Самодельные буровые установки
Бурить скважины чаще всего требуется при устройстве скважины на воду, но и кроме того периодически такие работы нужны: установить металлические столбы под забор (беседку, перголу), создать поле для сбора тепла из земли при устройстве теплового насоса земля-воздух, при устройстве столбчатого фундамента и многих других строительных работах. Облегчит и значительно ускорит процессы малогабаритная буровая установка. Имея некоторый навык сварки, ее можно сделать своими руками.
Самодельная буровая установка
Виды самодельных буровых установок
Для самостоятельного бурения скважин (на воду и не только) требуется хоть небольшая буровая установка. Глубина скважин редко бывает меньше 20 метров и без применения хоть простейших механизмов обойтись очень сложно. Если говорить о техниках бурения и типах бутовых установок, то сделать своими руками можно следующие буровые:
- Ударно-канатную установку. Принцип работы этого типа оборудования основан на силе тяжести. На какой-то высоте закрепляют тяжелый буровой снаряд в заточенными краями — стакан или желонку. Его «роняют» несколько десятков раз. Каждый раз снаряд прорезает некоторую часть грунта, а порода застревает внутри полого снаряда (для сыпучих грунтов они снабжаются клапанами). Стакан вынимается из скважины, грунт удаляется. Далее процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет требуемой глубины. Для самостоятельного исполнения подобные устройства — самые простые. В наиболее бюджетном варианте это некая станина, позволяющая закрепить блок над скважиной. Через блок перекинут длинный трос с привязанной желонкой. За трос можно дергать «вручную», а можно установить мотор-редуктор с барабаном.
Одна из ударно-бурильных установок
Шнековая буровая установка. Углубление в грунт происходит при помощи шнека — стержня с наваренными винтом лопастями. Шнеком можно вручную пробурить скважины в пару метров — под свайный фундамент, например. Для прохождения плотных слоев типа глины или плотных песков, требуется солидное усилие. Поэтому требуется двигатель с большим вращающим моментом, а они работают от 380 В. И то, шнековые установки практически бесполезных на каменистых грунтах. И все равно — просто это небольшой камень типа щебня или скальные породы — шнек их не пройдет.
Шнековая буровая установка
Роторное бурение. Используется тоже принцип вращения, но внутрь бура подается бурильный раствор (вода). Это эффективный способ — вода выносит на поверхность шлам (раздробленную породу), и бур очень редко вынимают на поверхность. Его только сверху постоянно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Есть роторные установки «сухого» бурения — без растворов, но они требуют больших усилий, скорость бурения при этом намного ниже. Поэтому такие установки делают и используют редко.
Роторная буровая установка
Выбор типа буровой установки для изготовления ее своими руками зависит от геологии местности, где будут бурить, влияет также глубина залегания водоносных слоев. Наиболее универсальный метод — ударно-канатный. Хорошо проходят разные грунты при помощи роторного оборудования с использованием воды (этот способ называют еще гидробурение). Для разных типов грунтов используют разной формы долота, а измельченный грунт вымывается на поверхность водой.
Самый «капризный» по грунтам шнековый бур, зато он неплохо справляется с вязкими грунтами — глинами, суглинками, но с валунами и каменистым грунтом он застревает.
Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок
При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.
Наиболее простые конструкции
Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки. При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку.
Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).
Сделанная своими руками мини буровая установка
Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.
Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.
Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.
Как сделать установку для роторного бурения
Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.
Принципы построения бурилки
При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:
- Сначала должны быть вертлюг и штанги. Если вы не квалифицированный токарь или у вас нет такого на примете, то эти детали лучше купить. При их изготовлении требуется высокая точность, что можно достичь при высокой квалификации. Причем резьба на вертлюге и штангах должна быть одинаковой, или потребуется переходник. Резьба на штангах лучше — трапеция, так как потом конусную мало кто из токарей может сделать.
- Купить мотор-редуктор. Если питание будет от 220 в, то характеристики его такие: мощность 2,2 кВт, оборотов — 60-70 в минуту (лучшие : 3МП 31,5 или 3МП 40 или 3МП 50). Более мощные поставить можно только при условии наличия питания в 380 В, да и более мощные редко нужны.
- Покупаете лебедку, может быть ручной или электрической. Грузоподъемность желательно не менее 1 тонны (если есть возможность, лучше — больше).
- Когда все эти составляющие имеются на руках, можно варить каркас и делать бур. Ведь все это оборудование крепится на него, а виды крепления могут быть разными, угадать невозможно.
Самодельная буровая установка
Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:
- горизонтальной платформы;
- вертикальной рамы;
- подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.
Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна. Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.
Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.
Чертеж бура на 159 мм
Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.
В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.
Устройство вертлюга для бутовой установки
Чертеж вертлюга для малогабаритной буровой установки
Простейшая установка для шнекового бурения
Если водоносные слои неглубоко, грунты мягкие, можно обойтись механической буровой установкой со шнеком. Это та же тренога или любая другая рама с блоком через который перекинут трос. Только вместо желонки или бурового стакана к тросу привязан шнек. В верхней его части имеется перекладина, при помощи которой его проворачивают.
Ручная буровая установка со шнеком
Для облегчения процесса желательно наличие лебедки или хотя-бы ворота (по типу колодезного). Но можно сделать роторную бурилку, похожую на описанную выше. Изменится только строение вертлюга — он нужен без отвода под подачу воды. Работа одной из бурильных установок, собранной мастеровым человеком своими руками, из подручных материалов — на следующем видео. Можно рассмотреть и особенности конструкции.
И последний момент — видео о том, как сделать шнек для буровой установки своими руками.
Источник
Как я собрал гидробур и пробурил скважину на известь 33 метра
Всем привет, поделюсь подробным опытом бурения довольно глубокой скважины на известняк своими руками. Составляющие побирались так, чтоб «просто работало», пробурить себе скважину разок, не для профессионального бурения. А начну я долгий рассказ с самого интересного, с буровых работ.
Начинаем
Место для бурения было выбрано — низина, практически болотистая местность, всего два метра ниже по уровню уже находится вода в ручье.
Работали мы вдвоем, одному проделать работу ну очень тяжело, нужно носить заливать воду, ставить штанги и прочее.
Так вот, забурились мы на три метра, и началось жуткое поглощение воды, ведро воды улетало секунд за 20, я не успевал бегать за водой в колодец. Попали мы, скорее всего в верховодку/плывун, это смесь из глины и крупного песка, вода в этом горизонте грязная.
Через некоторое время вода перестала циркулировать по кругу, она уходила и уходила бесконечно в землю. Это был один из самых тяжелых периодов бурения, так как приходилось таскать много воды, а бурение шло медленно.
Примерно на 9-м метре поглощение воды прекратилось, скорее всего, буровую шахту обволокло глиной. Да, знаю, обычно используют специальные буровые составы, но я не думал, что он понадобится на глине.
Далее на 15-18 метрах мы вошли в мелкий желтый, а потом и серый песок. Поглощение на нем было очень слабое, поэтому решили идти далее. Примерно с 20 метра вошли в какую-то серую породу, интернет подсказал, что это серая/черная глина или бетонит.
Водонос!
Еще спустя несколько метров мы зашли в известь, на выходе начала появляться белая крошка, а вода побелела, а со временем стала как молоко. Периодически мы меняли воду в кастрюле, она становилась слишком «густой» от извести.
Далее на 28 метров бурения извести (всего мы в нее зашли уже на 6 метров) началось поглощение воды. Вода уходила примерно ведро в минуту, я сделал вывод, что мы вошли в водоносный горизонт, этот горизонт называется «водонасыщенный известняк».
Так вот, поглощение воды может быть как слабым, так сильным, так и наоборот может быть самоизлив. Так что тут важно не упустить момент и понять, что происходит. У нас поглощение было относительно небольшим потому, что статический уровень всего 3 метра под землей. При отключении насоса вода из кастрюли по штанге самотеком стекала в скважину.
Как бурили известняк
Известь бурилась тяжело, она очень вязкая, простым кручением бура она не поддавалась. Известь мы пробивали, поднимали бур, а потом он под своим весом летел вниз и так значительно углублялся.
В итоге мы пробурили скважину в 33 священных метрах, поглощение воды осталось прежним, примерно ведро в минуту, тут и обсадились.
В известняке встречалось нечто наподобие камушков/окаменелостей, бур то стопорился, то проходил немного легче.
Часто при бурении извести переставала циркулировать вода, приходилось бур приподнимать, чтобы наконечник промылся.
Да, два раза у нас забивался наконечник, раз после суточного простоя бура (он забился сантиметров на 15 песком). Вытаскивали и чистили. А еще раз забился в извести, но после простукивания по трубе пробка вылетела.
В таких случаях трубу можно продуть или более мощным насосом или прочистить длинной стальной проволокой.
Обсадились
В качестве обсадной использовал ПВД 32, в качестве фильтра засверлил примерно 5 метров трубы, конец трубы запаял. Сетчатый фильтр на известь не нужен, это и так твердая порода.
Труба зашла очень легко, чтобы сверху не сыпалась глина и песок, прикрутил скотчем импровизированный сальник. Потом эта труба по кругу обрастет глиной и все будет герметично.
На данный момент скважина раскачивается, дебет вырос с начальных 10 до 15л/минуту, вода пока мутная, с известью. Сначала вымывалось много песка с глиной, сейчас такое не наблюдается. Статический вровень расположен 3 метра под землей, вода не кончается, прошло примерно 7 часов раскачки на момент написания статьи.
Как я собрал бур!
Материалы и инструменты:
Материалы:
— труба ду20 (штанги по 3 метра!);
— резьба приварная ду25 и муфты на 25;
— кусок стальной пластины для ножа (пойдет и «сырая»);
— труба, шпильки, гайки и пр. (для ручки);
— шланг садовый ду20 5 метров (не меньше);
— фитинги, кусок пнд25, штуцер и пр. (для «гусака»);
— дренажный насос (12мХ400л/мин, мощность 2кВт);
— кусок канализационной трубы и тройник;
— ПВД или ПНД 32 (на обсадную);
— хомуты, изолента, проволока и конечно скотч!
Шаг первый. Резьба
Привариваем резьбу, на бесшовные трубы резьба на 25 надевается с минимальным зазором. А вот на сварные трубы у меня резьба заходила с зазором. Прихватывал, вращал и потом проваривал. Обязательно зачищал сварные швы на предмет шлаковых дыр и заваривал в случае обнаружения. На одну трубу (две резьбы) у меня шел примерно один электрод тройка.
Накручивал муфты на одну из сторон на паклю и ставил каплю сваркой, чтобы было меньше потенциальных зон для раскручивания. Резьбы брал короткие (1.5 см), но их длина в идеале не должна быть менее 2 см! При интенсивной работе более короткую резьбу может разбить!
Шаг второй. Наконечник
Наконечник поставил самый обычный треугольный из толстой сырой стали. Заточил с обеих сторон в «клин». Нож себя показал отлично, мудрить там особо ничего не нужно!
Дырки прорезаем как можно больше, поток воды должен в идеале обмывать нож, дырки должны быть такими, чтобы из них легко вылетала грязь, вязкая глина и так далее. В идеале торец трубы должен быть полностью открыт, тогда насос вытолкнет пробку в случае чего.
Шаг третий. Гусак
Гусака я собрал из всякого сантехнического хлама, который у себя нашел. Это угол 90 градусов на 25 резьбу, фитинги под ПНД25 и кусок ПНД25. Чтобы конструкция была жесткой, прикрутил проволокой и скотчем кусок трубы. С гусаком не возникало никаких проблем!
Мешал только шланг, он иногда загибался, был выбран неудачный вариант. Под шланг устанавливаем соответствующий штуцер не ниже ду20. Учтите, что дренажные насосы не выдают большое давление, у моего всего 1.2 бара, так что все отверстия, по которым идет вода, должны быть максимально возможного диаметра (не менее 20 мм), иначе все остальное теряет смысл.
Шаг пятый. Насос
Насос выбирался с давлением 12 метров (1.2 бара), насос на 8 метров, наверное, бы с такой задачей не справился ввиду небольшого диаметра труб. Так что чем меньше диаметр, тем больше давление должно быть у насоса. Сперва я пробовал работать «ручейком», но у него мощности совсем оказалось мало (а может он был просто уставший).
В трубу насоса (2 дюйма вроде) я запихнул фитинг под ПНД25, примотал изолентой и проволокой, ничего не вырвало. Ну, а далее ПНД25 и в нее шланг на 20, изолента и хомуты.
Вот и все, снаряд готов. Более детально процесс работ можно посмотреть на видео, результат получился отличный! Главное, не потерять штанги в скважине!)) Все резьбы мы крепко затягивали ТОЛЬКО на паклю с уплотнительной смазкой! В принципе, держало крепко. Один раз, правда, резьба раскрутилась, вал ходил легко, но потом он там как-то сам затянулся. Важно прижимать бур при вращении направо, чтобы резьба закручивалась и наоборот приподнимать при вращении налево.
Также перед установкой новой штанги важно не забывать крепить гусака, а то потом на 3 метра допрыгнуть не получится)) Пару раз забывали, матюкались, но что поделать) На этом все, что забыл, спрашивайте, расскажу.
Источник