Бурение скважин дрелью своими руками

Обновлено: 07.07.2024

Как пробурить скважину своими руками: способы бюджетного самостоятельного бурения

Вы решили соорудить скважину на собственном участке, чтобы обеспечить дом и семью достаточным количеством чистой воды? Однако вас повергла в шок сумма, в которую обойдется ее бурение? Согласитесь, что это мероприятие хотя и довольно дорогостоящее, но крайне необходимое.

Дороговизна естественным образом заставляет искать альтернативу услугам буровиков. Мы расскажем вам, как пробурить скважину своими руками. Поможем вам разобраться с особенностями проходки и обустройства источника воды — это вполне посильная задача для тех, кто не боится тяжелой работы.

В статье рассмотрены разные способы сооружения скважины. Ознакомившись с ними вы поймете, сможете ли выполнить все необходимые операции. Для лучшего усвоения приведенной информации статья снабжена пошаговыми фото и видео, на которых зафиксирован процесс бурения и изготовления бурового инструмента в домашних условиях.

Типы водозаборных выработок и грунтов

Перед началом буровых работ следует изучить состав грунта на участке, чтобы хотя бы примерно представить свою будущую скважину.

В зависимости от особенностей пролегания водоносного слоя различают три вида скважин:

абиссинский колодец;
фильтровая скважина;
артезианская скважина.

Абиссинский колодец (или скважина-игла) может быть устроен практически повсеместно. Пробивают его там, где водоносный слой залегает относительно близко к поверхности и приурочен к пескам.

Для ее бурения используют технологию забивки, которая не подходит для сооружения скважин других видов. Все работы обычно можно выполнить в течение одного рабочего дня.

Эта схема позволяет изучить особенности устройства различных скважин, чтобы лучше понять технологию их бурения и выбрать подходящий метод (кликните для увеличения)

Но дебит таких скважин невелик. Чтобы обеспечить дом и участок достаточным количеством воды, иногда имеет смысл сделать две такие скважины на участке. Компактные размеры оборудования позволяют без особых проблем устроить такую скважину прямо в подвале.

Обычно это песчаные грунты, которые хорошо поддаются бурению. Глубина фильтровой скважины обычно варьируется в пределах 20-30 метров.

На этой схеме наглядно представлено устройство фильтровой скважины. В нижней ее части необходимо установить фильтр, чтобы предотвратить попадание песка и ила в воду

Работы при хорошем раскладе отнимут два-три дня. Фильтровая скважина нуждается в хорошем обслуживании, поскольку постоянное присутствие в воде частичек песка и ила может вызвать заиливание или запесочивание.

Обычный срок эксплуатации такой скважины может составлять 10-20 лет. Срок может быть больше или меньше в зависимости от качества бурения скважины и ее дальнейшего обслуживания.

Артезианские скважины, они же скважины “на известняк”, самые надежные, поскольку водонос приурочен к коренным отложениям. Воду вмещают многочисленные трещины скальной породы.

Галерея изображений Скважину глубиной 10 - 15 м можно пробурить без привлечения буровиков и техники, используя несложный буровой инструмент Вручную без проблем бурятся осадочные несвязные и пластичные породы. К первым относятся пески разной крупности, щебень, дресва, гравий, ко вторым - суглинки с супесями Механизация ручного бурения позволяет значительно повысить темпы выполнения буровых работ. Ускорят процесс двигатели и подъемные устройства Для бурения грунтов, различающихся по физико-механическим свойствам, потребуется разные снаряды и технологии. Чаще всего для устройства одной выработки применяется несколько буровых способов в комплексе Бурение неглубокой скважины своими руками Пластичные грунты бурятся вручную Механизация ручного бурения Использование буровых инструментов

Но усилия стоят того, ведь артезианские скважины могут без проблем прослужить полвека, а то и больше. Да и дебит такой скважины позволяет снабжать водой не только один дом, но и небольшой поселок. Только для устройства подобной выработки не подходят ручные методы бурения.

Физико-механические свойства грунтов также имеют большое значение при выборе метода бурения.

В ходе работ может понадобиться пройти самые различные пласты, например:

влажный песок, который поддается бурению практически любым способом относительно легко;
водонасыщенный песок, извлечь который из ствола можно только с помощью желонки;
крупнообломочные породы (гравийные и галечниковые отложения с песчаными и глинистыми заполнителями), бурят которые желонкой или стаканом в зависимости от заполнителя;
плывун, представляющий собой мелкодисперсный песок, перенасыщенный водой, вычерпать его можно только желонкой;
суглинок, т.е. песок с обильными включениями глины, пластичный, хорошо поддающийся бурению шнеком или колонковым стаканом грунт;
глина, пластичная порода, с бурением которого справится шнек или стакан.

Как узнать, какие грунты залегают под поверхностью, и на какой глубине находится водоносный слой? Конечно, можно заказать геологические исследования грунта, но это процедура не безвозмездная.

Бурение новой скважины на небольшом расстоянии от уже существующего сооружения может и не пойти по точно такому же сценарию, но скорее всего, будет очень похожим.

Простые методы бурения скважин

Профессиональные бурильщики располагают оборудованием и инструментарием, позволяющими пробурить довольно глубокую скважину буквально за пару дней. Но у самодеятельного мастера обычно нет ни таких средств, ни навыков работы с ними. Однако есть способы бурения, которые этого и не требуют. Чаще всего применяется бурение шнеком или ударно-канатный метод.

Как понятно из названия, при этом способе бурения используется шнек или бур. Устройство представляет собой штангу, к концу которой приделан рабочий инструмент. При этом способе бурения также используют долото для разбивки валунов, если потребуется. Конструкция шнека напоминает винт, диаметр которого может быть разным.

Он в буквальном смысле ввинчивается в грунт, а лопасти винта помогают извлечь из ствола выбуренную породу.

На схеме изображено шнековое бурение. Бур закрепляют на треноге и вращают руками, периодически его вынимают, чтобы освободить шахту от разрыхленного грунта

Производится бурение следующим образом:

Вращая штангу бура, в грунте проделывают вертикальное углубление.
По мере углубления скважины бур с разрыхленным грунтом периодически поднимают на поверхность.
По мере удлинения шахты штангу наращивают, присоединяя к ней новые и новые части.
Для наращивания штанги используют надежное резьбовое соединение или хомуты.
Стены скважины сразу же защищают обсадными трубами.
Бур очищают и продолжают работы.
Бурят до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой.
Водоносный слой рекомендуется пройти полностью и углубиться в расположенный ниже слой грунта примерно на 0,5 м.
Бур извлекают из скважины.
С помощью буровой штанги внутрь обсадной колонны опускают фильтр.
Обсадную трубу приподнимают таким образом, чтобы ее нижний край находился примерно по центру водоносного слоя, а не упирался в грунт.

После этого собственно бурение можно считать оконченным. Скважину следует прокачать, опустить в нее насос, обустроить оголовок и т.п.

При шнековом бурении можно использовать буровую установку, которая удерживает оборудование в правильном положении. Чтобы поднимать бур наверх, можно использовать мотор. Если выполняется так называемое “мокрое” бурение, следует предусмотреть место для удаленного из скважины мокрого грунта, отстаивания воды и т.п.

Чтобы облегчить процесс наращивания обсадной трубы, ее положение фиксируют с помощью специальных хомутов, которые можно изготовить самостоятельно

Выбирая бурение шнеком, следует помнить, что наличие воды в стволе скважины разрушительно действует на ее стенки.

Иногда можно встретить рекомендации сначала выполнить бурение, и лишь затем приступать к монтажу обсадных труб. При шнековом бурении, как впрочем, и при любом другом, надежнее ставить обсадную колонну сразу же по мере заглубления.

Говоря о вращательных методах бурения (а именно к ним относится шнековый метод), стоит упомянуть о бурении с помощью ротора. Именно этот метод чаще всего применяют буровики для проходки выработки в скальных породах. Для его реализации используют специальную буровую установку с ротором.

Бурение осуществляется с помощью все того же бура, но вращают его не вручную, а с помощью мотора. Ротор передает движущийся момент на буровую штангу, т.е. и на расположенный в глубине грунта снаряд.

Грунт разрушается, инструмент углубляется в породу. Чтобы ее удалить, в скважину под напором дают воду, которая вымывает мелкие обломки грунта, или вычерпывают все желонкой.

Роторное бурение осуществляется с помощью специальной буровой установки. Изготовить такое оборудование самостоятельно сложно, однако его можно арендовать

Роторный способ не слишком подходит для самостоятельного бурения, поскольку оборудование для него нельзя изготовить за пару часов “на коленке”. Необходимо купить, арендовать или одолжить специальную буровую установку с мотором. Кстати, работают такие устройства не только на электричестве, есть и газогенераторные модели.

Помимо установки нужно оборудование для интенсивной промывки скважины и/или мощный компрессор для ее продувки. Наконец, необходимы навыки работы с такими устройствами.

Бур должен вращаться практически непрерывно, а возникающие нюансы, вроде его застревания в породе, следует решать умело и оперативно. Начинающему мастеру обычно проще работать самодельным буром или желонкой.

Ударно-канатный метод или бурение желонкой существенно отличается от шнекового и роторного бурения, поскольку в этом случае ничего вращать не нужно.

Желонка представляет собой длинный и узкий отрезок трубы с клапаном и заостренным нижним краем. Бурение ударно-канатным способом выполняется по следующей схеме:

В земле с помощью садового бура проделывают отверстие (так легче начать работу).
Над этим отверстием устанавливают треногу с блоком.
На блок заводят трос, к которому подвешена желонка.
Желонку роняют в шахту с высоты около 1,5-2 метров над землей.
Ударяясь о грунт, острый край желонки разрыхляет породу, которая затем захватывается клапаном устройства.
Клапан препятствует высыпанию грунта обратно в шахту.
Удары повторяют несколько раз, чтобы в желонку попало как можно больше грунта.
Затем желонку вынимают из шахты и очищают от грунта.
Операцию повторяют до появления водоносного слоя, после чего рекомендуется продолжать бурение и углубиться в следующий слой.
По мере углубления ствола в него опускают обсадную колонну, постепенно наращивая ее.

Чтобы извлекать заполненную тяжелым грунтом желонку было легче, трос соединяют с лебедкой, снабженной электромотором. Промывка водой при ударно-канатном бурении скважины обычно не используется.

Она рекомендует только в отдельных случаях, например, чтобы ускорить прохождение плывунов. Это обеспечивает достаточно высокую прочность стен скважины, т.е более качественное бурение.

Для более эффективного бурения желонку подвешивают на треноге, а достают из шахты заполненное грунтом устройство с помощью лебедки и мотора

Отсутствие воды в забое также позволяет достаточно точно диагностировать попадание в водоносный слой. При “мокром” бурении неопытные мастера иногда проходили его и продолжали углублять скважину без всякой необходимости.

Ударно-канатное бурение позволяет создавать так называемые бесфильтровые скважины. Для этого под обсадной трубой в песке вымывается полость, служащая отстойником для воды. Затем обсадную колонну немного приподнимают.

При таком способе бурения используют не только желонку, но и так называемый забивной стакан. Это такая же узкая труба с острым нижним краем, предназначенная для рыхления и выемки грунта.

В отличие от желонки, забивной стакан не снабжают клапаном, поскольку этот инструмент эффективен при прохождении вязких пластичных пород, в основном суглинков.

Падающий в забой стакан забивается связной породой (суглинком, супесью), которая удерживается внутри естественным образом. В стенках стакана делают длинные узкие прорези, через которые его отчищают от грунта, например, с помощью куска арматуры и т.п.

Если есть возможность, можно комбинировать разные методы бурения, чтобы ускорить работы и повысить их эффективность. Например, для прохождения слоя суглинка можно использовать шнековый бур, а плывун лучше пройти с помощью желонки.

Затем снова можно вернуться к применению бура. Правда комбинированное бурение требует большего количества инструмента, что не всегда возможно.

На участке с водоносным слоем, расположенным близко к поверхности, воду можно получить чуть ли не через пару часов после начала работ.

Для бурения абиссинского колодца необходимо:

Пробурить в грунте длинное отверстие диаметром 5-8 см таким образом, чтобы дойти до плывуна.
Вставить в отверстие узкую обсадную трубу, к нижнему концу которой приделан острый наконечник и фильтр.
Забивать трубу в грунт до достижения водоносного слоя.
Наращивать трубу по мере необходимости.

Первичное бурение осуществляется специальным длинным и узким шнеком, длину которого постепенно наращивают. После того, как в трубе появится вода, бурение можно считать завершенным. Поскольку глубина у абиссинских колодцев небольшая, для них обычно используют не погружные, а поверхностные насосы.

При бурении абиссинского колодца сначала используют узкий шнековый бур, чтобы пройти твердый грунт и дойти до плывуна

Шланг в такую скважину не опускают, его роль выполняет сама узкая труба. Насос устанавливают прямо на верхнюю часть абиссинского колодца.

Обсадную трубу, которая одновременно с тем является стволом выработки, наращивают отрезками по 1-3 метра, а резьбовые соединения тщательно уплотняют с помощью подмотки и силиконового герметика. Компактные размеры позволяют устроить такой колодец даже в подвале частного дома, чтобы не занимать место на участке.

Абиссинский колодец также называют скважиной-иглой, поскольку устройство обсадной трубы с наконечником-фильтром действительно напоминает иголку. Резьбовые соединения такой трубы следует тщательно уплотнить

Чтобы сделать фильтр скважины иглы, на нижней части трубы делают ряд отверстий диаметром около 10 мм. Перфорированный участок снаружи закрывают слоем специальной металлической сетки галунного плетения. Такой фильтр надежно предотвратит попадание мелкого песка в скважину.

Выясняя, как самостоятельно пробурить абиссинский колодец или скважину-иглу, методу забивания колонны узких обсадных труб следует уделить пристальное внимание. Эту операцию можно выполнить с помощью штанги или бабки. В качестве штанги используют длинный металлический прут, который постепенно наращивают, поскольку он опускается вместе с обсадной трубой.

На верхний конец обсадной трубы надевают специальный оголовок, по которому и наносят удары, чтобы забить трубу на нужную глубину. При таком способе забивания нагрузка распределяется более равномерно, однако целостность соединений все же остается под угрозой. Поэтому для бурения абиссинского колодца следует использовать только высококачественные материалы.

В этом случае уместно только резьбовое соединение, которое соосно с центром трубы. Правильно выполнить такую резьбу можно только на токарном станке. Разорванная труба доставит мастеру множество неприятностей, поскольку застрявший в грунте кусок колонны вытащить практически невозможно.

Работы придется начать заново, а расходы заметно возрастут. А вот если пробурить абиссинский колодец по каким-то причинам не удалось, почти все материалы можно использовать повторно.

Изготовление бурового инструмента

Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства.

На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением

Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.

Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.

Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм.

Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.

Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто

Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм.

Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.

Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура

В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт разрушается и горизонтальными, и вертикальными кромками бура.

Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.

Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.

Как пробурить скважину

Если снизу глина и её надо пройти, то после опускания обсадной трубы до конца в песок, её немного крутят, чтоб нижняя кромка прорезала верх глины, и вода не пёрла в ствол.

3атем вставляется змеевик диаметром немного меньше обс. трубы и делается проходка на 1 м. Потом труба опускается на эту величину, плотно сидя в глине, и не пуская воду вниз. Дальнейшее сверление делается таким же змеевиком до достижения следующего слоя песка/гравия. Обсадная труба с закручиванием опускается до упора (настолько, насколько лезет). Ствол чистится желонкой, затем снова опускается обс. труба и бурение проводится именно этим инструментом до нужной глубины.

Можно попытаться произвести тестовое откачивание насосом с открытым забоем, но не меньше 1 м между дном скважины и нижней частью насоса, иначе песок пойдёт наверх.

Если скважина пробурена на правильный слой (не шлам, сильно шламистый песок и т. д., а на средний песок до гравия), то такой опыт успешен. Возможно, что в этом случае дебит составит до 10 м3/ч при достаточной толщине водоноса и соответствующем заглублении в него.
2-5 м3/ч получается при величине, на которую забурено в слой, дающий воду 6-8 м.

Между трубами сыпется мелкий гравий для снижения скорости затягивания трубы прошедшим через фильтр. Причем делать это надо слоями по неболее, чем 0, 5 м и попеременно с этим поднимать буровую ОТ. Если насосная (внутренняя) колонна идёт вверх с буровой, то применяют прижим. Можно, если такое возможно, сначала буровую ОТ вытащить на 0, 3-0, 5 м, но так, чтоб её нижняя кромка не поднялась до начала фильтрового участка. Потом поизводится обсыпание.

По достижении верхом гравийной засыпки отметки 1-1, 5 над фильтровой секцией переходят к заполнению междутрубного пространства бентонитовым или др., разбухающим в мокром виде, гранулятом. Иногда применяют цементирование или заполнение глиняно-цементным составом. Процесс проводится аналогично обсыпанию фильтрогравием.
Когда уплотняющее заполнение выйдет над кровлей водоупора (глины, мергеля, суглинка и т. п.), при наличии подозрений в неплотности насосной обс. трубы, его продолжают до превышения 1, 5-2 м над статическим уровнем воды. Если ОТ герметичная, то сразу после выхода уплонения над кровлей водоупора бурильную ОТ удаляют и пазуху засыпают выбуренным грунтом.

Отдельный вопрос - защита ствола от поверхностных вод. По минимуму вокруг скважины земля уплотняется и устье плотно закрывается. Естественная вентиляция осуществляется через мелкие неплотности сверху при колебании уровня воды при отсасывании/откачивании погр. насосом.

Скважина даёт 7, 85 м всего; 3, 8 м до воды в статике; 4, 8 м в динамике при 2, 8 м3/ч при открытом дне (0, 9 м зумпф; 1, 8 м фильтр, диам. раб. ОТ 125).

A заявления некоторых фирм без ссылки на конкретную геологическую ситуацию, что песчаный водонос даёт 0, 1-0, 5 м3/ч или до 1 м3/ч - отсутствие компетентности или склонение клиентов к более глубокому сверлению до карбонатых пород (доломит/известняк) и соответственно - более дорогому.

Для начала пришлось запастись кое-каким инструментом,розеткой с током и данными предварительной разведки.

И вот работы начались с эвакуации почвенного слоя в огород.

3атем подвешенным с помощью лебёдки на треноге змеевиком сделано начальное бурение на глубину около 0,9 м.

В месте бурения оказался под почвой песок. Средний, слежавшийся, между 1 и 2 м чистый, сверху с примесью гумуса (смыв из почвы). Рядом рыли канал и песчанный грунт намыли неподалёку, где и происходило курение. Причём геологический возраст наносного грунта был больше (взят глубже), чем того, что было ниже.

Когда-то по старой привычке и за отсутствием возможности крутил бур руками, потом дёрнул и модернизировал с применением электросварочного аппарата машинку для пеемешивания цемента и красок. Если не врубать до отказа, то при попадании на камень не выворачивает из конечностей.

Вот сам аппарат:

Вилка около мотора приводит при заклинивании к выдёргиванию из розетки и предотвращению "вертолёта", когда бур стоит, а сверлильщик летает с страхом отпусить ручку, чтобы не грохнуться за 100 м.

На первых порах при маленькой длине сверлильной колонны и когда слабо хватает в забое, можно тянуть руками, а потом минимум становится неудобно.Про доведение здоровья до антимедицинского состояния я не говорю. Некоторые не вспоминают про рычаг или домкрат в случае прихвата.Лебёдка рвёт минимум 300 кг, но гидроподъёмное устройство припасено.

Сверлится легко, затрат на вытаскивание никаких, есть кнопка и мотор. Посему вынутого грунта через 2 часа накопилось от души.

Бурение скважины воды своими руками + наука бурения в целом

Первые попытки бурения предпринимались ещё в период 4000-ных годов до нашей эры. Последние 100 лет деятельности социума особо подчёркивают всю важность бурения как технологии. Неудивительно, так как если представить полное отсутствие технологии бурения скважин, людям не пришлось бы узнать: что такое нефть и бензин. Соответственно, не пришлось бы использовать легковые и грузовые автомобили, а также на другие виды транспорта. Термин «бурение» охватывает сферы от стоматологии и производства скважины воды своими руками, до извлечения пробы льда с целью анализа изменения климата. Поэтому есть смысл рассмотреть тему бурения как можно ближе.

Начать с простого вопроса: что такое дрель?

Устройство, именуемое дрелью, представляет огромный спектр машин, предназначенных под функции сверления. Размеры сверлильных (буровых) установок варьируются от гигантских нефтяных вышек, до малых ручных машин дантистов. Тем не менее, практические функции всех машин подобного рода основаны на трёх ключевых составляющих:

Привод.
Сверло (бур).
Отверстие.

Энергетический привод

Любой механической работе требуется энергетический источник, обычно именуемый приводом. Привод простой бурильной головки (например, по дереву) представлен кривошипом, смещенным по центру, который поворачивается мышечной силой руки для передачи вращения сверлу.

Простейшая конструкция ручной дрели, пользуясь которой допустимо высверливать отверстия в разных материалах, но с ограниченными возможностями. Подобные инструменты по большей части ушли в историю

Современная домашняя автоматическая дрель, как правило, приводится в движение мощным электродвигателем, наделённым к тому же коробкой передач. Поэтому пользователю доступно увеличивать или уменьшать скорость вращения сверла (бура). Мощные же буровые установки, приводятся в действие гигантскими дизельными двигателями или пневматическими компрессорами.

Сверлильный элемент

хвостовик (верхняя часть под захват приводом),
корпус (винтовая режущая область),
наконечник (конечная режущая часть).

Сверло соединяется прочно с приводом посредством специального зажима – патрона. Вращательным движением пользователь затягивает (или ослабляет) губки патрона, чтобы закрепить либо высвободить сверло. Благодаря широкому диапазону перемещения губок, становится доступным применение бит (свёрл) разного калибра.

Большинство свёрл имеют две особенности:

Заостренный (конический) наконечник, который режет либо скребёт материал.
Спиральную винтовую резьбу (шнек) подъёма срезанного материала вверх по отверстию, с последующим отводом в сторону.

Иногда свёрла покрыты сверхтвердыми материалами, подобными карбиду вольфрама (соединение вольфрамового металла и углерода). Такое покрытие предотвращает быстрое истирание. Однако часто буровое долото и вал изготавливаются из цельного куска очень твердой стали, способной выдерживать высокие температуры (быстрорежущая или углеродистая сталь).

Термостойкость сверла – важная деталь, потому что процесс сверления сопровождается выделением большого количество тепла. Температурный синдром грозит повредить не только высверливаемый материал, но также сверло. Вот почему буровые коронки практически всегда охлаждают подводом жидкости к режущей кромке.

Такая технология отмечается и другим важным побочным преимуществом: охлаждающая жидкость помогает смывать отходы процесса сверления, облегчая тем самым дальнейший ход сверла. Поэтому традиционно жидкость именуется «смазочно-охлаждающей».

Просверленное отверстие

Отверстие, по сути, конечный продукт бурения. Казалось бы, незначительная деталь процесса, но фактически является наиболее важной частью. Если не брать во внимание изготовление отверстия наспех (на скорую руку), во всех иных случаях размер отверстия при бурении имеет критическую значимость.

Например, высверленное отверстие часто требует точной подгонки под болт, винт или другую деталь. Соответственно, отверстие следует высверливать с высокой точностью относительно требуемого диаметра (ни чрезмерно большим, ни чрезмерно малым). Вот почему свёрла комплектуются как сменные насадки в широком диапазоне различных и очень точных диаметров.

В большинстве случаев сверления отверстия выполняются абсолютно прямо и перпендикулярно (под прямым углом) к базовому материалу. Отчасти поэтому металлические сверла в мастерских устанавливают на небольших станках и приводят в действие на ход ручным рычагом.

Наука классическое бурение

Материаловедение является важнейшим аспектом науки о бурении. Степень твёрдости различных материалов оценивается от 1 до 10 по шкале привязи Мооса. Наиболее мягкие материалы занимают верхние строчки списка ниже:

Тальк
Гипс
Кальцит
Флюорит
Апатит
Полевой шпат
Кварц
Топаз
Корунд
Алмаз

Любой материал тверже другого материала с более низким значением твердости по Моосу, способен резать более мягкий материал. Нет ничего удивительного в том, что буровые коронки сделаны из материалов с высоким значением шкалы Мооса.

Пример ручного тестирования неизвестных материалов при помощи известных и отмеченных определённым уровнем твёрдости по шкале Мооса

На практике отмечаются два типа промышленного бурения:

Роторное бурение
Ударное бурение.

Роторное бурение

Роторное бурение традиционно применимо к устройству нефтяных вышек. Здесь постепенным проталкиванием бура делается отверстие в земле с периодическим наращиванием хвостовой части.

В отличие от обычной бытовой дрели, хвостовик, используемый роторным бурением, не имеет фиксированной длины. В процессе бурения периодически добавляются новые секции бурового долота. В конечном итоге бурильная колонна может достигать длины нескольких километров.

Бурильная колонна приводится в действие либо двигателем, установленным непосредственно над колонной (верхний прямой привод), либо своего рода устройством с вращающимся воротником (привод Келли и вращающийся стол). Во втором случае устройство приводится в действие расположенным рядом дизельным двигателем. Скорость вращения достигает 100 оборотов в минуту.

Роторное бурение скважин: 1 – шарнирное соединение; 2 – ведущая бурильная труба; 3 – возврат шлама; 4 – противовыбросовый превентор; 5 – бурильная труба; 6 – грязевой отстойник; 7 – вибрирующий экран; 8 – напорная труба; 9 – грязевой шланг; 10 – грязевой насос

На таких скоростях и при условиях преодоления больших расстояний под землёй, отвод тепла видится основной проблемой. Поэтому охлаждающая жидкость (буровой раствор) постоянно закачивается в скважину (одновременно используется для переноса шлама через внутреннюю полость колонны). Буровое долото требует невероятной прочности для таких условий. Как правило, для изготовления инструмента используются закалённые материалы, подобные карбид вольфраму или промышленному алмазу.

Ударное (перкуссионное) бурение

Дрель, наделённая ударным механизмом, является перкуссионным инструментом бурения. Термин «перкуссия» в данном случае не связан с музыкой, но связан с ударным эффектом. Перкуссионное бурение выполняется не за счёт вращательного движения, а благодаря часто повторяющимся ударам от давления. К примеру, давления, созданного сжатым воздухом.

Простейшая структурная схема перкуссионного бурения скважины для воды: 1 – лебёдочный механизм; 2 – обсадная труба; 3 – устройство перкуссионного бурения

В зависимости от местности, этот вид работы нередко выглядит трудоёмким, зачастую требует большого количества времени, чтобы забить сваю всего лишь на несколько метров. Ударное (перкуссионное) бурение также применяется для работы на твёрдых породах грунта под изготовление скважин глубиной более 1 км.

Когда движение бура становится затруднительным, техника ударного бурения предполагает использование сверхтяжёлых инструментов, где сочетаются сила вращения бурильной колонны и периодические удары. При этом удары по долоту перкуссионного типа наносятся в нижней части колонны (на уровне земли).

Воздушно-ударное бурение

Существует множество различных типов и вариаций техники воздушно-ударного бурения. Все типажи и варианты в значительной степени зависят от состава грунта, глубины и диаметра отверстия, которое необходимо пробурить. Также учитываются причины бурения отверстия (скважины).

Буровой забойный двигатель имеет прочный стальной корпус и множество мелких вольфрамовых стержней (кнопок). Стержни постоянно перемещаются внутрь и наружу подобно малым отбойным молоткам. Одновременно бурильная колонна вращается, раскалывает и разрывает скалу.

Долото воздушно-ударного бурения: 1 – корпус; 2 – наружный промывочный канал; 3 – передняя кнопка; 4 – лицевая поверхность; 5 – боковая кнопка; 6 – внутренний промывочный канал; 7 – ударное долото в сборе

При воздушно-ударном бурении в скважине бурильная колонна вращается вверху, а сжатый воздух подается вниз через внутреннюю полость бурильной колонны. Поэтому удары наносятся в самом низу, непосредственно по буровой головке. Эта технология уменьшает износ бурильной колонны и соединений отдельных частей.

Как бурить скважину воды своими руками?

Следует постараться определить характер глубину залегания подземных вод. В некоторых районах подземные воды находятся близко к поверхности; в других районах глубина залегания может быть значительной. В любом случае для получения качественной питьевой воды придётся бурить скважину достаточно глубоко.

Приемлемое качество воды обычно достигается на глубине не менее 10 м. Но, как правило, под чистую воду приходится бурить скважину ещё глубже. Никогда не следует бурить (проходить) скважину в заболоченной, влажной зоне. Необходимо определиться, бурить скважину или проходить. Это совершенно разные процессы, напрямую связанные с глубиной залегания вод и характером почвы.

При самостоятельном бурении скважины воды для определения источника нередко используют экзотические старинные методы. Удивительно, но эта методика, как показывает практика, реально срабатывает

Следует проконсультироваться с местными властями, ответственными за строительство, относительно разрешения на бурение. В большинстве регионов такое разрешение требуется обязательно, поскольку качество питьевой воды находится под контролем общественного здравоохранения.

Получить информацию о закладках сетей канализационных линий, подземных септических систем, расположенных поблизости. Если таковые системы существуют, выполнять бурение скважины допустимо на расстоянии не менее 15 метров от границы залегания подобных систем, дабы избежать загрязнения воды будущей скважины.

Процесс проходки скважины

Менее дорогостоящим, но более требовательным к физическим нагрузкам потенциального бурильщика считается способ создания скважины проходкой. Способ проходки скважины – это, по сути, тот же процесс бурения, но методом вбивания отрезков труб в землю до момента, пока трубная колонна не достигнет подземного источника воды.

Некоторые типы почвы затрудняют или делают невозможной методику проходки. Например, если для местности характерно присутствие большого количества глины, есть риск столкнуться с трудностями или невозможностью чисто физически выполнять работу. Аналогичной видится ситуация для районов, где существуют залежи ледникового камня или мелкой породы. Здесь выручает только технология бурения, как правило, профессиональным исполнением.

Инструменты и материалы под метод проходки скважины

Под изготовление так называемого трубного колодца необходим следующий набор инструментов и материалов:

Ручной бур
Иглофильтр (первая секция трубы-фильтра с наконечником)
Копер для забивания труб (столбов)
Оцинкованная стальная труба (несколько 1,5-метровых секций)
Насос типа «Гном»
Соединительные муфты
Свайный бугель (наголовник)
Трубно-резьбовое соединение
Трубные ключи
Верёвка (15-20 м) с грузом на конце

Как делают скважину для воды проходкой?

Изначально посредством бура делается базовое отверстие глубиной 0,5-0,6 метра. Затем, первую трубную секцию, оснащённую иглофильтром снизу и свайным бугелем сверху, устанавливают строго вертикально в созданное отверстие. Применяя инструмент копер, вбивают первую секцию в грунт. Забивка продолжается до момента, пока над уровнем земли не останется 25-30 см части трубы с наголовником.

На следующем этапе необходимо добавить очередную секцию трубы. Для этого снимают бугель и накручивают на открывшийся конец трубы муфту с внутренней резьбой. Снятый свайный бугель переставляют на верхний конец следующей трубной секции. Так, наращивая периодически колонну труб, выполняют проходку скважины до критического момента.

В данном случае критический момент – вхождение нижней части трубной колонны в область подземного источника воды. Этот момент, как правило, сопровождается глухими отзвуками при ударах по наголовнику трубы. Проходку останавливают и выполняют исследовательские работы.

Проверка наличия воды в скважине методом погружения каната с грузилом внутрь к донной части забитой трубной колонны

В частности, необходимо определить, насколько глубоко конечная часть колонны (иглофильтр) находится в толще воды. Для этого снимают с верхней части трубной колонны свайный бугель и опускают в скважину груз, закреплённый на верёвке. Как только груз достигнет дна, извлекают контрольный груз и проверяют на влажность. С помощью таких проверок необходимо убедиться, что иглофильтр полностью погружен в воду.

После удачной проверки подключают погружной насос и опускают внутрь трубной скважины. Как правило, скважины проходкой не выдают столько же воды, сколько способны давать скважины, сделанные бурением. Тем не менее, хорошим результатом считается поступление воды в объёме не менее 20 литров в минуту. Если такого результата нет, проходку продолжают (по мере возможности) до получения лучшего результата.

Как делают скважину для воды бурением?

Методика бурением также отличается разнообразием подходов. Однако наиболее популярными способами (как показывает практика) выступают способы «шнека» и «пирамиды». Первый способ, где используется бур-шнек, удачно подходит для производства скважин воды на глиняных грунтах. Но этот инструмент ручного применения, диаметром 5-75 см, позволяет достигать глубины не более 6 метров (оптимально 4-5 м).

Применение технологии «шнека» для изготовления скважины воды под хозяйственные цели. Использование моторизованного привода даёт большую глубину бурения

При помощи «пирамиды» глубину можно увеличить до 10-15 м. Конструкция «пирамиды» отличается тем, что не имеет винтовой части на штанге. В этом варианте штанга (труба) полностью оголённая, а наконечник выполнен в виде заострённой пирамиды с пластинчатыми «крыльями». Элементы «крыльев» располагаются один напротив другого и зачастую комбинируются по размерности от малых элементов до больших элементов.

При бурении «пирамидой» и «шнеком» традиционно применяется активное водяное смачивание. Аналогично методу проходки, здесь используется наращивание колонны с помощью резьбовых муфт по мере прохождения каждого следующего уровня. Вода для «смазки» и промывки подаётся сверху через внутреннюю область трубной колонны. Наглядный пример бурения скважины воды «пирамидой» демонстрируется видеороликом ниже.

Видео производства скважины своими руками

Рекомендуется к просмотру (настоятельно) видеоматериал о самостоятельном производстве скважины воды. Очень полезное и доходчивое кино на злободневную тему:

КРАТКИЙ БРИФИНГ

Читайте также: