Exterio05.ru

Стройка и ремонт
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Канатно-ударное бурение своими руками: технология и способы

Скважина ударно-канатным методом своими руками: несложная и

Ударно канатный метод бурения скважин есть наиболее несложным. Наряду с этим он осуществим практически на всех типах грунтов. Работы возможно создавать без применения тяжелой спецтехники, при помощи относительно компактной установки.

Практически все ее элементы возможно изготовить своими силами.

Суть метода

В зависимости от сложности грунта используется различный инструмент. Для разрушения твердых пород, валунно-галечниковых отложений используется тяжелое долото, затем разрушеная порода транспортируется на поверхность с применением желонки или забивного стакана. Забивной стакан можно использовать и без предварительного разрушения породы, при подходящих условиях.

Чтобы не допустить обрушение стенок в процессе бурения, при необходимости, скважина обсаживается обсадной трубой.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

Ударно канатное бурение скважин своими руками не такая уж и редкость на сегодняшний день. Но, на момент начала работы важно определиться с типом грунта, по которому будет происходить ударное бурение.

От этого зависит выбор оборудования, а также интенсивность работы, способ использования инструмента, количество привлекаемой рабочей силы. Чтобы понять, как именно порода земли влияет на работу, давайте разберем основные, возможные варианты работы по тому или иному грунту.

Мягкая не сыпучая почва

Мягкий не сыпучий грунт отличается хорошей липкостью к металлу, что позволяет быстро выбирать отработанную породу из скважины. Основной момент работы приходится на удар стакана о землю, благодаря чему отработанный материал набивается во внутреннюю полость.

Далее, по стакану ударяет специальная, тяжелая штанга, которая и углубляет стакан в землю. Углубление происходит до того момента, пока внутренняя полость стакана не наполнится. После этого его поднимают, очищают и вновь приступают к работе. Именно поэтому к сыпучему мягкому грунту рекомендован стакан в качестве устройства ударно-канатного бурения.

Сыпучая почва

В случае с ударно-канатным бурением сыпучего грунта, мы не можем использовать забивной стакан. Это связано с тем, что сыпучая отработанная порода попросту будет высыпаться из внутренней полости. Для такой работы потребуется желонка, внутри которой располагается обратный клапан.

Благодаря этому, во время соприкосновения с поверхностью грунта, клапан открывается, в него набивается сыпучий грунт, после чего стакан поднимается и клапан защелкивается. Это не позволит отработанной породе высыпаться наружу.

В случае, когда ударно-канатное бурение происходит своими руками и работа ведется в песчаном грунте, есть большая вероятность обрушения колодца скважины. В таком случае, важно своевременно произвести монтаж обсадных труб по всей глубине скважины.

Выбирая диаметр бурильного снаряда, заранее продумывают диаметр будущей трубы. Обсадная часть должна быть чуть больше, по диаметру забивного снаряда.

Это позволит разместить трубу так, чтобы она зашла плотно, немного срезав лишнюю породу со стен скважины.

Каменистая порода

Когда речь идет о разработке твердой почвы, применяя ударно-канатный способ бурения, используют долото.

Так выглядит долото для ударно-канатного бурения:

Но, нужно учитывать, что в работе идет совокупность двух разных инструментов. То есть, долото бросают о землю и раскалывают основу, таким образом, чтобы потом выбрать разрушенную породу, используя желонку. Во время такого ударного бурения важно устанавливать обсадную колонну, поскольку в работе есть вероятность столкнуться с водными линзами. Это может существенно навредить ударному процессу.

Скважина на участке

Принимая решение о бурении скважины, нужно удостовериться в наличии воды на участке, установить глубину расположения водоносного слоя, определить количество и качество доступного ресурса. Для того чтобы получить такую информацию, необходимо пригласить специалистов, которые проведут геологические исследования грунта и дадут рекомендации по обустройству водозабора.

В зависимости от условий залегания горизонта и гидрогеологических особенностей почвы принято различать 3 типа источников:

  • верховодка;
  • межпластовые (песчаные);
  • артезианские.

Верховодкой называется временное сосредоточение подземных ресурсов в области аэрации, образовавшихся в результате фильтрации дождевых или талых вод. Запасы такого источника незначительны и зависят от объема атмосферных осадков в регионе проживания. Для системы водоснабжения дома такие ресурсы не используются.

Расположение грунтовых вод.

Наиболее пригодны для устройства питьевого водопровода источники, находящиеся между плотными пластами пород (песчаные). Такие горизонты отличаются постоянством запасов и высоким качеством воды.

Артезианскими называются источники, залегающие на большой глубине между непроницаемыми водоупорными породами. Они хорошо защищены от поверхностных загрязненных стоков, отличаются большими и устойчивыми запасами ресурсов. Артезианские выработки оптимальны для снабжения питьевой водой жилых домов и мелких фермерских хозяйств.

Скважина представляет собой отвесную цилиндрическую выработку, расположенную перпендикулярно направлению движения водоносного слоя. Стенки источника закрепляются стальными обсадными трубами. Внутренний диаметр профиля зависит от перекачивающего оборудования (насоса, колонки и др.). В границах водоносного слоя конструкцию скважины снабжают очистными фильтрами.

Читать еще:  Выбираем водонагреватель

Верхняя часть сооружения оборудуется защитным оголовком, предохраняющим источник от попадания в канал выработки сточных вод и других загрязнений. Устье водозабора должно находиться в смотровом колодце или кессоне. Размеры камеры зависят от количества размещаемого оборудования.

Особенности метода

Исходя из вышеизложенного, данная технология бурения является оптимальным вариантом для самостоятельного обустройства водяной скважины на вашем участке, цена которого невелика.

Устройство бурильной установки

На фото конструкция бурильной установки.

Оборудование для ударного типа работ собирается из таких элементов.

  1. Бурильный снаряд. В зависимости от особенностей грунта, это может быть забивной стакан, желонка или долото.
  2. Ударная штанга.
  3. Канат либо трос.
  4. Вышка с блоком и лебедкой.

Забивные стаканы представляют собой главный инструмент установки.

  1. Это отрезок трубы, в ее низу приваривается режущая кромка («клыки» или зубцы) из особо прочного металла, имеющая скос вовнутрь снаряда.
  2. Кромка дает снаряду возможность глубже входить в грунтовый пласт при ударении.
  3. На верху забивного стакана формируется наковальня. По ней ударяет штанга.

Технология ударно канатного бурения скважин требует сооружения вышки.

Оптимальный вариант – сделать ее в виде треножника.

  1. Его можно сварить из труб. Если у вас нет сварочного агрегата, трубы можно заменить брусьями из древесины.
  2. В высоту вышка должна быть длиннее бурильного снаряда. Так его можно будет поднимать полностью над уровнем земли.
  3. Вверху треножника монтируется блок. Через него пропускается канат или трос.
  4. Самое простое приспособление для подъема снаряда при помощи троса – это ворот, аналогичный колодезному.

Применение конструкции с забивным стаканом

Бурение скважин ударно-канатным способом осуществляется так.

  1. Лебедкой забивной снаряд поднимается над забоем, затем он резко отпускается.
  2. Стакан ударяется о грунтовый пласт и часть его захватывает.
  3. Благодаря силе трения, почва удерживается при подъеме в полости контейнера.
  4. Чтоб снаряд прошел глубже, применяется ударная штанга. Для этого ее надо поднять и отпустить. При этом она ударяет по наковальне бурильного снаряда.
  5. Когда будут произведены несколько ударов, заполненный контейнер поднимается и очищается от содержимого.
  6. Далее бурильные работы возобновляются.

Обратите внимание!
Ударно-канатное бурение скважин своими руками при помощи забивных стаканов можно осуществлять лишь при работах на сравнительно мягких и не сыпучих грунтах.
Частички песка почти не взаимосвязаны.
Поэтому сила трения не может их удержать в полости забивного стакана.
Для обустройства водоснабжающих объектов на твердых и песчаных почвах применяются другие бурильные снаряды.

Использование технологии на сыпучих почвах

Для работ на песчаных почвах применяются желонки.

  1. Внизу такой снаряд имеет клапан. Он открывается, когда контейнер ударяется о породу, тем самым дает возможность части ее попасть вовнутрь.
  2. При подъеме желонки, под давлением захваченной почвы, клапан прикрывается, что не дает содержимому просыпаться.
  3. На поверхности контейнер освобождается, далее бурение продолжается.

Когда ударное бурение скважин своими руками осуществляется на однородном сыпучем грунте либо с пластами такового, то он начинает засыпать забой.

  1. Чтоб избежать этого, необходимо в ходе работ ствол скважины укреплять обсадными трубами.
  2. На первой трубе нужно сделать расширительный (конусный) башмак.
  3. В процессе увеличения длины забоя, отрезки защиты под действием собственной массы либо благодаря аккуратным ударам, опускаются сверху вниз.
  4. Сечение обсадной трубы должно быть чуть большим диаметра бурильного снаряда. Так он будет в стволе двигаться свободно. Иными словами – диаметр самого забоя будет меньшим, чем сечение труб, поэтому часть почвы с его стенок будет ими срезаться.

Вариант с твердым грунтом

Разновидности буровых долот.

Для работ на твердых либо каменистых почвах инструкция предписывает применять буровое долото.

  1. Его мощные удары раскалывают и дробят твердый грунт.
  2. Полученные небольшие частички поднимаются со дна забоя желонкой.

Обратите внимание!
При работе на твердых почвах обсадные трубы не смогут срезать породу со стенок забоя.
Поэтому совместно с ними нужно дополнительно применять расширитель.
Такое приспособление имеет подвижные резцы.

  1. Чтобы расширитель спустить на дно скважинного ствола, резаки его складываются, таким образом, чтоб устройство помещалось в обсадных трубах.
  2. Когда оно оказывается ниже конца колонны, пружина приводит резаки в рабочее состояние. Они срезают грунт со стенок ствола, увеличивая его сечение.
  3. Чтобы без проблем пройти в процессе бурения промежуточные водоносные линзы и на твердых типах грунтов нужно устанавливать обсадные колонны. В противном случае грунтовые воды зальют забой и станут мешать работам.
  4. Чтоб водоносную линзу перекрыть, надо, чтобы нижний край колонны упирался о грунтовый пласт, расположенный ниже воды. Далее жидкость откачивается. Затем из забоя при помощи желонки убираются частички породы.

Недостатки и преимущества процесса

Дачники, выбирающие для строительства гидротехнических сооружений на своих участках технологию ударно-канатного бурения, руководствуются преимуществами способа. К ним относятся:

  • возможность получения в процессе работ раздельных образцов грунта для геологической экспертизы местности;
  • сокращенные сроки последующего обустройства скважин, позволяющие начинать мероприятия сразу по завершении бурильной процедуры;
  • методика не требует применения промывочной жидкости, что упрощает технологию бурения и уменьшает трудоемкость процесса;
  • возможность создания шахты большого диаметра, от 0,5 м и более;
  • сохранение первоначального вида водоносного горизонта, выраженное отсутствием загрязнений при использовании оборудования;
  • способ позволяет пробуривать скважины в породах повышенной твердости, содержащих крупные валуны и галечные включения, и в грунтах, впитывающих промывочную жидкость;
  • упрощенная технология допускает выполнение полного объема работ своими силами, что сокращает расходы на оплату специализированных бригад;
  • возможность эффективного и быстрого вскрытия с последующим испытанием водоносного горизонта.
Читать еще:  Как сделать колодец на даче своими руками: особенности выполнения работ

При массе достоинств технология бурения ударно-канатным способом имеет свои недостатки. Среди них:

  1. Обязательное требование – вертикальная ориентация при установке оборудования. Отклонения недопустимы, поскольку препятствуют правильному монтажу обсадной трубы.
  2. Невысокая скорость работ. При необходимости срочного строительства скважины придется применить другой способ бурения.
  3. Ограниченная длина скважинного шурфа. С углублением шахты производительность снижается.
  4. Избирательность метода. Ударно-канатная технология доступна не для всех типов пород. В песчаных грунтах повышенной сыпучести она не применяется.

Перечень преимуществ превышает количество недостатков. Поэтому в подходящих почвах выбор очевиден.

Как пробурить скважину в каменистом твердом грунте

Скважина в таком грунте создается с помощью долота. Измельчение твердой породы происходит под его ударами.
В дальнейшем она извлекается на поверхность желонкой.
На таком грунте при монтаже обсадных труб должен использоваться расширитель, что обеспечивает конструкции необходимый диаметр.
Забивка осуществляется в слой грунта, который расположен ниже уровня нахождения водоносного пласта. Затем откачивается скопившаяся жидкость и очищается дно скважины от смеси воды и грунта с помощью желонки.

Совет: При ударно-канатном бурении скважины с использованием забивного стакана нужно перед началом работ подсыпать грунт. Это позволит создать более вязкую массу и облегчить процесс бурения.

Большое значение имеет прочность троса. От его надежности зависит, сможет он выдержать нагрузку при заклинивании стакана для забивки. Хорошо подойдет стальной трос, диаметр его должен быть минимум 12 мм.

Совет: При сооружении скважины нужно строго контролировать ее вертикальность. При малейшем отклонении обсадные трубы не будут опускаться, и работу нельзя будет продолжать. Облегчает процесс бурения забивные стаканы длиной до двух метров.

Что нужно учитывать при установке обсадных труб

Для вырытой скважины требуется дополнительная обсадка. Ее можно выполнить цельной из асбоцементной трубы и отдельных отрезов из асбестовых труб.
Процесс работы с отрезами требует особого внимания к равному диаметру труб для того, чтобы обеспечить в дальнейшем свободное погружение всей конструкции. Все трубные звенья удерживаются от сползания и закрепляются скобами.
Эти элементы затем закрываются полосками, изготовленными из нержавеющей стали.

Установка обсадных труб

Скважина на воду может быть «обсажена» пластмассовыми или стальными трубами.
Инструкция указывает, что «обсадка» трубы нужна для:

  • Предотвращения при бурении осыпания стенок.
  • Исключения при эксплуатации засорения.
  • Перекрытия водоносных верхних слоев, где плохая вода.

Труба с фильтром опускается на дно. Фильтр изготавливается из мелкой сетки, которая не пропускает песчинки и обеспечивает фильтрацию воды.
Труба, опущенная на нужную глубину, закрепляется хомутом. Это предотвратит самопроизвольное проседание.
Надземная часть конструкции, при правильном устройстве на воду скважины, укрывается кессоном или оголовком. Он защищает источник от загрязнения.
Выполнен в форме бака с люком, диаметр которого позволяет беспрепятственно проникать к водозаборной скважине.

Преимущества и недостатки ударно-канатного способа

К преимуществам относятся:

  • Большой срок службы.
  • Можно сооружать источники большого диаметра.
  • Отсутствует риск попадания вредных примесей в воду при бурении.
  • Осуществлять контроль водоносности горизонта и уровень воды в нем.
  • Экономическая эффективность бурения зимой.

К недостаткам относятся:

  • Ограниченная глубина пробивания скважин в местах сыпучих грунтов.
  • При бурении скважин на большую глубину — низкая скорость прохождения пород.

Преимущества использования обсадной трубы

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

Есть и еще немало преимуществ такой процедуры:

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

Перед выполнением ударно-канатного бурения следует изучить рекомендации специалистов

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

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

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

Что это такое?

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.

Читать еще:  Автономная канализация: принцип действия, советы по выбору и установке

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.

Преимущества и недостатки ударно канатной технологии

Ударно канатная технология постепенно теряет свою популярность и вытесняется более современными способами создания скважин, но все еще остается востребованной среди владельцев участков.

Основными преимуществами этого способа является:

  • отсутствие потребности использовать специальную тяжелую технику;
  • есть возможность проводить ударно канатное бурение скважин своими руками;
  • оборудование имеет небольшие размеры и легко монтируется на участке;
  • большой эксплуатационный период готовой скважины;
  • работы проводятся без использования раствора, что позволяет безошибочно добраться до водоносного слоя;
  • способ хорошо подходит почти для всех видов пород;
  • во время работы не засоряется водосток.

Кроме того, считается, что ударно-канатное бурение является выгодным при создании скважины в холодное время года.

Кроме явных преимуществ, существуют и недостатки:

  • трудоемкость процесса;
  • высокая стоимость;
  • невозможность бурить глубокую скважину в сыпучей породе.

Как самостоятельно сделать скважину ударно канатным способом?

Перед началом строительных работ необходимо определить место бурения скважины и по возможности глубину водоносного слоя. Технология ударно канатного бурение скважин достаточно простая, но трудоемкая.

Так выглядит один из вариантов буровой установки

Для работ понадобятся такие инструменты: каркас в виде треноги, лебедка, трос, штанга, забивной стакан. Суть процесса заключается в разбивании породы с помощью забивного стакана, который падает с определенной высоты на землю.

Каркас для подвеса забивного стакана также можно смонтировать самостоятельно с помощью стальных труб или деревянных бревен. Стакан делается из стальной трубы, которая имеет скошенный конец в виде наконечника.

С другой стороны предмета размещена наковальня, по которой ударяется штанга. Стакан поднимается и опускается с помощью троса. Вес снаряда зависит от твердости грунта: чем мягче порода, тем меньше вес. Это касается и частоты ударов.

Удобно и эффективно использовать стакан длиной около 2 метров.

Лебедка помогает опускать и поднимать снаряд. Разбитая порода попадает в полость трубы и поднимается наружу. Стакан очищается и с помощью штанги опять забуривается в грунт.

При возникновении валуна на пути бурения его лучше разбивать утяжеленным снарядом с долотом с высоты более 1 метра. Долот направлен на работу с твёрдыми породами. Для опускания тяжелого снаряда важна прочность троса. Лучше выбрать стальной трос с диаметром более 1 см.

Процесс бурения продолжается до появления водоносного слоя. Во время работы отсутствует необходимость использовать раствор, как в роторном способе (подробнее о нем здесь — http://kvarremontnik.ru/rotornoe-burenie-skvazhin-podrobno-o-tekhnologii/).

Эффективность бурение скважин на воду ударно канатным способом достигается благодаря правильному соотношению веса снаряда, частоты ударов и высоты каркаса.

Снаряд представляет собой трубу, на конце которой размещен специальный клапан. Когда желонка опускается в грунт, клапан открывается, а при подъёме опускается, захватывая часть грунта. Количество ударов с желонкой в минуту должно составлять не более 35.

Техника обустройства вырытой скважины

В вырытой скважине делается дополнительная обсадка, которая может состоять из нескольких труб или из одной сплошной. Несколько деталей лучше соединить между собой скобами. Для лучшей герметичности швы закрывают нержавеющими полосками. Применяется это для защиты стенок от обсыпания, поверхностных вод и возможных загрязнений. Нижняя труба должна иметь мелкую сеточку, которая служит фильтром. Поверхностная часть скважины закрывается кессоном, который защищает конструкцию от загрязнений.

Затем емкость очищают от загрязненной воды с помощью желонки. При установке следует обратить внимание на вертикальность скважины. Любые неровности станут причиной остановки строительных работ.

Для выкачки воды со скважины используется погружной или поверхностный насос. Все зависит от глубины залежей воды и потребностей владельца.

Кроме того, устанавливается насосную станцию для контроля работы насоса.

Детально процесс бурения скважин ударно канатным способом показан на видео ролике ниже.

Обязательно рекомендуем его посмотреть, чтобы учесть все нюансы при выполнении работ.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в социальных сетях.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector