Ударно канатный способ бурения технология

Как выполняется ударно-канатное бурение скважин?

Наиболее доступный и простой способ бурения скважины является так называемое ударно-канатное бурение. Основная его особенность – это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники. В этом случае также можно в самые короткие сроки осуществлять монтаж буровой установки.

Применение технологии ударно-канатного бурения

Ударно-канатный способ – это самый простой и наиболее распространенный способ бурения, который дает уникальную возможность осуществлять вскрытие поверхностных водоносных пластов. Интересно, что требуемое оборудование можно сделать даже своими руками.

1 Назначение и краткое описание технологии

Интересно, что этот способ бурения использовался еще в древние времена. Первые упоминания о ней с легкостью можно найти даже в трудах самого Конфуция. Но сегодня, чтобы начать работать, нужно иметь немного различных приспособлений. В этом случае вам понадобится такой инструмент:

Данная технология предполагает, что основной инструмент – это забивной стакан, который представляет собой своеобразный отрезок трубы, сделанной из стали. Она скошена вовнутрь и имеет снизу режущую кромку, которая отличается очень высокими показателями прочности. У забивного стакана сверху есть так называемая наковальня, по которой штангой производятся удары.

Лебедка выполняет функцию опускания и подъема забивного стакана. Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в грунт, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

Такой процесс повторяется до тех пор, пока скважина будет иметь необходимую глубину. Как можно понять, данная технология не сложная, поэтому буровая установка своими руками – это реальная возможность сэкономить достаточно много денежных средств.
к меню ↑

1.1 Плюсы и минусы

Естественно, что ударно канатное бурение скважин имеет ряд как положительных, так и отрицательных сторон, поэтому постараемся в них разобраться.

Этот метод бурения имеет такие достоинства:

1. Во время бурения можно взять раздельные образцы (пробы) из водоносного слоя грунта.
2. Возможность осуществления бурильных скважинных работ во время больших начальных диаметров, которые могут достигать 500-та миллиметров и более.
3. Можно создавать скважины в самые короткие сроки, то есть сразу после того, как завершатся бурильные работы.
4. Водоносные горизонты благодаря использованию на практике этой техники, не засоряются, сохраняют такой же вид, как и до того, когда начинает использоваться буровая установка.
5. Возможность успешного проведения бурильных работ в так называемых галечниково-валунных прослойках. Кроме того в породах, которые легко впитывают различные промывочные жидкости.
6. Не нужно обеспечивать установку водой и раствором из глины, поэтому инструмент не так сильно засоряется.
7. Гарантия того, что будет произведено качественное и быстрое вскрытие с дальнейшим опробованием водоносного пласта.

Как видно, эта технология имеет много больших плюсов, поэтому стоит задуматься над тем, как сделанная своими руками буровая установка сослужит вам хорошую службу.

Теперь можно перейти к немногочисленным минусам, которые имеет этот способ бурения:

Мобильная буровая установка УАЗ УКБ-60

1. Осуществление исключительно вертикального бурения.
2. Во время создания глубоких скважин могут возникнуть определенные проблемы.
3. В некоторых грунтах песчаного типа бурить таким способом вообще невозможно (здесь даже специальный инструмент не поможет).
4. К самому большому недостатку относят низкую скорость бурения.

1.2 Применяемое оборудование

Теперь стоит немного остановиться над тем, какой нужен инструмент, когда применяется ударно-канатный метод для бурения, тем более, если есть желание сделать скважину своими руками. Долото (обычно применяют долото PDC) – это главный рабочий инструмент, который выполняет функцию разрушения породы. Для того, чтобы извлечь разрушенную породу на поверхность используется так называемая буровая желонка. Ножницы являются составным элементом бурового снаряда, штанга нужна для ударов. Кроме того, требуется канатный замок, и, конечно, канат.

Установку и сборку бурового снаряда производят со вспомогательным инструментом. Сюда входят разнообразные ключи, в том числе гаечные и рожковые, отвертки и затяжные трещотки. Кроме того, эта технология требует использования специального оборудования, которое нужно для работы с обсадными трубами – хомуты, снаряды, забивные головки и башмак.

Если говорить о перечне, то буровые станки для осуществления качественных работ с применением ударно-канатного способа бывают различных типов (если сравнивать с роторным способом). Но многие специалисты советуют использовать комбинированный способ бурения, когда роторная технология сочетается с обратной промывкой и ударно-канатным способом.

Чаще всего, комбинированный метод используется в США. Они удачно сочетают ударно-канатный и вращательный способ осуществления бурильных работ, а также можно производить обратную промывку. Важно помнить, что цена комбинированных устройств намного больше стоимости стандартных простых бурильных конструкций, поэтому для того, чтобы быстрее окупить это оборудование нужно выполнять очень большие объемы работ.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

1.3 Особенности проведения работ (видео)

2 Этапы работы

Важно помнить, что бурение с применением забивных стаканов чаще всего используют во время работы на не сыпучих и сравнительно мягких породах. Поэтому на сыпучих грунтах использование данной разновидности бурения не рекомендуют.

Причина проста – в сыпучих породах частицы имеют недостаточную силу связи друг с другом, из-за чего для того, чтобы удержаться внутри корпуса забивного стакана им попросту не хватает силы трения, поэтому он во время выхода из забоя стает пустым, а сыпучий грунт забивает тело скважины.

Здесь может помочь только желонка, которая применяется при бурении скважины на сыпучих грунтах. В нижней части конструкции желонка есть специальный клапан, открывающийся во время врезания желонка в породу, в результате чего открывается свободное продвижение для сыпучего вещества.

Когда желонку поднимают наверх, клапан под весом захваченной породы в свою очередь закрывается и таким образом возникает препятствие для высыпания грунта. После того, как желонка поднимается на поверхность и освобождается от породы, процесс повторяется по новому кругу.

Если вы начали бурить скважину с помощью ударно-канатного способа на каменистых и твердых породах, то лучше всего использовать специальное буровое долото, которое выполняет функцию желонка или забивного стакана. Именно ударное действие долота гарантирует разрушение каменистых и твердых грунтов, они быстро измельчаются и превращаются в достаточно мелкие частицы. С применением желонки они в дальнейшем без проблем извлекаются наверх со дна новой скважины.

Очень важно во время осуществления бурения ударно-канатным методом придерживаться основных этапов работы. Самым главным этапом является сборка и точная установка конструкции в требуемом месте. Если все сделать правильно, особенно своими руками, то никаких трудностей во время создания новой скважины возникнуть не должно.

Если вы начали бурить на сыпучем грунте, или на породах с его прослойками, то нужно следить, чтобы скважина не засыпалась грунтом. В этом случае нужно внутрь скважины установить специальные стальные обсадные трубы. Здесь важно, чтобы первой отрезок используемой трубы был с небольшим расширительным конусным башмаком.

Обсадные трубы при этом должны иметь больший диаметр, чем диаметр самого забивного стакана. Это даст возможность последнему свободно перемещаться в скважине. Интересно, что во время опускания обсадных труб в скважину своими руками, которое осуществляется с помощью не очень сильных ударов или просто под собственным весом, из-за своего большего диаметра они попросту срезают часть грунта со стенок скважины.

Стоит помнить, что использование ударно-канатного способа бурения можно значительно облегчить, так как все требуемые в этом случае детали вполне реально изготовить самостоятельно, еще и в домашних условиях. Специальные глубокие познания в этой сфере вам не потребуются, главное – это иметь желание.

Источник

Основные этапы и правила ударно-канатного бурения скважины

Если есть желание осуществить строительство скважины своими руками, стоит отдать предпочтение методу ударно-канатного бурения. Этот способ уникальный, так как его можно использовать для различного типа грунта и для монтажа не потребуется привлекать спецтехнику, что существенно сокращает затраты.

Основы технологии ударно-канатного бурения

Достоинства метода — его простота и доступность, а потому многие выполняют работы самостоятельно без посторонней помощи и больших затрат.

Ударно-канатное бурение предусматривает использование достаточно дорогого оборудования

Этот способ бурения скважин заключается в:

• Постепенном разрушении породы;
• Дроблении почвы;
• Применении долота для бурения;
• Использовании специальной желонки для того, чтобы прочистить забой.

Технология позволяет выполнить работы по сооружению водозаборной установки с минимальным бюджетом и высокой эффективностью. Помимо этого, скважины, сделанные таким способом, могут прослужить порядка 80 лет, что является немалым сроком.

Преимущества использования обсадной трубы

Буровая технология такого плана — это уникальная возможность сделать максимально качественное вскрытие водоносного горизонта для дальнейшего благоустройства.

Есть и еще немало преимуществ такой процедуры:

1. Не нужно проводить снабжение буровой установки промывочным раствором и водой.
2. Допустимо проведение бурения, даже если работы проводятся на породе, которая может впитывать промывочные жидкости.
3. Освоение скважины можно проводить сразу же после того, как выполнены бурильные работы.
4. Есть возможность избежать засора пространства водоносного горизонта.
5. Бурение такого плана допустимо проводить даже при условии значительного начального диаметра скважины в 50 см.
6. Можно осуществить забор раздельной пробы почвы при проведении работ.
7. Бурение вполне возможно выполнить своими руками.

Перед выполнением ударно-канатного бурения следует изучить рекомендации специалистов

Но есть и недостатки: минимальная скорость выполнения работы, отсутствие возможности проводить бурение песчаного грунта, нет возможности забурить скважину на большую глубину, допустимо формирование только вертикального заглубления.

Главный инструмент установки — это забивной стакан, который напоминает трубу, на которой приварена режущая кромка с нижней части.

Для ее изготовления используется высокопрочная сталь со скосом по центральной оси изделия. Именно такой трубой проводится глубокое проникновение снаряда в породу при ударе. Верхняя часть бурильного снаряда обладает наковальней, которая является местом удара штанги.

Создание скважины своими руками

Установка скважины, как уже было отмечено, может выполняться своими руками, однако потребуется использовать специальные установки, чтобы технология была выполнена максимально грамотно.

Все материалы для ударно-канатного бурения продаются в специализированном магазине

Необходимые инструменты для работы:

1. Бурильный станок может быть в виде желонки, забивного стакана и долота. То, какой именно снаряд выбрать, напрямую зависит от типа грунта.
2. Ударная штанга.
3. Канат или прочный трос, за счет которых осуществляется подвешивание бурильного снаряда.
4. Лебедка для крепления каната на большую высоту.

Для строительства используется труба или деревянная балка. Вышка делается на такую высоту, чтобы она по длине превосходила снаряд для забуривания. За счет этого можно поднять его над землей на нужный уровень.

Для использования такого метода бурения нужно первоначально возвести вышку, которая должна выглядеть, как треножник.

На верхушке вышки проводится установка блока, а сквозь него продевают тросы и канаты. В качестве приспособления для поднятия снаряда, которое можно сделать просто своими руками, используется самый обычный ворот, например, колодезный.

Принцип работы станка для несыпучего и сыпучего грунта

Для установки скважины на воду именно таким способом в несыпучем мягком грунте нужно отдать предпочтение забивному стакану. Особенность породы в том, что она отлично прилипает и крепится в стенке снаряда. Если рассматривать песчаный грунт, то сыпучие частицы песка не смогут задерживаться в стакане и попросту будут высыпаться назад. Для такой почвы применяется другой снаряд.

Для ударно-канатного бурения посредством стакана нужно провести ряд действий:

1. Поднять снаряд над забоем при помощи лебедки и резко опустить его вниз, чтобы создалось максимальное давление.
2. При ударе кромки стакана об породу происходит захватывание грунта.
3. Чтобы далее провести углубление снаряда в полость породы, нужно использовать ударную штангу. Она ударяет по поверхности наковальни, расположенной на стакане, и тем самым углубляет снаряд в почву.
4. После того как сделаны несколько ударов, снаряд полностью заполнен породой. Для очищения его нужно поднять наверх. Не стоит беспокоиться, что грунт будет высыпаться, так как он несыпучий и отлично трамбуется.
5. После того как стакан очищен от грунта, он возвращается на место, и продолжается проведение бурильных работ.

Перед бурением следует выполнить анализ почвы

Ударно-канатный способ подходит и для бурения скважины под водозаборную установку в полости песчаного грунта, но для этого запрещается использовать стакан, так как порода не способна задерживаться внутри него. В этом случае нужно использовать именно желонку.

Суть метода заключается в следующих действиях:

1. Желонка обладает специальным клапаном, который открывается именно в тот момент, когда снаряд ударяется о поверхность породы. За счет этого происходит попадание почвы внутрь.
2. Клапан закрывается автоматически при поднятии его на поверхность и, естественно, под действием тяжести породы, расположенной внутри. В итоге грунт сыпучего вида остается в полости желонки.
3. Как только снаряд поднят на поверхность, он освобождается от почвы, и можно проводить дальнейшие работы.
4. По мере продвижения работ, в частности как только начинается постепенное углубление скважины, нужно пользоваться обсадной трубой с целью укрепления снаряда.
5. Первая труба должна быть обязательно сделана в виде конусного расширительного башмака.
6. При углублении скважины обсадные трубы под силой собственной тяжести или при несильных ударах будут постепенно опускаться глубже в полость забоя.
7. Обсадную трубу нужно выбирать так, чтобы ее диаметр был намного больше диаметра бурильного снаряда. Это позволяет делать срез лишнего слоя породы при опускании снаряда.

Если канатная технология при условии выполнения работы своими руками осуществляется на сыпучем грунте или в месте, где есть прослойка такой почвы, то есть риск того, что забой попросту будет засыпан. Именно поэтому лучше запастись несколькими видами снарядов для их комбинирования.

Такое бурение может проводиться и без опыта работы, так как главное — это четкое выполнение поставленной задачи по рекомендациям специалистов.

Источник