Как сделать надежную конструкцию?
Чтобы буровая установка для скважин была надежной и позволяла выполнять буровые работы на профессиональном уровне, необходимо приобрести ряд элементов, изготовленных в заводских условиях с использованием высокоточной техники. Понадобится приобрести:
- вертлюг;
- буровую штангу;
- лопастной бур;
- мотор-редуктор;
- мотопомпу с рукавом;
- шланг для подачи бурового раствора.
Раму для монтажа этого оборудования можно изготовить самостоятельно из прочной стали.
На схеме наглядно изображено устройство заводской малогабаритной буровой установки с вертлюгом, буровой штангой, буром, электромотором, лебедкой, насосом и т.д.
Вертлюг необходим для передачи движущего момента от мотора-редуктора к буру, а также для подачи промывочного раствора. В корпусе вертлюга находится подвижная часть, на которой закреплены буровые штанги. Через специальный герметичный патрубок подается промывочная жидкость. Хотя конструкция этого элемента сложностью не отличается, от качества его выполнения зависит срок эксплуатации всей буровой установки. Из-за высоких нагрузок для изготовления вертлюга следует использовать высокопрочную сталь, соблюдая при этом минимальный зазор между движущимися элементами устройства. Некачественный вертлюг выйдет из строя после изготовления нескольких скважин.
Буровую штангу выбирают в зависимости от типа бурения (ударное, вращательное, с промывкой и т.д.). Штанга может иметь круглое или шестигранное сечение. Она передает движущий момент непосредственно к буру. В процессе работы штанга опускается вниз и ее необходимо наращивать. Для соединения используются специальные замки со специальной конической или трапециевидной (прямоугольной) резьбой, обеспечивающей максимально надежное соединение. По внутреннему сечению штанги в скважину подают жидкость, которая размягчает грунт и позволяет производить бурение более быстро и успешно.
Бур — это рабочий элемент, предназначенный для размельчения грунта. Для профессионального использования подходят специальные трехлопасные буры, которые вращают циклическим методом. Диаметр бура может варьироваться в пределах 80-350 мм. Изготавливают этот элемент из качественной стали, в которую вплавлены высокопрочные пластины, например, ВК-8. На твердых грунтах рекомендуется использовать бурение в несколько проходов. Сначала производят так называемое разведочное бурение 80-миллиметровым буром, затем скважину проходят бурами большего диаметра, пока отверстие не достигнет необходимых размеров.
Изготовление бурового инструмента
Как уже упоминалось ранее, приспособления для бурения можно изготовить самостоятельно, одолжить у друзей, или приобрести изделия промышленного производства.
Иногда буровую установку можно арендовать. Однако цель самостоятельного бурения обычно состоит в том, чтобы максимально снизить затраты. Самый простой способ выполнить бурение дешево – сделать инструменты из подручных материалов.
На схеме представлено устройство различных инструментов для бурения. С помощью долота особенно твердый грунт можно разрыхлить, а затем его вынимают буром, желонкой или другим приспособлением
Вариант #1 — спиральный и ложковый бур
Ручное бурение можно выполнять спиральным или ложковым буром. Для изготовления спиральной модели берут толстый заостренный прут, к которому приваривают ножи. Их можно изготовить из стального диска, разрезанного пополам. Край диска заостряют, и затем ножи приваривают к основанию на расстоянии около 200 мм от его края.
Бур для шнекового бурения, созданный своими руками, может быть разной конструкции. Обязательные его элементы – ножи с заостренными краями и установленное внизу долото
Ножи должны быть расположены под углом к горизонтали. Оптимальным считается угол около 20 градусов. Оба ножа располагают напротив друг друга. Разумеется, диаметр бура не должен превышать диаметр обсадной трубы. Обычно подходит диск диаметром около 100 мм. Ножи готового бура следует остро заточить, это облегчит и ускорит бурение.
Другой вариант спирального бура можно сделать из стержня и полоски инструментальной стали. Ширина полосы может варьироваться в пределах 100-150 мм.
Сталь следует разогреть и свернуть в спираль, закалить, а затем приварить к основанию. При этом расстояние между витками спирали должно равняться ширине полосы, из которой ее изготавливают. Край спирали тщательно затачивают. Стоит отметить, что в домашних условиях сделать такой бур непросто.
Спиралевидный шнек для бурения можно сделать из трубы и стальной полосы, однако правильно свернуть ленту в спираль, приварить и закалить инструмент в домашних условиях не всегда просто
Для изготовления ложкового бура понадобится металлический цилиндр. В условиях самостоятельного изготовления проще всего использовать трубу подходящего диаметра, например стальную трубу на 108 мм.
Длина изделия должна быть около 70 см, с более длинным устройством будет тяжело работать. На этом корпусе следует проделать длинную и узкую прорезь, вертикальную или спиралевидную.
Самодельный ложковый бур проще всего изготовить из отрезка трубы подходящего диаметра. Нижний край сворачивают и затачивают, а вдоль корпуса делают отверстие для очистки бура
В нижней части корпуса монтируются два ложкообразных ножа, режущая кромка которых затачивается. В результате грунт разрушается и горизонтальными, и вертикальными кромками бура.
Разрыхленная порода поступает в полость бура. Затем его вынимают и очищают через прорезь. Помимо ножей в нижней части бура по оси устройство приваривают сверло. Диаметр отверстия, сделанного таким буром, будет немного больше, чем само устройство.
Вариант #2 — желонка и стакан
Чтобы сделать желонку, проще всего также взять металлическую трубу подходящего диаметра. Толщина стенок трубы может достигать 10 мм, а длина обычно составляет 2-3 метра. Это делает инструмент достаточно тяжелым, чтобы при ударах о грунт производилось его эффективное рыхление.
К нижней части желонки приделывают башмак с лепестковым клапаном. Клапан выглядит как круглая пластина, плотно закрывающая нижний срез трубы и прижатая достаточно мощной пружиной.
Впрочем, слишком тугая пружина здесь не нужна, иначе грунт просто не попадет в желонку. При вытаскивании желонки клапан будет прижат не только пружиной, но и грунтом, собранным внутри.
Нижний край желонки затачивают вовнутрь. Иногда у краю приваривают острые куски арматуры или заточенные куски металла треугольной формы.
Сверху из толстой проволоки делают защитную сетку и приваривают ручку, к которой крепят металлический трос. Подобным образом изготавливают и стакан, только клапан здесь не нужен, а в корпусе следует проделать щель для очистки устройства.
Наиболее популярное оборудование для бурения скважин для воды МГБУ
Малогабаритные установки часто покупают ИП, небольшие компании и дачники. Основные черты компактных станков — малый вес, мобильность и сравнительно невысокая цена. Некоторые модели в диапазоне 70-900 тыс. р. пользуются повышенным спросом из-за возможности организовать бизнес на строительстве водозаборов, используя МГБУ.
Установка Колибри
Доступные способы бурения: шнековое диаметром <200 мм, роторное с промывкой и продувкой, сплошным забоем или колонковым. Проходка скважин в грунтах I-VI категории.
Установка Колибри.
Технические характеристики:
- глубина бурения — 50-70 м;
- мощность привода — бензиновый двигатель 16,4 кВт (22 л.с.);
- масса в сборе — 270 кг.
МГБУ монтируется на прицеп, шасси УАЗ, Газель. Выпускается в модульном варианте для ручной переноски. Стоимость 900 тыс. р.
Установка Гидробур
Изготавливается для бурения скважин Ø70-320 мм в породах любой твердости на глубину 50-70 м. Состав бригады — 2 человека.
Характеристики модели Гидробур-1 Крот:
- мощность электропривода от сети 220 В — 2,2 кВт;
- средняя скорость бурения — 4-5 м/час.;
- вес без снаряда и бурового инструмента 200 кг.
Цена базового комплекта — 70 тыс. р. Отдельно поставляются приборы управления — 14 тыс. р. и электропривод на подъем и опускание колонны — 14 тыс. р.
Установка ТМ 80
Применяется в твердых породах до 12 категории прочности. Начальный диаметр <300 мм, глубина бурения шнеком 150 мм — <10 м, с продувкой до 50, промывкой — 150 м.
Установка ТМ-80.
Параметры МГБУ ТМ 80:
- привод от двигателя ВАЗ 2106 — 80 л.с.;
- скорость бурения по песку — 15, глине — 10, твердым породам — 5 м/час.;
- масса — до 750 кг.
Станок установлен на собственном шасси, оборудован 4 выдвижными домкратами. Выпускается в 3 модификациях: Премиум, Стандарт, Бюджет. Стоимость от 570 тыс. р.
Установка УМГБ 2
Назначение — проходка выработок в крепких породах с промывкой или продувкой, в мягких грунтах устанавливают шнек. На станке установлен частотный преобразователь тока, обороты вращателя регулируются в пределах 0-110 об/мин.
Показатели:
- двигатель 3-фазный 4 кВт;
- глубина бурения шнеком — 6 м, с промывкой — до 120 м;
- масса с оснасткой на 51 м скважины — 1 т.
Модель разборная, умещается в легковом прицепе. Цена от 270 тыс. р.
МГБУ канатно-ударного бурения
Это простейшая малогабаритная конструкция, для которой не нужны сложные чертежи. Потребуется собрать станину, ударный патрон и желонку. А вот для облегчения работы нужен редуктор, к которому и подключается вся система. Вес патрона примерно 75-85 кг, желонка послужит для очистки забоя от грунта, а эффективность МГБУ доказана как на песчаных, так и на глинистых грунтах.
Требуемый «стакан» изготавливается из отрезка трубы с толстыми стенками сечения 80-120 мм, чем тяжелее патрон, тем лучше (если делается чертеж, то лучше сразу заложить вес патрона для определения несущей силы штанги). Снизу стакана привариваются «зубы», помогающие разрыхлению грунтов, но можно сделать низ ровным или заострить одним концом. Обязательно выполнить на верхней части стакана несколько отверстий для крепления троса, размер патрона в длину до 2 метров, больше не нужно – это будет неудобно для работы.
Треугольное основание, станина, патрон и трос – вся мини установка готовится недолго, подключить редуктор и можно начинать работу. Рекомендуется сначала сделать небольшую ямку, куда и будет нацелен патрон, диаметр ямы не должен быть намного больше сечения «стакана».
Бурение с промывкой
В использовании как малогабаритных аппаратов, так и более крупных механизмов, для повышения скорости прохождения породы, рекомендуется применять сверление с промывкой. Данный способ рытья позволяет поднять скорость погружения до 10 м/час, тогда как обычный сухой метод редко когда позволяет достичь скорости более 2 м/час. Существует два вида бурения с промывкой, которые незатейливо именуются прямым и обратным способами.
Прямой – это когда в качестве промывающей жидкости, при неглубоком сверлении, используется обычная вода; она закачивается в штангу, опускается к месту работы бура и оттуда выносит грунт на поверхность.
Обратный – вода закачивается внутрь шахты, а ее отбор производится через штангу с помощью мощного насоса.
Советы и подсказки
Перед тем как начинать делать ручной бур для скважины, необходимо задать себе следующие вопросы:
- Насколько глубокая она будет?
- Какой характер грунта: известняк, глина, щебень, скала или прочее?
- Необходим ли механический агрегат или будет использоваться простой ручной?
- Присутствуют ли в почве корни?
От этих факторов и будет зависеть, какую домашнюю бурильную систему изготовите. Если времени нет мастерить самостоятельно, можно приобрести небольшой садовый шнековый агрегат.
Если принято решение бурить, для облегчения рытья специалисты советуют использовать желонку. С ее помощью поднимать грунт на поверхность будет гораздо проще. Чтобы увеличить объем поднимаемой почвы, на возвышенности из бревна/ бочки сооружается рычаг. Процесс бурения значительно упрощается и ускоряется в несколько раз.
Бурение
Самый простой способ — шнековый, с использованием бура. Для неглубоких скважин использование вышки не потребуется. Весь процесс осуществляется двумя или тремя людьми, так как при вращении бура нужно прикладывать много силы.
Перед началом работ, нужно выкопать небольшую ямку. Это даст буру направление и поможет врезаться в грунт. Первые витки можно сделать и одному, а вот дальше потребуется помощник. Как только бур заглубится на всю длину, его аккуратно вытаскивают и очищают от земли.
Во время бурения его придется постоянно извлекать и очищать. По мере необходимости длина бура увеличивается дополнительными штангами.
Бурить нужно до тех пор пока не появится вода. Подсказкой будет появление мокрой земли. Однако не стоит сразу прекращать работу, обычно первый слой воды — грунтовый. Бурить же необходимо до водоупорного слоя, что обеспечит хороший приток воды.
После того, как доберетесь до водоносного слоя, нужно насосом откачать грязную воду. Откачав 40 — 50 литров скважина очиститься. Если вода все равно будет грязной, можно еще углубиться на пару метров.
Устройство
По окончанию бурения скважину надо обустроить. Для ее обустройства следует использовать обсадные трубы — асбестовые или пластиковые.
Для надежного крепления трубы должны иметь посадочные кольца. После установки, их засыпают керамзитом или гравием.
Скважина под воду — методы бурения
Шнековый метод — самый простой и дешевый способ. Основан на применение шнека (винта). Недостатком такого метода является то, что бурение возможно только мягкой и сухой почвы.
Роторное — производится бурильной сваей, внутри которой вращается специальный вал с долотом. Измельченный грунт извлекается с помощью вымывания.
Ударно — канатный метод бурения — самый медленный и трудоемкий. Однако, считается самым качественным. Срок службы будет более 50 лет. Скважина в этом случае делается при помощи тяжелого снаряда для дробления породы. Из недостатков можно отметить — высокую цену работ.
В заключении стоит отметить, что бурение лучше доверять профессионалам. Ошибка при бурении может привести к поломке оборудования или загрязнению самой скважины. Однако, обладая нужными знаниями и если есть оборудование, то скважину можно сделать и своими руками.
Посмотрите видео: Бурение скважины своими руками за 2 дня
https://youtube.com/watch?v=0N_KOvdK2xU
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.
Станина для малой буровой установки вид сбоку
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.
Самодельные устройства для бурения скважин
Простейшим водозаборным устройством является скважина абиссинского колодца. Чтобы ее устроить вовсе не нужно сложного оборудования или приспособлений. Достаточно раздобыть «бабу», а это груз килограмм на 20 – 25 и изготовить подбабок – по сути, хомут, надежно охватывающий забиваемую трубу.
Элементарное приспособление для пробивки абиссинских скважин показано на рис.1, где:
Рис.1. Пробивка абиссинки
1. Хомут для крепления блоков.
2. Блок.
3. Канат.
4. Баба.
5. Подбабок.
6. Забивная труба.
7. Труба водозаборная с фильтрующим устройством. На переднем конце она оснащена копьевидным наконечником, диаметр которого больше всех остальных составляющих. Поднимая и резко опуская бабу, два человека достигают водоноса на глубине до 10 метров за один световой день.
Чертеж рис.1 не предусматривает треноги
Не отрицая действенности такого способа, обращаем внимание, что с треногой легче управлять направлением погружения, ведь шурф должен быть строго вертикальным. Треногу легко сделать своими руками из подручных материалов. Рис.2
Самодельная буровая установка для абиссинских колодцев
Рис.2. Самодельная буровая установка для абиссинских колодцев
Бурение классических скважин на воду может производиться ударно – канатным способом, оборудование для реализации такой технологии отличается такой простотой, что «просится» быть изготовленным своими руками.
Рис.3. Схема устройства установки для ударно – канатного бурения
Простейшие малогабаритные установки такого типа позволяют бурение скважин на воду в глубину до 100 метров. Характерным недостатком такого способа является низкая производительность при проходке, поскольку процесс связан с постоянными подъемами инструмента для выгрузки грунта из скважин после каждых 5 – 8 ударов. В то же время ударно – канатный способ дает возможность наиболее качественного вскрытия водоносных пластов. Простейшее приспособление, показанное на рис.1, легко подвергается модернизации установкой привода на лебедку с муфтой сброса, а также установкой дополнительного ручного подъемного механизма для сборки обсадных труб, что доступно сделать своими руками в домашних условиях.
Популярны самодельные установки для бурения скважин на воду с применением шнекового инструмента. Это целая гамма решений от простого садового бура, на котором имеется возможность наращивать по длине бурильную штангу, до достаточно сложных механизмов, подходящих под классификацию МГБУ. На них применяются уже электрическая или ДВС тяга.
Рис.4. Самодельный бур шнековый
При желании простой шнековый бур можно сделать своими руками, ведь пригодится не только для бурения водяных скважин, но и при постройке ограждений участка и при создании свайного ростверкового фундамента, значительно снижая объем земляных работ. Для этого можно использовать чертеж с рис.3, при необходимости изменив размеры в соответствии с предпочтениями изготовителя.
Более сложные приспособления для бурения шурфов таким способом включаю в себя буровую вышку, представляющую собой традиционную треногу.
Рис.5. Схема ручного шнекового бурения с использованием треноги
Одному работнику под силу выполнить работу, но при этом существует опасность отклонения буровой колонны от вертикали. Поэтому обычно работают вдвоем, равномерно нагружая обе стороны рычага.
Учитывая трудоемкость выполнения работ, целесообразно максимально механизировать процесс бурения. Для этого есть все условия, поле непродолжительных поисков на строительных рынках можно приобрести любые детали или узлы и сделать бурилку самостоятельно.
Рис.6. Самодельный бурильный станок для шнекового бурения с промывкой
Как видно из рис.6, многие промышленные образцы не сравняться с такой самоделкой по элегантности исполнения и компоновки такой установки. Судя по виду проводников, электрическая схема разработана и исполнена под напряжение 220 вольт. Размер бурового инструмента показывает, что установкой доступно исполнение скважин среднего и высокого дебита.
Советы и рекомендации
Простое и удобное приспособление в виде бура облегчит ваши работы на даче.
Опытные мастера советуют выбирать необходимый инструмент спокойно, не торопясь, чтобы не ошибиться в покупке.
При выборе змеевика стоит обращать внимание на спираль покупаемого изделия. Чем круче она загнута, тем больше будет скорость бурения
Если требуется пробурить небольшие отверстия-щели, выберите конструкцию с пологой спиралью
Такие изделия меньше подвержены износу. Изделие с «самозатачиванием» спасет вас от частого затачивания ножей, т. к. они будут заостряться при трении о слои почвы. Металл, из которого выполнен аппарат, должен быть настолько толстым, чтобы выдерживать определенную нагрузку и не ржаветь. Известная марка свидетельствует не только о больших затратах на приобретение инструмента, но и о его высоком качестве. Со временем траты окупаются.
Также стоит учесть рекомендации по использованию инструмента.
- Скорость выполнения бурения должна соответствовать скоростному режиму бура. Превышение может привести к быстрому износу деталей и приведению инструмента в нерабочее состояние.
- До начала бурения проверьте работу аппарата на холостом ходу, убедитесь, что все части работают исправно.
О том, как выбрать бур для скважин, смотрите в следующем видео.
Изготовление буровой колонны
Самый ответственный элемент конструкции – бур. Он должен изготавливаться из высокопрочных сортов стали. Бур можно изготовить из стальной трубы диаметром 100 мм с толщиной стенок не менее 5 мм. На верхнем конце трубы нарезается резьба для соединения со штангой. На нижнем конце трубы необходимо изготовить винтовой шнек с количеством витков не менее 2. К нижнему торцу трубы прикрепляются с помощью сварки два высокопрочных ножа, наклоненных к плоскости торца для придания ввинчивающего движения. Диаметр нижней части бура составляет около 200 мм. Общая длина бура достигает 1,5 м.
Шнек можно сформировать из стальной полосы толщиной 8-10 мм.
Виды буров для бурения водяной скважины.
Если изготовление винтового участка вызывает осложнение, можно приспособить на этом участке ледовый бур или отрезок стандартного винтового шнека, приварив к трубе.
Каждая секция штанги изготавливается из высокопрочной стальной трубы диаметром 100 мм с толщиной стенок 5-8 мм. Длина каждой секции обычно составляет 1,5-1,8 м. Первая секция должна иметь на нижнем конце внутреннюю винтовую резьбу для крепления бура. На верхнем конце выполняется прямоугольная или трапециевидная внешняя резьба для соединения секций между собой. Все последующие секции имеют на обоих концах одинаковую резьбу, аналогичную верхнему концу первой секции. Аналогичные параметры резьбы, но внутреннего исполнения, имеют соединительные муфты для сборки штанги из секций.
Вращательное движение буровой колонне придает электродвигатель через муфту в виде замка для трубы, входящую в систему мощного электропривода. Вся эта система крепится на каретке (металлической полке), способной перемещаться по вертикали при подъеме или спуске колонны в скважину.
Подъем и спуск буровой колонны осуществляется с помощью лебедки через трос. На тросе колонна закрепляется замком.
Ручные
Существует еще и автономные буровые устройства, созданные на базе мотоблока. Они чаще всего имеют механический привод, он получает крутящий момент от двигателя мотобура.
Небольшой размер таких устройств позволяет работать с ними в одиночку, а использование понижающего редуктора позволяет производить сверление скважин даже большого диаметра. Величина заглубления у них намного меньше, чем у МГБУ и у самоходных механизмов, а небольшой размер такой ручной бурилки позволяет делать скважины возле стен зданий или заборов.
Если водоносный горизонт на вашем участке находится на глубине не более 20–25 метров, то такой аппарат будет идеальным решением самостоятельно изготовить абиссинскую, а быть может, даже артезианскую скважину. Скорость бурения зависит от характеристик установленного двигателя и составляет 3–5 м/час. Ввиду небольших размеров и невысокой мощности такие установки используются на мягких, торфяных и глинистых почвах.
