Akva-tehnik.ru

Отделка дома своими руками
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что из себя представляют установки для бурения скважин на воду и как они работают

Буровая установка для бурения скважин на воду: особенности различных технологий

Буровая установка для бурения скважин на воду: особенности различных технологий

Где бы не находился дом или дача, доступ к чистой воде является одним из базовых условий устроенного домашнего быта. Получить постоянный доступ к питьевой воде помогает буровая установка для бурения скважин на воду. Разбираемся, какие механизмы помогут решить эту масштабную задачу, какими особенностями и возможностями применения они обладают.

Вода на участке – залог комфортного проживания

Плюсы профессиональных и самодельных буровых установок

Нередко единственным источником воды для частного хозяйства становится скважина, причем уровень водоносного слоя может располагаться на глубине 50-100 и более метров. Добраться до такой глубины поможет специализированный механизм.

Крупногабаритная буровая техника, способная не только бурить скважины на воду, но и проводить инженерно-геологические изыскания, редко применяется на застроенных участках. Заезд подобных установок на территорию затруднен или невозможен, поэтому единственной возможностью остается использование малогабаритных буровых установок.

Профессиональные малогабаритные буровые установки для скважин (МГБУ) относятся к универсальным агрегатам, позволяющим выполнять буровые работы разных видов и разными способами (включая бурение артезианской скважины). Использование МГБУ на частных участках имеет следующие плюсы:

  • Буровые работы можно проводить там, где не пройдет крупная техника.
  • Благодаря использованию электричества уменьшается стоимость работ.

Участку будет нанесен минимальный вред

  • Небольшие габариты позволяют сохранить окружающую территорию в первозданном виде; почве наносится минимальный вред.

Профессиональные механизмы работают быстро и качественно, но их применение не всегда оправдано, а стоимость услуг для многих хозяйств неподъемна. Для агрегатов промышленного изготовления существует альтернатива: самодельные устройства, способные качественно справиться с бурением.

Разумеется, не стоит приобретать или сооружать подобное оборудование для одного-единственного использования. Но есть смысл получить опыт, который потом может стать источником стабильного заработка. Бурение – процесс, востребованный не только для водообеспечения, но и, например, при возведении фундаментов.

Самодельные агрегаты имеют небольшую мощность, которой не хватит, чтобы пробурить артезианскую скважину, средняя глубина которой начинается от 100-150 м. Но их ресурсов достаточно, чтобы сделать скважину средней глубины (20-40 м).

МГБУ помогает организовать водоснабжение частного дома

Самодельные установки для бурения скважин на воду активно используются в частных хозяйствах по следующим причинам:

  • Компактные размеры и небольшой вес делают простой транспортировку и установку агрегата. Для передислокации на новое место вам не понадобится искать спецтехнику для перевозки.
  • Легкая сборка/разборка, простая эксплуатация. Во время работы самодельную установку, как и профессиональную, можно подключать к электрической сети или к альтернативному источнику, что обеспечивает быстрое выполнение работы.
  • Скважину можно пробурить в ограниченном пространстве (подвал, гараж), если высота потолка превышает 2 м.

Характеристики установок и виды скважин

Профессиональные и самодельные МГБУ наделены разными техническими возможностями параметрами (скоростью и мощностью бурения). Они заточены на изготовление скважин определенной глубины с заданными. Большинство бурильных установок для скважин обладают следующими особенностями:

  • В производстве бурильного оборудования используются прочные сплавы и легированные стали, хорошо противостоящие износу в процессе эксплуатации.

Бурение скважины на даче

  • Наиболее компактным и удобным является гидравлическое оборудование для бурения скважин. Необходимое для вращения бура давление обеспечивается дизельным двигателем и соединенным с ним маслонасосом.
  • Существует несколько способов бурения, которые реализуются и в профессиональных, и в самодельных механизмах. Доступны следующие методы: шнековый, пневмоударный, с промывом породы, роторный, колонковый.
  • Гидравлическое оборудование способно разрушать самые твердые породы и скалистые грунты. Бурение может быть как вертикальным, так и наклонным.
  • Использование большинства механизмов сезонное: для работы выбирают теплое время года.
  • Скважины организуются двумя способами: вращательным или ударным. Первый метод позволяет быстро удалять землю из рабочей зоны, второй применяется все реже, поскольку требует чрезмерных трудозатрат при невысокой скорости работ.
  • Основным минусом МГБУ является вибрация в процессе бурения. Она заставляет снижать скорость работ и увеличивает износ нагруженных узлов техники.

Использование малогабаритной переносной техники

Малогабаритные установки для бурения скважин под воду рассчитаны на выполнение двух видов скважин:

  • Выработка в песок (песчаная скважина). Наиболее быстрый и дешевый способ достичь водоносного слоя. Используется, когда вода находится на минимальных глубинах (иногда 5-10 м). Такая скважина рассчитана лишь на 10-20 лет эксплуатации, зато ее можно пробить при помощи ручной установки.
  • Выработка в известняк (артезианская скважина). Глубина иногда доходит до 250-300 м; могут потребоваться не только геологические изыскания, но и разрешение (лицензирование) от инстанций. Работы обойдутся в существенную сумму из-за трудоемкости, но зато вы сможете использовать чистую артезианскую воду более 50 лет.

У различных моделей МГБУ существует свой предел заглубления в грунт. В среднем он не превышает 100 м, и для выполнения сверхглубокой выработки понадобится более мощная установка для бурения скважин. Самодельные механизмы ограничиваются глубиной 30-40 м (от 40 м скважины классифицируются как глубокие).

Использование разных видов водоносных горизонтов

Следует знать, что один и тот же механизм обеспечивает разную глубину выработки в зависимости от выбранной технологии. Например, если глубина бурения с промывкой составляет 200 м, с продувкой – 150 м, со шнеком – 30 м.

Технологии бурения

Буровые установки промышленного изготовления рассчитаны на использование нескольких технологий. Скважину получают одним из следующих способов:

  • Ударным. Механизм зафиксирован на несложном приспособлении, треугольной раме; сверху закреплен гибкий трос с долотом и желонкой.
  • С использованием шнекового инструмента. Подходит для небольших (до 20 м) глубин, грунт вынимается с помощью шнека (стержня с винтовой поверхностью).
  • Вращательным (роторным). Наиболее быстрый и доступный по стоимости метод, осуществляется производительными гидравлическими агрегатами.
  • Гидробурение. Проводится с промывкой рабочей зоны.
  • С использованием колонкового инструмента. Порода разрушается не по всему сечению забоя, а по кольцу. Используется при бурении крепких пород (например, гранита), из рабочей зоны извлекают не измельченную породу, а керны.

Измельченный грунт частично извлекается на поверхность

Ударный метод бурения с использованием МГБУ

Ударный (или ударно-канатный) способ применяется на участках с мягким или подвижным грунтом. Выработка получается в результате многократных ударов остроконечного долота. Под воздействием ударной силы грунт уплотняется по сторонам выработки, а излишек измельчается и поднимается на поверхность.

Читайте так же:
Разновидности и способы переноса батарей на лоджию и балкон

Долото закрепляется на проволочном канате и используется совместно с желонкой – трубой для извлечения породы. Желонка снизу снабжена плоским или тарелкообразным клапаном, сверху имеется дужка для крепления троса. Все вместе образует емкость цилиндрической формы для подъема песка, воды и буровой грязи.

Мини буровая установка на воду, работающая ударным методом, позволяет получить следующие преимущества:

  • Сохраняет высокую производительность работ в зимний период.
  • Обеспечивает продолжительную эксплуатацию скважины.
  • Во время работы исключается засорение выработки.
  • При необходимости можно сделать скважину большого диаметра;.

Особенности ударно-канатной установки

Использование шнековой установки

Шнековый механизм основан на применении винта Архимеда, а бурение с использованием шнека имеет следующие особенности:

  • Подходит для подвижных песчаных почв.
  • Шнековая бурильная установка для скважин воды отличается простым монтажом, но двигатель должен обладать значительным вращательным моментом.
  • Грунт на поверхность извлекается порциями, после каждых двух оборотов шнека. Промывка не используется.
  • Эффективность способа выше, чем у ударно-канатного аналога, но, в целом, оставляет желать лучшего. Много времени затрачивается на частую выемку грунта.
  • Минус оборудования: оно не подходит для каменистых пород; камни, попадающие под лопасти винта, будут блокировать процесс.

Режущая кромка шнека разрушает грунт по направлению движения

Вращательный (роторный) способ

Технология с успехом используется для выработки в сложных грунтах: в известняковых слоях или в почвах со значительным включением гравия. У процесса несколько особенностей:

  • Бурение проходит эффективно, с высокой скоростью.
  • Для работы применяют роторное устройство: бур с вращающимся долотом.
  • Выбор инструмента зависит от типа грунта. В песчаном и глинистом грунте используют лопастное долото. Для разрушения плотных суглинистых слоев выбирают шарошечное долото. Разработку скважины в плотных и каменистых почвах ведут с помощью трехшарошечного долота.

Роторная технология пришла из нефтедобычи

Видео описание

О бурении артезианской скважины в следующем видео:

Бурение с промывкой (гидробурение)

Бурение с промывкой скважины считается наиболее производительным и качественным способом; его применяют на глубинах 35-40 и более метров, а скорость проходки может достигать 12 метров в час. Промывка выполняется одним из двух вариантов:

  • Прямой метод. С помощью помпы в рабочую зону подается техническая вода, которая вытесняет разрушенную горную породу на поверхность. Присутствие воды значительно снижает трение земли об бур.
  • Обратный. Вода подается в скважину одним насосом, а затем откачивается другим насосом вместе с вымытым грунтом. Способ сохраняет фильтрационные свойства прилегающих к зоне бурения пород, обеспечивает оптимальные режимы бурения и увеличивает срок эксплуатации скважины.

Гидробурение наиболее технологично; оно осуществляется с помощью дополнительного оборудования, что определяет высокую себестоимость работ.

Для реализации технологии гидробурения нужен насос (или два)

Видео описание

О скважине своими руками в следующем видео:

Коротко о главном

Малогабаритные буровые установки промышленного и самодельного изготовления нашли широкое применение на частных участках. Они достаточно производительны, чтобы обустраивать водоносные скважины на малых и средних глубинах, от 30 до 100 м.

МГБУ отличаются типом установки (самоходные, на прицепе, разборные), рабочими характеристиками и глубиной бурения. Им доступны разные методы обустройства скважин под воду: пневмоударный, шнековый, вращательный, с промывом породы, колонковый. На производительность работ влияет вид буровой конструкции и метод обустройства, который выбирается с учетом геологии участка.

Что из себя представляют установки для бурения скважин на воду и как они работают

Без водной скважины или колодца невозможно организовать независимого водообеспечения в частном доме или на дачном участке. При создании скважинных шахт используется различный инструмент для бурения. Это может быть переносное устройство или малогабаритная буровая установка. При наличии подходящих материалов простейшее бурильное оборудование реально изготовить своими руками.

Предназначение бурильных аппаратов

Устройства, изготовленные своими руками, или мини-установки применяют для создания:

  • отверстий небольшого диаметра;
  • разведочных шахт, посредством которых получают информацию о состоянии грунтов, водоносных слоев;
  • водяных скважин небольшой глубины.

Для достижения этих целей достаточно мобильных или ручных аппаратов. Чтобы создать артезианские шахты, применяются иные технологии – сложные по конструкции и мощные буровые самоходные механизмы, обычно на базе КамАЗов. Из-за габаритов для эксплуатации необходима большая территория. Но глубина скважин, которые получаются при применении подобных аппаратов, полностью компенсирует проблемы с объемом занимаемого пространства.

Виды, принцип работы и устройство

Переносные буровые агрегаты несложно транспортировать и применять в ограниченном пространстве, а их ремонт и эксплуатация не требует специальных знаний. Большая часть устройств энергонезависима, что позволяет проводить работы в поле или на неподготовленном участке. Себестоимость погонного метра ствола низкая.

Все аппараты для создания неглубоких скважин подразделяются на три типа: ударные, шнековые и роторные. У каждой разновидности есть свои особенности.

Ударные устройства

Представляют собой рамочные треугольные конструкции на прочном основании. К нему прикрепляется гибкий трос с желонкой и долотом. Аппараты легки в монтаже и надежны в эксплуатации, обладают повышенным рабочим ресурсом. С их помощью можно пробить большое количество скважин.

Принцип действия состоит в использовании ударного снаряда, который под своей массой падает вниз и дробит грунт.

У трубовидного ударного элемента длиной до 2 метров для удобства заточен нижний край. Чтобы извлекать раздробленную землю, используют желонку. В трубу устанавливается клапанное устройство, удерживающее рыхлый грунт при подъеме на поверхность.

Вначале ручным буром проделывают небольшое отверстие, затем начинают бурение с использованием установки. Спустя 2–3 рабочих цикла скважина будет готова. Скорость пробуривания шахт таким агрегатом небольшая, также понадобится специальная обсадка трубами большого диаметра, вследствие чего цена скважины вырастает.

Роторные конструкции

Станки этого вида обладают значительной производительностью и позволяют быстро пробивать качественные скважины в любой почве, даже если присутствуют слои известняка. Конструктивно устройство состоит из вертикальной трубы и породоразрушающего ножа. В процессе его работы к поверхности подается водный поток под давлением, что способствует размягчению земли, и она становится более податливой. Вода также требуется и для очищения шахтного ствола от почвы.

Читайте так же:
Как сделать полки для кладовки своими руками из дерева

Выполнять такую операцию можно двумя методами:

  • Вода подается через штангу, а выведение грязи осуществляется через шахту самой скважины.
  • Скважина заполняется водой, а удаление грязи производится посредством специального оборудования и насосов.

Последний метод подходит для пробивания шахты на глубину до 55 метров.

Шнековые агрегаты

Оборудованы буровым шнеком для извлечения земли. При их использовании не требуется дополнительная промывка гидросооружения водой. Длина буровой штанги совместно со шнеком достигает двух метров. Если возникает необходимость ее увеличения, штанговый элемент наращивают, добавляя удлиняющую вставку посредством резьбового соединения.

Бурение осуществляется как вручную, так и автоматическим методом. Через 2–3 оборота достают штангу, и вычищают из нее разрыхленную землю.

При большом заглублении стоит предпочесть электромеханические устройства, которые имеют привод. Он обеспечит подъем и передаст вращательный момент на верхушку шнека.

Минус в использовании такого агрегата заключается в необходимости систематического извлечения штанги для очистки земли. Метод исключает проведение работ на грунтах с повышенной твердостью или сыпучих породах. Обычно шнековые агрегаты применяются для пробивания скважин глубиной до 80 м.

Оборудование для бурения с промывкой

Наибольшая эффективность достигается при пробуривании шахт с систематическим промыванием буровым раствором. Он извлекает на поверхность весь раздробленный грунт. Для этого применяется оборудование, которое состоит из таких элементов:

  • буровых штанг с буром, позволяющих дробить землю;
  • приводного механизма, обеспечивающего поступательное движение и вращающего рабочую часть;
  • насоса с напорными рукавами, подающими воду;
  • переходного узла – вертлюга, передающего к инструменту вращательный момент.

Такой агрегат используют, если требуется пробить довольно глубокую скважину. Принимая во внимание состав земли, скорость бурения может доходить до 10 м/с.

Промывание шахты проводится прямым способом. Раствор поступает по штанге, и, вымывая всю разрыхленную землю, поднимает ее по шахте. При обратном промывании производится подача жидкости по стволу и удаление через штангу.

Малогабаритная буровая установка

МГБУ предназначена для работ на тех территориях, куда невозможно подвести габаритную буровую установку, а простые переносные устройства недостаточно мощны.

Малогабаритные буровые установки для бурения скважин на воду многофункциональны и универсальны. Они оснащены электродвигателем, а наличие электромагнитных пускателей, которые распределяют и контролируют энергию между двигателем и подсоединенными цепями, обеспечивает бесперебойную работу.

Также в конструкции устройства находятся следующие механизмы:

  • влагозащищенный пульт управления, что важно при создании водоносных скважин;
  • бур – главный элемент для раздробления грунта, усиленный и обычный в зависимости от вида земли;
  • опорный узел, отвечающий за крепление вращателя;
  • обсадной стол, служащий для того, чтобы погружать и извлекать буровую трубу;
  • подкладная вилка и ключ, требующиеся для развинчивания и последующего крепления деталей колонны;
  • конические замки для соединения элементов колонны;
  • боковые стойки для устойчивости МГБУ.

Также устройство оборудовано тележкой с регулируемым расстоянием, которую применяют для крепления. Кроме этого она может выдерживать различные направления нагрузки посредством роликов. Для вертикального подъема механизма используют лебедку. Ее материал и плотность подбираются в зависимости от массы, которую нужно поднимать.

Малогабаритные буровые агрегаты позволяют создавать довольно глубокие скважины – до 100 м, а иногда и больше. Они обладают небольшими размерами и мобильностью, поэтому их легко перевозить, например, в прицепе машины. Их применяют на рельефных территориях со сложными подъездными путями. Цены на подобное оборудование для бурения скважин на воду стартуют от 130000 рублей.

Особенности сборки и эксплуатации

Если стоимость профессионального бурения кажется неоправданно высокой, либо нужно сделать несколько скважин, можно смонтировать ручную установку самостоятельно. Для этого потребуются следующие инструменты и материалы:

  • соединительный сантехнический крестовой фитинг;
  • ножовка для работ по металлу;
  • труба из стали и сгон с сечением 0,5 дюйма;
  • стальные пластинки;
  • разводной ключ.

Монтаж агрегата подразумевает подготовку трубного отрезка, в дальнейшем использующегося как основание для бурового аппарата.

Процесс сборки идет в такой последовательности:

  1. Чтобы создать крестовую конструкцию, трубные концы надсеките на глубину в два сантиметра.
  2. Пластинки из стали в качестве наконечника приварите с торца трубного отрезка.
  3. Водоподающий шланг подсоедините к крестовому отверстию. Чтобы крепление было надежным, используйте переходник.
  4. Проверьте работоспособность конструкции, подав воду.
  5. В крестовое отверстие установите сантехническую резьбу – из полимеров либо пеньки.
  6. К основанию подсоедините трубный отрезок, на который установлен наконечник, посредством сгона.

После окончания пробивания шахты и при заглублении на метр наконечник переставляется на более длинный трубный отрез.

Ручное приспособление станет отличным решением для пробивки скважины в мягких, торфяных и глинистых грунтах при глубине расположения водного слоя на участке не больше 20 метров. Такие устройства заглубляются гораздо меньше, чем МГБУ, зато компактные размеры позволяет пробуривать шахтные отверстия в неудобных местах участка, например, рядом со стенами зданий либо заборами.

Можно также создать самодельное устройство на основе мотоблока, оснащенное механическим приводом, который приводится во вращение мотором мотобура.

Компактные габариты подобных установок позволяют проводить работы одному человеку, а применение понижающего редуктора – пробуривать шахты значительного диаметра.

Выбор бурового оборудования определяется проектной конструкцией скважины, способом бурения, необходимыми параметрами используемого инструмента, а также требованиями к транспортабельности буровой установки. Если возникают сомнения, лучше воспользоваться услугами профессионалов.

Буровая установка, виды мобильного устройства

До сих пор для многих существует проблема обеспечения себя автономным водоснабжением. Несмотря на довольно развитую структуру водопроводных сетей во многих регионах получить питьевую воду можно только при обустройстве собственного колодца или скважины. Копка колодца вручную — это трудоёмкая и невыполнимая задача. Скважина — это единственно приемлемый вариант решить проблему, а поможет в этом буровая установка, которая эффективно работает на любом грунте.

Читайте так же:
Промывка батарей отопления в домашних условиях

Особенности установок

Лучше, конечно же, привлечь профессионалов для изготовления колодца, но бурение установкой промышленного типа стоит довольно дорого, поэтому чаще приходится отказываться от такого варианта.

Буровая установка

В этом случае применяются малогабаритные бурильные установки, которые вполне можно собрать самостоятельно. Трудно будет тем, кто первый раз сталкивается с таким видом работ. Для этого понадобятся хотя бы небольшие слесарные навыки. Конструкция, изготовленная своими руками, не только значительно сократит материальные затраты при разработке собственного колодца, но и окупится, если понадобится выполнять работы на соседних участках.

Скважина представляет собой сооружение в форме цилиндра, уходящее вглубь земли и укреплённое с помощью специального жёсткого каркаса. Изготовление таких конструкций выполняется установками для бурения, которые появились достаточно давно, так как применялись для добычи полезных ископаемых. Позже стали использоваться и для бурения водяных скважин. Функциональность буровых установок позволяет выполнять операции для различных целей:

Особенности буровых установок

  1. Изготовление отверстий небольшого диаметра, которые используются для решения различных инженерных задач.
  2. Бурение разведочных скважин. Выполняются они для получения сведений о состоянии грунта, водоносных горизонтах.
  3. С целью поиска или добычи жидких или газообразных ископаемых, например, нефти.
  4. Бурение скважин для воды.

Используются несложные механизмы для изготовления неглубоких отверстий. Существуют и их разновидности:

Изготовление отверстий для скважин

  1. Трубчатый колодец. Это неглубокий ствол — до 12 м, который предназначен для разработки верхних водоносных горизонтов.
  2. Скважина на песок. Колодец средней глубины — до 30 м. Срок эксплуатации такой системы около 15 лет, затем ствол может заилиться или забиться песком. Тогда нужно будет чистить его или бурить новый слой.
  3. Артезианская скважина. Глубина ее может достигать 100 м и разрабатывается для нескольких частных домостроений, поэтому для изготовления отверстий применяются специальные технологии и механизмы. Срок службы таких источников воды доходит до 50 лет. Буровые установки наделены высокой мощностью и сложностью.

Разработка скважин — искусная работа, так как результат невозможно предсказать, а каждая конструкция уникальна.

Процесс заключается в следующем: в грунте нужно сделать глубокую и узкую шахту непосредственно к водоносному слою и установить в неё обсадную трубу, чтобы укрепить стенки выработки. Во время сооружения системы приходится извлекать достаточное количество грунта, причём он может быть разным: от крупных камней до песка, смешанного с водой.

Виды конструкций

Современные станции в газовой и нефтяной отрасли кардинально отличаются от устройств водяных скважин. Там мощный бур свободно проходит через мёрзлый грунт и скальные породы. К тому же способен функционировать под давлением на большой глубине. Поэтому в промышленных отраслях применяются стационарные платформы, в быту передвижные и самоходные буровые установки.

Изготовление скважин на воду в таком мощной технике не нуждается. Сегодня существует большое разнообразие малогабаритных буровых установок, в том числе и самостоятельного изготовления, для бурения колодцев для воды.

Виды скважин

Многие из них наделены ручным приводом, но эффективность недостаточна для качественного выполнения работ. Их свободно можно использовать для бурения стволов небольшой глубины и по мягким почвам. Поэтому лучше отдать предпочтение установке с механическим приводом. Она обеспечит хорошую производительность и бурение глубоких скважин.

В зависимости от состояния почвы и требуемой глубины шахты, существует три вида мобильных установок:

Устройство для вращательного бурения

  1. Устройство для вращательного бурения. В конструкцию включён буровой шнек, который при вращении разрушает грунт. Такая техника предназначена для неглубокой разработки.
  2. Установки для вращательно-ударного бурения. Процесс выполняется за счёт ударов по вращающемуся элементу. Разрушающим породу элементом является долото, усиленное режущими вставками. Приспособление такого вида может использоваться для изготовления скважин глубиной до 200 метров.
  3. Станок для ударного бурения. Он выглядит в виде треугольного каркаса с прочным основанием. К нему крепится гибкий высокопрочный трос с байлером и стамеской, которые запускаются в шахту. Также удары могут наноситься по снаряду, установленному в забое. Байлер выхватывает породу из скважинного канала и поднимает её на поверхность. Хотя это трудозатратный метод, подобные конструкции легко устанавливаются и функционируют с высокой производительностью.

Установка для ударного бурения используется на мягких подвижных породах. На твёрдых грунтах способна заглубляться не более, чем на 100 метров.

Способы разработки скважин

Продолжительность рабочего процесса зависит от глубины водоносного горизонта. Иногда он пролегает на глубине 10 м, а порой скважину приходится углублять до нескольких десятков или даже сотен метров. Каждому методу соответствует определённая установка. Всего четыре способа бурения:

Способы разработки скважин

Ударно-канатный бур

  1. Роторный. Используется принцип вращения: ротор обеспечивает вращение бура. Внутрь бура доставляется вода (бурильный раствор). Она выносит наружу шлам (раздробленную породу), а бур при этом остаётся в колодце. Его постепенно наращивают, устанавливая дополнительные штанги. Существуют ещё роторные установки «сухого» бурения, работающие без растворов. Такие механизмы требуют больших усилий, а скорость бурения гораздо ниже. Роторные станки применяются на малую и среднюю глубину — не более 50 метров.
  2. Шнековый. Внедрение в почву происходит за счёт шнека — штанги с расположенными винтом лопастями. Вручную можно пробурить всего лишь на два метра, например, под фундамент на сваях. Но чтобы пройти твёрдый слой глины или плотного песка необходимо приложить большое усилие. В этом случае понадобится двигатель с большим вращающимся моментом — ротор. Шнек разрыхляет грунт и выводит его наружу. На податливом грунте используются обычные буры, на твёрдом — буры с резцами, на каменистом шнековые установки бесполезны.
  3. Ударно-канатный. Этот способ применяют для бурения колодцев до 300 метров. Тяжёлый груз бросают в скважину на канате. Груз состоит из таких составляющих, как долото, штанга, замок. Падая с высоты, он дробит грунт, после чего его поднимают и снова бросают. Процесс повторяется, пока ствол не достигнет требуемой длины.
  4. Ударно-вращательный. Применяется для бурения шахт на глубину от 600 м и глубже. В этом случае используются телескопические ударные штанги, а также бентонитовая глина, благодаря которой укрепляются стенки шахты. Таким методом разрабатываются не только скважины для воды, но и для добычи нефти. Процесс работы обеспечивают передвижные агрегаты, расположенные на тракторе или грузовике.
Читайте так же:
Особенности отопления с помощью газовых печей от баллонов

Пользуясь ударно-вращательной установкой, тратится гораздо меньше физических сил. Однако конструкция довольно сложная и требует определённых затрат, так как некоторые детали нужно будет покупать или изготавливать под заказ.

Бурение с промывкой

Это наиболее эффективный способ разработки скважины глубиной до 35 м, обеспечивающий скорость проходки до 12 м/ч. Этот показатель значительно превышает производительность других методов. Процесс включает в себя прямую и обратную промывку скважины:

Бурение с промывкой

  1. При прямой промывке раствор поступает в скважину для вымывания грунта и выброса его на поверхность.
  2. При обратной раствор также подаётся в ствол, но затем выполняется откачка грунтовой массы при помощи насоса.

Вязкий промывочный раствор, кроме охлаждения режущих элементов и очистки скважины от пород, выполняет ещё одну функцию — укрепляет стенки скважины, препятствуя их обрушению, даже если разрабатываются песчаные или глинистые почвы.

Преимущества малогабаритных станков

Портативные буровые установки для бурения скважин используются для разработки колодцев до 200 метров. Такие конструкции имеют малый вес, они легко собираются, разбираются, а также транспортируются. Некоторые из них можно перевозить в прицепе или багажнике автомобиля.

Ещё одним достоинством такого вида оборудования является то, что к рабочему месту её можно доставить вручную и нет необходимости организовывать удобный подъезд. Такие конструкции часто называют переносными. Следовательно разработка скважины выполняется в любых местах, где невозможен въезд тяжёлой техники.

Функционируют переносные устройства для бурения чаще от электрической сети в 220 В. Но есть такие модели, которым необходимо питание 380 В. Они применяются гораздо реже из-за того, что не везде имеется такое питание.

Преимущества малогабаритных станков

Бурение малогабаритной установкой обходится гораздо дешевле, чем другими видами агрегатов. Сейчас они очень востребованы, благодаря простому и доступному способу применения. Множество фирм предлагают свои услуги по разработке скважин, используя как отечественные, так и заграничные модели. Производство выпускает большое количество разновидностей установок и в продаже можно подобрать относительно недорогое оборудование для водоносных скважин.

Одним из основных недостатков малогабаритной установки является невысокая средняя мощность. Поэтому рабочий процесс будет более длительным по сравнению с крупногабаритной техникой. К тому же производительность установки значительно падает на глиняных и скалистых почвах.

Нужно учитывать, что все качества малогабаритных конструкций: положительные и отрицательные достаточно условны, и рассматривать их следует в соответствии с конкретными целями и условиями эксплуатации. Конструкция у них довольно простая и понятная, но характеристики абсолютно разные: производительность, метод бурения, срок службы, стоимость. Поэтому разработку скважины лучше поручить настоящим профессионалам, ведь процесс бурения имеет множество тонкостей и сложностей, в которых трудно сразу разобраться.

Описание буровых установок, их типы и разновидности

Область применения буровых установок очень обширна. Они используются в строительстве, горной промышленности, пищевой индустрии. В повседневной жизни люди каждый день пользуются тем, что получено с помощью установок для бурения – водой.

Общее описание буровой установки

Схема буровой установки

Вода, впрочем, как и нефть, залегает на разных глубинах. Буровая установка помогает проникнуть в глубь и поднять драгоценную жидкость на поверхность. Или сделать скважину в скале для закладки заряда. Такая техника может иметь как промышленные масштабы, так и ограничиваться организацией водоснабжения на дачном участке.

Все буровые представляют собой систему взаимосвязанных узлов, которые позволяют… сделать отверстие в любом, или почти любом, грунте. В процессе их применения образуется скважина цилиндрической формы, стенки которой называются стволом, верхняя часть – устьем, а дно – забоем.

Стандартные буровые установки для бурения скважин на воду состоят из следующих основных элементов:

  • конструкции для организации устойчивой работы установки: вышки, треноги, стеллажи, мосты;
  • двигателя;
  • ударного элемента: долото, труба с острым наконечником, шнек;
  • механизма для спуска и поднятия ударного элемента: крюки, лебедки, канаты;
  • оборудования для очистки жидкости: отстойники, очистные емкости, насосы, вертлюги;
  • элементов для защиты от выброса жидкости;
  • оборудования для приготовления бурового раствора (при использовании такой технологии.

Принцип работы

Буровой станок Pit Viper 351 в карьере

Буровая машина работает на сочетании кинетической и динамической энергии. Динамическое движение обеспечивает подъемный механизм, например, лебедка или кран, которые поднимают ударный элемент. Кинетическую силу реализует бурильное устройство, которое бьет по грунту трубной колонной и постепенно продвигается вниз.

Чтобы защитить скважину от обвала грунта, вдоль ствола устанавливаются обсадные трубы. Для устранения лишней почвы в процессе работ, используются водяные насосы и отстойники.

Классификация буровых установок

Бурильные установки имеют широкую сферу применения за счет дополнительного оборудования в комплектации. Они применяются в разработке и реставрации скважин под воду, для закрутки свай, добычи газа, нефти и других полезных ископаемых.

Классификация оборудования проводится по нескольким критериям, среди которых:

  • метод бурения;
  • вид силового агрегата;
  • тип перемещения.

Классификация по типу бурения

Буровые установки имеют свои особенности, которые зависят от температуры воздуха, типа грунта, назначения скважины. Наиболее распространены три основных типа бурения:

  1. Ударный.
  2. Шнековый.
  3. Роторный.

Обратите внимание! Есть ещё горизонтально-направленное бурение. Оно немного отличается от остальных типов. О его особенностях можно прочитать тут.

Ударные

Ударный буровой станок

Принцип действия бурового станка ударного типа довольно прост: груз резко опускается вниз с высоты, затем поднимается лебедкой в исходное положение и процесс повторяется. Удар приходится в одно и то же место, поэтому почва постепенно разрушается. После окончания работ в скважину для того, чтобы предотвратить осыпание грунта, спускаются обсадные трубы.

Установка для ударного бурения скважин состоит из:

  • треноги, которая раскладывается непосредственно над местом бурения;
  • прочного и гибкого троса, к которому крепится ударный элемент;
  • заостренной трубы весом до 80 кг;
  • лебедки.
Читайте так же:
Отопление коттеджей: системы воздушного отопления своими руками

Риск преждевременного осыпания грунта – один из недостатков этого типа бурения. Кроме того, к недостатком данной буровой техники стоит отнести относительно небольшую глубину бурения.

Однако у ударного метода есть и преимущества:

  • работы можно проводить при низких температурах;
  • за один прием можно поднять большой объем почвы;
  • можно сформировать скважину увеличенного диаметра;
  • высокая производительность.
Шнековые

Шнековая буровая установка Liebherr LRB 355

Шнековые буровые используют на мягких и песчаных почвах. По сути – это передвижная установка с ручным или механизированным буром, закрепленным на регулируемую штангу. Как несложно догадаться по названию – основным рабочим органом подобного оборудования является шнековый бур.

Бур вкручивается в землю и шнек разрезает почву, передавая её на поверхность. Охлаждение происходит от самой почвы. Наиболее эффективны шнеки с полым центральным каналом. Через него с помощью гидравлического насоса подается вода или воздух, что снижает силу трения во время процесса.

Обратите внимание! Если режущие лопасти меньше 10 см, то частота вращения должна быть не более 500 об/мин.

В зависимости от нужной глубины штангу наращивают. Делают первый проход на длину одной штанги, затем установку выключают, штангу отсоединяют, поднимают наверх и наращивают еще одной. Максимальная глубина бурения шнековым методом составляет 120 метров, хотя обычно работают до 50 м.

Среди преимуществ шнековой установки можно отметить:

  • простоту эксплуатации;
  • возможность работать на небольшой площади;
  • маневренность установки и высокая скорость работ.

Кроме того, для работы не нужно привлекать квалифицированного специалиста.

Роторные

Роторный буровой станок Atlas Copco

Подходят для любого типа грунта. Часто используются при строительстве и бурении скважин на воду на твердых почвах с галькой, щебнем и известняком. Роторный буровой станок проходит породу благодаря мощному долоту на конце бура.

Диаметр долота больше, чем сама буровая колонна. Это позволяет, во-первых, получить максимальную силу удара, а, во-вторых, увеличить срок службы колонны, поскольку отсутствует ее трение о грунт. Кроме того, без потерь от трения, вся энергия машины идет на проворачивание долота в забое, что позволяет сократить энергозатраты.

Роторная бурильная машина подойдет для скважин глубиной свыше 300 м и диаметром до 70 см. Её используют в строительстве, горных разработка для буровзрывных работ, в промышленности для добычи артезианской и минеральной воды.

По ходу бурения диаметр скважины уменьшается. То есть сначала делается самый большой размер, затем скважина обсаживается трубами с технологическими отверстиями. Через них в пространство между трубой и скважиной поступает цемент. Дальше продолжается бурение меньшего диаметра и снова обсадка. Чем реже приходится делать обсадку, тем быстрее идет работа, а значит меньше общие затраты на процесс в целом.

Для промывки бура, подъема грунта и охлаждения инструмента необходимо использование воды. Её подача может осуществляться двумя способами: прямым и обратным.

При прямой подаче жидкость с помощью насоса нагнетается в технологические отверстия долото, а через них на дно скважины. После размытия почвы она выбрасывается наверх по затрубному пространству – за пределами штанги – и попадает в очистительный комплекс.

При обратной подаче вода самотеком поступает в скважину, а поднимается наверх по штанге под действием обратного давления, создаваемого насосом. Этот способ считается более эффективным по нескольким причинам:

  • увеличивается скорость бурения, поскольку жидкость откачивается из забоя, а не нагнетается;
  • вместе с водой насос откачивает остатки породы;
  • нет необходимости добавлять в воду присадки для размыва грязных частиц.

Однако оборудование с обратной подачей воды изначально стоит дороже.

Силовые агрегаты буровых станков

Дизельная буровая установка на пневмоколёсном ходу

В качестве привода буровых установок используются силовые агрегаты различных типов. Основными являются:

  • дизельные;
  • дизель-электрические;
  • электрические;
  • электрогидравлические.

Дизельные двигатели используются в основном на малогабаритных буровых установках (МГБУ), которые отличаются высокой мобильностью. Кроме того, такие силовые агрегаты применяются на самоходных буровых станках.

Для повышения эффективности работ, снижения выбросов и расходов на топливо применяется смешанный тип привода – дизель-электрические установки. Они применяются в горнодобывающей отрасли и способны обустраивать скважины глубиной до 6 км.

Также на твёрдых породах применяются электрогидравлические буровые установки. Этот тип питания довольно распространен, поэтому такие буровые станции имеют широкую сферу применения.

Электрическое буровое оборудования используются при малых глубинах бурения, а также на участках с доступом к сетям электроснабжения. В основном это малоэтажное коттеджное строительство при организации водозаборных скважин для личного пользования.

Буровые установки по типу перемещения

Буровая установка на автомобильном шасси

Работа оборудования по бурению скважин производится на различных участках. В зависимости от мощности и габаритов, такая техника может быть переносной или передвижной.

Переносные представляют собой малогабаритные буровые установки весом до 1 тн. МГБУ просты в сборке, легко перевозятся. Обычно работают на скважинах и водяных колодцах глубиной до 100 м. Преимущественно имеют привод от стандартной сети 220 В.

Ручные переносные установки – это разновидность мини буровой, которые используют для местного ремонта или пробивки отверстий под сваи.

Самоходные могут монтировать на колесную или гусеничную базу. Они отличаются высокой проходимостью и грузоподъемностью. Такая техника чаще используется для бурения скважин на воду, а также в нефтегазовой отрасли. Установку не нужно демонтировать, она подходит для длительной стационарной работы.

К самоходным агрегатам относят и машины с гидравлическим приводом. Их основное достоинство в том, что такие системы не нуждаются в электропитании, бурение происходит за счет увеличенной массы рабочего инструмента.

Стационарные – это мощные буровые станции, которые в основном работают на газо- и нефтедобычи. Стандартное оборудование укомплектовано усиленными опорами, монтажными элементами, системами очистки и вышкой с электронным управлением процессом бурения. Также среди дополнительных функций стоит отметить специальные обогревательные элементы для работы в условиях низких температур.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию