Ударно-канатное бурение скважин. Скважина ударно-канатным способом своими руками: простая и недорогая технология Бурение скважины ударно канатным способом бурка

Традиционное ударное бурение скважин своими руками – самый недорогой и простой способ обеспечить участок питьевой водой, не прибегая к копке колодца. Все материалы и инструменты, которые необходимы, можно смастерить самостоятельно, имея опыт работы с металлом. Организовать весь цикл, от забоя скважины до запуска, могут 2 мастеров. Но в сравнении с другими методами ударное или канатно-ударное бурение является самым медленным: на обустройство водозабора нужно как минимум 2 – 3 дня.

Перед началом работ необходимо сопоставить все исходные данные: тип грунта, глубину водоносного слоя, его насыщенность. Ударным способом бурения можно углубить скважину до 50 м – до чистого песчаного водозаборного слоя.

Критерии выбора метода бурения водозаборной скважины на участке

Состав, твердость грунта оказывает решающее влияние на окончательный выбор способа обустройства водозабора. Ударный метод подойдет для бурения скважин:

• В песчаных, сыпучих породах с минимальным количеством твердых каменистых включений.

• В мягких, глинистых грунтах.

• Если слои перенасыщены грунтовой влагой.

Без тяжелой техники можно забить скважину на песок своими руками

Сложно проходить каменистые, скальные породы: скорость бурения значительно снижается. В твердых грунтах предпочтительно использовать МБУ и роторное вращательное бурение. Но в осыпающихся, влажных слоях применение ударно-канатного метода является практически единственным недорогим методом обустройства скважин.

В зависимости от цели обустройства источника и глубины залегания водоносных песков применяют самодельные или промышленные установки для ударного бурения и обустраивают:

• Абиссинские колодцы, или скважины-иглы: глубиной до 15 м, до первого песчаного горизонта. Такой источник нерационально обустраивать, если планируется постройка жилого дома или использование большого количества воды. Дебит сильно зависим от количества осадков, чистота воды сомнительна. Используется для полива, технических нужд на стройке.

• Скважины до 2 – 3 песчаного слоя: источник глубиной до 25 – 40 м. Такой скважины достаточно для непрерывного обеспечения водой одного коттеджа или дачи. При регулярной эксплуатации и уходе может служить до 20 лет.

Преимущества ударного способа: экономия средств и минимум места для установки

Ударный (или ударно-канатный) метод – самый трудоемкий в бурении скважин. Приходится извлекать на поверхность грунт из шахты, механическим способом поднимать тяжелый ударный инструмент. Преимущества способа также обусловлены его простотой и доступностью:

• Установка легко собирается на ограниченной площади. Главное – выбрать участок, где нет ограничений по высоте для сборки рамы. Монтаж можно выполнить в одиночку, для транспортировки достаточно легкового прицепа.

• Возможность применения на неровной местности со сложным рельефом, при отсутствии подъезда и места для разворота грузовой техники.

• Используется на участках, не подключенных к электросетям.

Самодельную раму можно собрать из металлических труб и подключить мотор для поднятия штанги

• Ударный инструмент (наконечник) просто заменить в процессе работы.

Технология проведения буровых работ: этапы и оборудование

В ударном бурении используют 4 типа режущих наконечников для скважин. Применяют разные устройства в зависимости от твердости, влажности и плотности проходимого грунта.

Режущий стакан применяют при прохождении плотного грунта, не насыщенного водой, который удерживается в полости инструмента и не осыпается в ствол. Самостоятельно изготовить стакан можно из толстостенной чугунной или металлической трубы длиной до 1,5 м. Край инструмента имеет вид срезанного внутрь под углом 45 о конуса. Режущую поверхность предварительно затачивают. В средней части трубы вырезают отверстие, через которое извлеченный из ствола грунт можно вытолкнуть. Диаметр режущего инструмента зависит от запланированного размера обсадной трубы. В верхней части приваривают поперечную перекладину или высверливают отверстия для подсоединения и крепления троса.

Простейшая установка для самостоятельной пробивки скважины

Стакан с расширителем представляет собой стандартный инструмент с расширяющимся книзу краем. Применяется, когда необходимо увеличить диаметр шахты для установки обсадной трубы. Есть готовые расширители, которые используют при работе внутри обсадных колонн. Лепестки с режущими элементами раскрываются и срезают грунт со стенок шахты после прохождения под дно нижней трубы. При поднятии инструмента края сжимаются и проходят внутрь ствола.

Механический расширитель для канатного ударного бурения

Желонка представляет собой усовершенствованный стакан. Это труба без отверстий, с глухими стенками. Нижняя часть состоит из стакана – части с режущим цельным, или выполненным в виде лепестков-зубьев, краем. Над основанием обустраивают запорный клапан. Металлическая пластина по внутреннему диаметру трубы на шарнире открывается при ударе и закрывается под весом земли. Клапан препятствует обратному высыпанию внутрь скважины грунта. Альтернатива – шаровой клапан. Подбирают подходящего диаметра тяжелый металлический мяч, над ним приваривают упор-ограничитель. Инструмент используют на сыпучих и влажных породах, которые плохо удерживаются в стакане.

Когда в процессе прохождения попадают на валун или каменистый твердый слой, вместо режущих инструментов применяют долото. После удара инструмент необходимо провернуть по оси для дробления твердых элементов. Поэтому предпочтительно использовать стальной трос вместо веревки.

Готовые инструменты: долото для участков с каменистой почвой

Сборка установки и подготовка к бурению

Кроме режущих инструментов для организации бурения домашней скважины на воду классическим ударным методом понадобится каркас. Материалы:

• Металлические трубы с приваренными упорами для стабилизации и крепления конструкции.

• Стальной трос.

• Лебедка готовая или самодельная.

• Ударная штанга – тяжелая металлическая или чугунная труба длиной до 3 м, равного диаметра с ударным наконечником.

Собранная колонка для забоя скважины

Перед монтажом конструкции необходимо подготовить углубление – яму вокруг шахты, которая предотвратит осыпание поверхностного грунта вглубь. Достаточная ширина – 1,5-2 м, глубина – 1-1,5 м. Стенки можно укрепить черновыми досками.

Собирают установку на выровненной площадке, крепят опоры. Устанавливают лебедку. К нижнему концу троса подсоединяют ударный инструмент.

Канатный замок и стальной трос помогут провернуть долото в каменистой почве

Наконечник должен располагаться непосредственно по центру обсадной трубы. Чтобы точно рассчитать место удара, сначала вручную буром проходят до 1 м почвы и устанавливают вертикально трубу, проверяют угол. Необходимо добиться входа трубы в землю под углом 90 о. Малейшие отклонения приведут к уклону ствола, установить трубы будет невозможно.

Начало работ и прохождение первых метров грунта

Лебедкой поднимают штангу и опускают в ствол. При ударе режущий край углубляется в грунт. Инструмент поднимают и опускают повторно. Так проходят первые метры шахты. За один спуск в мягком грунте стакан проходит 10 – 20 см. Освобождать полость от глины приходится каждые 40 – 50 см. Для этого полностью поднимают над землей трубу и очищают.

Штангу поднимают над землей и опускают в ствол

Регулярно проверяют вертикальность ствола. При малейших отклонениях корректируют направление ударного стакана. Извлеченный грунт складируют за пределами площадки, небольшое количество оставляют для подсыпки.

Скорость прохождения зависит от тяжести снаряда: чем больше собственный вес штанги, тем быстрее углубляется скважина.

Бурение и установка обсадной трубы

На глубине 3 – 4 м забой временно приостанавливают и начинают установку обсадной колонны. Одновременное ударное бурение и монтаж обсадной трубы экономят время и фиксируют стенки ствола: грунт не будет осыпаться вглубь шахты.

Используют трубы, превышающие диаметр ударного инструмента на 2 см: по краям необходим зазор как минимум 10 мм для свободного движения штанги. Выбор материала зависит от рекомендаций мастеров: некоторые традиционно отдают предпочтение стальным толстостенным трубам с заводской антикоррозионной обработкой. В применении металлических конструкций есть преимущество: такую трубу невозможно повредить ударом наконечника. Соединяют обсадные трубы резьбой с уплотнением или сваркой.

Бурение продолжают до прохождения на запланированную глубину. Определить нахождение инструмента в водоносном слое просто: скорость погружения резко увеличивается, есть ощущение «проваливания» бура, поднятый на поверхность песок насыщен влагой.

ПВХ труба может использоваться в качестве обсадной

Нижняя часть скважинной трубы обязательно должна быть оборудована надежным сетчатым фильтром, чтобы в ствол не проникал песок, глина и мелкие камни со дна.

Видео: как своими руками без лишних трат забить скважину

Подробное видео: как обустроить скважину из подвала дома ударным способом бурения компактной самодельной установкой.

Обслуживание и обустройство готового водозабора

После завершения работ необходимо промыть источник. Прокачка – это постоянный забор воды до получения чистой прозрачной жидкости. Во время проведения процедуры очищается вода и на дне формируется небольшой колодец.

Песчаная скважина требует ухода. Главный принцип увеличения срока жизни источника – постоянное использование. При нерегулярном заборе воды происходит снижение дебита и заиливание. Также специалисты рекомендуют прочищать водозабор по мере необходимости. Срок службы при правильном уходе может превысить 10 – 15 лет. Качество воды и производительность источника зависят от соблюдения технологии при обустройстве, корректности выбора материалов и точности расчета глубины. Поэтому стоит заручиться помощью специалистов – не придется тратить деньги на забой новой скважины через несколько лет.

Существует великое множество видов бурения, но большинство из них требует использования тяжелой техники и сложного инструментария. Самостоятельно пробурить скважину можно несколькими способами, и один из них - ударно-канатный. При том, что сам метод применяют широко, ударное бурение скважин своими руками в части целесообразности весьма спорно.

Ударно-канатное бурение представляет собой циклическое разрушение породы специальным долотом и ее извлечение желонкой. В обустройстве скважин на воду применяют специализированную технику - буровые установки. Получаемые скважины отличаются долгим сроком службы, высоким дебитом.

Установка для бурения

Преимущества и недостатки

Методу присущи ряд достоинств и несколько недостатков.

Преимущества:

• качественное вскрытие пласта;
• отсутствие промывки;
• проход валунных прослоек, впитывающих влагу пород;
• быстрое освоение скважины;
• возможность бурения скважины диаметром 50 см и более;
• раздельный керн.

Недостатки:

• очевидный и крупный - крайне низкая скорость бурения;
• невозможность проходки некоторых грунтов;
• проблемы с глубиной.

Нюансы технологии

1. Недопустимо опускание желонки ниже башмака обсадной колонны более чем на 500 мм. Несоблюдение правила приведет к обвалу песка с захватом желонки. Итог - полная остановка бурильных работ.
2. Желонку нельзя переполнять. В противном случае порода перебросится через снаряд. Итог: захват, зацикливание, остановка работ.
3. В неустойчивой породе необходимо применение обсадной колонны в целях закрепления стенок скважины во избежание их обрушения.

Целесообразность ударного бурения скважины своими силами

Стоимость бурения скважины на воду, включая цену обсадной трубы, составляет около 2000 р. за метр в самом дорогом регионе России. Помножив метры на цену, прикинув количество дней, потраченных на ударное бурение своими руками, мы пришли к выводу, что самостоятельные работы банально невыгодны. Отсутствие возможностей ударно пробурить скважину в любом грунте, осилить валуны без долота - последние фрагменты картинки. Контрольный выстрел - опасность захвата желонки, обвала стенок, остановки работ. Стало ясно: ударное бурение скважины своими руками - это old и прекрасная терапевтическая методика, а целесообразность абсолютно не при чем.

Самодельная установка потребует и времени, и вложений.

Достоинства метода

Вынужденно исключив экономические соображения, мы составили список достоинств:

1. В здоровом теле здоровый дух: усиленные физические упражнения вкупе с правильным дыханием способны продлить жизнь.
2. Демократичность: пробурить скважину может плотник/слесарь/боксер, а лучше всех - штангист, но точно необязательно быть бурильщиком.
3. Клин клином вышибают: ударное бурение своими руками - отменное лечение эргофобии и зависимостей различного рода.
4. Эволюционный рост: труд сделал из обезьяны человека, ударный труд сделает из человека супермена. По окончании работ бонус - формат «Арни».
5. Уникальный ландшафт: из куч изъятого грунта можно сделать трассу для слалома или оставить их альпийскими горками.
6. Трофеи: в процессе можно собрать крупную коллекцию лягушек и прочей местной подземной живности, захваченной снарядом.

В контексте удобного, быстрого, четкого способа добычи воды ударное бурение своими руками рассматривать нереально, зато это единственно возможный способ для ненавидящих прогресс.

Пошаговая инструкция по ударному бурению своими руками

Целесообразности никакой, потому пытаемся обойтись хотя бы без расходов.

Для бурения скважины на воду ударным способом понадобится простейшая установка, состоящая из треноги и бурильного снаряда - стакана. К стакану прикрепляют трос, трос перекидывают через перекладину, венчающую треногу (или блок, закрепленный на перекладине). Тренога для устойчивости оснащена каркасом. Для облегчения трудов праведных используют лебедку.

Принцип прост: стакан забивают в грунт, грунт забивается в стакан; снаряд поднимают, освобождают и снова опускают - так делают до тех пор, пока не достигнут нужной глубины (или возможной глубины). Снаряд изготавливают из отрезка трубы. На рабочем конце трубу заостряют.

Необходимо соорудить треногу и бурильный снаряд. Для треноги нужно 3 бревна (или трубы, но придется варить), но сначала надо сделать каркас - треугольник на земле. Потом к каркасу прикрепить бревна и соединить их сверху перекладиной (через нее будем потом тянуть трос). Крепим гвоздями и молотком. Можно и камнем, но современность коварна - молоток встречается чаще, чем годные естественные колотушки, потому без малой механизации не обойтись.

Изготовив установку, приступаем к главному: созданию снаряда (стакана). Вооружаемся болгаркой (ретрограды могут заточить ногти) и идем на охоту - надо получить трубу метровой длины. Встретив годный экземпляр, внимательно его осматриваем: нужен такой, чтобы отрезать только один раз (если придется резать два раза, велика вероятность, что нам попалась труба «Газпрома», и можно не успеть убежать).

Заостряем добытый экземпляр с одного края: берем наждачную бумагу и работаем (снаряд должен резать землю, как нож масло).

Забивной стакан (бывают в продаже)

К снаряду необходимо прикрепить трос. Приваренная самостоятельно целевая петля зачастую приводит к потери стакана в недрах земли. Поэтому берем коловорот, сверлим в трубе два отверстия, через них продеваем трос и завязываем узлом «булинь».

Процесс ударного бурения

Стакан забиваем в грунт и поднимаем наполненным. Канат (трос) наматываем на локоть. Поднятый на поверхность снаряд нужно освободить: берем палку и ею помогаем себе вытряхнуть грунт.

Активно работая, вычерпываем землю из нашей будущей скважины. В какой-то момент произойдет то, что и должно произойти: стакан будет поднят пустым. Проходимый пласт окажется либо сыпучим, либо слишком жидким (поверхностный слой не вечен). Однако не стоит отчаиваться - если надо, дойдем до земного ядра (хватило бы троса и жизни) при помощи желонки.

Применение желонки

Желонка гораздо хитрее стакана: наполнившись, она закрывается (срабатывает обратный клапан). Во избежание фатальных ошибок и вырезания труб во всем предместье желонку лучше купить. Печалиться о растраченных средствах, когда можно было бы привязать ночной горшок и черпать, не стоит: желонка нам еще пригодится при ремонте скважины (учитывая, что мы все делаем своими руками, требоваться она будет часто).

Видео: наглядная демонстрация процесса

На видео молодой человек весело и ударно проходит терапию бурением скважины на воду своими руками.

Неожиданности в ударном бурении своими руками

На все работы может не хватить сезона, но главная неожиданность - отсутствие водоносного пласта на расчетной (предполагаемой) глубине. Бурить глубже может оказаться невозможным, потому придется искать воду в другом месте, то есть «наша песня хороша - начинай сначала».

Помимо коварства пласта нас могут подстеречь:

• обвал стенок,
• захват желонки,
• нарушение вертикали,
• зацикливание ствола.

Поговорка актуальна - бурим новую скважину (или вызываем специалистов для исправления ситуации) и готовимся к использованию пробуренного.

Итак, у нас целый набор первоклассных нор, очищенных от всего встреченного (не считая погибших желонок), и надо решить, как их теперь использовать:

• заселить кротов,
• припрятать клад,
• прицелиться в будущее - накидать в норы сюрпризов для потомков и закопать.

Кроты все-таки чревато: они демонстрируют устойчивую тенденцию к размножению и попутному пожиранию корневых систем всех без разбора растений, когда иссякают насекомые; есть подозрение, что при исчерпании растительного ресурса кроты съедят фундамент дома. Деньги (давно известно) надо хранить в сберегательных кассах. Остается послание потомкам: есть ли жизнь после жизни, неизвестно, но на всякий случай надо обеспечить себе веселье. Вариантов содержания закладываемого послания - масса, но это уже другая история, не имеющая отношения к ударно-канатному бурению своими руками.

Есть ли у нас вода? Большой вопрос.

Конечно, малость механизировав процесс, можно ускорить прохождение всех этапов ударного бурения, но в любом случае чисто своими руками строить скважину на воду с применением этого метода нецелесообразно (если действительно не рассматривать версии терапии или Шварценеггера) - вы не заработаете гораздо больше, чем потратили бы на специалистов.

– довольно сложный процесс, для проведения которого необходимо привлекать специализированную технику. В домашних условиях целесообразно использовать оборудование, изготовленное своими руками. В данном случае лучшим вариантом будет ударно-канатный способ бурения. Для изготовления данного оборудования не нужно быть профессионалом и достаточно использовать простые и недорогие материалы.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.

Преимущества и недостатки метода

Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:

• при помощи данного метода можно качественно вскрыть водоносный горизонт и эксплуатировать его. Срок службы скважины превышает 50 лет;
• при бурении ударным способом не нужно использовать воду или специальный бурильный раствор. Это очень практично;
• при помощи данного метода для формирования колодца можно даже пробурить породу, которая очень легко впитывает промывочную жидкость;
• к эксплуатации скважины можно приступать сразу после проведения всего комплекса работ;
• ударный способ бурения не представляет опасности для водоносного горизонта. После проведения всего комплекса работ его засорение исключено;
• ударное бурение скважин своими руками проводится с формированием отверстия с большим начальным диаметром;
• при помощи данной бурильной установки можно проводить геологоразведочные работы. Осуществляется выемка породы по всей глубине.

В то же время ударный способ бурения скважин не лишен недостатков. Он характеризуется низкой скоростью проведения всего необходимого комплекса работ. Также данный метод не подойдет для территории, где присутствуют сыпучие песчаные грунты, или если необходимо сформировать скважину значительной глубины.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Малогабаритная буровая установка

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.

В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Технология проведения бурильных работ

Устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.

Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.

Разрушение почвы начинают при помощи самодельного стакана из обрезка трубы. Ударной штангой его резко опускают на поверхность с высоты 1,5 м. При помощи троса с лебедкой стакан извлекают наружу и повторяют процесс сначала. При необходимости забивной снаряд меняют на желонку или долото, осуществляют увлажнение почвы или досыпают немного сухой породы.

Видео: Канатно-ударное бурение

В настоящей статье приводится информация о том, как проводится бурильные работы скважин на воду. Описанный ниже способ состоит в циклическом разрушении пород их дроблением при помощи специального долота и последующей очистке забоев желонками. Пробуренная этим способом скважина отличается сохранением высоких водных дебетов и длительным сроком службы – до восьмидесяти лет и более. Сегодня вместо ударно-канатного бурения скважин все чаще начал использоваться другой способ бурения – роторный. Существует мнение, что это не совсем обоснованно, поскольку на Западе и в США многие компании по-прежнему применяют ударно-канатный метод бурения.

Преимущества и недостатки

К достоинствам ударно-канатного бурения можно отнести:

• в большинстве случаев качественное вскрытие и дальнейшее опробование водоносного пласта;
• отсутствие необходимости обеспечения установки глиняным раствором и водой;
• успешное проведение бурения в галечниково – валунных прослойках, а также в породах, легко впитывающих промывочные жидкости;
• возможность освоения скважины в краткие сроки – сразу после завершения бурильных работ. Благодаря применению данного способа водоносные горизонты не засоряются, они сохраняются в таком же виде, что и до бурения:
• возможность выполнения бурильных работ скважины при больших начальных диаметрах, достигающих 500 мм и более;
• взятие раздельных проб (образцов) водоносного горизонта во время бурения.

Недостатки ударно-канатного бурения:

• самый большой недостаток — это низкая скорость бурения;
• невозможность бурения в некоторых песчанных грунтах;
• проблематичность бурить глубокие скважины;
• только вертикальное бурение.

Бурение в различных почвах и климатах

Песок

Технология проведения бурильных работ ударно-канатным способом зависит в основном от геологических условий. Когда работы проводятся в песках или зыбучих песках – так называемых плывунах – тогда обязательно используется желонка с плоским клапаном. В этом случае одновременно с бурением нужно произвести крепление стенки скважины обсадными трубами.

Если песок чистый и водоносный – используются желонки с короткими ударными штангами. Для соблюдения правильности технологического процесса важно, чтобы частота ударов была как можно меньше.

Внимание! Категорически нельзя опускать желонки ниже закрепленного башмака обсадной трубы больше чем на 50 см. Если не придерживаться этого правила, то не исключено, что песчаные карьеры скважины попадут под обвал и захватят при этом и желонку. В результате может полностью остановиться весь процесс бурения.

При бурении скважины в песках, она заполняется песком, перемешанным с водой, который поднимается за желонками. Тут важно проследить, чтобы не произошло переполнение желонок, так как в этом случае порода перебросится через них и может привести к заклиниванию или прихвату. А это чревато остановкой бурильных работ и, следовательно, снижением показателей. Этот момент нужно учесть именно при бурении в песках-плывунах. Поскольку они характеризуются высокой плавучестью, их бурение следует проводить быстрее, чем в простых песках. В таких местах при данном способе бурение категорически нельзя останавливать.

Гравий

В гравийной породе и в галечниках бурение проводится двутавровыми долотами. Единственная желонка, применяемая в этом случае, это желонка с плоским клапаном и низко посаженным башмаком. Также двутавровым долотом проводят бурение в глинистой породе.

После разрыхления до глубины 1,5м применяется любая желонка. Буровой станок используется только при проведении бурения в сильно песчаных глинах. Желонка в этом случае может быть без крепления клапана.

Глина

Вязкие, пластичные глины бурят специальным долотом, изготовленным из плоского или двутаврового долота, на конце которого дополнительно приваривают несколько лопастей, после чего долото приобретает крестообразный вид. Работая с таким специальным долотом, нужно помнить, что в скважину следует долить примерно 5 л водного раствора, а процесс бурения продолжается несколько минут, не более. Образующийся внутри скважины шлам удаляется с помощью долота.

При наличии в породе большого количества валунов есть риск искривления ствола скважины во время бурения, вследствие чего невозможно будет добывать качественную воду. Для случаев, когда требуется раздробить встречающиеся при бурении валуны, существуют утяжеленные долота.

Породы с повышенным содержанием трещин больше других склонны к обвалам и обрушениям. Поэтому при бурении в них нужно проявлять особую осторожность. Канат бурильной установки нужно держать натянутым, чтобы избежать раскачиваний инструмента и в то же время аккуратно выполнять обсадку скважины.

В районах вечной мерзлоты, характеризующимися устойчивыми окаменелыми породами (плотные глинистые сланцы, песчаники, известняки), бурение производится так же, как и в обычных климатических условиях.

Элементы и устройство конструкции

Основными элементами предварительной конструкции скважины при бурении ударно-канатным способом являются:

• глубина залегания скважины;
• ее расчетный диаметр;
• обсадные трубы (необходимо указать длину и количество колонн);
• необходимые для работы специализированные устройства;
• фильтр, колонна, расположенная над ним, отстойник, стакан, изготовленный из цемента.

Существуют некоторые условия, выполнение которых гарантирует создание правильной конструкции скважины ударно-канатным методом бурения.

И вот какие именно:

• размер выхода обсадной колонны из труб не должен превышать 30 м;
• углубление прикрепленных башмаков обсадных труб в водоупорную породу производится на 2 м ниже водоупорной кровли;
• применяемый диаметр долота нужно изменять через одного;
• во избежание расшатывания обсадных труб, их загоняют в грунт насколько можно плотнее;
• обсадная колонна, которую соединяют с последующим участком обсадной трубы, должна входить в нее не больше чем на 5 м при глубине скважины до 50 м и не более чем на 7м при ее глубине более 50м.

Обсадные колонны применяют с целью закрепления стен скважин, пробуренных в неустойчивых породах. Их используют также для изолирования водоносных горизонтов, не подлежащих дальнейшему использованию. Опробование отдельных участков происходит также с использованием обсадных труб.

Рассмотрим основные диаметры используемых при бурении обсадных труб. Минимальный наружный диаметр имеет 219 труба. Ее внутренний диаметр составляет 205 мм. Следующие диаметры труб – 273 и 325 мм. Стенки этих труб имеют толщину 9мм. Трубы с толщиной стенки 10мм имеют большие наружные диаметры – 377 и 426 мм.

В процессе производства работ по бурению в не совсем устойчивых, рыхлых породах обсадные колонны опережают снаряд бурового инструмента. В этом случае рекомендуется использовать обсадные трубы с соединением без муфтового захвата, другими словами, труба в трубу.

Такая конструкция достойна внимания из нескольких соображений. В первую очередь, гораздо легче становится обсаживание скважин, как и их выемка при консервации или полной ликвидации.

Кроме того, для такой конструкции допустимы трубы горячей прокатки, стоимость которых намного меньше стоимости обычных труб.

Для скважин глубиной до 100м применяется для обсаживания набор асбоцементных труб диаметром до 300 мм с соединениями резьбовыми и без резьбы.

Инструмент

Рабочий инструмент, с помощью которого разрушается порода – долото. Желонка, служащая для извлечения разрушенной породы на поверхность. Буровой снаряд, составными частями которого являются ножницы, штанга для ударов, канат и канатный замок.

Вспомогательный инструмент, с помощью которого производят сборку и установку бурового снаряда. К ним относятся различные ключи, в том числе рожковые и гаечные, затяжные трещотки, отвертки.

Специальные инструменты для работы непосредственно с обсадными трубами. Это — башмак, забивные головки и снаряды, хомуты.

Инструмент для ловли и установки труб.

Перечень установок для проведения бурильных работ ударно-канатным способом не такой большой, как для роторного способа. В него включены УКС22М-2, УКСЗОМ-2, установки для комбинированного бурения, когда роторное бурение сочетается с ударно-канатным способом и обратной промывкой.

Комбинированные буровые установки очень часто используются в США. Они дают возможность сочетать вращательный и ударно-канатный методы проведения бурильных работ, делать обратную промывку. Но стоимость таких комбинированных установок гораздо больше стоимости обычных бурильных установок и чтобы окупить данное оборудование нужно выполнять немалые объемы работ. Поэтому они невыгодны у нас для многих мелких фирм.

Для более комфортного проживания в загородном доме требуется обустройство канализации и подачи воды. Сложно себе представить жилье без подобных коммуникация. Ведь вода требуется не только для приготовления пищи, но и для полива культурных растений. Ее отсутствие значительно усложняет жизнь.

Ударно-канатное позволяет решить подобные проблемы. При помощи такого метода можно без особых усилий добыть воду. Стоит отметить, что подобные работы можно провести самостоятельно. Главное, знать, как правильно бурить скважину и что для этого требуется.

Основные типы скважин

При желании можно провести ударно-канатное бурение своими руками. Фото готовой конструкции представлено ниже. Перед началом работ стоит определиться с типом скважины. Их существует несколько:

1. Трубчатый колодец. Его глубина составляет от 8 до 12 метров. Верховодка, пыль, грязь, а также чужеродные элементы в данном случае не попадает в воду, предназначенную для питья.
2. Скважина в песчаном грунте обычно делают глубиной 15-30 метров. При этом применяют шнековый метод. Устройство для скважины представляет собой металлический рукав, на конце которого имеется участок с перфорацией. Монтируется фильтр в песке крупной фракции с примесями гальки. В целом сооружение способно прослужить около 5 лет при редком использовании, а при частом - до 15. Промывку конструкции осуществляют после заиливания. Если это не дает результатов, то рядом бурят новую скважину.
3. Артезианская. Глубина данной скважины составляет 15-200 метров. Этот показатель зависит от глубины залегания слоев известняка. Эксплуатационный срок равен 50 годам.

Технология бурения

На данный момент существует несколько технологий:

1. Бурение ударно-канатное.
2. Роторное.
3. Шнековое.

Технологии отличаются между собой способом разрушения определенных пород, а также способами извлечения из ствола сооружения почвы. Каждый метод подразумевает применение специального оборудования, которое по-разному влияет на качество проводимых работ. Именно от этого зависит стоимость бурения скважины.

Бурение ударно-канатное

Этот метод является самым простым и относительно недорогим. Особенность технологии заключается в отсутствии необходимости применения тяжелой техники. Установку для бурения скважины можно монтировать самостоятельно. Это отнимает немного времени и сил. Ударно-канатное бурение своими руками - это самый популярный метод, позволяющий вскрывать прямо с поверхности водоносные пласты.

Основные преимущества подобного метода:

1. Большой срок эксплуатации.
2. Позволяет контролировать водоносность горизонта, а также уровень воды.
3. Можно пробить скважину большого диаметра.
4. Исключает риск попадания в воду, предназначенную для питья, вредных примесей в процессе бурения.
5. Эффективность и экономичность при проведении работ в зимний период.

Что потребуется

Для бурения скважины ударно-канатным способом необходимо приобрести специальные приспособления. Как правило, для этого требуется:

1. Блок и лебедка.
2. Трос.
3. Станок для забивания.
4. Установочный каркас.
5. Штанга.

Основной элемент конструкции - это забивной стакан. Помимо этого, требуется отрезок трубы, изготовленной из стали. Он должен быть скошен вовнутрь. Отрезок должен иметь в самом низу режущую прочную кромку. Поверх забивного стакана устанавливается наковальня. Именно по ней при помощи штанги наносятся удары. Лебедка позволяет опускать и поднимать забивной стакан.

Как действует установка

Как осуществляется ударно-канатное бурение? Станки для этого можно изготовить самостоятельно. Главное, представлять себе, как это работает. Действие установки сводится к следующему:

1. Благодаря силе трения, в забивной стакан попадает порода и удерживается в нем.
2. Чтобы проникнуть вглубь почвы, используется штанга, которая бросается на наковальню.
3. Когда забивной стакан наполняется грунтом, он поднимается вверх, а затем очищается.
4. данные действия следует совершать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение ударно-канатное лучше применять в тех местах, где грунт несыпучий, глинистый и мягкий.

Как пробить скважину на сыпучем грунте

Если на участке имеется сыпучий грунт, то будет сложнее. Для этого потребуется желонка. Эта деталь представляет собой трубу, изготовленную из стали и имеющую внизу задерживающий клапан.

Это позволяет значительно упростить процесс. При опускании элемента в грунт происходит открытие клапана. В результате этого в трубу попадает почва. При подъеме клапан закрывается. После изъятия желонка очищается. После этого процедура повторяется.

Чтобы грунт в процессе бурения не осыпался, можно применять Они забиваются в почву при каждом углублении. На первом этапе данный элемент должен иметь расширительный башмак, обладающий конусовидной формой. Чтобы станок без затруднений перемещался, его диаметр должен быть меньше размеров обсадной трубы. Только в этом случае можно углубиться в почву до необходимого уровня. Ударно-канатное бурение с обсадной трубой применяется не только на сыпучем грунте.

Как пробить скважину в твердой каменистой почве

На твердом каменистом грунте пробивание скважин осуществляется с применением долота. Под его ударами осуществляется разрушение пород. Затем она извлекается при помощи желонки. Для монтажа обсадных труб необходимо использовать расширитель. Благодаря ему, обеспечивается нужный диаметр для прохождения конструкции.

Забивка элементов осуществляется в те слои грунта, которые располагаются ниже уровня залегания водоносных пластов. После этого требуется откачка скопившейся жидкости, а также очищение от грунта и смеси вод дна скважины. Осуществляется это при помощи желонки.

Бурение ударно-канатное - это несложный процесс. При соблюдении определенных правил можно получить скважину с чистой водой. Главное, придерживаться рекомендаций специалистов:

Особенности монтажа обсадных элементов

Для уже готовой скважины обычно монтируется дополнительная обсадка. Она может быть цельной и выполненной из а также отдельных ее отрезков.

Процесс работы с подобным материалом требует осторожности и повышенного внимания. В противном случае конструкция не будет свободна погружаться. Все звенья трубы должны надежно крепиться и удерживать от сползания. Для их фиксации стоит использовать скобы. Данные фрагменты в дальнейшем закрываются полосками листами нержавеющей стали.