Буровые установки для скважин. Буровая установка для бурения скважины на воду: виды и способы применения

Добыча воды является одним из самых древних промыслов человечества. Современные технологии позволяют сегодня бурить скважины глубиной более километра.
Чем сложнее структура грунта, и дальше водоносный горизонт, тем более мощная бурильная установка для скважин воды понадобится, чтобы добраться до нужной отметки. Наша инструкция, а так же видео в этой статье, помогут вам разобраться в способах бурения и видах применяемых установок.

Разновидности скважин и их разработка

Многие интересуются, можно ли или скважину своими руками. Теоретически можно, а на практике нередко возникает столько сложностей!
Возьмём колодец. Если грунтовые воды расположены не глубже шести метров, проблем может и не возникнуть.
Итак:

• Хотя, даже на этой глубине, в грунте может оказаться массовое содержание твёрдых включений, что сильно затруднит выемку грунта. Но, в этом случае, можно хотя бы вырыть котлован экскаватором.
  А если глубина шахты 10-15м и более? Копать, в таком случае, приходится вручную, и это может стать поистине каторжным трудом.
• Кроме того, что данный процесс очень трудоёмкий, он ещё и требует много времени. К тому же, нет гарантии, что вы в конечном итоге не попадёте на песчаный плывун.
  Содержание песка в воде из плывуна превышает допустимые нормы. При этом, любой фильтр быстро забьётся, затрудняя приток воды в колодец.

Обычные скважины

Нормально функционирующий водозабор должен быть устроен не на плывуне, а на песчаном водоносном пласте. Чаще всего, они располагаются на отметке 20-45 метров.
Для колодца это внушительная отметка, а для скважины – минимально возможная глубина.
Итак:

• Песчаные пласты дают меньший объём воды, чем известковые, залегающие намного глубже. Поэтому, срок службы невозможно прогнозировать.
  Можно сказать только примерно – это 7-10 лет. Как только лимит будет исчерпан, ее нужно углублять, либо ликвидировать, и бурить новую.

• Сегодня применяют два способа бурения: роторный и шнековый(см.). Суть первого состоит в разрушении постоянно увлажняющихся пород буром.
  Он вращается за счёт усилия ротора – отсюда и название метода. Ротор может быть установлен как на передвижной буровой установке, так и на стационарной, имеющей собственный двигатель.
• Стенки ствола укрепляются обсадными трубами, после чего бурение продолжается шарошечным долотом. Чем сильнее заглубляется бур, тем меньше размер используемого долота. Обычно роторный способ используют для бурения на глубину до 50-55 метров.
• На среднюю глубину (от 55 до 80м) бурят всухую, шнековым способом. Для этого используется сварная конструкция из труб. Вы можете видеть её на фото в начале статьи.
  Шнек имеет спиралевидную форму, и жёстко зафиксированные на конце резцы. Они и разрушают породу, которая подаётся «на гора» транспортёром. При попадании на особо твёрдые породы, используются специальные буры с несколькими резцами.

Трубчатые колодцы

Существует такое понятие, как . Она небольшой глубины (до 30м), и с очень маленьким диаметром.
Иначе её называют колодцем трубчатого типа. Он обычно не превышает два дюйма – а это всего лишь 5,08 см.
Итак:

• Чтобы получить скважину такого диаметра, вручную забивают в грунт стальную наращиваемую штангу.
  Бурение скважин на воду мини установками гораздо упрощает эту задачу. А цена вполне позволяет приобрести её в личное пользование.

• В качестве обсадных труб, в данном случае, используют обычные газовые трубы. Их соединяют резьбой в длинную колонну, которая называется «игла».
  Такую ассоциацию вызывает первая труба с конусообразным наконечником. Его диаметр превышает соответствующий размер труб, чтобы исключить трение, и облегчить их прохождение сквозь толщу грунта.
• Фактически, абиссинский колодец бурят, применяя оба вышеописанных способа. Сначала работа идёт всухую, максимально большим буром (2 дюйма).
  Как только скважина доходит до уровня плывуна, содержащего воду, бур меняют на «иглу» с наконечником, и начинают поочерёдную забивку всех сегментов колонны.
• К отрезку с наконечником монтируется перфорированная труба, обмотанная специальной сеткой – это фильтр. Все сегменты соединяют между собой муфтами, и герметизируют силиконом.
  В принципе, данный технологический процесс имеет много общего с устройством обычных скважин. Разница возникает в связи с их габаритами: глубиной и диаметром.

Артезианские

Наиболее глубокие – артезианские. Именно они черпают воду в известковых пластах.
Несмотря на внушительную глубину, подача воды из артезианской скважины может осуществляться обычным погружным насосом, такой же мощности, как и в колодце. Он монтируется на уровне ближайшего водоносного песчаного горизонта.
Итак:

• Статический уровень воды в устанавливается на отметке ближайшего водоёма. Равновесие водяного столба достигается, благодаря воздействию межпластового давления с одной стороны, и атмосферного давления – с другой.
  Наличие воды в известковых горизонтах гарантировано самой природой, и её уровень никак не зависит от местности или, к примеру, климатических условий.

• Бурение скважин глубиною до трёхсот метров производится ударно-канатным способом. Его суть заключается в том, что ударный снаряд, состоящий из долота, штанги, и замка, опускается в скважину на канате.
  Падая с определённой высоты, буровой снаряд дробит породу.
• Эффективность работы в забое, зависит от веса и скорости падения долота, его качества и числа ударов.
  Буровой инструмент меняется, в зависимости от структуры встречающихся слоёв грунта. Например, пласты с твёрдыми каменистыми породами проходят с помощью буровых патронов.

Для разработки свехглубоких скважин (от 600м) есть и другой метод. Для этого существуют буровые установки для бурения скважин на воду ударно-вращательным способом.
В этом случае, используются телескопические ударные штанги и раствор бентонитовой глины, с помощью которого укрепляются стенки скважины. Обычно это передвижные установки на базе мощного грузового автомобиля или трактора.
Подобное оборудование с таким же успехом применяется и для разработки нефтяных скважин.

Станки для буровых работ

К атегория:

Машины и оборудование для буровых работ

Станки для буровых работ

Для бурения скважин диаметром более 75 мм и глубиной свыше 8-10 мм применяют специальные бурильные станки. Наибольшее распространение в строительстве -получили станки ударно-канатного, вращательного и огневого (термического) бурения.

Станки ударно-канатного бурения. Сущность работы станка ударно-канатного бурения заключается в том, что буровой снаряд массой 500-3000 кг, подвешенный к канату, периодически поднимаясь и опускаясь, наносит от 40 до 60 ударов в минуту по забою скважины и разрушает породу. Рабочим инструментом бурового снаряда является долото. После нанесения удара буровой инструмент, поднимаясь, поворачивается в скважине на некоторый угол вследствие свойства стального каната раскручиваться под нагрузкой, и, таким образом, забой скважины равномерно разрушается по всей площади. Буровая мелочь смешивается с водой, образуя шлам, который периодически извлекается из скважины желонкой.

Станки ударно-канатного бурения (рис. 167) применяют для бурения скважин диаметром до 300 мм. Эти станки монтируют на колесном или гусеничном ходу.

Рис. 167. Схема станка

Буровой снаряд подвешен на ударно-канатного бурения канате, который проходит через блок на мачте станка, оттяжной и направляющий блоки, и закрепляется на барабане. Оттяжной блок установлен на балансире, который под действием кривошипно-шатунного механизма, состоящего из шатуна и зубчатого колеса с кривошипом, может совершать колебания вокруг оси направляющего блока. При ходе балансира вниз буровой снаряд поднимается, а при ходе балансира вверх снаряд падает и ударяет по породе, разрушая ее.

По мере углубления скважины оттормаживают барабан 6 и сматывают канат, давая возможность буровому снаряду опускаться ниже.

Все станки ударно-канатного бурения имеют следующие основные узлы: раму, мачту, ходовой механизм (гусеничный), механическое и силовое оборудование и буровой инструмент. Принцип действия и конструкция основных узлов для всех станков аналогичны.

Высота падения (подъема) бурового снаряда составляет обычно 0,8-1 м. Поэтому число ударов не может быть выбрано произвольно и составляет 45-60 в минуту в зависимости от высоты подъема снаряда. Невысокая частота ударов ограни-чивает скорость бурения. Кроме того, при этом способе бурения на производительность станка существенно влияют и производственные трудности, связанные с доставкой к забоям воды и тяжелого бурового инструмента.

Длительный опыт использования станков канатно-ударного бурения показал, что они имеют низкую производительность (в среднем от 3 до 10 м в смену) и недостаточно эффективны. Поэтому в гидротехническом строительстве переходят к применению более прогрессивных типов бурильных станков, которыми являются станки вращательного и огневого бурения.

Станки вращательного бурения в зависимости от способа подачи бурового инструмента подразделяют на станки с рычажной, дифференциальной, гидравлической и рычажно-дифференциальной подачей. Проходка скважин станками вращательного бурения в значительной мере повышает скорость бурения по сравнению с бурением канатно-ударными станками. Такие станки с пневматической продувкой скважин и статическим осевым нажатием на буровой инструмент в 3-4 раза производительнее станков ударно-канатного бурения. Станки вращательного бурения применяют для бурения скважин диаметром от 300 мм в мягких, средних и крепких породах.

В настоящее время наша промышленность выпускает значительное количество различного типа станков для вращательного бурения. Наиболее распространенными из них являются станки шнекового бурения. Шнековое бурение аналогично бурению шпуров электросверлами. Наконечник бурового инструмента (резец) скалывает и сверлит породу, а образующаяся при этом мелочь удаляется шнековым устройством буровых штанг. Буровой инструмент вставляют в шпиндель редуктора, вращающий его со скоростью 120-300 об/мин пои осевом давлении 2-10 кн (200-1000 кГ).

На рис. 168 приведены общий вид и кинематическая схема станка вращательного бурения. Станок (рис. 168, а) состоит из следующих частей: механизма передвижения, лебедки для подъема бурового инструмента, электродвигателя 3 лебедки, рычагов управления блокировки 4 и вращателя, состоящего из редуктора и электродвигателя.

Принцип действия станка показан на рис. 168, б. К вертикальной раме станка (не показанной на рисунке) при помощи каната приводной лебедки подвешивается на полиспасте рама подвески, которая может перемещаться по вертикальным стойкам рамы станка. На раме подвески расположены электродвигатель и двухступенчатый редуктор, к валу которого прикрепляется спиральная штанга с буровым инструментом, состоящим из буровой головки, а также хвостовиков и патронов для соединения штанг и буровой головки при помощи пальцев с шайбами. Рабочим органом является литая буровая головка с режущими лопастями и хвостовиком. Режущие кромки лопастей наплавляют твердым сплавом. Для бурения особо крепких пород буровая головка оснащается алмазами.

Рис. 168. Станок вращательного бурения а - общий вид; б - кинематическая схема

Бурение скважины может продолжаться непрерывно только на глубину одной штанги, после чего двигатель вращателя выключают, штангу отсоединяют от шпинделя вращателя и лебедкой вращатель поднимают вверх. Инструмент наращивают новой штангой, присоединяют ее к вращателю, и бурение продолжается. Подача инструмента на забой происходит за счет силы тяжести вращателя, перемещающегося по направляющим мачты и штанг.

Характерным для станков шарошечного бурения является то, что шарошечные долота требуют значительно больших усилий подачи, чем обычные коронки вращательного бурения. Поэтому станки шарошечного бурения выполняют с гидравлическими механизмами подачи, так как вес вращателя и штанг недостаточен для создания необходимого усилия подачи.

При шарошечном бурении буровой инструмент состоит из буровых труб (штанг) и шарошечных долот. Наибольшее распространение получили трехшарошечные долота (рис. 169), в которых различают тело долота, три лапы с цапфами, шарико-роликовые опоры, три конические шарошки, запорный палец и промывочную плиту. Сжатый воздух для продувки поступает к опорам шарошек через центральный канал, образованный лапами, и, кроме того, через специальные каналы, проходящие через лапу. Для бурения наиболее крепких пород в конце шарошек вместо зубьев вставляют цилиндрики из твердых сплавов. В отдельных случаях буровые коронки армируют мелкими алмазами.

На рис. 170 приведен буровой самоходный станок враща-тельно-шарошечного бурения вертикальных и наклонных скважин диаметром 200 мм. Станок предназначен для бурения особо крепких пород. Основными частями станка являются гусеничный ходовой механизм, напорный механизм, мачта, механизм подачи штанг, компрессор, буровой став и гидродомкраты. Конструкцией станка предусмотрены автоматизация процесса бурения, подача бурового става на забой скважины, изменение величины осевого давления в зависимости от коэффициента крепости буровых пород. Наращивание и разборка става буровых штанг механизированы. Установка ставка в горизонттальное положение, подъем и опускание мачты, регулирование усилия нажатия на забой и управление патроном при перехвате штанг осуществляются при помощи гидравлической системы. Буровая мелочь удаляется сжатым воздухом при помощи установленных на станке двух компрессоров общей производительностью 18 MS/MUH. Скорость вращения долота регулируется в пределах 30-3000 об/мин при осевом давлении на забой скважины 19 т.

Рис. 169. Трехшарошечные долота

Станки вращательного бурения являются самоходными машинами на гусеничном или шагающем ходу. Кинематическая схема такого станка обычно

обеспечивает выполнение следующих основных операций:
а) вращения бурового инструмента;
б) регулирования его подачи (осевого нажатия на инструмент);
в) опускания и подъема инструмента и г) удаления из скважины продуктов бурения.

Оптимальный режим бурения определяется рациональным соотношением скорости вращения инструмента и величины осевого нажатия на него при оптимальной скорости удаления продуктов бурения из скважины. Поэтому вращательные станки должны обеспечивать различный режим бурения в соответствии с характером породы.

Рис. 170. Станок вращательно-шарошечного бурения

Основные параметры станков вращательного бурения - осевое давление, скорость вращения, расход сжатого воздуха и мощность, затрачиваемая на бурение, - определяются диаметром скважины и крепостью пород.

Наиболее эффективным способом удаления из скважины продуктов бурения является продувка скважин сжатым воздухом, скорость бурения при этом повышается на 10-25%, а в некоторых случаях на 50%.

Станки вращательного бурения по способу воздействия бурового инструмента на скважину могут рассматриваться как ударные и как режущие. Шарошечные долота получают вращательное движение и передают его на забой. Коронки долота при вращении передают на забой статическую нагрузку в виде осевого давления и работают как режущий или истирающий породы орган. Таким образом, при одинаковой кинематической схеме станка, обеспечивающей вращение инструмента, можно разрушать породу ударом или резанием.

Вращательное бурение более эффективно, чем ударно-канатное. Станки вращательного бурения более производительны, допускают возможность бурения горизонтальных и наклонных скважин, просты по конструкции и в обслуживании, меньше по весу и не требуют промывки скважин.

Средняя производительность станков вращательного бурения с пневматической продувкой скважин диаметром 180-200 мм составляет при бурении мягких пород 94 м/смену и при бурении твердых пород 216 м/смену. Для продувки скважин в различных породах в условиях рационального режима бурения при диаметре скважин до 200 мм необходимо 12-14 ж3 воздуха в минуту, а для скважин диаметром 100-300 мм - от 28 до 30 м.

Повышение производительности вращательного бурения и его применение для крепких и весьма крепких пород стали возможными за счет использования мощных станков с большим (до.20- 30 г) осевым нажатием на долото и пневматической продувкой скважин. Осевое давление на буровой инструмент осуществляется при помощи гидравлических цилиндров или гидропривода с шестеренно-реечной передачей, размещаемого на подвеске станка совместно с приводом вращения бурового инструмента.

Скорость вращения бурового инструмента в современных станках регулируется гидравлической системой и в зависимости от режима работы станка колеблется в пределах 30-200 об/мин.

Станки огневого (термического) бурения в качестве рабочего органа имеют термобур с реактивной горелкой. Принцип действия термобура заключается в следующем. Распыленное при помощи центробежных форсунок жидкое топливо (бензин, керосин, дизельное топливо), смешиваясь в камере сгорания термобура с окислителем - газообразным кислородом, образует в результате сгорания газы, температура которых достигает 2500-3500 °С. Раскаленные газы, вырываясь из реактивного сопла с большой скоростью (1800 м/сек и более), ударяются в забой скважины и разрушают породу. Используемая для охлаждения камеры сгорания вода, превращаясь в пар, подхватывает и выносит из скважины частицы разрушенной породы.

Термический способ наиболее эффективен при бурении крепких пород с кристаллической структурой, которые лучше поддаются термическому воздействию, чем породы аморфные. С увеличением крепости кристаллических пород и уменьшением их трещинова-тости производительность агрегатов термического бурения возрастает.

Выпускаемый отечественной промышленностью станок термического бурения представляет собой самоходную буровую установку на гусеничном ходу. Для прожигания скважин используются жидкое топливо (нефть, керосин, бензин), газообразный кислород и вода.

На рис. 171, а приведена схема рабочего органа станка. Термобур состоит из подводящего устройства, разрезной переходника и огнеструйной горелки (рис. 171,6) являются корпус, днище с сопловым отверстием, чехол и башмак.

Рис. 171. Станок огневого бурения: а - рабочий орган; б - горелка

В верхнюю часть форсунки подается кислород и керосин. Кислород из камеры форсунки, проходя по косым каналам завихрителя, направляется через узкий кольцевой зазор в верхнюю часть конического корпуса. В днище камеры сгорания расположены сопловые отверстия, каналы охлаждения и связанные с ними внутренние полости, служащие промежуточными водоприемниками. В коническом корпусе имеются отверстия для прохода охлаждающей воды.

Станок предназначен для бурения скважин в наиболее крепких и абразивных породах глубиной до 17 ж и диаметром да 250 мм. Для бурения в трещиноватых, очень крепких породах применяют трехсопловые горелки. Средняя скорость прожигания составляет от 2,4 до 11 м/ч.

К недостаткам термического способа бурения следует отнести значительный расход кислорода и горючего, громоздкость установок и большой объем образующихся во Бремя работы газов и паров, что ограничивает применение этого способа бурения преимущественно на открыты» разработках.

При использовании станков термического бурения необходимо соответствующими приборами обеспечить контроль за процессом горения в реактивной горелке, а также за скоростью вращения и подачи бурового инструмента.

В табл. 19 приведены ориентировочные скорости бурения скважин бурильными станками различных типов.

Таблица 19.

Бурильные станки для бурения скважин должны иметь высокую производительность, быть самоходными, а также устойчивыми как при перемещении, так и в рабочем положении. Станок должен быть простым и надежным в работе, его механизмы должны допускать регулирование числа ударов или числа оборотов шпинделя, а термических станков - регулирование скорости вращения реактивной горелки. Все вращающиеся части станка должны быть защищены для безопасности обслуживания и доступны для осмотра и ремонта. Буровые работы требуют налаженного -компрессорного хозяйства, бурозаправочных станций, складов хранения взрывчатых.веществ и других подсобных цехов.

Разработка скальных пород с предварительным взрывом их представляет опасность для рабочих и населения. Эти работы производятся в строгом соответствии с установленными правилами техники безопасности и охраны труда. Место производства взрывных работ должно быть ограждено сигналами и оцеплено охраной, а для рабочих должны быть отведены безопасные укрытия.

К атегория: - Машины и оборудование для буровых работ

Буровые установки для бурения скважин на воду нужны для единичных случаев. Практически у всех установок есть тренога, высота которой достигает 5 метров. В верхней части конструкции установлена специальная лебедка либо блок из каната. Электрический двигатель поднимает по нему наверх бур (долото).

Разновидности устройств

В настоящее время буровая установка для бурения скважин применяется для создания водоемов. Ручные варианты не являются эффективными. Применяют такие устройства в том случае, если на дачном участке мягкая земля, и требуется небольшая скважина.

Совет ! Желательно приобретать буровые установки на воду, имеющие простой привод. Обладая достаточной производительностью, они позволяют бурить глубокие отверстия.

В основном применяют механизмы, основанные на технологиях:

• мобильная буровая установка, установленная на базе грузовика;
• малогабаритная установка, предназначенная для ударно-канатного вида бурения;
• буровая шнековая установка (не имеет промывки свежей скважины)
• мини буровая установка компактным размеров роторного типа, позволяющая вытаскивать на поверхность породы;
• малогабаритные буровые установки для бурения на глубине 120 метров

Подобные установки незаменимы на тех дачных участках, где нельзя воспользоваться стандартными буровыми устройствами. Буровая установка урб 2а2 имеет компактные размеры, поэтому ее легко можно перевозить с одного места на другое, использовать на участках со сложным рельефом, заездом.

Малогабаритные варианты

Установка «Стерх» применяется в разных областях: бурения на воду, геологической разведки. Она имеет отличные эксплуатационные характеристики. Среди основных областей применения переносных буровых установок выделим:

• шнековое;
• шарошечное
• пневмоударное;
• колонковое бурение

Бурение на воду малогабаритной буровой установкой не предполагает перевозки на ГАЗ или КамАЗ, что существенно ускоряет и упрощает процесс бурения скважин. Подробнее обо всех нюансах, связанных и с применением таких установок, рассказывает видеофрагмент

Преимущества мобильных буровых систем:

1. Надежность.
2. Простота и удобство применения.
3. Надежность и долговечность.

Артезианские воды

Так как такие воды залегают в недрах земли, они в минимальной степени зависят от антропогенных факторов. Для бурения подобных скважин применяют буровые самоходные устройства. Их часто создают на базе КамАЗ, применяют для бурения геофизических и структурно-поисковых скважин. Устройства имеют существенные размеры, для их установки требуется значительное количество пространства. Но данный факт полностью компенсируется той глубиной скважин, которые с их помощью можно пробурить. К тому же такая конструкция дает реальный шанс найти чистую воду.

Буровые устройства «Беркут» идеальны для создания инженерных скважин. Такой установкой можно производить буронабивные сваи, буроинъекционные сваи, водопонижающие скважины, выполнять все виды работ на открытых пространствах. Подобные устройства подходят для тех участков, на которых нельзя использовать переносные установки.

Алгоритм работы

Последние данные по буровым установкам подтверждают востребованность передвижных устройств. Есть отличия по мощности, скорости, глубине создания скважин, но основные технические характеристики всех буровых установок одинаковы. Конструкции, используемые для создания скважин на газ и нефть, оснащены кронблоком. Он является неподвижной основной частью всей талевой системы, монтируемой на подкронблочных балках вышки либо на верхней части мачты. Материалом для данного элемента является профпрокат.

Предназначение кронблока:

• выполняет при проходке скважины спускоподъемные операции;
• поддерживает инструмент либо обсадные трубы на весу

Буровая установка своими руками позволяет дачникам делать на участке колодцы, пользоваться водой в бытовых и технических целях.

Скважина на воду без помощи буровой установки - экономичный и простой способ добычи воды. Гидробурение предполагает размягчение грунта на участке заглубления бура. Для промывочной жидкости применяется простая техническая вода, в результате чего уменьшается сила трения о бур грунта, в результате скважина будет высочайшего качества. Для таких скважин нужны такие установки, позволяющие получать через какое-то время качественный источник воды.

Поиск выхода

Несмотря на огромное расширение водопроводных сетей, многие владельца личных участков, решают проблему с питьевой водой только с помощью скважины либо индивидуального колодца. Для их обустройства нужна эффективная буровая установка, которая эффективно работает на разных грунтах. Идеальный вариант - помощь специалистов, которые занимаются бурением скважин. Но применение промышленной буровой установки - дорогостоящее удовольствие, не всем оно « по карману».

Малогабаритные установки, сбор которых под силу и новичкам, помогут выполнить сборочные и слесарные работы.

Виды самодельных бурильных устройств

Ударно-канатные устройства

Они отличаются существенным рабочим ресурсом, ими можно сделать множество скважин. Скорость бурения подобной установкой незначительная, к тому же потребуется специальная обсадка трубами существенного диаметра, в результате цена скважины увеличивается. Ударно-канатная установка гарантирует создание качественной скважины.

Суть работы заключается в использовании ударного снаряда, под собственным весом падающего вниз, разрушающего во время удара слой грунта. Для подъема раздробленной почвы применяется желонка. Снаряд имеет вид трубы, длина его может быть до 2 метров, нижний край заточен. В трубу ставится клапанный механизм, который удерживает разрыхленный грунт во время подъема на поверхность. Сначала простым буром делают незначительное отверстие, потом приступают к применению установки. 2-3 цикла работы снаряда позволяют освободить участок от грунта, сделать скважину.

Шнековые устройства

В них есть винт Архимеда (шнек), который обеспечивает полный подъем разрыхленного грунта. Вместе со шнеком буровая штанга имеет длину до 2 метров. При необходимости дополнительного наращивания делают резьбу на верхней штанге. Бурить можно вручную, либо автоматическим способом. Через 2-3 оборота извлекают инструмент, удаляют раздробленный грунт. Как только бур уйдет на существенную глубину, наращивают его путем добавления новой буровой штанги. При существенной глубине желательно проводить бурение механизированными станками, имеющими привод, который обеспечивает подъем и вращение на поверхность шнека. Мобильные буровые установки такого типа гарантируют высокую производительность. Недостатком является постоянный подъем рабочего инструмента из-за необходимости периодической очистки грунта.

Бурение с промывкой

Максимальную производительность имеет бурение с периодической промывкой буровым раствором скважины. Раствор позволяет поднимать на поверхность весь разрушенный грунт. Подобное оборудование включает в себя узлы:

• буровые штанги с буром, которые позволяют разрушать грунт;
• приводной механизм, который обеспечивает поступательное движение и вращение рабочего инструмента;
• помпа с напорными рукавами, которая нужна для подачи воды;
• переходной узел (вертлюг), благодаря которому происходит передача к инструменту вращательного момента

При необходимости сделать глубокую скважину, можно воспользоваться подобной установкой. Учитывая качество грунта, скорость бурения может составлять 10 м/с.

Промывка скважины выполняется прямым способом. Раствор идет по штанге, вымывает весь отработанный грунт, поднимает его по скважине. Обратная промывка предполагает подачу раствора в скважину, удаление через инструмент.

Заключение

У буровых конструкций простая и понятная конструкция. При этом есть отличия по стоимости, производительности, эксплуатационному сроку. Лучше воспользоваться советами настоящих профессионалов, ведь у процедуры бурения есть множество сложностей и тонкостей, новичку в них не разобраться.

Проблема обеспечения автономного водоснабжения стоит до сих пор очень остро. Несмотря на развитие и увеличение водопроводных сетей во многих районах получить свой источник питьевой воды можно только при устройстве собственного колодца или скважины.

При этом копка колодца во многих случаях невозможна из-за значительной глубины залегания водоносных горизонтов, поэтому скважина является единственно возможным вариантом. А для ее устройства понадобится буровая установка для скважины, способная эффективно работать на различных грунтах.

Лучшим выходом, конечно же, будет привлечение специалистов, занимающихся бурением скважин на профессиональном уровне. Но, к сожалению, бурение скважин буровой установкой промышленного типа достаточно дорогое удовольствие, поэтому во многих случаях приходится отказываться от данного варианта. Кроме того, существуют условия, при которых доставить такую технику на участок просто нет возможности.

В этих случаях поможет малогабаритная установка, собрать которую вполне можно самостоятельно. Конечно, создать такой агрегат по силам только тому, кто имеет опыт выполнения слесарных и сборочных работ, хорошо разбирается в различной технике. Но, в случае успеха, такая установка сможет не только сократить расходы на бурение собственной скважины, но и обеспечить дополнительный доход при выполнении работ на соседских участках.

Помимо этого можно приобрести заводскую малогабаритную установку для бурения скважин на воду. Конечно, стоимость такой установки достаточно высока, поэтому смысл в приобретении существует только при профессиональной эксплуатации (оказание услуг по бурению скважин).

Основные типы самодельных бурильных установок

Большую часть буровых установок самостоятельного изготовления составляют приспособления с ручным приводом, но эффективность таких устройств достаточно мала. Они могут применяться только для устройства скважин незначительной глубины (в основном это скважины на песок) по достаточно мягким породам и грунтам.

Поэтому стоит отдать предпочтение агрегатам с механизированным приводом, они способны обеспечить достаточную производительность и могут применяться для бурения скважин достаточной глубины.

Чаще всего применяют установки, работающие по следующим технологиям бурения:

• Малогабаритная установка для ударно-канатного бурения.
• Шнековая буровая установка для бурения скважин (работает без промывки скважины).
• Роторные установки, бурение которыми выполняется с обязательной промывкой скважины, обеспечивающей вынос дробленых пород на поверхность.

Установка ударно-канатного типа

Достаточно простая конструкция такой установки обеспечивает значительный рабочий ресурс. С помощью такой установки можно пробурить не одну скважину.

Но при этом стоит учитывать то, что скорость бурения таким оборудованием невысока, а при прохождении различных водоносных горизонтов может понадобиться дополнительная обсадка трубами большого диаметра, что повышает стоимость устройства скважины.

Такой тип бурения применяется достаточно давно, в принципе, этот способ считается одним из первых, применимых для бурения скважин. Установка ударно-канатного бурения позволяет получить достаточно качественную скважину. Принцип работы основан на применении ударного снаряда желонки, который падает под собственным весом и разрушает слой грунта при ударе. Подъем раздробленной почвы осуществляется так же при помощи желонки.

Конструкция установки достаточно проста:

• Опорная тренога с блочком, через который пропускается рабочий канат.
• Приводной механизм, обеспечивающий спуск-подъем рабочего инструмента.
• Снаряд желонка, значительной массы. Он представляет собой трубу (длина до 2 метров) с заточенным нижним краем (в некоторых случаях на нем вырезают зубья для увеличения производительности). Внутри трубы установлен клапанный механизм, обеспечивающий удержание разрыхленного грунта при подъеме на поверхность.

Бурение скважин малогабаритными буровыми установками такого типа начинают с устройства при помощи простых буров неглубокого отверстия, которое будет направлять движение рабочего инструмента. После 2-3 циклов спуска-подъема снаряд освобождается от грунта.

Шнековые установки

Основной элемент такой установки шнек (обычный винт Архимеда), обеспечивающий подъем разрыхленного грунта. Длина буровой штанги со шнеком обычно составляет не более 2 метров, для дальнейшего наращивания на ее верхней штанге нарезается резьба. Бурение может осуществляться как в ручном, так и в механизированном режиме. После 2-3 оборотов буровой инструмент извлекается для удаления раздробленного грунта.

После того как бур уйдет на значительную глубину, его наращивают при помощи следующей буровой штанги. Работы по устройству скважин значительной глубины лучше выполнять при помощи механизированных станков, оснащенных приводом, обеспечивающим вращение и подъем шнека на поверхность.

Бурение скважин мобильными буровыми установками данного типа позволяет обеспечить большую производительность (по сравнению с ударно-канатным бурением). К недостаткам относится необходимость постоянного подъема рабочего инструмента для очистки от грунта.

Наиболее производительным считается бурение с промывкой скважины буровым раствором, обеспечивающим подъем разрушенного грунта.

В состав оборудования входят следующие основные узлы:

• Буровая штанга с лопастным буром, обеспечивающим разрушения грунта.
• Приводной механизм, обеспечивающий вращение и поступательное движение инструмента.
• Помпа с высоконапорными рукавами, предназначенная для подачи промывочной жидкости (воды), которой осуществляется транспортировка грунта на поверхность.
• Вертлюг - переходной узел, обеспечивающий передачу вращательного момента от привода к инструменту.

Все эти элементы собираются на прочной раме, способной выдержать значительные вибрационные нагрузки.

Если вам необходимо достаточно глубокая скважина, малогабаритной буровой установкой такого типа ее устройство можно выполнить достаточно быстро. Скорость бурения (зависит от типа грунта) может достигать 10 и более метров в час.

Основной процесс - промывка скважины, она может осуществляться по двум технологиям:

• Прямая промывка - буровой раствор подается через штангу, вымывает раздробленный грунт и поднимает его по скважине.
• При обратной промывке раствор подается непосредственно в скважину, а удаляется через буровой инструмент. Такой способ позволяет существенно увеличить дебет будущей скважины, но оборудование для такого типа промывки несколько сложнее.

Буровые установки данного типа считаются наиболее производительными, но и стоимость их значительно выше.

Как видите, конструкция буровых станков достаточно проста. Но все-таки, бурение скважины под воду стоит поручить профессионалам, так сам процесс бурения имеет множество тонкостей и сложностей, разобраться в которых новичку будет достаточно непросто.

Колодец целесообразно устанавливать тогда, когда глубина залегания вод небольшая. В остальных случаях потребуется бурение скважины, а для этого нужна буровая установка. На небольшой глубине подается вода, которую принято считать технической. Ее можно использовать либо для полива, либо для наполнения бассейна. Для получения питьевой воды нужно копать поглубже.

Функции буровой установки

Буровая установка – это комплекс технических устройств и механизмов, которые используются для бурения и укрепления скважин . Такие установки изначально использовались для добычи полезных ископаемых. Позже разработчики убедились в том, что добывать воду при помощи бурения – это быстро, выгодно и удобно. Но при этом, не стоит забывать о экологии и утилизации мусора .

Для чего нужны буровые установки:

• бурение скважин небольшого диаметра для инженерных работ;
• бурение скважин для поиска полезных ископаемых;
• бурение разведочных скважин;
• бурение скважин на воду.

Виды скважин:

• Артезианская скважина – более 100 м, бурится для нескольких загородных домов или коттеджей. Срок эксплуатации – 50 лет.
• Трубчатый или абиссинский колодец – до 12 м, верхний водоносный слой, в который не могут попасть грязь, листья и другой мусор.
• Скважина на песок, служит 15 лет, затем она может заилиться, тогда нужно либо прочищать ее, либо бурить новый слой. Глубина от 15 до 30 метров.

Виды буровых установок

Приспособления с ручным приводом

Они обладают следующими качествами:

• низкая производительность;
• малогабаритность;
• используются на незначительных углублениях, например, скважинах на песок;
• не подходит для применения на твердых и тяжелых почвах.

Ударно-канатные устройства

Свойства этого оборудования:

• простота сборки и эксплуатации;
• высокий рабочий диапазон;
• на выходе получаем качественную скважину с длительным сроком службы;
• низкая скорость;
• глубина от 100 м и выше;
• можно использовать на каменистых почвах;
• в некоторых случаях необходимо дополнительное оборудование, что увеличивает стоимость скважины.

Данный вид бурения считается одним из первых, активно применялся до 40-х годов прошлого века.

Принцип работы

Используется ударный буровой патрон, который состоит из куска трубы. Под собственным весом он резко опускается вниз, разрушая почву, слой за слоем. С каждым ударом снаряд погружается все глубже. Движение запускается лебедкой. Через 2-3 спуска-подъема разрушенная почва поднимается на поверхность при помощи желонки. Для укрепления скважины в нее помещают обсадные трубы и цементируют. Чтобы избежать попадания в воду примесей, устанавливают скважинные фильтры.

Конструкция бура:

• опорная тренога с блоком, по которому проходит канат;
• механизм привода, осуществляющий движение снаряда;
• тяжелый по массе ударный патрон с насадками, до 80 кг. Это, по сути, труба до 2 метров длиной с заостренным краем снизу либо с
• вырубленными зубьями. Чем острее снаряд, тем он производительнее. Удержание раздробленной почвы осуществляется клапанным
• механизмом. Труба всасывает в себя почву и выгружает ее на поверхность.

Данный метод сменил более технологичный способ вращательного бурения с промывкой, но он до сих пор используется, так как может быть изготовлен самим домовладельцем.

Шнековые устройства

Этот вид оборудования:

• эффективнее, чем ударно-канатные конструкции;
• высокая производительность;
• используется на сухих и мягких почвах;
• процесс усложняется необходимостью постоянной очистки рабочего элемента.

Принцип работы

Бур в виде винта закручивается в почву. При входе в значительную глубину его наращивают при помощи буровой штанги. Раздробленная почва оседает между желобами винта, через несколько подходов его очищают и затем продолжают бурение.

Конструкция бура:

• шнек, или винт Архимеда, который поднимает разрыхленную почву;
• буровая штанга, которая используется для наращивания шнека, для чего на ней наносится резьба;
• ручной или механизированный привод, осуществляющий движение бура.

Ручной привод традиционно используется для бурения неглубоких скважин, но для ухода на глубину потребуется механизированный станок.

Вращательно-роторный способ, бурение с промывкой

Этот метод:

• самый современный и производительный метод;
• используется на любых видах почв;
• высокая скорость бурения, 10 метров и более в час;
• относится к разряду дорогостоящего оборудования;
• для бурения артезианской скважины требуется лицензия.

Принцип работы

Бурение скважины сопровождается ее промывкой специальным раствором. Так осуществляется подъем раздробленной почвы.

Технологии промывки

1. Прямой метод: раствор подается через штангу, а грунт удаляется через саму скважину.
2. Обратный метод: раствор подается сразу в скважину, а грунт удаляется при помощи бурового оборудования.

Конструкция бура:

• штанга с вращающимся буром, который разрушает грунт;
• механизм привода, запускающий вращение бура и направляющий его движение;
• помпа с рукавами, подающая раствор в скважину;
• вертлюг – узел, передающий команду вращения к инструменту от приводного механизма.

Все элементы удерживает высокопрочная рама, способная выдержать значительные нагрузки, создаваемые вибрацией. Метод сочетает в себе ударную и вращательную конструкцию, идеален для прохождения каменистых почв.

Итак, способов бурения существует несколько, выбор, как правило, определяется на основе конечной стоимости и производительности скважины, получаемой на выходе.

Неисправные установки требуют замены. Утилизация промышленного оборудования — важный этап модернизации всего добывающего комплекса.

Самый технологичный способ, как мы могли убедиться ранее, – это вращательно-роторный метод с промывкой.