Водоснабжение

Буровая установка для бурения скважин: описание устройства, виды (шнековые, роторные, ударно-канатные, с промывкой), малогабаритные БУ — что это такое, когда применяются, советы по выбору, самодельная бурильная машина своими руками

Области применения малогабаритных буровых установки очень разнообразны. Их можно встретить на разработках карьеров, на строительных площадках, в частном секторе, на участках геологической разведки и т.д.

Разнообразие этих машин впечатляет, поскольку обусловлено назначением, производительностью, степью автоматизации и мобильностью.

Поэтому заинтересованный предприниматель гарантировано сможет подобрать для своей организации наиболее подходящую по характеристикам модель.

Буровая установка для бурения скважин: описание устройства, виды (шнековые, роторные, ударно-канатные, с промывкой), малогабаритные БУ — что это такое, когда применяются, советы по выбору, самодельная бурильная машина своими руками

Что такое малогабаритное бурение?

Малогабаритное бурение – это буравление скважин, диаметром 25–1000 мм, малой глубины до 1000 м (для справки, максимальный диаметр промышленных скважин достигает 3 м, а глубины до 15 000 м.).

Процесс выполняют машинами с ручным, механическим или автоматическим управлением, оснащёнными ударным или вращательным инструментом.

Пробуривание часто требуется в скальных породах (известняк, гранит, сланцы) и дисперсных грунтах (глина, суглинок, супесь, песок, ил, песок, торф, пылеватый песок, лёссовые грунты). Классифицируются скважины по направлению на 3 типа:

  • Вертикальные.
  • Горизонтальные.
  • Наклонные.

Буровая малогабаритная установка обеспечивает доступ в глубь, в результате чего на поверхность можно поднять техническую или питьевую воду, почву для исследования, установить сваю, заложить взрывной заряд или анкерный крепёж. Такой вид техники очень популярен, как у малых предприятий, так и у крупных, в качестве вспомогательного оборудования.

Процесс бурения проводят разными методами, руководствуясь типом почвы и глубиной скважины.

Однако есть 3 основных этапа, которые соблюдаются всегда:

  • точечное разрушение почвы по месту бурения (котлован глубиной до 1000 мм);
  • выемка выработанного грунта на поверхность;
  • прочистка и укрепление ствола скважины.

Последняя операция очень важна, поскольку позволяет избежать обвала грунта стен. Если это скважина для воды, то её усиливают обсадными и фильтрующими трубами. А затем герметизируют пространство между стенками ствола и обсадной трубы цементно-песчаной смесью.

Что такое малогабаритная буровая установка?

Малогабаритная буровая установка – это комплекс узлов и агрегатов с системой управления, работающих в сбалансированном режиме. Степень механизации или автоматизации машины определяется заводом изготовителем. При этом в конструкцию каждой буровой установки (за исключением ручных, совсем малых и простых) входят следующие элементы:

  • Рама или корпус.
  • Мачта и система талей.
  • Двигатель: электрический, дизельный или бензиновый.
  • Опорные механизм для устойчивой работы машины (аутригеры).
  • Инструменты: буровая штанга с острым наконечником, шнеки, долото.
  • Вертлюг, с помощью которого бур свободно вращается.
  • Пост управления.
  • Буровой насос.

Как правило оборудование разборное, что позволяет его быстро монтировать и демонтировать для перевозки в компактном виде к месту бурения или на базу предприятия.   

Схема малогабаритной буровой установки на гусеничном ходу

Принцип работы буровой

Способы бурения скважин делятся на: 1) вращательный (роторный, шнековый); 2) ударный (ударно-канатный); 3) ударно-вращательный. Первый широко применяется для работы с рыхлыми почвами. Второй эффективен для проходки скважин в мёрзлых грунтах, закарстованных породах и в породах с коэффициентом крепости f

Буровая установка для бурения скважин на воду: особенности различных технологий

Где бы не находился дом или дача, доступ к чистой воде является одним из базовых условий устроенного домашнего быта. Получить постоянный доступ к питьевой воде помогает буровая установка для бурения скважин на воду. Разбираемся, какие механизмы помогут решить эту масштабную задачу, какими особенностями и возможностями применения они обладают.

Вода на участке – залог комфортного проживания Источник mdsg.ru

Плюсы профессиональных и самодельных буровых установок

Нередко единственным источником воды для частного хозяйства становится скважина, причем уровень водоносного слоя может располагаться на глубине 50-100 и более метров. Добраться до такой глубины поможет специализированный механизм.

Крупногабаритная буровая техника, способная не только бурить скважины на воду, но и проводить инженерно-геологические изыскания, редко применяется на застроенных участках. Заезд подобных установок на территорию затруднен или невозможен, поэтому единственной возможностью остается использование малогабаритных буровых установок.

Профессиональные малогабаритные буровые установки для скважин (МГБУ) относятся к универсальным агрегатам, позволяющим выполнять буровые работы разных видов и разными способами (включая бурение артезианской скважины). Использование МГБУ на частных участках имеет следующие плюсы:

  • Буровые работы можно проводить там, где не пройдет крупная техника.
  • Благодаря использованию электричества уменьшается стоимость работ.

Участку будет нанесен минимальный вред Источник santex-mir.ru

  • Небольшие габариты позволяют сохранить окружающую территорию в первозданном виде; почве наносится минимальный вред.

Профессиональные механизмы работают быстро и качественно, но их применение не всегда оправдано, а стоимость услуг для многих хозяйств неподъемна. Для агрегатов промышленного изготовления существует альтернатива: самодельные устройства, способные качественно справиться с бурением.

Разумеется, не стоит приобретать или сооружать подобное оборудование для одного-единственного использования. Но есть смысл получить опыт, который потом может стать источником стабильного заработка. Бурение – процесс, востребованный не только для водообеспечения, но и, например, при возведении фундаментов.

Самодельные агрегаты имеют небольшую мощность, которой не хватит, чтобы пробурить артезианскую скважину, средняя глубина которой начинается от 100-150 м. Но их ресурсов достаточно, чтобы сделать скважину средней глубины (20-40 м).

МГБУ помогает организовать водоснабжение частного дома Источник par-torg.com

Самодельные установки для бурения скважин на воду активно используются в частных хозяйствах по следующим причинам:

  • Компактные размеры и небольшой вес делают простой транспортировку и установку агрегата. Для передислокации на новое место вам не понадобится искать спецтехнику для перевозки.
  • Легкая сборка/разборка, простая эксплуатация. Во время работы самодельную установку, как и профессиональную, можно подключать к электрической сети или к альтернативному источнику, что обеспечивает быстрое выполнение работы.
  • Скважину можно пробурить в ограниченном пространстве (подвал, гараж), если высота потолка превышает 2 м.

Характеристики установок и виды скважин

Профессиональные и самодельные МГБУ наделены разными техническими возможностями параметрами (скоростью и мощностью бурения). Они заточены на изготовление скважин определенной глубины с заданными. Большинство бурильных установок для скважин обладают следующими особенностями:

  • В производстве бурильного оборудования используются прочные сплавы и легированные стали, хорошо противостоящие износу в процессе эксплуатации.

Бурение скважины на даче Источник bani-nsk.ru

  • Наиболее компактным и удобным является гидравлическое оборудование для бурения скважин. Необходимое для вращения бура давление обеспечивается дизельным двигателем и соединенным с ним маслонасосом.
  • Существует несколько способов бурения, которые реализуются и в профессиональных, и в самодельных механизмах. Доступны следующие методы: шнековый, пневмоударный, с промывом породы, роторный, колонковый.
  • Гидравлическое оборудование способно разрушать самые твердые породы и скалистые грунты. Бурение может быть как вертикальным, так и наклонным.
  • Использование большинства механизмов сезонное: для работы выбирают теплое время года.
  • Скважины организуются двумя способами: вращательным или ударным. Первый метод позволяет быстро удалять землю из рабочей зоны, второй применяется все реже, поскольку требует чрезмерных трудозатрат при невысокой скорости работ.
  • Основным минусом МГБУ является вибрация в процессе бурения. Она заставляет снижать скорость работ и увеличивает износ нагруженных узлов техники.

Использование малогабаритной переносной техники Источник bur56.ru

Малогабаритные установки для бурения скважин под воду рассчитаны на выполнение двух видов скважин:

  • Выработка в песок (песчаная скважина). Наиболее быстрый и дешевый способ достичь водоносного слоя. Используется, когда вода находится на минимальных глубинах (иногда 5-10 м). Такая скважина рассчитана лишь на 10-20 лет эксплуатации, зато ее можно пробить при помощи ручной установки.
  • Выработка в известняк (артезианская скважина). Глубина иногда доходит до 250-300 м; могут потребоваться не только геологические изыскания, но и разрешение (лицензирование) от инстанций. Работы обойдутся в существенную сумму из-за трудоемкости, но зато вы сможете использовать чистую артезианскую воду более 50 лет.

У различных моделей МГБУ существует свой предел заглубления в грунт. В среднем он не превышает 100 м, и для выполнения сверхглубокой выработки понадобится более мощная установка для бурения скважин. Самодельные механизмы ограничиваются глубиной 30-40 м (от 40 м скважины классифицируются как глубокие).

Читайте также:  Органолептический анализ воды: методы и способы измерения показателей, как это происходит, можно ли сделать в домашних условиях

Использование разных видов водоносных горизонтов Источник dearhouse.ru

Следует знать, что один и тот же механизм обеспечивает разную глубину выработки в зависимости от выбранной технологии. Например, если глубина бурения с промывкой составляет 200 м, с продувкой – 150 м, со шнеком – 30 м.

Технологии бурения

Буровые установки промышленного изготовления рассчитаны на использование нескольких технологий. Скважину получают одним из следующих способов:

  • Ударным. Механизм зафиксирован на несложном приспособлении, треугольной раме; сверху закреплен гибкий трос с долотом и желонкой.
  • С использованием шнекового инструмента. Подходит для небольших (до 20 м) глубин, грунт вынимается с помощью шнека (стержня с винтовой поверхностью).
  • Вращательным (роторным). Наиболее быстрый и доступный по стоимости метод, осуществляется производительными гидравлическими агрегатами.
  • Гидробурение. Проводится с промывкой рабочей зоны.
  • С использованием колонкового инструмента. Порода разрушается не по всему сечению забоя, а по кольцу. Используется при бурении крепких пород (например, гранита), из рабочей зоны извлекают не измельченную породу, а керны.

Измельченный грунт частично извлекается на поверхность Источник yandex.net

Ударный метод бурения с использованием МГБУ

Ударный (или ударно-канатный) способ применяется на участках с мягким или подвижным грунтом. Выработка получается в результате многократных ударов остроконечного долота. Под воздействием ударной силы грунт уплотняется по сторонам выработки, а излишек измельчается и поднимается на поверхность.

Долото закрепляется на проволочном канате и используется совместно с желонкой – трубой для извлечения породы. Желонка снизу снабжена плоским или тарелкообразным клапаном, сверху имеется дужка для крепления троса. Все вместе образует емкость цилиндрической формы для подъема песка, воды и буровой грязи.

Мини буровая установка на воду, работающая ударным методом, позволяет получить следующие преимущества:

  • Сохраняет высокую производительность работ в зимний период.
  • Обеспечивает продолжительную эксплуатацию скважины.
  • Во время работы исключается засорение выработки.
  • При необходимости можно сделать скважину большого диаметра;.

Особенности ударно-канатной установки Источник vodatyt.ru

Использование шнековой установки

Шнековый механизм основан на применении винта Архимеда, а бурение с использованием шнека имеет следующие особенности:

  • Подходит для подвижных песчаных почв.
  • Шнековая бурильная установка для скважин воды отличается простым монтажом, но двигатель должен обладать значительным вращательным моментом.
  • Грунт на поверхность извлекается порциями, после каждых двух оборотов шнека. Промывка не используется.
  • Эффективность способа выше, чем у ударно-канатного аналога, но, в целом, оставляет желать лучшего. Много времени затрачивается на частую выемку грунта.
  • Минус оборудования: оно не подходит для каменистых пород; камни, попадающие под лопасти винта, будут блокировать процесс.

Режущая кромка шнека разрушает грунт по направлению движения Источник sovet-ingenera.com
Буровая установка для бурения скважин: описание устройства, виды (шнековые, роторные, ударно-канатные, с промывкой), малогабаритные БУ — что это такое, когда применяются, советы по выбору, самодельная бурильная машина своими руками

Вращательный (роторный) способ

Технология с успехом используется для выработки в сложных грунтах: в известняковых слоях или в почвах со значительным включением гравия. У процесса несколько особенностей:

  • Бурение проходит эффективно, с высокой скоростью.
  • Для работы применяют роторное устройство: бур с вращающимся долотом.
  • Выбор инструмента зависит от типа грунта. В песчаном и глинистом грунте используют лопастное долото. Для разрушения плотных суглинистых слоев выбирают шарошечное долото. Разработку скважины в плотных и каменистых почвах ведут с помощью трехшарошечного долота.

Роторная технология пришла из нефтедобычи Источник stroy-podskazka.ru

О бурении артезианской скважины в следующем видео:

Бурение с промывкой (гидробурение)

Бурение с промывкой скважины считается наиболее производительным и качественным способом; его применяют на глубинах 35-40 и более метров, а скорость проходки может достигать 12 метров в час. Промывка выполняется одним из двух вариантов:

  • Прямой метод. С помощью помпы в рабочую зону подается техническая вода, которая вытесняет разрушенную горную породу на поверхность. Присутствие воды значительно снижает трение земли об бур.
  • Обратный. Вода подается в скважину одним насосом, а затем откачивается другим насосом вместе с вымытым грунтом. Способ сохраняет фильтрационные свойства прилегающих к зоне бурения пород, обеспечивает оптимальные режимы бурения и увеличивает срок эксплуатации скважины.

Гидробурение наиболее технологично; оно осуществляется с помощью дополнительного оборудования, что определяет высокую себестоимость работ.

Для реализации технологии гидробурения нужен насос (или два) Источник topas-lobnya.ru

О скважине своими руками в следующем видео:

Коротко о главном

Малогабаритные буровые установки промышленного и самодельного изготовления нашли широкое применение на частных участках. Они достаточно производительны, чтобы обустраивать водоносные скважины на малых и средних глубинах, от 30 до 100 м.

МГБУ отличаются типом установки (самоходные, на прицепе, разборные), рабочими характеристиками и глубиной бурения. Им доступны разные методы обустройства скважин под воду: пневмоударный, шнековый, вращательный, с промывом породы, колонковый. На производительность работ влияет вид буровой конструкции и метод обустройства, который выбирается с учетом геологии участка.

Подбираем станок для бурения скважин

Буровая установка для бурения скважин: описание устройства, виды (шнековые, роторные, ударно-канатные, с промывкой), малогабаритные БУ — что это такое, когда применяются, советы по выбору, самодельная бурильная машина своими руками

Сегодня многие владельцы загородных домов хотят иметь собственный источник чистой воды. Особой популярностью пользуются скважины, которые можно бурить практически в любом месте, где присутствует водоносный слой. Технология формирования подобной системы предполагает использование специальных механизмов. Существует несколько видов таких устройств, среди которых можно выделить буровые скважины. Ознакомиться с техническими характеристиками этих приборов довольно легко на специализированных сайтах.

Скважина для воды представляет собой небольшое цилиндрическое сооружение, укрепленное с помощью специального жесткого каркаса. Формирование подобных систем производится с помощью станков для бурения.

Технически эти устройства состоят из нескольких механизмов, связанных между собой различными крепежами. Установки для бурения появились уже очень давно, так как с их помощью добывали различные полезные ископаемые.

Добыча воды с их помощью практикуется не так уж давно, особенно в частном секторе. Буровые установки позволяют решать такие основные задачи, как:

  • формирование отверстий незначительного диаметра. Их применяют для решения небольших инженерных задач;
  • бурение разведочных скважин. Они используются с целью получения информации о состоянии почв, водоносных горизонтов;
  • бурение скважин с целью поиска или добычи жидких или газообразных ископаемых, например, нефти;
  • бурение водяных скважин. Эти механизмы отличаются относительной простотой. Это касается конструкций, которые используются для формирования неглубоких отверстий.

Колодцы такого типа могут иметь различную глубину. В зависимости от этого выделяют несколько видов скважин.

  • Трубчатый колодец. Это самая мелкая скважина, имеющая глубину не больше 12 м. В качестве источника воды используют только верхние водоносные горизонты. После бурения в эту скважину не сможет попасть грязь, листья или другой мусор.
  • Скважина на песок. Углубление средней глубины, которое может достигать не больше 30 м. Срок службы подобной системы составляет около 15 лет. При этом скважина может периодически забиваться песком, и ее нужно будет чистить.
  • Артезианская скважина. Глубина такого «колодца» может превышать 100 м, поэтому для бурения подобных отверстий используются специальные технологии и механизмы. Буровые установки такого типа отличаются высокой мощностью и сложностью. Но эксплуатировать подобные источники воды можно уже на протяжении 50 лет.

Конструкция станков для бурения может отличаться в зависимости от происхождения. Независимо от этого такие механизмы имеют следующие общие элементы:

  • каркас – в качестве опоры может выступать как металлическая конструкция, так и непосредственно самоходный автомобиль или другая сложная система. Прочность подобного элемента определяется в зависимости от максимальной глубины бурения скважин;
  • устройство для бурения – эти элементы представляют собой систему механизмов, которые приводят в движение сам бур или другой предмет, разрушающий почву. При бурении может применяться несколько типов инструментов, которые предназначаются для определенных слоев грунта;
  • привод – технически в качестве этого устройства может выступать как электрический или дизельный двигатель, так и физическая сила человека.
Читайте также:  Реле давления воды для насоса: виды, принцип работы, какое лучше выбрать для системы водоснабжения в квартире или частном доме

Многие станки для бурения скважин имеют более сложную структуру, так как состоят из различных вспомогательных узлов.

Бурильные станки являются очень востребованным продуктом на рынке. Сфера их применения может быть как промышленной, так и бытовой. В зависимости от этого подобные механизмы можно разделить на несколько видов.

  • Промышленные. Такие станки используются для бурения глубоких скважин. Они отличаются высокой мощностью и производительностью. Очень часто они применяются с различным вспомогательным оборудованием. Подобные механизмы используются при формировании нефтяных скважин. Ярким представителем может стать плавучая платформа, оснащенная мощным бурильным станком.
  • Мобильные. Буры такого типа предназначаются для формирования скважин на воду. Они оснащаются маломощными приводами (электрические двигатели и другие), с помощью которых можно сформировать отверстие глубиной до 100 м.
  • Ручные. Они являются самыми простыми конструкциями, с помощью которых можно бурить относительно неглубокие скважины до 15–20 м в зависимости от типа почвы. Эти самодельные малые механизмы применяются в бытовой сфере.

При желании их можно соорудить вручную из подручных материалов.

В зависимости от техники бурения станки делят еще на несколько групп.

Формирование колодцев происходит с помощью специального патрона, который выполнен в виде своеобразной трубы с заостренным концом. Разрушение почвы происходит под собственным весом устройства.

Чтобы увеличить энергию удара, чашу поднимают специально на определенную высоту над уровнем земли. Среди минусов можно выделить низкую проходимость и невозможность организации довольно глубоких скважин.

Ударно-канатные модели используются в быту для рытья колодцев.

Но следует отметить, что подобные механизмы могут работать даже на каменистых грунтах, чего не всегда можно добиться другими инструментами.

Они являются одними из самых распространенных видов станков. В качестве бура применяют шнеки различной формы и размера. Самые простые модели могут использоваться даже ручным методом.

Бур помещают вращательным способом в грунт, что приводит к дроблению материала, при этом почва располагается между лопастями. Чтобы удалить ее, рабочий орган периодически вынимается и очищается от грязи.

Установки приводятся в движение как вручную, так и с помощью различных видов двигателей.

Ручные модели могут иметь небольшой вес, что делает их компактными и легко переносными. Но если производить бурение шнеком каменистых грунтов, то его эффективность может значительно падать.

Станки этого класса отличаются высокой производительностью, так как позволяют проходить грунт относительно быстро и качественно. Технически конструкция состоит из вертикальной трубы и режущего органа. При прохождении ножа к поверхности разрушения подают воду под напором. Это позволяет размягчить почву и сделать ее более податливой.

Жидкость здесь также нужна для очистки отверстия от грунта. Осуществляться подобная операция может двумя основными способами. Первый предполагает подачу воды через штангу, а грязь уже выводится через отверстие самой скважины. Второй подход осуществляется полностью наоборот.

Скважину заполняют водой, а самая грязь уже выводится с помощью специального оборудования и наносов.

Следует отметить, что практически все буровые станки имеют аналогичное строение описанной ранее структуре. Касается это не только устройств для формирования скважин для воды, но и нефтяных механизмов.

Но в мощных станках уже применяют более прочные материалы, способные выдерживать высокие нагрузки. Поэтому подобное оборудование невозможно соорудить самостоятельно без применения специальных технологий.

Популярность буровых станков возрастает с каждым днем, что связано с тем, что системы подобного типа используются для решения разнообразных задач. Производство станков осуществляется многими компаниями, среди которых можно выделить несколько самых популярных.

  • «ИжНефтеМаш». Компания производит оборудование для бурения уже более 50 лет. Продукция компании насчитывает множество наименований. Самыми популярными инструментами этой марки считаются буровые погружные дренажные насосы, штанговое оборудование, смесительные установки, которые используются для цементирования шахт, и много других.
  • «Буровая техника». Это еще одна компания с многолетним опытом, которая производит оборудование для бурения нефтяных и газовых скважин. Производитель выпускает турбобуры, винтовые насосы и много другое. Механизмы отличаются высокой производительностью и качеством работы.
  • «Геомаш». Техника этой компании применяется в строительстве, а также для бурения скважин для воды. Производитель выпускает множеств самоходных механизмов, способных решать различные задачи. Многие из них могут формировать сейсморазведочные и гидрогеологические скважины.
  • Bauer. Эта немецкая компания, которая известна на рынке также уже более полувека. Под эгидой данной марки выпускается очень много бурильных установок как для промышленного, так и для строительного использования. Следует отметить высокое качество производимого оборудования, что достигается за счет того, что компания изготавливает все комплектующие для механизмов самостоятельно.

Самыми популярными машинами являются модели Bauer BG 28 и Bauer MBG 24, которые применяются многими профессиональными специалистами.

  • Aker Wirth. Это еще один представитель Германии, выпускающий качественное буровое оборудование. Ассортимент продукции насчитывает множество видов изделий. Можно найти как малогабаритные установки, так тяжелые промышленные агрегаты. Особую популярность приобрели верхние приводы, буровые насосы и вертлюги.

Разнообразие буровых станков не заканчивается на этих марках. Сегодня все больше рынок захватывают недорогие китайские модели. Но перед тем как покупать их, следует удостовериться в их надежности и выносливости.

Бурение скважин – это сложная процедура, которую не всегда возможно осуществить своими руками. Подобные операции реально выполнить только для неглубоких отверстий. Осуществляя бурение, следует придерживаться следующих простых советов:

  • перед началом работ обязательно нужно анализировать почву. На основе полученных данных подбирается тип бура, который подойдет для разрушения подобной структуры;
  • следует стараться выставлять инструмент строго вертикально. Если система войдет в грунт под углом, то существует риск повреждения рабочего органа;
  • в случае ручного бурения обязательно стоит добавлять воду в отверстие. Она смягчит почву и позволит быстрее продвигаться вглубь.

Буровые станки для скважин представляют собой специальное оборудование различной сложности. Их выбор для решения определенных задач следует доверять опытным специалистам, которые подберут надежные и долговечные механизмы. Более подробно о станках для бурения скважин смотрите в следующем видео.

Область применения, виды, принцип работы современных установок для бурения скважин

Область применения буровых установок очень обширна. Они используются в строительстве, горной промышленности, пищевой индустрии. В повседневной жизни люди каждый день пользуются тем, что получено с помощью установок для бурения – водой.

Общее описание буровой установки

Вода, впрочем, как и нефть, залегает на разных глубинах. Буровая установка помогает проникнуть в глубь и поднять драгоценную жидкость на поверхность. Или сделать скважину в скале для закладки заряда. Такая техника может иметь как промышленные масштабы, так и ограничиваться организацией водоснабжения на дачном участке.

Все буровые представляют собой систему взаимосвязанных узлов, которые позволяют… сделать отверстие в любом, или почти любом, грунте. В процессе их применения образуется скважина цилиндрической формы, стенки которой называются стволом, верхняя часть – устьем, а дно – забоем.

Стандартные буровые установки для бурения скважин на воду состоят из следующих основных элементов:

  • конструкции для организации устойчивой работы установки: вышки, треноги, стеллажи, мосты;
  • двигателя;
  • ударного элемента: долото, труба с острым наконечником, шнек;
  • механизма для спуска и поднятия ударного элемента: крюки, лебедки, канаты;
  • оборудования для очистки жидкости: отстойники, очистные емкости, насосы, вертлюги;
  • элементов для защиты от выброса жидкости;
  • оборудования для приготовления бурового раствора (при использовании такой технологии.
Читайте также:  Запах канализации в ванной: почему пахнет, каковы причины появления вони из сливав многоквартирном доме, что делать, если воняет в квартире, как избавиться от проблемы, устранить налёт на трубах, убрать плесень и не только?

Принцип работы

Буровая машина работает на сочетании кинетической и динамической энергии. Динамическое движение обеспечивает подъемный механизм, например, лебедка или кран, которые поднимают ударный элемент. Кинетическую силу реализует бурильное устройство, которое бьет по грунту трубной колонной и постепенно продвигается вниз.

Чтобы защитить скважину от обвала грунта, вдоль ствола устанавливаются обсадные трубы. Для устранения лишней почвы в процессе работ, используются водяные насосы и отстойники.

Классификация буровых установок

Бурильные установки имеют широкую сферу применения за счет дополнительного оборудования в комплектации. Они применяются в разработке и реставрации скважин под воду, для закрутки свай, добычи газа, нефти и других полезных ископаемых.

Классификация оборудования проводится по нескольким критериям, среди которых:

  • метод бурения;
  • вид силового агрегата;
  • тип перемещения.

Классификация по типу бурения

Буровые установки имеют свои особенности, которые зависят от температуры воздуха, типа грунта, назначения скважины. Наиболее распространены три основных типа бурения:

  1. Ударный.
  2. Шнековый.
  3. Роторный.

Обратите внимание! Есть ещё горизонтально-направленное бурение. Оно немного отличается от остальных типов. О его особенностях можно прочитать тут.

Ударные

Принцип действия бурового станка ударного типа довольно прост: груз резко опускается вниз с высоты, затем поднимается лебедкой в исходное положение и процесс повторяется. Удар приходится в одно и то же место, поэтому почва постепенно разрушается. После окончания работ в скважину для того, чтобы предотвратить осыпание грунта, спускаются обсадные трубы.

Установка для ударного бурения скважин состоит из:

  • треноги, которая раскладывается непосредственно над местом бурения;
  • прочного и гибкого троса, к которому крепится ударный элемент;
  • заостренной трубы весом до 80 кг;
  • лебедки.

Риск преждевременного осыпания грунта – один из недостатков этого типа бурения. Кроме того, к недостатком данной буровой техники стоит отнести относительно небольшую глубину бурения.

Однако у ударного метода есть и преимущества:

  • работы можно проводить при низких температурах;
  • за один прием можно поднять большой объем почвы;
  • можно сформировать скважину увеличенного диаметра;
  • высокая производительность.

Шнековые

Шнековые буровые используют на мягких и песчаных почвах. По сути – это передвижная установка с ручным или механизированным буром, закрепленным на регулируемую штангу. Как несложно догадаться по названию – основным рабочим органом подобного оборудования является шнековый бур.

Бур вкручивается в землю и шнек разрезает почву, передавая её на поверхность. Охлаждение происходит от самой почвы. Наиболее эффективны шнеки с полым центральным каналом. Через него с помощью гидравлического насоса подается вода или воздух, что снижает силу трения во время процесса.

Обратите внимание! Если режущие лопасти меньше 10 см, то частота вращения должна быть не более 500 об/мин.

В зависимости от нужной глубины штангу наращивают. Делают первый проход на длину одной штанги, затем установку выключают, штангу отсоединяют, поднимают наверх и наращивают еще одной. Максимальная глубина бурения шнековым методом составляет 120 метров, хотя обычно работают до 50 м.

Среди преимуществ шнековой установки можно отметить:

  • простоту эксплуатации;
  • возможность работать на небольшой площади;
  • маневренность установки и высокая скорость работ.

Кроме того, для работы не нужно привлекать квалифицированного специалиста.

Роторные

Подходят для любого типа грунта. Часто используются при строительстве и бурении скважин на воду на твердых почвах с галькой, щебнем и известняком. Роторный буровой станок проходит породу благодаря мощному долоту на конце бура.

Диаметр долота больше, чем сама буровая колонна. Это позволяет, во-первых, получить максимальную силу удара, а, во-вторых, увеличить срок службы колонны, поскольку отсутствует ее трение о грунт. Кроме того, без потерь от трения, вся энергия машины идет на проворачивание долота в забое, что позволяет сократить энергозатраты.

Роторная бурильная машина подойдет для скважин глубиной свыше 300 м и диаметром до 70 см. Её используют в строительстве, горных разработка для буровзрывных работ, в промышленности для добычи артезианской и минеральной воды.

По ходу бурения диаметр скважины уменьшается. То есть сначала делается самый большой размер, затем скважина обсаживается трубами с технологическими отверстиями.

Через них в пространство между трубой и скважиной поступает цемент. Дальше продолжается бурение меньшего диаметра и снова обсадка.

Чем реже приходится делать обсадку, тем быстрее идет работа, а значит меньше общие затраты на процесс в целом.

Для промывки бура, подъема грунта и охлаждения инструмента необходимо использование воды. Её подача может осуществляться двумя способами: прямым и обратным.

При прямой подаче жидкость с помощью насоса нагнетается в технологические отверстия долото, а через них на дно скважины. После размытия почвы она выбрасывается наверх по затрубному пространству – за пределами штанги – и попадает в очистительный комплекс.

При обратной подаче вода самотеком поступает в скважину, а поднимается наверх по штанге под действием обратного давления, создаваемого насосом. Этот способ считается более эффективным по нескольким причинам:

  • увеличивается скорость бурения, поскольку жидкость откачивается из забоя, а не нагнетается;
  • вместе с водой насос откачивает остатки породы;
  • нет необходимости добавлять в воду присадки для размыва грязных частиц.

Однако оборудование с обратной подачей воды изначально стоит дороже.

Силовые агрегаты буровых станков

В качестве привода буровых установок используются силовые агрегаты различных типов. Основными являются:

  • дизельные;
  • дизель-электрические;
  • электрические;
  • электрогидравлические.

Дизельные двигатели используются в основном на малогабаритных буровых установках (МГБУ), которые отличаются высокой мобильностью. Кроме того, такие силовые агрегаты применяются на самоходных буровых станках.

Для повышения эффективности работ, снижения выбросов и расходов на топливо применяется смешанный тип привода – дизель-электрические установки. Они применяются в горнодобывающей отрасли и способны обустраивать скважины глубиной до 6 км.

Также на твёрдых породах применяются электрогидравлические буровые установки. Этот тип питания довольно распространен, поэтому такие буровые станции имеют широкую сферу применения.

Электрическое буровое оборудования используются при малых глубинах бурения, а также на участках с доступом к сетям электроснабжения. В основном это малоэтажное коттеджное строительство при организации водозаборных скважин для личного пользования.

Буровые установки по типу перемещения

Работа оборудования по бурению скважин производится на различных участках. В зависимости от мощности и габаритов, такая техника может быть переносной или передвижной.

Переносные представляют собой малогабаритные буровые установки весом до 1 тн. МГБУ просты в сборке, легко перевозятся. Обычно работают на скважинах и водяных колодцах глубиной до 100 м. Преимущественно имеют привод от стандартной сети 220 В.

Ручные переносные установки – это разновидность мини буровой, которые используют для местного ремонта или пробивки отверстий под сваи.

Самоходные могут монтировать на колесную или гусеничную базу. Они отличаются высокой проходимостью и грузоподъемностью. Такая техника чаще используется для бурения скважин на воду, а также в нефтегазовой отрасли. Установку не нужно демонтировать, она подходит для длительной стационарной работы.

К самоходным агрегатам относят и машины с гидравлическим приводом. Их основное достоинство в том, что такие системы не нуждаются в электропитании, бурение происходит за счет увеличенной массы рабочего инструмента.

Стационарные – это мощные буровые станции, которые в основном работают на газо- и нефтедобычи. Стандартное оборудование укомплектовано усиленными опорами, монтажными элементами, системами очистки и вышкой с электронным управлением процессом бурения. Также среди дополнительных функций стоит отметить специальные обогревательные элементы для работы в условиях низких температур.

Андрей Соломин