Механический способ бурения скважин

Обновлено: 07.07.2024

Способы бурения, ударное и ударно-вращательное бурение скважин

В строительстве буровые работы применяются главным образом при инженерно-геологических изысканиях, разработке взрывным способом скальных или рыхлении мерзлых грунтов, устройстве водопонижающих скважин, искусственном закреплении грунтов, устройстве набивных свай.

С помощью бурения в грунте образуются каналы различного диаметра и глубины. Каналы диаметром до 75 мм и глубиной до 5-6 м принято называть шпурами, при больших размерах – скважинами.

Они могут быть вертикальными, наклонными и горизонтальными.

Дно скважины (шпура) называют забоем, верхнюю часть – устьем, боковые поверхности – стенками. Буровые работы производят, как правило, с использованием механического оборудования. При небольшой глубине бурения и незначительных объемах работ допускается применение ручного бурового инструмента.

Трудоемкость бурения породы характеризуется временем чистого бурения 1 м скважины (шпура) и зависит от крепости породы.

Крепость породы характеризуется коэффициентом крепости f.

Коэффициент f равен:

для мягких пород – 0,8…2;
для средних – 3…4;
для крепких – 5…10,
для очень крепких – 15…20.

По характеру разрушения горных пород способы бурения подразделяются на две группы:

механические – бурение породоразрушающими инструментами, непосредственно воздействующими на породу;
немеханические – бурение с использованием физико-химических методов разрушения горных пород без непосредственного контакта источника воздействия с породой.

При производстве буровых работ наибольшее распространение получили механические способы бурения:

вращательный,
ударный,
вибрационный,
ударно-вращательный.

Разрушенный грунт (шлам) удаляют из скважин глинистым раствором или водой, струей сжатого воздуха, шнековыми устройствами, желонками и другими приспособлениями, выбираемыми в зависимости от способа бурения, глубины скважины и рода грунта.

Стенки скважин в слабых, рыхлых и насыщенных водой грунтах крепят стальными обсадными трубами. Колонны обсадных труб составляют из звеньев длиной 1,5…4,5 м, соединяемых между собой муфтами, ниппелями или свинчиванием (труба в трубу). Внутренний диаметр труб принимают на 4…6 мм больше диаметра бурового инструмента. Для облегчения опускания колонны обсадных труб на нижнее их звено устанавливают коронку, а для защиты нарезки от ударов на верхнее звено обсадной трубы – патрубок.

К немеханическим способам относят:

термический,
взрывной,
гидравлический,
электрогидравлический,
магнитострикционный,
плазменный.

Из немеханических способов практическое значение в настоящее время имеет термический (огневой) способ. Область применения такого или иного способа бурения определяется физико-механическими свойствами горных пород, а также минимальными затратами на бурение.

По характеру образования буровых выработок различают бурение сплошным забоем и колонковое.

При бурении сплошным забоем всю породу в скважине разрушают и удаляют в разрушенном виде.

При колонковом бурении разрушение породы происходит лишь по кольцевой поверхности забоя, а внутреннюю часть породы в виде цилиндра (керна) извлекают из скважины целиком. Колонковое бурение обычно применяется в разведывательных целях, так как оно позволяет исследовать породу ненарушенной структуры.

Технологический процесс механического бурения складывается из операций по разрушению породы, транспортированию породы на поверхность, обеспечению устойчивости стенок скважины и вспомогательных операций. Грунт в забое разрушают ударами, резанием, истиранием, сколом и комбинированным способом (например, ударновращательным). Буровой наконечник приводится в действие вращением, сбрасыванием (при подвеске на канате или штанге), принудительным внедрением в породу забивкой, вибрацией, вдавливанием и т. д.

Дальнейшее совершенствование буровых работ идет в направлении создания новых экономичных методов бурения, комплексной механизации и автоматизации процессов, оснащения буровых агрегатов гидроприводом и контрольно-измерительными приборами.

2. Бурение скважин ударным методом

Ударный способ заключается в том, что буровой снаряд массой 1000…3000 кг падает с определенной высоты в забой скважины и разрушает породу вследствие развивающейся при его падении силы удара. После каждого удара буровой снаряд поворачивается на некоторый угол, благодаря чему создаются условия для равномерного разрушения всей площади забоя скважины. Во время бурения в скважину периодически подают воду, и образовавшийся шлам вычерпывают желонкой.

Буровой станок, применяемый для ударного бурения, состоит из агрегата на гусеничном ходу, рамы, кабины, мачты с инструментальным и желоночным блоками, механизма свинчивания бурового снаряда, инструментальной и желоночной лебедок. Мачту поднимают и опускают ручной лебедкой. Ударным способом бурят скважины диаметром до 400 мм и глубиной до 200 м (рис. 1).

На буровом снаряде закрепляется рабочий инструмент (долота, стаканы или желонки). Сорвавшиеся части бурового снаряда извлекают ловильным инструментом. Принцип ударного бурения скважин используется в станках ударно-канатного бурения. Ударно-канатное бурение эффективно при проходке скважин в мерзлых грунтах, закарстованных породах и в породах с коэффициентом крепости f < 15.

3. Бурение скважин ударно-вращательным методом

Ударновращательное бурение применяют для бурения скважин диаметром 100…200 мм, глубиной до 30 м. При ударно-вращательном бурении породоразрушающий инструмент одновременно с усилиями, характерными для вращательного способа, испытывает динамические нагрузки, которые периодически и с большей частотой воздействуют на буровую коронку, что способствует повышению эффективности разрушения породы и резко уменьшает износ коронки по сравнению с вращательным бурением.

Особенность его состоит в том, что ударное действие и вращение бурового инструмента выполняются двумя независимо работающими механизмами – вращателем и погружным пневмоударником (рис. 2, 3).

Порода удаляется из скважины отработанным в пневмоударнике сжатым воздухом или потоком воды, нагнетаемой в скважину. Ударновращательный способ применяется при бурении крепких и трудноразрушаемых пород со значительной трещиноватостью.

К механизмам ударно-вращательного бурения относятся также пневматические бурильные молотки-перфораторы, используемые для бурения шпуров в породах любой крепости.

4. Способы вращательного бурения скважин

Для разрушения породы вращательным бурением применяют буровые наконечники, снабженные специальными коронками: алмазными, из твердых сплавов и др. Буровой наконечник приводится во вращение колонной штанг или труб, по которым на забой подается промывочная жидкость (рис. 4).

Основные виды вращательного способа бурения – роторное и шнековое, выполняемые с помощью самоходных установок (преимущественно) или станков. Применяют также электрические сверлильные машины.

Для устройства скважин в рыхлых породах наиболее часто в строительстве применяется роторное вращательное бурение сплошным забоем шарошечными и лопастными долотами (рис. 5). Режим роторного бурения определяется осевым давлением на долото, скоростью вращения и количеством подаваемой в скважину промывочной жидкости.

Осевое давление создается утяжелением нижних бурильных труб. Правильно подобранные утяжеленные трубы создают растягивающее усилие во всей колонне бурильных труб и обеспечивают большую жесткость нижней части колонны, что способствует уменьшению отклонений скважины от вертикали. Величина осевого давления должна меняться в процессе бурения в зависимости от характера проходимых пород и других причин. Для наблюдения за осевым давлением используются гидравлические индикаторы веса. Расход воды для промывки скважин при бурении шарошечными долотами составляет примерно 300…350 л/мин.

Во избежание характерных для роторного бурения искривлений скважин ведут наблюдение за процессом бурения с помощью специального прибора, определяющего угол и азимут искривления. Роторное бурение чаще всего применяют для устройства скважин диаметром до 200 мм и глубиной до 50 м.

При вращении бурового снаряда колонка под действием осевого давления внедряется в породу, образуя кольцевую выработку породы вокруг керна, входящего в колонковую трубу. После проходки на необходимую глубину буровые штанги вместе с колонковым снарядом и керном поднимают лебедкой на поверхность.

Рис. 6. Схема установки колонкового бурения: 1 – резец; 2 – колонковая труба; 3 – трубчатая штанга; 4 – переводник; 5 – шпиндель; 6 – рычажное устройство для регулирования нагрузки на забой; 7 – шланг для подачи в скважину глинистого раствора; 8 – верх шланги; 9 – желоб для осаждения промывочного раствора; 10 – насос; 11 – двигатель; 12 – лебедка для подъема оборудования из скважины; 13 – шламовая труба; 14 – керн

В процессе бурения в забой скважины насосом через бурильные трубы подают глинистый раствор (или воду). Смешиваясь с частицами разрушенной породы, глинистый раствор выносит их на поверхность по кольцевому пространству между штангами и стенками скважины. Глинистый раствор охлаждает бурильный инструмент и одновременно предотвращает обрушение стенок скважины.

Шнековое бурение. Разрушение и траспортирование породы производятся шнеком, который составляется из штанг, имеющих приваренные по спирали реборды. Нижний конец шнека имеет специальное долото. Шаг спирали и скорость вращения шнека выбираются в зависимости от свойств породы.

Разрушенная порода будет легко продвигаться вдоль стенок скважины на поверхность, если сила, прижимающая породу к стенкам скважины, превышает силу трения породы о спираль шнека. По этой причине для бурения в липких и вязких глинах в скважину подливают немного воды, чтобы снизить силу трения между грунтом и поверхностью шнека. Плотные грунты следует бурить с меньшим числом оборотов шнека во избежание перегрева бурового наконечника. Вследствие того, что при шнековом бурении разрушение и транспортирование породы идут непрерывно (сплошным потоком), достигается высокая скорость проходки (рис. 7).

Особо эффективен этот способ для бурения скважин диаметром до 250 мм на глубину до 50 м в грунтах II…IV категорий. Бурить скважины большого диаметра шнеками не удается вследствие возникновения чрезвычайно больших сил трения породы о поверхность шнека.

Для бурения неглубоких котлованов диаметром до 1700 мм под фундаменты, столбы и т. п. применяются бурильные машины цикличного действия, снабженные винтовым буром. Разрушение породы происходит при заглублении на высоту бура (1…1,5 захода винта). Грунт извлекается циклично лопастями бура (без вращения). Производительность подобной бурильной машины невысокая из-за цикличности работы и малого объема грунта, извлекаемого за один цикл. Степень влияния этих факторов усиливается с увеличением глубины проходки. Кроме того, конструктивные особенности серийно выпускаемых бурильных машин не позволяют увеличить глубину более 4…5 м.

Для проходки скважин диаметром до 1300 мм на глубину 30 м в неплотных грунтах целесообразно использовать буровые машины, снабженные цилиндрическим буром.

5. Физические способы образования скважин

Рассмотрим термический, гидравлический и электрогидравлический способы образования скважин. Термический способ применяют для бурения очень крепких пород с кристаллической структурой и рыхления мерзлых грунтов. Имеются передвижные станки термического бурения на гусеничном и автомобильном ходу и ручные термобуры. По производительности даже ручное термобурение в 10…12 раз эффективнее механических способов бурения (рис. 8).

В мерзлых грунтах шпуры диаметром 50…70 мм и глубиной до 2 м бурят с применением горячего сжатого воздуха. Для бурения используют установку, состоящую из компрессора и калорифера. Сжатый воздух из компрессора, проходя через нагреватель, по шлангам поступает в калорифер. Струя сжатого воздуха, подогретого до 60…90 °С, по шлангу, имеющему перфорированный наконечник, подается в грунт, размораживает его и выбрасывает из шпура.

Гидравлический способ бурения. При этом способе воду нагнетают в скважину через колонну труб и специальную струйную насадку, прикрепленную к нижней части колонны. Вода размывает забой, и трубы погружаются в грунт. Гидромасса, образованная размывом грунта, под давлением воды выжимается вдоль наружных стенок обсадной трубы, извлекаемой из грунта лебедкой. С помощью гидравлического бурения можно проходить скважины глубиной до 8 м со скоростью до 1 м/мин.

Электрогидравлическое бурение основано на использовании гидравлического удара, который возникает в результате мгновенных давлений в сотни и тысячи атмосфер, создаваемых в жидкости специально сформированными электрическими высоковольтными разрядами. Для сформирования таких разрядов создана установка, позволяющая использовать электрогидравлический эффект для разрушения весьма крепких пород.

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.

Бурение скважин вручную - самый быстрые и простые способы

Не все имеют возможность нанять специализированную компанию, чтобы специалисты быстро и качественно пробурили водяную скважину. Но это не значит, что собственный источник на приусадебном участке – удел избранных. Знание технологии позволяет всем желающим осуществить бурение скважины вручную. Тем более, что таких технологий не одна, и можно выбирать в зависимости от возможностей и бюджета.

Способы самостоятельного бурения

Типы применяемых инструментов и устройств определяет разнообразие методов устройства. Ручное бурение скважины на воду может быть выполнено: Типы применяемых инструментов и устройств определяет разнообразие методов устройства. Ручное бурение скважины на воду может быть выполнено:

шнековым методом;
колонковым бурением;
ударно-канатным способом;
ударно-вращательным методом.

Все зависит от того, какой тип скважины запланирован, и какой инвентарь имеется в наличии.

Шнековый метод

Такой способ бурения скважин вручную предполагает использование шнеков.

Так можно пробурить отверстия в грунте до глубины 40 метров. Различают два типа данного оснащения. В один из них отнесены шнеки, у которых лопасти приварены под углом 90 градусов. В другом случае угол острый. Последний вариант предпочтительней, так как разрыхленный грунт не падает на дно скважины.

Решая, как пробурить скважину вручную, не стоит забывать о том, что можно использовать малогабаритные портативные буровые установки. По своей сути это электродвигатель, к валу которого прикрепляется шнек, и все это устанавливается на легкую металлоконструкцию, которую можно собрать самому. В этом случае работа будет быстрее, тудозатраты на бурение минимальными.

Шнек можно купить, взять в аренду или изготовить самостоятельно. В последнем случае понадобится труба диаметром 100 мм. Минимальная толщина стенки – 5 мм. С верхнего торца нужно нарезать резьбу для соединения со шлангом. С другой стороны навариваются лопасти. Количество витков должно быть больше двух.

Колонковое бурение

Технология предполагает, что в качестве бура используется металлическая труба, увенчанная коронкой, которая разрыхляет грунт. Несмотря на простоту конструкции такое оснащение позволяет за день пробурить несколько десятков метров в зависимости от плотности пластов породы.

По мере заглубления производят поэтапное наращивание шлангов, формируя технологическую колонну. Важно, чтобы резцы коронки всегда были заточены. Угол атаки определяется физико-механическими особенностями грунта, и устанавливается на основании расчетов. Если порода плотная потребуется долото.

При бурении скважин на воду вручную нужно подготовить запас обсадных труб, которые монтируются по мере углубления. Шлам удаляется. Для этого нужно, чтобы в скважину по трубам и шлангам подавалась жидкость. Это может быть техническая вода или глиняный раствор. Так нужно делать, когда лепестки коронки забиваются разрыхленной породой.

Ударно-канатный способ

В данном случае принцип действия заключается в бросании тяжелой трубы с высоты на дно скважины. Ее наконечник заостряется. Он изготовлен из твердого сплава, который в состоянии устоять при ударном взаимодействии с плотными породами. Поднятие трубы с наконечником выполняется при помощи лебедки с тросом. В данном случае принцип действия заключается в бросании тяжелой трубы с высоты на дно скважины. Ее наконечник заостряется. Он изготовлен из твердого сплава, который в состоянии устоять при ударном взаимодействии с плотными породами. Поднятие трубы с наконечником выполняется при помощи лебедки с тросом.

Утяжелителем ударной конструкции является металлический стакан. Сложность бурения любой скважины ручным буром представляет размельченный грунт, который необходимо вынуть на поверхность. В данном случае он забивается в стакан. Для очистки его поднимают на поверхность, и ударами кувалды выбивают из трубы.

Пошаговая процедура выглядит следующим образом:

Выкапывается приямок 1х1 м и полметра глубиной.
В центре производят вертикальное забуривание при помощи винтового бура.
Когда на поверхность начинает выходить влажный песок бур вынимают, и кувалдой забивают осадочную трубу.
Желонкой вынимается порода, а по мере заглубления секции труб наращиваются. Их нужно сварить или скрутить для герметизации ствола.
Насадку периодически проворачивают. При этом нужно прислушиваться к звукам. Скрежет означает, что она проходит крупнозернистый песок, шелест – мелкозернистый. Тишина свидетельствует о том, что насадка проходит глину.
Желонку используют при прохождении рыхлых грунтовых пород. Ее периодически вынимают из ствола и прочищают от породы. Это нужно делать каждые 3-5 ударов.

Облегчить процесс вынимания шлама из скважины для воды можно, если в нее залить воду или глинистый раствор. Вся конструкция крепится к металлической треноге высотой несколько метров.

Ударно-вращательный метод

Суть метода – совместить оба способа (вращательный и ударный) для большей эффективности.

Данная технология ускоряет работы и позволяет их выполнять в местах с неоднородным грунтом. Супеси и суглинки – породы, которые с легкостью перерабатываются. Любая рыхлая порода, частицы которой не связаны между собой.

В то же время возникает иная сложность – риск осыпания грунта. Для того, чтобы этого не происходило, используют обсадные трубы с фильтром. В таком случае крупные частицы не могут попасть в шурф, заполненный водой. Для выполнения работ монтируется тренога, также потребуется лебедка с тросом, бур с наконечником и секции труб.

Бурим скважину приспособлением из ледоруба

Специальное оборудование покупать для разового применения нецелесообразно. Взять в аренду можно, но сложность в том, что такое оснащение есть только в специализированных организациях, которые с неохотой дают им пользоваться. Но есть метод, который позволяет пользоваться подручным инструментом при бурении скважины на воду своими руками. Специальное оборудование покупать для разового применения нецелесообразно. Взять в аренду можно, но сложность в том, что такое оснащение есть только в специализированных организациях, которые с неохотой дают им пользоваться. Но есть метод, который позволяет пользоваться подручным инструментом при бурении скважины на воду своими руками.

Используется обычный ледоруб для зимней ловли рыбы. Он и будет шнеком, а для удлинения конструкцию наращивают трубами. Помимо этого нужны обсадные трубы, вороток и лопата. Нужно также побеспокоиться о том, как и куда вывозить извлеченный из скважины грунт.

Дальнейшие действия следующие:

Подготовка. Выкапывается приямок, глубиной в два штыка штыковой лопаты. Выбранный грунт выбрасывать не стоит. Он потребуется для обратной засыпки.
Ледоруб ввинчивается в грунт на 3-4 оборота. Используется вороток.
Периодически ледоруб извлекается для очистки от земли. Это нужно делать в соответствии с числом витков шнека.
Первый метр пробуривается под контролем вертикального положения шурфа. Используется строительный отвес, нивелир или жидкостный уровень.
По достижению глубины 1 м. в отверстие устанавливается обсадная труба.
После того, как шнек войдет в грунт полностью, к нему прикрепляется удлиняющий шланг. Рукоять должна быть съемной.
Как только осадочная труба будет видна на 10-15 см., к ней прикрепляют следующую секцию.
Периодически вбивают деревянные клинья, если бур начинает тереться о стенки труб, что свидетельствует о перекосе.
Пространство между обсадной трубой и засыпается грунтом.

Обратная засыпка производится после того, как в скважине появится вода. Ее должно быть достаточно. Это означает, что бурение можно прекратить. После этого выбирают остатки грязи и приступают к обустройству. Грунт на обратную засыпку нужно оставить изначально. Это должна быть достаточно плотная порода. Землю нужно уплотнить, только необходимо следить, чтобы обсадная труба оставалась вертикальной.

Оборудование необходимо подготовить. Для этого монтируется рукоять. Ее лучше приварить. В этом случае конструкция должна быть разборной. Используется муфтовое соединение со шнеком. Тогда при необходимости откручивается рукоять, наращивается шланг, и удлиненная конструкция готова для дальнейшего использования.

Заключение плюс видео

Как видно из вышесказанного, выполнить работы самостоятельно можно. Правда, не нужно рассчитывать, что этот процесс не будет трудоемким. Грязь на участке придется убирать. Но есть и плюсы. Это дешевле, и выполнить работы можно в любом месте, даже там, куда не может подойти техника ввиду стесненных условий.

Выбор метода зависит от наличия оснащения и типа грунта. Шнековый вариант приемлем, но требует использования специального винтового шнека. Ударный способ отлично работает там, где грунты твердые. Ударно-винтовой применяется в случае со смешанными, чередующимися пластами различной плотности.

Неудобство этих методов в том, что нужно сделать треногу. По факту это мини буровая вышка. Использование лебедки также может вызвать затруднение. Она должна иметь режим резкого «сбрасывания». Некоторые модели требуют подключения к сети 380 Вольт, для чего нужно специальное разрешение.

Но ручной бур для скважин своими руками можно сделать из рыбацкого ледоруба. В этом случае используется минимальный комплект оснащения. Электрическая сеть и тренога не понадобится.

Единственное, что объединяет все эти методы – необходимость закупать обсадные трубы. Их количество изначально просчитать не получится, если не сделать геологическую разведку. А это уже работа профессионалов.

Читайте также: