Ударно-канатне буріння свердловин технологія і її особливості
Одна з головних проблем, з якими доводиться стикатися власникам заміських будинків - це водопостачання ділянки. Якщо є можливість скористатися послугами спеціальної фірми, яка пробурить свердловину - проблема вирішується швидко.
Якщо ж такої можливості немає, доводиться займатися буровими роботами самостійно. І в першу чергу потрібно визначитися з технологією буріння свердловини. Одна з найпоширеніших і доступних - це ударно-канатний метод.
Ударно-канатна технологія
Ударно канатне буріння свердловин технологія досить проста. Тому вже давно заслужила популярність серед домовласників і бурильників. Основні її переваги полягають в простоті конструкції самої установки і легкості в проведенні робіт. Навіть досить глибоку свердловину, цілком реально зробити самостійно. А це дозволяє істотно заощадити бюджет.
Принцип буріння ударно-канатним способом полягає в використанні важкого полого снаряда, який ще називають желонкою. Він скидається в свердловину і за рахунок власної ваги і швидкості падіння врізається в грунт. При цьому грунт набирається в порожнину желонки.
- в місці буріння свердловини розривається невеликий котлован. Він потрібен для подальшого облаштування приямка, а також для того, щоб в свердловину не обсипався верхній шар пухкого грунту;
- над котлованом встановлюється тринога бурової установки;
- до неї підвішується снаряд на товстому канаті. Бажано брати товщину з запасом міцності, інакше желонка може обірватися, а дістати її зі свердловини буде проблематично;
- снаряд піднімається над отвором і скидається вниз;
- потім, ця ж операція повторюється кілька разів;
- після цього, він витягується і очищається від набився грунту.
Таким чином, процес буріння досить простий.
Плюси і мінуси технології
Природно, що будь-яка технологія має свої плюси і мінуси. Без цього, на жаль, не обійтися, ідеалу ще не придумали.
- простота технології;
- можливість виготовлення бурильної установки самостійно;
- підходить для більшості типів ґрунтів;
- цей метод виключає забруднення свердловини в процесі буріння;
- можна робити свердловини великого діаметру - все залежить від снаряда;
- завдяки постійному підйому грунту, можна контролювати його склад на всіх етапах робіт;
- не вимагає додаткового обладнання.
Отже, головні переваги технології, це простота і дешевизна проведення робіт.
- процес буріння відбувається повільно;
- метод не підходить для деяких типів піщаних грунтів;
- можна робити тільки строго вертикальні свердловини.
Виходить, що головний недолік технології в низькій швидкості робіт. Втім, при самостійному бурінні, це навряд чи стане серйозною перешкодою. Ще один мінус - труднощі при виготовленні занадто глибоких отворів.
Необхідне обладнання
Як уже писалося вище, конструкція установки досить проста. Вона містить в собі:
- вишку, яка виготовляється у формі триноги. По висоті вона повинна перевищувати довжину снаряда, інакше його просто не вийде витягнути зі свердловини. Також, при виготовленні вишки, слід врахувати висоту обсадної труби - вона буде виступати з грунту;
- снаряд для буріння;
- канат або лебідку для підйому снаряда.
Тринога виготовляється зі сталевих труб. Бажано використовувати матеріал з товстими стінками, тому що їй доведеться витримувати чималі навантаження. Також, варто спочатку розглядати розбірний варіант. Це полегшить її зберігання і транспортування.
Найважливіший елемент установки - це бурильний снаряд. Фактично, це шматок круглої сталевої труби. Він повинен володіти такими характеристиками:
- бути важким - саме від ваги залежить ефективність буріння. Тому він робиться з товстостінної труби і в разі потреби додатково утяжеляется;
- довгим - розмір труби робиться 1,5-2 метра;
- мати вирізи для зручного витягання набраного грунту.
Залежно від типу грунту, як снаряд може використовуватися:
- забивний стакан - для пухких грунтів;
- желонка - для сипучих і рідких шарів;
- долото - для проходження твердих порід.
забивний стакан
Цей вид снаряда застосовується для м'яких і не дуже пухких грунтів. З усіх існуючих видів, у нього найпростіша конструкція. Виготовити забивний стакан для свердловини своїми руками досить просто. Фактично це простий шматок круглої труби. На нижньому кінці робляться загострені краю, щоб стакан легше входив в грунт. Ще один варіант - вирізаються невеликі зуби.
На верхньому краї робиться міцна капелюх, її ще називають ковадлом. Вона потрібна для того, щоб снаряд зміг витримати удари бурової штангою, за рахунок яких відбувається забивання склянки в грунт.
Завдяки тому, що грунт щільна, вона без проблем тримається в забивний трубі і не випадає з неї при діставання назовні.
Якщо буріння робиться в піщаних грунтах або проходяться водянисті шари, то забивний стакан використовувати не вийде. Все через те, що пісок не має велику щільність і буде просто висипатися з труби.
В цьому випадку, застосовують снаряд, який називається желонка. До речі, її ж застосовують, коли виникає необхідність прочистити замулення свердловину.
Вона являє собою відрізок круглої труби з клапаном в нижній частині.
Вони бувають двох видів:
Закінчення труби загострюється так само, як і в випадку з забивних склянкою. Принцип буріння з використанням желонки полягає в тому, що при ударі об дно свердловини клапан відкривається. При цьому всередину труби набирається грунт, а при піднятті снаряда, клапан закривається і вміст утримується всередині труби.
Для проходження твердих кам'янистих грунтів, варіанти з забивних склянкою і желонкою не підходять. У цих випадках застосовується спеціальне бурильне долото.
Завдяки його наконечників, порода розколюється, а потім піднімається нагору за допомогою желонки.
Застосування ударно-канатної технології на різних грунтах
Один з плюсів цієї технології, полягає у тому, що вона підходить практично для всіх типів грунтів. Виняток становлять лише деякі піщані типи, однак тут потрібно застосування спеціальних технологій.
Як уже писалося вище, для піщаних грунтів застосовується желонка, тому що з забивного склянки, пісок буде просто висипатися.
Технологія буріння виглядає наступним чином:
- желонка скидається вниз і за рахунок удару об землю відкривається клапан і в неї набирається трохи грунту;
- далі операція повторюється, проте, на відміну від варіанту з забивних склянкою, желонка не піднімається занадто високо. Зазвичай підйом робиться на 30-40 см;
- за 3-4 повторення, труба наповнюється, після чого піднімається назовні.
При проходженні пісочних грунтів, є велика ймовірність осипання стінок свердловини. Тому паралельно з бурінням, отвір повинен зміцнюватися обсадної трубою. При цьому її діаметр повинен перевищувати діаметр желонки, інакше вона просто застрягне в свердловині.
На нижньому закінчення першої частини обсадної труби, робиться невелике розширення. Це дозволяє їй зрізати зі стінок отвору трохи грунту при русі вниз. Оскільки піщані шари м'які, проблем з цим не виникає.
тверді ґрунти
Коли зустрічаються кам'янисті грунти, доводиться застосовувати долото. В цьому випадку, технологія буріння виглядає таким чином:
- при попаданні на тверді породи, оснащення установки змінюється;
- в свердловину опускається долото, яким дробляться камені;
- потім желонкою, дістаються подрібнені камені.
Так само як і у випадку з піском, свердловина зміцнюється обсадної трубою. Однак потрібно враховувати те факт, що труба не зможе зрізати зайвий грунт зі стінок свердловини. Тому застосовується спеціальне долото з розширювачем. Розширювач являє собою складаються зубці, які приводяться в дію пружинним механізмом.
Тобто в складеному вигляді, він без проблем проходить через внутрішній діаметр обсадної труби, а потім розширюються. Це дає можливість зрізати породу, що заважає проходженню обсадної колони.
Особливості ударно-канатного буріння
Як і будь-який інший технології, у неї є свої нюанси:
- при проходженні піщаних шарів і особливо пливунів, не можна допускати, щоб желонка повністю опускалася нижче обсадної колони. Інакше, вона може сильно зміститися, а в цьому випадку буде досить проблематично дістати її.
- трос для підвішування снаряда повинен бути сталевим і мати запас міцності;
- бажано стежити, щоб желонка воно не наповнюється. Якщо грунт почне застрявати між снарядом і колоною - його може заклинити;
- при виготовленні ударного снаряда, потрібно передбачити зачепи. Вони потрібні для того, щоб була можливість дістати його з свердловини, якщо трос обірветься;
- якщо робиться глибока свердловина, має сенс оснащувати установку двигуном з редуктором, через який можна підключити лебідку. Це значно полегшить роботи.
Таким чином, ударний метод дозволяє самостійно робити свердловини на присадибній ділянці. Причому для цього не потрібне залучення спецтехніки, а установку можна без проблем зробити власними силами.