Буровая установка для скважин на воду: разновидности, преимущества, самодельные конструкции

Устройство частной скважины для загородного дома обходится владельцам недешево. Весомую долю в стоимости занимают услуги бурильщиков. Уменьшить финансовые затраты позволит буровая установка для бурения скважин — заводская или сделанная собственноручно.

Виды скважинных установок для бурения

Ручные устройства применяются, если водная жила залегает неглубоко, а почва на участке мягкая. В более сложных условиях используют агрегаты с простым механическим или электрическим приводом. Независимо от того, заводские они или самодельные, требования общие — иметь хорошую производительность, формировать в земле отверстия на большую глубину.

В зависимости от способа, который используется для прохода ствола, различают такие виды бурильных машин:

1. Ударно-канатные — состоят из прочного основания с рамой. К ней на гибком тросе прикреплены рабочие инструменты — желонка или долото. Простой и надежный вариант.
2. Шнековые агрегаты — оснащены винтом, который поднимает на поверхность грунт. Простые эффективные орудия, можно использовать только человеческую силу.
3. Роторные — используются технологии сухой проходки и с промывкой. Среди бурильных установок — самый сложный и производительный вариант.

Достоинства самодельных бурильных установок

Для индивидуального использования подходят установки малых габаритов. Они легко передвигаются в любое место, в т. ч. недоступное для буровых полноценных агрегатов. Простые конструкции быстро демонтируются и так же легко собираются.

Преимущества перед профессиональными установками:

• не повреждают местность — малый вес;
• возможность использовать на ограниченных пространствах, в т. ч. в помещениях;
• работают от 220 В или автономного источника питания (ИП).

Самодельные устройства практически не ломаются, при износе детали быстро заменяются или восстанавливаются.

Бурение ударным способом

Установка должна иметь прочный гибкий трос для подъема тяжелых масс грунта, соответствовать мерам безопасности. Работа заключается в отпускании вниз с высоты бурильного снаряда, который собственным весом разрушает почву.

Порода собирается и поднимается желонкой — трубой до 2 м длины, которая снизу заточена по окружности. Имеет клапан в нижней части, который открывается при ударе в землю, пропускает ее внутрь. При извлечении желонки из скважины он закрывается, удерживая почву. Чтобы утяжелить снаряд, на него устанавливают груз.

Рабочий процесс выглядит так:

• сооружают треногу или вышку, которая имеет сверху роликовый блок;
• начинают выборку грунта садовым буром;
• затем в отверстие сбрасывается желонка, которая пробивает его дальше;
• повторяют до заполнения снаряда, очищают от земли и продолжают процесс.

Желонка хорошо работает на несвязных почвах из песка, щебенистых, гравийных. Когда встречается супесь или суглинок, вместо нее устанавливают стакан. Это более узкий цилиндр без клапана. Плотная почва входит в него и налипает на стенки. Проходку осуществляют, меняя при необходимости желонку и стакан.

Поднимают снаряд лебедкой — без нее люди быстро устают из-за большого веса оборудования вместе с почвой. Если породы мягкие, используется только желонка. Каменистые проходят долотом, раскрошенные части затем поднимают желонкой.

Бурение шнековым способом

На мягких породах, если вода неглубоко, используют буровую установку со шнеком. Конструктивно она похожа на ударное оборудование: такая же тренога, только вместо желонки бесконечный винт. Его лопасти равномерно по спирали размещаются вдоль центральной трубы.

Снизу инструмент оснащен резаком, сверху имеет резьбу, которая служит для наращивания штангой через муфту, когда бур уходит глубже. Для подъема снаряда используют канат, перекинутый через блок наверху треноги, и лебедку.

Установку применяют для рытья колодцев и скважин, устанавливая лопасти или шнек различного диаметра. Чем шире отверстие, которое необходимо пробурить, тем меньше их количество и длина. Для разработки колодцев используют 2 лопасти, для скважин — шнек.

Вращают бур 2 человека, упираясь всем телом в длинные рычаги на трубе. Они имеют съемное крепление, позволяющее перемещать по высоте. Когда лопасти наполнятся землей, снаряд поднимают, очищают. Наращивают штангу, когда бур углубляется. Чтобы он не уходил в сторону, наверху по центру треноги устанавливают для штанги направляющую втулку.

Способ имеет преимущества:

• работа выполняется быстро;
• оборудование простое, легко монтируется;
• не нужны квалифицированные работники.

Недостаток метода в том, что приходится часто поднимать и очищать шнек — через 2-3 оборота его вручную невозможно провернуть.

Бурение роторным способом

Роторное бурение самое эффективное, можно проходить скважины в любых породах на самую большую глубину. Буровой снаряд через длинный вал воспринимает вращательные движения и вгрызается в почву. Способ с применением ручного привода малоэффективный, используются в подобных буровых установках электродвигатели или ДВС.

В зависимости от типа грунта на вал устанавливают разные рабочие инструменты:

• подвижную, сыпучую почву с песком и глиной проходят ложковым буром — цилиндром со спиралевидными отверстиями;
• на плотных суглинках применяется змеевиковый бур, подобный штопору;
• каменистые породы разрабатывают долотом.

Использование роторных установок для сухого бурения не позволяет добиться весомого результата. Многократно увеличиваются возможности оборудования с использованием промывки раствором.

Бурение с промывкой скважины

Мастера давно применяют способ бурения, при котором забой очищается намного быстрее. Он заключается в том, что в скважину с обсадной трубой периодически по мере продвижения вглубь подают под напором воду. Рыхлый грунт размывается и вытекает на поверхность.

Технологию усовершенствовали и создали современные бурильные агрегаты. Даже самыми простыми из них бурят скважины на глубину более 35 м. Скорость тоже превышает возможности агрегатов других типов — 10-12 м/ч.

Оборудование состоит из таких основных узлов:

• штанги с инструментом для бурения;
• привод — электрический или другого типа;
• механизм для передачи поступательного и вращательного движения;
• помпа для закачивания воды.

Особый узел для передачи движущего момента от привода на бур — вертлюг. К его подвижной части прикрепляют буровую штангу. Специальный патрубок служит для подсоединения помпы, которая подает раствор для промывки. Он проходит через это устройство и дальше по буровой штанге в скважину. Такой способ промывки называют прямым. Грязь поднимается по скважине и вытекает.

Промывка обратным способом более эффективная. Раствор подается помпой прямо в устье скважины. Затем содержимое откачивается насосом. Водоносный пласт вскрывается при таком методе лучше, дебит воды больше. Сама технология трудоемкая и сложная.

Сборка малогабаритной буровой установки с ручным приводом

Основная часть, которая используется на всех видах устройств, — это каркас в виде треноги. Удобнее применять станок — 2 вертикальных стойки на основании и перекладина сверху. Материал любой — трубы, угольники, швеллеры и даже древесина.Главное — надежность конструкции. Рекомендуемая высота рамы — 3,3 м, чтобы использовать более длинные штанги. Верхнюю часть каркаса оборудуют блоком, через который проходит трос, закрепленный одним концом на буровом снаряде, другим — на вороте или лебедке.

Шнековый бур делают по следующей технологии:

1. На узкую трубу длиной 1,5 м приваривают витки листового металла наподобие винта. В нижней части устанавливают остро заточенные ножи под углом к горизонтальной плоскости.
2. На верхней части предусматривают крепление для наращивания штанг. Это отверстия под стопорный палец или резьба для муфты.
3. Готовят такие же трубы с соответствующим креплением — штанги.

Другой снаряд, часто применяемый в бурильных устройствах, сделанных своими руками, желонка.

Она изготавливается таким образом:

• отрезают 1-1,2 м толстостенной трубы диаметром 110-120 мм;
• в верхней части делают окошко для удаления почвы;
• снизу вставляют клапан, сверху приваривают сетку;
• закрепляют ушки для каната;
• затачивают нижнюю кромку.

Для изготовления буровых снарядов не берут закаленную сталь — ее необходимо дополнительно шлифовать. Легированная трудно варится, поэтому самая подходящая для самодельных буровых инструментов — простая сталь. Если скважина более 30 м, стенки труб должны быть толщиной 5-6 мм.

Особое внимание уделяют клапану. Для небольшой желонки используют подходящий шар, перемещение которого ограничивается верхней и нижней шайбами. Для снаряда побольше делают лепестковый клапан — круглую дверцу на пружине.

Легкую желонку утяжеляют — заливают верхнюю часть бетоном или прикрепляют груз.

Изготовление установки для бурения с электрическим приводом

Ручной труд по бурению скважины под воду облегчает электрический привод. Он вместе с лебедкой грузоподъемностью не менее 1 т поднимает желонку с грунтом и штангами. Если используется мокрая проходка, вращает бур.

Специалисты рекомендуют применять электродвигатель на 2 кВт с понижающим редуктором до 70 об/мин. Подойдет и другой электромотор — на 220 или 380 В с мощностью в этих пределах.

Для роторного бурения каркас оборудуют вертикальной рельсовой колонной с 2 направляющими. На них размещают двигатель с редуктором.

Рекомендуется заранее решить, какой привод будет на оборудовании — ручной, электрический. Если выбор в пользу последнего, но сначала приобретают двигатель с редуктором и лебедку. Затем собирают вышку в соответствии с их параметрами — так легче сделать монтаж всех частей, подогнать по месту.

Для мокрого бурения используют вертлюг. Это важная деталь, которую лучше купить. Она в постоянном движении, поэтому некачественное исполнение приведет к быстрой поломке. Изготовление можно заказать только токарю высокой квалификации, который обеспечит надежность и герметичность конструкции. Используется высокопрочная сталь.