Канатное бурение. Ударно-канатное бурение. Что такое пневмоударное бурение

Существует великое множество видов бурения, но большинство из них требует использования тяжелой техники и сложного инструментария. Самостоятельно пробурить скважину можно несколькими способами, и один из них - ударно-канатный. При том, что сам метод применяют широко, ударное бурение скважин своими руками в части целесообразности весьма спорно.

Ударно-канатное бурение представляет собой циклическое разрушение породы специальным долотом и ее извлечение желонкой. В обустройстве скважин на воду применяют специализированную технику - буровые установки. Получаемые скважины отличаются долгим сроком службы, высоким дебитом.

Установка для бурения

Преимущества и недостатки

Методу присущи ряд достоинств и несколько недостатков.

Преимущества:

качественное вскрытие пласта;
отсутствие промывки;
проход валунных прослоек, впитывающих влагу пород;
быстрое освоение скважины;
возможность бурения скважины диаметром 50 см и более;
раздельный керн.

Недостатки:

очевидный и крупный - крайне низкая скорость бурения;
невозможность проходки некоторых грунтов;
проблемы с глубиной.

Нюансы технологии

Недопустимо опускание желонки ниже башмака обсадной колонны более чем на 500 мм. Несоблюдение правила приведет к обвалу песка с захватом желонки. Итог - полная остановка бурильных работ.
Желонку нельзя переполнять. В противном случае порода перебросится через снаряд. Итог: захват, зацикливание, остановка работ.
В неустойчивой породе необходимо применение обсадной колонны в целях закрепления стенок скважины во избежание их обрушения.

Целесообразность ударного бурения скважины своими силами

Стоимость бурения скважины на воду, включая цену обсадной трубы, составляет около 2000 р. за метр в самом дорогом регионе России. Помножив метры на цену, прикинув количество дней, потраченных на ударное бурение своими руками, мы пришли к выводу, что самостоятельные работы банально невыгодны. Отсутствие возможностей ударно пробурить скважину в любом грунте, осилить валуны без долота - последние фрагменты картинки. Контрольный выстрел - опасность захвата желонки, обвала стенок, остановки работ. Стало ясно: ударное бурение скважины своими руками - это old и прекрасная терапевтическая методика, а целесообразность абсолютно не при чем.

Самодельная установка потребует и времени, и вложений.

Достоинства метода

Вынужденно исключив экономические соображения, мы составили список достоинств:

В здоровом теле здоровый дух: усиленные физические упражнения вкупе с правильным дыханием способны продлить жизнь.
Демократичность: пробурить скважину может плотник/слесарь/боксер, а лучше всех - штангист, но точно необязательно быть бурильщиком.
Клин клином вышибают: ударное бурение своими руками - отменное лечение эргофобии и зависимостей различного рода.
Эволюционный рост: труд сделал из обезьяны человека, ударный труд сделает из человека супермена. По окончании работ бонус - формат «Арни».
Уникальный ландшафт: из куч изъятого грунта можно сделать трассу для слалома или оставить их альпийскими горками.
Трофеи: в процессе можно собрать крупную коллекцию лягушек и прочей местной подземной живности, захваченной снарядом.

В контексте удобного, быстрого, четкого способа добычи воды ударное бурение своими руками рассматривать нереально, зато это единственно возможный способ для ненавидящих прогресс.

Пошаговая инструкция по ударному бурению своими руками

Целесообразности никакой, потому пытаемся обойтись хотя бы без расходов.

Для бурения скважины на воду ударным способом понадобится простейшая установка, состоящая из треноги и бурильного снаряда - стакана. К стакану прикрепляют трос, трос перекидывают через перекладину, венчающую треногу (или блок, закрепленный на перекладине). Тренога для устойчивости оснащена каркасом. Для облегчения трудов праведных используют лебедку.

Принцип прост: стакан забивают в грунт, грунт забивается в стакан; снаряд поднимают, освобождают и снова опускают - так делают до тех пор, пока не достигнут нужной глубины (или возможной глубины). Снаряд изготавливают из отрезка трубы. На рабочем конце трубу заостряют.

Необходимо соорудить треногу и бурильный снаряд. Для треноги нужно 3 бревна (или трубы, но придется варить), но сначала надо сделать каркас - треугольник на земле. Потом к каркасу прикрепить бревна и соединить их сверху перекладиной (через нее будем потом тянуть трос). Крепим гвоздями и молотком. Можно и камнем, но современность коварна - молоток встречается чаще, чем годные естественные колотушки, потому без малой механизации не обойтись.

Изготовив установку, приступаем к главному: созданию снаряда (стакана). Вооружаемся болгаркой (ретрограды могут заточить ногти) и идем на охоту - надо получить трубу метровой длины. Встретив годный экземпляр, внимательно его осматриваем: нужен такой, чтобы отрезать только один раз (если придется резать два раза, велика вероятность, что нам попалась труба «Газпрома», и можно не успеть убежать).

Заостряем добытый экземпляр с одного края: берем наждачную бумагу и работаем (снаряд должен резать землю, как нож масло).

Забивной стакан (бывают в продаже)

К снаряду необходимо прикрепить трос. Приваренная самостоятельно целевая петля зачастую приводит к потери стакана в недрах земли. Поэтому берем коловорот, сверлим в трубе два отверстия, через них продеваем трос и завязываем узлом «булинь».

Процесс ударного бурения

Стакан забиваем в грунт и поднимаем наполненным. Канат (трос) наматываем на локоть. Поднятый на поверхность снаряд нужно освободить: берем палку и ею помогаем себе вытряхнуть грунт.

Активно работая, вычерпываем землю из нашей будущей скважины. В какой-то момент произойдет то, что и должно произойти: стакан будет поднят пустым. Проходимый пласт окажется либо сыпучим, либо слишком жидким (поверхностный слой не вечен). Однако не стоит отчаиваться - если надо, дойдем до земного ядра (хватило бы троса и жизни) при помощи желонки.

Применение желонки

Желонка гораздо хитрее стакана: наполнившись, она закрывается (срабатывает обратный клапан). Во избежание фатальных ошибок и вырезания труб во всем предместье желонку лучше купить. Печалиться о растраченных средствах, когда можно было бы привязать ночной горшок и черпать, не стоит: желонка нам еще пригодится при ремонте скважины (учитывая, что мы все делаем своими руками, требоваться она будет часто).

Видео: наглядная демонстрация процесса

На видео молодой человек весело и ударно проходит терапию бурением скважины на воду своими руками.

Неожиданности в ударном бурении своими руками

На все работы может не хватить сезона, но главная неожиданность - отсутствие водоносного пласта на расчетной (предполагаемой) глубине. Бурить глубже может оказаться невозможным, потому придется искать воду в другом месте, то есть «наша песня хороша - начинай сначала».

Помимо коварства пласта нас могут подстеречь:

обвал стенок,
захват желонки,
нарушение вертикали,
зацикливание ствола.

Поговорка актуальна - бурим новую скважину (или вызываем специалистов для исправления ситуации) и готовимся к использованию пробуренного.

Итак, у нас целый набор первоклассных нор, очищенных от всего встреченного (не считая погибших желонок), и надо решить, как их теперь использовать:

заселить кротов,
припрятать клад,
прицелиться в будущее - накидать в норы сюрпризов для потомков и закопать.

Кроты все-таки чревато: они демонстрируют устойчивую тенденцию к размножению и попутному пожиранию корневых систем всех без разбора растений, когда иссякают насекомые; есть подозрение, что при исчерпании растительного ресурса кроты съедят фундамент дома. Деньги (давно известно) надо хранить в сберегательных кассах. Остается послание потомкам: есть ли жизнь после жизни, неизвестно, но на всякий случай надо обеспечить себе веселье. Вариантов содержания закладываемого послания - масса, но это уже другая история, не имеющая отношения к ударно-канатному бурению своими руками.

Есть ли у нас вода? Большой вопрос.

Конечно, малость механизировав процесс, можно ускорить прохождение всех этапов ударного бурения, но в любом случае чисто своими руками строить скважину на воду с применением этого метода нецелесообразно (если действительно не рассматривать версии терапии или Шварценеггера) - вы не заработаете гораздо больше, чем потратили бы на специалистов.

Сделать скважину на воду собственными усилиями без помощи тяжелой буровой техники вполне реально. Оптимальное решение бурения скважин на воду своими руками заключается в самостоятельной постройке малогабаритной буровой установки. Водоносная скважина по своей структуре напоминает обыкновенный колодец небольшого диаметра. Суть процесса бурения заключается в извлечении грунта до определенной глубины, где начинается водоносный слой. Извлечение грунта происходит наравне с другим основным процессом – формированием узкой емкости, стенками которой выступают стальные или обсадные пластиковые трубы. Нижний уровень скважины снабжается фильтром для предотвращения попадания частиц грунта в воду.

Бурение скважин на воду своими руками технология. Способы бурения скважины своими руками — существует два основных метода бурения: ударно-канатное и вращательное. Установки небольших размеров с вращательным принципом бурения имеют низкую производительность, что делает практически невозможной работу со сложным грунтом. Для того чтобы увеличить мощность такой установки необходимо дополнительно использовать тяжелые элементы конструкции, что делает ее нетранспортабельной. Поэтому рекомендуется все-таки использовать первый вариант бурения.

Ударное бурение намного эффективней и проще в установке по причине небольшого количества составляющих деталей. Самодельная установка такого типа для бурение скважин под воду своими руками представляет собой стальной канат и прикрепленное к нему тяжелое долото, желонка или забивной стакан, которые разрушают породу. Можно, конечно, поднимать груз и в ручную, при помощи блоков, но намного комфортней делать это за счет мощности двигателя любого типа.

Плюсы самодельной установки ударного метода бурения.

Компактность;
Простая конструкция, для создания которой могут подойти практически все подсобные инструменты;
Прочность;
Экономичность в плане трудоресурсов (для работы достаточно одного-двух человек);
Высокий уровень мощности (за один удар способна пробивать до 1 м грунта простого типа и поднимать его с глубины до 100 м).

Советы по самостоятельному изготовлению ударной буровой установки.

Ударно канатное бурение скважин своими руками будет легче осуществить, при помощи забивного стакана. Забивной стакан рекомендуется при бурении мягких пород и представляет собой часть стальной трубы с приваренной к ней режущей кромкой из стального материала.
Желонки являются незаменимой деталью при работе на песчаных и жидких почвах. Особенность ее в том, что внизу снаряда есть специальный клапан, который при ударе о почву открывается и захватывает часть породы. При поднятии желонки клапан прикрывается, благодаря чему содержимое не просыпается.
Вышку для установки лучше всего сделать в виде треноги, которую можно сварить из стальных труб или сбить с деревянных бревен. В вершине треноги монтируется специальный блок, через который будет проходить трос. Сама вышка по высоте должна превышать бурильный снаряд, чтобы была возможность поднятие его над уровнем земли.
Для дробления твердых пород может понадобиться изготовлять более тяжелый оголовок — долото, форма и угол наклона которого должны подбираться, отталкиваясь от тех материалов, которые расположены в грунте.

Бурение скважин под воду своими руками, видео в конце статьи поможет лучше понять принцип работы. Установка для бурения скважин своими руками может иметь вид треноги с электрическим или бензиновым двигателем, механической лебедкой или с простой системой блоков.

Этапы бурения конструкцией с забивным стаканом.

Треногой происходит поднятие забивного стакана, после чего он очень резко опускается.
Стакан захватывает часть породы в результате удара о поверхность.
Выполняются несколько ударов, в результате чего он проходит глубже в почву.
Контейнер заполняется грунтом и поднимается в исходное положение, очищается от содержимого.

Пример того как может быть изготовлен забивной стакан (ударный оголовок). Если грунт слишком сыпучий или диаметр трубы слишком большой и грунт плохо удерживается при вынимании, можно внутрь забивного стакана изготовленного из трубы, вварить пластины крестом.

Также забивной стакан может быть с небольшим клапаном, а кроме того рекомендуется сделать одно или несколько окон, через которые будет легче выдавливать керн, кромку также желательно усилить.

Желонка с плоским клапаном отлично подойдет при бурение скважин в ручную в несвязных грунтах и плывунах, а также для удаления с забоя крупных обломков пород и для очистки забоя от шлама, представленного мелкозернистой породной массой при бурении долотами твердых пород.

Устройство клапана желонки бывает разнообразным, например клапан может быть сделан из транспортерной ленты или резины, а также из шара, который помещается в трубу желонки и собственным весом перекрывает отверстие.

Также этот узел частично или полностью можно купить в специализированных магазинах. Узел состоит из 1. утяжелитель (стальной цилиндр); 2. башмак для желонки; 3. желоночное ушко; 4. серьга для желонки.

Особенности бурения твердых пород с помощью долота.

Мощные удары долота раскалывают грунт.
Незначительные частички породы поднимаются наверх желонкой.
Используется расширитель с резаками, которые в момент опускания по обсадным трубам на дно скважины складываются, а после приводятся в рабочие состояния для снятия стенок грунта.
Обсадные колонны устанавливаются для предотвращения попадания промежуточных грунтовых вод, которые будут мешать процессу.

Обязательные моменты при бурении однородного сыпучего грунта, которые защитят забой от засыпания песчаной породой.

Ствол скважины укрепляется обсадными трубами.
На первой трубе делается расширительный башмак.
Сечение обсадной трубы по диаметру должно превышать размер бурильного снаряда, из-за этого показателя снаряд будет двигаться свободно.

Перед началом выполнения основных работ следует выкопать шурф, оптимальный размер сторон которого составляет 1,5*5м, а глубина может доходить до 2 м. Стенки такой ямы закрываются досками, это не даст сыпучему верхнему слою почвы осыпаться в скважину.
Прочность троса должна обеспечивать его надежность в момент нагрузки на разрыв поднятия забивного стакана или долота.
Сечение троса должно быть не меньше 1 см, это позволит справиться с ситуацией, если произойдет заклинивание снаряда в забое при попадании твердого грунта в промежуток между ним и обсадной колонной.

Бурение скважин на воду своими руками видео. Интересный, кустарный, способ бурения скважин на воду ударно-канатным методом. Вместо трактора можно использовать автомобиль, цепляя трос за фаркоп.

Как вы уже убедились, ручное бурение на воду несложно реализовать, если понимать принципы работы и иметь небольшой опыт конструирования простых механизмов. Процесс изготовления установки занимает несколько дней, потому что время уйдет как на выполнение самостоятельных работ, так и на ожидание изготовления на заказ важных деталей. Если у вас нет опыта в возведении такой конструкции лучше обратиться за консультацией опытных специалистов.

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:

Применение различных видов буров, которые круговым движением разрыхляют породу и вытаскивают ее на поверхность.
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.

– довольно сложный процесс, для проведения которого необходимо привлекать специализированную технику. В домашних условиях целесообразно использовать оборудование, изготовленное своими руками. В данном случае лучшим вариантом будет ударно-канатный способ бурения. Для изготовления данного оборудования не нужно быть профессионалом и достаточно использовать простые и недорогие материалы.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.

Преимущества и недостатки метода

Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:

при помощи данного метода можно качественно вскрыть водоносный горизонт и эксплуатировать его. Срок службы скважины превышает 50 лет;
при бурении ударным способом не нужно использовать воду или специальный бурильный раствор. Это очень практично;
при помощи данного метода для формирования колодца можно даже пробурить породу, которая очень легко впитывает промывочную жидкость;
к эксплуатации скважины можно приступать сразу после проведения всего комплекса работ;
ударный способ бурения не представляет опасности для водоносного горизонта. После проведения всего комплекса работ его засорение исключено;
ударное бурение скважин своими руками проводится с формированием отверстия с большим начальным диаметром;
при помощи данной бурильной установки можно проводить геологоразведочные работы. Осуществляется выемка породы по всей глубине.

В то же время ударный способ бурения скважин не лишен недостатков. Он характеризуется низкой скоростью проведения всего необходимого комплекса работ. Также данный метод не подойдет для территории, где присутствуют сыпучие песчаные грунты, или если необходимо сформировать скважину значительной глубины.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Малогабаритная буровая установка

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.

В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Технология проведения бурильных работ

Устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.

Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.

Разрушение почвы начинают при помощи самодельного стакана из обрезка трубы. Ударной штангой его резко опускают на поверхность с высоты 1,5 м. При помощи троса с лебедкой стакан извлекают наружу и повторяют процесс сначала. При необходимости забивной снаряд меняют на желонку или долото, осуществляют увлажнение почвы или досыпают немного сухой породы.

Видео: Канатно-ударное бурение

Самым простым и доступным способом создания скважин считается ударно-канатное бурение. Его особенность заключается в том, что операции можно производить без привлечения тяжелой спецтехники. Монтаж установки осуществляется самостоятельно в короткие сроки. Ударно канатный способ является самым популярным способом бурения, позволяющим вскрывать поверхностные водоносные пласты.

Данной технологией бурения пользовались еще в древности. Упоминания о ней можно встретить в трудах Конфуция. Сегодня для того, чтобы приступить к работе, необходимо располагать следующим набором приспособлений и инструментов:

забивной стакан,
трос,
штанга,
блок и лебедка,
каркас установки.

Основным элементом считается забивной стакан , представляющий собой отрезок стальной трубы, скошенный вовнутрь, имеющий прочную нижнюю режущую кромку. Сверху забивного стакана идет наковальня. По ней производит удары штанга. Опускание и подъем забивного стакана осуществляют с помощью лебедки. Порода, которая попадается в стакан, удерживается в нем за счет силы трения. Для того чтобы проникнуть в грунт максимально глубоко используют ударную штангу – ее бросают на наковальню. После заполнения стакана грунтом его поднимают наверх, после чего очищают. Операция повторяется до того момента, пока не будет достигнута необходимая глубина скважины.

Чаще всего забивные стаканы применяют на глинистых, мягких несыпучих почвах.

Бурение скважины на сыпучих грунтах производится с использованием желонки . Последняя представляет собой стальную трубу, на нижнем конце которой установлен задерживающий капан. После попадания желонки в почву, клапан открывается, и грунт попадает внутрь трубы. При подъеме конструкции происходит закрывание клапана. После извлечения на поверхность желонка очищается, и операция повторяется снова.

Для того чтобы предотвратить обсыпание скважины во время бурения применяют обсадные трубы. Их забиваются по мере углубления. Причем первый фрагмент обсадной трубы обязательно оборудуют расширительным башмаком конусной формы. Стоит отметить, что диаметр обсадных труб обязан превышать диаметр забивного стакана, для того чтобы ствол стакана мог беспрепятственно перемещаться внутри.

Для создания скважин на каменистых твердых грунтах используют долото . Под его ударами происходит измельчение твердой породы, которая в дальнейшем извлекается на поверхность с помощью желонки. При установке обсадных труб на таком грунте должен использоваться расширитель. Это позволит обеспечить конструкции необходимый диаметр.

При прохождении промежуточного водоносного пласта также применяют обсадные трубы. И забивка производится в слой грунта, рассоложенный ниже уровня водоносного пласта. Далее осуществляется откачка скопившейся жидкости и очищение дна скважины от смеси грунта и воды с помощью желонки. Если осуществляя ударно-канатное бурение скважины своими руками, вы используете забивной стакан, то перед тем как приступить к очистке дна, следует подсыпать грунт, для того чтобы получить более вязкую массу.

Во время проведения операций по бурению особое внимание следует уделить вертикальности скважины. Даже небольшое искривление может стать причиной того, что в источник перестанут опускаться обсадные трубы, и работа остановится. Рекомендуется работать забивным стаканом, длина которого составляет не менее 2-ух метров. Это облегчит задачу сохранения вертикальности скважины.

Видео инструкция - ударно конатное бурение своими руками

Особые требования предъявляются к прочности троса. От того, насколько он надежен, зависит, выдержит ли он нагрузку при заклинивании забивного стакана. Лучше всего использовать стальной трос, диаметром не менее 12 мм.

К неоспоримым преимуществам ударно-канатного способа бурения скважин можно отнести:

значительный срок службы скважины;
возможность создавать источники большого диаметра;
отсутствие риска попадания примесей в воду во время бурения;
возможность контролировать водоносность горизонта и уровня воды;
экономическую эффективность бурения в зимнее время года.

К недостаткам относят:

ограничение глубины пробивания скважин на сыпучих грунтах;
низкую скорость прохождения пород при бурении скважин на значительную глубину.

При проведении ударного бурения следует строго придерживаться правил безопасности.