Бур для плывуна своими руками

Как обойти плывун при бурении скважины: виды плывунов и методы их обхода

Детальное изучение геологического строения участка не исключает появления нестабильного горизонта. Иногда требуется пройти плывун при бурении скважины, что усложняет работу, требует использования дополнительных методов обустройства инженерного сооружения.

Плывун опасен из-за своей непредсказуемой подвижности.

Плывун и его виды

Насыщенная влагой почва, в состав которой входит песок различной фракции, глинистый материал, называется плывуном.

Из-за перепадов давления при нарушении пласта эта смесь начинает двигаться, толщина проблемного слоя породы может составлять 2-10 м.

Плывун в скважине может заполнять пространство за трубой, привести к потере буровой колонны. При попадании в такой пласт можно долго вычерпывать подвижную смесь, а используемая при этом помпа может не справиться с нагрузкой и выйти из строя.

Определить тип плывуна может геолог, поэтому перед тем, как пробурить скважину вручную, рекомендуется обратиться к специалистам.

Настоящие плывуны

Пласты этого типа включают в себя мелкодисперсные смеси с примесью пылеобразных элементов. Настоящие плывуны содержат глинистую взвесь, надежно удерживающую воду. Масса становится подвижной при вскрытии пласта и возникновении гидравлического удара.

Насыщенный водой грунт характеризуется низкими фильтрационными показателями, при промерзании склонен к вспучиванию, а высыхая, приобретает форму монолита.

Пласты с фальшивой плывучестью

К данной разновидности относят горизонты, имеющие пористую структуру и состоящие из влажного песка с мелкофракционными частицами. Пласты могут находиться на глубине до 50 м, что обусловливает давление внутри слоя.

При разрушении кровли в скважину вымывается песчаная пыль. Процесс имеет временный характер и легко устраняется своими руками.

Как проходить плывуны — способы решения проблемы

Наличие в колодце горизонта, состоящего из смеси песка и глины, может усложнить эксплуатацию. Повышается вероятность смещения колец и разрушения мест их соединения.

При наличии нестабильного горизонта рекомендуется закладывать скважину, действуя по принципу песчаного колодца на воду. Для обустройства инженерного сооружения данного типа требуется труба из металла, на конце которой имеется фильтрационная колонна.

Пройти горизонт можно, используя ударно-канатный способ: с помощью специального оборудования труба вертикально забивается в землю. Если порода, из которой состоит горизонт, мягкая, то этот способ позволяет легко пройти интервал до 20 м.

С проблемой плывуна бурильщик может столкнуться на глубине от 1 до 20 м. Проходить слой надо неторопливо, чтобы исключить завал грунтом буровой колонны.

Если при проходке обнаружен плывун, то воспрещается использование обсадных труб из поливинилхлорида, поскольку они подвержены деформации.

Шпунтованная доска

Использование щита от плывуна.

При наличии приповерхностного слоя плывуна используется щит из деревянных заготовок. Для прохождения горизонта потребуется сухая шпунтованная доска с заостренным концом, толщина которой должна составлять 50 мм, длина — 2 м. Края заготовок обрабатываются так, чтобы создать прочное крепление элементов.

Такая конструкция позволяет проводить буровые работы быстро и без трудностей. Для оперативного прохождения доску закрепляют по периметру шахтной выработки на глубине до 40 см, грунт выбирается, а операция повторяется до полного прохождения проблемного интервала.

Дно оборудуют деревянным ящиком высотой 50 см с отверстиями для поступления воды. Под конструкцию устанавливают фильтрационный слой, который отсечет поступление взвеси и очистит воду. Этот тип защиты работает при наличии грязевого потока слабой силы.

Параллельная обсадка

Обсадные колонны применяются для того, чтобы породная масса и буровая смесь не заиливала скважину. Такой метод достаточно трудоемкий, требует внимательности при опускании установки и высокого уровня подготовки специалиста.

Оптимальным вариантом является использование бура сложной конструкции, к которому по размеру подбирается обсадная труба.

Обсадная колонна от плывуна.

При прохождении интервала до точки вскрытия кровли с насыщенным влагой горизонтом можно применять шнек. Когда достигнута кровля, в скважину опускается труба, а в проблемном интервале проходка осуществляется специальным приспособлением, оборудованным клапаном.

Частью этого метода является обустройство заглушки в нижней части фильтрационной колонны: в мешок из специальной ткани, соответствующий по размеру внутренней части колонны, насыпают песчано-цементную смесь и опускают ее на дно. Через 2-3 суток состав затвердевает, и образуется заглушка.

Метод прохождения кондуктором

Основным отличием данного способа является возможность бурения без использования обсадных труб до плывуна. Для прохождения этого горизонта вынимают бур и вставляют в скважину кондуктор, при этом обсадная труба используется для герметизации стенок.

Для прохождения горизонта используют железобетонные кольца, которые изолируют стенки. При выполнении работ важно соблюдать последовательность выполнения операций.

Использование бентонита

Природный материал характеризуется пористой структурой, способностью поглощать воду с образованием гелеобразной субстанции. В условиях ограниченного пространства материал бетонирует стенки.

Этой твердости достаточно для проведения буровых работ, но для эксплуатации требуется укрепление металлической трубой. Бентонит работает как смазка при прохождении.

Источник

Самодельный бур для скважины на воду

Сконструировать бур для скважины своими руками по плечу любому домашнему мастеру. Однако, здесь требуются не только навыки обращения с инструментарием и желание. Следует предварительно выбрать наиболее подходящую для вашего участка технику бурения, и, исходя из этого, остановиться на одном из вариантов ручного бурового устройства. Об особенностях и нюансах изготовления различных модификаций буров в домашних условиях пойдёт речь в данной статье.

Особенности ручного бурения

Обустройство глубинных скважин на загородном участке не всегда бывает целесообразным. Во многих случаях, когда грунтовые воды находятся сравнительно недалеко от поверхности, обеспечить снабжение водой жилого дома или дачного надела можно самостоятельно.

Подобный вариант позволяет сэкономить на привлечении к работе профессиональных бурильщиков со спецтехникой. Неглубокую водоносную скважину вполне можно пробурить своими руками. Всего лишь понадобится сконструировать самодельный бур для бурения скважин.

Следует учитывать, что не всегда имеется возможность пробуриться самому без обращения к специалистам, даже при относительно неглубоком залегании воды. Если между поверхностью и водоносным слоем располагается скальная порода, каменистая прослойка, или спрессованный гравийно-глинистый конгломерат, то пробуриться сквозь такой пласт ручным приспособлением будет проблематично, либо вообще невозможно.

Здесь потребуется тяжёлая буровая техника с механическим приводом.

Но, если вы счастливый обладатель участка с мягким или сыпучим грунтом, есть резон обустроить водозабор самостоятельно. Существует несколько основных технологий бурения, для которых используются и различные устройства:

• Ударная. Бур заглубляется в почву посредством падения с некоторой высоты, либо путём его забивания массивным молотом.
• Шнековая. Буровая штанга имеет на конце спиралевидный шнек, уходящий в землю при вращении.
• Роторная. В данном случае используется вращение штанги с одновременной размывкой грунта подаваемого в скважину водного раствора.

Роторная буровая установка весьма сложна по своему устройству и принципу действия. Для её работы необходимы узлы и агрегаты, которые невозможно сделать самостоятельно – насосы, помпы, вертлюги и т.д. Поэтому собрать подобное устройство будет весьма затруднительно рядовому домовладельцу. Гораздо проще создать буры для скважин на воду, действующие по ударному или вращательно-роторному принципу.

Изготовление ударного бура

Прежде, как сделать бур для скважины своими руками, следует внимательно ознакомиться с принципами ударной технологии. Существует два варианта рабочего приспособления:

• Забивная штанга с копьеобразным остриём. Используется для устройства абиссинских скважин.
• Пустотелое долото-желонка, изготовляемое из массивного обрезка трубы.

Принцип действия этих устройств также различен. Забивная штанга углубляется в грунт посредством вертикальных ударов по её верхней оконечности молотом-копром, либо просто массивной кувалдой. Долото само выступает в качестве ударного механизма. Оно поднимается на определённую высоту, после чего сбрасывается вниз. Для удобства использования ударных приспособлений, их размещают на станине в виде треноги или прямоугольника.

Штанга

Станина изготовляется из металлических труб или уголков. Рекомендуемая высота конструкции должна быть не менее 3-4м, чтобы молот или долото в свободном падении могли набрать достаточную для заглубления скорость. Детали станины скрепляются посредством электросварки, либо на болтовом соединении. Первый вариант проще, но после окончания бурения конструкцию придётся разрезать на части.

Это не имеет особого значения, если вы в дальнейшем не собираетесь использовать данное буровое устройство. Если же предполагаете и в дальше применять данный механизм, то лучше, затратив чуть больше времени и сил, соединить элементы станины болтами. Разборный вариант позволит осуществлять транспортировку бурового приспособления, а также упростит его хранение.

Вверху станины крепим блоки, через которые будут переброшены тросы. Этими тросами подымается вверх ударная деталь создаваемой буровой установки – молот-копр или долото. Подъём осуществляется либо непосредственно руками, либо с помощью ворота. Последний вариант лучше использовать, когда масса ударной детали очень высока, и поднимать её руками затруднительно.

Далее приступаем к изготовлению ударного элемента. Для забивки абиссинской скважины это может быть просто массивный кусок металла, подвешиваемый на станину при посредстве блочной системы. Он действует по принципу молота: падая с высоты, бьёт по верхушке забиваемой штанги, углубляя её в почву. Желонка сама выступает и как ударный элемент, и как заглубляемая деталь станка.

Желонка

Для изготовления желонки потребуется отрезок тяжёлой трубы диаметром 10-12см и длиной до 1,5м. Масса заготовки должна быть приблизительно 50-80кг. Такой вес позволит без труда подымать долото при помощи мускульной силы одного-двух человек. И в то же время долото получается достаточно массивным, чтобы при падении с высоты 3-4м заглубляться в грунт.

Изготовление спирального винтового бура

Для шнекового бурения используются буры, снабжённые винтообразной спиралью. Заглубление таких устройств в землю производится не при помощи ударов, а вращением вокруг своей оси. Сделать самодельный бур для скважины своими руками подобной конструкции немного сложнее, чем долото-желонку. Однако, при желании создать такое приспособление вполне возможно.

Основу шнекового бура составляет стальная 32-50мм труба. К нижнему торцу трубы привариваются заточенные ножи, вырезанные из твёрдой стали. Для них отлично подойдёт кусок старой рессоры. Длина выступающих частей ножей должна равняться диаметру шнека, либо незначительно превышать его. С помощью ножей, при вращении бура, плотные слои почвы разрыхляются, а после удаляются наверх при помощи витков спирального шнека.

Изготовление шнека – самый трудоёмкий и сложный процесс в изготовлении шнекового бура своими руками. Его лепестки вырезаются из стального листа толщиной 5-6мм. Первым шагом производим разметку заготовки. Циркулем рисуем на листе круг необходимого размера. Диаметр этого круга должен равняться диаметру скважины. Затем внутри него чертим ещё один круг, поменьше: диаметр внутреннего круга равен диаметру трубы, взятой за основу бурильного механизма.

Следующим шагом, при помощи автогена вырезаем оба круга. В результате должна получиться заготовка в виде бублика. Разрезаем один край этого «бублика», и разгибаем края разреза под углом 25-40 о относительно друг друга. Это будет первый виток шнековой спирали бурильного устройства.

Надеваем полученную заготовку на трубу-основу и привариваем. Таким же способом изготавливаем ещё один виток шнека, надеваем на трубу выше первого витка, стыкуя их друг с другом. Количество витков зависит от высоты бурового приспособления, и может составлять от 2 до десятка и более.

Наиболее простой способ заглубления шнекового бура – мускульной силой человека. Для этого к верхушке трубы с приваренными спиралевидными лепестками прикрепляют рычаги из двух обрезков труб длиной от полуметра, до полутора метров. Чем больше длина и диаметр бура, тем длиннее следует быть и рычагам. Закрепляют их с помощью сварки, болтов или шпоночным способом.

Особенность

Особенность шнекового бурения состоит в необходимости регулярного подъёма бура для удаления разрыхлённого грунта. При большой глубине скважины, и значительной массе бура, произвести такую операцию руками бывает затруднительно. Для облегчения задачи опять-таки потребуется станина с подъёмным приспособлением – блоками и воротом. Если имеется такая возможность, можно для подъёма приспособить и электрическую лебёдку.

Изготовление ложкового бура

Для устройства водоносной скважины в мягком или сыпучем грунте отлично подойдёт другой вариант вращательного бурового приспособления – бур-ложка. Он позволяет быстро выбирать грунт, потому что разрыхление почвы производится не только его нижней оконечностью, но и боковинами. Для самостоятельного изготовления такого устройства понадобится толстостенная стальная труба длиной около полуметра.

В трубе делается вертикальный разрез, от одного конца до другого. Нижний торец трубы слегка загибается кувалдой вовнутрь, чтобы получилась черпающая ложка – одна сторона торца загнута сильнее другой. Затем простукиваем трубу кувалдой вдоль продольного разреза, чтобы один край разреза выступал наружу. Все выступающие, они же режущие, части заготовки затачиваются болгаркой. К верхнему торцу бура прикрепляется штанга, приводящая его во вращение.

Важный нюанс – прикрепляется штанга не по центральной оси, а со смещением в 1-2см.

Это необходимо, чтобы позволить боковой кромке захватывать грунт. Срезанная почва накапливается внутри бура, и удаляется при вынимании из скважины. Снизу к буру обычно приваривают толстое сверло – оно служит для центровки направления заглубления в землю.

Полезные рекомендации специалистов

Если глубина залегания воды превышает длину бура, то удлинить его можно методом стыковки сверху ещё одной трубы. Состыковать их можно резьбовой муфтой, либо сварочным соединением. При использовании труб небольшого диаметра допускается применить болты или шплинты. Однако, такое соединение не слишком надёжное, и при большом вращательном усилии болт может срезаться, и штанги рассоединятся. Достать оставшийся в скважине бур бывает весьма проблематично.

Прежде, чем приниматься за конструирование устройства, рекомендуется составить чертёж бура для скважины. Это даст возможность иметь перед собой наглядный образец того, что должно выйти в итоге. Попытки создать буровой механизм методом «научного тыка» для некоторых домашних мастеров более увлекателен, но отнимает чересчур много времени и сил.

Более лёгкий ручной вариант устройства скважины – при помощи долота-желонки. Подъём и сброс ударного инструмента требует меньшего приложения сил, нежели вращение заглублённого бура. Кроме того, ударным методом можно вести бурение даже одному человеку. Правда, такой способ весьма долог, и работы могут затянуться на несколько дней.

Если шнековый бур не удаётся самостоятельно поднять из скважины, можно облегчить задачу, соорудив приспособление для рычага. Например, поставив рядом бочку, и перекинуть через неё брусок. Один край бруска привязать к буру, а к другому краю приложить физическое усилие.

После окончания работ буры не следует разбирать или выбрасывать – с его помощью можно будет позднее делать ямы под заборные столбы, свайный фундамент и т.д.

Источник