Устройство буровой установки для воды. Как изготовить самодельную установку для бурения скважин. Виды буровых установок
На участках применяются разные инструменты и оборудование. В одних случаях используют самодельные ручные инструменты, в других же прибегают к услугам профессионалов.
Одним из самых популярных и верных решений будет аренда или покупка мини-установки для бурения скважин. О ней сейчас и пойдет речь.
1 Особенности и назначение мини-установок
Мини-установки – это специальное оборудование, что применяется для разработки скважин. Выполнять эти процессы можно даже своими руками, так как в установке все уже готово к работе.
Для запуска процессов эксплуатации нужно только приставить к ней обслуживающий персонал. Причем опыта для работы с ней практически не требуется. Именно поэтому многих интересует аренда мини-установки для бурения скважин.
Сама по себе установка – это небольшой механизм на колесах. Выглядит она, как механический прицеп с оборудованием. Однако стоит только своими руками расположить ее в развернутом виде, как ее внешний вид сразу же меняется.
Для бурения здесь используют движок, который вращает ротор или другой подобный механизм. Конкретный тип бурения определяется производителем установки. А разновидностей мини-установок для разработки скважин есть довольно много, и каждая разновидность имеет свои особенности.
Используют мобильные установки для разработки бытовых и промышленных скважин. Как правило, даже самодельные образцы способны работать на глубине до 70 метров. А этого более чем достаточно, чтобы справиться с разработкой большинства бытовых скважин на песок.
Более продвинутые системы способны работать на глубине до 130 метров. Таким образом, с помощью мобильных бурильных установок можно создавать скважины практически везде. При этом относительно легкий вес, низкая мощность двигателя и мобильность дает вам возможность установить систему там, где никакой другой автомобиль или спецтехника не проедет.
Как правило, аренда такого оборудования считается более выгодной и это совершенно очевидно. Ведь стоимость бурильных систем начинается от 1500 долларов. Причем такие образцы можно применять для создания неглубоких скважин. А в этом случае работу можно выполнить и своими руками.
В то время как аренда оборудования позволит вам производить бурение по гораздо более низкой цене. Так, по цене в 3000 долларов обойдется вам в 60-100 долларов в сутки.
Что, согласитесь, намного выгоднее. Особенно если учесть тот факт, что буровые работы с системами вертикального или горизонтально направленного действия можно завершить за несколько суток. А при наличии достаточно количества персонала и опыта и вовсе за 1-2 рабочих дня.
Все эти факторы и приводят к столь серьезной популярности мини-установок для бурения. Ведь с их помощью удается практически своими руками выполнить работы, которые раньше приходилось заказывать у высокооплачиваемых специалистов. Впрочем, стоит заметить, что профессионалы в любом случае справятся с работой быстрее и качественнее. Но решать все равно вам.
1.1 Виды буровых мини-установок
Буровые установки – это очень мобильный и удобный механизм, который используют не только для бытовых работ, например, разработки скважин своими руками. Эти небольшие станции также часто применяются в промышленности, на строительстве, при прокладке коммунальных сетей и т.д.
Неудивительно, что и разновидностей мини-установок есть довольно много.
По типу направленного действия установки различают на:
- Системы вертикального действия;
- Системы горизонтального действия;
- Системы направленно-наклонного действия.
Буровые механизмы первого типа – это самые стандартные и дешевые модели. Они предназначены исключительно для вертикального бурения скважин. Преимущественно используются для глубиной до 80 м. Однако здесь уже все зависит от конкретной ситуации.
Вторая разновидность являет собой буровые механизмы, что используются при прокладке каналов под трубопроводы. Установки горизонтального действия больше необходимы на стройке и в местах, где нужно горизонтально проложить определенный канал.
Ярким примером является прокладка коммуникаций под фундаментом, которые необходимо проложить горизонтально или под определенным углом. В таком случае механизмы для горизонтального бурения подойдут наилучшим образом.
Наклонно направленные механизмы можно монтировать так, как вам будет удобно. Они более мобильны и удобны в работе, однако мощность их, как правило, немного понижена. Это происходит за счет уменьшения габаритов движка и рабочей части установки, так как это необходимо для возможности изменения ее положения.
Впрочем, встречаются довольно производительные самодельные образцы, которые умельцы собирали своими руками, и вот они уже вполне могут посоревноваться в мощности с более узкоспециализированными аналогами.
По способу действия или проходки их делят на:
- Вращательные;
- Ударные (для );
- Комплексные.
Первые разрабатывают породу за счет вращения бурового долота, что находится на роторе. Вторые прокапывают скважину путем разбивки ее с помощью тяжелого элемента. Ну а комплексные образцы комбинируют в себе эти два принципа или привносят что-то новое. Это, как правило, импортные модели высокой стоимости.
По типу привода или принципе действия двигателя установки делят на:
Механика контролируется и направляется шестеренками, цепными передачами, карданными валами и т.д. Это стандартный классический бур, который практически никогда не ломается, но слишком много весит и довольно примитивен.
Гидравлические модели сочетают в себе действие механики и гидравлика. Она, как правило, помогает увеличить давление на породу за счет использования веса собственных деталей установки.
Электрические в наших краях используют не так часто – это тоже импортные образцы техники, которая работает за счет электродвигателей. А тот, в свою очередь, запускается от движка автомобиля.
Еще один момент, на который стоит обратить внимание – это тип самой установки и ее система развертывания. Они бывают:
- Автотракторными;
- Стационарными;
- Переносными.
Автотракторные буровые системы перевозят на прицепе. Питаются они непосредственно от двигателя автомобиля и имеют средний уровень мобильности.
Стационарные можно перевозить на авто, но они уже представляют собой более крупную технику, которую надо специально устанавливать и монтировать, а иначе работать вам с ними не удастся.
Переносные буровые механизмы имеют наименьшие габариты и производительность, зато их можно использовать практически везде, что тоже бывает очень полезно.
1.2 Принцип работы буровых установок
Если вас интересует аренда или покупка такого оборудования, то для начала нужно разобраться в его особенностях и характеристиках.
Сама установка (самодельная или собранная на заводе) практически всегда состоит из стойки, опоры, двигателя, вращательного механизма и ротора.
Также она может оборудоваться лебедкой, штангой для перемещения ротора, регулировщиком и т.д. Гидравлические системы оборудуются непосредственно гидравликой, а установки с возможностью параллельной промывки оборудуются насосами.
Опорой для системы служит металлическая рама, на которую могут наварить автомобильный мост. Она может быть на колесах или раскладной. К раме крепится стойка, которая и содержит на себе практически все оборудование, включая движок и ротор. На стойке можно регулировать положение бурильных инструментов, а также всю работу устройства.
Движок за счет передач или гидравлики действует непосредственно на бурильный механизм, а тот уже передает усилие на долото или другой элемент, что разрабатывает скважину.
Вода – наиглавнейший источник жизни всех организмов на земле, и без нее не прожить ни человеку, ни животным, ни букашке, ни растению. Для подачи воды к каждой единице потребителя, от огромных промышленных предприятий до индивидуального крана в квартире, созданы целые системы водоснабжения и соответственно водоотведения.
Мы, особенно городские жители, давно уже не задумываемся, откуда в наших жилищах берется вода — открыл кран и она полилась. А вот владельцам загородных и дачных домов выстроенных вдали от центрального водопровода приходится самостоятельно решать вопросы водоснабжения участка.
Бурение скважин
Организация автономного водоснабжения может быть выполнена двумя способами:
- Копкой колодца.
- Бурением скважины.
Колодцы — вполне привычные сооружения, которыми много веков до нас и по нынешний день пользуется человечество. Скважина это, в принципе, тот же колодец, только меньшего диаметра. Вода из скважины на поверхность подается с помощью погруженного в нее насоса, и, если быть объективным, такой способ доставки живительной влаги намного практичнее и экономичнее .
Стоимость бурения
Профессиональным бурением скважин занимаются специализированные строительные или геолого-разведывательные организации. Цена на подобные услуги очень высокая, так как в процессе используются тяжелые буровые установки для бурения скважин на воду. Поэтому рачительные хозяева, в попытке сэкономить, стараются найти возможность сделать все своими руками. Немало способов и оборудования придумано домашними умельцами.
Производство бурильной техники то же не стоит на месте. На сегодня, бурильная установка для скважин на воду представлена производителями в широком диапазоне, как по возможностям техники, так и стоимостным параметрам.
При этом стоит понимать, что приобретать такую технику не обязательно, так как, сделав одну-две скважины, вы поставите ее пылиться в угол на долгие годы. Именно поэтому демократичнее брать инструмент в аренду, выплачивая только за то время, которое вам понадобится на бурение скважины.
Если стоимость установки все же не устраивает вас, приглядитесь к ручным бурам, которые хоть и не столь практичны, но гораздо доступнее
Мини установки для бурения
Как правило, разработчиками малогабаритных бурильных машин являются те, кто непосредственно занимается бурением, знает все «подводные камни» процесса. Эти люди в полной мере понимают все проблемы, которые может доставить установка для бурения скважин на воду в малогабаритном исполнении, и умеют их решать.
В результате при покупке вы получаете технику с рядом преимуществ:
- Несмотря на небольшие размеры устойчивость конструкции.
- Техника снабжена шасси для легкой транспортировки, так что бурение скважин на воду мини установками можно выполнять в любом месте участка без нанесения ущерба последнему.
- Подвижная рама редуктора оснащена новой системой роликового крепления, что значительно уменьшает вибрацию и продлевает срок службы механизма.
К сведению!
Самая большая проблема малых бурильных установок – сильная вибрация и вследствие этого «прыганье» техники, что порядком снижает производительность механизма, увеличивая время, затрачиваемое на бурение.
- Разработана система фиксации буровой установки с помощью небольшого бура, который надежно притягивает установку к грунту.
- На новой технике разрешен вопрос разделения потоков – отдельная подача бурового раствора и удаление вымываемого шлама. Особенно важно это качество при глубоком бурении.
- Мини бурильные станки снабжены специальным столом с отверстием для бура. Это делает процесс бурения намного чище, без грязных брызг, хаотично разлетающихся во все стороны.
- Многие модели малогабаритных бурильных установок оснащаются двигателем внутреннего сгорания, который, бесспорно, гораздо эффективней стандартного в таком случае электропривода.
Интересно!
С помощью мини установки для бурения скважин можно выполнять и колонковое и роторное бурение.
Разработчики и производители малогабаритной бурильной техники позаботились и об этом.
- Буровые трубы с бурильными замками, с конической резьбой, вал и фланцы вертлюга производят из конструкционной легированной стали 40ХН. Изготовление выполняется на станках с ЧПУ.
- Подача смазки в механизм выполняется без демонтажа и разборки бурильной установки.
- Подробная инструкция по эксплуатации мини бурильного станка обучит даже новичка легко обращаться с этой техникой.
Среди множества предложенных моделей малогабаритной бурильной техники очень просто подобрать необходимый именно вам вариант с подходящим набором технических характеристик:
- Глубиной бурения.
- Типу бурения.
- Мощностью.
- Частотой оборотов вращения.
- Сезонностью использования.
- Возможностью работать в определенных грунтах и т.д.
Важно!
Вода из скважины подлежит обязательной проверке на возможность использования для питья и приготовления пищи.
Огромное количество дачников и владельцев загородных домов в глухих районах очень часто встают перед проблемой водоснабжения своих домов. На сегодняшний день установка самодельная для бурения скважин является, пожалуй, наиболее выгодным и простым вариантом для решения этого вопроса. Без питьевой воды никак нельзя обойтись, поэтому в любом случае придется что-то делать для того, чтобы обеспечить дом водой. Встает выбор между вызовом опытных специалистов и решения проблемы самостоятельно. Далее будет рассмотрен вопрос о том, почему целесообразнее выполнять все работы самостоятельно.
Буровая скважина – это одно из наиболее простых и распространенных решений обеспечения загородных домов питьевой водой. Самодельная установка для бурения скважин позволит существенно сэкономить средства на бурильной установке. Изготовить такой механизм далеко не просто, однако если приложить усилия и запастись терпением, а также следовать четкой последовательной инструкции по сборке, то этот процесс станет осуществимым.
Виды установок
Конструкция будущей установки для бурения скважины зависит от того метода, который будет выбран для бурения. Если используется ударно-канатное бурение, то грунт разрушают при помощи специального грузила, которое под действием силы тяжести и ускорения падает вниз. После каждого удара рыхлый грунт убирают и цикл повторяется. Такой метод выполняется до тех пор, пока глубина скважины не будет достаточной.
Процесс удаления рыхлого грунта при помощи вращательного бура – одновременно сложный и простой процесс. Такая конструкция занимает много пространства, и, соответственно, затраты на нее тоже намного больше. Построить самостоятельно такой бурильный агрегат полностью не получится из-за того, что некоторые его части в любом случае придется покупать. Однако, если все же взяться за сооружение такого механизма, то получится профессиональная установка для бурения скважин. При помощи ее можно будет заниматься собственным бизнесом, который будет приносить немалую прибыль.
Всего же выделяется 4 основных типа малогабаритных бурильных установок – МГБУ:
- Роторные установки с ручным приводом. Они являются наиболее простым вариантом, когда вместо электрического или дизельного двигателя используется обычный ручной труд. Такой вариант хорошо подойдет для деревень, когда сразу несколько человек могут помочь в работе по бурению скважины. Именно поэтому такая установка используется крайне редко.
- Шнековые буровые установки. В данной установке лишний грунт вынимается при помощи специального прибора – шнека. Удобен такой агрегат тем, что скважину промывать при помощи воды не требуется.
- Установка для ударно канатного бурения (УКБ). Представляет собой треугольное основание в виде рамы. Трос вместе с закрепленной на нем желонкой или долотом являются его рабочим инструментом.
- Роторные установки для бурения. Принцип работы такого устройства напоминает принцип гидробурения.
Вернуться к оглавлению
Определение целей
Многие могут задаться вопросом: для чего может понадобиться самодельное бурение скважин? Ответом на этот вопрос является следующая информация:
- Во-первых, при помощи такого приспособления можно обеспечить и себя, и своих родственников, живущих в частных домах, чистой питьевой водой, которая позволит экономить средства на коммунальные расходы. Особенно удобен такой метод обеспечения водой на дачах, где очень тяжело проводить трубопровод.
- Во-вторых, можно использовать такую установку в качестве основного дохода. Такой агрегат всегда пригодится, так как людям, живущим за городом, часто требуются собственные скважины. Таким образом, можно сформировать неплохой бизнес, который будет приносить хороший доход.
- В-третьих, даже если вы и не планируете заниматься бизнесом, то пробурив несколько скважин своим соседям, знакомым и другим пользователям скважин, можно вернуть себе все вложенные средства на материалы и сборку этого агрегата.
Особый спрос на такой вид работы наблюдается в летнее и зимнее время года, когда требуется много воды либо для купания и питья, либо для обогрева собственного дома.
Вернуться к оглавлению
Виды буров
В буровой установке самое главное – это качественный бур. Их разновидностей на современном рынке сбыта существует огромное количество. Однако для самоделки чаще всего используются следующие:
- Ложковый бур. Если грунт мягкий и эластичный, состоящий по большей части из смесей песка и глины, то тогда подойдет ложковый бур, который используется как раз в таких случаях. Низ самой ложки можно выполнить либо в виде ковшеобразного резца, либо сделать его из трубы подходящего диаметра.
- Змеевидный бур. Своим внешним видом такой бур похож на бурав по дереву. В тех случаях, когда грунт представлен плотным суглинком, применяется именно этот вид бура. Принцип его действия напоминает принцип работы штопора. В процессе вращения он начинает вкручиваться в породу. Лезвие такого бура выполнено в форме хвоста ласточки с раздвоенным концом. Обязательным условием такого лезвия является его закалка. Изготовить такой бур самостоятельно крайне непросто, поэтому придется немного пофантазировать, заменив некоторые части на ледовый бур.
- Буровое долото. Данная установка применяется в тех случаях, когда порода крайне плотная и твердая. Применяется в основном для бурения каменистых отложений. Но даже при помощи такого мощного бура нужно учитывать угол входа, так как будет довольно непросто пройти такие плотные породы. Для самых твердых пород угол входа составляет около 120º, для более мягких – от 40 до 70º. Что касается самого долота, то его нужно выбирать в зависимости от типа пород.
Вернуться к оглавлению
Составляющие
Буровая установка состоит из следующих элементов: буровая штанга, вертлюг, лопастный бур и вышка.
- Вертлюг. Специальное приспособление, через которое подается буровой раствор к шлангу. Шланг находится внутри штанги. Изготовить эту деталь самостоятельно не получится, так как для этого требуется наличие специального оборудования (токарный станок).
- Штанга. Данное приспособление необходимо для того, чтобы передавать вращение, создаваемое ручным трудом или ротором непосредственно к самому буру. Как описывалось ранее, через штангу идет шланг, по которому, в свою очередь, поступает раствор. Его длина обычно составляет 1,8 метра. Тем не менее длину можно свободно нарастить при помощи замков с прямоугольной резьбой.
- Лопастный бур. Чаще всего имеется две лопасти, при вращении которых и происходит непосредственно само бурение. Также имеются и специальные приспособления – желонки, которые нужны для бурения водоносных сыпучих и мягких грунтов. Помимо этого, желонка необходима для того, чтобы очищать прорытую скважину от всего освобожденного грунта. Принцип ее работы прост. В желонке есть клапан. Когда она опускается вниз, нужно нажать на клапан, и желонка будет удерживать захваченное количество освобожденного грунта.
- Вышка. Высота вышки может достигать 5 метров. На самом верху находится канатный блок, а конструкция представлена в виде треноги. При ударном бурении также используется балансир, который представляет собой плотный деревянный брус.
Создание собственных водозаборов на дачном участке стало не просто веянием времени, а крайней необходимостью. Из-за высокого спроса на такие объекты растут и цены на них. Можно взять бурилку на прокат и за несколько дней выполнить необходимую работу, но нужно помнить, что техническое состояние агрегата неспециалисту по внешнему виду определить невозможно. В результате весьма вероятна ситуация, что придется оплатить сломанный механизм и работу не выполнить. Простейшую МГБУ установку можно купить примерно за 60000 рублей, но глубина бурения (шнековый способ) не превышает 15 метров, чего может быть недостаточно. В такой ситуации лучший выход – самодельная буровая установка для бурения скважин на воду.
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:
1. Хомут для крепления блоков.
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.
Бурение классических скважин на воду может производиться ударно – канатным способом, оборудование для реализации такой технологии отличается такой простотой, что «просится» быть изготовленным своими руками.
Вдали от крупных населенных пунктов часто существует проблема с водоснабжением, что вынуждает владельцев загородных участков организовывать подачу воды посредством бурения скважин. Ввиду технологической сложности данного процесса оптимальным вариантом является привлечение специалистов. Однако промышленная бурильная установка для скважин на воду может дорого обойтись, да и эксплуатация подобной техники не всегда возможна в условиях ограниченного пространства. В этой ситуации можно воспользоваться малогабаритным буровым оборудованием, которое спокойно размещается даже на небольшом участке земли. Более того, такое устройство вполне реально собрать своими руками, что позволит сэкономить на услугах профессиональных бурильщиков.
Конструкция малогабаритных буровых установок (МГБУ) зависит от технологии бурения, которая бывает следующих видов:
- ударно-канатная;
- шнековая;
- роторная.
Ударно-канатная установка
Малогабаритная бурильная установка для бурения скважин ударно-канатным способом состоит из прочной треугольной конструкции (треноги), каната и металлической трубы (патрона). Принцип работы такого оборудования достаточно прост. Тяжелая труба под собственным весом опускается и разрушает грунт, одновременно захватывая его. С помощью каната и лебедки патрон извлекается на поверхность для очистки, после чего процесс повторяется снова.
К сведению. Для эффективного разрушения породы масса трубы должна быть более 80 кг.
Ударно-канатная МГБУ
Шнековая установка
Шнековое бурение применяется, когда нужно пробурить неглубокую скважину в мягком суглинистом грунте. Бур представляет собой металлическую трубу спиралевидной формы с резцом на конце. Резец разрушает породу, которая доставляется на поверхность шнековым транспортером.
При шнековой технологии не используется вода. Поэтому такой способ часто называют «сухим» бурением. Вместе с тем, невозможность осуществлять процесс в особо твердых и сыпучих грунтах несколько ограничивает применение подобного оборудования.
Буровые инструменты для шнековой МГБУ
Установка для роторного бурения
Буровая установка для роторного бурения скважин является технологически сложным устройством, которое применяется для глубинных работ в условиях твердых пород. Разрушающим инструментом выступает бур, закрепленный на конце бурильной колонны. Вращение колонны осуществляет ротор, который через редуктор подключен к двигателю. Для удаления разрушенной породы в забой подается промывочная жидкость, подымающая растворенный грунт на поверхность.
Интересно знать. Существует два способа промывки: прямая и обратная. В первом случае жидкость подается внутрь колонны. Во втором, наоборот, раствор подается с внешней стороны трубы и выводится через внутреннюю полость бурильной колонны. Благодаря способу обратной промывки можно добиться большего дебита скважины.
Роторное бурение с прямой промывкой
Бурильная установка своими руками
Самая эффективная технология – роторная. Несмотря на сложность конструкции, подобную бурильную установку для скважин можно собрать своими руками. Для этого понадобятся следующие детали:
- вертлюг;
- буровые штанги;
- лопастной бур;
- редуктор с двигателем;
- мотопомпа;
- водонапорный рукав;
- лебедка;
- стальная рама.
Вертлюг – один из важнейших элементов конструкции, выполняющий сразу несколько функций. Во-первых, он осуществляет передачу вращающего момента от редуктора к буровому инструменту. Во-вторых, через него подается промывочная жидкость в место забоя. Очень важно, чтобы вертлюг изготавливался из качественной стали, поэтому лучше приобрести готовую деталь, чтобы не иметь проблем при первом же бурении.
Инструментом для разрушения горной породы выступает лопастной бур, который соединяется с основной конструкцией через буровые штанги. Длина одной штанги колеблется в диапазоне 1-2 м, а их количество зависит от глубины расположения водоносного горизонта.
Важно. Чтобы установку можно было использовать для разрушения твердых горных пород, бур должен изготавливаться из высокопрочной стали.
Чтобы буровая установка для скважин без проблем выполняла свою функцию, особое внимание следует уделить раме конструкции. С одной стороны рама должна обеспечивать надежное крепление оборудования, а с другой – быть достаточно устойчивой и прочной. Редуктор с двигателем размещается на подвижной части устройства, которая перемещается по двум направляющим с помощью лебедки.
МГБУ для роторного бурения
Преимущества и недостатки самодельной установки
Малогабаритная бурильная установка для скважин на воду, изготовленная своими руками, обладает рядом бесспорных плюсов. В то же время самодельное оборудование не лишено и недостатков.
Плюсы самодельной МГБУ:
- небольшие габариты, позволяющие сохранить целостность приусадебной территории;
- большой срок эксплуатации – промывочная жидкость во время работы проходит через инструмент, охлаждая его;
- простой процесс бурения, с которым можно справиться в одиночку;
- возможность сэкономить на приобретении готового оборудования или вызове профессиональных бурильщиков.
Минусы установки:
- невысокая скорость бурения по сравнению с промышленными установками;
- бурение исключительно в вертикальной плоскости на небольшую глубину;
- сложность бурения песчаных грунтов;
- необходимость приобретения комплектующих, цена которых прямо пропорциональна их качеству.
Учитывая все за и против, можно сделать определенный вывод. Самодельная бурильная установка для скважин на воду будет выгодна, если вы планируете заниматься буровыми работами не только у себя на участке, но и помогать, например, своим односельчанам. При этом глубина залегания грунтовых вод в этом случае должна быть не слишком большой. Если же скважину необходимо пробурить только вам, при этом качество воды должно соответствовать санитарным нормам, тогда выгоднее обратиться в специализированную компанию.
Видео: самодельная буровая установка