Отсутствие централизованного водопровода подталкивает жителей частных домов на бурение скважин на собственных участках. Согласитесь, ведь без воды в доме сложно назвать пребывание в нем комфортным. Но услуги по бурению скважин стоят довольно дорого. Хорошо хоть есть приспособления, позволяющие своими силами пробурить скважину на участке.
Одним из таких приспособлений является желонка. Это эффективный и относительно несложный буровой инструмент для чистки частных источников воды от донных загрязнений. С ее помощью можно даже самостоятельно пробурить вполне пригодную для эксплуатации скважину. Подобное гидротехническое сооружение потребует минимум средств. А если еще и сделана она будет своими руками, то расходы нисколько не пошатнут семейный бюджет.
В этом материале мы расскажем об устройстве и принципе работы желонки. Подробно остановимся на том, какие инструменты и материалы потребуются для ее изготовления. В статье вы найдете пошаговую инструкцию по сборке желонки, а также видеоролики, наглядно демонстрирующие устройство и принцип работы желонки.
Устройство и принцип работы желонки
Желонка представляет собой довольно тяжелый отрезок трубы длиной примерно 1 — 2 м. Внизу ее снабжают клапаном, иногда приделывают специальные заостренные элементы типа зубьев.
Заостренные край в процессе бурения разрыхляет грунт, ил, песок и прочее содержимое скважины, в зависимости от типа работ. Сверху к трубе приваривают проушины, в которых закрепляют металлический трос.
Верхний срез трубы защищают сеткой из толстой проволоки. Она предотвратит выброс гравия, щебня или элементов клапана желонки при их отрыве.
Чаще всего желонками пользуются для очистки скважины от серьезных загрязнений. Если насос для скважины не включали длительное время, например, несколько месяцев в течение зимнего периода, в скважине может скопиться значительное количество ила или песка, в зависимости от грунта.
В результате такого заиливания или запесочивания дебит скважины значительно уменьшается. В отдельных случаях насос даже засасывает в слой ила, а освободить его и не повредить при этом скважину удается далеко не всегда.
После того, как насос извлекут из ствола, очистку скважины можно провести с помощью желонки.
Работа устройства основана на гравитационном принципе. Тяжелую желонку резко бросают в шахту скважины с большой высоты. Заостренные края разрыхляют массу скопившихся на дне загрязнений. Клапан раскрывается, илс песком заполняет внутреннее пространство желонки. Клапан закрывается, и заполненную желонку поднимают наверх.
Чтобы повысить эффективность работы устройства, желонку несколько раз поднимают и бросают вниз. Благодаря клапану захваченное ей содержимое останется внутри.
Затем желонку вытаскивают из скважины и освобождают от загрязнений. Цикл повторяют снова и снова, пока скважина не будет полностью очищена.
Желонки вполне успешно используют и для бурения скважин в рыхлых несвязных грунтах.
Скважина в результате желонирования получается вполне приличная, пригодная для результативной эксплуатации. Разумеется, работа с желонкой требует значительных физических затрат.
Их можно немного сократить, например, используя блок или лебедку с электроприводом, чтобы поднимать заполненную желонку наверх.
Труба для изготовления корпуса
Итак, чтобы сделать желонку понадобится:
- Труба подходящего диаметра.
- Клапан.
- Сварочный аппарат.
- Металлический трос.
- Толстая проволока.
- Куски металла и т.п.
Чтобы сделать желонку самостоятельно, для начала нужно подобрать трубу подходящего диаметра. Ориентироваться при этом нужно на внутренние размеры обсадной трубы.
Расстояние между наружной стенкой желонки и стенами шахты должно составлять два сантиметра. Значит, нужно от внутреннего диаметра обсадной трубы отнять 40 мм. Это будет значение наружного диаметра трубы, из которой будет изготовлена желонка.
Размеры зазора между желонкой и скважиной могут варьироваться, но лишь до определенных пределов.
Слишком большой зазор снизит эффективность работ. Но если зазор будет слишком узким, желонка может поцарапать или повредить стенки ствола.
Еще хуже, если из-за большого диаметра трубы желонку заклинит в скважине, особенно если обсадная труба слегка перекошена. Вынуть ее будет не просто, можно полностью испортить скважину и потерять ее.
Длина трубы тоже должна быть не слишком короткой или длинной. Короткое устройство чаще будет задевать стенки при движении вверх-вниз. А слишком длинный элемент может оказаться чрезмерно тяжелым, его трудно будет доставать, особенно когда желонка заполнена тяжелым отвалом.
Длина трубы для желонки обычно составляет примерно 80 см, но может варьироваться в пределах 60-150 см. Для бурения используют более длинные и тяжелые устройства.
Значение имеет и толщина стенок трубы, поскольку от нее во многом зависит общий вес изделия. Чем толще, тем больше труба весит, и тем эффективнее будет действовать желонка.
Но если буровой инструмент получится слишком тяжелым, работать с ним будет сложно по уже изложенным причинам. Достаточной считается толщина трубы 2-4 мм, но она может достигать и 10 мм.
Таким образом, выбирая трубу для желонки, необходимо соблюдать определенный баланс. Вес устройства и его размеры должны удовлетворять двум условиям.
Во-первых, необходимо обеспечить достаточно высокую пробивающую инерцию, чтобы загрязнения удалялись из скважины быстро и эффективно. Во-вторых, вес изделия с загрузкой должен быть таким, чтобы желонку можно было вытащить руками или с помощью лебедки.
Клапанные системы для желонки
Самый сложный элемент желонки — клапан. Здесь есть два основных варианта: лепестковый клапан и шаровый. Задача у этого элемента одна: впустить грязь или грунт внутрь трубы и не позволить ей вылиться наружу.
Если клапан прилегает плотно, то желонка будет эффективно захватывать не только плотные загрязнения, но и воду, что повысит эффективность очистки. А вот на некоторых легких грунтах бурение можно выполнять и вовсе без клапана.
Вариант №1 — конструкция лепесткового клапана
Лепестковый клапан прост в изготовлении, но не слишком долговечен. Он представляет собой овальную (эллипсоидную) пластину из пружинящего материала: металла или полимера.
Клапан закрепляют по центру трубы. Под воздействием потока воды края эллипса раскрываются, пропуская грунт или ил внутрь желонки. Для более эффективного прилегания клапана к стенкам желонки используют резиновый или кожаный уплотнитель.
При поднимании желонки с лепестковым клапаном его “лепестки” закрываются. Но постоянные движения довольно быстро изнашивают клапан, он просто выходит из строя.
Еще один вариант лепесткового клапана — задвижка на пружине, а закрывается с помощью достаточно мощной пружины.
Конструкция не сложная, ее можно применять и при очистке скважины, и при бурении желонкой. Народные умельцы придумывают и собственные, вполне эффективные варианты клапанов для желонки.
Вариант №2 — изготовление шарового клапана
Шаровый клапан представляет собой воронку, устье которой плотно закрыто шариком соответствующего размера.
Самая сложная задача при изготовлении этого клапана — обзавестись подходящим шариком. Он должен закрывать довольно большую дыру, в которую будет поступать загрязненная вода и быть достаточно тяжелым, чтобы опускаться и закрывать клапан надежно и быстро.
Есть три варианта заполучить такой шарик:
- просто найти его среди старого металлолома, например, снять с большого подшипника;
- заказать изготовление нужной детали у токаря, который выточит шарик на станке;
- самостоятельно сделать шарик, используя подручные средства.
Чтобы сделать шарик самостоятельно, необходимо найти полый пластмассовый или резиновый мячик, такие продаются в магазинах игрушек. В магазине для охотников следует купить достаточное количество свинцовой дроби. Кроме того, понадобится эпоксидный или любой другой водостойкий клей.
Игрушечный шарик разрезают пополам. Каждую половинку заполняют смесью из дроби и клея. После высыхания половинки нужно склеить и отшлифовать, шарик готов.
Вместо свинцовой дроби подойдут любые тяжелые металлические шарики, например, вынутые из старых подшипников. Можно и отлить шарик из расплавленного свинца, но этот процесс немного сложнее.
Размеры шарика должны составлять примерно 60-75% от диаметра обсадной трубы скважины. Вторая часть шарового клапана представляет собой толстую металлическую шайбу, в которой вырезают воронкообразное посадочное место под шарик. Обычно сначала находят или делают шарик, а потом изготавливают шайбу подходящей конфигурации.
Для шарика вытачивают специальное “седло” с отверстием, которое этот шарик и закрывает. Отверстие клапана должно быть достаточно большим, чтобы внутрь попадало много грунта.
Если этого не происходит, отверстие растачивают, насколько позволяет диаметр шарика. Если принято решение поручить изготовление шарика токарю, то имеет смысл сразу же заказать и седло для него, т.е. весь клапан.
Если нет сварочного аппарата
Чтобы сделать солидную и долговечную желонку, нужно несколько металлических деталей соединить с помощью сварки. Если такой возможности нет, простейшую, но вполне работоспособную желонку, можно изготовить и без него.
Для этого можно взять обычную трубу, длиной около 0,6 м и диаметром около 70 мм. Конечно, она должна быть достаточно тяжелой. Сверху следует приделать ручку из толстой проволоки.
Для этого в стенках трубы просверливают два отверстия, проволоку продевают в них и фиксируют. Внизу устанавливают лепестковый клапан, который можно сделать из обычной пластиковой бутылки. Подойдет двухлитровая емкость.
Клапан подходящего размера в форме эллипса вырезают из ее стенки.
Меньший диаметр клапана должен быть равен внутреннему диаметру желонки, а для определения большего диаметра эллипса к диаметру трубы прибавляют еще 20 мм.
Клапан фиксируют болтом 6-8 мм толщиной. Длина болта должна превышать наружный диаметр трубы таким образом, чтобы его можно было вставить поперек трубы и зафиксировать.
Т.е. длина болта состоит из суммы наружного диаметра желонки и толщины гайки. Но болт не должен быть слишком длинным, чтобы он не задевал стенки обсадной трубы.
Под болт в стенках желонки сверлят два отверстия примерно в 10 мм от нижнего торца желонки. Чтобы соединить клапан с болтом, используют проволоку 2-4 мм толщиной.
Из нее делают два проволочных кольца посередине клапана. Болт должен свободно входить в эти кольца.
Чтобы собрать такую самодельную желонку, нужно согнуть и просунуть внутрь желонки клапан. Затем болт продевают в отверстие в стенке трубы, затем в проволочные кольца клапана и еще раз через стенку трубы. Фиксируют болт гайкой.
Болт должен свободно входить в кольца клапана и выниматься из них, чтобы желонку было легко очистить в процессе работы.
Окончательная сборка желонки
Если труба выбрана, а клапан готов и приварен, остается выполнить еще ряд операций и рекомендаций, чтобы завершить изготовление желонки. Нижний край трубы следует заточить, чтобы в процессе движения он аккуратно удалял загрязнения со стен шахты.
Оптимальной будет односторонняя заточка с внутренней стороны.
Заточенный край рекомендуется подвергнуть термозакаливанию, чтобы он не так быстро тупился при взаимодействии с твердыми загрязнениями.
Иногда на край желонки приваривают заостренные прутья или куски металла для рыхления загрязнений или грунта. На верхний торец трубы приваривают петлю для крепления металлического троса.
Ее можно сделать из кусков толстой металлической проволоки. Петля должна быть приварена таким образом, чтобы подвешенная на тросе желонка сохраняла вертикальное положение.
Это очень важно, поскольку перекосы при движении устройства внутри трубы недопустимы. Это может привести к заклиниванию желонки или к повреждениям стен обсадной трубы.
Наверху также приваривают надежную металлическую сетку, которая предотвратит спонтанный вылет шарика из желонки при ее движении вниз. Да и крупнообломочные грунты лучше пусть остаются в корпусе устройства. Вместо металлической сетки можно сделать решетку из проволоки. Остается соединить с желонкой металлический трос.
Иногда вместо него используют прочный капроновый шнур. Чтобы было проще опускать и поднимать устройство, над скважиной устанавливают рабу с блоком, расположенным прямо над скважиной. Трос желонки заводят на этот блок.
В результате устройство опускается в скважину строго вертикально, и вытаскивать его так намного удобнее, чем просто тянуть желонку вверх руками, как ведро из колодца.
Перед тем, как опускать собранную желонку в скважину, рекомендуется обследовать стенки шахты, чтобы учесть все неровности и деформации. Это позволит избежать повреждений или заклинивания желонки.
Схема желонирования с насосом
Вынимать желонку для чистки скважины даже с помощью лебедки очень сложно. Значительное время уходит не на работу в скважине, а на подъем-очистку-спуск желонки. Небольшая модернизация позволит оптимизировать работу устройства. Обратную сторону корпуса из трубы следует наглухо заварить.
Из нее делают отвод и ставят туда специальный штуцер, предназначенный для отводного шланга. К шлангу присоединяют насос, который рассчитан на перекачивание жидкостей с существенными механическими загрязнениями.
Такая схема позволяет отказаться от постоянных подъемов желонки на поверхность и ее повторного опускания.
Загрязнения из камеры желонки в этом случае будут удаляться с помощью насоса. Желонку, снабженную насосом, нужно просто приподнимать и опускать, чтобы разрыхлить и переместить в камеру загрязненную жидкость.
Этот способ очистки эффективен при сильном заиливании или запесочивании. Для обычной прочистки скважины подойдет желонка без насоса.
Особенности бурения желонкой
Бурение с помощью желонки — популярный, хотя и довольно трудоемкий способ создания скважины. Не всякое устройство этого типа, пригодное для прочистки скважины, справится с выемкой большого количества плотного грунта. Для бурения следует использовать достаточно длинную желонку — около четырех метров.
Здесь уместнее разновидность лепесткового клапана, представляющая собой пластину, которая фиксируется специальной пружиной. С ее помощью в корпусе создается просвет, площадь которого почти равна площади среза желонки. Это позволяет пропустить в корпус желонки максимальное количество грунта за каждое погружение.
Вынимать плотный грунт из длинной и узкой желонки не всегда просто. Чтобы упростить эту задачу в верхней части трубы проделывают специальное окно, предназначенное для более эффективной и быстрой очистки устройства. Если бурить предстоит песчаные породы, освободить желонку будет проще.
При бурении желонкой разных типов пород есть свои особенности. Вот несколько полезных рекомендаций:
- На песчаных грунтах не следует погружать желонку более, чем на 10 см без обсадной трубы. Вообще обсадке положено на 10 см опережать желонку.
- При бурении песчаного грунта в ствол подают воду, чтобы дополнительно укрепить стенки.
- Если мокрый песок в процессе работ чрезмерно утрамбован и в желонку не попадает, используют специальное долото.
- Погружение обсадной трубы во время бурения выполняют постоянно.
- По плывунам используют желонку длиной два метра и более с надежным плоским клапаном и кожаным уплотнителем.
- Поднимая желонку на плывуне, нужно обсадную трубу не только опускать, но и проворачивать, эту работу удобнее выполнять вдвоем или втроем.
- Если обсадная труба не входит в шахту, ее опускают под давлением, для чего сверху ставят площадку, на которую кладут груз.
- При бурении слоев гравия и гальки иногда чередуют использование долота, которым разбивают крупные включения, и желонку для выемки разбитого грунта.
- На плотных отложениях желонку приподнимают всего на 10-15 сантиметров, а движения совершают часто.
- При проходке плотных пластов обсадку заглубляют гидравликой или кто-либо периодически стоит на площадке, установленной на обсадную трубу.
- Сухие слои смягчают, подавая в шахту воду.
- На очень мягких пластичных грунтах клапан не всегда нужен, порода остается в желонке и без него.
- Желонку необходимо поднимать после проходки каждых 0,5 — 0,7 м, чтобы не надорваться при подъеме заполненного до предела корпуса.
Как и при других методах бурения, используя желонку, следует учитывать индивидуальные особенности грунта, на котором выполняются работы.
Правильная стратегия и своевременное обсаживание стенок ствола обычно позволяет вполне успешно создать рабочую скважину.
Вам также может быть интересна информация о том, как промыть скважину после бурения.
Выводы и полезное видео по теме
Один из вариантов изготовления лепесткового клапана для желонки представлен в следующем видеоматериале:
С устройством и принципом работы шарового клапана для желонки можно познакомиться в этом видео:
Здесь можно рассмотреть конструкцию желонки, предназначенной для бурения:
Самостоятельное изготовление желонки — не особенно сложная задача. Это устройство можно сделать с учетом конкретных потребностей своего участка и возможностей, которые имеются в наличии. Простая конструкция обеспечит длительный срок работы желонки, если она изготовлена качественно.
Если у вас есть опыт самостоятельного изготовления и использования желонки, пожалуйста, поделитесь им с нашими читателями. Оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.