Способы бурения скважин с помощью ручной буровой установки

Когда речь заходит о бурении, в сознании обычно всплывает тяжелая техника, оснащенная мощным гидравлическим оборудованием и буровые бригады, требующие за свои услуги непомерно высокую плату. Однако обеспечение приусадебного участка автономным источником воды для многих владельцев является приоритетной задачей, и ее необходимо решать. Помочь в этом сложном деле может ручная буровая установка.

Изображение 1. Схема бурения скважины при помощи ручной установки.

Бурение скважин самостоятельно можно произвести различными способами. Установка для бурения скважин достаточно проста. Если нет возможности приобрести или взять в аренду оборудование, его под силу изготовить своими руками. При бурении небольших скважин можно обойтись и без буровой вышки, но она в значительной мере упрощает процесс, а сделать ее несложно. Самодельная вышка представляет собой металлическую или деревянную треногу, устанавливаемую над скважиной. Через ее вершину пропускается лебедочный трос, который служит для поднятия и опускания буровой колонны. Комплектация остального оборудования зависит от выбранного способа бурения скважин.

Роторное бурение

При роторном бурении врезание бура в грунт осуществляется вращательным способом (изображение 1). Для производства работ достаточно бригады из двух человек. Установка включает в себя:

• буровую вышку;
• лебедочный механизм;
• бурильные штанги;
• рукоятку для вращения;
• бур.

Изображение 2. Чертеж ручного бура.

В качестве бурильных штанг можно использовать трубы диаметром 25 мм и длиной 1,2 – 1,5 м, стыкующиеся между собой при помощи замков, шплинтов или резьбовых соединений, например, муфт. Бурение скважин вручную чаще всего проводится без промывки. Для очистки бура колонну через каждых 0,5 м углубления нужно поднимать на поверхность и разбирать. На это уходит много времени, поэтому трубы должны легко монтироваться и демонтироваться.

Рукоятку для бура изготовить просто. Достаточно на кусок трубы приварить или установить при помощи тройника две ручки, длиной 0,7 – 1,0 м. Нижняя часть рукоятки соединяется с буром и штангами такими же способами, как и сами штанги между собой.

Наиболее распространенным буром в ручном роторном бурении скважин является шнек. В промышленном исполнении он представляет собой полосу, изогнутую в спираль и приваренную к трубе. В домашних условиях такой бур изготовить сложно, но можно сделать инструмент аналогичный шнеку. К трубе под углом 15-20 ° и под углом 30-40 ° относительно друг друга приваривают половинки металлического диска, можно использовать диск от циркулярной пилы (изображение 2). Исполнение бура может быть любым: с одной или несколькими парами ножей. На нижний конец трубы приваривается направляющий наконечник – заточенный под конус и несколько изогнутый в спираль кусок полосы. Основой для изготовления шнекового бура может стать и обычный рыбацкий ледоруб. Для увеличения его прочности к заводским лопастям рекомендуется приварить усиленные резцы.

Изображение 3. Схемы ложковых буров.

Еще одним популярным рабочим инструментом является бур-ложка. Он представляет собой цилиндр с боковой прорезью на 2/3 длины. Боковая кромка прорези, расположенная по ходу вращения бура, выполняет функцию ножа. Нижняя часть изогнута в виде ковша и также является режущей (изображение 3). Срезанная порода забивается в цилиндр. По мере его заполнения колонна поднимается на поверхность и ложка очищается. Ложковый бур целесообразно использовать на сыпучих грунтах, где одновременно с проходкой необходимо выполнять обсадку скважины.

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатное бурение скважин основано на разрушении породы под действием опускаемого с силой тяжелого инструмента – забивного стакана. При этом грунт поступает в его полость, стакан поднимается на поверхность и очищается. Несмотря на трудоемкость процесса при работе на данной установке может быть задействован всего один человек. Ударно-канатное бурение скважин хорошо зарекомендовало себя на мягких песчаных и глинистых грунтах. Монтаж буровой установки весьма прост. Она состоит из:

• буровой вышки;
• лебедки;
• забивного стакана;
• ударной штанги.

Устройство буровой вышки аналогично устройству вышек для роторного бурения. Это тренога высотой, превышающей длину стакана примерно на 1,5 м, с закрепленным на вершине блоком, через который пропускается трос лебедочного механизма.

Изображение 4. Схемы устройства желонки.

Конец троса крепится или непосредственно к забивному стакану, или к ударной штанге. В первом варианте стакан врезается в грунт только благодаря своей массе, во втором обеспечивается дополнительное погружение методом забивания.

Для изготовления стакана берется кусок трубы длиной 0,7-3 м. Нижняя режущая кромка выполняется из высокопрочной стали и затачивается на конус внутрь стакана. В случае использования ударной штанги к верхней части трубы приваривается наковальня. При погружении стакан заполняется грунтом, который удерживается в нем благодаря силе трения. По мере наполнения стакан поднимается на поверхность и очищается через боковое технологическое отверстие.

При использовании ударно-канатной установки на плотных грунтах рекомендуется размягчать их водой.

При бурении в сыпучих и мокрых грунтах силы трения недостаточно, чтобы порода удержалась в стакане. В этом случае вместо обычного забивного стакана используется желонка. Ее особенность состоит в наличии клапана, открывающегося при врезании инструмента в грунт и закрывающегося при поднятии его на поверхность. Существует достаточно большое количество разновидностей клапанов.

Наибольшую популярность среди кустарных производителей получил шариковый клапан. При врезании желонки в породу металлический шар, расположенный в ее полости, поднимается, а при поднятии – опускается, закрывая отверстие (изображение 4). Очищается желонка от шлама путем переворачивания вверх дном.