Каталог буровых установок

Технология бурения скважины на воду

из металлических труб или бревен

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Бурение ударным способом

Используется в рыхлых и мягких грунтах с галечником, разрушается горная порода по всей площади забоя под воздействием ударов бурового снаряда. Импульсы передаются сбрасыванием инструмента на тросах в скважину (канатно-ударный способ) или забиванием бура, закрепленного на штанге (ударно-штанговое бурение). Первый вариант применяется чаще. Масса снаряда 0,5-2,5 т, высота сброса 0,3-1 м, частота — 40-60 уд./мин.

Забивной снаряд — труба с режущей кромкой или долотчатой насадкой. Движение инициируется лебедкой. Удержание грунта внутри цилиндра происходит за счет сил трения.

Достоинства ударного способа:

• возможность бурения выработок большого диаметра;
• контроль уровня водоносного горизонта, исключение загрязнения реагентами для выноса шлама;
• беспроблемное использование зимой;
• продолжительный срок эксплуатации водозабора — до 50 лет.

Недостатки ударного метода: трудоемкость и невысокая скорость проходки. При искривлении скважины возникают сложности с опусканием обсадной колонны. Чтобы избежать трудностей, применяют бур длиной 2 м.

Способы соединения буровых труб

Для проходки больших расстояний бур под воду удлиняют с помощью полых стальных труб стандартного диаметра 21,3, 26,8 и 33,5 мм длиной от 1500 до 2000 мм, которые соединяют между собой следующими способами:

Резьбовой. В данной технологии для соединения используют наружную резьбу, которую нарезают на одном трубном конце, и внутреннюю на переходных муфтах, представляющих собой короткие цилиндрические отрезки с диаметром, соответствующим нижней точке трубной резьбовой насечки. Нарезку проводят вручную плашками с помощью плашкодержателей по старой советской методике или современными более удобными приспособлениями — круппами. После нанесения резьбы на внутреннюю сторону переходных муфт и наружную оболочку труб с одного конца, к их другому краю приваривают муфту, удлинение производится накручиванием последующих труб в муфты предыдущих.

Болт и резьбовая муфта. При данном методе к одному торцу трубы приваривают болт большого диаметра, а к другому — длинную гайку в виде муфты с внутренней резьбой, соответствующей наружной у болта, при соединении трубных элементов их накручивает друг на друга до упора. Технология напоминает стыковку выпускаемых заводским способом буровых штанг, заводские соединительные головки можно приварить или прикрутить к резьбе вместо болтов и муфт.

Штифтовой. Стыковка труб с помощью штифта — наиболее оптимальный метод, обеспечивающие высокую скорость соединения и разборки удлиняющих штанг, для его реализации к одной стороне каждой из труб приваривают внутреннюю муфту, надевают на нее следующую трубу и сверлят в них отверстия на некотором расстоянии от края. Затем просовывают в сквозной канал двух состыкованных труб штифт, препятствующий их рассоединению.

Недостатком штифтового крепления является возможность выпадения из отверстий, самым простой вариант устранения этого недостатка — использование для крепежа резьбового болта с гайкой. Правда, данное решение неэффективно для быстрого соединения, к тому же при использовании в земле резьба постоянно забивается грязью, что значительно замедляет сборку и разборку удлиняющего трубопровода.

Лучший метод решения проблем, связанных с недостатками штифтовых соединений — использование специальной конструкции, в которой к трубе напротив сквозного отверстия приваривается п-образная пластина со вставленным штифтом, а в его корпус через проделанный сквозной радиальный канал вставлен ограничительный штырь. Ограничитель препятствует потере штифта с выпадением его из узла, а также является элементом, с помощью которого двигают штифт по сквозному отверстию, соединяя и размыкая трубопровод. Также наружная п-образная стальная пластина защищает штифт и ограничитель от повреждений при вращении в земле.

Если приведенная выше конструкция кажется слишком сложной для изготовления в бытовых условиях, неплохим вариантом является приобретение штифта заводского производства для крепления почвенных буров, представляющего собой болт с гладкими стенками, в шляпке которого просверлено отверстие и вставлен жесткий проволочный ограничитель, огибающий трубу и одеваемый с другой стороны на торец гладкостенного болта.

Как сделать надежную конструкцию?

Чтобы буровая установка для скважин была надежной и позволяла выполнять буровые работы на профессиональном уровне, необходимо приобрести ряд элементов, изготовленных в заводских условиях с использованием высокоточной техники. Понадобится приобрести:

• вертлюг;
• буровую штангу;
• лопастной бур;
• мотор-редуктор;
• мотопомпу с рукавом;
• шланг для подачи бурового раствора.

Раму для монтажа этого оборудования можно изготовить самостоятельно из прочной стали.

На схеме наглядно изображено устройство заводской малогабаритной буровой установки с вертлюгом, буровой штангой, буром, электромотором, лебедкой, насосом и т.д.

Вертлюг необходим для передачи движущего момента от мотора-редуктора к буру, а также для подачи промывочного раствора. В корпусе вертлюга находится подвижная часть, на которой закреплены буровые штанги. Через специальный герметичный патрубок подается промывочная жидкость. Хотя конструкция этого элемента сложностью не отличается, от качества его выполнения зависит срок эксплуатации всей буровой установки. Из-за высоких нагрузок для изготовления вертлюга следует использовать высокопрочную сталь, соблюдая при этом минимальный зазор между движущимися элементами устройства. Некачественный вертлюг выйдет из строя после изготовления нескольких скважин.

Буровую штангу выбирают в зависимости от типа бурения (ударное, вращательное, с промывкой и т.д.). Штанга может иметь круглое или шестигранное сечение. Она передает движущий момент непосредственно к буру. В процессе работы штанга опускается вниз и ее необходимо наращивать. Для соединения используются специальные замки со специальной конической или трапециевидной (прямоугольной) резьбой, обеспечивающей максимально надежное соединение. По внутреннему сечению штанги в скважину подают жидкость, которая размягчает грунт и позволяет производить бурение более быстро и успешно.

Бур — это рабочий элемент, предназначенный для размельчения грунта. Для профессионального использования подходят специальные трехлопасные буры, которые вращают циклическим методом. Диаметр бура может варьироваться в пределах 80-350 мм. Изготавливают этот элемент из качественной стали, в которую вплавлены высокопрочные пластины, например, ВК-8. На твердых грунтах рекомендуется использовать бурение в несколько проходов. Сначала производят так называемое разведочное бурение 80-миллиметровым буром, затем скважину проходят бурами большего диаметра, пока отверстие не достигнет необходимых размеров.

Взять технику в аренду

Если приобретение такого агрегата для вас будет нецелесообразно ввиду разовости работ, то следует подумать о возможности взятия бурильного устройства в найм, или приобретения в лизинг. Аренда позволяет выполнить поставленную задачу в кратчайшие сроки и при этом сэкономить значительную сумму. Дело в том, что в стоимость аренды входит и оплата труда оператора и его помощника, и таким образом, вам не придется отправлять своих сотрудников на несвойственные их профилю работы.

Цена аренды буровой техники зависит от многих факторов, среди которых: объем работ, длительность эксплуатации, место, число работников, обслуживающих систему. В среднем стоимость одной смены начинается от 2000–2500 тысяч рублей.

Сборка малогабаритной буровой установки с ручным приводом

Устройство самодельной шнековой малогабаритной буровой установки.

Шнековый бур делают по следующей технологии:

1. На узкую трубу длиной 1,5 м приваривают витки листового металла наподобие винта. В нижней части устанавливают остро заточенные ножи под углом к горизонтальной плоскости.
2. На верхней части предусматривают крепление для наращивания штанг. Это отверстия под стопорный палец или резьба для муфты.
3. Готовят такие же трубы с соответствующим креплением — штанги.

Другой снаряд, часто применяемый в бурильных устройствах, сделанных своими руками, желонка.

Она изготавливается таким образом:

• отрезают 1-1,2 м толстостенной трубы диаметром 110-120 мм;
• в верхней части делают окошко для удаления почвы;
• снизу вставляют клапан, сверху приваривают сетку;
• закрепляют ушки для каната;
• затачивают нижнюю кромку.

Для изготовления буровых снарядов не берут закаленную сталь — ее необходимо дополнительно шлифовать. Легированная трудно варится, поэтому самая подходящая для самодельных буровых инструментов — простая сталь. Если скважина более 30 м, стенки труб должны быть толщиной 5-6 мм.

Особое внимание уделяют клапану. Для небольшой желонки используют подходящий шар, перемещение которого ограничивается верхней и нижней шайбами

Для снаряда побольше делают лепестковый клапан — круглую дверцу на пружине.

Легкую желонку утяжеляют — заливают верхнюю часть бетоном или прикрепляют груз.

Устройство желонки с шариковым клапаном.

Изготовление установки для бурения с электрическим приводом

Ручной труд по бурению скважины под воду облегчает электрический привод. Он вместе с лебедкой грузоподъемностью не менее 1 т поднимает желонку с грунтом и штангами. Если используется мокрая проходка, вращает бур.

Для роторного бурения каркас оборудуют вертикальной рельсовой колонной с 2 направляющими. На них размещают двигатель с редуктором.

Рекомендуется заранее решить, какой привод будет на оборудовании — ручной, электрический. Если выбор в пользу последнего, но сначала приобретают двигатель с редуктором и лебедку. Затем собирают вышку в соответствии с их параметрами — так легче сделать монтаж всех частей, подогнать по месту.

Для мокрого бурения используют вертлюг. Это важная деталь, которую лучше купить. Она в постоянном движении, поэтому некачественное исполнение приведет к быстрой поломке. Изготовление можно заказать только токарю высокой квалификации, который обеспечит надежность и герметичность конструкции. Используется высокопрочная сталь.

Какое нужно буровое оборудование для бурения скважин на воду

Данный вопрос требует более глубокого рассмотрения, так как существует четыре основных способа бурения:

• ударный;
• шнековый;
• роторный
• с промывкой.

Каждый из них предполагает использования специально оборудования для бурения водоносной скважин.

Бурение ударным способом

В качестве основного инструмента для бурения скважины используется железная труба, к которой прикреплена желонка. Ударная часть – своего рода черпак, который выбирает на поверхность породу. Разрыхление подземных пластов производится ударами, когда трубу с желонкой, поднятую на высоту лебедкой отпускают под собственным весом в шурф.

Для выполнения работ потребуется:

• тренога из металлопроката;
• труба с желонкой;
• трос с крюком и лебедкой;
• комплект обсадных труб.

Процесс трудоемкий, а подвижность пластов требует быстроты.

Бурение шнековым способом

Способ подходит для грунтов с большим содержанием песка. В качестве бурильного оборудования для скважин небольшой глубины используется отруба, которую венчает резец. Вокруг стержень охватывают винтовые лопасти. Разрыхленная почва поднимается наружу по шнеку в результате вращения по принципу мясорубки.

Для выполнения работ потребуется специальная буровая шнековая установка, на которой закрепляются все необходимые элементы, оснащение, инструменты. Можно изготовить шнек самостоятельно из ледоруба, приварив к рабочей части Т-образную рукоять. Но так бурят абиссинский колодец, если грунт достаточно мягкий и рыхлый.

Бурение роторным способом

В качестве привода для бура используется гидравлическая или электрическая установка роторного типа, закрепленная на раме. На конце ударного инструмента находится долото из твердосплавного металла, которое разбивает породу.

Артезианские скважины бурятся иногда другим инструментом. Так, если почва глинистая, рыхлая, мягкая вместо него устанавливают ложковый бур. Это труба со спиралевидной нарезкой. Когда приходится работать с суглинками рабочим узлом является бур-змеевик. Работает по принципу штопора. Выбор зависит от типа грунта. Потребуется оснащение для промывки шурфа и запас воды.

Бурение с промывкой скважины

За один час работы можно пробурить более 13 метров. При этом водоносные пласты залегают на горизонте 40 метров. Этот метод применяется для бурения скважин на песок. Для выполнения работ необходимо организовать два контура подачи промывочной жидкости:

1. Прямая промывка. Промывочный раствор подается в шурф, вымывая породу. Отработанная жидкость вместе с размытым грунтом выбрасывается на поверхность.
2. Обратная промывка. Промывочный состав подается в выработанный шурф, чтобы вымыть почву. Жидкость откачивается на поверхность грязевым насосом.

Подача растворов производится по трубам и шлангам буровой установки. Технология предполагает, что подаваемая жидкость вымывает породу, охлаждает оборудование, а также способствует тому, чтобы обсадные трубы свободно размещались в шурфе.

Виды самодельных буровых установок

Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:

• Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку. Его «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.

• Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.

• Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.

Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.

Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.

Методы бурения

Методы бурения классифицируют по двум параметрам.

В зависимости от применяемого механизма бурение может быть:

• Механическое;
• Ручное.

Варианты исполнения скважины

В зависимости от принципа работы буры:

• Ударно-вращательный метод;
• Ударный;
• Вращательный.

Рассмотрим, чем примечательная каждая технология бурения скважин на воду и как она выполняется.

Ручной способ

Ручное бурение скважины вполне подходит для самостоятельного выполнения процесса при наличии всех нужных инструментов. Такой колодец будет не более тридцати метров, почву пробивают до достижения слоя воды.

Для этого понадобятся обсадные трубы, штанги, лебедка и буровые головки разных параметров. При создании более глубокой скважины, нужна бурильная вышка для подъема и погружения бура.

Если штанги не нашлось, сделать ее можно, соединив трубы шпоном или резьбой. К концу нижней штанги крепят буровую головку. Процесс выглядит следующим образом:

Шнек-бур и станок для бурения скважин своими руками

1. Над местом предполагаемой скважины размещают вышку так, чтоб она была несколько выше длины штанги.
2. Лопатой выкапывают небольшое углубление для бура.
3. Вставить бур в углубление и вращать его. Возможно, понадобится помощь, потому что при углублении движение бура будет затрудняться.
4. Пробив полметра, остановитесь, выньте бур и прочистите его от налипшей земли.
5. Достигнув водяного слоя, откачайте три-четыре ведра грунтовой воды.

Последнее действие необходимо для устранения грязной воды и может быть выполнено погружным насосом.

Роторный способ

Это вращательный метод, который чаще всего используется при бурении глубокой скважины. Для этого понадобится специальная установка, оснащенная трубой. В этой трубе имеется вращающийся вал и долото. Воздействие на долото выполняется за счет гидравлической установки. Грунт из пробуренной скважины вымывают специальным раствором.

Таким образом, труба располагается над местом бурения и при вращении вала и долота пробивает почву. Жидкость может подаваться по стволу сверху вниз, тогда раствор, вымывая землю, выходит наружу через затрубное пространство. Такой способ называют прямой промывкой.

Может быть применена и обратная промывка, при которой раствор самотеком идет в затрубное пространство и после пробивания выкачивается погружным насосом.

Ударно-канатный способ

Метод основан на падении максимально тяжелого инструмента, обычно забивного стакана, с вышки в месте предполагаемой скважины. При  желании самостоятельно применить ударно-канатную технологию, потребуется:

• Прочный канат;
• Забойный стакан – обычно прочная металлическая труба, подвешенная на канате;
• Инструменты для уборки грунта.

Технология и последовательность действий:

Ударно-канатный способ — технология бурения

1. Изготавливают вышку в форме треноги из стальных труб или крепких бревен. Высота зависит от длины забойного стакана и должна превышать ее на 1,5 метра.
2. Забойный стакан изготавливают из стальной трубы, на конце которой находится режущее приспособление.
3. К верхней части стакана крепят трос.
4. Регулируя трос, стакан быстро отпускают на место пробоя.
5. Землю из стакана извлекают через каждые пробуренные полметра.

Для создания глубокого колодца привлекают установки типа УГБ-1ВС.

Шнековый способ

Бурение скважины шнеком

Метод взял свое название от основного применяемого инструмента – шнека или Архимедового винта. Он выглядит как буровая штанга, к которой приваривают лопасти спирально. Вращая такой шнек, земля выносится на поверхность и собирается.

Для более глубокого колодца понадобится аренда малогабаритной легкоперевозимой буровой установки, так как самостоятельно изготовленный шнек бурит не более чем на десять метров в глубину.

Стоит отметить, что шнековый способ подойдет только в том случае, если грунт богат песчаной породой. Кроме того, если шнек сталкивается на своем пути с камнем, придется искать другое место для пробивания грунта и остановить работу.

Колонковый способ

Колонковая технология все реже используется в наши дни для бурения скважин под воду. Чаще применяется для гидрогеологических исследований. Для этого используется оборудование типа ЗиФ-650, которое извлекает столб грунта, создавая так называемую колонку.

Схема колонкового долота для бурения скважины под воду

Разрушение грунта проводится кольцевым способом, затем он вымывается. Скорость такого обустройства достаточно высокая, кроме того, позволяет пробивать твердые породы, но требует больших затрат на аренду серьезного геологического оборудования.

Кронблок

Данный блок системы неподвижен. Это рама, на которой расположились опоры со шкивами и оси. На осях размещаются канатные ролики.

Талевые канаты

Сделаны они из прочной качественной стали. Бывают канаты прямой и крестовой свивки. Для бурения скважин, как правило, используются последние. Диаметр каната может быть разным.

Ротор

Необходим для удержания бурильной и обсадной колонны во время спуска и подъема ее на поверхность, а также передачи вращения колонне труб (бурильных). Ротор имеет пневматический клиновой захват для такого рода работ.

Вертлюг

Нужен, для того чтобы соединить талевую систему и бурильную колонну. Также вертлюг отвечает за подачу в бурильные трубы специальной промывочной жидкости. У всех вертлюг одинаковая конструкция. Они могут быть разной грузоподъемности – от 50 до 300 тонн.

Буровой насос

Необходим для подачи в скважину специальной промывочной жидкости под давлением. Если выполняется глубокое бурение, то такие насосы обязательно должны быть способны развивать высокое давление и характеризоваться высокой производительностью. На одной буровой установке может быть смонтировано до 3 насосов, которые при помощи обвязки объединяются в одну единую систему.

Буровой шланг

Такой шланг имеет внутренний рукав из особой резины, отделанный сразу несколькими слоями крепкой ткани (прорезиненной). Эти слои чередуются с лентами из стали. Шланги выдерживают давление до 300 кгс/см2.

Оборудование для бурения скважины на воду

В целом набор необходимого оборудования для бурения может изменяться в зависимости от условий работы и необходимого конечного результата.

Буровая компания БОРА имеет все необходимое оборудование, а также комплектующие и электронику. Все товары имеют необходимые сертификаты и производятся в Европе. Качество производимого оборудования позволит использовать его в течение долгого срока и отлично выполнять любую работу.

Лопастные виды долот

В зависимости от типа своей  конструкции, а также от оснащенности твердосплавными элементами, долота лопастного типа используют при бурении:

• мягких пород;
• пород  средней твердости;
• мягких пород, в которых есть малоабразивные средние пропластки;
• при необходимости разбурить  цементные пробки  или металлические детали нижней части  обсадных трубных колонн;
• при необходимости расширения скважинного ствола.

В настоящее время на практике применяются следующие виды лопастных долот:

• двухлопастные с проточной промывкой (диаметр варьируется от 76-ти до 165,1 миллиметра);
• трехлопастные с проточным или гидромониторным видом промывки (диаметры – от 120,6 до 469,9 миллиметров);
• трехлопастные долот с  истирающе-режущим принципом действия с проточной промывкой или промывкой с помощью гидромонитора (диаметр – от 190,5 до 269,9 миллиметров);
• шестилопастные истирающе-режущие долота с двумя типами промывки (диаметр – от 76-ти до 269,9 миллиметров);
• пикообразные с проточной промывкой (диаметр – от 98,4 до 444,5 миллиметров).

В настоящее время промышленность производит такие типы долот лопастного вида (к пикообразным – не относится):

• долота для бурения мягких пород (литера М);
• для мягких пород со среднетвердыми  пропластками (МС);
• для абразивных мягких абразивных пород со среднетвердыми  пропластками (МСЗ);
• для среднетвердых пород (С);

Пикообразные лопастные долота бывают двух видов:

• применяемые для расширения скважинного ствола (литера Р);
• для разбуривания металлических элементов и  цементных пробок в нижней части обсадной колонны (Ц).

Способы разработки скважин

Продолжительность рабочего процесса зависит от глубины водоносного горизонта. Иногда он пролегает на глубине 10 м, а порой скважину приходится углублять до нескольких десятков или даже сотен метров. Каждому методу соответствует определённая установка. Всего четыре способа бурения:

1. Роторный. Используется принцип вращения: ротор обеспечивает вращение бура. Внутрь бура доставляется вода (бурильный раствор). Она выносит наружу шлам (раздробленную породу), а бур при этом остаётся в колодце. Его постепенно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Существуют ещё роторные установки «сухого» бурения, работающие без растворов. Такие механизмы требуют больших усилий, а скорость бурения гораздо ниже. Роторные станки применяются на малую и среднюю глубину — не более 50 метров.
2. Шнековый. Внедрение в почву происходит за счёт шнека — штанги с расположенными винтом лопастями. Вручную можно пробурить всего лишь на два метра, например, под фундамент на сваях. Но чтобы пройти твёрдый слой глины или плотного песка необходимо приложить большое усилие. В этом случае понадобится двигатель с большим вращающимся моментом — ротор. Шнек разрыхляет грунт и выводит его наружу. На податливом грунте используются обычные буры, на твёрдом — буры с резцами, на каменистом шнековые установки бесполезны.
3. Ударно-канатный. Этот способ применяют для бурения колодцев до 300 метров. Тяжёлый груз бросают в скважину на канате. Груз состоит из таких составляющих, как долото, штанга, замок. Падая с высоты, он дробит грунт, после чего его поднимают и снова бросают. Процесс повторяется, пока ствол не достигнет требуемой длины.
4. Ударно-вращательный. Применяется для бурения шахт на глубину от 600 м и глубже. В этом случае используются телескопические ударные штанги, а также бентонитовая глина, благодаря которой укрепляются стенки шахты. Таким методом разрабатываются не только скважины для воды, но и для добычи нефти. Процесс работы обеспечивают передвижные агрегаты, расположенные на тракторе или грузовике.

Пользуясь ударно-вращательной установкой, тратится гораздо меньше физических сил. Однако конструкция довольно сложная и требует определённых затрат, так как некоторые детали нужно будет покупать или изготавливать под заказ.

Артезианская скважина: схема устройства ↑

Существует несколько видов конструкций водозаборов. Самые распространенные среди них:

• однотрубная;
• двухтрубная;
• телескопическая;
• с кондуктором.

Выбор схемы устройства артезианской скважины зависит от нескольких факторов:

• уровня залегания пласта;
• требуемой производительности;
• особенностей труб обсадной конструкции;
• типа водоподъемного оборудования.

Это самый простой тип обустройства водозабора. В пробуренный шурф устанавливают одну трубу, которая используется как обсадная и эксплуатационная одновременно. Ее диаметр обычно составляет 133 или 159 мм.

Такую конструкцию можно выбрать только в тех случаях, когда сооружение строится на известняковом грунте без песка и глины. В скважинах этого типа уровень воды достаточно высок, поэтому насос можно установить на глубине 2/3 трубы.

Однотрубная конструкция – самая выгодная, однако для ее обустройства нужны практически идеальные геологические условия, что бывает редко.

Двухтрубную систему обустраивают на известняковых грунтах, где есть слои глины. В качестве обсадки устанавливают конструкцию большого диаметра – 159 или 133 мм. Она защищает эксплуатационную трубу от давления при движении грунтов.

Эксплуатационной колонной служит труба меньшего сечения – 133 или 117 мм. Ее устанавливают до водоносного горизонта, а если грунт неустойчивый – то до дна. Она может быть металлической или пластиковой. Выбор материала зависит от геологических условий местности и личных предпочтений владельца.

Такая технология устройства артезианской скважины применяется либо на слишком плотных грунтах, либо на сыпучих, склонных к обрушению. Конструкция состоит из труб, каждая из которых по диаметру меньше предыдущей.

Первая выполняет функцию обсадной. Вторую тоже используют как обсадную и ставят до слоя известняковой породы. Третья – эксплуатационная. Она наименьшего диаметра и, если предыдущие две обычно выполнены из металла, то эта может быть пластиковой. Устанавливают ее до водоносного пласта.

Это хороший вариант для грунтов с плывунами. Кондуктор представляет собой отдельную широкую трубу, задача которой – отсечь плывун. Труба предотвращает разрушение эксплуатационной колонны, защищая ее от избыточного давления, и может совмещаться с конструкцией кессона

Монтаж кондуктора – дорогостоящее мероприятие, и далеко не всегда в нем есть необходимость. Чтобы определить, насколько он уместен для конкретной скважины, нужны серьезные исследования. Их проводят профессионалы со специальным оборудованием.

Сборка малогабаритной буровой установки с ручным приводом

Буровой аппарат для скважин на воду, например роторный с ручным приводом, можно изготовить в домашних условиях. Для этого необходимо подготовить такие комплектующие:

• вертлюг;
• бур лопастного типа;
• редуктор с двигателем;
• буровые штанги;
• мотопомпу;
• лебедку;
• прочный стальной каркас;
• водонапорный шланг.

Чтобы конструкция была эффективной на каменистой местности, используйте детали исключительно из высокопрочной легированной стали с высокой устойчивостью к вибрациям и коррозии.

Вертлюг рекомендуется купить готовый, выполненный из качественной прочной стали. Бур лопастного типа — основной инструмент для дробления твердой каменистой почвы, он должен быть из высокопрочного металла.

Одним из комплектующих для бурового ротарного аппарата является вертлюг.

Редуктор с двигателем расположен на подвижном сегменте аппарата, который передвигается по двум осям лебедкой. Буровые штанги соединяют рабочий элемент с главным устройством. Количество штанг зависит от глубины размещения подземного источника, а их длина находится в диапазоне 1-2 м.

Рама должна быть крепкой, гарантировать прочное и долговечное крепление деталей, не шататься.

Изготовление установки для бурения с электрическим приводом

Чтобы самостоятельно изготовить буровой аппарат с электроприводом, необходимо подготовить следующие приспособления:

• электрическая дрель с комплектом сверл;
• отвертка;
• сварочный станок;
• болгарка;
• бур;
• рама;
• редуктор;
• стакан.

Чтобы вода подавалась в колодец, необходимо подсоединить систему к редуктору, который играет роль электрического привода. Канал очищается желонкой в процессе бурения.

Процедура сборки бурового станка состоит из таких шагов:

• изготовление из стального патрубка стакана диаметром около 12 см (тяжелый стакан быстрее будет пробивать землю);
• проделывание треугольных зубчатых отверстий в патрубке;
• подготовка котлована;
• изготовление бура диаметром 10 см из стальной фурмы и нарезка винтовой резьбы сверху;
• монтаж винтовой детали диаметром 22 см на верхушку;
• изготовление двухвиткового шнека;
• прикрепление острых режущих элементов к шнеку.

Для ручной эксплуатации можно добавить к конструкции еще один кусок трубы, формирующий тройник.

Разновидности буровых установок

Мини буровая

Рассматриваемые агрегаты классифицируются в соответствии с особенностями методов бурения скважин.

Так, при выполнении ударно-канатного бурения почва разрушается тяжелым грузом, привязанным к опорной раме, ребра которой в большинстве случаев соединены в пирамиду. Груз попросту поднимается вверх и бросается вниз столько раз, сколько требуется для создания углубления нужного размера.

Бурение скважин ударно-канатным способом

Вращающиеся же буры одновременно более просты и сложны в обращении. Подобное оборудование требует гораздо меньших физических усилий со стороны исполнителя, но конструкция таких буровых установок более сложная – многие составные элементы системы попросту невозможно сделать своими руками без наличия специального оборудования и соответствующих навыков.

Схема бурения скважины

В итоге часть необходимых элементов приходится покупать либо же заказывать. Однако затраты на это все равно существенно ниже, если сравнивать со стоимостью установки фабричной сборки.

В целом же существует 4 основные разновидности буровых установок, а именно:

• агрегаты, работающие по ударно-канатному методу. Внешне такая конструкция имеет вид рамы с основанием треугольной формы. Непосредственно к раме прикреплен прочный трос с желонкой;

• установки шнекового типа. В случае применения подобного оборудования выемка земли выполняется с использованием специального шнека. Углубление в земле в процессе бурения не промывается;

• роторные агрегаты. Функционируют с применением принципов гидравлического бурения;

• роторные ручные механизмы. Наиболее простой вид установки. Конструкция не включает в свой состав электродвигатель – вместо него применяется физическая сила. Требует нерационально больших трудовых затрат, поэтому применяется крайне редко.