Оборудование для ударно канатного способа бурения

Ударно-канатный способ бурения скважин

Ударно канатное бурение — это метод бурения, при котором разрушение породы происходит многократно повторяющимися ударами.

Закрепленный тросом к лебедке буровой инструмент под силой свободного падения разрушает породу.

Технология ударно-канатного бурения скважин известна с 1100 года до нашей эры и успешно применяется на протяжении всей истории в Китае, Европе, Америке и в других странах. Вплоть до середины 40-х годов ударно-канатное бурение являлось основным способом бурения скважин на воду. Позже от него начали отказываться в пользу более современного и технологического вращательного метода бурения.

В Китае известны скважины глубиной более 1200 метров, при их бурении применялись инструменты из бамбука и ручной труд. Сегодня применяемый для бурения инструмент можно дешево изготовить своими руками из местного металолома.

Суть метода

В зависимости от сложности грунта используется различный инструмент. Для разрушения твердых пород, валунно-галечниковых отложений используется тяжелое долото, затем разрушеная порода транспортируется на поверхность с применением желонки или забивного стакана. Забивной стакан можно использовать и без предварительного разрушения породы, при подходящих условиях.

Чтобы не допустить обрушение стенок в процессе бурения, при необходимости, скважина обсаживается обсадной трубой.

Используемый инструмент

Долото

Используется для разрушения породы.

Наиболее распространенное и простое в сборке крестовое долото. Корпус изготавливается из тяжелой твердой стали, которую можно найти на свалке. Штанга может быть изготовлен из автомобильной оси, а зубья — из листовых рессор легкового или грузового автомобиля.

Желонка

Используется для транспортировки жидкости из скважины, песка и буровой грязи. Применяется в несвязных грунтах и плывунах, а также для очистки скважины. Представляет собой обсадную / колонковую трубу в нижней части с резьбой, куда накручивается сменный башмак с клапаном. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.

Изготовление желонки своими руками

Можно изготовить желонку своими руками следуя иллюстрациям:

Стакан забивной

Используется для бурения с отбором образцов столбиков керна. Представляет собой трубу со сменным режущим башмаком в нижней части, башмак с клапаном или без. На боковой поверхности выполняется прорезь для описания образцов нетронутого керна. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.

Ударная штанга

Используется для увеличения силы удара и сохранения прямолинейности скважины. Обычно имеет следующие размеры — Длина: 2000, 4000, 6000 мм, диаметр от 110 до 220 мм, масса конструкции 180-1300 кг.

Преимущества и недостатки ударно-канатного бурения

В сравнении с другими способоми удрано-канатное бурение имеет ряд преимуществ и недостатков.

Источник

Технология ударно-канатного бурения своими руками

Бурение скважин активно используется для создания точки водозабора на территории частных домов, предприятий и других мест, где нет центрального водоснабжения. Но даже при таком оборудовании скважины основная задача состоит в том, чтобы сделать качественный источник получения воды и, при этом не переплатить.

Как вариант, для обустройства подойдет ударно-канатное бурение, которое может быть выполнено своими руками. Подробная технология представляет собой падение груза в виде полой трубы с большой высоты, что предполагает удар о грунт, с его последующим разрушением.

Подобная технология используется давно, что известно со времен древнего Китая. Сегодня же она претерпела изменение в лучшую сторону и заслужила к себе особое внимание.

Особенности применяемого оборудования

Говоря об особенностях ударно канатного способа бурения скважин, стоит выделить три основных вида инструмента, которые используются для ударного бурения:

1. Стакан. Ударный инструмент может быть изготовлен своими руками. Он представляет собой трубу, внутри которой находится полость. Заранее, под диаметр ствола скважины определяется диаметр стакана, что в последующем позволит произвести монтаж оборудования. Что касается самой трубы, то окончанием отрезка металла является заостренная часть, либо здесь нарезают зубья, похожие чем-то на пилу. В результате при падении с высоты, порода разрушается и заполняет внутреннюю полость трубы. Применение стакана особенно актуально для глинистой почвы.
2. Желонка. Этот ударный вариант инструмента чем-то похож на предыдущий. Единственное отличие здесь заключается в наличии обратного клапана, который пропускает грунт при ударе во внутреннюю часть трубы, но не выпускает его обратно. Соответственно, при наполнении, желонка поднимается на поверхность и из нее удаляют отработанный материал. С диаметром желонки, как и с диаметром стакана, тоже определяются заранее.
3. Долото. Такой вариант УКБ (буровая установка канатного бурения) используется для разрушения плотной породы грунта, в основном скалистой и каменистой основы.

Плюсы, минусы и методики

Главным аргументом того, что технология ударно-канатного бурения должна быть использована в вопросах обустройства является то, что в момент удара стенки скважины уплотняются. Это делает само сооружение более прочным, что исключает обрушение грунта при эксплуатации. К другим преимуществам, можно отнести низкую стоимость процесса.

Можно соорудить подобную установку своими руками, и, в качестве подъемного ударного механизма использовать лебедку. Трубу и прочие режущие элементы тоже можно сконструировать самостоятельно.

Что касается недостатков, то и они тоже имеют место быть. Заключаются они в следующем:

• Огромное количество затрат сил и труда. Если при обустройстве скважины с использованием спецтехники вы не тратите ничего кроме денег, то здесь вам придется потрудиться. Сама труба, да еще и наполненная отработанным материалом, довольно тяжелая. Процесс обустройства и подготовки, непосредственная установка, бурение занимают много времени, что требует использования большого количества рабочей силы. Поэтому если и применяются подобное технологии, то для обустройства скважин на глубину не более 10 м.
• Возможность работы не с любым типом грунта. В основном для обустройства скважин подойдет рыхлый, сыпучий грунт, в том числе песок, глина и суглинок. В то же время, если порода твердая, то проще всего применить другой способ ударного бурения.
• Необходимость большого объема свободного пространства. Это касается как и самодельных установок, так и использования тяжелой техники. Применение тяжелой техники нанесет земельному участку довольно большой урон, поскольку своими колесами они просто взрыхлят землю, что скажется на ландшафтном дизайне.

Ударно канатное бурение с последующей установкой обсадной трубы наиболее практичный метод, поскольку, таким образом, защищают от обрушения ствола скважины.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

Ударно канатное бурение скважин своими руками не такая уж и редкость на сегодняшний день. Но, на момент начала работы важно определиться с типом грунта, по которому будет происходить ударное бурение.

От этого зависит выбор оборудования, а также интенсивность работы, способ использования инструмента, количество привлекаемой рабочей силы. Чтобы понять, как именно порода земли влияет на работу, давайте разберем основные, возможные варианты работы по тому или иному грунту.

Мягкая не сыпучая почва

Мягкий не сыпучий грунт отличается хорошей липкостью к металлу, что позволяет быстро выбирать отработанную породу из скважины. Основной момент работы приходится на удар стакана о землю, благодаря чему отработанный материал набивается во внутреннюю полость.

Далее, по стакану ударяет специальная, тяжелая штанга, которая и углубляет стакан в землю. Углубление происходит до того момента, пока внутренняя полость стакана не наполнится. После этого его поднимают, очищают и вновь приступают к работе. Именно поэтому к сыпучему мягкому грунту рекомендован стакан в качестве устройства ударно-канатного бурения.

Сыпучая почва

В случае с ударно-канатным бурением сыпучего грунта, мы не можем использовать забивной стакан. Это связано с тем, что сыпучая отработанная порода попросту будет высыпаться из внутренней полости. Для такой работы потребуется желонка, внутри которой располагается обратный клапан.

Благодаря этому, во время соприкосновения с поверхностью грунта, клапан открывается, в него набивается сыпучий грунт, после чего стакан поднимается и клапан защелкивается. Это не позволит отработанной породе высыпаться наружу.

В случае, когда ударно-канатное бурение происходит своими руками и работа ведется в песчаном грунте, есть большая вероятность обрушения колодца скважины. В таком случае, важно своевременно произвести монтаж обсадных труб по всей глубине скважины.

Выбирая диаметр бурильного снаряда, заранее продумывают диаметр будущей трубы. Обсадная часть должна быть чуть больше, по диаметру забивного снаряда.

Это позволит разместить трубу так, чтобы она зашла плотно, немного срезав лишнюю породу со стен скважины.

Каменистая порода

Когда речь идет о разработке твердой почвы, применяя ударно-канатный способ бурения, используют долото.

Так выглядит долото для ударно-канатного бурения:

Но, нужно учитывать, что в работе идет совокупность двух разных инструментов. То есть, долото бросают о землю и раскалывают основу, таким образом, чтобы потом выбрать разрушенную породу, используя желонку. Во время такого ударного бурения важно устанавливать обсадную колонну, поскольку в работе есть вероятность столкнуться с водными линзами. Это может существенно навредить ударному процессу.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Чтобы эффективно, быстро и правильно выполнять ударное бурение, установку нужно подготовить, а именно, снабдить основными деталями.

Обсадная труба

Она может быть из пластика, асбеста или металла. Стыки сваривают между собой или соединяют муфтами. Рекомендованная глубина начала установки обсадной трубы соответствует величине 4 и более метра. Нередко применяются трубы с высаженными окончаниями, что достигается путем уширения горчим способом.

Ударная штанга

В качестве ударного элемента используют тяжелые металлические предметы. Их сваривают между собой, а в их полость заливают бетон. Использовать резьбу запрещено, поскольку при ударе она выйдет из строя. Длина троса должна быть заранее рассчитана.

Желонка

Конструктив желонки заключается в трубе, диаметром не менее 90 мм. В ее полость, для утяжеления заливают бетон.

Применение желонки для ударно-канатного бурения скважины:

Канатный замок

Основой этого приспособления служит корпус из металла, две опорные шайбы, втулка. Этот элемент служит в качестве аварийной защиты, поскольку за него можно будет поднять ударный бур в случае критической ситуации.

Технология проведения бурильных работ

Инструкция по установке бурильного оборудования включает в себя множество основных и промежуточных этапов. Все начинается с подготовки рабочего места. На данном этапе шурфят основу, углубляясь примерно на 2 м.

Только после этого, закрепив шов при помощи досок, производят установку ударной бурильной вышки.

Вышка должна идеально ровно располагаться относительно уровня горизонта, поскольку даже малейшее искривление приведет к выходу снаряда из строя, а также к невозможности установки обсадной части, с последующей эксплуатацией скважины.

В качестве разрушающего элемента используют самодельный стакан из куска трубы, который утяжеляют, затем бросают с высоты 1,5-2 метра. По стакану бьют, используя тяжелый груз, что позволяет ему врезаться в землю под силой удара. Если есть такая необходимость, то стакан можно заменить на желонку, либо долото, что будет напрямую зависеть от разрушаемой породы. Когда водоносный горизонт найден, производят промывку скважины, после чего используют воду по назначению.

Как на практике происходит бурение скважины ударно-канатным методом:

Источник

Скважина ударно-канатным методом своими руками: несложная и

Ударно канатный метод бурения скважин есть наиболее несложным. Наряду с этим он осуществим практически на всех типах грунтов. Работы возможно создавать без применения тяжелой спецтехники, при помощи относительно компактной установки.

Практически все ее элементы возможно изготовить своими силами.

Особенности способа

Исходя из вышеизложенного, данная технология бурения есть хорошим вариантом для независимого обустройства водяной скважины на вашем участке, цена которого мала.

Устройство бурильной установки

Оборудование для ударного типа работ планирует из таких элементов.

1. Бурильный боеприпас. В зависимости от изюминок грунта, это возможно забивной стакан, желонка либо долото.
2. Ударная штанга.
3. Канат или трос.
4. Башня с блоком и лебедкой.

Забивные чашки являются основной инструмент установки.

1. Это отрезок трубы, в ее низу приваривается режущая кромка («клыки» либо зубцы) из очень прочного металла, имеющая скос вовнутрь боеприпаса.
2. Кромка дает боеприпасу возможность глубже входить в грунтовый пласт при ударении.
3. На верху забивного стакана формируется наковальня. По ней ударяет штанга.

Технология ударно канатного бурения скважин требует сооружения башни.

Хороший вариант – сделать ее в виде треножника.

1. Его возможно сварить из труб. В случае если у вас нет сварочного агрегата, трубы возможно заменить брусьями из древесины.
2. В высоту башня должна быть дольше бурильного боеприпаса. Так его возможно будет поднимать всецело над уровнем земли.
3. Вверху треножника монтируется блок. Через него пропускается канат либо трос.
4. Самое простое приспособление для подъема боеприпаса при помощи троса – это ворот, аналогичный колодезному.

Использование конструкции с забивным стаканом

Бурение скважин ударно-канатным методом осуществляется так.

1. Лебедкой забивной боеприпас поднимается над забоем, после этого он резко отпускается.
2. Стакан ударяется о грунтовый пласт и часть его захватывает.
3. Благодаря силе трения, почва удерживается при подъеме в полости контейнера.
4. Чтоб боеприпас прошел глубже, используется ударная штанга. Для этого ее нужно поднять и отпустить. Наряду с этим она ударяет по наковальне бурильного боеприпаса.
5. В то время, когда будут произведены пара ударов, заполненный контейнер поднимается и очищается от содержимого.
6. Потом бурильные работы возобновляются.

Обратите внимание! Ударно-канатное бурение скважин своими руками при помощи забивных чашек возможно осуществлять только при работах на относительно мягких и не сыпучих грунтах. Частички песка практически не взаимосвязаны. Исходя из этого сила трения не имеет возможности их удержать в полости забивного стакана. Для обустройства водоснабжающих объектов на жёстких и песчаных почвах используются другие бурильные боеприпасы.

Применение технологии на сыпучих почвах

Для работ на песчаных почвах используются желонки.

1. Внизу таковой боеприпас имеет клапан. Он раскрывается, в то время, когда контейнер ударяется о породу, тем самым позволяет части ее попасть вовнутрь.
2. При подъеме желонки, под давлением захваченной почвы, клапан прикрывается, что не дает содержимому просыпаться.
3. На поверхности контейнер освобождается, потом бурение длится.

В то время, когда ударное бурение скважин своими руками осуществляется на однородном сыпучем грунте или с пластами такового, то он начинает засыпать забой.

1. Чтоб избежать этого, нужно в ходе работ ствол скважины усиливать обсадными трубами.
2. На первой трубе необходимо сделать расширительный (конусный) башмак.
3. В ходе повышения длины забоя, отрезки защиты под действием собственной массы или благодаря аккуратным ударам, опускаются сверху вниз.
4. Сечение обсадной трубы должно быть чуть громадным диаметра бурильного боеприпаса. Так он будет в стволе двигаться вольно. Иными словами – диаметр самого забоя будет меньшим, чем сечение труб, исходя из этого часть почвы с его стенок будет ими срезаться.

Вариант с жёстким грунтом

Для работ на жёстких или каменистых почвах инструкция предписывает использовать буровое долото.

1. Его замечательные удары раскалывают и дробят жёсткий грунт.
2. Полученные маленькие частички поднимаются со дна забоя желонкой.

Обратите внимание! При работе на жёстких почвах обсадные трубы не смогут срезать породу со стенок забоя. Исходя из этого совместно с ними необходимо дополнительно использовать расширитель. Такое приспособление имеет подвижные резцы.

1. Дабы расширитель спустить на дно скважинного ствола, резаки его складываются, так, чтоб устройство помещалось в обсадных трубах.
2. В то время, когда оно оказывается ниже конца колонны, пружина приводит резаки в рабочее состояние. Они срезают грунт со стенок ствола, увеличивая его сечение.
3. Дабы без неприятностей пройти в ходе бурения промежуточные водоносные линзы и на жёстких типах грунтов необходимо устанавливать обсадные колонны. В другом случае грунтовые воды зальют забой и начнут мешать работам.
4. Чтоб водоносную линзу перекрыть, нужно, дабы нижний край колонны упирался о грунтовый пласт, расположенный ниже воды. Потом жидкость откачивается. После этого из забоя при помощи желонки убираются частички породы.

Ответственные моменты

1. Перед бурением скважины сперва необходимо выкопать шурф, имеющий размеры сторон 1.5?5 метра. Глубина его может составлять до двух метров. Эта яма нужна для того, чтоб в забой не обваливался сыпучий поверхностный слой грунта. Стены шурфа укрепляются щитами из досок. Потом над местом работ монтируется башня.
2. В то время, когда осуществляется ручное либо пневмоударное бурение скважин, в обязательном порядке нужно контролировать ровность забоя. Его искривление приведёт к затруднению установки обсадной колонны либо ее монтаж станет вовсе неосуществимым.

Обратите внимание! Чем бурильный боеприпас дольше, тем несложнее сохранять ровность ствола скважины. Исходя из этого его оптимальная протяженность обязана составлять приблизительно два метра.

1. Трос, используемый при обрисовываемом способе бурения скважины, должен иметь громадный запас прочности. Он должен выдерживать массу бурильного боеприпаса и ударной штанги. Также, трос должен держать сильные нагрузки на разрыв при поднятии стакана либо долота, забитого в породу.
2. Кроме всего другого, при ударном методе буровых работ появляется возможность того, что боеприпас заклинит в забое, в итоге попадания жёсткого грунта меж ним и стенкой обсадной колонны. Исходя из этого, сечение троса должен составлять не меньше 1 сантиметра.

Вывод

При применении ударно-канатного типа бурильных работ нет необходимости использовать сложное и дорогое оборудование, и особую технику. С работой при жажде сможет совладать любой обладатель участка, имеющий умелые руки, вместе с одним-двумя ассистентами. Посмотрите видео в данной статье, в нем вы отыщете еще большое количество нужного по данной теме.

Источник