Как сделать буровую установку для бурения скважин

Буровая установка для бурения скважин может быть сделана своими руками. Малогабаритные установки для бурения бывают шнековыми, роторными и для ударно-канатного бурения. Предлагаем несколько инструкций по изготовлению таких установок.

Чем и как лучше бурить скважину

Начинающему буровику нужно запастись терпением и приготовиться к выполнению не самой простой работы.

Еще понадобятся подручные средства и недорогие материалы для изготовления установки и бурового снаряда, а также здравый смысл и пара-тройка друзей в помощь.

  • Самодельная буровая установка как и ее заводской аналог необходима для выполнения доставки бурового снаряда на забой и извлечения пробуренной породы.
  • Типовое строение буровой включает устойчивую конструкцию, способную держать вес инструмента с грунтом на глубине. В вершине конструкции закреплен блок с перекинутым через него тросом.
  • К тросу через серьгу подсоединяются буровые снаряды. Сам трос намотан на лебедку, которая управляется либо электродвигателем, либо ручным воротом.
  • Материалом для изготовления бурового станка или вышки чаще всего служат пиломатериалы. Владельцы сварочных аппаратов сооружают установки из металлопроката.
  • Чаще всего буровую вышку делают в виде треноги, что объясняется простотой и устойчивостью конструкции.
  • Кроме практически традиционной треноги используется конфигурация усеченной пирамиды или стрелы с прочными опорами.
  • Сооруженная своими руками буровая установка облегчит работы при ударно-канатном бурении. Снаряды при этом бросают на забой и извлекают с помощью троса и лебедки.
  • Буровой станок обеспечит наиболее легкий подъем колонковой трубы и шнекового бура вместе с пробуренной породой.

Бурение скважин – это работа сродни искусству, поскольку результат непредсказуем, и каждое сооружение уникально. Задача состоит в том, чтобы проделать в грунте длинную и узкую шахту до водоносного слоя и опустить в нее обсадную трубу для укрепления стенок выработки.

В процессе придется извлечь немало грунта, причем грунт этот может быть очень разным: от кусков гранита до песка вперемешку с водой.

Многое зависит и от глубины водоносного слоя. Иногда до него нужно пройти менее 10 метров, а порой водоносная скважина достигает нескольких десятков или даже сотен метров. Все это влияет на методы бурения и его сроки. Чтобы устроить скважину, существует два основных способа: ударно-канатный и вращательный, в современной интерпретации шнековый.

burovaya-ustanovka1-a-430x319.jpg
Самодельные буровые станки для ручного бурения сооружаются по единой схеме. Буровую вышку выполняют в виде треноги

В первом случае бурение выполняется с помощью узкого и тяжелого снаряда, именуемого желонкой. Ее подвешивают на канате или тросе, который перекидывают через закрепленный на треноге блок. Для вытаскивания бурового снаряда из шахты используют лебедку с мотором, хотя при желании это можно делать и вручную.

Снаряд несколько раз роняют на дно выработки с высоты в несколько метров. Он рыхлит грунт, часть которого попадает в полость желонки. После углубления в грунт примерно на 0,5 м бур извлекают из ствола. Снаряд очищают и снова бросают в шахту. Процесс повторяют до тех пор, пока не дойдут до воды.

Ударно-канатный метод очень старый, его используют в течение столетий, если не тысячелетий. Сделать желонку относительно несложно, понадобится листовая сталь толщиной 4-5 мм или толстостенная труба Ø 110-120 мм, а также навыки работы со сварочным аппаратом. А работать желонкой можно даже в одиночку, хотя с помощником дело пойдет значительно быстрее.

Преимущества ударного бурения состоят не только в его доступности. Желонка надежна, она проходит практически любой грунт кроме скальных пород. Если нужно преодолеть слой из супеси или суглинка, желонку заменяют соответствующего размера стаканом – узким цилиндром без клапана на дне.

burovaya-ustanovka1-3-3-430x340.jpg
Желонку используют для подъема всех видов несвязных грунтов: песков, щебенистых, гравийных и галечниковых отложений. Ее применяют для расчистки дна скважины и в период эксплуатации выработки для удаления илистых отложений

Стакан эффективно разрушает глинистые породы, которые за счет собственной способности уплотняться и липнуть к стенкам удерживаются в его полости.В ручном ударно-канатном бурении желонку и стакан чередуют по мере необходимости.

Как только проходка желонкой существенной сокращается, значит, она встретила кровлю суглинка или супеси, из-за чего ее меняют на стакан. Как только в полости стакана перестает задерживаться разрушенный в скважине грунт, его меняют на желонку.

За один “сеанс” можно углубить шахту на метр, хотя чаще этот показатель скромнее, примерно 20-40 см. В этом недостаток ударно-канатного метода – длительное время работы. На глинистых пластичных грунтах эффективнее использовать шнек или иначе змеевиковый бур.

burovaya-ustanovka_a-430x344.jpg
В ручном бурении чаще всего приходится сочетать ударно-канатные способы с вращательными, потому лучше запастись минимальным набором снарядов, представленном на схеме

Рабочий инструмент шнековой установки представляет собой колонну штанг с буром на нижнем конце. Инструмент буквально ввинчивается в грунт, который частично удерживается на его лопастях.

Периодически шнек вместе с разрыхленным грунтом извлекают на дневную поверхность, а забой с обвалившимся отвалом расчищают желонкой. Затем снова бурят шнеком, внедряясь все глубже в землю с каждым витком.

Штанги постепенно наращивают по мере углубления шахты. Сначала длину буровой колонны увеличивают креплением одной штанги. Когда ее верхняя часть почти выровняется с устьем скважины, присоединяют вторую, затем третью и т.д.

Вращать бур можно вручную или с помощью ротора электродвигателя. Чтобы удерживать штангу в правильном вертикальном положении, в промышленных мобильных буровых установках применяется закрепленная на станине вертикальная рама. По этому принципу можно изготовить собственный станок.

burovaya-ustanovka1-430x288.jpg
На схеме показан вариант буровой установки, изготовленной своими руками, а также результат: относительно компактное устройство для бурения скважин

Одновременно с заглублением обсаживается ствол скважины, т.е. в пробуренную выработку устанавливается труба, диаметр которой на 1-2 см больше аналогичного размера снаряда. Звенья обсады соединяются в единую конструкцию посредством навинчивания или сварки.

Если в обсаженную скважину под напором подать большое количество воды, забой можно очищать без применения желонки. Этот метод успешно применяется профессиональными бригадами. Вода размывает взрыхленный грунт и вымывает его на поверхность.

Буровой раствор ускоряет работы в несколько раз, но все вокруг будет залито водой вперемешку с грязью. Да и каменистые грунты таким способом не пройдешь. Все это нужно учитывать еще перед тем, как приступать к изготовлению собственной буровой установки. Кроме того, нужно определиться со своими целями и задачами.

Если нужен агрегат для сооружения всего одной или двух скважин, можно особо не корпеть над тщательностью исполнения. А вот солидная и прочная буровая установка может стать весомым поводом, чтобы начать собственный бизнес по бурению скважин.

О способах бурения водозаборных скважин подробную информацию найдете в одной из популярных статей нашего сайта.

Преимущества самодельной установки

  1. Сравнительно низкая стоимость. Готовые буровые установки стоят в несколько раз дороже по сравнению со своими самодельными аналогами. При этом самодельный механизм ни в чем не будет уступать более дорогостоящей установке заводской сборки.
  2. Технические характеристики самодельного агрегата полностью соответствуют оборудованию заводского изготовления.
  3. Компактные размеры и сравнительно малый вес.
  4. Удобство использования и максимальная мобильность. С помощью небольшой самодельной установки можно будет выполнять бурение даже на наиболее труднодоступных участках.
  5. Высокая скорость сборки и разборки.
  6. Простота перевозки – разобранная самодельная буровая установка легко помещается и транспортируется в легковом прицепе.

Виды буровых установок

Бурильные станки являются очень востребованным продуктом на рынке. Сфера их применения может быть как промышленной, так и бытовой. В зависимости от этого подобные механизмы можно разделить на несколько видов.

  • Промышленные. Такие станки используются для бурения глубоких скважин. Они отличаются высокой мощностью и производительностью. Очень часто они применяются с различным вспомогательным оборудованием. Подобные механизмы используются при формировании нефтяных скважин. Ярким представителем может стать плавучая платформа, оснащенная мощным бурильным станком.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-9.jpg
podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-10.jpg

  • Мобильные. Буры такого типа предназначаются для формирования скважин на воду. Они оснащаются маломощными приводами (электрические двигатели и другие), с помощью которых можно сформировать отверстие глубиной до 100 м.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-11.jpg

  • Ручные. Они являются самыми простыми конструкциями, с помощью которых можно бурить относительно неглубокие скважины до 15–20 м в зависимости от типа почвы. Эти самодельные малые механизмы применяются в бытовой сфере.

При желании их можно соорудить вручную из подручных материалов.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-12.jpg

В зависимости от техники бурения станки делят еще на несколько групп.

Ударно-канатные

Формирование колодцев происходит с помощью специального патрона, который выполнен в виде своеобразной трубы с заостренным концом. Разрушение почвы происходит под собственным весом устройства. Чтобы увеличить энергию удара, чашу поднимают специально на определенную высоту над уровнем земли. Среди минусов можно выделить низкую проходимость и невозможность организации довольно глубоких скважин. Ударно-канатные модели используются в быту для рытья колодцев.

Но следует отметить, что подобные механизмы могут работать даже на каменистых грунтах, чего не всегда можно добиться другими инструментами.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-13.jpg

Шнековые

Они являются одними из самых распространенных видов станков. В качестве бура применяют шнеки различной формы и размера. Самые простые модели могут использоваться даже ручным методом. Бур помещают вращательным способом в грунт, что приводит к дроблению материала, при этом почва располагается между лопастями. Чтобы удалить ее, рабочий орган периодически вынимается и очищается от грязи. Установки приводятся в движение как вручную, так и с помощью различных видов двигателей.

Ручные модели могут иметь небольшой вес, что делает их компактными и легко переносными. Но если производить бурение шнеком каменистых грунтов, то его эффективность может значительно падать.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-14.jpg
podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-15.jpg
podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-16.jpg

Вращательно-роторные

Станки этого класса отличаются высокой производительностью, так как позволяют проходить грунт относительно быстро и качественно. Технически конструкция состоит из вертикальной трубы и режущего органа. При прохождении ножа к поверхности разрушения подают воду под напором. Это позволяет размягчить почву и сделать ее более податливой. Жидкость здесь также нужна для очистки отверстия от грунта. Осуществляться подобная операция может двумя основными способами. Первый предполагает подачу воды через штангу, а грязь уже выводится через отверстие самой скважины. Второй подход осуществляется полностью наоборот. Скважину заполняют водой, а самая грязь уже выводится с помощью специального оборудования и наносов.

podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-17.jpg
podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-18.jpg
podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-19.jpg

    Следует отметить, что практически все буровые станки имеют аналогичное строение описанной ранее структуре. Касается это не только устройств для формирования скважин для воды, но и нефтяных механизмов. Но в мощных станках уже применяют более прочные материалы, способные выдерживать высокие нагрузки. Поэтому подобное оборудование невозможно соорудить самостоятельно без применения специальных технологий.

    podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-20.jpg
    podbiraem-stanok-dlya-bureniya-skvazhin-30.jpg

    Малогабаритная буровая установка под ударно-канатное бурение

    Чтобы создать такую буровую установку вам потребуется воспользоваться такими приспособлениями:

    • разборной станиной;
    • ударным патроном («стаканом»);
    • желонкой.

    burovaya-ustanovka-svoimi-rukami-4.jpg

    Для облегчения бурильных работ, к установке подключается мотор редуктор, поверх барабана которого наматывают трос к которому прикреплен патрон или желонка. Чтобы обеспечить эффективную работу, придется воспользоваться патроном, весящим примерно 80 кг. Желонкой производится очищение забоя от остатков почвы. Эффективно использовать желонку и в местности с глинистыми грунтами.

    burovaya-ustanovka-svoimi-rukami-2.jpg

    Главным рабочим элементом в такой буровой установке является деталь, называемая патроном либо «стаканом». Чтобы изготовить его, придется воспользоваться толстостенной трубой, диаметр которой будет приблизительно 8-12 см, чем более тяжелой будет труба, тем лучше. В нижней части трубы чаще всего вытачивают «зубья», созданные для разрыхления грунта, хотя в этом месте патрон может быть и ровным.

    Помимо этого, нижняя кромка в «стакане» чаще всего затачивается. В верхней части просверливаются отверстия, для надежного закрепления каната. Патрон может быть в длину от 1 до 2 м.

    Прежде чем начинать работы, лучше пробурить в земле дырку, в которую вы будете опускать «стакан». Это отверстие должно иметь немного больший диаметр чем патрон.

    Как сделать установку для роторного бурения

    Буровая гидравлическая установка должна иметь станину, которая позволяет передвигать вверх/вниз мотор, к которому через вертлюг подсоединяют бур. Также через вертлюг внутрь колонны поддается вода.

    burovaja-ustanovka-11-600x354.jpg

    Принципы построения бурилки

    При изготовлении буровой установки своими руками, рекомендован такой порядок действий:

    • Сначала должны быть вертлюг и штанги. Если вы не квалифицированный токарь или у вас нет такого на примете, то эти детали лучше купить. При их изготовлении требуется высокая точность, что можно достичь при высокой квалификации. Причем резьба на вертлюге и штангах должна быть одинаковой, или потребуется переходник. Резьба на штангах лучше — трапеция, так как потом конусную мало кто из токарей может сделать.
    • Купить мотор-редуктор. Если питание будет от 220 в, то характеристики его такие: мощность 2,2 кВт, оборотов — 60-70 в минуту (лучшие : 3МП 31,5 или 3МП 40 или 3МП 50). Более мощные поставить можно только при условии наличия питания в 380 В, да и более мощные редко нужны.
    • Покупаете лебедку, может быть ручной или электрической. Грузоподъемность желательно не менее 1 тонны (если есть возможность, лучше — больше).
    • Когда все эти составляющие имеются на руках, можно варить каркас и делать бур. Ведь все это оборудование крепится на него, а виды крепления могут быть разными, угадать невозможно.

    burovaja-ustanovka-10-600x450.jpg

    Самодельная буровая установка

    Рама мини-буровой установки состоит из трех частей:

    • горизонтальной платформы;
    • вертикальной рамы;
    • подвижной рамы (каретка), на которой закреплен мотор.

    Основа варится из толстостенной трубы — толщина стенки 4 мм, минимум — 3,5 мм. Лучше — из профилированной сечением 40*40 мм, 50*50 мм или около того, но подойдет и круглая. При изготовлении рамы малой буровой установки точность неважна. Важно соблюдать геометрию: вертикальность и горизонтальность, одинаковые углы наклона, если это необходимо. А размеры «подгоняются» по факту. Сначала варится нижняя рама, измеряется. Под имеющиеся размеры изготавливается вертикальная рама, а по ее размерам — каретка.

    Простой форты бур можно сделать самостоятельно — их варят из обычной стали (чертеж на фото ниже). Если брать высоколегированную сталь, ее сложно приварить к штангам. Для сложных и каменистых грунтов лучше купить бур в специализированной кампании — они имеют сложную форму, есть много разных видов.

    burovaja-ustanovka-13-600x410.jpg

    Чертеж бура на 159 мм

    Чтобы работать было проще, подключают два пульта с возможностью реверсного хода. Один ставят на мотор, второй на лебедку. Вот, собственно, и все.

    В конструкции буровой установки роторного или шнекового бурения главное — вертлюг, но его изготовить без опыта нереально. Для тех, кто хочет сделать его самостоятельно, выложим фото и его чертеж.

    burovaja-ustanovka-6-600x450.jpg

    Устройство вертлюга для бутовой установки

     

    burovaja-ustanovka-14-600x344.jpg

    Чертеж вертлюга для малогабаритной буровой установки

    Шнековая МГБУ

    Шнековая буровая установка своими руками строится вокруг главного рабочего элемента — бура. Чтобы его изготовить, следует воспользоваться стальной трубой 10 см с диаметре. На верхнем конце трубы обустраивается наружная винтовая резьба. Противоположный конец снабжается шнековым винтом, диаметр которого приблизительно равен 20 см. Можно ограничится одним — двумя витками в шнеке. На концы шнека приваривают пару ножей из стали так, чтобы при установке трубы в вертикальное положение между ними и горизонтальной поверхностью был угол.

    Для обеспечения более удобного вращения бура, следует выполнить сварку еще одного отрезка трубы (примерно 1,5 м) и тройника с внутренней винтовой резьбой. Навинчивание тройника выполняется на разборную штангу. Такая штанга тоже должна быть 1,5 м в длину.

    burovaya-ustanovka-svoimi-rukami-5-300x300.jpg

    Буровая установка состоит из: 1 – бура; 2 – воротка; 3 – тройника; 4 – разборной штанги; 5 – муфты; б – треноги; 7 – отверстия; 8 – лебедки; 9 – зубчатого колеса.

    Производиться углубление бура в почву, с последующим троекратным его поворотом, после чего он извлекается, для удаления разрыхленного грунта. Данные действия повторяются, пока глубина отверстия не приблизится к одному метру. После этого, штанга должна быть удлинена. Для этого, посредством муфты на неё монтируют еще одну часть трубки из стали. Чтобы сделать скважину, глубина которой превышает 8 м, придется осуществить закрепление конструкции на специальную вышку-треногу.

    burovaya-ustanovka-svoimi-rukami-7.jpg

    Верхняя часть данного агрегата должна обладать отверстием, через которое будет осуществляться свободное движение штанги. Так как штанга будет становиться все более тяжелой, чтобы её поднять потребуется использование лебедки. Вышку можно сделать как металлической, так и деревянной.

    Делаем электрическую буровую установку для воды своими руками

    439_6.jpg

    Начать нужно традиционно с подбора необходимых инструментов для создания буровой установки для воды своими руками, вам понадобится:

    • дрель с набором сверл,
    • отвертка,
    • болгарка,
    • устройство для сваривания.

    Сама буровая установка для воды состоит из таких конструктивных элементов:

    • желонки,
    • стакана,
    • станины.

    Чтобы работа по добыче воды своими руками продвигалась быстрее, буровой установке необходимо подсоединение к мотору. Оптимальный вес патрона составляет 70-80 килограмм. За очистку забоя отвечает желонка. Процесс изготовления состоит из таких этапов:

    1. Стакан нужно изготовить из трубы. При этом диаметр детали должен находиться в диапазоне от 11 до 12 см. Чем тяжелее материал буровой установки для воды, которую вы делаете своими руками, тем лучше.
    2. Внизу отрезка делается заострение в виде треугольных зубьев. Несколько отверстий просверливаются в патроне.
    3. В земле выкапывается яма. В неё будет опускаться стакан буровой установки для воды, которую вы строите своими руками.
    4. Бур делается из стальной трубы. В сечении она должна составлять 10 см. На верхний конец навинчивается резьба. С противоположной стороны делается шнековый винт на 1-2 витка. Его диметр 20 см.
    5. Стальные ножи привариваются к шнеку.
    6. На штангу крепится тройник.

    Буром готовой буровой установки для воды нужно углубиться. Как только глубина превысит 1 метр — штанга удлиняется. Как видите, всё это можно легко сделать своими руками, и у вас на участке будет вода.

    Ошибки при самостоятельном бурении на воду

    Начинать бурение на воду рекомендуется с малых глубин, чтобы набраться  хотя бы немного опыта. Опыт в вертикальном бурении – самое важное! Научиться бурению скважин на воду можно только на практике. Научитесь избегать клина буровой колонны. Новички по неопытности часто «ловят клин» и теряют буровые штанги. Иногда бур заклинивает настолько, что вытащить невозможно даже краном, конструкция просто отрывается (обычно в местах сварки).

    Ошибки обходятся недёшево – теряется дорогой инструмент. Поэтому в гидробурении нельзя форсировать события  и сразу делать глубокие скважины. К этому делу подходите ответственно и аккуратно. Читайте литературу, книги и учебники про бурение скважин на воду. Эта работа требует много знаний, которые невозможно передать в двух словах, поэтому самообразование обязательно.

    Видео

    Добавьте свой комментарий: