Бурение скважин ударно-канатным способом – описание технологии

Ударно-канатное бурение своими руками: технология и способы

  • Бурильный инструмент
  • Особенности бурения по различным грунтам
  • Обсаживание стенок скважин
  • Скважина на участке
  • Порядок выполнения работ
  • Недостатки и преимущества процесса

Ударно-канатное бурение представляет собой технологию устройства источников водоснабжения путем внедрения в выработку разрушающего инструмента с высокой начальной скоростью и большим запасом кинетической энергии. Работы могут выполняться как механическим способом, с применением буровых станков, так и своими руками. Ручной метод оборудования скважины применяют в случае небольшого объема работ, в мягком грунте, при вскрытии безнапорных водоносных слоев.

Установка для ударно-канатного бурения.

Бурильный инструмент

Инструменты, применяемые в процессе производства работ, подразделяются на технологические и вспомогательные.

Технологическая оснастка — это приспособления, с помощью которых буровым станком выполняется разрушение породы и извлечение ее на поверхность. Комплект специальных деталей, соединенных в заданной последовательности, образует буровой снаряд. Масса ударного снаряжения зависит от крепости разрабатываемой породы.

В стандартный набор входят:

  • долото;
  • раздвижная и ударная штанги;
  • желонки или стаканы;
  • канатный замок;
  • желоночное ушко.

Вспомогательный инструмент необходим для обслуживания основного оборудования в процессе бурения скважины.

К нему относятся:

  • канат стальной;
  • комплект приспособлений для работы с обсадными трубами (башмаки, хомуты, забивной снаряд и др.);
  • гаечные и разводные ключи.

Ударные долота предназначены для разрушения грунта в забое и для зачистки стенок скважины. Штанги применяют для увеличения веса бурового снаряда и удержания вертикального уровня выработки.

Замки канатные и переходники служат для сборки отдельных элементов в единый рабочий орган установки.

Желонки с клапаном плоской формы предназначены для удаления из выработки породы, размельченной долотами, а также для бурения в мягких слоях почвы. Для вязких глинистых пластов такой метод не подходит, в этом случае применяют желонки без клапанов (стаканы).

Стаканы имеют 1 или 2 продольных разреза для очистки приспособления от налипшей почвы. В нижней части приспособления размещается насадка, оснащенная рабочим кольцом с алмазной режущей кромкой.

Особенности бурения по различным грунтам

Метод механического бурения заключается в разламывании породы, подъеме ее наверх и укреплении стенок выработок. Грунтовый пласт в забое разрушают ударами, резанием, сколом или комбинированным способом.

Эффективность разлома породы и производительность бурения зависит от:

  • веса сбрасываемого снаряда;
  • высоты падения;
  • количества ударов в единицу времени;
  • прочности проходимых пород;
  • типа и качества режущей части долота.

Для твердых пород используют тяжелый груз.

Для разрушения твердых пород применяют тяжелый инструмент при незначительной высоте подъема и наибольшем количестве ударов. При проходке мягкой почвы требуется небольшое орудие, большая высота сброса и малое количество ударов.

Вязкие и крепкие породы следует пробивать в два подхода: разрушение выполняется с помощью долота, раздвижной и ударной штанг, а выемка шлама из выработки производится посредством желонки с клапаном.

Рыхлые почвы проходят одной желонкой, которая в процессе работы заполняется грунтом. После прохождения намеченного участка устройство поднимают из скважины, очищают и вновь опускают в забой.

Шлам доставляют на поверхность двумя способами: сухим (при помощи конвейера или сжатого воздуха) и гидравлическим, при котором порода вымывается водой, подаваемой в выработку под большим давлением.

Обсаживание стенок скважин

При использовании всех механических и ручных методов бурения стенки выработки укрепляют обсадными трубами (Ø 50-200 мм). Звенья конструкции соединяют ниппелями или муфтами. Верхний конец профиля оборудуют защитным патрубком, а низ колонны — алмазной коронкой, облегчающей установку сооружения.

Последовательность проведения работ:

  1. Вначале нужно проверить комплектность труб, измерить их, пронумеровать и сложить по порядку.
  2. Перед спуском с верхнего конца сегмента следует снять предохранительные кольца, зачистить и смазать соединительную конусную резьбу.
  3. Установить первую секцию, затем нарастить и опустить следующую трубу в муфту предыдущего сегмента при строгом соблюдении соосности и вертикальности конструкции.
  4. В случае принудительной установки обсадных профилей на верхнюю соединительную муфту наворачивают предохранительную насадку и с помощью забивной бабы равномерными ударами по этой головке вколачивают всю колонну в скважину.

Заканчивать монтаж секций необходимо посадкой обсадных труб на 2-3 м в глубь целикового грунта. Такой прием защитит внутреннюю поверхность скважины от попадания в нее песка и вышележащих почвенных вод.

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.

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.

Порядок выполнения работ

Ударно-канатный способ бурения применяется для оборудования скважин глубиной от 5 до 30 м с диаметром ствола 75-325 мм. Процесс состоит из разламывания породы, подъема ее на поверхность, уплотнения стенок забоя и оборудования оголовка источника.

Инструкция по выполнению работ:

  1. Вокруг предполагаемой выработки сооружают настил из досок.
  2. В месте оголовка по центру вырезают отверстие, диаметр которого равен размеру ствола скважины.
  3. На площадку устанавливают бурильный станок (при использовании механического способа) или треногу с блоком и лебедкой (при обустройстве скважины своими руками).
  4. Через блок пропускают стальной канат.
  5. На конец троса при помощи специального замка крепят долото или желонку.
  6. Отвесом определяют центр выработки.
  7. На величину ударного снаряда выкапывают шурф.
  8. Проверяют соосность инструмента и скважины.
  9. Освобождают лебедку и сбрасывают снаряд.
  10. Поднимают желонку, очищают от грунта, наращивают штанги и повторяют процесс.
  11. По мере углубления забоя в скважину опускают обсадные трубы.
  12. Бурение выполняют до тех пор, пока снаряд не подойдет к водоносному слою.

Недостатки и преимущества процесса

  1. Не нарушается природное состояние водоносного горизонта.
  2. Возможность оборудования глубоких скважин большого диаметра.
  3. Разрешается устройство выработок в регионах со сложными гидрогеологическими условиями.
  4. Бурение в безнапорных слоях любой мощности.
  5. Возможность производства работ на валунно-галечниковых отложениях и в местах с рыхлыми породами.

Недостатками ударно-канатного способа, кроме его высокой стоимости, являются коррозия обсадных труб и разрушение поверхности. В результате таких дефектов существует риск загрязнения питьевой воды неметаллическими включениями, а при разрушении стальной оболочки возникает возможность попадания ливневых вод в скважину.

Все об ударно-канатном бурении

  1. Что это такое?
  2. Плюсы и минусы
  3. Для каких грунтов применяется?
  4. Оборудование

Ударно-канатное бурение – метод, предусматривающий обустройство гидрогеологических скважин путем разрушения почвы специальным орудием. Главное преимущество такого подхода заключается в доступности и высокой скорости выработки. Для выполнения задачи не нужно обладать особыми знаниями, для установки бура можно задействовать ходовые материалы.

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.

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.

Плюсы и минусы

К достоинствам ударно-канатного способа бурения относят:

  • возможность применения буров диаметром от 500 мм при первоначальном бурении грунта;
  • разрешение устройства выработок в регионах, где зафиксированы сложные гидрогеологические процессы;
  • свободное бурение в безнапорных слоях, вне зависимости от их мощности;
  • упрощенная технология, посредством которой удается сократить расходы на оплату труда специализированных бригад;
  • быстрое и эффективное вскрытие грунта;
  • сокращенные сроки обустройства скважин.

А также плюсом такого метода является возможность проведения работ на отложениях валунно-галечного типа или в местах, где породы имеют рыхлые свойства. Минусы такого бурения – высокая цена, недолговременный срок эксплуатации труб, ввиду их коррозии, и разрушение поверхности. Из-за перечисленных деформаций повышается риск загрязнения питьевой воды неметаллическими включениями.

Дополнительный недостаток технологии кроется в том, что при создании скважин их нельзя оборудовать под углом или в плотных породах. Сама проработка пластов происходит медленно.

Для каких грунтов применяется?

Процедура бурения скважин данным методом напрямую зависит от того, с каким типом грунта приходится работать, и где находится область протекания подземных вод.

Мягкая не сыпучая почва

Работа с такими грунтами возможна только в случае использования усовершенствованной конструкции. Модернизированный бур способен оборудовать скважину в глиняных или болотистых землях. Конструкция такого аппарата включает двутавровое долото, укрепленное крестовиной. Для предотвращения обвала устья рекомендуется устанавливать обсадные трубы.

Сыпучая почва

Для обустройства водозабора в песчаных грунтах или плывучих породах необходимо использовать ударные установки с плоскими сосудами, способными собирать землю. Почва прорабатывается бурильным аппаратом медленно, при этом возникает необходимость укрепления полученного отверстия обсадной трубой по всей длине. В процессе бурения сыпучей почвы подвижный участок земли способен уйти, поэтом работу стоит выполнять осторожно, с учетом необходимых требований.

Каменистая порода

Если основание сложено галечником, гравием или другой каменистой породой, то для бурения скважин следует использовать двутавровое долото. Проработанный слой в процессе вынимают плоской желонкой, оборудованной клапаном. В случае необходимости увеличения ширины ствола рекомендуется оборудовать установку расширителем. С его помощью удастся обвалить стенки ствола и сделать проход шире. А также расширитель способен ускорить выемку обрушившейся породы.

Во время бурения скважины сложности способны возникнуть в случае обработки скальных пород. При работе с таким грунтом стоит учитывать рекомендации по использованию утяжеленного долота. Если при обустройстве скважины в процессе бурения встречаются трещиноватые нижние слои или оползни, необходимо использовать для их проработки долото с круглыми наконечниками или крестовинами.

При возникновении риска защемления инструмента работы требуется остановить.

Оборудование

Работы по обустройству гидрогеологических скважин выполняют с помощью снаряда Шитца. Это особая установка, конструкция которой включает:

  • вышку, оборудованную штангой;
  • забивной клапан или стакан;
  • станок;
  • желонку и долото;
  • каркас.

Вышку монтируют в заранее подготовленный треножник, который представляет собой конструкцию из стальных труб или деревянных брусьев. Установка конструкции осуществляется с помощью специальных крепежей и отверток. Вверху вышки устанавливают ворот для пропуска через него троса, который будет поднимать и опускать долото. При этом важно учитывать, чтобы общая длина рабочего органа была меньше высоты установки.

Читайте также:  Армированные трубы из полипропилена

Штангу собирают из металлических болванок, а соединение дополнительных деталей происходит посредством использования болтов или фланцев. Чтобы сделать оборудование тяжелым, внутрь образованной полости заливают бетон. Основным бурильным инструментом является стакан. Торец стакана имеет заострение в центре, поэтому при проведении работ снаряд проникает в грунт на большую глубину и без особых усилий. Дополнительно по кромке размещены острые зубья, предназначенные для разрушения влажных пород.

В верхней части стакана оборудовано место, куда бьет штанга в процессе. Оно называется наковальней. В случае использования снаряда больших размеров сохраняется ровная забивка скважины. Длина стандартного оборудования должна превышать 2 метра. Для изготовления желонки используют стальную трубу с диаметром более 90 мм. Внизу находится клапан, открытие которого происходит при соприкосновении установки с землей. Такой подход обеспечивает проникновение земли в снаряд.

Как только оборудование начинает подниматься, клапан под тяжестью грунта закрывается. Тросы изготовлены из стальных канатов, выполненных из соединенной проволоки, что обеспечивает их высокую прочность и долговечность. Толщину троса подбирают в зависимости от массы снаряда забивной штанги. При выборе оборудования во внимание принимают подсчитанное разрывное усилие. Дополнительно рекомендуется учитывать коэффициент безопасности работ.

В некоторых случаях бурение скважин производится с использованием так называемых обсадных стенок. Суть технологии заключается в укреплении ствола скважины специальными трубами, которые выпускают в двух модификациях.

  • Муфтовые. Такие трубы с двух сторон оборудованы резьбой. Фиксация обсадных элементов осуществляется посредством предусмотренного резьбового соединения на концах труб.
  • С высаженными концами. Стыковка происходит благодаря особой конструкции трубы, на одном из торцов которой расположена высадка. Она представляет собой увеличенное сечение, созданное путем термической обработки. Внутри сечения находится резьба.

Некоторые владельцы загородных участков для обсаживания используют трубы из ПВХ. При строительстве гидротехнического сооружения рекомендуется тщательно подойти к подбору элементов буровой установки.

Для этого стоит определить тип грунта, с которым предстоит работать, глубину скважины и сроки, необходимые для выполнения работ.

Что такое ударно-канатное бурение скважины: достоинства и недостатки

Лучший способ создания скважинной шахты для воды – это ударно-канатное бурение. Дачникам под силу выполнить работы своими руками. Для правильного проведения процедуры потребуется подробная инструкция.

  1. Бурильный инструмент
  2. Особенности бурения по различным грунтам
  3. Обсаживание стенок скважин
  4. Скважина на участке
  5. Порядок выполнения работ
  6. Недостатки и преимущества процесса

Бурильный инструмент

Метод базируется на дроблении грунта. После разрушения частицы породы извлекаются из котлована. Работы выполняются специальным буровым снарядом Шитца. Существует несколько вариантов рабочего инструмента:

  1. Для формирования котлована под скважину в почвах, состоящих из влажной глины или песчано-глиняной смеси, бурильная установка оснащается забивным стаканом. Для его изготовления применяется фрагмент трубы соответствующего сечения.
    Заостренный конец рабочего органа легко разрушает грунтовые пласты. В некоторых исполнениях торец инструмента дополняется острыми зубьями. Частицы раздробленной породы на стенках стакана извлекаются из скважинной шахты.
  2. В сыпучих почвах для ударно-канатного способа бурения скважин в качестве снаряда используется желонка. Конструкция представлена фрагментом трубы, на конце которой установлен особый клапан. Предохранительное устройство удерживает разрушенный грунт внутри рабочего органа при извлечении на поверхность.
  3. В твердых каменистых породах предыдущим инструментам сложно справиться с дроблением. Поэтому буровая установка оснащается шарошечным долотом. Такая методика ударно-канатного бурения скважин своими руками практикуется и в плотных почвах, состоящих из известняка.

Кроме рабочего инструмента в конструкцию оборудования включается лебедка, с помощью троса закрепленная на специальной треноге. Таким подъемником ударный снаряд извлекается из забоя.

Особенности бурения по различным грунтам

Для разных типов грунтовых пород ударно-канатного бурения скважин технология отличается. Рабочий орган подбирается в зависимости от физических характеристик разрушаемой почвы. В некоторых случаях приходится комбинировать ударный инструмент. Рассмотрим методику подробнее:

  1. При пробивке скважинного котлована в песках или плывунах допускается применять плоскую желонку. Она свободно разрушает рыхлый грунт и извлекает на поверхность. Обязательное требование для создания шахт в таких неустойчивых породах – обсаживание ствола, предотвращающее обрушение стенок. Нежелательно поднимать снаряд выше 0,5 м над обсадной трубой. Нарушение условия приводит к перекосу и заклиниванию колонны в шахте.
  2. Двутавровая конфигурация долота используется для дробления гравийных горизонтов и галечных пластов. Выемка производится желонкой с плоским клапанным механизмом.
  3. Для вязких грунтов, представленных пластичными глинами, рекомендуется применять ударный инструмент специфической конструкции. Усовершенствованные плоскостные снаряды или выполненные в форме двутавра долота дополняются крестообразными деталями.

Трудно разрушаемые валуны или крупные камни способны помешать вертикальному прохождению шахты. В таких случаях выработку приходится переносить в другое место. Справиться с дроблением породы повышенной твердости можно с помощью утяжеленного долота.

Трещиноватые пласты склонны к осыпанию. Для предотвращения обвалов ударное бурение скважин необходимо проводить с предельной осторожностью, контролируя параллельную обсадку стенок шахтного колодца.

Обсаживание стенок скважин

Некоторые загородные участки в Москве и пригородах располагаются на сыпучих рыхлых грунтах. Нестабильность породы может привести к обрушению выработки. Работы придется прекратить и перенести котлован в другое место.

Альтернативный вариант – одновременно с бурением скважины проводить обсаживание стенок. Технология заключается в укреплении ствола специальными обсадными трубами. Изделия выпускаются в 2 модификациях:

  1. Муфтовые. С обеих сторон оснащаются резьбой. Фиксация выполняется резьбовым соединением с помощью муфт с внутренней нарезкой.
  2. С высаженными концами. Для стыковки не требуются дополнительные крепежные элементы или особые фитинги. На одном из торцов производится высадка – увеличение сечения на толщину стенки за счет уширения путем нагревания. Она оснащается внутренней резьбой. На противоположной стороне выполняется наружная нарезка. Фрагменты колонны стыкуются ввинчиванием.

Некоторые владельцы загородной собственности применяют для обсаживания ствола трубы из ПВХ. Изготовители оснащают пластиковые изделия крепежными элементами.

Скважина на участке


При строительстве гидротехнического сооружения главное условие – выяснение геологических характеристик участка. Это позволяет определить:

  • наличие водоносных пластов, доступных для бурения;
  • физические свойства грунтовых пород;
  • вид бурового инструмента;
  • длину обсадной колонны, зависящую от глубины и направленности скважинной шахты.

После геологического обследования местности владелец принимает одно из решений:

  • арендовать УКБ бурильный буровую установку канатного бурения и выполнить работы своими силами;
  • нанять специализированную бригаду.

Для самостоятельных действий можно изготовить треногу собственной конструкции. Треугольная пирамида выполняется из подручных материалов – деревянных брусьев или металлического профиля. Потребуется запастись подъемным механизмом для опускания в скважину обсадной трубы и манипуляций со снарядом. Высота вышки для бурения определяется размером единичного фрагмента обсадки.

Порядок выполнения работ

Начинать рекомендуется с подготовительных мероприятий. Первый этап – формирование площадки для монтажа треноги. Необходимо выкопать небольшой котлован размером 1,5х1,5 м и глубиной до 2 м. В этот приямок впоследствии устанавливается самодельная буровая вышка. Щитовые дощатые конструкции, закрепленные на стенках шурфа, предотвращают обвалы сыпучих пород, содержащихся в поверхностных пластах.

Следующий шаг – установка на подготовленной площадке треноги, выполненной своими руками. На вершине треугольной пирамиды монтируется лебедка с тросом, на котором закрепляется ударный инструмент. Обязательным условием является вертикальная ориентация конструктивных деталей бурильного оборудования. Малейшие отклонения не позволят установить в пробуренной шахте обсадную трубу.

Последующие работы по бурению скважин ударно-канатным способом выполняются по следующему алгоритму:

  • с двухметровой высоты самодельный забивной стакан с помощью ударной штанги погружается в грунт, разрушая его;
  • лебедкой или колодезным воротом рабочий орган поднимается на поверхность, извлекая раздробленные частицы почвы;
  • снаряд освобождается от разрушенных грунтовых фрагментов, и процедура повторяется циклически;
  • в зависимости от характеристик породы буровой инструмент заменяется желонкой или долотом.

В некоторых случаях поверхностные пласты увлажняют, поливая выработку водой. В других ситуациях в забой подсыпают сухой грунт.

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.

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 выполняется ударно-канатное бурение скважин?

Наиболее доступный и простой способ бурения скважины является так называемое ударно-канатное бурение. Основная его особенность – это возможность производства операций без использования тяжелой специальной техники. В этом случае также можно в самые короткие сроки осуществлять монтаж буровой установки.

Применение технологии ударно-канатного бурения

Ударно-канатный способ – это самый простой и наиболее распространенный способ бурения, который дает уникальную возможность осуществлять вскрытие поверхностных водоносных пластов. Интересно, что требуемое оборудование можно сделать даже своими руками.

1 Назначение и краткое описание технологии

Интересно, что этот способ бурения использовался еще в древние времена. Первые упоминания о ней с легкостью можно найти даже в трудах самого Конфуция. Но сегодня, чтобы начать работать, нужно иметь немного различных приспособлений. В этом случае вам понадобится такой инструмент:

  • лебедка и блок;
  • буровая штанга;
  • забивной стакан;
  • каркас установки;
  • трос.

Данная технология предполагает, что основной инструмент – это забивной стакан, который представляет собой своеобразный отрезок трубы, сделанной из стали. Она скошена вовнутрь и имеет снизу режущую кромку, которая отличается очень высокими показателями прочности. У забивного стакана сверху есть так называемая наковальня, по которой штангой производятся удары.

Лебедка выполняет функцию опускания и подъема забивного стакана. Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения удерживается в нем. Ударная штанга используется для того, чтобы максимально глубоко проникнуть в грунт, поэтому её с силой бросают на наковальню. После того, как стакан полностью заполнится грунтом, его поднимают наверх и тщательно очищают.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

Такой процесс повторяется до тех пор, пока скважина будет иметь необходимую глубину. Как можно понять, данная технология не сложная, поэтому буровая установка своими руками – это реальная возможность сэкономить достаточно много денежных средств.
к меню ↑

1.1 Плюсы и минусы

Естественно, что ударно канатное бурение скважин имеет ряд как положительных, так и отрицательных сторон, поэтому постараемся в них разобраться.

Этот метод бурения имеет такие достоинства:

  1. Во время бурения можно взять раздельные образцы (пробы) из водоносного слоя грунта.
  2. Возможность осуществления бурильных скважинных работ во время больших начальных диаметров, которые могут достигать 500-та миллиметров и более.
  3. Можно создавать скважины в самые короткие сроки, то есть сразу после того, как завершатся бурильные работы.
  4. Водоносные горизонты благодаря использованию на практике этой техники, не засоряются, сохраняют такой же вид, как и до того, когда начинает использоваться буровая установка.
  5. Возможность успешного проведения бурильных работ в так называемых галечниково-валунных прослойках. Кроме того в породах, которые легко впитывают различные промывочные жидкости.
  6. Не нужно обеспечивать установку водой и раствором из глины, поэтому инструмент не так сильно засоряется.
  7. Гарантия того, что будет произведено качественное и быстрое вскрытие с дальнейшим опробованием водоносного пласта.

Как видно, эта технология имеет много больших плюсов, поэтому стоит задуматься над тем, как сделанная своими руками буровая установка сослужит вам хорошую службу.

Теперь можно перейти к немногочисленным минусам, которые имеет этот способ бурения:

Мобильная буровая установка УАЗ УКБ-60

  1. Осуществление исключительно вертикального бурения.
  2. Во время создания глубоких скважин могут возникнуть определенные проблемы.
  3. В некоторых грунтах песчаного типа бурить таким способом вообще невозможно (здесь даже специальный инструмент не поможет).
  4. К самому большому недостатку относят низкую скорость бурения.

1.2 Применяемое оборудование

Теперь стоит немного остановиться над тем, какой нужен инструмент, когда применяется ударно-канатный метод для бурения, тем более, если есть желание сделать скважину своими руками. Долото (обычно применяют долото PDC) – это главный рабочий инструмент, который выполняет функцию разрушения породы. Для того, чтобы извлечь разрушенную породу на поверхность используется так называемая буровая желонка. Ножницы являются составным элементом бурового снаряда, штанга нужна для ударов. Кроме того, требуется канатный замок, и, конечно, канат.

Читайте также:  Как и чем бурить отверстия под столбы для забора

Установку и сборку бурового снаряда производят со вспомогательным инструментом. Сюда входят разнообразные ключи, в том числе гаечные и рожковые, отвертки и затяжные трещотки. Кроме того, эта технология требует использования специального оборудования, которое нужно для работы с обсадными трубами – хомуты, снаряды, забивные головки и башмак.

Если говорить о перечне, то буровые станки для осуществления качественных работ с применением ударно-канатного способа бывают различных типов (если сравнивать с роторным способом). Но многие специалисты советуют использовать комбинированный способ бурения, когда роторная технология сочетается с обратной промывкой и ударно-канатным способом.

Чаще всего, комбинированный метод используется в США. Они удачно сочетают ударно-канатный и вращательный способ осуществления бурильных работ, а также можно производить обратную промывку. Важно помнить, что цена комбинированных устройств намного больше стоимости стандартных простых бурильных конструкций, поэтому для того, чтобы быстрее окупить это оборудование нужно выполнять очень большие объемы работ.

Именно по этой причине небольшие компании их не применяют. Но если вы хотите сделать скважину своими руками, то такой способ может заинтересовать.
к меню ↑

1.3 Особенности проведения работ (видео)

2 Этапы работы

Важно помнить, что бурение с применением забивных стаканов чаще всего используют во время работы на не сыпучих и сравнительно мягких породах. Поэтому на сыпучих грунтах использование данной разновидности бурения не рекомендуют.

Причина проста – в сыпучих породах частицы имеют недостаточную силу связи друг с другом, из-за чего для того, чтобы удержаться внутри корпуса забивного стакана им попросту не хватает силы трения, поэтому он во время выхода из забоя стает пустым, а сыпучий грунт забивает тело скважины.

Здесь может помочь только желонка, которая применяется при бурении скважины на сыпучих грунтах. В нижней части конструкции желонка есть специальный клапан, открывающийся во время врезания желонка в породу, в результате чего открывается свободное продвижение для сыпучего вещества.

Когда желонку поднимают наверх, клапан под весом захваченной породы в свою очередь закрывается и таким образом возникает препятствие для высыпания грунта. После того, как желонка поднимается на поверхность и освобождается от породы, процесс повторяется по новому кругу.

Если вы начали бурить скважину с помощью ударно-канатного способа на каменистых и твердых породах, то лучше всего использовать специальное буровое долото, которое выполняет функцию желонка или забивного стакана. Именно ударное действие долота гарантирует разрушение каменистых и твердых грунтов, они быстро измельчаются и превращаются в достаточно мелкие частицы. С применением желонки они в дальнейшем без проблем извлекаются наверх со дна новой скважины.

Очень важно во время осуществления бурения ударно-канатным методом придерживаться основных этапов работы. Самым главным этапом является сборка и точная установка конструкции в требуемом месте. Если все сделать правильно, особенно своими руками, то никаких трудностей во время создания новой скважины возникнуть не должно.

Если вы начали бурить на сыпучем грунте, или на породах с его прослойками, то нужно следить, чтобы скважина не засыпалась грунтом. В этом случае нужно внутрь скважины установить специальные стальные обсадные трубы. Здесь важно, чтобы первой отрезок используемой трубы был с небольшим расширительным конусным башмаком.

Обсадные трубы при этом должны иметь больший диаметр, чем диаметр самого забивного стакана. Это даст возможность последнему свободно перемещаться в скважине. Интересно, что во время опускания обсадных труб в скважину своими руками, которое осуществляется с помощью не очень сильных ударов или просто под собственным весом, из-за своего большего диаметра они попросту срезают часть грунта со стенок скважины.

Стоит помнить, что использование ударно-канатного способа бурения можно значительно облегчить, так как все требуемые в этом случае детали вполне реально изготовить самостоятельно, еще и в домашних условиях. Специальные глубокие познания в этой сфере вам не потребуются, главное – это иметь желание.

Как пробурить скважину канатно-ударным способом?

Бурение скважин на воду – довольно сложный процесс, для проведения которого необходимо привлекать специализированную технику. В домашних условиях целесообразно использовать оборудование, изготовленное своими руками. В данном случае лучшим вариантом будет ударно-канатный способ бурения. Для изготовления данного оборудования не нужно быть профессионалом и достаточно использовать простые и недорогие материалы.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Долото. Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Лебедка. Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.

Преимущества и недостатки метода

Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:

  • при помощи данного метода можно качественно вскрыть водоносный горизонт и эксплуатировать его. Срок службы скважины превышает 50 лет;
  • при бурении ударным способом не нужно использовать воду или специальный бурильный раствор. Это очень практично;
  • при помощи данного метода для формирования колодца можно даже пробурить породу, которая очень легко впитывает промывочную жидкость;
  • к эксплуатации скважины можно приступать сразу после проведения всего комплекса работ;
  • ударный способ бурения не представляет опасности для водоносного горизонта. После проведения всего комплекса работ его засорение исключено;
  • ударное бурение скважин своими руками проводится с формированием отверстия с большим начальным диаметром;
  • при помощи данной бурильной установки можно проводить геологоразведочные работы. Осуществляется выемка породы по всей глубине.

В то же время ударный способ бурения скважин не лишен недостатков. Он характеризуется низкой скоростью проведения всего необходимого комплекса работ. Также данный метод не подойдет для территории, где присутствуют сыпучие песчаные грунты, или если необходимо сформировать скважину значительной глубины.

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.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Канатный замок

Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.

В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Технология проведения бурильных работ

Буровая установка своими руками устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.

Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.

Разрушение почвы начинают при помощи самодельного стакана из обрезка трубы. Ударной штангой его резко опускают на поверхность с высоты 1,5 м. При помощи троса с лебедкой стакан извлекают наружу и повторяют процесс сначала. При необходимости забивной снаряд меняют на желонку или долото, осуществляют увлажнение почвы или досыпают немного сухой породы.

Ударно-канатное бурение своими руками: технология и способы

Способ ударно-канатного бурения предусматривает постепенное разрушение почвы посредством методичных ударов тяжелого орудия. Главным достоинством процесса являются простота и доступность. Для этого не нужно быть специалистом, поскольку при установке используют самые ходовые материалы. Несложная конструкция может быть обустроена и своими руками.

  1. Бурильный инструмент
  2. Особенности бурения по различным грунтам
  3. Обсаживание стенок скважин
  4. Скважина на участке
  5. Порядок выполнения работ
  6. Недостатки и преимущества процесса

Бурильный инструмент

Все работы выполняют с помощью снаряда Шитца. Он включает в себя:

  • вышку с ударной штангой;
  • забивной стакан — отрезок трубы с приваренным к низу стальным режущим краем;
  • желонку, оснащенную клапаном;
  • долото;
  • лебедку и блок.

Вышку для бурения устраивают в форме треножника, который изготавливают из брусьев или труб. Установку и сборку выполняют с помощью различных ключей, затяжных трещоток и отверток. Сверху конструкции размещают ворот для подъема, через который пропускают трос. Высота вышки должна превосходить длину рабочего органа. Ударную штангу делают из цельных стальных болванок. Отдельные детали соединяют с помощью фланцев либо болтов. В целях утяжеления орудия внутреннюю полость заливают бетоном.

Схема бурового снаряда Шитца

Основной бурильный инструмент — стакан — имеет заостренный к центру торец, благодаря чему в момент удара снаряд глубоко проникает в землю. Кроме этого, кромка трубы может быть оснащена острыми зубьями. С их помощью разрушают породу, сформированную из глинисто-песчаной смеси или влажной глины. В верхней части предмета находится наковальня — место удара штанги. Снаряд больших размеров сохраняет ровность забоя. Неслучайно стандартное орудие имеет длину не менее 2 метров.

Материалом для желонки служит фрагмент трубы диаметром 90 мм. Снизу она имеет клапан плоской формы, который открывается в момент соприкосновения с землей. Так почва попадает в снаряд. При подъеме конструкция закрывается под тяжестью измельченной массы.

Тросы изготавливают из стальных проволок. Наибольшую популярность имеют 6-прядные изделия с пеньковым сердечником, пропитанным битуминозными средствами. Толщину каната и его крепления выбирают, исходя из массы снаряда и штанги. При выборе инструмента учитывают его разрывное усилие и коэффициент безопасности.

Особенности бурения по различным грунтам

На мягких несыпучих участках используют стакан, поскольку такая почва хорошо закрепляется в его стенках. При ударе о землю острый край захватывает часть слоя, вслед за этим штанга бьет по наковальне и углубляет колодец. После нескольких пробивок полость снаряда заполняется, и его поднимают наверх.

Читайте также:  Затирочная машина по бетону: виды, технология применения

Для выемки песков-плывунов предназначена желонка. Обязательной процедурой при наличии однородной сыпучей породы становится монтаж обсадной трубы. Ее же используют на грунтах с песчаными прослойками. Колонна углубляется в почву под тяжестью собственной массы, что позволяет увеличить срок эксплуатации шахты.

Установка обсадной трубы в скважину.

На водоносных и чистых песках используют желонки, утяжеленные короткой ударной штангой. Число соприкосновений с землей должно быть небольшим. Необходимо следить, чтобы ударное орудие не выходило более чем на 0,5 см из трубы, в ином случае она может перекоситься и заклинить в уклоне, что приведет к материальным издержкам.

Бурение каменистых пластов производят с помощью плоскостных долот либо орудий в форме двутавра. Для увеличения диаметра ствола, наряду с обсадной трубой, применяют специальный расширитель. Он сносит породу со стенок, тем самым расширяя пространство для прохода. Функцию транспортировки раздробленной земли выполняет желонка с плоским клапаном и низким башмаком.

При прохождении трещиноватых слоев, склонных к обвалам и оползням, операцию проводят с большой осмотрительностью. Такие участки обрабатывают округляющими и крестовыми долотами.

Обсаживание стенок скважин

Согласно технологии бурения канатным способом, для укрепления ствола шахты прибегают к установке труб для обсадки. Их диаметр должен быть больше, чем сечение забивного стакана. Тем самым упростится перемещение снаряда.

Колонны бывают муфтовые и с высаженными концами. В первом случае на обоих концах изделия присутствует резьба. Соединяют их с помощью муфт с внутренней резьбой. Этот вариант используется при необходимости установить трубу диаметром менее 50 мм.

Обсадные трубы с высаженными концами оборудованы расширительным конусным башмаком. По высадке нарезается внутренняя резьба, на противоположном крае — наружная того же размера. Это дает возможность состыковать элементы без применения муфтового сцепления.

Изготавливают их из чугуна, асбоцемента и пластика. При работе с ними используют хомуты, забивные головки, башмаки, забивной снаряд. Устанавливают колонны при углублении шурфа на 4 м.

Скважина на участке

Перед проведением буровых работ необходимо выполнить ряд процедур:

  • прояснить вопрос наличия или отсутствия водоносных горизонтов;
  • ознакомиться с характеристиками грунтового пласта;
  • проверить комплектность бурового инструмента по видам;
  • предусмотреть необходимость использования лебедки для работы с ударником и тельфера для подъема обсадных труб;
  • подобрать желательную конструкцию и направленность скважины, а в связи с этим — необходимое количество колонн для обсадки.

Порядок выполнения работ

По инструкции началу бурения предшествует обустройство шурфа для защиты забоя от обвалов. Длина отверстия может составлять 5 м, а ширина — 1,5 м. Глубину рассчитывают в пределах 1,5 — 2 м. Стенки траншеи укрепляют дощатыми щитами.

Затем устанавливают вышку. В случае ручного обустройства скважины производят контроль его вертикальности. Малейшее искривление траектории инструмента приведет к невозможности монтажа обсадной трубы и дальнейшего использования водозаборной конструкции.

После установки первой секции колонны выполняют резкий сброс стакана с высоты 1,5 м. По заглублению на 0,5 см ударник вытягивают наружу и повторяют процесс до достижения водоносного слоя. По мере необходимости забивной снаряд меняют на долото или желонку, увлажняют забой или досыпают сухую почву. Применять такой метод бурения можно как в одиночку, так и бригадой.

Недостатки и преимущества процесса

Этот способ имеет большое число достоинств:

  1. Водоносная порода вскрывается качественно, без повреждения пористой структуры, что продлевает срок службы скважины до 80 лет.
  2. Применение системы возможно без использования спецтехники, что позволяет пробурить скважину необходимой глубины в труднодоступных местах и при ограниченном бюджете.
  3. Отсутствует необходимость использования глины и промывочных жидкостей — воды или специального раствора.
  4. При создании колодца можно производить бурения в валунно-галечниковых отложениях, в многолетнемерзлых породах, а также грунтах, легко впитывающих влагу.
  5. Методика выполнения работ препятствует загрязнению водоносного пласта.
  6. Процесс предусматривает использование инструментов большого сечения — 500 мм и выше.
  7. Скважину осваивают сразу же после ее обустройства.
  8. С помощью установки проводят разведочные работы. Выемка породы осуществляется по всему жерлу ствола.

Среди недостатков выделяют низкие темпы работ. Возможности метода не подходят для обустройства глубинных скважин. Такую конструкцию не используют на некоторых видах песчаных почв. К минусам процесса можно также отнести допустимость только вертикального бурения.

Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно

Скважина на дачном участке

Частный дом или загородная дача должны обеспечиваться водой. Животворящая влага нужна для произрастания культурных растений, которые радуют взор буйным цветением и полноценным плодоношением.
Ударно канатное бурение скважин своими руками, при кажущемся грандиозным процессе – вполне реально для возможности добычи воды. Такую работу можно выполнить самостоятельно без применения тяжелой буровой техники.
В статье предлагается познакомиться, как происходит ударно канатный способ бурения скважин.

Какие имеются типы скважин на воду

  • Абиссинский (трубчатый) колодец строится глубиной 8 — 12 метров. От обычного колодца он отличается тем, что верховодка не попадает в питьевую воду. Сюда также не проникает грязь, пыль и разные чужеродные элементы.
  • На песок скважина заглубляется от 15 до 30 метров с использованием шнекового способа. В этом случае устройство скважины на воду имеет вид трубы, на конце конструкции расположен участок с перфорацией.
    Он обмотан металлической сеткой, изготовленной из нержавеющей стали. Фильтр (перфорированный участок трубы) монтируется в крупнофракционных песках с примесью гальки.
    В небольшом загородном доме или даче потребность воды позволяет покрыть дебит скважины на песок с двумя точками водозабора. Подобные сооружения служат не более 5 лет при эксплуатации периодами и до 15 лет – при постоянной нагрузке.
    Промывку проводят после заиливания или рядом бурят новый ствол.
  • От 15 до 200 метров, что зависит от залегания известняка, бурится артезианская. Ее сооружение позволяет обеспечить водой от одного до нескольких загородных домов.
    Срок эксплуатации до 50 лет. Скважина делается глубиной, которая зависит от места, где располагается водоносный горизонт.

Основные технологии бурения

На дачном или приусадебном участке скважину для воды можно пробурить одним из методов:

  • Шнековым.
  • Роторным.
  • Ударно-канатным.

Друг от друга перечисленные технологии бурения отличаются в методах разрушения породы, происходящих внутри, и способах извлечения грунта из ствола конструкции.
В каждом варианте нужно использовать определенное оборудование, по-разному влияющее на качество бурения скважины. От этого зависит и конечная цена работ.

Ударно-канатный способ

Самый простой и доступный способ — бурение скважин ударно канатное.
Особенность его в том, что процесс можно производить без использования тяжелой спецтехники. Монтировать установку можно самостоятельно, в непродолжительные сроки.
Ударное бурение скважин своими руками — самый популярный метод бурения. Он позволяет вскрывать водоносные пласты прямо с поверхности.

Установка для бурения скважин ударно-канатным способом

На фото представлено ударно канатное бурение скважин. Технология такого способа известна еще с древних времен.
Такой процесс упоминается еще в трудах Конфуция.
Для того чтобы произвести бурение скважин нужно приобрести:

  • Стакан для забивки.
  • Трос.
  • Лебедка и блок.
  • Штанга.
  • Установочный каркас.

Схема ударно-канатного бурения

Основной элемент установки — забивной стакан.
Его основные элементы:

  • Отрезок из стальной трубы, который скошен вовнутрь и имеет внизу прочную режущую кромку.
  • На верхней части забивного стакана расположена наковальня, по которой производятся удары штангой.

При работе с помощью лебедки осуществляется подъем и опускание забивного стакана.
Действие установки заключается в следующем:

  • Порода, попадающая в стакан, за счет силы трения, удерживается в нем.
  • Для проникновения в грунт как можно глубже берется ударная штанга, которую бросают на наковальню.
  • При заполнении стакана грунтом он поднимается наверх,
  • Очищается.
  • Операции повторяются до момента достижения необходимой глубины.

Совет: Забивные стаканы лучше всего использовать на мягких, глинистых несыпучих почвах.

Как выполнить бурение скважины на сыпучем грунте

При наличии сыпучего грунта на участке нужно использовать желонку. Это стальная труба, внизу которой расположен задерживающий клапан.
При опускании желонка в почву, открывается клапан, внутрь трубы попадает грунт. При подъеме элемента клапан закрывается. Желонка, после извлечения, очищается, и процесс повторяется снова.

Установка для бурения скважин в сыпучих грунтах

Совет: Чтобы предотвратить во время бурения обсыпание грунта нужно использовать обсадные трубы, которые забиваются при углублении. На первом элементе обсадной трубы должен располагаться расширительный башмак, имеющий форму конуса. Для беспрепятственного перемещения ствола стакана внутри его диаметр должен быть меньше диаметра обсадной трубы.

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.

Что такое пневмоударное бурение

Бурение с применением пневмоударника, как рабочего органа — пневмоударное бурение. В этом случае забойный двигатель погружается в скважину и работает агрегат от энергии, вырабатываемой сжатым воздухом.
Погружным пневмоударником можно бурить скважины различного назначения на открытых горных породах высокой и средней крепости диаметром от 110 до 152 мм. Это могут быть и абразивные, разрушенные и трещиноватые грунты, которые можно бурить на глубину от 30 до 150 метров, что зависит от рабочего давления энергоносителя, создаваемого на выходе в пневмоударник, который вместе с буровой коронкой составляет рабочий орган буровой машины.
Это — пневматическое ударное устройство с беззолотниковой системой воздухораспределения, имеющий центральный подвод в рабочие камеры цилиндра сжатого воздуха и центральным выхлопом ранее отработанного воздуха посредством канала бурового инструмента на забой скважины.
Основные достоинства, которые имеет пневмоударное бурение скважин:

  • Легкое забуривание.
  • Нет заклинивания при бурении по трещиноватым и разрушенным породам буровых коронок.
  • Эффективная очистка от шлама забоя.
  • Удобная и быстрая замена инструмента.
  • Пневмоударники обладают высокой стойкостью и большой производительностью бурения.

С применением стационарных буровых установок производят бурение пневмоударное глубоких скважин, а для взрывных используют лёгкие, средние и тяжёлые буровые станки. Для станков сжатый воздух подаётся от стационарных или передвижных компрессоров.
Пыль, которая образуюется при бурении, подавляется пылеулавливающими установками или воздушно-водяной смесью.
Как производится бурение ударно канатным способом скважин хорошо видно на видео. В этой статье рассматриваются лишь некоторые рекомендации по сооружению скважин.

Ссылка на основную публикацию