Как сделать желонку для скважины

Желонка для скважины - эффективное и простое буровое устройство. Она используется для подъема загрязнений из колодца и самостоятельного бурения шахты. Существует две основных разновидности - с лепестковым и шаровым клапаном.

Устройство и принцип работы желонки

Приспособление имеет цилиндрическую форму, в принципе работы используются свойства гравитации.

Особенности конструкции:

  1. Функциональная часть – тяжелая труба.
  2. В нижней части расположен затворный механизм и острые элементы.
  3. Сверху предусмотрены проушины для фиксации каната или троса.
  4. На верхнем срезе устанавливается решетка, предотвращающая выбросы крупнофракционных пород.

gelonka8-1-430x213.jpg

Инструмент имеет с одной стороны проволочную петлю, на другом конце – клапан и режущее устройство. Агрегат роняют в шахту, зацепив тросом или канатом. В процессе бурения края желонки разрыхляют почву и скопившиеся загрязнения. Содержимое дна колодца попадает внутрь. Инструмент приподнимают и снова сбрасывают. После заполнения трубы устройство поднимают на поверхность, после очищения снова опускают в шахту. Цикл повторяется до полного освобождения дна от загрязнений.

Для бурения инструмент эффективен в рыхлых слоях почвы. Чтобы уменьшить физические усилия при строительстве, для поднятия заполненного устройства используют тяговый механизм с электрическим приводом.

При использовании данной технологии чистка донной поверхности занимает от 2 до 8 дней, большего времени требует бурение.

Виды желонок и их устройство

Приспособление имеет различную конфигурацию, исходя из которой можно классифицировать изделие. Продукция, представленная на современном рынке, имеет разную систему клапанов, которые отличаются по принципу работы и устройству. Такую специфику желонок следует учитывать при изготовлении приспособления своими руками.

Исходя из типа клапана, можно выделить следующие желонки для скважин:

  • изделия с лепестковыми клапанами;
  • продукция, которая оснащена шаровыми клапанами.

zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-8.jpg
zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-9.jpg

Элементы лепесткового типа являются самыми простыми, принимая во внимание изготовление.

Однако желонка с клапанами такого типа отличается высоким уровнем эффективности в ходе эксплуатации. По внешнему виду такой клапан представляет собой эллипсовидную пластину, которую фиксируют по центру трубы. В некоторых моделях к стенкам клапана прикрепляют уплотнитель, который увеличивает плотность прилегания детали. Обычно его изготавливают из резины или кожи.

zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-10.jpg
zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-11.jpg

Чаще всего эти клапаны делают из полимерного сырья либо же из тонких пружин, изготовленных из стали. По схеме работы они выступают аналогом «шторок» в желонке – то есть загрязнения проникают внутрь только в одном направлении. Под напором воды края пластины раскрываются, благодаря чему грунт и другие загрязнения попадают внутрь. Что отражается на продуктивности и скорости очищения скважин.

Однако наряду с положительными особенностями конфигурации лепестковых клапанов им присущи некоторые минусы – это касается небольшого срока службы подобной системы. Движение элементов и механическая нагрузка довольно быстро изнашивают клапан.

К подвиду лепестковых клапанов для желонки можно отнести задвижку на пружине, которая отвечает за закрытие элемента. Этот тип клапана широко применяется как для очищения источников, так и для бурения скважин.

zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-12.jpg

Приспособления с клапаном, имеющим шарообразную форму, по мнению специалистов, считаются самыми надежными для работы со скважинами.

По своей конфигурации шаровый клапан является воронкой, в которой устье закрывается шариком, подбор которого происходит исходя из размера отверстия. Такие изделия изготавливаются на токарных станках либо же приобретаются в магазинах. Шар должен иметь внушительный вес, а также эффективно закрывать большую по диаметру воронку. Некоторые мастера изготавливают шар ручного типа, применяя для этого различные подручные средства, включая отходы из металла.

zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-13.jpg
zhelonka-raznovidnosti-produkta-dlya-chistki-skvazhiny-14.jpg

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.

Расчет параметров

Перед началом работы готовят максимально детализированный чертеж для предупреждения возможных ошибок. Особенно если желонка для чистки скважины делается впервые.

Размеры элементов конструкции индивидуальны – для возможности применения в определенных условиях при работе с конкретной шахтой. При изготовлении инструмента стараются учитывать следующие нюансы:

  • Заготовка-эллипс для лепесткового клапана должна иметь малую ось симметрии немногим меньше внутреннего диаметра желонки, а большая должна быть длиннее малой на 20 мм.
  • Диаметр сферы шарового затвора должен быть на 10–15 мм меньше внутреннего диаметра изделия или перекрывать до 75 % ее поперечного сечения.
  • При определении диаметра желонки следует отталкиваться от внутренних размеров обсадки. Рекомендуемый зазор между стенками приспособления и шахты – 20 мм. Следовательно, наружный диаметр используемой трубы будет на 40 мм меньше, чем внутренний размер обсадки. Увеличение зазора делает работу таким инструментом малопроизводительной, уменьшение приводит к повреждению неидеальных стенок ствола и возможному заклиниванию устройства.
  • 2–10 мм – достаточная толщина стенки для трубы корпуса.

Как сделать желонку самому

Следует отметить, что желонка не является продуктом творчества домашних умельцев, подобные устройства существуют в заводском исполнении и используются для очистки водных источников. Если собирается желонка своими руками, чертежи и фотографии можно найти в интернет-сети и на их основе сделать оптимальный для конкретного случая вариант. Перед тем как сделать желонку по чертежу или фото, подготавливают материалы и инструмент, понадобятся: отрезок трубы нужного диаметра, обрезки металлических листов и прутьев, стальной трос, углошлифовальная машинка (болгарка), сварочный аппарат, подручные средства (камни, песок).

С пластиной

Металлическую пластину в желонке, играющую роль клапана, располагают сбоку или посередине, в последнем варианте она состоит из двух частей, поворачивающихся на центральном шкиве. Сборку желонки проводят следующим способом:

  • Готовят отрезок основной трубы по следующим критериям: его диаметр должен быть на 10 — 20 мм меньше внутреннего размера обсадной колонны во избежание заклинивания, длина в зависимости от состава грунта, глубины скважины и толщины грязевого слоя находится в пределах от 50 до 150 см. Толщина трубы не играет большой роли и может варьироваться в диапазоне от 2 до 10 мм, при ее выборе учитывают состав грунта — если порода на дне спрессована в результате долгого простоя скважины, желонку не опускают, а бросают в скважинный канал. Это делается для того, чтобы пробить и разрыхлить плотную породу, а затем поднять ее наружу в виде грязи вместе с водой.

Понятно, что чем больше масса, тем больше повреждений будет нанесено слежавшейся породе при пробивке и соответственно возрастет эффективность проводимых работ — в этом случае стенки трубы выбирают большей толщины для увеличения веса конструкции. Также для разрыхления плотного грунта нарезают болгаркой зубцы на торце трубы.

  • Делают обратный клапан, для этого обрезают трубу длиной 20 см, служащую его корпусом, болгаркой вырезают диск, который располагают внутри трубы с минимальными зазорами между стенками.
  • Фиксируют с помощью сварки изнутри трубы стальное металлическое кольцо с наружным диаметром, равным внутреннему трубному.
  • Из толстой металлической проволоки делают ушки и затем приваривают их на одну из сторон диска обратного клапана.
  • Продевают ушки от диска в стальной прут, помещают обратный клапан внутрь 20 см трубного отрезка, приваривают прут к стенкам трубы с помощью сварочного аппарата.
  • После сборки клапанную часть присоединяют к основной трубе сваркой, в ее стенках вверху просверливают 2 сквозных отверстия и привязывают трос. Если расстояние между наружными стенками желонки и внутренней оболочки обсадной колонны невелико, изнутри корпуса приваривают одно или два ушка и к ним цепляют трос.

С шаром

Можно изготовить желонку своими руками и с шаровым клапаном, такая конструкция используется в изделиях заводского изготовления, однако в бытовом хозяйстве данное приспособление применяется значительно реже из-за технологических трудностей. Основная задача — подбор подходящего шарика для клапана, проблема заключается не в поиске изделия нужным диаметром, а в его массе.

Если взять металлический шар, то его большой вес при погружении устройства будет препятствовать поступлению в корпус осадочной породы, он не будет наполняться и эффективность работы станет равной нулю. При слишком легком весе шарик всплывет на поверхность плотной грязи, не опускаясь на дно, и при извлечении трубы поднятая порода отправится обратно в скважину. Поэтому изготавливая клапанный шар, придется провести ряд экспериментов, отслеживая степень его погружения в глиняно-песчаную водную смесь. Желонку с шаром для очистки скважины собирают следующим образом:

  • В первую очередь готовят самодельный шарик с таким расчетом, чтобы размер его наружной оболочки был на 1/4 меньше внутреннего диаметра трубы. Для этого приобретают в магазине спорттоваров пластиковый шар подходящего размера с плотной наружной оболочкой, проделывают в центре отверстие и отпускают в него тяжелые мелкие металлические предметы — ненужные болты, гайки, шайбы, дробь, и герметизируют отверстие монтажной пеной. Можно насыпать внутрь песок, мелкие камушки, гравий и затем герметично заделать отверстие, главное — оптимально подобрать вес, при котором шар не будет всплывать на поверхность грязи или оказывать излишнее давление на впускное отверстие.
  • Готовят входной диск из металла в виде шайбы, на который будет опускаться клапанный шар. Вытачивают его болгаркой с наружным размером, равным внутреннему диаметру трубы, в центре вырезают круг с таким расчетом, чтобы при опускании шар перекрывал канал, а свободное отверстие не препятствовало поступлению в корпус как можно большего количества грязевой массы.
  • Обрезают трубный отрезок длиной около 80 см, при необходимости на погружаемом торце нарезают зубья.
  • Привязывают или приваривают сверху кусок толстой прочной проволоки, за которую желонку с помощью троса извлекают из скважины.

izgotov-s-sharo.jpg
Желонка с шаром

Изготовление без сварки

Выше приведены варианты изготовления желонки с помощью сварочного аппарата, однако можно обойтись и без него. Для подвешивания в стенках сверлят сквозные отверстия и привязывают к корпусу проволоку, для изготовления клапана в нижней части также просверливают 2 сквозных отверстия и вставляют внутрь шкив, к нему проволокой привязывают два полукруглых лепестка (в пластинах для этого заранее сверлят отверстия).

Чтобы клапанные лепестки не опускались в обратную сторону, в стенках трубы под ними сверлят по одному отверстию, и вставляют болты шляпкой наружу, фиксируя их гайкой изнутри. Таким образом, лепестки при подъеме конструкции будут опускаться на выступающие изнутри стенок болты, перекрывая проходной канал.

Выступающие за наружную оболочку шляпки, которые могут цепляться за стенки обсадной колонны, стачивают болгаркой, оставляя толщину 30 — 50 мм.

Без сварки также можно изготовить и желонку с шаром. Для этого приобретают в торговой сети обрезанный конус (переходник концентрический) с диаметром, равным внутреннему трубному, вставляют его внутрь корпуса и фиксируют болтами или заклепками. Вместо конуса можно также использовать внутреннее кольцо с нарезанной метчиком диаметральной резьбой в стенках, которое прикручивают в трубе болтами через высверленные в ее оболочке отверстия.

svoimi-ruk.jpg
Варианты изготовления клапана

Окончательная сборка желонки

Если труба выбрана, а клапан готов и приварен, остается выполнить еще ряд операций и рекомендаций, чтобы завершить изготовление желонки. Нижний край трубы следует заточить, чтобы в процессе движения он аккуратно удалял загрязнения со стен шахты.

Оптимальной будет односторонняя заточка с внутренней стороны.

Заточенный край рекомендуется подвергнуть термозакаливанию, чтобы он не так быстро тупился при взаимодействии с твердыми загрязнениями.

Иногда на край желонки приваривают заостренные прутья или куски металла для рыхления загрязнений или грунта. На верхний торец трубы приваривают петлю для крепления металлического троса.

gelonka4-430x323.jpg
На нижний край желонки можно приварить заостренные кусочки металла или проволоки, чтобы повысить эффективность работы устройства при очистке или бурении скважины

Ее можно сделать из кусков толстой металлической проволоки. Петля должна быть приварена таким образом, чтобы подвешенная на тросе желонка сохраняла вертикальное положение.

Это очень важно, поскольку перекосы при движении устройства внутри трубы недопустимы. Это может привести к заклиниванию желонки или к повреждениям стен обсадной трубы.

Наверху также приваривают надежную металлическую сетку, которая предотвратит спонтанный вылет шарика из желонки при ее движении вниз. Да и крупнообломочные грунты лучше пусть остаются в корпусе устройства. Вместо металлической сетки можно сделать решетку из проволоки. Остается соединить с желонкой металлический трос.

Иногда вместо него используют прочный капроновый шнур. Чтобы было проще опускать и поднимать устройство, над скважиной устанавливают рабу с блоком, расположенным прямо над скважиной. Трос желонки заводят на этот блок.

В результате устройство опускается в скважину строго вертикально, и вытаскивать его так намного удобнее, чем просто тянуть желонку вверх руками, как ведро из колодца.

Перед тем, как опускать собранную желонку в скважину, рекомендуется обследовать стенки шахты, чтобы учесть все неровности и деформации. Это позволит избежать повреждений или заклинивания желонки.

gelonka5-430x447-1-430x447.jpg
На схеме представлена установка готовой желонки на треногу для ее удобного использования. Можно применить двигатель с электроприводом, чтобы наматывать трос желонки

Схема желонирования с насосом

Вынимать желонку для чистки скважины даже с помощью лебедки очень сложно. Значительное время уходит не на работу в скважине, а на подъем-очистку-спуск желонки. Небольшая модернизация позволит оптимизировать работу устройства. Обратную сторону корпуса из трубы следует наглухо заварить.

Из нее делают отвод и ставят туда специальный штуцер, предназначенный для отводного шланга. К шлангу присоединяют насос, который рассчитан на перекачивание жидкостей с существенными механическими загрязнениями.

Такая схема позволяет отказаться от постоянных подъемов желонки на поверхность и ее повторного опускания.

Загрязнения из камеры желонки в этом случае будут удаляться с помощью насоса. Желонку, снабженную насосом, нужно просто приподнимать и опускать, чтобы разрыхлить и переместить в камеру загрязненную жидкость.

Этот способ очистки эффективен при сильном заиливании или запесочивании. Для обычной прочистки скважины подойдет желонка без насоса.

Этап 1: Чтобы частично облегчить собственноручное бурение скважины желонкой, лучше вырыть шурф. Лопатой проще убрать почву с корнями и верхние грунтовые слои

Этап 2: Для проходки первых метров не обязательно использовать буровую установку. Снаряд бросают на забой, при ударе он разрушает грунт и захватывает его клапаном

Этап 3: После проходки 1 - 1,5 м стоит поставить самодельную буровую вышку с блоком в вершине для перекидывания троса

Этап 4: Для спуска и подъема снаряда пригодится электролебедка. Наполненную разрушенной породой желонку за трос извлекают на поверхность и опорожняют через окошко в трубе

Особенности использования на грунтах разных типов

При бурении желонкой песчаных почв необходимо применение обсадных труб — без них скважина будет заваливаться. При бурении в таких грунтах нужно следить, чтобы снаряд не заглублялся в песок без обсадной трубы более чем на половину длины. Это может привести к обвалу, желонку засыплет, вытащить ее вы не сможете.

Чтобы проходить песок было легче, в скважину наливают воду, она предупреждает обвалы и облегчает работу. Если при работе песок трамбуется, а не захватывается, используют долото.

С песками-плывунами работают только постоянно заглубляя обсадные трубы. Причем только в том случае, если водоносный слой находится ниже слоя плывуна, иначе скважина может оказаться нерабочей.

Для прохода плывуна желонку используют длинной не менее 2 метров. В ней должен стоять плоский, хорошо пригнанный клапан с кожаной уплотняющей прокладкой. Работать нужно как минимум, вдвоем: при вытаскивании желонки из плывуна обсадную трубу нужно проворачивать, опуская вниз. Чем быстрее в этот момент будет опускаться обсадная труба, тем быстрее будет пройден этот слой. Сначала обсада опускаются легко, потом все сложнее. Иногда наступает момент, когда они совсем перестают двигаться. При этом почти вся труба заполнена песком. В таком случае трубы опускают под давлением. Для этого на трубу устанавливают площадку, на которую укладывают груз (мешки с песком). И все это вместе проворачивается. Обычно такой способ довольно эффективный.

При прохождении галечных и гравийных пластов совместно с желонкой используется долото. Сначала в ствол опускают долото, измельчая породу, затем желонкой ее достают. Желонка на таких грунтах поднимается всего на 5-10 см, удары мелкие и частые.

Для более быстрого прохода на обсадной трубе делается площадка, на не встает работник. Он располагается над скважиной, понемногу приподнимая и опуская желонку. По мере того как грунт набирается, обсадная труба под весом работника, опускается.

В вязких глинистых грунтах работать можно без обсадных труб. Если глина слишком плотная, сначала тоже используют долото, разрыхляя грунт примерно на 50-70 см. Потом желонкой его вынимают. Используется тоже плоский клапан с уплотнением из резины или кожи.

Если глина сухая и плотная, каждый раз вытащив желонку, в скважину наливают несколько ведер воды. После того как появится вода из водоносного соя, доливать ее сверху не нужно.

Если породы очень мягкие, иногда клапан снимают. И бурят только самой трубой, поднимая ее на 2-3 метра над дном и сбрасывая.

Видео

Добавьте свой комментарий: