Водоснабжение

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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:

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

  Способы определения поставщика для капитального ремонта

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

Ударно-канатное бурение своими руками: технология и способы

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

Читайте также:  ГВС тепловая энергия - что это в квитанции, из каких компонентов складывается, по какой формуле рассчитать самостоятельно?

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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.

  Способы передачи образцов культурного наследия

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.

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

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

Все об ударно-канатном бурении

Технология ударно-канатного бурения скважин: что это за метод, в чем разница с ударно-вращательным, какие типы шахт можно пробурить, инструменты, этапы работ

Ударно-канатное бурение – метод, предусматривающий обустройство гидрогеологических скважин путем разрушения почвы специальным орудием. Главное преимущество такого подхода заключается в доступности и высокой скорости выработки. Для выполнения задачи не нужно обладать особыми знаниями, для установки бура можно задействовать ходовые материалы.

Примечательно, что ударно-канатный метод бурения был востребован еще в древности. Впервые упоминание о нем происходит в письменах Конфуция. Сегодня метод не менее популярный, но для обустройства выработки используют разные приспособления. К наиболее распространенным инструментам относят:

  • лебедку и блок;
  • штангу для бурения;
  • стакан;
  • каркас установки.

Стакан – основной инструмент забивки. Это кусок металлической трубы, ее толщины хватает для выдерживания внушительных нагрузок, с которыми сталкивается установка. В нижней части трубы предусмотрена режущая кромка, с помощью которой происходит обработка каменистых грунтов.

Спуск и подъем стакана происходит посредством предусмотренной конструкцией лебедки. При этом во время подъема попавший внутрь трубы грунт удерживается. Достигается такой результат с помощью сил трения. Для глубокого проникновения оборудования в грунт используется ударная штанга.

Проведение работ по обустройству скважин начинают с подготовительных мероприятий. Сначала формируют площадку для установки треноги будущей конструкции. Для этого требуется вырыть котлован размерами 1,5х1,5 м и глубиной не менее 2-х метров. В образованный приямок устанавливают буровую вышку.

При этом на стенках шурфа рекомендуется установить щитовые дощатые конструкции, которые предотвратят обвал грунта.

Второй этап – установка треноги, ее можно собрать своими руками. В верхней части пирамиды монтируют лебедку с тросом, на котором закрепляют ударный инструмент. Важно при этом учесть, чтобы ориентация конструктивных деталей была вертикальной.

В случае отклонения при обустройстве скважины не удастся установить обсадную трубу в шахту для предотвращения обвала грунта.

Далее выполняют следующие этапы работ:

  • с высоты 2-х метров с помощью штанги погружают самодельный забивной стакан в грунт, чтобы разрушить его и вытащить часть на поверхность;
  • поднимают стакан вверх лебедкой или с помощью колодезного ворота рабочего органа;
  • извлекают частицы раздробленного лезвием стакана грунта;
  • освобождают снаряд от оставшихся грунтовых фрагментов;
  • повторяют цикл.

Выбор бурового инструмента установки зависит от характеристик обрабатываемого грунта. В некоторых случаях для ускорения обустройства скважин грунт увлажняют, поливая участок выработки водой. Иногда, наоборот, досыпают сухой грунт.

К достоинствам ударно-канатного способа бурения относят:

  • возможность применения буров диаметром от 500 мм при первоначальном бурении грунта;
  • разрешение устройства выработок в регионах, где зафиксированы сложные гидрогеологические процессы;
  • свободное бурение в безнапорных слоях, вне зависимости от их мощности;
  • упрощенная технология, посредством которой удается сократить расходы на оплату труда специализированных бригад;
  • быстрое и эффективное вскрытие грунта;
  • сокращенные сроки обустройства скважин.

А также плюсом такого метода является возможность проведения работ на отложениях валунно-галечного типа или в местах, где породы имеют рыхлые свойства.

Минусы такого бурения – высокая цена, недолговременный срок эксплуатации труб, ввиду их коррозии, и разрушение поверхности.

Из-за перечисленных деформаций повышается риск загрязнения питьевой воды неметаллическими включениями.

Дополнительный недостаток технологии кроется в том, что при создании скважин их нельзя оборудовать под углом или в плотных породах. Сама проработка пластов происходит медленно.

Процедура бурения скважин данным методом напрямую зависит от того, с каким типом грунта приходится работать, и где находится область протекания подземных вод.

Работа с такими грунтами возможна только в случае использования усовершенствованной конструкции. Модернизированный бур способен оборудовать скважину в глиняных или болотистых землях. Конструкция такого аппарата включает двутавровое долото, укрепленное крестовиной. Для предотвращения обвала устья рекомендуется устанавливать обсадные трубы.

Для обустройства водозабора в песчаных грунтах или плывучих породах необходимо использовать ударные установки с плоскими сосудами, способными собирать землю.

Почва прорабатывается бурильным аппаратом медленно, при этом возникает необходимость укрепления полученного отверстия обсадной трубой по всей длине.

В процессе бурения сыпучей почвы подвижный участок земли способен уйти, поэтом работу стоит выполнять осторожно, с учетом необходимых требований.

Если основание сложено галечником, гравием или другой каменистой породой, то для бурения скважин следует использовать двутавровое долото. Проработанный слой в процессе вынимают плоской желонкой, оборудованной клапаном.

В случае необходимости увеличения ширины ствола рекомендуется оборудовать установку расширителем. С его помощью удастся обвалить стенки ствола и сделать проход шире.

А также расширитель способен ускорить выемку обрушившейся породы.

Во время бурения скважины сложности способны возникнуть в случае обработки скальных пород. При работе с таким грунтом стоит учитывать рекомендации по использованию утяжеленного долота. Если при обустройстве скважины в процессе бурения встречаются трещиноватые нижние слои или оползни, необходимо использовать для их проработки долото с круглыми наконечниками или крестовинами.

Читайте также:  Экспресс анализ воды: что из себя представляет, плюсы и минусы, какие наборы существуют, как применять для исследования жидкости для инъекций

При возникновении риска защемления инструмента работы требуется остановить.

Работы по обустройству гидрогеологических скважин выполняют с помощью снаряда Шитца. Это особая установка, конструкция которой включает:

  • вышку, оборудованную штангой;
  • забивной клапан или стакан;
  • станок;
  • желонку и долото;
  • каркас.

Вышку монтируют в заранее подготовленный треножник, который представляет собой конструкцию из стальных труб или деревянных брусьев.

Установка конструкции осуществляется с помощью специальных крепежей и отверток. Вверху вышки устанавливают ворот для пропуска через него троса, который будет поднимать и опускать долото.

При этом важно учитывать, чтобы общая длина рабочего органа была меньше высоты установки.

Штангу собирают из металлических болванок, а соединение дополнительных деталей происходит посредством использования болтов или фланцев. Чтобы сделать оборудование тяжелым, внутрь образованной полости заливают бетон.

Основным бурильным инструментом является стакан. Торец стакана имеет заострение в центре, поэтому при проведении работ снаряд проникает в грунт на большую глубину и без особых усилий.

Дополнительно по кромке размещены острые зубья, предназначенные для разрушения влажных пород.

В верхней части стакана оборудовано место, куда бьет штанга в процессе. Оно называется наковальней. В случае использования снаряда больших размеров сохраняется ровная забивка скважины.

Длина стандартного оборудования должна превышать 2 метра. Для изготовления желонки используют стальную трубу с диаметром более 90 мм. Внизу находится клапан, открытие которого происходит при соприкосновении установки с землей.

Такой подход обеспечивает проникновение земли в снаряд.

Как только оборудование начинает подниматься, клапан под тяжестью грунта закрывается.

Тросы изготовлены из стальных канатов, выполненных из соединенной проволоки, что обеспечивает их высокую прочность и долговечность. Толщину троса подбирают в зависимости от массы снаряда забивной штанги.

При выборе оборудования во внимание принимают подсчитанное разрывное усилие. Дополнительно рекомендуется учитывать коэффициент безопасности работ.

В некоторых случаях бурение скважин производится с использованием так называемых обсадных стенок. Суть технологии заключается в укреплении ствола скважины специальными трубами, которые выпускают в двух модификациях.

  • Муфтовые. Такие трубы с двух сторон оборудованы резьбой. Фиксация обсадных элементов осуществляется посредством предусмотренного резьбового соединения на концах труб.
  • С высаженными концами. Стыковка происходит благодаря особой конструкции трубы, на одном из торцов которой расположена высадка. Она представляет собой увеличенное сечение, созданное путем термической обработки. Внутри сечения находится резьба.

Некоторые владельцы загородных участков для обсаживания используют трубы из ПВХ. При строительстве гидротехнического сооружения рекомендуется тщательно подойти к подбору элементов буровой установки.

Для этого стоит определить тип грунта, с которым предстоит работать, глубину скважины и сроки, необходимые для выполнения работ.

43. Способы бурения скважин

Это бурение применяют в основном с
помощью буровых машин, например УРБ-2А2.
Породу в этом случае разрушает шарошечное
долото
, а размельченную породу
наверх поднимает буровой раствор. То
есть это бурение с промывкой.

С помощью
этого метода можно пробурить прослойки
известняка, скальные включения, так
называемые морены. Для вращения буровых
штанг используется крутящий момент
ротора, который располагается на буровой
машине. От двигателя внутреннего
сгорания, расположенного на машине идет
привод к ротору.

Чтобы долото смогло
бурить на него необходимо дать значительную
нагрузку сверху. Это осуществляется в
том числе с помощью утяжеленных бурильных
штанг.

Ударно-канатное
бурение

Известно еще со времен древнего Китая.
Правда бурение в древнем Китае отличается
от современного. В Китае с некоторой
высоты кидался конусообразный груз,
который раздвигал и уплотнял грунт.
Сейчас же для ударно-канатного бурения
используют желонки и забивные стаканы.

Желонка – это снаряд, который кидается
с высоты в скважину. При ударе о дно
скважины в желонку входит грунт, который
остается в ней за счет наличия клапана.
Потом желонку вытаскивают на поверхность,
вытряхивают из нее грунт, и снова кидают.

Забивной стакан – по сути это тоже
желонка, с той лишь разницей, что  в
стакане нет клапана, и грунт застревает
в стакане за счет силы трения.

С помощью желонки бурят обводненные
грунты, песчаные. С помощью забивного
стакана бурят глинистые грунты,
суглинистые, то есть достаточно вязкие,
которые при отрыве стакана от грунта
застревают в стакане.

Ударно-канатное бурение – это довольно
длительный и трудоемкий процесс. Иногда,
для прохождения каменистых слоев
используют ударно-канатное бурение с
помощью бурового патрона, для пробивки
каменистых отложений. Шлам из скважины
достают с помощью желонки.

С помощью ударно-канатного бурения
можно бурить довольно глубокие скважины
– глубиной до 300 метров. Но, при большой
глубине скважины уже нужно использовать
телескопическую структуру.

То есть
верхняя часть скважины делается из
трубы максимального диаметра, затем
после определенной глубины идет труба
меньшего диаметра, потом еще меньше, и
так далее. Существуют переносные буровые
станки, для бурения ударно-канатным
способом.

Ударно-канатное бурение
значительно медленнее и с большей
трудоемкостью, чем шнековое, однако для
его производства требуется минимум
оборудования и маста.

Канатно-вращательное
бурение (гидробурение с забурником)

В этом случае грунт бурится с помощью
полой штанги, на конце которой расположен
забурник. Разрыхленный грунт поднимается
на поверхность с помощью промывки
буровым раствором.

Буровой раствор направляется в
шламоотстойник. Таким образом бурение
происходит оборотной водой.

Этот метод можно использовать с помощью
переносных буровых установок типа
вологодской, минской, курганской. Бурить
можно в труднодоступных местах, в
подвалах домов. Этим способом можно
пробурить скважины на песок, глубиной
до 50 метров. Бурение производится не
чистой водой, а специальным буровым
раствором, с бентонитовой глиной.

Использование бентонита позволяет
укрепить стенки скважины и предотвратить
ее обрушение. После того, как пробурили
скважину вытаскивается буровой
инструмент, опускаются пластиковые
трубы и фильтр до дна скважины. При этом
диаметр трубы – 125мм, а диаметр скважины
– около 200 мм. В пространство между
трубой и стенкой скважины насыпается
щебенка с фракцией 5-20.

Гравийная обсыпка
улучшает показатели скважины, увеличивает
срок службы.

Таким способом можно делать довольно
глубокие скважины – до 300 метров. Однако
скважины глубиной более 30 метров будут
иметь телескопическую структуру.

Гидробурение

По сути мало отличается от
канатно-вращательного. Отличает
отсутствие забурника. Грунт размывается
большим напором воды. Подходит для
рыхлых почв, песков, супесей. Имеет ряд
недостатков. Невозможно пробурить
прослойки юрской глины. При попадании
на плывун происходит большое поглощение
воды, оседающий песок тормозит бурение.

Процесс бурения довольно краткий.
Поэтому необходимо заранее подготовить
обсадную колонну для опускания в
скважину.

В буровой воде должна содержаться
хлористоводородная кислота, в концентрации
1:20 000, которая предупреждает загрязнение
водоносного пласта
Сам процесс бурения
занимает совсем немного времени, но
обсадная колонна должна быть заранее
подготовлена к установке до начала
бурения. Водяной поток должен содержать,
по крайней мере, 50 миллионных долей соли
хлористоводородной кислоты для
предупреждения загрязнения водоносного
пласта.

С помощью гидробурения можно пробурить
скважины глубиной максимум 15 метров, с
диаметром  50-300 мм. После установки
обсадных труб цементируют столб скважины
снаружи от трубы, на глубину как минимум
3м от земли.

Шнековое бурение

Это вращательное бурение. Породоразрушающий
элемент в этом виде бурения бывает двух
видов:

  • Бур – керноприемник большого диаметра
  • 2-х или 3-х лопастное долото

Шнек же поднимает разрушенную породу
наверх. Шнековое бурение это довольно
быстрый способ бурения. За один день
таким способом можно пройти до 40 метров.
Но столько можно пройти только если
порода относительно мягкая.

Таким
способом бурят геолого-разведочные
скважины (при инженерно-геологических
изысканиях для строительства), скважины
на песок. НО таким способом невозможно
пробурить на большую глубину сыпучие
грунты, например пески, так как стенки
скважины могут обсыпаться до того, как
установят обсадные трубы.

Шнековое
бурение хорошо для суглинистых и
глинистых почв. Диаметр скважины,
пробуренной шнеком может быть от 50 до
760 мм.

При выемке шнеков по грунту, что остается
на шнеке видно, на какой глубине находится
 слой водоносного песка. Водоносный
песок – это песок с очень крупными
песчинками, может быть с  вкраплениями
гальки.

В денежном отношении это наиболее
дешевый способ. Однако если при таком
способе наткнуться на подземные валуны,
прослойки известняка, то пробурить этим
способом уже будет невозможно.

Перфоративное бурение

Это умное название означает ни что иное,
как бурение абиссинского колодца.

Это железная труба из отрезков различной
длины (длина отрезков от 1 метра до 3),
отрезки соединены между собой муфтами
герметично, по форме напоминает копьё,
поэтому и одно из названий — скважина
игла. Герметичности резьбовых соединений
добиваются использованием сантехнического
льна и силикона.

Для его производства сначала забуриваются
до начала обводненного грунта (плывуна),
диаметр скважины в сухом грунте — 50 — 80
мм. Затем в эту скважину вставляют фильтр
и трубы и начинают забивать.

Снизу этой составной трубы находиться
фильтр. Он, представляет из себя трубу
такого же диаметра, в которой просверлены
много отверстий диаметром 8 — 10 мм, а
снаружи обмотана специальная фильтровая
сетка, которая пропускает воду и не
пропускает песок. Через такую сетку
галунного плетения могут пройти только
частицы диаметром меньше 0,25 мм.

Чтобы забить такую трубу в землю на
глубину 8-12 метров пользуются различными
приспособлениями: штанги и бабки.

Забивание штангой

Штанга — это металлический прут 16-22 мм
в диаметре, который можно наращивать
по мере заглубления абиссинской скважины.
Этим прутом наносят удары непосредственно
по наконечнику фильтра, таким образом
на все резьбовые соединения прикладывается
растягивающая нагрузка, в результате
резьбы не деформируются, а вся нагрузка
по раздвижению плотного грунта приходится
на наконечник.

Читайте также:  Глубина скважины для питьевой воды: можно ли пить, как определить расстояние до водоносного слоя, на сколько метров бурить для водоснабжения?

Забивание бабкой

Бабка — специальное приспособление,
ударная нагрузка от которого ложиться
на ствол скважины. На оголовок скважины
накручивается специальная насадка, по
которой наносятся удары бабкой — груз
с отверстием внутри. В этом способе вся
ударная нагрузка ложиться на резьбы.
Поэтому иногда бывает, что резьбы
ломаются и скважина остается в земле.

И для того и для другого способа очень
большие требования к качеству резьб.
Они должны быть строго соосны с осью
самой трубы.

К сожалению в большинстве
кустарных производств такую резьбу
сделать трудно, поэтому если мастер
нарезал резьбы на ближайшей металлобазе,
то он рискует тем, что трубы сломаются,
материал он из земли не вытащит и денег
с хозяина не получит.

Если же резьбы
нарезаны на токарном станке с хорошей
соосностью, то такая резьба будет гораздо
более прочная, особенно при забивании
бабкой.

Насос для такой скважины используется
самовсасывающий, который подключается
непосредственно к трубе и создает в ней
разрежение (вакуум), и этот вакуум и
поднимает воду на поверхность.

Абиссинский колодец имеет массу плюсов

  • Обычно хорошее качество воды
  • Мощность 10-30 литров в минуту, чего хватает для одной семьи
  • Можно сделать в подвале дома
  • Низкая стоимость
  • Срок службы 5-30 лет

Способы бурения скважин: ударно-канатное, роторное

Некоторые способы бурения скважин позволяют сделать работу своими руками. Если вы хотите сэкономить, но при этом получить отличный результат работы, то вооружитесь необходимыми инструментами и выберите время. Бурение — сложное и трудоемкое дело, которое требует определенных навыков по слесарным и столярным работам, а также умения пользоваться таким инструментом, как бур.

Чтобы не возникло никаких трудностей с бурением скважин, изучите особенности техники, материалы и оборудование, которое вам понадобится.

Для таких работ используются малогабаритные буровые установки, которые можно разделить на 2 типа: оборудование, предназначенное для шнекового способа бурения и ударно-канатного.

Эти вспомогательные инструменты могут быть оснащены дизельным двигателем, так как на территории, где вы хотите бурить скважину, может не оказаться электричества.

Способы бурения скважин бывают разными. Среди них наиболее популярны шнековое бурение, ударно-канатное и роторное. Каждый из способов отличается не только затратами, но и технологией разрушения грунта и его извлечением из скважины.

Способы бурения

Архимедов винт, называемый шнеком, является основой данного способа. Он представляет собой трубу, которая напоминает штопор (так как имеет спиралевидные лопасти). Благодаря своей структуре шнек вращательными движениями погружается в землю, а затем, на обратном ходу, вынимает ее с глубины.

Малогабаритные установки строятся, как правило, по этому методу. Бурение шнеком — простой и доступный метод для обустройства скважины. Этот способ аналогичен проделыванию отверстия подо льдом во время зимней рыбалки. Технология бурения скважин с помощью шнека позволяет бурить грунт до 10 м, не промывая при этом оборудование специальным раствором.

Однако применение данного способа допустимо только на местностях с мягкой породой или средней твердости. Если на глубине располагается каменный или скалистый грунт (так называемые плывуны), то дальнейшая работа винтом будет бесполезной.

Если почва суглинистая или глиняная, то шнеком можно пробить до 40 м в день. Сыпучий грунт (песок, подземные валуны, прослойки известняка), обработанный шнеком, будет осыпаться сверху, что приведет к обратному результату.

Поэтому прежде всего обратите внимание на тип грунта и тогда можете приобретать необходимое оборудование.

Этот метод бурения скважины считается самым экономным. Помимо этого, подобный способ считается незаменимым в ручном бурении из-за скорости выполнения работы. Недостатком шнека является его ограниченность в применении, поэтому воспользоваться этим оборудованием можно лишь при условии, что грунт мягкий. Помимо этого, шнек уступает другим методам бурения в результате очищения забоя.

Если судить об остальных способах бурения, то можно с уверенностью сказать, что каждый из них направлен прежде всего на создание скважины. У каждого есть свои преимущества и недостатки, поэтому важно не ошибиться с выбором оборудования.

Роторный метод

Этот способ устройства скважин популярен и имеет широкое применение. Для работы вам потребуется специальная бурильная труба. Внутрь трубы помещаете долото (вращающийся вал, который имеет наконечник).

Чтобы запустить процесс бурения, создается нагрузка на вал с наконечником при помощи гидравлической установки. Роторным методом вы сумеете пробурить скважину, имеющую почти любую глубину.

При этом порода в этом случае имеет второстепенное значение.

Вымывание породы (грунта) из скважин осуществляется при помощи бурильного раствора, который можно подать в полость трубы двумя способами:

  1. С использованием наноса, который закачает внутрь бурильной трубы раствор. Далее через затрубное пространство грунт с раствором выходит самотеком наверх.
  2. Раствор попадает в отверстие прямой промывки, а выкачивается оттуда с помощью обратной. Обратная промывка считается наиболее эффективной, так как вскрывается весь водоносный горизонт. В этом случае вам потребуется специальное оборудование, что значительно увеличит ваши расходы. Поэтому многие люди предпочитают делать прямую промывку, что тоже дает неплохой результат.

В отличие от ударно-канатного способа бурения, роторный метод выигрывает в скорости. Однако недостатком этого метода является глинизация водоносного горизонта, что лишает вас возможности опробования во время проходки скважины.

Роторный способ обусловливается наличием буровых машин, то есть грунт разрушает шарошечное долото, а размельченная порода поднимается наверх с раствором.

С помощью этого метода бурения можно разрушить любую породу (прослойки известняка, скалистую почву). Чтобы буровые штанги вращались, используется крутящий момент ротора.

Необходимо давать нагрузку сверху, чтобы была возможность бурить скважину. Процесс осуществляется путем работы бурильных штанг.

Технология работ

  1. При помощи долота с большим диаметром начинается процесс бурения.
  2. Под воздействием ротора на колонну для буровых работ вращается долото.
  3. Нагрузка (утяжеленные трубы) устанавливается между долотом и трубами для бурения.

  4. Удаление жидкости происходит путем запуска бурового насоса с раствором.
  5. По завершении одного участка почвы вставляется обсадная труба. Делается это для того, чтобы не было осыпания верхних слоев грунта.
  6. Дальше работа продолжается с применением долота меньшего диаметра.

    Затем погружается еще одна обсадная труба меньшим диаметром.

Ударно-канатный вариант

Основой этого способа является желонка, которая бросается с определенной высоты в углубление скважины. Когда происходит удар о дно, то, благодаря клапану, в нее входит разрушенный грунт.

Затем желонка извлекается на поверхность и из нее вытряхивается вся порода, после чего она снова кидается в скважину. Помимо этого, в этом методе можно применять забивной стакан.

Служит он с той же целью, что и желонка, только без наличия клапана. Грунт закрепляется в нем силой трения.

Желонкой бурят породу песчаного типа, а забивной стакан применяется для глинистого грунта, то есть для породы с вязкой текстурой.

Преимущество бурения скважины при помощи желонки заключается в возможности бурить до 300 м глубиной. По сравнению с методом шнекового бурения, ударно-канатный способ обусловливается длительностью и трудоемкостью работы. Однако для этого способа не требуется большого количества оборудования.

Подобный метод бурения является самым простым. Для выполнения работы вам необходимо будет соорудить треногу с блоком. Вам нужно перекинуть через этот блок трос и его конец соединить с желонкой. Инструмент поднимается на поверхность и опускается в забой при помощи установленного троса.

Ударно-канатный метод считается самым долговечным, так как характеризуется отличным качеством работы. Это самый эффективный способ, но им пользуются немногие из-за затрат большого количества времени и сил.

Главное преимущество способа заключается в отсутствии бурильного раствора. Таким образом вам удастся точно вскрыть водоносный горизонт, обеспечивая скважине максимальный размер дебита, что позволяет сохранить ее на долгие годы.

Абиссинский колодец

В эффективные методы бурения скважин входит и перфоративное бурение. Этот метод характеризуется наличием железной трубы, состоящей из частей различных длин (от 1 м до 3 м).

Они соединены друг с другом муфтами герметично и формой похожи на копье. Этот способ носит название «скважина-игла» или «абиссинский колодец».

Чтобы соединения были герметичными, применяют силикон или сантехнический лен.

Схема работы бурения перфоратором следующая: скважину забуривают до начала обводненных грунтов (плывунов). Диаметр скважины в сухой породе не более 8 см. Далее в скважину вставляются трубы и фильтр, тогда и начинается процесс забивания.

Составная труба имеет фильтр. Он состоит из нескольких просверленных отверстий диаметром до 1 см и фильтровой сетки, которая пропускает только воду без примесей. Через эту сеть пройдут лишь частицы диаметром менее 0,25 мм.

Для того чтобы такая труба забилась в землю, используются бабки и штанги. Штанга в виде прута из металла обычно имеет диаметр от 16 до 22 мм. Ее наращивают по мере углубления скважины. Удары по наконечнику установленного фильтра наносят с помощью прута, за счет чего и создается необходимая нагрузка.

Бабка представляет собой устройство, ударная сила которого приходится точно на устье скважины. Для этого на оголовок скважины накручивается специальная головка и уже непосредственно по ней ударяет бабка.

Такой способ бурения скважин имеет множество преимуществ. Среди них отличное качество воды, возможность расположения скважины в подвале, производительность до 30 л/час (что хватает для семьи), экономия и долговечность. Такой результат вы получите в случае правильного бурения, которое выполняется согласно инструкции.