Оборудование и инструмент для бурения скважин

Устройство водозабора – одна из первых задач, которую решают владельцы загородных участков. Освоение надела и комфортное проживание на нем невозможно, если не иметь качественную воду в достаточном количестве. Наиболее достоверные результаты о наличии живительной влаги и условиях ее размещения может обеспечить только разведочное бурении скважины малого диаметра своими руками. Кроме того, такое мероприятие дает ценную информацию о составе грунтов над водоносным пластом, а, следовательно, какое использовать оборудование для бурения и подобрать буровой инструмент.

Бурильное оборудование для скважины, выполняемой с целью разведки, может применяться самое простое, начиная от садового шнекового бура, и выполняется, как правило, своими руками.

Рис.1. Конструкция ручного шнекового бура

Такой инструмент вполне может быть изготовлен своими руками.

Более продвинутым инструментом является бур с приводом, который также относится к ручным инструментам.

Рис.2. Ручной шнековый бур с приводом

Однако, следует заметить, что применение такого способа применяется, обычно, при разведке на грунтовую воду, залегающую на глубине до 7 – 10 метров. Дальнейшее продвижение скважины с их применением затруднительно.

Для более глубоких скважин на воду успешно применяется малогабаритное буровое оборудование с возможностью использовать различный буровой инструмент в широкой гамме.

МГБУ просты в эксплуатации, что позволяет использовать их для производства работ своими руками. Большинство установок оснащается вертлюгами, что позволяет использовать такое буровое оборудование для выполнения работ с прямой промывкой. Такая технология дает возможность выполнять шурфы глубиной до 70 метров.

Рис.3. Мини – бурилка для скважин на воду, возможна промывка

Такие установки оснащаются бурильными трубами с различными видами соединений между собой, в комплект входит и буровой инструмент.

По результатам исследования грунтов выбирается один из способов исполнения скважины.

Ударно – канатный способ

Самый простой метод проходки скважин, дающий наилучшие результаты по качеству вскрытия пластов, но, в то же время, самый трудоемкий. Оборудование для бурения по такой технологии наиболее простое, состоит обычно, из треноги с блоком.

Рис.4. Установка для бурения ударно – канатным способом

Буровой инструмент представляет собой трубу с желонкой (клапан для удержания разрыхленного грунта внутри трубы). За канат труба приподнимается на высоту приблизительно в полтора метра и резко отпускается. При падении она и разрыхляет грунт. После нескольких таких циклов трубу нужно поднять для выемки грунта.

Рис.5. Инструмент для ударно – канатного бурения, в середине долото для разрушения каменных глыб

Таким способом проходят шурфы глубиной до 70 метров в различных грунтах. По мере углубления скважины процесс становится все менее производительным.

Способ идеально подходит для исполнения своими руками, поскольку вышку и буровой инструмент легко изготовить самостоятельно.

Колонковый способ проходки

Сущность его состоит в том, что разрыхление породы происходит не по полному диаметру скважины, а только по ее краям. Середина остается цельной и через буровую колонну извлекается на поверхность.

Рис.6. Пример конструкции колонкового бура

Буровой инструмент нагружается значительно меньше, что позволяет увеличить скорость проходки и уменьшить нагрузки на механизм буровой установки. При бурении скважин на воду шурф в некоторых случаях дополнительно проходят шнеком. При бурении таким способом возможна проходка шурфа глубиной до 70 метров за один рабочий день.

Способ, по сложности оборудования, нельзя рекомендовать для исполнения своими руками при бурении скважин на воду.

Рис.7. Установка алмазного колонкового бурения

При проходке скважин на воду колонковые установки применяются в мобильном исполнении на шасси различных транспортных средств, что обеспечивает их мобильность. Возможно использование установок такого типа для выполнения шурфов своими руками, при этом технику можно взять в аренду на несколько дней.

Роторное бурение

Название методу дали от способа приведение во вращения буровой колонны в при помощи ротора. Такой способ исключает создание усилий на буровой инструмент в осевом направлении. Подача производится только под собственным весом буровой колонны. В начале процесса, когда вес еще невелик, а также на тяжелых грунтах, для увеличения подачи используются УБТ – утяжеленные бурильные трубы.

Рис.8. Мини — установка для роторной проходки скважин

Особенностью процесса является высокая скорость проходки с усиленными нагрузками на породоразрушающий инструмент. При этом он нагревается и быстро выходит из строя. Чтобы избежать этого явления в шурф подается вода, как для охлаждения инструмента, так и для размягчения грунта. Для хранения запаса жидкости непосредственно у места производства работ необходимо отрыть две емкости в грунте: основную, являющуюся также шламосборником, и питающую, куда отстоянная в основной емкости вода поступает самотеком. Поступающая по внутреннему каналу буровой колонна, выполнив свое назначение, выносится наверх вместе с продуктами бурения.

Инструмент применяется самый разнообразный

Рис.9. Различные виды породоразрушающего инструмента для роторной проходки шурфов

При прохождении промежуточных водоносов производится обсадка стенок скважины до упора в нижний изолирующий слой, после чего бурение производится инструментом меньшего диаметра. Таким образом, скважина принимает вид телескопического устройства. Щелевой зазор между стенками обсадной колонны и шурфа заливается бетоном.

Производительность процесса роторного бурения высокая, что позволяет быстро произвести проходку и запустить процесс промывки скважины. Он может занять довольно продолжительное время, что вызвано необходимостью удалить из водоноса продукты промывки.

Несмотря на кажущуюся сложность процесса, такой способ довольно широко используется для выполнения скважин на воду своими руками.

Турбинное бурение

Это разновидность вращательного процесса проходки шурфов, при котором как породоразрушающий инструмент применяются турбобуры.

Рис.10. Семейство турбобуров различных размеров

Такой способ проходки шурфов применяется для глубокого и сверхглубокого бурения. Применяются бурильные головки, изготовленные из сверхтвердых и композитных материалов, режущие части выполняются из твердых сплавов или с алмазными напайками. При использовании в качестве промывочной жидкости чистой воды, ее подают в скважину под увеличенным давлением по сравнению с вариантом использования глинистого раствора. В процессе проходки мягких грунтов скорость вращения снижается, что увеличивает стойкость инструмента и величину проходки за один рейс.

Целенаправленно такой метод проходки шурфов для добычи воды применяется только при бурении артезианских скважин промышленного назначения на большую глубину. Для бурения на песок он нерентабелен.

Заключение

Выбор способа бурения скважины зависит от гидрогеологической обстановки на месте выполнения работ. Поэтому ее изучение, как и бурение разведочных скважин, является обязательным элементом процесса строительства собственного водозабора. Успехов вам!

Советуем почитать: Малогабаритная буровая установка