Что из себя представляют установки для бурения скважин на воду и как они работают
Без водной скважины или колодца невозможно организовать независимого водообеспечения в частном доме или на дачном участке. При создании скважинных шахт используется различный инструмент для бурения. Это может быть переносное устройство или малогабаритная буровая установка. При наличии подходящих материалов простейшее бурильное оборудование реально изготовить своими руками.
Содержание
Предназначение бурильных аппаратов
Выбор бурового инструмента зависит от типа грунта и глубины залегания водоносных слоев
Устройства, изготовленные своими руками, или мини-установки применяют для создания:
- отверстий небольшого диаметра;
- разведочных шахт, посредством которых получают информацию о состоянии грунтов, водоносных слоев;
- водяных скважин небольшой глубины.
Для достижения этих целей достаточно мобильных или ручных аппаратов. Чтобы создать артезианские шахты, применяются иные технологии – сложные по конструкции и мощные буровые самоходные механизмы, обычно на базе КамАЗов. Из-за габаритов для эксплуатации необходима большая территория. Но глубина скважин, которые получаются при применении подобных аппаратов, полностью компенсирует проблемы с объемом занимаемого пространства.
Виды, принцип работы и устройство
Ударно-канатная конструкция
Переносные буровые агрегаты несложно транспортировать и применять в ограниченном пространстве, а их ремонт и эксплуатация не требует специальных знаний. Большая часть устройств энергонезависима, что позволяет проводить работы в поле или на неподготовленном участке. Себестоимость погонного метра ствола низкая.
Все аппараты для создания неглубоких скважин подразделяются на три типа: ударные, шнековые и роторные. У каждой разновидности есть свои особенности.
Ударные устройства
Представляют собой рамочные треугольные конструкции на прочном основании. К нему прикрепляется гибкий трос с желонкой и долотом. Аппараты легки в монтаже и надежны в эксплуатации, обладают повышенным рабочим ресурсом. С их помощью можно пробить большое количество скважин.
Принцип действия состоит в использовании ударного снаряда, который под своей массой падает вниз и дробит грунт.
У трубовидного ударного элемента длиной до 2 метров для удобства заточен нижний край. Чтобы извлекать раздробленную землю, используют желонку. В трубу устанавливается клапанное устройство, удерживающее рыхлый грунт при подъеме на поверхность.
Вначале ручным буром проделывают небольшое отверстие, затем начинают бурение с использованием установки. Спустя 2–3 рабочих цикла скважина будет готова. Скорость пробуривания шахт таким агрегатом небольшая, также понадобится специальная обсадка трубами большого диаметра, вследствие чего цена скважины вырастает.
Роторные конструкции
Роторный буровой станок
Станки этого вида обладают значительной производительностью и позволяют быстро пробивать качественные скважины в любой почве, даже если присутствуют слои известняка. Конструктивно устройство состоит из вертикальной трубы и породоразрушающего ножа. В процессе его работы к поверхности подается водный поток под давлением, что способствует размягчению земли, и она становится более податливой. Вода также требуется и для очищения шахтного ствола от почвы.
Выполнять такую операцию можно двумя методами:
- Вода подается через штангу, а выведение грязи осуществляется через шахту самой скважины.
- Скважина заполняется водой, а удаление грязи производится посредством специального оборудования и насосов.
Последний метод подходит для пробивания шахты на глубину до 55 метров.
Шнековые агрегаты
Шнековая модель
Оборудованы буровым шнеком для извлечения земли. При их использовании не требуется дополнительная промывка гидросооружения водой. Длина буровой штанги совместно со шнеком достигает двух метров. Если возникает необходимость ее увеличения, штанговый элемент наращивают, добавляя удлиняющую вставку посредством резьбового соединения.
Бурение осуществляется как вручную, так и автоматическим методом. Через 2–3 оборота достают штангу, и вычищают из нее разрыхленную землю.
При большом заглублении стоит предпочесть электромеханические устройства, которые имеют привод. Он обеспечит подъем и передаст вращательный момент на верхушку шнека.
Минус в использовании такого агрегата заключается в необходимости систематического извлечения штанги для очистки земли. Метод исключает проведение работ на грунтах с повышенной твердостью или сыпучих породах. Обычно шнековые агрегаты применяются для пробивания скважин глубиной до 80 м.
Оборудование для бурения с промывкой
Оборудование для бурения с прямой промывкой
Наибольшая эффективность достигается при пробуривании шахт с систематическим промыванием буровым раствором. Он извлекает на поверхность весь раздробленный грунт. Для этого применяется оборудование, которое состоит из таких элементов:
- буровых штанг с буром, позволяющих дробить землю;
- приводного механизма, обеспечивающего поступательное движение и вращающего рабочую часть;
- насоса с напорными рукавами, подающими воду;
- переходного узла – вертлюга, передающего к инструменту вращательный момент.
Такой агрегат используют, если требуется пробить довольно глубокую скважину. Принимая во внимание состав земли, скорость бурения может доходить до 10 м/с.
Промывание шахты проводится прямым способом. Раствор поступает по штанге, и, вымывая всю разрыхленную землю, поднимает ее по шахте. При обратном промывании производится подача жидкости по стволу и удаление через штангу.
Малогабаритная буровая установка
Малогабаритная буровая установка
МГБУ предназначена для работ на тех территориях, куда невозможно подвести габаритную буровую установку, а простые переносные устройства недостаточно мощны.
Малогабаритные буровые установки для бурения скважин на воду многофункциональны и универсальны. Они оснащены электродвигателем, а наличие электромагнитных пускателей, которые распределяют и контролируют энергию между двигателем и подсоединенными цепями, обеспечивает бесперебойную работу.
Также в конструкции устройства находятся следующие механизмы:
- влагозащищенный пульт управления, что важно при создании водоносных скважин;
- бур – главный элемент для раздробления грунта, усиленный и обычный в зависимости от вида земли;
- опорный узел, отвечающий за крепление вращателя;
- обсадной стол, служащий для того, чтобы погружать и извлекать буровую трубу;
- подкладная вилка и ключ, требующиеся для развинчивания и последующего крепления деталей колонны;
- конические замки для соединения элементов колонны;
- боковые стойки для устойчивости МГБУ.
Также устройство оборудовано тележкой с регулируемым расстоянием, которую применяют для крепления. Кроме этого она может выдерживать различные направления нагрузки посредством роликов. Для вертикального подъема механизма используют лебедку. Ее материал и плотность подбираются в зависимости от массы, которую нужно поднимать.
Малогабаритные буровые агрегаты позволяют создавать довольно глубокие скважины – до 100 м, а иногда и больше. Они обладают небольшими размерами и мобильностью, поэтому их легко перевозить, например, в прицепе машины. Их применяют на рельефных территориях со сложными подъездными путями. Цены на подобное оборудование для бурения скважин на воду стартуют от 130000 рублей.
Особенности сборки и эксплуатации
Если стоимость профессионального бурения кажется неоправданно высокой, либо нужно сделать несколько скважин, можно смонтировать ручную установку самостоятельно. Для этого потребуются следующие инструменты и материалы:
- соединительный сантехнический крестовой фитинг;
- ножовка для работ по металлу;
- труба из стали и сгон с сечением 0,5 дюйма;
- стальные пластинки;
- разводной ключ.
Монтаж агрегата подразумевает подготовку трубного отрезка, в дальнейшем использующегося как основание для бурового аппарата.
Процесс сборки идет в такой последовательности:
- Чтобы создать крестовую конструкцию, трубные концы надсеките на глубину в два сантиметра.
- Пластинки из стали в качестве наконечника приварите с торца трубного отрезка.
- Водоподающий шланг подсоедините к крестовому отверстию. Чтобы крепление было надежным, используйте переходник.
- Проверьте работоспособность конструкции, подав воду.
- В крестовое отверстие установите сантехническую резьбу – из полимеров либо пеньки.
- К основанию подсоедините трубный отрезок, на который установлен наконечник, посредством сгона.
После окончания пробивания шахты и при заглублении на метр наконечник переставляется на более длинный трубный отрез.
Ручное приспособление станет отличным решением для пробивки скважины в мягких, торфяных и глинистых грунтах при глубине расположения водного слоя на участке не больше 20 метров. Такие устройства заглубляются гораздо меньше, чем МГБУ, зато компактные размеры позволяет пробуривать шахтные отверстия в неудобных местах участка, например, рядом со стенами зданий либо заборами.
Можно также создать самодельное устройство на основе мотоблока, оснащенное механическим приводом, который приводится во вращение мотором мотобура.
Компактные габариты подобных установок позволяют проводить работы одному человеку, а применение понижающего редуктора – пробуривать шахты значительного диаметра.
Выбор бурового оборудования определяется проектной конструкцией скважины, способом бурения, необходимыми параметрами используемого инструмента, а также требованиями к транспортабельности буровой установки. Если возникают сомнения, лучше воспользоваться услугами профессионалов.
