Обеспечить автономное водоснабжение частного дома или дачного участка невозможно без создания собственной скважины. Для этого применяется специальное буровое оборудование, которое варьируется от простых ручных приспособлений до сложных самоходных машин. Выбор конкретного инструмента зависит от глубины залегания водоносного слоя и типа грунта. Интересно, что для неглубоких скважин эффективное буровое устройство можно собрать самостоятельно из доступных материалов.
Назначение и сфера применения буровых аппаратов
Выбор подходящего бурового инструмента напрямую зависит от двух ключевых факторов: типа грунта на участке и глубины, на которой расположены водоносные пласты.
Самодельные установки или компактные мини-агрегаты идеально подходят для решения ряда задач:
- Создание отверстий и шахт малого диаметра.
- Проведение разведочного бурения для изучения структуры грунта и определения точного расположения водоносных горизонтов.
- Обустройство неглубоких водозаборных скважин (чаще всего на песок).
Для этих целей достаточно мобильных или даже ручных аппаратов. Однако, когда речь заходит о глубоких артезианских скважинах, в дело вступают совершенно иные технологии. Здесь применяются мощные, сложные по конструкции буровые установки, часто смонтированные на шасси грузовиков, например, КамАЗов. Несмотря на их крупные габариты и потребность в значительной рабочей площадке, их использование оправдано возможностью достигать больших глубин, что невозможно для легкого оборудования.
Классификация, устройство и принципы работы буровых установок
Переносные буровые агрегаты ценятся за свою мобильность, возможность работы в стесненных условиях и простоту в обслуживании, не требующую узкоспециальных знаний. Многие из них энергонезависимы, что делает их незаменимыми в полевых условиях. Кроме того, себестоимость бурения одного погонного метра с их помощью остается низкой.
Все оборудование для создания неглубоких скважин можно разделить на три основных типа, каждый из которых имеет свои особенности: ударные, шнековые и роторные установки.
Ударные (ударно-канатные) установки
Конструкция таких устройств представляет собой прочную треугольную раму, установленную на надежном основании. К раме крепится гибкий трос с рабочими инструментами – желонкой и долотом. Главные преимущества – простота монтажа, высокая надежность и долгий срок службы, позволяющий пробурить множество скважин.
Принцип работы основан на использовании силы тяжести. Ударный снаряд (долото или желонка) сбрасывается вниз, и своим весом дробит или захватывает породу.
Ударный элемент имеет трубчатую форму длиной до 2 метров, его нижний край заточен для эффективного разрушения грунта. Для извлечения раздробленной породы используется желонка – труба с клапанным устройством внизу, которое удерживает грунт при подъеме на поверхность.
Технология бурения начинается с создания направляющего отверстия ручным буром, после чего в работу вступает основная установка. Несмотря на надежность, метод имеет недостатки: относительно низкая скорость проходки и необходимость использования обсадных труб большого диаметра, что увеличивает итоговую стоимость скважины.
Роторные буровые установки
Роторные станки отличаются высокой производительностью и способны быстро создавать качественные скважины в грунтах любой твердости, включая известняк. Основные элементы конструкции – вертикальная буровая штанга и породоразрушающая коронка (нож).
Ключевая особенность работы – использование подаваемой под давлением воды. Она выполняет две функции: размягчает грунт, облегчая бурение, и вымывает разрушенную породу из ствола скважины, очищая его.
Существует два основных метода промывки:
- Прямая промывка: буровой раствор подается вниз по штанге, а вместе с разрушенной породой поднимается вверх по затрубному пространству (между штангой и стенками скважины).
- Обратная промывка: скважина заполняется раствором, который затем вместе с шламом откачивается из штанги с помощью насосов. Этот метод эффективен для бурения на глубину до 55 метров.
Шнековые буровые агрегаты
Этот тип оборудования оснащен буровым шнеком – стержнем со спиральной лентой, который, вращаясь, не только разрушает, но и эффективно транспортирует грунт на поверхность. Благодаря этому отпадает необходимость в дополнительной промывке скважины водой.
Стандартная длина буровой штанги со шнеком составляет около двух метров. При углублении штангу наращивают, присоединяя дополнительные секции с помощью резьбовых соединений.
Бурение может осуществляться как вручную (вращением штанги), так и с помощью механического привода. После нескольких оборотов штангу необходимо извлечь, чтобы очистить шнек от налипшего грунта.
Для работы на больших глубинах предпочтительнее использовать электромеханические установки, где привод обеспечивает как вращение шнека, так и его подъем. Главный недостаток метода – необходимость постоянного извлечения штанги для очистки, что замедляет процесс. Также шнеки плохо справляются с очень твердыми или, наоборот, сыпучими грунтами. Обычная глубина бурения шнеком – до 80 метров.
Буровые установки с промывкой раствором
Максимальная эффективность достигается при бурении с непрерывной промывкой специальным буровым раствором, который выносит на поверхность всю разрушенную породу. Такое оборудование включает в себя несколько ключевых компонентов:
- Буровые штанги с долотом для разрушения грунта.
- Приводной механизм, сообщающий штанге вращательное и поступательное движение.
- Насосная станция с рукавами для подачи промывочной жидкости.
- Вертлюг (переходный узел), который передает вращение от двигателя к вращающейся буровой колонне и одновременно подает в нее промывочный раствор.
Этот тип агрегатов используется для создания глубоких скважин. В зависимости от плотности грунта, скорость проходки может достигать 10 метров в час. Как и в роторных установках, здесь применяются два способа промывки: прямая (раствор подается вниз по штанге) и обратная (раствор закачивается в затрубное пространство, а выводится через штангу).
Малогабаритные буровые установки (МГБУ)
МГБУ – это золотая середина между мощными промышленными установками и простыми ручными инструментами. Они предназначены для работы на участках с ограниченным пространством или сложным подъездом, где крупная техника не пройдет, а маломощного оборудования будет недостаточно.
МГБУ отличаются многофункциональностью и универсальностью. Они обычно оснащены электродвигателем, а управление и распределение энергии обеспечивается через электромагнитные пускатели.
Типичная конструкция МГБУ включает:
- Влагозащищенный пульт управления – критически важный элемент при работе с водой.
- Буровой инструмент (бур) – может быть усиленным для твердых пород или стандартным.
- Опорный узел и вращатель – основа для крепления и приведения в движение буровой колонны.
- Обсадной стол – для погружения и извлечения обсадных труб.
- Подкладная вилка и ключ – для сборки и разборки буровых штанг.
- Конические замки – для быстрого и надежного соединения элементов колонны.
- Боковые стойки и тележка – обеспечивают устойчивость и мобильность установки.
- Лебедка – для вертикального подъема механизмов и инструмента.
МГБУ позволяют бурить скважины глубиной до 100 метров и более. Их компактные размеры и мобильность (часто они перевозятся в прицепе легкового автомобиля) делают их идеальными для работы на сложном рельефе. Стоимость таких установок начинается примерно от 130 000 рублей.
Самостоятельное изготовление и эксплуатация буровых установок
Если стоимость услуг профессиональных бурильщиков кажется завышенной или требуется создать несколько скважин, имеет смысл рассмотреть возможность сборки ручной установки своими руками. Для этого понадобятся доступные материалы и инструменты:
- Сантехнический крестовой фитинг для соединения труб.
- Ножовка по металлу.
- Стальная труба и сгон диаметром 0,5 дюйма.
- Стальные пластины для изготовления наконечника.
- Разводной ключ.
Основой самодельного аппарата служит отрезок стальной трубы. Процесс сборки выглядит следующим образом:
- На концах трубы, которая будет играть роль крестовины, делаются надсечки глубиной около 2 см для формирования рабочей части.
- К торцу основного бурового отрезка трубы привариваются стальные пластины, заточенные в виде наконечника.
- К отверстию в крестовине с помощью переходника подсоединяется шланг для подачи воды.
- Конструкция проверяется на герметичность и работоспособность пробной подачей воды.
- В отверстие крестовины для герметизации устанавливается сантехническая резьба (льняная или полимерная).
- К основанию (крестовине) с помощью сгона присоединяется буровой отрезок трубы с наконечником.
По мере углубления (примерно на каждый метр) буровой наконечник переставляется на более длинный отрезок трубы.
Такое ручное приспособление – отличное решение для бурения скважин в мягких, глинистых или торфяных грунтах, если водоносный слой залегает не глубже 20 метров. Хотя глубина бурения у таких самоделок меньше, чем у МГБУ, их главное преимущество – исключительная компактность. Они позволяют работать в самых неудобных местах: вплотную к стенам домов, заборам или другим сооружениям.
Более продвинутый вариант – создание установки на базе мотоблока. В этом случае механический привод, вращаемый двигателем мотобура, значительно облегчает физический труд. Компактность позволяет работать одному человеку, а использование понижающего редуктора дает возможность бурить шахты увеличенного диаметра.
В заключение стоит отметить, что выбор бурового оборудования – ответственная задача. Он должен основываться на проектных параметрах будущей скважины, выбранном способе бурения, требуемых характеристиках инструмента и условиях транспортировки. Если вы сомневаетесь в своих силах или требуются работы на большой глубине, разумнее всего будет обратиться к услугам профессиональных бурильщиков.
