Как обеспечить участок и дом чистой водой? Иногда решение проста — устройство скважины. Если оплата бригаде дорогая, а навык и желание работать есть, пробурить ее можно самостоятельно. Существуют различные методы добычи воды из земли.
Среди методов бурения место бурения желонкой весьма достойно. Чаще всего используют желонирование совместно с вращательным колонковым методом для добычи рыхлых несвязных пород: песков, гравийных отложений. В некоторых случаях без желонки вообще невозможно извлечь разрушенный грунт со скважины.
Бурение скважин при помощи желонки – тема нашего рассказа. Узнайте, как пробурить водозаборную скважину на участке, используя простой ручной инструмент. Наши советы помогут вам создать источник воды с минимальными расходами.
Общие понятия о процессе бурения
Процесс бурения желонкой относится к ударно-канатным методам. В качестве инструмента применяют желонку: тяжёлый, пустой, длинный и узкий снаряд, опускаемый в скважину с высоты нескольких метров.
Под воздействием желонки пласты земли разваливаются и опускаются внутрь оболочки боеприпаса.
Процесс продолжают до достижения водоносного слоя и его прохождения.
Ударно-канатное бурение обладает рядом преимуществ перед другими методами. К примеру, при ручном бурении желонькой воду в ствол обычно не подают, в отличие от шнекового и роторного бурения.
В результате грунт в скважине остается сухим, что уменьшает вероятность ослабления или разрушения её стенок. Также имеется преимущество – точное определение водоносного пласта.
В «мокром» бурении определить появление воды может быть сложно даже для опытных специалистов, которые иногда пропустят этот момент и продолжат работы. Также принято считать, что расход воды в «сухих» скважинах выше, чем в «мокрых».
При выборе между желонки и шнеком некоторые специалисты учитывают ограничения глубины бурения у современных шнековых установок с промывкой.
Мощность подобных систем равна 12 кВт. В быту обнаружить мотор-редуктор с такой мощностью непросто.
Редуктор мощностью 2,2 кВт поднимает груз весом около тонны. Такой механизм без труда поднимет даже очень тяжелую желонку. Достаточно бросить желонку вниз, чтобы получить удар, разрушающий достаточно плотные породы. Получается более эффективное воздействие при меньших энергозатратах.
Кроме того, собрать желонку из подручных средствПроще и быстрее будет работать, чем шнек, конструкция которого значительно сложнее. Известны случаи, когда при помощи самодельной желонки, треноги и мотора удавалось пробурить скважину глубиной более 40 метров, хотя на это уходило несколько месяцев.
Что необходимо учесть при работе?
Начнем с анализа потенциальных сложностей. Каждая скважина обладает собственными особенностями.
Бурение на небольшом расстоянии может иметь разные сценарии развития. Предварительное изучение предполагаемого состава почвы и входящих в него слоёв поможет сформировать план работ, подготовить требуемые инструменты и другое оборудование.
Чем гуще и тяжелее вещество, нужно извлечь на поверхность, тем труднее работать желонкой. С сухим песком справиться проще всего. А вот на плывунах работа может продолжаться бесконечно при почти незаметном углублении скважины. Некоторые мастера в этом случае советуют бурить с промывкой, быстро погружая обсадную трубу вперед желонки.
Желонка неэффективна для прокладки шурфов в тяжёлых глиняных почвах.
Для отбора слоя суглинков применяют стакан: длинный узкий инструмент с заостренным концом и отсутствием клапана. Его бросают в шахту с высоты нескольких метров. После этого стакан извлекают и очищают через вертикальное отверстие, расположенное в его боку. Иногда подобное отверстие делают и в желонке.
Работа по суглинку затруднена и нетороплива. Следует проанализировать затраты сил и времени, возможно, целесообразнее выбрать шнековое бурение по сравнению с ударным методом. Определить состав грунта для бурения можно двумя способами: недорогим — расспросить соседей с уже пробуренными скважинами, или дорогим — заказать работы у специалистов.
Для обустройства скважины обычно отдают предпочтение понижениям рельефа, предполагая, что это место позволит приблизиться к водоносным слоям. Некоторые мастера смогли пробурить достаточно глубокую скважину прямо в подвале своего дома, поскольку станок или тренога для желонки — конструкция компактного размера.
Для таких работ требуется просторный подвал с высокими потолками: там нужно разместить буровую установку и производить наращивание обсадной трубы.
Без пола и потолка лебедку крепят на стропилах.
Необходимо учитывать большое количество грязной воды, которая появится из скважины во время бурения и может затопить всё вокруг. Бурение лучше проводить в сухую пору года.
Работы проводят чаще летом. Буровые операции эффективны и зимой, хотя пробить слой замерзшего грунта может быть сложно. Весной во время паводка бурение не рекомендуется: мокрый грунт труднее вынимать, а определить появление воды в скважине сложнее. Осенью работы обычно начинаются в ноябре.
Инструменты и применяемые материалы
Вначале потребуется желонка и крепление для нее. Желонка для бурения — это довольно тяжёлый инструмент.
Если есть стремление достать наполненное оборудование из скважины вручную, потребуется затратить значительные усилия и время. Для упрощения процесса над местом бурения ставят вышку в виде треноги.
Изготавливается она из металла или дерева. Верхняя часть оснащается блоком, в котором продевается металлический трос. К этому тросу крепится желонка.
Повышение происходит при помощи мотор-редуктора с сцеплением. К валу этого устройства наматывается трос. Для предотвращения раскручивания барабана по инерции после удара желонки устанавливают тормозное устройство.
При коммерческом использовании тормоз оправдан, но для личных нужд его можно и не применять. Сцепление позволяет регулировать усилие на устройстве, учитывая силу удара. Опыт скоро позволит устройству определять этот момент.
Установка, желонка и стакан доступны для самостоятельного изготовления или покупки в строительных магазинах. Инструкция по созданию бурового инструмента для ручного бурения представлена подробнее. в этой статье.
Для изготовления желонки потребуется отрезок металлической трубы длиной несколько метров. Диаметр наружный такой трубы должен быть примерно на 20 миллиметров меньше внутреннего диаметра обсадной трубы. Например, если используется стальная обсадная труба диаметром 133 мм, то для желонки подойдет труба диаметром 108 мм.
Стеночки трубы для желонки могут быть толстыми до 10 миллиметров. Важно учесть размеры и массу устройства. Труба должна быть тяжёлой, чтобы при ударе по земле эффективно её разрыхлять и схватывать.
Важно помнить, что для извлечения заполненной желонки мощности редуктора должно быть достаточно. Весом в 30-40 кг вполне можно считать достаточным. После выбора трубы необходимо внизу приварить или прикрутить башмак с лепестковым клапаном.
К верхней части прикрепляют защитную решетку и ручку с металлическим тросом. Для лучшего рыхления грунта нижнюю часть инструмента можно заточить внутрь. Вместо заточки края внизу можно приварить заостренные прутья или острые куски металла.
Так же из труб делаются стаканы для бурения скважин на суглинках. Клапану тут не требуется место, а трубу снабжают вдоль вертикальными отверстиями для очистки стакана от густого грунта.
В дополнение к установке и желонку потребуется несколько материалов и инструментов.
- обсадные трубы в нужном количестве;
- Фиксаторы для труб при сварке и пайке.
- садовый бур;
- место для сбора отработанного грунта;
- Реceptor для отведения сточных вод.
- сварочный аппарат или паяльник для труб ПВХ.
Для создания ствола скважин можно применять как металлические, так и пластмассовые материалы. обсадные трубыДля упрощения погружения трубы в шахту скважины её нижняя часть должна быть укомплектована специальным башмаком. Соединение пластиковых труб производится при помощи паяльника, предназначенного для этой операции.
Работать этим инструментом легко освоить, однако для начала рекомендуется пройти несколько уроков у квалифицированных специалистов или потренироваться на кусках непригодных труб. Металлические трубы легче в работе из-за большей прочности по сравнению с пластиковыми.
Трубу в некоторых случаях опускают в шахту до нужной глубины просто забив ее. Для соединения металлических труб применяют сварочный аппарат; если такого опыта нет, его потребуется получить. Трубы с резьбовым соединением чаще всего применяют для скважин, но сварка считается более надежным способом.
Описание технологии бурения
Подготовку материалов и инструментов можно завершить, приступая к работам. В выбранном месте для скважины устанавливается тренога. Металлический трос желонки заводят на блок и наматывают на вал редуктора. В грунте под желонкой садовым буром проделывают отверстие нужного диаметра для прохождения желонки.
Надежно закрепляем положение трубы, чтобы при заглублении ствол не отклонился в сторону.
Началась операция по бурению. Вверх поднятую желонку сбрасывают вниз. Удар разогревает землю, открывается клапан, и полость желонки наполняется землёй.
В большинстве случаев производят три-четыре удара, чтобы заполнить желонку грунтом по максимуму. Затем её извлекают из шахты на поверхность, открывают клапан и высыпают изъятый материал.
Пустую желонку многократно возвращают в шахту. Шахты с каждым разом делается глубже. Для укрепления стенок необходимо установить внутри первую обсадную трубу.
Хомутами фиксируют трубу, чтобы та не опускалась ниже необходимого уровня. При необходимости наращивают длину обсадной трубы, сваривая, завинчивая или пая её сегменты.
Вначале бурение скважины и последующее установка труб представляется некоторым более простым решением, однако установка труб сразу значительно надежнее. Такой подход гарантирует сохранение стенок скважины от разрушений.
Установка первой обсадной трубы в шахте — важный этап. Её положение выставляют по уровню и крепко фиксируют. Остальные трубы устанавливают по первому образцу. Неправильно установленная труба с самого начала может усложнить бурение, монтаж насоса фильтра, обслуживание скважины и так далее.
Верхний слой суглинистого грунта часто плотный из-за большого содержания глины. Его проходят при помощи стакана, устройство которого описано выше. Действие его аналогично действию желонки: бросают в шахту, вынимают, очищают и т. д.
Пройдя этот участок, можно снова использовать желонку.
Прохождение плывуна может быть затруднено, если при бурении ствол пройдет через влажный слой. Некоторые специалисты полагают, что для повышения скорости работ целесообразно подавать воду в обсадную трубу и откачивать жидкой почвы.
Во время бурения желонкой обычно используют метод «всухую». Такой способ помогает точно установить момент появления воды в скважине, что указывает на достижение водоносного слоя.
Остановка бурения при обнаружении воды в шахте — частая ошибка начинающих бурильщиков. Лучше продолжить работы и углубиться в следующий слой почвы приблизительно на полметра. Это позволит добиться максимального дебита скважины. После этого остаётся… скважину прокачать, опустить в нее насос, обустроить оголовок и т.д.
Выбор: с фильтром или без?
Чтобы избежать загрязнения скважины, внутри ствола монтируют дополнительную трубу. скважинным фильтромИз длинного отрезка трубы с диаметром, меньшим, чем у обсадной, изготавливают его. Верхняя часть трубы служит для сальника, а в средней части делают много отверстий.
Для ограждения перфорированного участка используют сетку галунного плетения. В крайнем случае применится обычная мелкоячеистая сетка, например, с параметрами 0,2 на 0,13 метра. Сетку крепят проволокой.
Нижняя часть фильтра – отстойник, в нём перфорация не обязательна. При шнековом способе укладки скважины фильтр опускают с помощью соединённых штанг, а при ударно-канатном бурении – металлическим тросом.
Недостаток прочности фильтра не позволяет добиться герметичного соединения со сальником при установке конструкции. В подобной ситуации целесообразно применять ПСУЛ — предварительно сжатую уплотнительную ленту, которая успешно используется при монтаже ПВХ окон.
Ленту нужно сразу намотать на край фильтра и погрузить его в шахту, так как ПСУЛ быстро увеличивается в размерах. При этом ленты расширится снизу и обеспечит герметизацию фильтра. После опускания фильтра вниз обсадную трубу поднимают вверх.
В большей части фильтр должен находиться ниже края обсадной трубы. Для поднятия трубы можно применять два пятитонных домкрата. Выведенную на поверхность часть трубы срезают или отвинчивают. Чтобы хомут не скользил, к выступающему куску трубы приваривают арматуру.
Ударно-канатный способ бурения дает возможность создать бесфильтровую скважину. Для обустройства ее таким образом нужно опустить обсадную трубу ниже водоносного слоя примерно на полметра. При “мокром” шнековом или колонковом бурении извлечь керн из скважины трудно. Желонка без труда извлекает рыхлые, насыщенные водой обломочные породы.
Когда обсадную трубу крепко размещают, в скважину опускают два шланга. По первому подается вода, по второму – воздух компрессором. Получается эрлифт, а поток воды препятствует образованию песчаной пробки.
Смесь воды, песка и воздуха, текущая по обсадной трубе, следует слить в отдельную емкость. После отстаивания смеси необходимо измерить объем намытого из скважины песка. По справочникам, каждый кубический метр такого песка соответствует примерно 4,5 кубометрам дебита.
Расскажет о колонковом и шнековом способах бурения водозаборных скважин. другая статья, с которой мы советуем ознакомиться.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Показана процедура бурения скважины колонковым методом.
Видео №2. Комбинирование шнекового бурения в прочном грунте с применением желонки для преодоления тонкого, влажного песка.
Видео третья. Необычная конструкция желонки и стакана для бурения.
Ударно-канатный способ бурения превосходит по популярности шнековый метод благодаря множеству преимуществ. Изготовление желонки и других инструментов возможно из доступных материалов. Сама процедура бурения проста, особенно при учёте потенциальных сложностей на ранних этапах.
Имеете ли вы личный опыт ручного бурения? Возникли затруднения при изучении предоставленной информации, желаете поделиться своими знаниями о тонкостях процесса? Пожалуйста, пишите комментарии в расположенном ниже блоке, задавайте вопросы и добавляйте фото по теме.