Без собственного источника питьевой воды на частном земельном участке не обойтись. Чаще всего проблема решается путем бурения скважины, при этом самой затратной статьей расходов будет стоимость услуг бурильщиков. Пытаясь снизить затраты, немало умельцев попытались освоить технологию бурильных работ самостоятельно и многим из них удалось обеспечить участок водой. Для начала понадобится буровая установка своими руками. Изготовить ее не слишком просто, но возможно.
Какие буровые установки бывают?
Конструкция приспособления зависит от метода, который выбран для бурения скважины. При ударно-канатном бурении грунт разрушают с помощью груза, который просто бросают вниз. Рыхлый грунт вынимают и затем повторяют цикл, пока глубина скважины не достигнет необходимых размеров.
Вынимать грунт с помощью вращающегося бура одновременно и проще, и сложнее. Проще, потому что требуется меньшее физическое усилие, а сложнее, поскольку такие установки имеют более сложную конструкцию, их размеры крупнее, а затраты на их создание выше. Часть элементов для надежной буровой установки создать самостоятельно невозможно. Что-то придется купить в специализированной фирме, что-то можно заказать у опытного токаря. Но в результате получится вполне профессиональный агрегат, который можно использовать на стороне, начав вполне успешный бизнес в качестве наемного бурильщика.
Обратите внимание! Самодельные бурильные установки можно использовать не только для , но и при работах по монтажу свайного фундамента.
Специалисты выделяют четыре типа малогабаритных бурильных установок (МГБУ):
- Установка для УКБ - ударно-канатного бурения. Представляет собой раму с треугольным основанием. Рабочими элементами являются трос и закрепленное на нем долото или желонка.
- Шнековые буровые установки, при использовании которых грунт вынимается с помощью шнека, при этом промывка скважины водой не используется.
- Роторные буровые установки, работающие по принципу гидробурения.
- Ручные роторные установки - простейший вариант, в котором вместо электромотора используется ручной труд. Из-за высоких затрат физического труда этот тип МГБУ используется довольно редко.
Для самостоятельного изготовления даже самого простого приспособления такого типа понадобится сварочный аппарат, дрель и болгарка, а также навыки работы со всеми этими инструментами.
Ручная шнековая буровая установка - это простейшее приспособление для бурения скважин с использованием ручного труда. Можно использовать электромотор, чтобы вынимать бур на поверхность
Простейшая МГБУ для ударно-канатного бурения
Для создания такой буровой установки понадобится сделать:
- разборную станину;
- ударный патрон («стакан»);
- желонку.
Чтобы облегчить бурильные работы, установку подключают к мотору редуктору, на барабан которого наматывается трос с закрепленным патроном или желонкой. Для эффективной работы понадобится патрон весом около 80 кг. С помощью желонки забой очищают от разрушенного грунта. Вполне эффективна желонка и на глинистых грунтах.
Главный рабочий элемент буровой установки такого типа - патрон или «стакан». Для его изготовления понадобится отрезок толстостенной трубы диаметром около 80-120 мм, чем тяжелее будет материал, тем лучше. Внизу обычно вырезают треугольные «зубы», которые разрыхляют грунт, но можно оставить эту часть патрона и ровной. Кроме того, нижнюю кромку «стакана» обычно затачивают. Сверху делают несколько отверстий, чтобы надежно закрепить канат. Длина патрона может варьироваться в пределах 1-2 метров.
Изготовить буровую установку для ударно-канатного бурения не сложно, понадобится достаточно тяжелая желонка (буровой инструмент), прочный канат, рама и лебедка с мотором, чтобы облегчить работу
При ударно-канатном бурении для выемки грунта используется желонка. На фото самодельный вариант инструмента для ударно-канатного бурения, который позволяет разрыхлять и извлекать грунт
Самая простая конструкция шнековой МГБУ
Рабочий элемент такой установки - бур. Для его изготовления понадобится стальная труба сечением 100 мм. Верхний конец трубы снабжают наружной винтовой резьбой. На противоположном конце делают шнековый винт диаметром около 200 мм. Достаточно будет одного-двух витков шнека. К концам шнека следует приварить два стальных ножа таким образом, чтобы в вертикальном положении они находились под углом к горизонтальной поверхности грунта.
Чтобы вращать бур было удобнее, нужно взять еще один отрезок трубы длиной около 1,5 метров и приварить его к тройнику, имеющему внутреннюю винтовую резьбу. Тройник навинчивают на часть разборной штанги. Длина отрезка такой штанги также составляет 1,5 метра.
Схема буровой установки: 1 - бур; 2 - вороток; 3 - тройник; 4 - разборная штанга; 5 - муфта; б - тренога; 7 - отверстие; 8 - лебедка; 9 - зубчатое колесо
Бур углубляют в грунт, проворачивают три раза, затем извлекают, чтобы удалить разрыхленный грунт. Процесс повторяют, пока углубление не достигнет примерно одного метра. Затем штангу необходимо удлинить, для чего с помощью муфты к ней присоединяется еще один отрезок стальной трубы.
Для устройства скважины глубиной более восьми метров понадобится закрепить конструкцию на специальной вышке-треноге. В верхней части этой конструкции нужно сделать отверстие, в котором штанга будет двигаться свободно. Поскольку вес штанги по мере ее увеличения также становится внушительным, следует использовать для подъема конструкции лебедку. Вышка может быть выполнена как из металла, так и из древесины.
Наглядно работа такой буровой установки представлена в следующем видеоматериале:
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.
Бурение скважины на участке – задача масштабная. Услуги профессиональной бригады не всякому владельцу дома по карману, а нанимать “кустарей” – это, в большинстве случаев, только деньги выбрасывать.
Проще выполнить все работы самостоятельно: и работаешь для себя старательнее, и расходов меньше. Вдобавок, если сделана буровая установка своими руками, затраты покажутся буквально смешными по сравнению с реальными ценами бурения.
Мы расскажем вам, как сделать станок для проходки вручную водозаборной выработки на участке. Представленные нами сведения опираются на практический опыт самостоятельных бурильщиков. Для полноты восприятия непростой темы предложенная информация дополнена полезными схемами, фото-подборками, видео.
Начинающему буровику нужно запастись терпением и приготовиться к выполнению не самой простой работы.
Еще понадобятся подручные средства и недорогие материалы для изготовления установки и бурового снаряда, а также здравый смысл и пара-тройка друзей в помощь.
Галерея изображений
Бурение скважин – это работа сродни искусству, поскольку результат непредсказуем, и каждое сооружение уникально. Задача состоит в том, чтобы проделать в грунте длинную и узкую шахту до водоносного слоя и опустить в нее обсадную трубу для укрепления стенок выработки.
В процессе придется извлечь немало грунта, причем грунт этот может быть очень разным: от кусков гранита до песка вперемешку с водой.
Многое зависит и от глубины водоносного слоя. Иногда до него нужно пройти менее 10 метров, а порой достигает нескольких десятков или даже сотен метров. Все это влияет на методы бурения и его сроки. Чтобы устроить скважину, существует два основных способа: ударно-канатный и вращательный, в современной интерпретации шнековый.
В первом случае с помощью узкого и тяжелого снаряда, именуемого желонкой. Ее подвешивают на канате или тросе, который перекидывают через закрепленный на треноге блок. Для вытаскивания бурового снаряда из шахты используют лебедку с мотором, хотя при желании это можно делать и вручную.
Снаряд несколько раз роняют на дно выработки с высоты в несколько метров. Он рыхлит грунт, часть которого попадает в полость желонки. После углубления в грунт примерно на 0,5 м бур извлекают из ствола. Снаряд очищают и снова бросают в шахту. Процесс повторяют до тех пор, пока не дойдут до воды.
Ударно-канатный метод очень старый, его используют в течение столетий, если не тысячелетий. Сделать желонку относительно несложно, понадобится листовая сталь толщиной 4-5 мм или толстостенная труба Ø 110-120 мм, а также навыки работы со сварочным аппаратом. А работать желонкой можно даже в одиночку, хотя с помощником дело пойдет значительно быстрее.
Преимущества ударного бурения состоят не только в его доступности. Желонка надежна, она проходит практически любой грунт кроме скальных пород. Если нужно преодолеть слой из супеси или суглинка, желонку заменяют соответствующего размера стаканом – узким цилиндром без клапана на дне.
Желонку используют для подъема всех видов несвязных грунтов: песков, щебенистых, гравийных и галечниковых отложений. Ее применяют для расчистки дна скважины и в период эксплуатации выработки для удаления илистых отложений
Стакан эффективно разрушает глинистые породы, которые за счет собственной способности уплотняться и липнуть к стенкам удерживаются в его полости.В ручном ударно-канатном бурении желонку и стакан чередуют по мере необходимости.
Как только проходка желонкой существенной сокращается, значит, она встретила кровлю суглинка или супеси, из-за чего ее меняют на стакан. Как только в полости стакана перестает задерживаться разрушенный в скважине грунт, его меняют на желонку.
За один “сеанс” можно углубить шахту на метр, хотя чаще этот показатель скромнее, примерно 20-40 см. В этом недостаток ударно-канатного метода – длительное время работы. На глинистых пластичных грунтах эффективнее использовать шнек или иначе змеевиковый бур.
В ручном бурении чаще всего приходится сочетать ударно-канатные способы с вращательными, потому лучше запастись минимальным набором снарядов, представленном на схеме
Рабочий инструмент шнековой установки представляет собой колонну штанг с буром на нижнем конце. Инструмент буквально ввинчивается в грунт, который частично удерживается на его лопастях.
Периодически шнек вместе с разрыхленным грунтом извлекают на дневную поверхность, а забой с обвалившимся отвалом расчищают желонкой. Затем снова , внедряясь все глубже в землю с каждым витком.
Штанги постепенно наращивают по мере углубления шахты. Сначала длину буровой колонны увеличивают креплением одной штанги. Когда ее верхняя часть почти выровняется с устьем скважины, присоединяют вторую, затем третью и т.д.
Вращать бур можно вручную или с помощью ротора электродвигателя. Чтобы удерживать штангу в правильном вертикальном положении, в промышленных мобильных буровых установках применяется закрепленная на станине вертикальная рама. По этому принципу можно изготовить собственный станок.
На схеме показан вариант буровой установки, изготовленной своими руками, а также результат: относительно компактное устройство для бурения скважин
Одновременно с заглублением обсаживается ствол скважины, т.е. в пробуренную выработку устанавливается труба, диаметр которой на 1-2 см больше аналогичного размера снаряда. Звенья обсады соединяются в единую конструкцию посредством навинчивания или сварки.
Если в обсаженную скважину под напором подать большое количество воды, забой можно очищать без применения желонки. Этот метод успешно применяется профессиональными бригадами. Вода размывает взрыхленный грунт и вымывает его на поверхность.
Буровой раствор ускоряет работы в несколько раз, но все вокруг будет залито водой вперемешку с грязью. Да и каменистые грунты таким способом не пройдешь. Все это нужно учитывать еще перед тем, как приступать к изготовлению собственной буровой установки. Кроме того, нужно определиться со своими целями и задачами.
Если нужен агрегат для сооружения всего одной или двух скважин, можно особо не корпеть над тщательностью исполнения. А вот солидная и прочная буровая установка может стать весомым поводом, чтобы начать собственный бизнес по бурению скважин.
Изготовление ударно-канатной буровой установки
Тренога с желонкой – конструкция простая, как и все гениальное. Ее размеры можно прикинуть “на глазок”, особо точные инженерные расчеты здесь не нужны. Например, высота треноги, на которой будет закреплена желонка, должна быть больше этого бура примерно на метр.
Если проводятся в подвале дома, размеры конструкции будут ограничены высотой потолка.
Ударно-канатное бурение выполняется с помощью тяжелого снаряда – желонки. Ее бросают вниз с высоты, грунт разрушается и заполняет полость внутри желонки, после чего устройство извлекают и очищают
На открытом пространстве желонку можно повесить и повыше, чтобы увеличить силу удара. Но не стоит делать ее слишком высокой, это не эффективно. Сама желонка должна быть достаточно тяжелой. Чтобы эффективно рыхлить грунт, на ее подошве лучше сделать зазубрины или сточить острую кромку.
Оптимальной для бурения считается длина снаряда в пределах 1,8 – 2,2 метров, чтобы буровик мог свободно дотянуться до верхушки бура для крепления или отсоединения троса. Однако в ручном бурении наилучшей длиной желонки считают 1,0 – 1,2 м. Такой размер позволяет дотянуться рукой до дна снаряда, если он не опорожняется при налипании суглинка, например.
В ударно-канатном бурении используется желонка длиной около 1,2 – 2,0 метров. Снаряд должен быть достаточно тяжелым, чтобы разбивать грунт и вытаскивать его на поверхность в большом количестве
Делают желонку чаще всего из отрезка металлической трубы, желательная толщина металла – 4 – 6 мм.
Чтобы сделать такое бурильное устройство, следует выполнить следующие операции:
- Приготовить отрезок трубы подходящего размера.
- Сделать клапан в нижней части снаряда.
- Приварить сверху защитную сетку.
- Проварить ручку или “ушки”, чтобы закрепить канат.
- Заточить нижнюю часть снаряда или приварить несколько “зубов” из отрезков металла или из кусков толстой проволоки.
- Сделать треногу из металлических труб.
- Установить блок, лебедку и двигатель для подъема снаряда из шахты.
- Привязать к желонке канат и собрать конструкцию.
Клапан желонки заслуживает отдельного внимания. В снарядах небольшого диаметра используется шаровой клапан. На его роль подойдет металлический шар, диаметром чуть больше половины диаметра желонки.
Если подходящего шарика не нашлось, его можно изготовить из подручных материалов. Например, для этих целей часто используют смесь из свинцовой дроби и эпоксидной смолы, роль отливочной формы исполняет какой нибудь детский шарик из пластика или резины.
Лепестковый клапан желонки состоит из круглого куска металла, который перекрывает просвет внизу стакана, а также пружины, удерживающей его в закрытом состоянии
Снизу приваривают шайбу с отверстием, диаметр которого меньше, чем размеры шарика, чтобы он не вылетал. Для этих же целей вверху, на некотором расстоянии от защитной решетки, ставят стопор – кусок металла, который ограничивает движение шарика вверх. Решетка из проволоки не позволяет вываливаться из желонки крупным кускам грунта.
Шарик клапана не должен опускаться ниже уровня заостренно края или металлических зубьев, иначе он будет гасить силу удара. С другой стороны, “зубы” не стоит делать слишком длинными, иначе они не позволят части грунта попасть внутрь желонки.
В верхней трети корпуса желонки вырезают окошко. Оно понадобится, когда полную желонку нужно будет очистить от набившегося внутрь грунта.
Для изготовления шарового клапана желонки нужен металлический шар диаметром около 60 мм. Такой элемент можно достать из большого подшипника
Другой вариант клапана – лепестковый. Его делают из куска металла. Лепестковый клапан выглядит как круглая дверца, закрепленная на пружине в нижней части желонки. При движении снаряда вниз клапан открывается под давлением грунта, а затем пружина его закрывает и удерживает грунт внутри. Иногда такой клапан уплотняют куском резины, но это не обязательно.
Если при бурении выясняется, что она захватывает слишком мало грунта, возможно, нужно просто немного исправить конструкцию. Иногда нужно немного расточить просвет внизу устройства. Если снаряд оказался слишком легким, его следует утяжелить.
Для этого верхнюю часть желонки иногда заливают бетоном. Но можно и просто присоединить сверху дополнительный груз на подвижном соединении.
Треногу для ударно-канатного бурения можно сделать из металлической трубы, но для недолговременного использования подойдет и прочная древесина, например брус 150-200 мм
На вязких грунтах эффективной может оказаться разновидность желонки без клапана. Плотный грунт набивается внутрь снаряда и удерживается там естественным образом. Вычищают такое устройство через узкое вертикальное отверстие на боку.
Если есть возможность и необходимость, следует сделать две разных желонки, чтобы использовать их на разных грунтах. Желонку также используют для очистки готовой скважины от песка и грязи. Но в этой ситуации нет необходимости делать такой большой снаряд, подойдет и устройство длиной около 0,8 -1,0 метра.
Сооружение станка для шнекового бурения
Каркас такой установки может быть выполнен в виде треноги, но чаще его делают из вертикальных направляющих, закрепленных на подставке и соединенных сверху горизонтальной конструкцией. Каркас станка должен надежно удерживать рабочую колонну из и наращиваемых штанг при извлечении их их их скважины.
На схеме наглядно представлено устройство буровой установки на металлическом каркасе с вертлюгом, буром, электрической лебедкой и мотором-редуктором (+)
Бур изготавливают следующим образом:
- К отрезку узкой металлической трубы длиной около 1,5 метров приваривают пару витков из металлической полосы, чтобы получилось подобие винтовой нарезки.
- К краям шнека присоединяют ножи, режущие кромки которых должны находиться под углом к горизонтали.
- Ножи подвергают заточке.
- К верхнему краю бура привинчивают или приваривают тройник с внутренней резьбой.
- Заготавливают отрезки металлической трубы такого же диаметра. что и труба шнека, чтобы в дальнейшем наращивать длину буровой колонны. Это штанги.
- На этих кусках трубы нарезают резьбу, чтобы соединять их или высверливают отверстие для фиксации стопорным пальцем.
Впрочем, для наращивания длины буровой штанги вполне успешно применяют и муфтовое или замковое соединение. Буровую вышку можно сделать из металлических труб, швеллера или из древесины. Главное, чтобы она надежно удерживала буровую колонну.
В верхней части каркаса устанавливают блок, который подсоединяют к лебедке для подъема колонны труб с буровым снарядом. Считается, что вышка необходима только при глубиной более восьми метров. Небольшое сооружение можно пробурить и без нее, но работы все же будут затруднены.
Наращивание длины буровой штанги существенно значительно утяжеляет колонну, поэтому для его подъема используют электромотор с лебедкой. Если предполагается выполнять “мокрое” бурение, вращение бура также осуществляют с помощью электромотора.
Специалисты считают оптимальным вариантом для этих целей типовое устройство мощностью 2,2 кВт на 60-70 оборотов, которое можно запитать от обычной розетки на 220 V. Подходящими могут оказаться модели типа 3МП 31,5, 3МП 40 или 3МП 50.
Вертлюгом называют элемент, с помощью которого движущий момент передается с электродвигателя на буровую штангу. Через него также выполняют подачу бурового раствора в шахту. Буровые штанги закрепляют на подвижной части этого устройства. Для бурового раствора предназначен специальный герметичный патрубок.
На схеме изображена конструкция вертлюга для малогабаритной буровой установки. Через боковой патрубок внутрь шахты подается промывочная жидкость (+)
Поскольку вертлюг во время бурения постоянно движется, при некачественном исполнении он может очень быстро сломаться. Чтобы этого не произошло, следует соблюдать два правила: использовать для его изготовления только высокопрочную сталь и обеспечить минимальный зазор между статичными и подвижными элементами устройства.
Как уже упоминалось, каких-то сверхстрогих правил при устройстве для скважин самопальных буровых установок не существует. Чаще всего сооружается гибридная конструкция, которая позволяет одновременно использовать и ударно-канатный метод, и вращательное бурение.
В такой конструкции устраивается одна и та же рама, позволяющая переходить с одного способа на другой без внесения каких-либо конструктивных изменений.
Если есть желание профессионально заняться , то все детали лучше приобрести на стороне, а не делать самостоятельно, или взять в аренду. Можно заказать все эти элементы у опытного токаря. Понадобится купить надежный электромотор с редуктором, а мотопомпу, рукав и шланг, если предполагается выполнять работы с использованием гидронапора.
Раму и бур изготавливать лучше после того, как приобретены вертлюг, электродвигатель и лебедка. Это позволит правильно и быстро подогнать все части установки друг к другу. Чтобы получить возможность наращивать более длинные штанги на бур, рекомендуется делать раму с запасом около 3,3 м.
Для изготовления вертлюга и замков следует использовать качественную сталь, поскольку эти части конструкции переносят самые высокие нагрузки в процессе бурения.
Вертлюг для буровой установки, изготовленной своими руками, можно также сделать самостоятельно, но проще и надежнее будет использовать промышленную модель такого устройства
Закаленная сталь не слишком хорошо подходит для изготовления самодельных буровых установок, поскольку после обработки она нуждается в дополнительной шлифовке, лучше взять обычную сталь. На штангах лучше всего использовать трапециевидную, а не конусную резьбу.
Она имеет достаточные прочностные характеристики, и с выполнением такой резьбы справится любой токарь. А вот для изготовления штанги с конусной резьбой придется искать специалиста.
Для бурения на глубину более 30 метров рекомендуется делать штанги из труб со стенкой 5-6 мм толщиной. Обычные трубы со стенкой 3,5 мм таких нагрузок могут и не выдержать. Для изготовления бура лучше брать не легированную сталь, а обычную, чтобы не возникло проблем в процессе сварки.
Для бурения твердых грунтов имеет смысл использовать высокопрочный бур-долото промышленного производства. Хороший эффект дает использование снаряд с тремя лопастями. При его работе используют циклическое вращение, что позволяет выполнять рыхление грунта максимально эффективно.
Буровые инструменты для ручного производства работ бывают разными по конструкции. Различают ложковые и змеевиковые модели, а также буровое долото. Ложковые буры эффективны на пластичных грунтах: супесях, суглинках, глинах. Резец такого бура обычно выполнен в виде ковша. Такой бур можно изготовить самостоятельно из трубы подходящего диаметра.
На плотных суглинках можно использовать также змеевиковый бур. Это устройство по конструкции напоминает штопор, а режущий элемент – раздвоенный, так называемый хвост ласточки. В качестве альтернативы змеевому буру можно использовать аналог ледового бура, но он может быть не так эффективен.
На твердых породах лучше всего показывает себя буровое долото с углом заострения 110-130 градусов. Долото может иметь очень разную форму, поскольку рассчитываются на разрушение скальных пород различной степени твердости.
Буровое долото подходит для работы на твердых и мягких грунтах. Такой бур можно изготовить из подручных материалов
Для бурения сложных геологических разрезов иногда лучше использовать бурение в два этапа двумя разными бурами. Сначала производят бурение узким буром, диаметром около 80 мм. После такого разведочного бурения работы выполняют буром большего диаметра, чтобы получить скважину нужного размера.
Грузоподъемность лебедки должна быть не менее одной тонны. Помимо электрической лебедки некоторые мастера сразу же ставят еще одну, механическую. Она эффективнее справляется в некоторых случаях, например, если заклинило обсадную трубу. Для электродвигателя и лебедки рекомендуется использовать два разных пульта управления.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Наглядный обзор буровой установки, изготовленной своими руками:
Одно из основных условий обустройства своего участка - формирование собственного источника воды. Как правило, проблемы водообеспечения находят решение в создании скважины. Наем специалистов, которые организуют бурение - задача не из дешевых.
Тем не менее есть возможность сберечь свои финансы - самостоятельно сделать буровое устройство и выполнять работы. Единственное что от вас потребуются при данной работе - труд и время.
Есть несколько видов самодельных конструкций. Ниже мы рассмотрим некоторые из них, а вам лишь останется выбрать какой из них подходит под вашу ситуацию и приступать к работе.
Механизмы, которые мы рассмотрим будут систематизироваться по способам бурения скважины . К примеру, выполняя ударно-контактное бурение, земля разбивается с помощью тяжелого груза, который привязывается к основной раме, ее ребра собраны в пирамиду. Производя движения вверх-вниз груз формирует углубления необходимого размера.
Наиболее несложные, но в то же время и трудные в применении - буры вращающиеся. Для данной конструкции требуется мало физических стараний, но структура данной конструкции непростая, так как некоторые составляющие нельзя сделать самостоятельно.
Буровые установки подразделяются на 4 вида:
Устройства, которые действуют с помощью ударно-канатного метода. Система состоит из рамы с основанием в виде пирамиды, к которой закрепляется крепкий трос с желонкой.
Агрегаты шнекового вида. В данном случае выемка почвы производится с применением шнека, промывать углубление в процессе работы нет необходимости.
Роторная установка. Используются основы гидравлического бурения.
Ручные роторные механизмы. Более легкий тип системы, не включающей в структуру электродвигатель, взамен используют физическую силу.
Положительные стороны буровой установки своими руками
- Невысокая цена по сравнению с готовыми механизмами.
- Технические свойства данной конструкции идентичны фабричной сборке.
- Небольшая масса изделия и удобные размеры.
- Возможность передвижения и комфортная эксплуатация. Можно применять в труднопроходимых местах.
- Возможность легко собирать и разбирать конструкцию.
- Легкая транспортировка.
Необходим базовый опыт работы со сварочным аппаратом, электродрелью и болгаркой.
Подготовьтесь заранее, для этого потребуется:
Болгарка;
Крест сантехнический;
Разводной ключ;
Инструмент с целью формирования наружной резьбы;
Труба, оцинкованная полудюймовая.
Действуйте согласно следующему пошаговому руководству.
Этап первый.
Для главной части бурильного спецмеханизма требуется заготовить несколько отрезков трубы, которые необходимо скрепить в крест и сгон. Для этого потребуется на краях труб нарезать резьбу размером около двух сантиметров. Приварите к отрезкам остроконечные металлические пластины, это будут наконечники.
Монтаж подразумевает стабильную подачу воды, вследствие чего происходит углубление, и удаляется земля. Для того чтобы вода подавалась - присоедините шланг к любому из отверстий крестовой заготовки.
Этап второй.
Пора подсоединить элементы унашей конструкции к резьбовым соединениям. Нижний конец трубы должен соединяться с заготовительной частью, имеющей острый наконечник, с помощью сгона. Процесс бурения реализуйте посредством углубления остроконечного наконечника, поворачивая рабочую систему.
Заготовительные наконечники лучше сделать разной длины. Для начала используется короткий наконечник, в последствии метрового углубления поменяйте на длинный.
Этап третий.
Профиль квадратного сечения будет являться основой данной конструкции, которая представляет собой стойку с опорами.
С применением сварки соедините опоры с главной стойкой. Платформа и мотор закрепляются с квадратным профилем, который фиксируется с возможностью перемещения по стойке.
Выбирайте электродвигатель, который имеет мощность 0,5 лошадиной силы. С помощью редуктора регулируется мощность.
Прикрепляем фланец к валу редуктора, затем следующий фланец, между ними будет находиться резиновая шайба.
Этап четвертый.
Включите воду, которая обязана непрерывно подаваться к основному рабочему элементу. При неправильно созданной подачи жидкости качество деятельности будет уменьшаться. Для недопущения снижения качества нужно установить под фланцами особое устройство, которое изготавливается из стальной трубы. Сделайте пару отверстий со сдвигом по отношению друг к другу. Затем необходимо сделать с торцевых сторон трубы проточку для шариковых подшипников. Труба одной стороной соединяется с фланцем, а с другой - устанавливаются основные рабочие компоненты.
Бурильная система с «патроном»
Основной рабочий компонент - патрон, сделанный с трубы диаметром 100-120 мм. Наилучшая длина инструмента - 100-200 см. Учитывайте параметры патрона при подборе размеров опорной рамы. Прокрутите в голове все действия, для того чтобы затем с комфортом использовать установку.
Подготовьте ряд отверстий вверху патрона, туда будет крепиться канат, с помощью которого происходит дальнейшее соединение с рамой.
Использовать такого рода конструкцию весьма легко: заранее создайте расширение в участке бурения тем диаметром, который превышает диаметр стакана, далее опускайте и поднимайте патрон, до достижения необходимой углублённости.
Рабочий компонент данной системы - бур, который изготавливается из трубы диаметром сто миллиметров. Вверху нарезается винтовая резьба, с другой стороны создается шнековый бур. Его диаметр будет 200 мм. Достаточно сделать пару витков.
Сваркой закрепляются к заготовке металлические ножи. Для удобства присоедините отрезок трубы, имеющую длину 1,5 м., закрепите с помощью сварки.
Порядок работы:
Углубитесь в почву;
Поверните несколько раз бур;
Извлеките разрыхленную землю.
Итак, вы ознакомились с порядком сборки буровых установок и их эксплуатацией. Приобретённые познания в данной области помогут значительно сберечь финансы на найме специалистов. Также вы можете ознакомиться с нашей статьей - водоснабжение частного дома из колодца , и оставить свой комментарий.
Правильно сооруженная скважина на воду – это надежный и автономный источник водоснабжения частного дома или дачи. Организация частного водоснабжения не всегда вызвана отсутствием центральной подачи воды. Причиной также может являться перебои с ее подачей, низкое качество воды в магистрали, высокая стоимость, изношенность сети водоканала, нехватка и другие факторы.
Автономный источник воды имеют практически все хозяева загородных домов или дач. Иное дело, что их выбор может разным. Некоторые отдают предпочтение колодцу, некоторым больше по душе скважина. Эта статья посвящена тем, кто остановился на скважине.
Разновидности скважин и установка
Скважина на песок
Огромную популярность этот тип получил за счет небольшой стоимости работ и возможности произвести все работы вручную. В плане конструкции, скважина на песок представляет собой одну колонну с фильтром на дне. Дебет этой скважины может составлять 10-150 м.куб. в сутки. Как правило, глубина бурения ограничивается 15-ю метрами (при бурении машиной - 35 м). Для выкачки воды устанавливается насосный аппарат или ручной насос. Время эксплуатации обычно 12-20 лет.
Артезианская скважина или скважина на известняк
Встречается не так часто. Причинами являются: необходимость в разрешении на проект бурения в местных органах управления (например, «Водоканал») и высокая стоимость работ. Конструкционная особенность скважины более сложна. Она имеет две колоны
– рабочую и обсадную. Последняя крепится до известняка, первая – непосредственно в самом известняке. Скважина на известняк имеет более высокий дебет 12-45 м.куб. в час (это зависит от диаметра трубопровода) и время эксплуатации около 50 лет. Бурение делается с помощью спецтехники и глубина может быть до 350 метров.
Так как предполагаются буровые установки своими руками, то рассмотрим подробней обустройство скважин на песок, как самой доступной в плане самостоятельного сооружения.
Определение глубины скважины
Неглубокая скважина (до трех метров) делается в случае, когда водоносная жила расположена близко к поверхности земли, а вода будет применяться лишь для полива или технических целей. Для бурения этой скважины достаточно ручного насоса, обсадной трубы и бура.
Среднеглубокая скважина (до семи метров) позволит иметь воду пригодную для питья. Чтобы сделать буровую установку своими руками, кроме бура будет необходима лопата и время на обустройство шурфа. Шурф, размерами 2х2х2 метра используется для облегчения процесса бурения на большую глубину. Для облегчения работы, его можно закрепить досками или фанерой. После завершения работ шурф засыпается. Забор воды происходит при помощи насоса.
Глубокая скважина (больше семи метров), даст возможность полностью покрыть необходимость в воде всех жителей коттеджа или частного дома. Причем воды хватит не только для индивидуального использования, но и для технических целей, полива, санитарных требований, содержания пруда или бассейна.
В общем же, выбор вида водозабора будет определяться после геологического исследования участка сооружения скважины. Предлагаем подробней изучить последний вариант – сооружение глубокой скважины своими руками, как самого сложного из описанных.
Варианты бурения скважины
Вышеперечисленные разновидности скважин (к скважинам «на известь» или артезианским это не относится) можно пробурить с помощью таких технологий:
Проект на бурение
В случае когда точно определена глубина нахождения водоносной жилы можно пробурить непосредственно с длиной бура под обсадную трубу . Когда нет, необходимо вначале выяснить, на какой глубине находится слой воды.
То есть, каждая буровая скважина – это индивидуальный проект и на него влияют такие характеристики:
- выбранный вариант бурения;
- глубина расположения водоносного слоя. При этом подразумевается не первый слой, к которому дошел бур, а тот, который отвечает условиям использования в плане обеспечения дебета количества воды;
- геологическое строение почвы;
- требование выдерживать нужное расстояния до мест нахождения (установка «санитарной зоны»);
- требования, выдвигающиеся к качеству воды и количеству.
Необходимые инструменты для буровой установки
Так как мы рассказываем про ударно-канатный способ ручного бурения, то необходимо выделить его основные достоинства:
- невысокие требования к квалификации бурильщика и простота установки оборудования;
- отсутствие каких-то ограничений на место бурения. Вручную можно бурить почти в любом месте участка;
- сохранение большей части полезной площади земли в исходном состоянии. То есть тяжелая спецтехника не повредит насаждения на вашей территории.
Для работы будут необходимы:
- емкость с водой;
- бур с усиленной кромкой. Рекомендация: усилить бур можно с помощью приваривания на винт буровых резцов , их роль могут играть элементы металлической шинки или напильник. Помимо этого, резцы можно наточить, с помощью болгарки;
- лопата;
- насос со шлангом наподобие «малыш»;
- тележка для вывоза земли.
Для буровой установки также пригодятся:
- металлическая проволока для фильтра;
- гравий или щебенка для подушки;
- проволока для устройства фильтра на дне;
- трубы.
Обустройство шурфа и выбор места
При помощи специалистов или народными способами (барометрический способ, лозоходство, с помощью силикагеля, разведочным бурением, по количеству россы и т.д.) определяем участок, где водоносный слой расположен ближе всего к земле.
Затем выкапываем шурф. Это выработка земли некоторой глубины, предназначение которой упростить процесс бурения. Устройство шурфа важная стадия по нескольким причинам;
- Не допускается возможность обвала земли вокруг скважины.
- Уменьшается глубина бурения непосредственно буром.
Габариты шурфа выбирает бурильщик, но, как правило, они составляют 1,5х1,8 и 1,8-3 м. в глубину. Для того чтобы земля не обсыпалась, шурф укрепляют металлом, досками или фанерой.
Варианты бурения
Тренога
Тренога – это канатно-ударный механизм для бурения. Опорная конструкция необходима, чтобы упростить процедуру бурения за счет использования бурового стакана.
Треногу можно изготовить из дерева (не допускаются сучки) или профильной трубы. Длина трубы или бруса обязана составить около 4,5-5,5 м.
Затем к треноге фиксируется механическая лебедка с тросом, где прикреплен буровой стакан.
Эта буровая установка довольно небольшая и имеет достаточный запас прочности. Принцип работы механизма довольно прост: стакан, опускаясь в землю, вбирает в себя грунт. С учетом состава почвы за один удар можно достать 0,30-1,2 м. земли. Упростить работу можно наливая в участок бурения воду. Периодически буровой стакан необходимо чистить от набитой земли.
Трос, где фиксируется бур, обязан быть длиннее размера скважины. Иначе он оборвется, а бур упадет на дно.
Обсадную трубу можно ставить одновременно с прохождением на глубину либо после всех проделанных работ.
Бур и обсадная труба
Во время бурения можно одновременно ставить обсадную трубу. В этом случае ее диаметр обязан быть больше размера бура
, чтобы он смог свободно передвигаться в трубе.
Делая работу необходимо все время следить за влажностью вынимаемой земли, чтобы не пропустить водоносную жилу (иначе ее можно просто закрыть трубой).
Затем, когда обнаружена водоносная жила, необходимо произвести выкачку грязной воды , чтобы определить достаточно ли запасов воды в этом слое. Для чего применяется ручной или погружной насос. Если после откачки нескольких ведер грязной воды, чистая все еще не пошла, то необходимо бурить дальше до более емкой жилы.
Насос не рассчитан на эти условия эксплуатации, потому после очистки воды он может сломаться. Лучше всего использовать качественный насос.
Обсадка скважины
Для обсадки можно использовать пластиковые или стальные трубы (время работы до 50 лет). А вот установка оцинкованных труб нежелательна, из-за риска загрязнения воды цинковыми примесями.
Главная задача установки обсадки состоит в следующем:
Монтаж обсадной трубы делается сразу же после завершения работ или прямо во время бурения.
Промывка скважины и установка донного фильтра
Монтажом обсадной трубы дело не завершается. Затем необходимо промыть скважину. Для чего в нее заводится труба, через которую вода подается под давлением. За счет напора воды из скважины выйдет слой песка и глины, который и необходимо откачать. Когда появится чистая вода ее необходимо сдать на исследование. Требования к качеству регламентируются СНиП 2141074-01. При нормальном качестве воды можно производить бурение скважины своими руками дальше.
Главное предназначение донного фильтра – защитить от заиливания трубу. Как изготовить фильтр?
Своими руками можно сделать щелевой фильтр . Для чего необходимо выполнить на конце трубы насечки болгаркой.
Для насечек необходимо выбрать тонкий круг (0,7 мм). Обращайте внимание – большое количество насечек сделает слабее трубу.
Как один из вариантов можно сделать отверстия в трубе. Затем место сверления/насечек необходимо обмотать сеткой или проволокой. Полученный так фильтр уложить на подушку из щебня, засыпка которого не позволит фильтру забиться.
Размер трубы-фильтра обязан быть меньше размера основных труб, чтобы была возможность опустить его без проблем в скважину. Наиболее простым способом является покупка готового фильтра.
Без фильтра скважина недолго проработает. Его отсутствие возможно лишь в глубоководных скважинах (больше 50 метров).
Дебет и раскачка скважины
Для того чтобы получить полное понятие о емкости скважины необходимо подождать сутки, а после узнать уровень приходящей воды. Когда поступившей воды хватает для нужд использования, можно засыпать пространство между обсадной трубой и грунтом. Шурф тоже нужно закапать.
Раскачка скважины также немаловажный этап. Чтобы сделать раскачку или просто окончательную очистку скважины необходимо поставить мощный центробежный насос и время от времени выкачивать воду на протяжении 14 дней.
Необходимо предварительно определить, куда перенаправить выкачанную воду.
Монтаж насоса
Обращайте внимание, что поверхностные насосы не подходят для их установки в скважину из-за ограничения определенной глубины в 9 метров. Для этого подходит лишь погружной насос – вибрационный или центробежный. Каждый из видов имеет свои преимущества, а окончательно выбрать можно, если проанализировать влияние таких факторов:
- уровень воды;
- глубина скважины;
- дебет;
- размер обсадной трубы;
- цена скважинного насоса;
- напор воды.
Сдача скважины в эксплуатацию
Когда бурение скважины производилось не своими руками, а с помощью сторонней компании, то перед тем как принимать работу необходимо затребовать следующие документы:
- паспорт скважины;
- гидрогеологическое заключение о реализации проекта;
- акт проделанных работ;
- разрешение санэпидемстанции.
Когда же все работы будут происходить своими руками, то в этом случае главное не спешить, а внимательно посмотреть обучающее видео , соблюдать все основные моменты процесса бурения и выдерживать технологию. Причем помните, что лишь выбор качественных материалов (в числе которых, насос и трубы) будет залогом продолжительной работы скважины.
На частном земельном участке необходим собственный источник питьевой воды. Обзавестись им можно, пробурив скважину, но услуги бурильщиков могут потребовать значительных финансовых вложений. Чтобы их снизить, применяется самодельная буровая установка.
Типы конструкций
Особенности будущего агрегата будут полностью зависеть от требуемого способа бурения.
Ударно-канатный метод способствует разрыхлению грунта при сбрасывании вниз груза. Почва вынимается. Процедура повторяется до достижения требуемой глубины.
Вынимание почвы может производиться вращающимся буром. Изготовить такое оборудование своими руками сложно. Его габариты больше, а затраты на производство выше. Не все детали для создания подобного устройства можно изготовить самостоятельно. Некоторые элементы делают на заказ либо приобретают в специализированных компаниях.
Буровая установка подходит для создания скважин для воды и монтажных работ на свайном фундаменте. Эксперты выделяют 4 типа МГБУ (малогабаритные бурильные установки):
- шнековые;
- ударно-канатные;
- роторные;
- ручные роторные.
Первый тип позволяет вынимать почву шнеком без дополнительной промывки скважин водой. Второй вид оснащен рамой, ее основание должно быть треугольным. Используемые детали представлены в виде желонки и троса.
Самодельная установка роторного типа функционирует на основе принципов гидробурения. Такое оборудование ручного типа является наиболее простым вариантом, в котором электромотор заменен ручным приводом. На поверхность устройство можно поднимать с помощью электромотора. Чтобы изготовить самодельные простейшие буровые установки, потребуется дрель, аппарат для сварки, болгарка.
В этом оборудовании главная рабочая деталь — бур. Можно соорудить его из стальной трубы с сечением не 100 мм. На ее верхнем конце должна быть винтовая наружная резьба. С противоположной стороны крепится шнековый винт, диаметр которого должен достигать 200 мм. Стальные ножи приваривают к концам витков шнека.
Обеспечить более удобное вращение этой детали можно с помощью дополнительного отрезка стальной трубы длиной в 1,5 м. Отрезок приваривается к тройнику с винтовой резьбой. Последний элемент навинчивается на штангу. Ее длина равняется длине отрезка стальной трубы.
Агрегат углубляется в почву, проворачивается 3 раза и извлекается для удаления земли. Манипуляции необходимо повторять до достижения глубины в 1 м. Затем с помощью муфты к штанге присоединяют дополнительный отрезок металлической трубы, и она удлиняется.
Для отверстий глубже 8 м потребуется крепление оборудования на вышке, которую строят из дерева или металла. В ее верхней части желательно сделать отверстие, в котором сможет двигаться штанга. По мере удлинения ее вес будет увеличиваться, поэтому поднимать конструкцию будет лебедка. Самодельные упрощенные буровые установки ударно-канатного типа представлены в виде следующих элементов:
- ударного патрона («стакан»);
- станины разборной;
- желонки.
Облегчить и ускорить процесс помогает подключение буровой установки к мотору-редуктору. На его барабан будет наматываться трос с закрепленной желонкой или ударным патроном. Обеспечить эффективность поможет установка патрона весом не менее 80 кг. Желонка будет очищать забой от разрыхленного грунта, она подходит для работы с глинистыми почвами.
Дополнительные элементы
Патрон («стакан») — центральная рабочая деталь буровой установки. Его можно изготовить из толстой трубы диаметром в 80-120 мм. Для этого потребуется увесистый материал. Снизу рекомендуется вырезать зазубрины, которые будут помогать разрыхлить почву. При необходимости нижнюю часть оставляют ровной. Нижнюю кромку «стакана» затачивают, а вверху просверливают отверстия под крепления для троса. Длина патрона может достигать 1-2 м. Для строительства конструкции потребуются следующие материалы и инструменты:
- Трос прочный.
- Тяжелая желонка.
- Лебедка с мотором.
- Рама.
Изготавливать самодельные качественные буровые установки рекомендуется после изучения их схемы или подробного описания.
Готовое оборудование поможет разрыхлять и поднимать почву. Перед началом работы специалисты рекомендуют проделать отверстие в почве, в которое потом будет опускаться патрон. Отверстие по диаметру должно немного превосходить диаметр патрона. Буровая установка будет надежной и пригодной для профессионального использования, если использовать следующие детали, произведенные на высокотехнологичном производстве:
- штангу;
- вертлюг;
- бур с лопастями;
- мотопомпу с рукавом;
- мотор-редуктор;
- шланг, подающий специальный раствор.
Штанга самодельных буровых установок крепится за подвижную часть корпуса вертлюга, который передает от мотора-редуктора к рабочему агрегату движущий момент. Жидкость для промывания подается через патрубок. Он должен быть герметичным. У этой детали простая конструкция, но от ее качества зависит надежность и длительность функционирования агрегата. Вертлюг рекомендуется производить из стали высокой прочности. Рекомендуется оставлять небольшой зазор между деталями конструкции, которые приводятся в движение. Вертлюг низкого качества выходит из строя после бурения нескольких отверстий.
Штанга подбирается под тип бурения, которое может быть вращательным, ударным, с промывкой. Деталь бывает с шестигранным и круглым сечением и способствует передаче движущего момента. Во время функционирования оборудования штанга опускается. Ее необходимо наращивать. Прочное соединение гарантируют замки с трапециевидной и конической резьбой.
Жидкость в выбуренную скважину подается по внутреннему сечению на штанге. С помощью влаги почва смягчается, и проводить работу можно более оперативно. Раму для самодельных буровых установок можно соорудить собственноручно из прочной стали. Профессионалы используют оборудование с 3-мя лопастями и циклическим вращением с диаметром в 80-350 мм. Основную деталь сооружают из толстой, прочной стали, в которую вплавляют пластины.
На твердой почве желательно выполнять бурение в несколько шагов. Предварительно разводят грунт с помощью агрегата в 80 мм. Чтобы достичь нужный диаметр и глубину отверстия, применяют детали с большим диаметром.
