Бурение скважины желонкой: полный обзор технологии бурения ударно-канатным методом

Бурение скважины желонкой: полный обзор технологии бурения ударно-канатным методом

Как обеспечить собственный участок и дом достаточным количеством чистой воды? Иногда самый простой ответ на этот вопрос — устройство скважины. Если нанимать бригаду дорого, а навыки и желание тяжело поработать имеются, пробурить ее можно и самостоятельно. Методы, с помощью которых можно добыть воду из недр матушки-земли, бывают разными.

Среди них бурение скважины желонкой занимает вполне достойное место. Чаще всего желонирование используется в комплексе с вращательным колонковым методом для извлечения рыхлых несвязных пород: песков, гравийных отложений. Бывает, что без использования желонки вообще невозможно поднять с забоя разрушенный грунт.

Мы расскажем о том, как производятся буровые работы при использовании желонки. У нас вы узнаете, как грамотно пробурить водозаборную скважину на загородном участке, применяя простейший самодельный буровой инструмент. С учетом наших рекомендаций вы с минимальными затратами обустроите источник воды.

Общие понятия о процессе бурения

Бурение желонкой представляет собой так называемый ударно-канатный способ бурения. В качестве бурильного инструмента используется желонка — тяжелый, полый, длинный и узкий снаряд, который роняют в шахту скважины с высоты в несколько метров.

Под тяжестью желонки слои грунта разрушаются и попадают в полость снаряда. Желонку вынимают, очищают от грунта, а затем снова бросают в шахту.

Процесс повторяют снова и снова до тех пор, пока не дойдут до водоносного слоя и не пройдут его. Хотя при описании процесс выглядит простым, он может быть долгим и трудоемким.

Однако у ударно-канатного бурения есть немало преимуществ по сравнению с другими методами. Например, при ручном бурении с помощью желонки обычно в ствол не подается вода, как это часто делается при использовании шнекового или роторного бурения.

В результате грунт в скважине не намокает, а это снижает риск ослабления или разрушения ее стенок. Еще один плюс — точное определение водоносного слоя.

При “мокром” бурении понять, что долгожданная вода наконец-то появилась, не всегда просто. Даже опытные буровики порой не сразу опознают этот момент и продолжают бурение. Кроме того, считается, что и дебит у “сухих” скважин повыше, чем у “мокрых”.

Инструмент для бурения скважины желонкой

Желонка используется при устройстве скважин в сыпучих обломочных породах, наполненных водой. Инструмент оснащают клапаном, чтобы захватывать и поднимать наверх больше породы за один прием

Выбирая между желонкой и шнеком, некоторые мастера руководствуются следующими соображениями. У шнековых установок с промывкой, которые производит современная промышленность, имеются ограничения по глубине бурения.

И мощность таких установок составляет 12 кВт. Найти мотор-редуктор, обеспечивающий такую мощность в бытовых условиях, затруднительно.

Но редуктор мощностью всего 2,2 кВт поднимает груз весом около одной тонны. Даже очень тяжелую желонку такой механизм поднимет без труда. Остается лишь бросить желонку вниз, чтобы получить достаточно сильный удар, способный разрушать достаточно плотные породы. Таким образом, при меньших энергозатратах получается более эффективное воздействие.

Кроме того, собрать желонку из подручных средств будет проще и быстрее, чем шнек, конструкция которого заметно сложнее. Известны случаи, когда с помощью самодельной желонки, треноги и мотора удавалось пробить скважину глубиной более 40 метров, хотя ушло на выполнение этой работы несколько месяцев.

Желонка – инструмент для производства ударно-канатного бурения. Представляет собой трубу с приспособлениями для разрушения, захвата и удерживания разрушаемой в скважине породы

Вершину желонки оснащают устройством для крепления троса. Это серьга, как на фото, конус с проушиной или просто приваренный стержень

В верхней трети желонки есть отверстие, через которое производится выгрузка породы, захваченной снарядом в ходе бурения

Башмак желонки оборудуют клапаном, который удерживает пробуренную породу в трубе. Для усиления разрушающего действия низ желонки можно дополнить режущей коронкой с зубьями

Что необходимо учесть при работе?

Для начала не помешает предусмотреть возможные проблемы. Конечно, каждая скважина обладает индивидуальными характеристиками.

Бурение на расстоянии всего пары десятков метров может проходить по разному сценарию. Но знание примерного состава грунта и слоев, которые он включает, позволит составить предварительный план, запастись необходимыми инструментами и т.п.

Чем более тяжелое и вязкое вещество нужно вынуть на поверхность, тем сложнее будет работать желонкой. Проще всего справиться с сухим песком. А вот на плывунах работа может длиться бесконечно, при этом скважина почти не углубляется. Некоторые мастера рекомендуют в этом случае выполнять бурение с одновременной промывкой, погружая обсадную трубу как можно быстрее вперед желонки.

Практически невозможно преодолеть с помощью желонки слои тяжелой глины. На грунтах такого типа бурение эффективнее выполнять другими способами.

Чтобы выбрать слой суглинков, используют стакан: узкий длинный инструмент с острой нижней кромкой и без клапана. Его также бросают в шахту с высоты в несколько метров. Затем стакан вынимают и очищают через узкое вертикальное отверстие, сделанное в его боку. Иногда такое отверстие делают и в желонке.

Стакан для бурения

Для бурения особо вязких пластов грунта ударно-канатным методом используют стакан — длинную трубу с заостренной нижней кромкой и узким отверстием, проделанным вдоль стакана

Такая работа по суглинку продвигается тяжело и медленно. Стоит оценить затраты труда и времени, возможно, имеет смысл предпочесть шнековое бурение ударному методу. Чтобы оценить состав грунта, на котором будет выполнено бурение, есть два способа. Дешевый — расспросить соседей, у которых уже есть скважина, и дорогой — заказать буровые работы у специалистов.

Обычно для скважины выбирают место, где рельеф понижается, считается, что так будет ближе к водоносному слою. Некоторым умельцам с помощью желонки удалось пробурить вполне приличную скважину прямо в подвале своего дома, поскольку станок или тренога для желонки — сооружение относительно компактное.

Следует помнить, что подобные работы можно проводить только в достаточно просторном подвале с высоким потолком. В этом пространстве предстоит не только поместить буровую установку, но и выполнять наращивание обсадной трубы.

Если пол и потолок пока отсутствуют, лебедку можно закрепить на стропилах. Кроме того, следует считаться с большим количеством грязной воды, которая будет поступать из скважины во время бурения и может залить все вокруг. Бурение разумнее проводить в сухое время года.

Бурение желонкой

Бурение желонкой — работа довольно грязная, нужно предусмотреть место, в которое будет высыпан вынутый из устройства отработанный грунт

Чаще всего это делают летом. Вполне эффективны буровые работы и в зимний период, хотя преодолеть слой промерзшего грунта может быть не просто. А вот весной во время паводка бурить скважины не рекомендуется. Мокрый грунт вынимать сложнее, да и определить момент появления воды в скважине будет труднее. Осенью работы обычно приходятся на ноябрь.

Инструменты и применяемые материалы

Для начала понадобится собственно желонка, а также установка, к которой ее нужно подвесить. Желонка для бурения — снаряд достаточно тяжелый.

При сильном желании заполненное устройство можно, конечно, вытащить из шахты вручную, но для этого понадобится немало сил и времени. Чтобы облегчить работу, над местом бурения устанавливают вышку в виде треноги.

Тренога для бурения желонкой

Для подвешивания желонки над рабочим отверстием используют специальную треногу. Обычно ее выполняют из металла, но подойдут и деревянные балки

Она может быть выполнена из металла или из дерева. Наверху закрепляют блок, через который пропускают металлический трос. На этом тросе подвешивают желонку. Так для ее вытаскивания понадобится меньше усилий.

Подъем выполняют с помощью мотора-редуктора со сцеплением, на вал которого наматывается трос. Чтобы после удара желонки барабан не раскручивался по инерции, можно установить специальное устройство для торможения.

При коммерческом использовании применение тормоза вполне оправдано, но для собственных нужд можно обойтись и без него. С помощью сцепления можно регулировать усилие, поступающее на устройство, учитывая при этом момент удара. В процессе работы устройства способность определять этот момент быстро приходит с опытом.

Клапан желонки

В нижней части желонки приваривают или привинчивают башмак со встроенным в него лепестковым клапаном. Клапан не позволяет грунту высыпаться из снаряда, когда ее поднимают на верх, чтобы очистить

И установку, и желонку, и стакан можно сделать самостоятельно или приобрести в строительных магазинах. О том, как сделать буровой инструмент для ручного бурения, подробно написано в этой статье.

Для изготовления желонки понадобится отрезок металлической трубы длиной несколько метров. Наружный диаметр такой трубы должен быть меньше внутреннего диаметра обсадной трубы примерно на 20 мм. Например, если используется стальная обсадная труба на 133 мм, для желонки волне подойдет труба с диаметром 108 мм.

Толщина стенок трубы для желонки может достигать 10 мм. При этом следует соотнести размеры и вес устройства. Она должна быть достаточно тяжелой, чтобы при ударе о грунт эффективно его рыхлить и захватывать.

Но следует помнить, что для вытаскивания заполненной желонки должно хватать мощности редуктора. Вполне достаточным считается вес в 30-40 кг. Когда труба выбрана, необходимо внизу приварить или прикрутить башмак с лепестковым клапаном.

Для бурения скважины подходящим снарядом считаются желонки диаметром от 80 до 160 мм. В бурении лучше действует лепестковый захлопывающийся клапан

Лепестковые клапаны бывают с одной и двумя створками. Для увеличения разрушающей силы башмак желонки дополняют резцами

Вверху приваривают защитную решетку и ручку, к которой следует прикрепить металлический трос. Нижнюю часть можно заточить внутрь, чтобы улучшить рыхление грунта. Вместо затачивания края можно внизу приварить заостренные прутья или острые куски металла.

Примерно таким же образом из куска трубы изготавливают стакан для бурения скважины на суглинках. Только в этом случае клапан не нужен, а по длине трубы делают вертикальные отверстия, чтобы можно было очистить стакан от вязкого грунта.

Помимо установки и желонки, понадобится ряд материалов и приспособлений:

  • обсадные трубы в нужном количестве;
  • хомуты, чтобы зафиксировать трубы во время сварки или пайки;
  • садовый бур;
  • место для сбора отработанного грунта;
  • емкость или место для слива загрязненной воды;
  • сварочный аппарат или паяльник для труб ПВХ.

В формировании ствола скважин можно использовать как металлические, так и пластиковые обсадные трубы. Нижняя часть первой пластиковой трубы должна быть снабжена специальным башмаком, который облегчает процесс опускания трубы в шахту скважины. Пластиковые трубы спаивают с помощью предназначенного для этих целей паяльника.

Освоить работу с этим инструментом несложно, но перед началом работ лучше взять несколько уроков у более опытных мастеров или потренироваться на отрезках ненужных труб. С металлическими трубами работать немного проще, поскольку они прочнее, чем пластиковые конструкции.

Нередко такую трубу просто забивают в шахту, чтобы опустить ее на нужную глубину. Для сварки металлических труб используют сварочный аппарат, если навыка работы с таким оборудованием нет, их придется освоить. Чаще всего для скважин используют трубы с резьбовым соединением, но сварка считается более надежной.

Описание технологии бурения

Если все материалы и инструменты приготовлены, можно приступать к работам. Над выбранным местом для скважины устанавливают треногу. На блок заводят металлический трос желонки, и наматывают его на вал редуктора. В грунте под желонкой с помощью садового бура проделывают отверстие такого диаметра, чтобы в него проходила желонка.

Желонку используют для проходки по рыхлым несвязным грунтам: пескам, галечниковым, гравийным, щебенистым отложениям

Этап 1: Перед началом бурения почву с корнями растений и верхние грунтовые слои лучше выкопать лопатой. Глубина стартового шурфа примерно 0,7 – 1,0 м

Этап 2: Желонку бросаем в шурф на забой. Инструмент, ударяясь о землю разрушает грунт. Разрушенный грунт проталкивается внутрь бура, захлопнувшийся следом за ним клапан удерживает его внутри трубы

Этап 3: Устанавливаем обсадку для предотвращения осыпания стенок и соблюдения вертикальности ствола. Укрепляем стенки шурфа. Фиксируем положение обсады, чтобы при заглублении ствол не перекосило

Этап 4: Желонка плохо разрушает и практически не захватывает глинистые грунты: суглинки с супесями. Если они есть в разрезе, надо запастись шнековым инструментом

Этап 5: Шнек опускаем в обсадную трубу, наращиваем инструмент штангами до требующейся глубины. Ввинчиваем собранную таким способом буровую колонну в забой и извлекаем из ствола шнек с осевшей на лопастях породой

Этап 6: Вручную желонкой можно пройти 5 – 7 м. Затем процесс бурения слишком усложняется из-за глубины выработки и веса инструмента с выбуренной породой. Облегчит работу буровая установка

Этап 7: В вершине самодельной буровой установки закрепляют блок, через который перекидывают канат, соединенный с желонкой. Для спуска и подъема снаряда можно использовать лебедку

Что собой представляет желонка для скважины на воду, как изготовить ее самостоятельно?

Желонка – универсальный прибор для механического бурения и чистки скважинных каналов, позволяющий при минимальных затратах обрабатывать песчано-гравийные, валунно-галичниковые и даже многомерзлые породы.

Устройство имеет простую конструкцию и, при наличии опыта обработки металлов, изготовить желонку для скважины можно самостоятельно.

Что это такое, для чего используется?

Желонка разрабатывалась как устройство ударно-канатного способа бурения и очистки скважин. При данном способе разрушение породы производится путем многократно повторяющихся ударов под действием силы свободного падения.

Работы по бурению желонкой тяжелы и занимают значительное время (для очистки скважины данным методом необходимо от 2 до 5 дней, а для пробивки – от 6 до 8), поэтому при обустройстве скважин используют конструкции значительных размеров:

  • для пробивки – 2-4 м в длину;
  • для очистки от грунтовых отложений – до 1 м в длину.

Работа механической желонки производится за счет силы тяжести, по принципу ударного взаимодействия. Главным показателем, влияющим на производительность, является масса устройства. Чтобы конструкция имела достаточный вес, толщина ее стенок должна составлять от 2 до 10 мм.

Дополнительно используют утяжелители: груз или бетонную заливку верхней части. По мере увеличения веса желонки увеличивается и эффективность бурильных работ, но, вместе с тем, становится более сложным ее обслуживание и эксплуатация.

Все о желонках — в видео:

Устройство и принцип действия

Корпус желонки представляет собой длинный отрезок трубы. Диаметр корпуса зависит от диаметра обсадной колонны (зазор между стенками корпуса и колонны должен составлять не менее 2 см). Нижний край трубы затачивают, добиваясь более качественного рыхления грунта.

Внутри (ближе к нижнему краю) обустраивают клапанный механизм обратного действия в виде шара или лепестков:

  1. В больших желонках обычно устанавливают плоские или лепестковые клапана, сделанные из стального листа с уплотнителем.
  2. В желонках меньшего диаметра устанавливают клапаны в виде тяжелого стального шара с кольцом.

foto50279-2

Клапанный механизм служит для удержания грязи, грунтовых отложений и других нерастворимых частиц внутри желонки до ее поднятия на поверхность. Верхнее отверстие корпуса желонки закрывают специальной сеткой или решеткой для защиты от случайного выброса грязи и илистых масс.

К верхнему краю трубы приваривают проушину, за которую желонка крепится к металлическому тросу. Подбирая трос, учитывают его показатели жесткости и толщины.

Трос должен иметь достаточную прочность (чтобы не оборваться при подъеме желонки из скважины) и быть достаточно гибким (чтобы обеспечить трубе возможность разгона для удара о дно скважины).

Принцип действия механической желонки прост:

  1. Устройство подвешивают на стальном тросе над скважиной с помощью треноги и системы блоков.
  2. Приводя желонку в действие, ослабляют трос. Устройство падает в скважину и с силой ударяется о ее дно, причем острые элементы на нижней кромке рыхлят грунт и донные отложения.
  3. При контакте с дном, клапанный механизм открывается и пропускает донные отложения во внутреннее пространство желонки.
  4. Затем буровое устройство немного поднимают и снова отпускают. Процедуру повторяют несколько раз, пока все пространство трубы не заполнится илом.
  5. По окончании цикла, трубу извлекают на поверхность и производят ее очистку (породу вынимают через окошко, предусмотренное в верхней части корпуса).
  6. После очистки желонки действия повторяют до тех пор, пока скважина не достигнет желаемой глубины и полностью не очистится от грязи и ила.
  7. По окончании работ скважину промывают при помощи насоса.

Желонки классифицируют по предназначению и типу клапанного механизма.

Лепестковые

В лепестковой желонке в качестве клапанного механизма использован плоский лепесток из упругого материала (металл, полимер) круглой или овальной формы. Для лучшего прилегания к стенкам трубы лепесток наделяют резиновым уплотнителем. Этот подвижный стальной элемент закрепляют внутри буровой трубы на шкив.

foto50279-3

Принцип работы лепестковой конструкции таков:

  • при ударе устройства о грунт лепесток вращается, открывая проход для заполнения внутреннего объема трубы донными отложениями;
  • при подъеме донные отложения начинают сверху давить на лепестковый клапан, заставляя его вернуться в исходное положение;
  • после опорожнения трубы клапан остается в закрытом положении — устройство готово к следующему циклу работ.

Данный тип желонки отличается простотой конструкции, пригоден к буровым и очистным работам. Недостатком лепестковой конструкции является ненадежность и низкий предел прочности клапана.

Борясь с данным недостатком, нижнюю часть трубы с клапаном делают съемной на резьбе. После поломки клапана нижнюю часть конструкции легко меняют.

Шаровидные

В шаровидных желонках в качестве запирающего элемента используется тяжелый шарик, диаметр которого составляет 60-75% диаметра трубы.

Особенности конструкции желонки такого типа таковы:

  1. Снизу в буровую трубу кладут шар и плотно закрепляют кольцо или воронку с широким устьем. Когда устройство находится в нерабочем состоянии, устье воронки плотно закрыто шаром.
  2. После удара желонки о дно скважины, ее нижний край погружается в донные отложения, под действием которых шарик смещается наверх, давая илистой массе заполнить внутреннее пространство.
  3. При подъеме устройства шар под своей тяжестью опускается и надежно закрывает клапан, не давая грязевой массе покинуть желонку.
  4. Поле очищения полости трубы цикл работ повторяется.

foto50279-4

Шаровидные буровые устройства стойки к нагрузкам и долговечны, но имеют более сложную конструкцию, их трудно изготовить своими руками.

Для бурения

С помощью желонки можно пробурить скважину глубиной до 10 м. Использование устройства для бурения более глубоких скважин считается нерентабельным. В этих случаях рекомендовано использование специальной буровой техники.

Желонки, предназначенные для бурения, более прочны и не подвержены износу. Кроме того, их конструкция несколько модифицирована.

Особенности конструкции:

  • нижняя режущая часть трубы имеет вид острых зубцов, чуть разведенных в разные стороны;
  • в полость корпуса (примерно до середины длины) вводится труба с резьбой и жестко крепится;
  • по мере увеличения глубины скважины длина конструкции также наращивается посредством резьбового соединения.

Неглубокие скважины создают ударно-канатным методом, аналогичным технике очистки. При создании более глубоких скважин, а также при прохождении сквозь плотные грунты, применяют вращение, для чего в желонку оснащают сквозными отверстиями и элементами арматуры.

Как сделать своими руками?

foto50279-5

Начиная самостоятельное изготовление желонки, прежде всего, следует правильно подобрать основной рабочий элемент – трубу.

Параметры заготовки должны быть оптимальными, чтобы обеспечить достаточную пробивающую способность устройства и возможность его подъема для очистки.

Так, для бурения скважин берется труба длиной от 2 до 4 м (в зависимости от глубины будущей скважины). Слишком короткая труба может повредить стенки, а слишком длинную – будет сложно эксплуатировать.

Для того чтобы устройство имело достаточный вес, труба должна быть толстостенной (оптимальная толщина стенок – от 3 до 10 мм). В ряде случаев проводится дополнительное утяжеление трубы.

Важно также, чтобы между стенами скважины и трубы оставался зазор равный 2 см, поскольку малый диаметр желонки не обеспечит достаточного качества работ, а слишком плотное прилегание может повредить стенки скважины. Для расчета наружного диаметра желонки вычитают из значения внутреннего диаметра обсадной трубы 40 мм.

Другим важным элементом желонки является клапанное устройство, которое обеспечит попадание содержимого шахты внутрь полости и блокирует возможность его выхода наружу.

При бурении мягких и пластичных грунтов обходятся без клапана, поскольку вязкая масса остается в полости трубы даже при отсутствии клапанного механизма.

Лепестковую

Для изготовления клапана лепесткового типа потребуются следующие инструменты и материалы:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • отрезок металлической трубы;
  • кусок листового материала;
  • пружинные петли;
  • крепежные элементы.

Процесс изготовления:

При опускании желонки в скважину, на ее нижнюю сторону воздействует поток воды и илистые массы. Под этим воздействием лепесток раскрывается подобно дверце, пропуская грязевые и илистые компоненты внутрь приспособления. По мере вытаскивания устройства, дверца закрывается, запирая забранный материал.

Шаровую

Для изготовления бурового устройства шарового типа понадобятся следующие инструменты и материалы:

  • сварочный аппарат;
  • болгарка;
  • металлический шар диаметром равным 2/3 диаметра трубы.
  • шайба или широкая воронка из прочного металла, внутренний диаметр которой чуть меньше диаметра шара, а внешний – равен внутреннему диаметру желонки.
  • проволока или стержень для обустройства ограничителя.

Ход работ таков:

  1. В нижнюю часть трубы плотно вставляют и приваривают шайбу или воронку.
  2. Через верхнее отверстие в трубу опускают шар. В нерабочем состоянии шар будет лежать на воронке, плотно запирая ее.
  3. В верхней части трубы (на высоте 3-4 диаметра шара) делают ограничитель, который не даст шарику выпасть из трубы. Для этого в отверстия продевают проволоку, концы которой заваривают или расклепывают. Ограничитель можно заменить решеткой, которую наваривают на верхний конец трубы. Она не даст шарику выпасть и защитит от случайного выплескивания илистых масс.
  4. В верхней части трубы делают специальные отверстия, через которые будет производиться очистка.

Система представляет собой сужающуюся полость, отверстие в которой закрыто элементом сферической формы. При сбрасывании желонки в шахту, шар поднимается вверх, при подъеме — опускается вниз.

Окончательная сборка

После приваривания клапана проводят заключительные мероприятия по подготовке желонки к работе:

Для того чтобы обеспечить более эффективное и комфортное бурение, обустраивают блочный механизм в виде треноги с блоком.

Треногу сваривают из трех швеллеров, длина которых превышает длину желонки в 3-5 раз. В верхней точке (там, где они соединяются) укрепляют блочный механизм.

Устанавливают треногу над местом бурения и укрепляют желонку строго по центру будущей скважины. Трос желонки протягивают через блок.

Как сделать желонку своими руками, подскажет видео:

Как бурить?

При самостоятельном бурении скважины рекомендовано использовать буровые устройства лепесткового типа, в котором движение лепесткового клапана обеспечивается работой специальной пружины.

Такой клапан при движении желонки создает значительный просвет, позволяющий пропустить в корпус максимальное количество грунта.

Общие правила

При самостоятельном бурении скважины придерживаются следующих правил:

Особенности бурения в разных грунтах

Технология бурения скважины в грунтах различного типа имеет свои особенности:

  1. При бурении высокоплотных почв совершают частые движения желонкой, не поднимая ее высоко.
  2. При бурении на плывунах и сыпучих грунтах в обязательном порядке применяют обсадные трубы, чтобы обеспечить надежное укрепление стенок. Начинается бурение с создания приямка. В него помещают трубу и, лишь затем, начинают процесс бурения. При подъеме желонки обсадная труба проворачивается и опускается силами 2-3 человек.
  3. Сухой песчаный и глинистый грунт перед бурением размачивают.
  4. Бурение глинистых грунтов производится без установки обсадочных труб. Мягкую глину бурят желонкой без клапанного механизма. В плотных глинистых грунтах предварительно разбивают твердые элементы долотом.
  5. Бурение гравийных включений проводят на минимальных скоростях и давлении. Крупные агломераты разрушают долотом, затем желонкой производят выемку грунта. Для облегчения бурения подают воду.

Бурение скважины желонкой — в видео:

Заключение

Использование самодельной желонки позволяет значительно сократить финансовые вложения на обустройство и содержание скважинных каналов. Ознакомившись с тонкостями самостоятельного бурения, изучив рекомендации специалистов, владельцы смогут без проблем пробурить и обустроить колодец у себя на участке.

Ударно-канатный способ бурения скважин

Ударно канатное бурение — это метод бурения, при котором разрушение породы происходит многократно повторяющимися ударами.

Закрепленный тросом к лебедке буровой инструмент под силой свободного падения разрушает породу.

Ударно канатное бурение

Технология ударно-канатного бурения скважин известна с 1100 года до нашей эры и успешно применяется на протяжении всей истории в Китае, Европе, Америке и в других странах. Вплоть до середины 40-х годов ударно-канатное бурение являлось основным способом бурения скважин на воду. Позже от него начали отказываться в пользу более современного и технологического вращательного метода бурения.

В Китае известны скважины глубиной более 1200 метров, при их бурении применялись инструменты из бамбука и ручной труд. Сегодня применяемый для бурения инструмент можно дешево изготовить своими руками из местного металолома.

Суть метода

В зависимости от сложности грунта используется различный инструмент. Для разрушения твердых пород, валунно-галечниковых отложений используется тяжелое долото, затем разрушеная порода транспортируется на поверхность с применением желонки или забивного стакана. Забивной стакан можно использовать и без предварительного разрушения породы, при подходящих условиях.

Чтобы не допустить обрушение стенок в процессе бурения, при необходимости, скважина обсаживается обсадной трубой.

Используемый инструмент

Долото

Используется для разрушения породы.

Долото буровое

Наиболее распространенное и простое в сборке крестовое долото. Корпус изготавливается из тяжелой твердой стали, которую можно найти на свалке. Штанга может быть изготовлен из автомобильной оси, а зубья — из листовых рессор легкового или грузового автомобиля.

Долото изготовленное из подручных средств

Конструкция ударно-канатного долота. Шаблон с размерами.

Пример долота для изготовления своими руками

Желонка

Используется для транспортировки жидкости из скважины, песка и буровой грязи. Применяется в несвязных грунтах и плывунах, а также для очистки скважины. Представляет собой обсадную / колонковую трубу в нижней части с резьбой, куда накручивается сменный башмак с клапаном. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.

Желонка

Желонка буровая

Изготовление желонки своими руками

Можно изготовить желонку своими руками следуя иллюстрациям:

Желонка своими руками часть 1

Желонка своими руками часть 2

Желонка своими руками часть 3

Желонка своими руками часть 4

Стакан забивной

Используется для бурения с отбором образцов столбиков керна. Представляет собой трубу со сменным режущим башмаком в нижней части, башмак с клапаном или без. На боковой поверхности выполняется прорезь для описания образцов нетронутого керна. В верхней части присоединительный элемент для соединения с ударной штангой.

Забивной стакан

Ударная штанга

Используется для увеличения силы удара и сохранения прямолинейности скважины. Обычно имеет следующие размеры — Длина: 2000, 4000, 6000 мм, диаметр от 110 до 220 мм, масса конструкции 180-1300 кг.

Преимущества и недостатки ударно-канатного бурения

В сравнении с другими способоми удрано-канатное бурение имеет ряд преимуществ и недостатков.

Успешное бурение в песчано-гравийных, валунно-галечниковых отложениях, в породах поглощающих промывочную жидкость, в многолетнемерзлых породах

Нет потребности в снабжении водой, глиной или бурильном растворе, а следовательно нет необходимости в дорогостоящем оборудовании

Желонка для скважины – что это такое и как работает, виды, способы изготовления, применение

Желонка для скважины – что это такое и как работает, виды, способы изготовления, применение

Автономный источник водоснабжения стал неотъемлемым атрибутом частного жилья. Однако его эксплуатация связана с необходимостью возобновления работоспособности и периодической чистки от ила и грунтовых отложений. Разберем, что собой представляет желонка для скважины, как она устроена и по какому принципу работает, какие виды бывают, в чем состоит специфика применения и какие способы по ее изготовлению существуют.

Скважинная желонка – что это такое, устройство, принцип действия

Желонка представляет собой специальное приспособление для очистки дна скважинного канала от грунтовых и иловых отложений. По сути это 1-2-метровый отрезок трубы, нижняя часть которой имеет заострение – в виде зубьев или снятой фаски. Внутри нее расположен клапанный механизм обратного действия. Благодаря такому устройству грязь, грунт, ил и прочие нерастворимые частицы попадают и остаются внутри, пока трубу не поднимут на верх и не очистят.

Работает приспособление по принципу ударного взаимодействия. Поэтому главный параметр, показывающий эффективность желонки – это масса. Чем большее ее значение, тем более высоко производительным будет ее применение, но и тем труднее обслуживание. Механизм ее действия осуществляется по следующему алгоритму:

  • Отрезок трубы подвешивается на стальной трос над скважиной с помощью подъемного ворота на треноге.
  • Далее желонка опускается до дна шахты.
  • Затем она поднимается на несколько метров, и крепление полностью расслабляется.
  • Острый край стальной трубы в состоянии свободного падения с силой врезается в донные отложения.
  • В результате такого взаимодействия открывается клапанный механизм и полость трубы заполняется грязью.
  • Процедура повторяется еще несколько раз – пока все внутреннее пространство не заполнится илом.
  • После этого труба поднимается наверх и очищается.
  • При необходимости операция повторяется до тех пор, пока в трубу перестанут поступать донные отложения.
  • В завершении скважинный канал промывается с помощью насоса.

Обратите внимание! На этапе крепления желонки важно правильно подобрать толщину и степень жесткости троса. Он должен обеспечивать достаточный запас прочности, чтобы труба не оторвалась, так как извлечь ее после этого из скважины будет невозможно. С другой стороны, он не должен быть избыточно жестким и толстым, чтобы мог обеспечивать достаточный разгон трубе в свободном падении.

Разновидности

Исходя из выше приведенного механизма действия, получается, что такая желонка может применяться не только для прочистки, но и пробивки или рассверливания скважины. В зависимости от назначения видоизменяется и сама конструкция приспособления.

Желонка – это отрезок трубы с заостренным рабочим краем и внутренним клапаном Источник saucyintruder.org

Существуют 3-и основные ее модификации, различающиеся прежде всего по типу клапана:

Приспособление оснащается таким вариантом механизма клапана, в основе которого лежит подвижный металлический плоский лепесток. Элемент закрепляется в нижней части внутри трубы на шкив, повторяет геометрическую форму сечения полости и работает по следующему принципу:

  1. При погружении устройства на дно скважины и контакте с грунтом осуществляется вращение лепестка.
  2. Открывается проход и отложения начинаются заполнять полость.
  3. При подъеме трубы грязь, заполняющая полость начинает оказывать давление на обратную сторону пластинки, происходит ее обратное вращение и клапан закрывается.
  4. На поверхности устройство переворачивают и опорожняют от грязи.
  5. Процедуру повторяют до полной очистки от донных отложений.

Вариант отличается простотой и дешевизной в изготовлении. Может применяться как для очистки, так и для бурения. Единственный недостаток – небольшой срок службы. Излечивается тем, что часть трубы с клапаном изготавливается съемной на резьбе, и при поломке она просто свинчивается, а вместо нее устанавливается новая.

В данной модификации желонка для чистки скважины запирается шаром. Работоспособность обеспечивается следующей особенностью устройства и принципа действия клапана:

  1. Снизу, в области рабочей части ход шара внутри полости ограничивается вставленным и закрепленным кольцом или воронкой.
  2. В обычном состоянии шар лежит на кольце и закрывает проход.
  3. При погружении донные отложения смешают шар наверх и начинают заполнять полость.
  4. Чтобы шар не вышел через верхний срез трубы, внутри устанавливается палец-ограничитель – например болт.
  5. Когда труба поднимается наверх, массы грязи в трубе давят на шар, он опускается, упирается в кольцо и закрывается выход.
  6. Поднятая наружу желонка очищается, и используется повторно до полного очищения канала.

Преимущество такого варианта заключается в высокой эффективности, стойкости к нагрузкам и долговечности. Однако изготавливается он несколько труднее, чем предыдущий вариант. Использоваться может и для прочистки старой, и для создания новой скважины.

  • Для бурения.

Для того чтобы осуществить бурение вертикального канала в грунте, потребуется несколько модифицированная по следующим рабочим узлам желонка:

  1. Режущая часть, непосредственно соприкасающаяся с землей, должна иметь форму заостренных и немного разведенных в стороны зубцов.
  2. В полость вводится другой отрезок трубы, доходящий до середины приспособления и неподвижно крепящийся к нему и оснащенный резьбой.
  3. В дальнейшем по мере увеличения глубины бурения происходит наращивание длины конструкции дополнительными сегментами через резьбовое соединение.

Чтобы приспособление легче вращалось и разрыхляло грунт, трубы оснащаются сквозными отверстиями по всей длине через небольшое расстояние друг от друга. Вращение осуществляется через вставленный в них кусок арматуры. Скважинные каналы малой глубины создаются путем пробивки – по аналогии с техникой очистки, более глубокие, а также в случае прохождения через плотные породы – бурятся путем вращения.

Бурение желонкой требует специальной подготовки и применения дополнительного оборудования Источник ytimg.com

На заметку! Применение желонок для просверливания грунта оправдано только для скважинных каналов небольшой глубины – не более 10 метров. Так как способ требует существенного физического усилия, многого времени и отличается невысокой производительностью. В противном случае придется механизировать установку, а это приведет к большим затратам, чем при использовании специализированной буровой техники, а доступная глубина увеличится всего лишь вдвое.

Специфика бурения в различных грунтах

Бурение желонкой скважин на воду не слишком отличается от технологии прочистки, за исключением песчаных грунтов и так называемых плывунов – здесь требуется вести процедуру внутри обсадки, например, соответствующего диаметра ПВХ-трубы. В более плотных породах такой необходимости не возникает.

В целом при создании скважинного канала в каждом типе грунта существует своя специфика:

  • Плывун. Применение обсадки обязательно, так как без нее стенки создаваемого канала быстро обрушатся. Для этого создается неглубокий приямок, в который сразу помещается обсадная труба. Затем в нее вставляется желонка и выполняется циклическое заглубление-очистка от грунта. По мере продвижения вглубь обсадка непрерывно наращивается с помощью сегментов.
  • Сухой песок. Процедура проводится аналогично, но с тем исключением, что в создаваемый канал постоянно подается вода, чтобы легче и быстрее извлекать грунтовую массу.
  • Глина. Операция выполняется без обсадки. Мягкие породы допускается сверлить одной трубой – без клапанного механизма. Грунт просто будет накапливаться в трубе, а затем при подъеме удаляться. В глинистых породах повышенной вязкости возникает необходимость сделать предварительную разбивку слоя долотом, после чего забирать уже разрыхленную массу желонкой. Если глина сухая, ее допускается слегка смачивать, пока бур не дойдет до водоносного слоя.
  • Щебень и гравий. При появлении на пути проходки слоев щебня и гравия обсадную трубу слегка приподнимают, во избежание уплотнения грунтовой массы, а скорость и давление на буровой механизм облегчают. Также несколько увеличивают подачу воды. При необходимости сначала применяется долото, после работы которого размельченная масса забирается желонкой.

Рекомендация! Чтобы избежать существенного заиливания и прекращения работы скважины, необходимо чистить ее канал каждые 1-2 года. Частота процедуры напрямую зависит от режима эксплуатации и периодичности забора воды. Поэтому надежная качественная желонка понадобится каждому ответственному владельцу автономного источника воды.

Способы изготовления

Существуют следующие 2-а основных способа, как сделать желонку для чистки или бурения скважины – это:

Процедура изготовления сводится к следующему алгоритму:

  1. Подбирается отрезок трубы 10-15 см – с таким диаметром, чтобы максимально плотно входил в желонку.
  2. Из листового металла вырезается круг, точно соответствующий внешнему диаметру вставки.
  3. Далее элемент фиксируется к вставке с помощью пружинных петель.
  4. Затем отрезок трубы аккуратно вставляется в желонку и фиксируется через предварительно проделанные отверстия болотом.
  5. Расположение вставки такое, чтобы клапан открывался только во внутрь – для забора грунтовой массы.

Видео описание

Видео-инструкция по изготовлению желонки:

К противоположной части желонки приделывается проволочная петля, штырь или болт для закрепления троса.

Чтобы сделать желонку данной модификации, потребуется:

  1. Подобрать металлический шар подходящего диаметра – например, если используется труба на 90 мм, то он должен быть порядка 55-65 мм.
  2. Нижний край желонки затачивается – по типу фаски или в форме острых зубьев.
  3. Далее внутрь нижней части вводится шайба подходящего размера с посадкой под шар. В обычном состоянии шар должен плотно закрывать ее отверстие.
  4. На высоте 3-4 диаметров шара от шайбы в стенку трубы врезается ограничитель, например, болт.
  5. Для крепления троса в верхней части трубы просверливается сквозное отверстие.

Обратите внимание! Перед началом работ по очистке скважинного канала, необходимо убедиться в отсутствии явных дефектов на его стенках. В противном случае желонку при опускании может заклинить.

Видео описание

Видео-обзор прочистки скважины с помощью желонки:

Коротко о главном

Желонка представляет собой отрезок стальной трубы с заостренным нижнем краем и клапанным механизмом внутри. При свободном опускании ее в скважину клапан открывается и запускает внутрь грунтовые массы, а затем при подъеме закрывается и препятствуют их выходу. Таким способом выполняется чистка или бурение скважинного канала.

Приспособления подразделяются на 3 основных вида:

  • Шаровые.
  • Лепестковые.
  • Специально предназначенные для бурения.

У каждого из них есть свои плюсы, минусы и особенности эксплуатации. Бурение с их помощью имеет свою специфику в зависимости от типа грунта. Изготовить желонку для чистки скважины можно самостоятельно при наличии опыта в обработке и сборке металлических конструкций, но лучше доверить это дело специалисту или купить готовую заводскую модель.

Желонка для скважины: устройство, варианты и схемы изготовления своими руками, правила бурения желонкой

Желонка для скважины: устройство, варианты и схемы изготовления своими руками, правила бурения желонкой

Желонка — инструмент, предназначенный для чистки скважин от накопившихся на дне наслоений. Приспособление также используют как вспомогательное оборудование при обустройстве водоносной шахты.

Для чистки скважины

Желонка для чистки скважины.

Устройство и принцип работы желонки

Орудие изготавливают из железного цилиндра длиной 1-2 м. В верхней части колонны приваривают петлю для фиксации троса и устанавливают плотную проволочную сетку, предназначенную для защиты от случайного выброса содержимого скважины. Внизу трубу оснащают клапаном и режущим элементом.

К очистке ствола приступают после демонтажа насоса. При работе с желонкой используют принцип гравитации. Резким движением буровой цилиндр сбрасывают в скважину, и его заостренные зубья начинают рыхлить грязевой пласт. Для подъема изделия применяют лебедку с приводом или блок.

После раскрытия нижнего клапана масса заполняет пространство, после чего он смыкается, и приспособление вытягивают на поверхность. Для большей эффективности процесс повторяют несколько раз, а затем чистят трубу от наслоений ила и грязи. Продолжительность работ зависит от степени загрязнения скважины.

Труба для изготовления корпуса

Основой инструмента служит металлическая труба. Ее диаметр зависит от внутреннего размера обсадной колонны, поскольку пространство между их стенками должно составлять не менее 2 см. Широкий промежуток скажется на продуктивности бурения, а если зазор окажется тесным, цилиндр повредит скважину. Для расчета наружного диаметра желонки необходимо вычесть из значения внутреннего сечения обсадной конструкции 40 мм.

Длина бурового инструмента может колебаться в диапазоне от 60 до 150 см. Наиболее приемлемым считается значение 80 см. Короткая труба поцарапает облицовку шахты, а длинное изделие при заполненной камере сложно перемещать.

Вес желонки определяет толщина стенок трубы, которая может составлять около 2-4 мм.

Клапанные системы для желонки

Конструкция желонки для скважин предполагает наличие клапана, который удерживает илистые отложения внутри емкости. Если запорная деталь примыкает к ней плотно, эффективность очищения повышается. При изготовлении инструмента используют 2 варианта исполнения клапана — в виде металлических заслонок (лепестков) или шара.

Клапанные системы для желонки

Схема клапана для желонки.

Изготовление шарового клапана

Механизм состоит из металлической воронкообразной шайбы и тяжелого круглого элемента, который закрывает ее устье. Полость в клапане должна быть широкой, т. к. предусматривается захват большого объема грязи. При необходимости отверстие растачивают, насколько позволяет диаметр шара.

Его можно изготовить на станке, используя чертежи, или сделать своими руками из подручных средств, например из полого резинового мяча. Изделие разрезают на 2 половины, а затем наполняют обе части эпоксидным клеем, смешанным с дробью либо деталями старых подшипников. Готовые фрагменты склеивают и шлифуют. Размер шара должен составлять около 60-75% диаметра обсадной трубы.

Если желонка погружается в шахту, грязевой поток оказывает давление на заслонки клапана и они поднимаются, пропуская содержимое ствола в трубу. При подъеме цилиндра утрамбованный пласт грязи заставляет пластины опуститься и перекрыть нижнюю часть колонны.

Конструкция лепесткового клапана

Этапы изготовления лепесткового клапана.

Элемент имеет простую конструкцию и выглядит как овальная пластина, разделенная поперечным шкивом. Чаще всего такие заслонки делают из полимера или тонкого металлического листа.

Изделие устанавливают в центре колонны, за счет чего оно выгибается к краям и упирается в стенки камеры. Для лучшего его прилегания трубу оснащают уплотнителем из кожи либо резины. Одна из разновидностей клапанной системы этого типа закрывается посредством стальной пружины.

Работает устройство по принципу шторок. При опускании приспособления в шахту на заслонки оказывается давление грунта, и они поднимаются, при этом внутреннее пространство заполняется грязевой массой. При подъеме осадочная порода давит на пластины, они опускаются, перекрывая проходной канал и препятствуя выходу грязи наружу. Основным недостатком таких клапанов является быстрый износ из-за высокой механической нагрузки.

Если нет сварочного аппарата

Стандартное буровое орудие изготавливают методом сварки. При отсутствии сварочного оборудования можно сделать желонку из тяжелой трубы диаметром 70 мм и длиной 60 см.

В верхней части сверлят 2 дырки для проволочной ручки, а в 10 см от нижнего края приспособления располагают 2 сквозных отверстия для крепления лепесткового клапана. Его изготавливают из боковой части пластиковой тары объемом 2 л. Размер маленькой заслонки приводят в соответствие с сечением трубы, а параметры большого эллипса рассчитывают, увеличив это значение на 20 см.

Длина фиксирующего болта равняется сумме наружного диаметра желонки и толщины гайки, а толщина может колебаться в диапазоне от 2 до 4 мм. В ходе установки деталь крепления продевают в одно из сквозных отверстий, протягивают сквозь проволочные кольца клапана из пластиковой бутылки, выводят через наружное отверстие и фиксируют гайкой.

Желонка без сварки

Желонка без сварочного аппарата.

Установка дополнительных болтов предотвращает обратный поворот заслонок.Для этого в стенках трубы под клапаном сверлят по 1 отверстию и вставляют крепления, фиксируя их гайкой изнутри. Выступающие на поверхности корпуса шляпки стачивают болгаркой.

Для изготовления самодельной желонки с шаровым механизмом используют концентрический переходник с диаметром, который равен внутреннему сечению желонки. Конус вставляют в корпус инструмента и закрепляют с помощью заклепок.

Окончательная сборка желонки

На заключительном этапе затачивают нижний край желонки. Это объясняется необходимостью удаления наслоений со стен ствола. Чаще всего выполняют одностороннюю заточку с внутренней стороны среза. Быстрый износ режущей части предотвращает термозакаливание. При наличии сварочного аппарата к нижнему срезу трубы приваривают острые прутья или кусок металла.

Верхнюю часть цилиндра оснащают проволочной петлей для фиксации троса. Она должна располагаться так, чтобы конструкция оставалась в вертикальном положении. Изменение траектории ее движения может стать причиной заклинивания инструмента и повреждения шахты.

Для защиты от спонтанного выброса грунта используется металлическая или проволочная сетка, которую приваривают поверх корпуса желонки. Затем конструкцию соединяют с тросом или канатом либо шнуром из капрона. Для повышения производительности работ применяют подъемник с блоком, установленным прямо над скважиной.

Перед тем как погружать желонку в шахту, необходимо удостовериться в том, что на стенках ствола отсутствуют неровности или повреждения.

Сборка желонки

Схема сборки желонки.

Схема желонирования с насосом

При больших наслоениях ила или запесочивании водоносной шахты прибегают к технологии желонирования с насосом. Для этого верхнюю часть корпуса заваривают и монтируют к ней отвод.

После установки штуцера со шлангом подключается насос, предназначенный для перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических загрязнений. Такой метод позволяет откачивать донные отложения без постоянной очистки инструмента. Работа самой желонки сводится к необходимости разрыхлять грунт и перемещать его в камеру.

Особенности бурения желонкой

Для бурения скважин выбирают тяжелую желонку длиной 4 м, применение которой потребует использования спецтехники. В качестве запорного механизма используют лепестковую пластину на задвижке, которая создает необходимый зазор для забора отвала. Площадь просвета должна равняться площади среза инструмента. Сверху буровой емкости устраивают окно, через которое будет производиться быстрая очистка.

Этапы бурения желонкой.

В зависимости от характеристики грунтов порядок выполнения буровых работ с применением желонки может отличаться:

  1. Если скважина обустраивается на песке, опускать желонку без обсадной колонны можно на глубину не более 10 см.
  2. Бурение с помощью желонки предполагает подачу воды для укрепления стенок шахты.
  3. Для эффективной очистки мокрого утрамбованного песка дополнительно применяют специальное долото.
  4. При бурении шахты на верхнем водоносном слое используют изделие длиной 2 см с клапаном лепесткового типа, усиленным уплотнителем из кожи.
  5. Обсадная труба при подъеме желонки на плывунах должна не только опускаться, но и проворачиваться, для чего необходимы усилия 2-3 человек.
  6. На сложных грунтах конструкцию используют при выемке разбитого долотом грунта, при этом конструкцию приподнимают на 10-15 см.

На мягких пластичных почвах порода остается в желонке и при отсутствии клапана, поэтому емкость поднимают на поверхность каждые 0,5-0,7 м. Это выполняется для того, чтобы не повредить конструкцию при подъеме заполненной до верха емкости. Очищают скважину до тех пор, пока в желонку после удара не перестанет набиваться песок и глина.

Желонка для бурения и очистки скважин – технология изготовления своими руками

Разработка скважины – лучший вариант обустройства автономной системы холодного водоснабжения для частных домов, дач и бань.

Существуют доступные способы самостоятельного бурения и обслуживания скважин без привлечения специального оборудования. В подобных случаях может использоваться желонка для бурения скважин на воду, изготовленная своими руками.

Устройство позволяет быстро обустраивать гидротехнические сооружения и своевременно прочищать водозаборную шахту.

Конструктивные особенности желонки

Готовое оборудование можно приобрести в специализированных торговых точках или напрямую у производителей. При желании изготовить желонку своими руками можно в домашних условиях.

Конечно, для этого необходимо тщательно изучить устройство желонки, подготовить рабочий инструментарий и материалы.

Что такое желонка, из каких функциональных элементов она состоит?

Желонки для скважины – устройства, изготовленные из отреза полой трубы требуемого диаметра и размера, которые оснащаются клапанной системой и гибким тросом для опускания в водозаборный столб.

В устройствах используются два типа клапанов:

  • Шаровые – практичные и надежные. Элементы выполнены в форме шара, диаметром равным сечению трубы. Чтобы сделать желонку для чистки скважины своими руками с клапанной системой шарового типа, необходимо правильно подобрать металлический шар.
  • Плоские (лепестковые) – доступные и дешевые. Они изготовлены из полимеров или тонкой листовой стали. Конструкция желонки с плоским клапаном доступна для выполнения своими руками, к тому же проста в эксплуатации. Существенный недостаток клапана – недолговечность конструкции.

Клапанная система предусматривает надежный вывод отработанного грунта только в одном направлении в процессе бурения или очистки скважины. После отвода клапан надежно закрывается, препятствуя попаданию грязи обратно в шахту.

Технология бурения скважины под воду желонкой

Бурение желонкой проводится в мягких, рыхлых, сыпучих и подвижных почвах. Разработка гидротехнического сооружения выполняется ударно-канатным методом. Все работы проводятся следующим образом:

  • В шахту погружается устройство. При ударе происходит открытие клапана, в который попадает часть грунта. Далее выполняется поднятие желонки на небольшое расстояние и дальнейший сброс. Операция поднятия/сброса повторяется до полного наполнения внутренности трубы отработанным грунтом.
  • Заполненная установка извлекается на поверхность и переворачивается для удаления грунта. На этом этапе производится тщательная чистка клапанной системы от налипшей породы.

Бурение скважин при помощи желонки требует многократного проведения операции погружения и поднятия рабочего оборудования. Процесс бурения колодцев и скважин может проводиться в течение 1–2 недель в зависимости от типа грунта на рабочем участке.

Чтобы быстрее пробурить шахту, рекомендуется использовать специальную треногу с блочной системой, через которую пропускается подъемный трос.

При использовании облегченного самодельного приспособления требуется выполнить дополнительное утяжеление конструкции. Для этого доступны следующие способы утяжеления:

  • заливка верхней части рабочей трубы бетонной смесью,
  • фиксация подвижного груза перед подъемным механизмом желонки,
  • использование тяжелой трубы с толщиной стенок в 0,5–1 см.

Процедура очистки гидросооружения желонкой

В условиях сильного заиливания дна, появления мутности воды или снижения уровня водоносного слоя может использоваться желонка для чистки скважины, сделанная своими руками.

Для эффективной прочистки скважина должна быть освобождена от насосного оборудования и других элементов конструкции. Очищение водозаборного столба выполняется поэтапно:

  • К дуге конструкции фиксируется гибкий трос. Подготовленное устройство медленно опускается на дно шахты.
  • Желонка приподнимается на высоту до 40 см от уровня дна и резко опускается вниз. Гидроудар приводит к поднятию и открытию шарового клапана, в результате чего установка наполняется донными отложениями и грязной водой.
  • Для полного наполнения трубы операция погружения/поднятия выполняется до 4–5 раз, после чего устройство медленно извлекается на поверхность шахты.
  • После поднятия делают полную очистку желонки от содержимого и опускают ее в шахту.

Важно! Процедура очищения водозаборного столба может потребовать от 1 до 8 дней. Это зависит от уровня засорения шахты и производительности самодельной установки, которая в большинстве случаев не превышает 350 г. Чтобы увеличить производительность устройства, рекомендуется изготовить клапан плоского типа.

Желонка сконструированная своими руками может оснащаться шаровой или плоской клапанной системой. Конструкция с шаровым клапаном предусматривает очищение воды с низким содержанием ила и песка, мелкой гальки и кусочков ржавчины. Устройство клапанной системы плоского типа позволит очистить скважину от сильного заиливания с высоким содержанием песка и мусора.

Рекомендации для эффективного обслуживания гидросооружения

Техническое обслуживание и очистка водозаборного столба необходимо выполнять регулярно. Особенно это касается сооружений, которые подвержены быстрому заиливанию дна или не эксплуатируются продолжительное время.

До начала чистки рекомендуется выполнить визуальный осмотр шахты для исключения возможных деформаций и повреждений обсадной колонны.

Новое сооружение может эксплуатироваться без проведения технической чистки на протяжении 12 месяцев.

Изготовленная желонка для скважины требует правильной подготовки для проведения профилактических работ, если:

  • насосное оборудование в гидросооружении всасывает воздух,
  • в воде присутствуют илистые отложения и химические примеси,
  • водозаборная точка не использовалась дольше 3 месяцев,
  • при подаче водная струя становится тонкой.

Технология изготовления самодельной желонки

Чтобы сделать желонку для чистки скважины, для начала следует выбрать подходящий чертеж изделия.

Для изготовления простой конструкции потребуются:

  • труба (толщина стенки 5 мм, сечение – 6 см, длина – 85 см),
  • шар из металла (диаметр – 4 см),
  • шайба (нижняя часть плоская, верхняя – воронкообразная),
  • решетка,
  • трос или шнур,
  • дуга для фиксации троса.

Поэтапное изготовление желонки:

  1. Труба используется в качестве основы установки, лучше выбрать чугунные или металлические изделия. В нижней части желонки приваривается шайба, которая станет днищем готовой конструкции. Посадочное место под шар приваривается к основанию.
  2. Сверху на трубе фиксируется решетка, что позволит предотвратить возможное выпадение шара при гидроударах.
  3. Далее приваривается дуга, к которой будет крепиться подъемный механизм – металлический трос.
  4. К готовому днищу конструкции привариваются вертикальные лопасти для рыхления илистых отложений и песчаного слоя.

Как сделать желонку для чистки скважины с лепестковым клапаном? Для изготовления подобного клапана используется запор из полимера или листовой стали. При этом диаметр клапана должен быть на 3 мм меньше внутреннего сечения устройства.

Запор с лепестковой клапанной системой фиксируется к основанию конструкции при помощи сварки или резьбового соединения. Края пластины для лепестков клапана тщательно шлифуются для получения гладкой поверхности. Чтобы уплотнить конструкцию, можно использовать прокладки из резины или каучука. Самодельный клапан должен быть 2-лепестковым.

Читайте также: Вода из скважины имеет запах сероводорода – причины появления и эффективные способы очистки

Чтобы разобраться в том, как изготовить желонку из подручных средств, дополнительно можно ознакомиться с представленным видео.

Готовая конструкция с шаровым клапаном является более долговечной и надежной, она не содержит элементов, которые могут выйти из строя или потребуют замены.

Для правильной работы гидротехнического сооружения требуется проводить его своевременную очистку и обслуживание. В этих целях можно использовать заводские или самодельные устройства – желонки. Теперь многие домовладельцы имеют представление о том, как сделать желонку своими руками, сэкономив семейный бюджет и получив полезный опыт.

Все об ударно-канатном бурении

Ударно-канатное бурение – метод, предусматривающий обустройство гидрогеологических скважин путем разрушения почвы специальным орудием. Главное преимущество такого подхода заключается в доступности и высокой скорости выработки. Для выполнения задачи не нужно обладать особыми знаниями, для установки бура можно задействовать ходовые материалы.

Что это такое?

Примечательно, что ударно-канатный метод бурения был востребован еще в древности. Впервые упоминание о нем происходит в письменах Конфуция. Сегодня метод не менее популярный, но для обустройства выработки используют разные приспособления. К наиболее распространенным инструментам относят:

  • лебедку и блок;
  • штангу для бурения;
  • стакан;
  • каркас установки.

Стакан – основной инструмент забивки. Это кусок металлической трубы, ее толщины хватает для выдерживания внушительных нагрузок, с которыми сталкивается установка. В нижней части трубы предусмотрена режущая кромка, с помощью которой происходит обработка каменистых грунтов.

Спуск и подъем стакана происходит посредством предусмотренной конструкцией лебедки. При этом во время подъема попавший внутрь трубы грунт удерживается. Достигается такой результат с помощью сил трения. Для глубокого проникновения оборудования в грунт используется ударная штанга. Проведение работ по обустройству скважин начинают с подготовительных мероприятий. Сначала формируют площадку для установки треноги будущей конструкции. Для этого требуется вырыть котлован размерами 1,5х1,5 м и глубиной не менее 2-х метров. В образованный приямок устанавливают буровую вышку. При этом на стенках шурфа рекомендуется установить щитовые дощатые конструкции, которые предотвратят обвал грунта.

Второй этап – установка треноги, ее можно собрать своими руками. В верхней части пирамиды монтируют лебедку с тросом, на котором закрепляют ударный инструмент. Важно при этом учесть, чтобы ориентация конструктивных деталей была вертикальной.

В случае отклонения при обустройстве скважины не удастся установить обсадную трубу в шахту для предотвращения обвала грунта.

Далее выполняют следующие этапы работ:

  • с высоты 2-х метров с помощью штанги погружают самодельный забивной стакан в грунт, чтобы разрушить его и вытащить часть на поверхность;
  • поднимают стакан вверх лебедкой или с помощью колодезного ворота рабочего органа;
  • извлекают частицы раздробленного лезвием стакана грунта;
  • освобождают снаряд от оставшихся грунтовых фрагментов;
  • повторяют цикл.

Выбор бурового инструмента установки зависит от характеристик обрабатываемого грунта. В некоторых случаях для ускорения обустройства скважин грунт увлажняют, поливая участок выработки водой. Иногда, наоборот, досыпают сухой грунт.

Плюсы и минусы

К достоинствам ударно-канатного способа бурения относят:

  • возможность применения буров диаметром от 500 мм при первоначальном бурении грунта;
  • разрешение устройства выработок в регионах, где зафиксированы сложные гидрогеологические процессы;
  • свободное бурение в безнапорных слоях, вне зависимости от их мощности;
  • упрощенная технология, посредством которой удается сократить расходы на оплату труда специализированных бригад;
  • быстрое и эффективное вскрытие грунта;
  • сокращенные сроки обустройства скважин.

А также плюсом такого метода является возможность проведения работ на отложениях валунно-галечного типа или в местах, где породы имеют рыхлые свойства. Минусы такого бурения – высокая цена, недолговременный срок эксплуатации труб, ввиду их коррозии, и разрушение поверхности. Из-за перечисленных деформаций повышается риск загрязнения питьевой воды неметаллическими включениями.

Дополнительный недостаток технологии кроется в том, что при создании скважин их нельзя оборудовать под углом или в плотных породах. Сама проработка пластов происходит медленно.

Для каких грунтов применяется?

Процедура бурения скважин данным методом напрямую зависит от того, с каким типом грунта приходится работать, и где находится область протекания подземных вод.

Мягкая не сыпучая почва

Работа с такими грунтами возможна только в случае использования усовершенствованной конструкции. Модернизированный бур способен оборудовать скважину в глиняных или болотистых землях. Конструкция такого аппарата включает двутавровое долото, укрепленное крестовиной. Для предотвращения обвала устья рекомендуется устанавливать обсадные трубы.

Сыпучая почва

Для обустройства водозабора в песчаных грунтах или плывучих породах необходимо использовать ударные установки с плоскими сосудами, способными собирать землю. Почва прорабатывается бурильным аппаратом медленно, при этом возникает необходимость укрепления полученного отверстия обсадной трубой по всей длине. В процессе бурения сыпучей почвы подвижный участок земли способен уйти, поэтом работу стоит выполнять осторожно, с учетом необходимых требований.

Каменистая порода

Если основание сложено галечником, гравием или другой каменистой породой, то для бурения скважин следует использовать двутавровое долото. Проработанный слой в процессе вынимают плоской желонкой, оборудованной клапаном. В случае необходимости увеличения ширины ствола рекомендуется оборудовать установку расширителем. С его помощью удастся обвалить стенки ствола и сделать проход шире. А также расширитель способен ускорить выемку обрушившейся породы.

Во время бурения скважины сложности способны возникнуть в случае обработки скальных пород. При работе с таким грунтом стоит учитывать рекомендации по использованию утяжеленного долота. Если при обустройстве скважины в процессе бурения встречаются трещиноватые нижние слои или оползни, необходимо использовать для их проработки долото с круглыми наконечниками или крестовинами.

При возникновении риска защемления инструмента работы требуется остановить.

Оборудование

Работы по обустройству гидрогеологических скважин выполняют с помощью снаряда Шитца. Это особая установка, конструкция которой включает:

  • вышку, оборудованную штангой;
  • забивной клапан или стакан;
  • станок;
  • желонку и долото;
  • каркас.

Вышку монтируют в заранее подготовленный треножник, который представляет собой конструкцию из стальных труб или деревянных брусьев. Установка конструкции осуществляется с помощью специальных крепежей и отверток. Вверху вышки устанавливают ворот для пропуска через него троса, который будет поднимать и опускать долото. При этом важно учитывать, чтобы общая длина рабочего органа была меньше высоты установки.

Штангу собирают из металлических болванок, а соединение дополнительных деталей происходит посредством использования болтов или фланцев. Чтобы сделать оборудование тяжелым, внутрь образованной полости заливают бетон. Основным бурильным инструментом является стакан. Торец стакана имеет заострение в центре, поэтому при проведении работ снаряд проникает в грунт на большую глубину и без особых усилий. Дополнительно по кромке размещены острые зубья, предназначенные для разрушения влажных пород.

В верхней части стакана оборудовано место, куда бьет штанга в процессе. Оно называется наковальней. В случае использования снаряда больших размеров сохраняется ровная забивка скважины. Длина стандартного оборудования должна превышать 2 метра. Для изготовления желонки используют стальную трубу с диаметром более 90 мм. Внизу находится клапан, открытие которого происходит при соприкосновении установки с землей. Такой подход обеспечивает проникновение земли в снаряд.

Как только оборудование начинает подниматься, клапан под тяжестью грунта закрывается. Тросы изготовлены из стальных канатов, выполненных из соединенной проволоки, что обеспечивает их высокую прочность и долговечность. Толщину троса подбирают в зависимости от массы снаряда забивной штанги. При выборе оборудования во внимание принимают подсчитанное разрывное усилие. Дополнительно рекомендуется учитывать коэффициент безопасности работ.

В некоторых случаях бурение скважин производится с использованием так называемых обсадных стенок. Суть технологии заключается в укреплении ствола скважины специальными трубами, которые выпускают в двух модификациях.

  • Муфтовые. Такие трубы с двух сторон оборудованы резьбой. Фиксация обсадных элементов осуществляется посредством предусмотренного резьбового соединения на концах труб.
  • С высаженными концами. Стыковка происходит благодаря особой конструкции трубы, на одном из торцов которой расположена высадка. Она представляет собой увеличенное сечение, созданное путем термической обработки. Внутри сечения находится резьба.

Некоторые владельцы загородных участков для обсаживания используют трубы из ПВХ. При строительстве гидротехнического сооружения рекомендуется тщательно подойти к подбору элементов буровой установки.

Для этого стоит определить тип грунта, с которым предстоит работать, глубину скважины и сроки, необходимые для выполнения работ.

Ссылка на основную публикацию