Самодельные буровые установки

Виды буровых установок

Бурильные станки являются очень востребованным продуктом на рынке. Сфера их применения может быть как промышленной, так и бытовой. В зависимости от этого подобные механизмы можно разделить на несколько видов.

Промышленные. Такие станки используются для бурения глубоких скважин. Они отличаются высокой мощностью и производительностью. Очень часто они применяются с различным вспомогательным оборудованием. Подобные механизмы используются при формировании нефтяных скважин. Ярким представителем может стать плавучая платформа, оснащенная мощным бурильным станком.

Мобильные. Буры такого типа предназначаются для формирования скважин на воду. Они оснащаются маломощными приводами (электрические двигатели и другие), с помощью которых можно сформировать отверстие глубиной до 100 м.

Ручные. Они являются самыми простыми конструкциями, с помощью которых можно бурить относительно неглубокие скважины до 15–20 м в зависимости от типа почвы. Эти самодельные малые механизмы применяются в бытовой сфере.

В зависимости от техники бурения станки делят еще на несколько групп.

Ударно-канатные

Формирование колодцев происходит с помощью специального патрона, который выполнен в виде своеобразной трубы с заостренным концом. Разрушение почвы происходит под собственным весом устройства. Чтобы увеличить энергию удара, чашу поднимают специально на определенную высоту над уровнем земли. Среди минусов можно выделить низкую проходимость и невозможность организации довольно глубоких скважин. Ударно-канатные модели используются в быту для рытья колодцев.

Шнековые

Они являются одними из самых распространенных видов станков. В качестве бура применяют шнеки различной формы и размера. Самые простые модели могут использоваться даже ручным методом. Бур помещают вращательным способом в грунт, что приводит к дроблению материала, при этом почва располагается между лопастями. Чтобы удалить ее, рабочий орган периодически вынимается и очищается от грязи. Установки приводятся в движение как вручную, так и с помощью различных видов двигателей.

Вращательно-роторные

Станки этого класса отличаются высокой производительностью, так как позволяют проходить грунт относительно быстро и качественно. Технически конструкция состоит из вертикальной трубы и режущего органа. При прохождении ножа к поверхности разрушения подают воду под напором. Это позволяет размягчить почву и сделать ее более податливой. Жидкость здесь также нужна для очистки отверстия от грунта. Осуществляться подобная операция может двумя основными способами. Первый предполагает подачу воды через штангу, а грязь уже выводится через отверстие самой скважины. Второй подход осуществляется полностью наоборот. Скважину заполняют водой, а самая грязь уже выводится с помощью специального оборудования и наносов.

Следует отметить, что практически все буровые станки имеют аналогичное строение описанной ранее структуре. Касается это не только устройств для формирования скважин для воды, но и нефтяных механизмов. Но в мощных станках уже применяют более прочные материалы, способные выдерживать высокие нагрузки. Поэтому подобное оборудование невозможно соорудить самостоятельно без применения специальных технологий.

Чертеж гидробура

Я руководствовался тем, что девайс должен быть легко повторяем и мог изготовить любой, кто заинтересовался этой темой. Потребуется 2 уголка, 75 мм ширина одной стороны, толщина стенки 8 мм и длиной 30 см. И 2 уголка длиной 65 мм, толщиной стенки 5 мм. Так же необходима труба диаметром 32 мм.

Режущая часть бура будет под конус на 2 см. Обрезаем и затачиваем под конус. На режущей кромке делаем разметку от каждого края по 17 мм. Необходимо вырезать так, чтобы труба не доходило до режущей кромки примерно 10 см. Что бы отверстия для струи воды было побольше, осталось только болгаркой немного выпилить внутреннюю часть уголка, заодно сделаем с каждого края и снаружи уголка фаску. Чтобы бур не цеплялся острыми краями, когда мы его будем вытаскивать острые края уголков необходимо срезать. Далее намотаем на трубу миллиметровую верёвку для того чтобы обеспечить миллиметровый зазор и сваркой перехватываем. Для более тщательного сваривания трубу вынимаем.

Теперь нам потребуется 20 отрезков дюймовой металлической трубы по 2 метра каждая. На концах необходимо снять фаски, что бы можно было нарезать резьбу. Кроме одной, потому, что этот один край будет привариваться нашему буру. С одной стороны, резьбу нарежем на половину длины муфты, сразу их накрутим и немножечко прихватим сваркой, чтобы исключить раскручивания в процессе бурения. С другой стороны, нарежем резьбы чуть побольше, примерно на всю длину муфты и накручиваем гайки, которые предохраняют трубу от раскручивания. !!! По поводу нарезания резьбы, рекомендую идти к токарю. так как это трудное занятие для такого диаметра труб.

На ту трубу на которой не было резьбы надеваем наш бур выставляем везде одинаковые зазор и обвариваем как показано на фото.

Подготовим ребра для центровки бура. Уголок 65 на 65 мм два отрезка по 15 см. Чтобы не цеплялся срезаем по 3 см с каждой стороны. Теперь нужно приварить к нашему буру по разные стороны, где-то сантиметров 30-50 от края.

Варианты бурения скважины

Вышеперечисленные разновидности скважин (к скважинам «на известь» или артезианским это не относится) можно пробурить с помощью таких технологий:

• Роторное бурение (происходит за счет подвижной буровой установки).
• Колонковое бурение (используется кольцевидный бур).
• Шнековое бурение с помощью установки шнекового бура.
• Ударно-вращательное бурение. Заглубление бура дополнительно происходит с вымыванием земли водой. Этот вариант трудоемкий для индивидуального использования.
• Ударно-канатное бурение. В этом варианте устанавливается буровое долото, забивающееся в землю без выемки земли. Земля просто уплотняется по сторонам от центра долото. Вбивается долото при помощи треноги с лебедкой.

Разновидности скважин

Перед тем, как приступить к работе, требуется выбрать подходящую разновидность скважины. В соответствии тому, насколько глубоко пролегает пласт воды, выделяют три основных вида проходок:

• Абиссинский колодец.
• Фильтровая скважина.
• Артезианская скважина.

А теперь рассмотрим особенности каждой выработки. Абиссинский колодец – упрощенный вариант проходки, пробурить который можно практически в любом месте. Существенным недостатком такой скважины называют относительно низкое качество воды. Чаще ее применяют для полива или иных схожих нужд. Для употребления в пищу такая вода не подходит или может использоваться только после многоуровневой очистки. Обусловлено это тем, что воды, залегающие на малой глубине, подпитываются осадками и содержат вредные примеси.

Независимо от вида скважины, обязательным является наличие насосаИсточник абиссинскийколодец.рф

Для подготовки абиссинского колодца, который нередко именуется скважиной-иглой, применяется чаще технология забивки, задействовать которую для работ над проходками других видов нельзя. При наличии необходимого оборудования и помощников выполнить работы по изготовлению подобного колодца можно в течение одного дня.

Перед тем, как пробурить скважину своими руками, рекомендуется заранее подсчитать, какой именно запас воды необходим. К примеру, если требуется обеспечить дом, баню, иные надворные постройки, лучше остановить выбор на фильтровой скважине – ее дебит достаточен, а пробурить такую проходку относительно просто. Глубина залегания пластов воды в этом случае составляет от 20 до 30 метров.

Лучшим вариантом называют артезианские источники – они не заиливаются, поскольку вода содержится в трещинах скальных пород, не содержит вредных примесей, не нуждается в фильтрации и полностью пригодна для питья. Единственный ее недостаток – глубина залегания вод, которая может составлять от 30 до 100 и более метров. Вероятно, практически каждый сейчас задумался о том, как бурить скважину под воду своими руками, учитывая столь значительную глубину. К сожалению, никак, этот вид скважины приведен здесь лишь для примера, добраться до артезианских вод посредством кустарных способов невозможно.

Артезианская скважинаИсточник стройбур33.рф

В чем заключается работа гидробура своими руками

Гидробурения скважин включает разрушение грунта с помощью буровых установок под давлением. Ее обеспечивает масса штанга и вспомогательная бурильная оснастка. Также данные инструменты промывают скважину с помощью бурового раствора.

Промывочная жидкость имеет достаточно простой состав – вода с примесью глины. Жидкость затекает во все приямки вокруг места бурения, которые предназначены для свободного передвижения воды. Буровое вещество подается в скважину с помощью мотопомпы.

Функции промывочной жидкости:

• Охлаждение буровой установки;
• Шлифовка стенок скважины;
• Вымывание грязи из источника.

Буровая колонна медленно опускается вниз. Длина инструмента увеличивается за счет подсоединения вспомогательных секций. После достижения необходимой глубины происходит промывание скважины водой. Далее в источнике монтируется насос и начинается работа скважины. Длина скважины зависит от водоносного горизонта. Наиболее дешевым вариантом считается бурение абиссинской скважины. Также отличают артезианский горизонт.

Как изготовить бур для скважин своими руками

Для бурения скважины в мягких породах и на небольшой глубине бур можно изготовить самостоятельно. Он будет вполне пригодным для этой операции, и вы можете сэкономить денежные средства

Изготовление бура из дисков

Для самостоятельного изготовления бура из дисков необходимо иметь навыки и опыт в сварочном слесарном деле.

Конструкция:

1. режущая часть (диски);
2. составная штанга;
3. рукоять.

Этапы изготовления:

• Стальной прокат длиной 70 мм с одной стороны затачивается под пику. Диаметр прута подбирается под диаметр трубы (штанга).
• С другого конца нужно снять фаску под сварку. Получаем наконечник бура.
• К штанге приварить наконечник. Сварной шов зачистить.
• Металлический диск, диаметр 150 – 200 мм толщина 2 – 3 мм, разрезается пополам.
• Хорошо заточить. Заточка влияет на способность бура врезаться в почву.
• Полудиск приварить к трубе под углом в 20° на расстоянии 50 мм от края наконечника относительно горизонтальной плоскости.
• Полученные режущие кромки приваривать напротив друг друга.
• Угол между двумя ножами должен составлять 30°.
• На противоположном конце штанги предусмотреть соединение со следующим коленом или ручкой. Можно закрепить при помощи накладок и болтового крепежа.

Совет: Для лучшего проникновения ножей в почву придайте им форму спирали, а потом выполните закалку.

Инструменты и материалы

Для изготовления бура вам понадобиться:

1. сварочный аппарат и электроды;
2. труба;
3. круглые диски;
4. болгарка;
5. стальной прокат

Альтернативный вариант бура

По конструкции такой же, как и предыдущий бур. Съемные ножи позволяют выполнять проход разной ширины.

Технология производства:

• Из листовой стали вырезать круглые заготовки необходимого размера.
• По центру сделать отверстие на 1 – 2 мм больше диаметра проката.
• Из трубы вырезать втулки длиной 40- 60 мм, просверлить отверстия с противоположных сторон и нарезать резьбу под болты для крепления.
• Болгаркой на заготовках для ножей сделать надрезы и придать им форму винта.
• Ножи заточить под углом 60°.
• Ножи приварить к втулкам напротив друг друга.
• В штанге выполнить отверстия с резьбой под крепление ножей.
• Концу штанги со сторону режущей части можно придать заостренный вид под углом 30° или приварить к нему сверло.

Изготовление ложкового бура

Предназначен бур для работы на сыпучих грунтах. Конструкция очень проста и его изготовление в домашних условия не вызовет затруднений.

Процесс изготовления:

1. Кусок листовой стали сворачиваем в цилиндр нужного диаметра и формируем головку бура. Длина головку – 700 мм.
2. В боковом основании выполняем прямоугольный или спиралевидный вырез, ширина 5 – 7 мм длина 300 – 350 мм от края.
3. Внутри головки грунт держится за счет уплотнения и прилипания. Для песчаной почвы вырез делается уже.
4. С противоположной стороны начала прорези приваривается конусная насадка.
5. К насадке приваривается штанга.
6. Со стороны прорези приваривается сверло. Ось сверла должна быть смещена на 10 -15 мм относительно оси штанги.

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.

Несколько полезных советов

После того, как скважина готова, следует обратить внимание на ряд важных нюансов. Например, чтобы вода в скважине оставалась свежей, нужно обеспечить приток в обсадную колонну свежего воздуха

Для этого делают несколько вентиляционных отверстий. Верхнюю часть скважины не стоит замуровывать, ее закрывают откидной крышкой, чтобы при необходимости можно было достать насос, осмотреть колонну и т.п.

По окончании работ следует обязательно отдать на анализ воду из скважины, чтобы проверить на содержание различных примесей. Любые проблемы с состоянием воды обычно решаются путем подбора подходящих фильтров.

Воду на анализ отбирают не сразу же после бурения, а спустя некоторое время, чтобы из нее ушли загрязнения, вызванные бурением.

Ручной бур для скважины: как работать инструментом

Ручной спиральный бур – довольно удобный инструмент для бурения скважин. Принцип его работы заключается во взрыхлении части земляной породы, которую потом с легкостью можно достать вместе с буром. Вначале бур втыкают в землю и, проворачивая по часовой стрелке, вкручивают в грунт. Затем бур достается из скважины и очищается от грунта. Он хорошо справляется с глинистыми породами.

Если инструмент нужен для бурения глубокой скважины, используется бур с возможностью удлинения штанги. Штанга удлиняется с помощью частей трубы, которые свинчиваются между собой резьбовым креплением. Чтобы избежать разъединения деталей, части фиксируются дополнительными шплинтами. По мере углубления штанга наращивается. Когда бур достается, штанга разбирается

При процессе извлечения бура из скважины важно не забывать фиксировать чем-то штангу, чтобы случайно не уронить оставшийся короткий кусок в дыру

Разделение по виду выполняемых работ

В соответствии с этим критерием установки для бурения скважин бывают:

• Эксплуатационные. Машины применяются на стадии разведки пород в месторождении. Их основная цель — забор проб грунта для уточнения данных о геологии.
• Разведывательные. Эта техника применяется для сбора проб грунта с месторождения. По итогам его исследования необходимо определить значение промышленного объекта.
• Для бурения технических скважин. Отверстия необходимы при строительстве зданий и сооружений различного назначения, для устройства фундаментов. Также их можно причислить к типу буровых установок на нефть и газ.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Постепенно механизированное бурение вытеснило ручные методы благодаря значительному облегчению и ускорению процесса.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

Механические вращательные способы бурения скважин на воду пришли на смену малоэффективным ручным методам

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• ударно-канатное;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Чертежи

Сделанный своими руками бур хорош тем, что его конструкция «заточена» под хозяина. В процессе изготовления каждый вносит свои изменения, потом еще многие дорабатывают изделие. Но без базовых чертежей бывает обойтись трудно. В этой граве собраны несколько чертежей с размерами различных буров. Как вы понимаете, размеры условны, их можно и нужно менять, подстраивая под размеры требуемых скважин.

Бур из лопаты

Для посадки растений делать серьезную конструкцию не имеет смысла. В этом случае можно сделать садовый бур из лопаты. Выбирают качественную, из хорошей стали лопату, наносят разметку, как показано на чертеже. По разметке надо будет вырезать два небольших фрагмента, распилить нижнюю часть посередине на глубину 30 см (на фото).

Бур из лопаты

Далее кромки отгибают одну вперед, другую — назад, к ним подгибают образовавшиеся в нижней части лепестки. Полученные швы проваривают снаружи и изнутри.

Бур для мягких грунтов

Если грунт мягкий, обычная конструкция работает не очень хорошо. Для таких случаев есть специальный бур с удлиненной режущей частью. Она представляет собой своеобразный стакан с прорезями по бокам. Разрезы снабжены режущими кромками. Их лучше делать из хорошо закаленной стали.

Бур для мягких грунтов

На этом чертеже изображена интересная конструкция ручки — ее можно переставлять по мере наращивания длины штанги.

Базовые чертежи шнекового и садового бура

Оба этих агрегата работают неплохо, но садовый приходится часто вынимать, а шнековый тяжелее вращать. Выбираете по собственным предпочтениям.

Шнековый и садовый бур для земли разной плотности

Подробный чертеж в проекциях шнекового бура

Чертеж садового бура

Как бурить скважины?

Проход к залегающему на мелководье водоносному слою можно выполнить своими руками применяя один из трех видов бурения:

1. ручное;
2. ударно-канатное;
3. ударное.

Способ выполнения колодца выбирается в зависимости от типа грунта и глубины прохода.

Ручное бурение скважин

При неиспользовании дополнительного оборудования, буровой треноги (вышки) и системы блоков пробурить «колодец» можно на глубину до 20 м.

Технология бурения:

• На выбранном участке для прохода устанавливается тренога. Высота вышки должна быть выше на 1 -2 м, длина секции буровой штанги.
• Лопатой делается углубление на один-два штыка для центрирования и направления прохода режущей кромки бура.
• Для заглубления бура на глубине более одного метра вам понадобится помощь напарника. Одному человеку не по силам дальше выполнять бурение под сваи.
• При возникновении трудностей с выемкой бура из отверстия необходимо провернуть его в обратную сторону бурения на 2 – 3 оборота и извлечь его.
• Через каждые 500 мм заглубления необходимо извлекать бур и очищать от грунта.
• Процесс бурения повторяется, пока рукоятка бурильной установки не достигнет уровня земли.
• Бурильная штанга достается вместе с буром и удлиняется дополнительной секцией.
• Все операции повторяются, пока не пробьетесь до водоносного слоя. Это определяется по виду извлекаемой почвы.
• После достижения пласта с водой нужно продолжить бурение до твердого (водоупорного) слоя. Это позволит заполнить скважину максимальным объемом воды
• Откачивание воды, содержащей грунт, можно осуществлять при помощи насоса ручного или погруженного типа.
• Откачав 3 – 4 ведра мутной воды должна появиться чистая. Если не пошла прозрачная вода, то необходимо увеличить глубину выработки на 1,5 – 2 метра.

Совет: Используйте конструктивные возможности установки для извлечения максимального объема грунта, т. к. на эту операцию уходит много времени.

Инструменты:

• тренога;
• бур;
• шланги для откачки воды;
• составная бурильная штанга;
• насос или помпа.

Ударно-канатное бурение

Скважина, выполненная этим способом бурения, обладает длительным сроком эксплуатации от 80 лет и больше, увеличенным запасом и притоком воды. Процесс работы заключается в разрушении и измельчении породы по замкнутому циклу специальным ударником.

Процесс бурения:

1. Буровая установка размещается над точкой для заглубления забивного стакана (скат, буровое долото).
2. Выполняется направляющее углубление для прохода ската.
3. Пробивку первого метра скважины можно выполнить вручную.
4. Далее устанавливается направляющая, в виде стальной трубы большего диаметра, чем диаметр стакана.
5. Сброс ската в трубу осуществляется путем освобождения лебедки при ударе грунт разрушается и измельчается, тем самым наполняя стакан. Наличие специального клапана препятствует высыпанию грунта из снаряда.
6. После чего происходит подъем стакана и выемка разбитой почвы.
7. Цикл повторяется опять, пока дойдете до водоносного слоя.

Такой способ бурения трудоемок и длится по времени до нескольких недель. Поэтому его лучше применять для выполнения скважин на таких видах грунта:

• глина;
• на суглинках;
• на мягкой (обводненной) почве;

Ударное бурение

Принцип ударного прохода как ударно-канатного. Отличие в том, что долота для бурения находятся в забое и удар осуществляется по ним при помощи ударника. Таким способом можно проходить глубины больше 100 м.

Бурение можно осуществлять на многих видах грунтов:

1. мягкая земля – применяется клинообразное долото;
2. вязкий грунт – долото двутавровой формы;
3. твердые породы – крестовая форма долота;
4. валуны – пирамидальная форма долота.

Как происходит бурение:

• устанавливается буровая установка;
• в забой заводится долото, подобранное под определенный грунт;
• спускается снаряд, масса от 500 до 2500 кг, с высоты от 300 до 1000 мм;
• после удара грунт раскалывается, долото зарывается в почву;
• снаряд поднимается и цикл повторяется;
• частота цикла – 45 – 60 ударов/мин.;
• после прохождения каждых 200 – 600 мм долото извлекается из забоя и очищается от земли.

Выводы и полезное видео по теме

Использование МБУ для бурения скважины на воду в супесчаных грунтах:

Проведение бурения скважины своими силами:

Избежать ошибок и мелких просчетов в гидробурении можно, не отступая от технологических принципов.

Чтобы еще больше снизить финансовые расходы при единичном гидробурении частной скважины можно не приобретать МБУ, а взять агрегат в аренду. Таким образом своими руками за очень короткое время вы получите собственный, бесплатный источник водоснабжения на долгие годы.

Вы знакомы с методом гидробурения? Или предпочитаете более простой способ для бурения скважины? Возможно вы обнаружили неточность в описанном нами алгоритме гидробурения? Напишите нам об этом – оставляйте свои комментарии под статьей.