Скважина ударно канатным способом своими руками чертежи

Ударно-канатное бурение своими руками: технология и способы

Способ ударно-канатного бурения предусматривает постепенное разрушение почвы посредством методичных ударов тяжелого орудия. Главным достоинством процесса являются простота и доступность. Для этого не нужно быть специалистом, поскольку при установке используют самые ходовые материалы. Несложная конструкция может быть обустроена и своими руками.

Бурильный инструмент

Все работы выполняют с помощью снаряда Шитца. Он включает в себя:

• вышку с ударной штангой;
• забивной стакан — отрезок трубы с приваренным к низу стальным режущим краем;
• желонку, оснащенную клапаном;
• долото;
• лебедку и блок.

Вышку для бурения устраивают в форме треножника, который изготавливают из брусьев или труб. Установку и сборку выполняют с помощью различных ключей, затяжных трещоток и отверток. Сверху конструкции размещают ворот для подъема, через который пропускают трос. Высота вышки должна превосходить длину рабочего органа. Ударную штангу делают из цельных стальных болванок. Отдельные детали соединяют с помощью фланцев либо болтов. В целях утяжеления орудия внутреннюю полость заливают бетоном.

Схема бурового снаряда Шитца

Основной бурильный инструмент — стакан — имеет заостренный к центру торец, благодаря чему в момент удара снаряд глубоко проникает в землю. Кроме этого, кромка трубы может быть оснащена острыми зубьями. С их помощью разрушают породу, сформированную из глинисто-песчаной смеси или влажной глины. В верхней части предмета находится наковальня — место удара штанги. Снаряд больших размеров сохраняет ровность забоя. Неслучайно стандартное орудие имеет длину не менее 2 метров.

Материалом для желонки служит фрагмент трубы диаметром 90 мм. Снизу она имеет клапан плоской формы, который открывается в момент соприкосновения с землей. Так почва попадает в снаряд. При подъеме конструкция закрывается под тяжестью измельченной массы.

Тросы изготавливают из стальных проволок. Наибольшую популярность имеют 6-прядные изделия с пеньковым сердечником, пропитанным битуминозными средствами. Толщину каната и его крепления выбирают, исходя из массы снаряда и штанги. При выборе инструмента учитывают его разрывное усилие и коэффициент безопасности.

Особенности бурения по различным грунтам

На мягких несыпучих участках используют стакан, поскольку такая почва хорошо закрепляется в его стенках. При ударе о землю острый край захватывает часть слоя, вслед за этим штанга бьет по наковальне и углубляет колодец. После нескольких пробивок полость снаряда заполняется, и его поднимают наверх.

Для выемки песков-плывунов предназначена желонка. Обязательной процедурой при наличии однородной сыпучей породы становится монтаж обсадной трубы. Ее же используют на грунтах с песчаными прослойками. Колонна углубляется в почву под тяжестью собственной массы, что позволяет увеличить срок эксплуатации шахты.

Установка обсадной трубы в скважину.

На водоносных и чистых песках используют желонки, утяжеленные короткой ударной штангой. Число соприкосновений с землей должно быть небольшим. Необходимо следить, чтобы ударное орудие не выходило более чем на 0,5 см из трубы, в ином случае она может перекоситься и заклинить в уклоне, что приведет к материальным издержкам.

Бурение каменистых пластов производят с помощью плоскостных долот либо орудий в форме двутавра. Для увеличения диаметра ствола, наряду с обсадной трубой, применяют специальный расширитель. Он сносит породу со стенок, тем самым расширяя пространство для прохода. Функцию транспортировки раздробленной земли выполняет желонка с плоским клапаном и низким башмаком.

При прохождении трещиноватых слоев, склонных к обвалам и оползням, операцию проводят с большой осмотрительностью. Такие участки обрабатывают округляющими и крестовыми долотами.

Обсаживание стенок скважин

Согласно технологии бурения канатным способом, для укрепления ствола шахты прибегают к установке труб для обсадки. Их диаметр должен быть больше, чем сечение забивного стакана. Тем самым упростится перемещение снаряда.

Колонны бывают муфтовые и с высаженными концами. В первом случае на обоих концах изделия присутствует резьба. Соединяют их с помощью муфт с внутренней резьбой. Этот вариант используется при необходимости установить трубу диаметром менее 50 мм.

Обсадные трубы с высаженными концами оборудованы расширительным конусным башмаком. По высадке нарезается внутренняя резьба, на противоположном крае — наружная того же размера. Это дает возможность состыковать элементы без применения муфтового сцепления.

Изготавливают их из чугуна, асбоцемента и пластика. При работе с ними используют хомуты, забивные головки, башмаки, забивной снаряд. Устанавливают колонны при углублении шурфа на 4 м.

Скважина на участке

Перед проведением буровых работ необходимо выполнить ряд процедур:

• прояснить вопрос наличия или отсутствия водоносных горизонтов;
• ознакомиться с характеристиками грунтового пласта;
• проверить комплектность бурового инструмента по видам;
• предусмотреть необходимость использования лебедки для работы с ударником и тельфера для подъема обсадных труб;
• подобрать желательную конструкцию и направленность скважины, а в связи с этим — необходимое количество колонн для обсадки.

Порядок выполнения работ

По инструкции началу бурения предшествует обустройство шурфа для защиты забоя от обвалов. Длина отверстия может составлять 5 м, а ширина — 1,5 м. Глубину рассчитывают в пределах 1,5 — 2 м. Стенки траншеи укрепляют дощатыми щитами.

Затем устанавливают вышку. В случае ручного обустройства скважины производят контроль его вертикальности. Малейшее искривление траектории инструмента приведет к невозможности монтажа обсадной трубы и дальнейшего использования водозаборной конструкции.

После установки первой секции колонны выполняют резкий сброс стакана с высоты 1,5 м. По заглублению на 0,5 см ударник вытягивают наружу и повторяют процесс до достижения водоносного слоя. По мере необходимости забивной снаряд меняют на долото или желонку, увлажняют забой или досыпают сухую почву. Применять такой метод бурения можно как в одиночку, так и бригадой.

Недостатки и преимущества процесса

Этот способ имеет большое число достоинств:

1. Водоносная порода вскрывается качественно, без повреждения пористой структуры, что продлевает срок службы скважины до 80 лет.
2. Применение системы возможно без использования спецтехники, что позволяет пробурить скважину необходимой глубины в труднодоступных местах и при ограниченном бюджете.
3. Отсутствует необходимость использования глины и промывочных жидкостей — воды или специального раствора.
4. При создании колодца можно производить бурения в валунно-галечниковых отложениях, в многолетнемерзлых породах, а также грунтах, легко впитывающих влагу.
5. Методика выполнения работ препятствует загрязнению водоносного пласта.
6. Процесс предусматривает использование инструментов большого сечения — 500 мм и выше.
7. Скважину осваивают сразу же после ее обустройства.
8. С помощью установки проводят разведочные работы. Выемка породы осуществляется по всему жерлу ствола.

Среди недостатков выделяют низкие темпы работ. Возможности метода не подходят для обустройства глубинных скважин. Такую конструкцию не используют на некоторых видах песчаных почв. К минусам процесса можно также отнести допустимость только вертикального бурения.

Источник

Качественная скважина своими руками ударно канатным способом

Существует множество способов добраться до близлежащих водных пластов, но среди них лидирующий — ударно канатный способ, причем осуществляется он без помощи какой-либо спецтехники. Данный вариант самый древний из существующих, но по сей день пользуется заслуженной популярностью.

Рисунок 1. Схема ударно-канатного бурения.

Основные понятия

Подобный вариант можно осуществить своими руками даже без помощников, т.

к. они требуются лишь для ускорения процесса. Такое бурение скважин на воду считается самым дешевым и быстрым из всех ручных.

Перед работой стоит учесть, что придется немало вложить в трубы, т. к. при бурении они деформируются, из-за чего приходится излишки срезать.

Существует 2 основных варианта установки для бурения, причем сложный (рис.

1) применяется крайне редко. Чаще применяют простое устройство (рис. 2).

Конструкция состоит из следующих деталей:

Рисунок 2. Схема приспособления для ручного бурения.Забивной стакан.Данный элемент является основным, а внешне представляет собой стальную трубу со скошенным к центру окончанием. Окончание тщательно затачивается, чтобы добиться максимального проникновения в породу.Наковальня.

Используется для усиления эффекта, но иногда при ручной сборке отсутствует.Штанга — бьет по наковальне.Лебедка — важнейший рабочий элемент, который должен быть минимум в 2 раза длиннее предполагаемой глубины проведения работы.Оптимально использовать стальной трос в 12 мм или толще.Тренога — опорный элемент конструкции высотой в 3-4 м. Собирается на месте из любого удобного материала вплоть до швеллера.Колесо — подвесной блок через который перекидывается лебедка. Имеет верхний порог, чтобы лебедка не выпрыгнула на ходу.Катушка — используется для комфортной работы, но при желании можно обойтись без нее.Для начала нужно изготовить треногу.

Оптимальная высота для нее — 4 м, поэтому для работы потребуется:труба толстостенная диаметром в 30 мм: 3 шт. по 4,5 м и 3 шт. по 3 м;блок подвесной;прут армирующий 10 мм;трос стальной;катушка;сварочный аппарат;болгарка;рулетка.Схема строения бурового снаряда.Сначала формируется треугольник из коротких отрезов, после чего из углов выводятся 3 луча к центру, которые свариваются на всех стыках.

Из арматуры выгибается еще 1 треугольник, а в его нижней части фиксируется подвижный блок, после чего арматура приваривается к месту своей дислокации ровно под сводом.В нижней части монтируется катушка, причем ее монтаж нужно осуществить максимально надежно, т. к. бурение скважин на воду подобным образом подразумевает резкие перепады давления на металл, из-за чего сварной шов будет испытывать немалое напряжение.

К катушке фиксируется трос, а потом перебрасывается через блок. Основная конструкция для работы готова, но нужно изготовить и рабочую часть.Основная труба подвешивается на трос и максимально надежно фиксируется. Если зафиксировать слабо, то есть вероятность при осложнениях в подъеме потерять ее.На конец трубы крепится забивной стакан (рис.

3), в последний раз проверяется долото (нижняя часть, которая принимает на себя всю ударную нагрузку). Долото можно приобрести профессиональное или просто заострить напильником конец трубы, что будет не так эффективно, но гораздо экономичнее.Рабочий процесс бурения ударно канатным способом достаточно прост и проходит всегда одинаково:Выкапывается небольшое углубления в земле (0,5 м достаточно).Канат натягивается до предела, чтобы труба дошла до блока, после чего ее нужно отпустить. На данном этапе труба входит в породу, попутно зачерпывая ее внутрь стакана.Труба поднимается до предела.

Такая процедура повторяется 3-5 раз, пока стакан не заполнится.Труба извлекается из земли и отводится в сторону, после чего при помощи молотка несильными ударами обивается, чтобы извлечь грунт.На этом же этапе проверяется состояние долота.После захода на определенную глубину нужно воспользоваться обсадной трубой, чтобы избежать обсыпания грунта. Обсадная труба превышает рабочую минимум на 5 см в диаметре, чтобы при работе они не контактировали. Каждый последующий сегмент наваривается поверх предыдущего.

Дополнительные аспекты

Схема бурения скважин на воду всегда однотипная, но нужно учитывать некоторые тонкости:

Ручным буром нельзя пробить толстую скалу напрямую, но можно насверлить в ней множество отверстий, после чего выдолбить излишки. Такой ход используется в тех случаях, когда идет бурение скважин на воду в известняковом слое.Иногда подобный метод встречает неслабое сопротивление, которое пробить традиционным путем очень проблематично, поэтому придется приобрести специальное долото.

Принцип его строения достаточно прост и эффективен, поэтому даже самая твердая порода крошится под его воздействием. Подобная буровая деятельность обычно кратковременная.Бурение скважин на воду через песок подобным способом также возможно, но потребуется дополнительное забрало, которое будет приподниматься при вхождении в породу, а при подъеме опускаться самостоятельно. На глубине песок находится в сбитом состоянии, поэтому быстрому продвижению ничто не повредит.

Зафиксировать результат нужно будет сразу же, т. к. стенки склонны к обрушению.

Подобная скважина прослужит достаточно долго, вне зависимости от уровня залегания, но стоит учитывать, что близкая к поверхности вода имеет особенность неожиданно пересыхать, тогда как глубокие пласты в большем или меньшем количестве есть всегда.

Не стоит жалеть время и деньги на бурение скважин на воду, т.к. от этого зависит комфортная жизнь.

Если вы решили пробурить на участке скважину на воду собственными силами, то канатная методика бурения – именно то, что вам требуется. Этот простой способ может применяться на разных типах грунтов.

Для выполнения работы вам не понадобится привлекать специальную строительную технику. Относительно компактную и несложную установку для бурения по этой технологии можно соорудить своими руками. Благодаря подробной видео инструкции в конце статьи вам будет проще разобраться в процессе и выполнить его самостоятельно.

Особенности технологии

Данная технология позволяет выполнить гидротехническое сооружение с высоким дебетом

Ударно-канатный метод выполнения проходок заключается в постепенном разрушении породы посредством её дробления. Для разрушения грунта используется долото, а для очистки забоя применяют специальные желонки.

Данная технология позволяет выполнить гидротехническое сооружение с высоким дебетом.

При этом гарантируется продолжительный срок службы скважины (он может превышать 80 лет). Самое главное достоинство канатного бурения – это простота и доступность. Именно поэтому таким способом проще всего самостоятельно сделать скважину на воду.

Достоинства и недостатки

Ударно-канатное бурение помогает качественно вскрыть водоносный горизонт и произвести его дальнейшее опробование

Среди достоинств данного метода стоит перечислить следующее:

Ударно-канатное бурение помогает качественно вскрыть водоносный горизонт и произвести его дальнейшее опробование.При бурении таким способом не нужно снабжать буровую установку промывочным раствором или водой.Бурение можно проводить даже в породах, впитывающих промывочные жидкости.К освоению скважины можно приступить сразу после проведения бурильных работ.Данная технология позволяет избежать засорения водоносного горизонта.Ударно-канатное бурение может проводиться со значительными начальными диаметрами скважины (50 см и больше).Такой способ бурения позволяет брать раздельные пробы грунта в процессе выполнения работ.Возможность бурения проходки своими руками.

Однако такая технология имеет свои недостатки:

Главный минус – невысокая скорость выполнения работ.Выполнить скважину на воду в некоторых разновидностях песчаных грунтов не получится.Этот метод не подходит для выполнения скважин значительной глубины.Канатно-ударным способом можно выполнять только вертикальное бурение.

Оборудование и инструменты

В качестве бурильного снаряда может выступать желонка, забивной стакан или долото. Выбор снаряда зависит от особенностей грунта

Чтобы выполнить скважину на воду по такой технологии своими руками, вам понадобится специальное оборудование, состоящее из следующих составных частей:

В качестве бурильного снаряда может выступать желонка, забивной стакан или долото. Выбор снаряда зависит от особенностей грунта.Штанга ударная.Для подвески бурильного снаряда понадобится прочный канат или трос.Канат будет крепиться к вышке, оборудованной блоком с лебёдкой.

Главным инструментом установки считается забивной стакан. Он напоминает кусок трубы с приваренной снизу режущей кромкой. Эта кромка делается из высокопрочной стали и имеет скос к центральной оси приспособления.

Благодаря ей снаряд может глубоко проникать в породу в момент удара. В верхней части бурильного снаряда расположена наковальня. Это место удара штанги.

Внимание: метод канатного бурения требует возведения вышки, которую удобно выполнить в виде треножника.

Треножник можно соорудить из труб или деревянных балок.

Вышку стоит делать такой высоты, чтобы она превосходила длину снаряда для бурения. Это позволит поднимать его над уровнем земли на нужную высоту. В верхней части вышки устанавливается блок, через который пропускается трос или канат.

Совет: самое простое приспособление для поднимания снаряда, которое можно выполнить своими руками, – это обычный ворот, наподобие колодезного.

Бурение в мягких несыпучих грунтах

Чтобы выполнить скважину на воду ударно-канатным способом в несыпучих мягких грунтах, нужно использовать забивной стакан

Чтобы выполнить скважину на воду ударно-канатным способом в несыпучих мягких грунтах, нужно использовать забивной стакан.

Такая порода хорошо прилипает и закрепляется в стенках снаряда. Что касается песчаных грунтов, то сыпучие частицы песка не смогут удержаться в полости стакана. В этом случае используют другие бурильные снаряды.

Метод бурения с использованием забивного стакана выполняется в таком порядке:

При помощи лебёдки бурильный снаряд приподнимается над забоем и резко опускается вниз.В момент удара об породу кромка стакана захватывает часть грунта.Для дальнейшего углубления снаряда в породу используется ударная штанга.

Она бьёт по наковальне на стакане и способствует углублению снаряда.После нескольких ударов полость снаряда будет полностью заполнена породой. Стакан поднимают на поверхность. Благодаря силе трения мягкий несыпучий грунт хорошо задерживается в полости бурильного снаряда.После очищения стакана от грунта продолжают дальнейшие бурильные работы.

Бурение в сыпучих породах

Ударно-канатным способом можно сделать скважину на воду в песчаных грунтах. Однако стакан для этих целей не подойдёт, поскольку сыпучая порода не будет задерживаться в нём. Для этих целей используют желонку

Ударно-канатным способом можно сделать скважину на воду в песчаных грунтах. Однако стакан для этих целей не подойдёт, поскольку сыпучая порода не будет задерживаться в нём. Для этих целей используют желонку.

Метод с использованием желонки заключается в следующем:

Внизу желонки расположен специальный клапан, открывающийся в момент удара снаряда о породу. Благодаря этому грунт попадает внутрь.Когда снаряд поднимают на поверхность, клапан сам собой закрывается под тяжестью находящейся внутри породы. В итоге сыпучий грунт не может высыпаться из желонки.После подъёма на поверхность снаряд освобождается от породы, и бурение продолжают дальше.

Если канатная технология бурения своими руками выполняется на однородном сыпучем грунте или в местах, где есть прослойки такой породы, то возникает большой риск засыпания забоя. В этом случае стоит придерживаться следующих рекомендаций:

По мере углубления забоя стенки скважины необходимо укреплять при помощи обсадных труб.На первой трубе обязательно выполняется конусный расширительный башмак.В процессе углубления скважины обсадные трубы под собственной тяжестью или вследствие несильных ударов опускаются глубже в забой.Обсадные трубы выбирают так, чтобы их диаметр был чуть больше, чем диаметр бурильного снаряда. Это позволит трубе срезать лишнюю породу со стенок проходки в момент опускания.

Бурение в твёрдой породе

Ударно-канатным способом можно выполнить гидротехническое сооружение на воду даже в твёрдой породе. В этом случае в качестве бурильного снаряда используется долото

Ударно-канатным способом можно выполнить гидротехническое сооружение на воду даже в твёрдой породе. В этом случае в качестве бурильного снаряда используется долото. Если бурение будет проводиться своими руками, придерживаются следующей последовательности действий:

В момент удара долота о твердую породу происходит её раскалывание и дробление.Для подъёма со дна забоя измельчённой породы используют желонку.

Внимание: поскольку работа ведётся в твёрдой породе, обсадная колонна не может срезать грунт со стенок проходки. Для этих целей используют специальный расширитель. Он имеет резцы, которые могут двигаться.

Чтобы опустить расширитель на дно забоя, его резцы нужно сложить.

В итоге приспособление свободно пройдёт через обсадную трубу.Когда расширитель выходит за пределы обсадной трубы в забой, его резцы сами раскладываются благодаря наличию специальной пружины. В итоге они могут срезать грунт со стенок скважины, расширяя сечение для прохода обсадной колонны.В процессе выполнения бурения могут попадаться водные линзы. Если они попадут в забой, то сильно помешают работам, поэтому очень важно устанавливать обсадные колонны даже при работе на твёрдых грунтах.Для перекрывания водоносной линзы необходимо, чтобы нижняя часть обсадной трубы упиралась в твёрдый пласт, находящийся под линзой.

Затем прибегают к откачиванию жидкости. После этого из забоя извлекаются частицы породы. Для этого используют желонку.

Важные нюансы

Бурильный снаряд значительной длины способствует сохранению ровности забоя. Именно поэтому рекомендуется использовать снаряды длиной не менее двух метров

При выполнении скважины на воду ударно-канатным способом стоит придерживаться следующих правил:

Перед началом буровых работ производится откапывание шурфа.

Он должен быть длиной 5 м и шириной 1,5 м. Глубина шурфа может доходить до 2 м. Его устройство нужно для защиты забоя от обвала верхнего сыпучего пласта земли.

Стенки траншеи нужно укрепить при помощи дощатых щитов. После этого можно приступать к установке вышки.При ручном выполнении забоя обязательно выполняется контроль его вертикальности. В противном случае искривление может привести к тому, что обсадную колонну будет очень сложно или невозможно установить.

Стоит знать: бурильный снаряд значительной длины способствует сохранению ровности забоя. Именно поэтому рекомендуется использовать снаряды длиной не менее двух метров.

Канатный способ бурения подразумевает использование тросов с большим запасом прочности.

Он должен быть в состоянии выдержать вес самого снаряда и штанги. Помимо этого в момент подъёма он подвергается сильным нагрузкам на разрыв под тяжестью породы.В ходе такого бурения может возникнуть ситуация, когда снаряд будет заклинен в забое из-за попадания твёрдой породы. Поэтому толщина троса должна быть не менее 1 см.

Видео о том, как выполнить забой самостоятельно:

Источник