и возможных загрязнений. Нижняя труба должна иметь мелкую сеточку, которая служит фильтром. Поверхностная часть скважины закрывается кессоном, который защищает конструкцию от загрязнений.

Затем емкость очищают от загрязненной воды с помощью желонки. При установке следует обратить внимание на вертикальность скважины. Любые неровности станут причиной остановки строительных работ.

Для выкачки воды со скважины . Все зависит от глубины залежей воды и потребностей владельца.

Кроме того, устанавливается насосную станцию для контроля работы насоса.

Детально процесс бурения скважин ударно канатным способом показан на видео ролике ниже.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в социальных сетях.

Некоторые способы бурения скважин позволяют сделать работу своими руками. Если вы хотите сэкономить, но при этом получить отличный результат работы, то вооружитесь необходимыми инструментами и выберите время. Бурение – сложное и трудоемкое дело, которое требует определенных навыков по слесарным и столярным работам, а также умения пользоваться таким инструментом, как бур.

Бурение скважины процесс трудоёмкий и сложный, но вполне возможно сделать его своими руками.

Чтобы не возникло никаких трудностей с бурением скважин, изучите особенности техники, материалы и оборудование, которое вам понадобится. Для таких работ используются малогабаритные буровые установки, которые можно разделить на 2 типа: оборудование, предназначенное для шнекового способа бурения и ударно-канатного. Эти вспомогательные инструменты могут быть оснащены дизельным двигателем, так как на территории, где вы хотите , может не оказаться электричества.

Способы бурения скважин бывают разными. Среди них наиболее популярны , ударно-канатное и роторное. Каждый из способов отличается не только затратами, но и технологией разрушения грунта и его извлечением из скважины.

Способы бурения

Архимедов винт, называемый шнеком, является основой данного способа. Он представляет собой трубу, которая напоминает штопор (так как имеет спиралевидные лопасти). Благодаря своей структуре шнек вращательными движениями погружается в землю, а затем, на обратном ходу, вынимает ее с глубины.

Малогабаритные установки строятся, как правило, по этому методу. Бурение шнеком – простой и доступный метод для обустройства скважины. Этот способ аналогичен проделыванию отверстия подо льдом во время зимней рыбалки. Технология бурения скважин с помощью шнека позволяет бурить грунт до 10 м, не промывая при этом оборудование специальным раствором.

Однако применение данного способа допустимо только на местностях с мягкой породой или средней твердости. Если на глубине располагается каменный или скалистый грунт (так называемые плывуны), то дальнейшая работа винтом будет бесполезной. Если почва суглинистая или глиняная, то шнеком можно пробить до 40 м в день. Сыпучий грунт (песок, подземные валуны, прослойки известняка), обработанный шнеком, будет осыпаться сверху, что приведет к обратному результату. Поэтому прежде всего обратите внимание на тип грунта и тогда можете приобретать необходимое оборудование.

Этот метод бурения скважины считается самым экономным. Помимо этого, подобный способ считается незаменимым в ручном бурении из-за скорости выполнения работы. Недостатком шнека является его ограниченность в применении, поэтому воспользоваться этим оборудованием можно лишь при условии, что грунт мягкий. Помимо этого, шнек уступает другим в результате очищения забоя.

Если судить об остальных способах бурения, то можно с уверенностью сказать, что каждый из них направлен прежде всего на создание скважины. У каждого есть свои преимущества и недостатки, поэтому важно не ошибиться с выбором оборудования.

Вернуться к оглавлению

Роторный метод

Этот способ устройства скважин популярен и имеет широкое применение. Для работы вам потребуется специальная бурильная труба. Внутрь трубы помещаете долото (вращающийся вал, который имеет наконечник). Чтобы запустить процесс бурения, создается нагрузка на вал с наконечником при помощи гидравлической установки. Роторным методом вы сумеете пробурить скважину, имеющую почти любую глубину. При этом порода в этом случае имеет второстепенное значение.

Вымывание породы (грунта) из скважин осуществляется при помощи бурильного раствора, который можно подать в полость трубы двумя способами:

1. С использованием наноса, который закачает внутрь бурильной трубы раствор. Далее через затрубное пространство грунт с раствором выходит самотеком наверх.
2. Раствор попадает в отверстие прямой промывки, а выкачивается оттуда с помощью обратной. Обратная промывка считается наиболее эффективной, так как вскрывается весь водоносный горизонт. В этом случае вам потребуется специальное оборудование, что значительно увеличит ваши расходы. Поэтому многие люди предпочитают делать прямую промывку, что тоже дает неплохой результат.

В отличие от ударно-канатного способа бурения, роторный метод выигрывает в скорости. Однако недостатком этого метода является глинизация водоносного горизонта, что лишает вас возможности опробования во время проходки скважины.

Роторный способ обусловливается наличием буровых машин, то есть грунт разрушает шарошечное долото, а размельченная порода поднимается наверх с раствором. С помощью этого метода бурения можно разрушить любую породу (прослойки известняка, скалистую почву). Чтобы буровые штанги вращались, используется крутящий момент ротора. Необходимо давать нагрузку сверху, чтобы была возможность бурить скважину. Процесс осуществляется путем работы бурильных штанг.

Вернуться к оглавлению

Технология работ

1. При помощи долота с большим диаметром начинается процесс бурения.
2. Под воздействием ротора на колонну для буровых работ вращается долото.
3. Нагрузка (утяжеленные трубы) устанавливается между долотом и трубами для бурения.
4. Удаление жидкости происходит путем запуска бурового насоса с раствором.
5. По завершении одного участка почвы вставляется обсадная труба. Делается это для того, чтобы не было осыпания верхних слоев грунта.
6. Дальше работа продолжается с применением долота меньшего диаметра. Затем погружается еще одна обсадная труба меньшим диаметром.

Вернуться к оглавлению

Ударно-канатный вариант

Основой этого способа является желонка, которая бросается с определенной высоты в углубление скважины. Когда происходит удар о дно, то, благодаря клапану, в нее входит разрушенный грунт. Затем желонка извлекается на поверхность и из нее вытряхивается вся порода, после чего она снова кидается в скважину. Помимо этого, в этом методе можно применять забивной стакан. Служит он с той же целью, что и желонка, только без наличия клапана. Грунт закрепляется в нем силой трения.

Желонкой бурят породу песчаного типа, а забивной стакан применяется для глинистого грунта, то есть для породы с вязкой текстурой.

С помощью бурильного раствора из скважины вымывают грунт.

Преимущество бурения скважины при помощи желонки заключается в возможности бурить до 300 м глубиной. По сравнению с методом шнекового бурения, ударно-канатный способ обусловливается длительностью и трудоемкостью работы. Однако для этого способа не требуется большого количества оборудования.

Подобный метод бурения является самым простым. Для выполнения работы вам необходимо будет соорудить треногу с блоком. Вам нужно перекинуть через этот блок трос и его конец соединить с желонкой. Инструмент поднимается на поверхность и опускается в забой при помощи установленного троса.

Ударно-канатный метод считается самым долговечным, так как характеризуется отличным качеством работы. Это самый эффективный способ, но им пользуются немногие из-за затрат большого количества времени и сил.

Главное преимущество способа заключается в отсутствии бурильного раствора. Таким образом вам удастся точно вскрыть водоносный горизонт, обеспечивая скважине максимальный размер дебита, что позволяет сохранить ее на долгие годы.

Одна из главных проблем, с которыми приходится сталкиваться владельцам загородных домов – это водоснабжение участка. Если есть возможность воспользоваться услугами специальной фирмы, которая пробурит скважину – проблема решается быстро.

Если же такой возможности нет, приходится заниматься буровыми работами самостоятельно. И в первую очередь нужно определиться с технологией бурения скважины. Одна из самых распространенных и доступных – это ударно-канатный метод.

Ударно-канатная технология

Ударно канатное бурение скважин технология довольно простая. Поэтому уже давно заслужила популярность среди домовладельцев и бурильщиков. Основные ее достоинства заключаются в простоте конструкции самой установки и легкости в проведении работ. Даже довольно глубокую скважину, вполне реально сделать самостоятельно. А это позволяет существенно сэкономить бюджет.

Принцип бурения ударно-канатным способом заключается в использовании тяжелого полого снаряда, который еще называют желонкой. Он сбрасывается в скважину и за счет собственного веса и скорости падения врезается в грунт. При этом почва набирается в полость желонки.

Ударно-канатная установка

Принцип бурения:

• в месте бурения скважины разрывается небольшой котлован. Он нужен для последующего обустройства приямка, а также для того, чтобы в скважину не осыпался верхний слой рыхлого грунта;
• над котлованом устанавливается тренога буровой установки;
• к ней подвешивается снаряд на толстом канате. Желательно брать толщину с запасом прочности, иначе желонка может оборваться, а достать ее из скважины будет проблематично;
• снаряд поднимается над отверстием и сбрасывается вниз;
• затем, эта же операция повторяется несколько раз;
• после этого, он извлекается и очищается от набившегося грунта.

Таким образом, процесс бурения довольно прост.

Плюсы и минусы технологии

Естественно, что любая технология имеет свои плюсы и минусы. Без этого, к сожалению, не обойтись, идеала еще не придумали.

Плюсы метода:

Итак, главные достоинства технологии, это простота и дешевизна проведения работ.

Недостатки:

• процесс бурения происходит медленно;
• метод не подходит для некоторых типов песчаных почв;
• можно делать только строго вертикальные скважины.

Получается, что главный недостаток технологии в низкой скорости работ. Впрочем, при самостоятельном бурении, это вряд ли станет серьезной преградой. Еще один минус – затруднения при изготовлении слишком глубоких отверстий.

Необходимое оборудование

Как уже писалось выше, конструкция установки довольно простая. Она включает в себя:

• вышку, которая изготавливается в форме треноги. По высоте она должна превышать длину снаряда, иначе его просто не получится вытянуть из скважины. Также, при изготовлении вышки, следует учесть высоту обсадной трубы – она будет выступать из грунта;
• снаряд для бурения;
• канат или лебедку для подъема снаряда.

Тренога изготавливается из стальных труб. Желательно использовать материал с толстыми стенками, т.к. ей придется выдерживать немалые нагрузки. Также, стоит изначально рассматривать разборной вариант. Это облегчит ее хранение и транспортировку.

Снаряд

Самый важный элемент установки – это бурильный снаряд. Фактически, это кусок круглой стальной трубы. Он должен обладать такими характеристиками:

• быть тяжелым – именно от веса зависит эффективность бурения. Поэтому он делается из толстостенной трубы и по необходимости дополнительно утяжеляется;
• длинным – размер трубы делается 1,5-2 метра;
• иметь вырезы для удобного извлечения набранного грунта.

В зависимости от типа почвы, в качестве снаряда может использоваться:

• забивной стакан – для рыхлых почв;
• желонка – для сыпучих и водянистых слоев;
• долото – для прохождения твердых пород.

Забивной стакан

Этот вид снаряда применяется для мягких и не слишком рыхлых почв. Из всех существующих видов, у него самая простая конструкция. Изготовить забивной стакан для скважины своими руками довольно просто. Фактически это простой кусок круглой трубы. На нижнем конце делаются заостренные края, чтобы стакан легче входил в грунт. Еще один вариант – вырезаются небольшие зубья.

Забивной стакан

На верхнем крае делается крепкая шляпа, ее еще называют наковальней. Она нужна для того, чтобы снаряд смог выдержать удары буровой штангой, за счет которых происходит забивание стакана в почву.

Благодаря тому, что почва плотная, она без проблем держится в забивной трубе и не выпадает из нее при доставании наружу.

Желонка

Если бурение делается в песчаных грунтах или проходятся водянистые слои, то забивной стакан использовать не получится. Все из-за того, что песок не обладает большой плотностью и будет попросту высыпаться из трубы.

В этом случае, применяют снаряд, который называется желонка. Кстати, ее же применяют, когда возникает необходимость прочистить заиленную скважину.

Она представляет собой отрезок круглой трубы с клапаном в нижней части.

Они бывают двух видов:

1. Лепестковый.
2. Шариковый.

Окончание трубы заостряется так же, как и в случае с забивным стаканом. Принцип бурения с использованием желонки заключается в том, что при ударе о дно скважины клапан открывается. При этом внутрь трубы набирается грунт, а при поднятии снаряда, клапан закрывается и содержимое удерживается внутри трубы.

Долото

Для прохождения твердых каменистых почв, варианты с забивным стаканом и желонкой не подходят. В этих случаях применяется специальное бурильное долото.

Благодаря его наконечникам, порода раскалывается, а затем поднимается наверх при помощи желонки.

Применение ударно-канатной технологии на разных почвах

Один из плюсов этой технологии, заключен в том, что она подходит практически для всех типов грунтов. Исключение составляют лишь некоторые песчаные типы, однако здесь требуется применение специальных технологий.

Однако, для прохождения разных почв, требуется менять оснастку, т.е. сам снаряд. Сам же принцип работы остается неизменным. Как делать ударно канатное бурение скважин своими руками можно посмотреть на этом видео:

Песок

Как уже писалось выше, для песчаных почв применяется желонка, т.к. из забивного стакана, песок будет попросту высыпаться.

Технология бурения выглядит следующим образом:

• желонка сбрасывается вниз и за счет удара об землю открывается клапан и в нее набирается немного грунта;
• далее операция повторяется, однако, в отличие от варианта с забивным стаканом, желонка не поднимается слишком высоко. Обычно подъем делается на 30-40 см;
• за 3-4 повторения, труба наполняется, после чего поднимается наружу.

При прохождении песочных грунтов, есть большая вероятность осыпания стенок скважины. Поэтому параллельно с бурением, отверстие должно укрепляться обсадной трубой. При этом ее диаметр должен превышать диаметр желонки, иначе она просто застрянет в скважине.

На нижнем окончании первой части обсадной трубы, делается небольшое расширение. Это позволяет ей срезать со стенок отверстия немного грунта при движении вниз. Т.к. песчаные слои мягкие, проблем с этим не возникает.

Твердые грунты

Когда встречаются каменистые грунты, приходится применять долото. В этом случае, технология бурения выглядит таким образом:

• при попадании на твердые породы, оснастка установки меняется;
• в скважину опускается долото, которым дробятся камни;
• затем желонкой, достаются измельченные камни.

Так же как и в случае с песком, скважина укрепляется обсадной трубой. Однако нужно учитывать то факт, что труба не сможет срезать лишний грунт со стенок скважины. Поэтому применяется специальное долото с расширителем. Расширитель представляет собой складывающиеся зубцы, которые приводятся в действие пружинным механизмом.

Т.е. в сложенном виде, он без проблем проходит через внутренний диаметр обсадной трубы, а затем расширяются. Это дает возможность срезать породу, мешающую прохождению обсадной колонны.

Особенности ударно-канатного бурения

Как и любой другой технологии, у нее есть свои нюансы:

• при прохождении песчаных слоев и в особенности плывунов, нельзя допускать, чтобы желонка полностью опускалась ниже обсадной колонны. Иначе, она может сильно сместиться, а в этом случае будет весьма проблематично достать ее.
• трос для подвешивания снаряда должен быть стальным и иметь запас прочности;
• желательно следить, чтобы желонка не переполнялась. Если грунт начнет застревать между снарядом и колонной – его может заклинить;
• при изготовлении ударного снаряда, нужно предусмотреть зацепы. Они нужны для того, чтобы была возможность достать его из скважины, если трос оборвется;
• если делается глубокая скважина, имеет смысл оснащать установку двигателем с редуктором, через который можно подключить лебедку. Это значительно облегчит работы.

Таким образом, ударный метод позволяет самостоятельно делать скважины на приусадебном участке. Причем для этого не требуется привлечение спецтехники, а установку можно без проблем сделать собственными силами.

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 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.

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.

Строительство скважин ударно канатным бурением

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.

Бурение своими руками скважины – процесс не из легких.

Установка 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.

Изготовление канатного замка

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.

Издавна люди добывали воду для своих нужд с помощью обустройства скважин, используя буровой метод. Для значительной части населения, проживающей в условиях отсутствия центрального водоснабжения, классические, проверенные веками технологии вскрытия водоносных пластов вручную остаются актуальными и на сегодняшний день.

Так, простейший ударно канатный способ бурения, которым пользовались еще древние китайцы времен Конфуция, благодаря своей доступности, до сей поры остается одним из самых популярных и применяется повсеместно.

Особенности бурения

Ловитель для канатного замка: 1 - корпус, 2 - траверса, 3 - штифт, 4 - зуб, 5 - скоба, 6 - канатный замок.

Ударно канатный способ добычи воды заключается в разбивании грунта вплоть до достижения водоносного шара, извлечении его на поверхность и формировании узкого колодца-скважины со стенками из обсадных труб. Такой способ бурения можно применять на любых типах почвы.

Пробивают породу тяжелым инструментом, который сначала падает с высоты вышки примитивной буровой установки и захватывает буровой отвал, а затем поднимается на канате и очищается. Такие действия проводятся многократно с целью получения строго вертикальной скважины, наполняемой из водоносного горизонта.

В качестве ударного орудия используются:

• на несыпучих, неплотных, глинистых почвах – забивной стакан из отрезка стальной трубы с режущей кромкой и скосом внутрь на нижней части;
• на сыпучих, песчаных почвах – желонка из фрагмента стальной трубы, на конце которой устанавливают задерживающий клапан;
• на скальных, твердых породах – долото буровое.

Расширитель скважины: 1 - верхний фланец, 2 - корпус, 3 - ось, 4 - резец, 5 - год;(лгд-ка, 6 - пружина, 7 - нижний фланец.

Достоинствами ударно канатного бурения являются:

1. Возможность выполнения работ самостоятельно с привлечением 1-2-х помощников.
2. Не требуется использование тяжелой техники.
3. Монтаж ручной буровой установки прост и недолог.
4. Компактность установки позволяет проводить работы на ранее облагороженных участках без риска их разрушений.
5. Отсутствие загрязнения воды примесями во время процесса бурения.
6. Гарантированно большой срок эксплуатации скважины.
7. При проведении операции бурения не используется буровой раствор или вода.

Среди недостатков ударно канатного бурения можно отметить трудоемкость процесса и медленную скорость выдалбливания пород, так как по технологии ударный снаряд должен каждый раз освобождаться от набившегося в него грунта после прохождения им 50 см почвы.

Процесс обустройства скважины

Для извлечения грунта до достижения подошвы водоносного слоя применяется ручная разборная буровая установка в виде треноги. Ее можно взять в аренду, или сделать самостоятельно. Самодельную конструкцию нужно укомплектовать следующими элементами:

• забивной снаряд длиной от 2 м как основной элемент конструкции для ударно-канатного бурения;
• канат, крепящийся к верхней части снаряда. Для прочности лучше использовать стальной трос с диаметром 10-12мм;
• лебедка и блок для прохождения каната;
• ударная штанга;
• каркас из стальных труб высотой, превышающий длину забивного снаряда на 1,5 м.

В качестве бурового стакана можно приспособить стальную трубу, на конце которой сделать режущую кромку в виде половинки витка шнека. А на 50 см выше режущего края высверлить отверстие для очищения трубы от поднятого из скважины грунта.

Бурение ударно-канатным способом осуществляется попеременным опусканием и поднятием забивного снаряда с использованием лебедки.

Канатный замок: 1 - корпус, 2 - шайба, 3 - втулка, 4 - отверстие для выхода воды.

Для достижения максимально возможной глубины при ударе служит штанга. Поднятый на поверхность снаряд периодически очищают и затем продолжают бурение до водоносного пласта.

В процессе бурения скважины для предотвращения ее обсыпания и перекрытия верхних водоносных шаров грунта с грязной водой устанавливают обсадные трубы, предпочтительно из пластика, так как они легкие по весу, простые в установке и экономные по своей стоимости. На самом первом отрезке обсадной трубы устанавливается расширитель в виде конуса. Диаметр труб для обсадки должен быть больше ударного снаряда, чтобы стакан мог свободно опускаться и подниматься внутри скважины.

Готовая скважина будет похожа на узкий колодец. Внизу этот колодец оборудуют фильтром, очищающим воду от возможного загрязнения частичками почвы. Для этой цели при условии ударно-канатного способа бурения в известняке, или гравийных и галечных пластах подойдет труба с просверленными в ней мелкими отверстиями. На сыпучих, песчаных грунтах конец трубы оборудуют фильтром в виде сетки с мелкими ячейками. Из готовой скважины вода поставляется к потребителю путем ее перекачки насосным оборудованием.