Буровая установка ударно канатная: Канатно-ударная буровая установка

Технология ударно-канатного бурения скважин: как сделать своими руками

Главная » Скважина

Скважина

На чтение 6 мин. Просмотров 1.8k. Опубликовано 25.08.2019 Обновлено 18.05.2022

Лучший способ создания скважинной шахты для воды — это ударно-канатное бурение. Дачникам под силу выполнить работы своими руками. Для правильного проведения процедуры потребуется подробная инструкция.

Содержание

1. Бурильный инструмент
2. Особенности бурения по различным грунтам
3. Обсаживание стенок скважин
4. Скважина на участке
5. Порядок выполнения работ
6. Недостатки и преимущества процесса

Бурильный инструмент

Метод базируется на дроблении грунта. После разрушения частицы породы извлекаются из котлована. Работы выполняются специальным буровым снарядом Шитца. Существует несколько вариантов рабочего инструмента:

1. Для формирования котлована под скважину в почвах, состоящих из влажной глины или песчано-глиняной смеси, бурильная установка оснащается забивным стаканом. Для его изготовления применяется фрагмент трубы соответствующего сечения.
   Заостренный конец рабочего органа легко разрушает грунтовые пласты. В некоторых исполнениях торец инструмента дополняется острыми зубьями. Частицы раздробленной породы на стенках стакана извлекаются из скважинной шахты.
2. В сыпучих почвах для ударно-канатного способа бурения скважин в качестве снаряда используется желонка. Конструкция представлена фрагментом трубы, на конце которой установлен особый клапан. Предохранительное устройство удерживает разрушенный грунт внутри рабочего органа при извлечении на поверхность.
3. В твердых каменистых породах предыдущим инструментам сложно справиться с дроблением. Поэтому буровая установка оснащается шарошечным долотом. Такая методика ударно-канатного бурения скважин своими руками практикуется и в плотных почвах, состоящих из известняка.

Кроме рабочего инструмента в конструкцию оборудования включается лебедка, с помощью троса закрепленная на специальной треноге. Таким подъемником ударный снаряд извлекается из забоя.

Особенности бурения по различным грунтам

Для разных типов грунтовых пород ударно-канатного бурения скважин технология отличается. Рабочий орган подбирается в зависимости от физических характеристик разрушаемой почвы. В некоторых случаях приходится комбинировать ударный инструмент. Рассмотрим методику подробнее:

1. При пробивке скважинного котлована в песках или плывунах допускается применять плоскую желонку. Она свободно разрушает рыхлый грунт и извлекает на поверхность. Обязательное требование для создания шахт в таких неустойчивых породах — обсаживание ствола, предотвращающее обрушение стенок. Нежелательно поднимать снаряд выше 0,5 м над обсадной трубой. Нарушение условия приводит к перекосу и заклиниванию колонны в шахте.
2. Двутавровая конфигурация долота используется для дробления гравийных горизонтов и галечных пластов. Выемка производится желонкой с плоским клапанным механизмом.
3. Для вязких грунтов, представленных пластичными глинами, рекомендуется применять ударный инструмент специфической конструкции. Усовершенствованные плоскостные снаряды или выполненные в форме двутавра долота дополняются крестообразными деталями.

Трудно разрушаемые валуны или крупные камни способны помешать вертикальному прохождению шахты. В таких случаях выработку приходится переносить в другое место. Справиться с дроблением породы повышенной твердости можно с помощью утяжеленного долота.

Трещиноватые пласты склонны к осыпанию. Для предотвращения обвалов ударное бурение скважин необходимо проводить с предельной осторожностью, контролируя параллельную обсадку стенок шахтного колодца.

Обсаживание стенок скважин

Некоторые загородные участки в Москве и пригородах располагаются на сыпучих рыхлых грунтах. Нестабильность породы может привести к обрушению выработки. Работы придется прекратить и перенести котлован в другое место.

Альтернативный вариант — одновременно с бурением скважины проводить обсаживание стенок. Технология заключается в укреплении ствола специальными обсадными трубами. Изделия выпускаются в 2 модификациях:

1. Муфтовые. С обеих сторон оснащаются резьбой. Фиксация выполняется резьбовым соединением с помощью муфт с внутренней нарезкой.
2. С высаженными концами. Для стыковки не требуются дополнительные крепежные элементы или особые фитинги. На одном из торцов производится высадка — увеличение сечения на толщину стенки за счет уширения путем нагревания. Она оснащается внутренней резьбой. На противоположной стороне выполняется наружная нарезка. Фрагменты колонны стыкуются ввинчиванием.

Некоторые владельцы загородной собственности применяют для обсаживания ствола трубы из ПВХ. Изготовители оснащают пластиковые изделия крепежными элементами.

Скважина на участке

При строительстве гидротехнического сооружения главное условие — выяснение геологических характеристик участка. Это позволяет определить:

• наличие водоносных пластов, доступных для бурения;
• физические свойства грунтовых пород;
• вид бурового инструмента;
• длину обсадной колонны, зависящую от глубины и направленности скважинной шахты.

После геологического обследования местности владелец принимает одно из решений:

• арендовать УКБ бурильный буровую установку канатного бурения и выполнить работы своими силами;
• нанять специализированную бригаду.

Для самостоятельных действий можно изготовить треногу собственной конструкции. Треугольная пирамида выполняется из подручных материалов — деревянных брусьев или металлического профиля. Потребуется запастись подъемным механизмом для опускания в скважину обсадной трубы и манипуляций со снарядом. Высота вышки для бурения определяется размером единичного фрагмента обсадки.

Порядок выполнения работ

Начинать рекомендуется с подготовительных мероприятий. Первый этап — формирование площадки для монтажа треноги. Необходимо выкопать небольшой котлован размером 1,5х1,5 м и глубиной до 2 м. В этот приямок впоследствии устанавливается самодельная буровая вышка. Щитовые дощатые конструкции, закрепленные на стенках шурфа, предотвращают обвалы сыпучих пород, содержащихся в поверхностных пластах.

Следующий шаг — установка на подготовленной площадке треноги, выполненной своими руками. На вершине треугольной пирамиды монтируется лебедка с тросом, на котором закрепляется ударный инструмент. Обязательным условием является вертикальная ориентация конструктивных деталей бурильного оборудования. Малейшие отклонения не позволят установить в пробуренной шахте обсадную трубу.

Последующие работы по бурению скважин ударно-канатным способом выполняются по следующему алгоритму:

• с двухметровой высоты самодельный забивной стакан с помощью ударной штанги погружается в грунт, разрушая его;
• лебедкой или колодезным воротом рабочий орган поднимается на поверхность, извлекая раздробленные частицы почвы;
• снаряд освобождается от разрушенных грунтовых фрагментов, и процедура повторяется циклически;
• в зависимости от характеристик породы буровой инструмент заменяется желонкой или долотом.

В некоторых случаях поверхностные пласты увлажняют, поливая выработку водой. В других ситуациях в забой подсыпают сухой грунт.

Дачники, выбирающие для строительства гидротехнических сооружений на своих участках технологию ударно-канатного бурения, руководствуются преимуществами способа. К ним относятся:

• возможность получения в процессе работ раздельных образцов грунта для геологической экспертизы местности;
• сокращенные сроки последующего обустройства скважин, позволяющие начинать мероприятия сразу по завершении бурильной процедуры;
• методика не требует применения промывочной жидкости, что упрощает технологию бурения и уменьшает трудоемкость процесса;
• возможность создания шахты большого диаметра, от 0,5 м и более;
• сохранение первоначального вида водоносного горизонта, выраженное отсутствием загрязнений при использовании оборудования;
• способ позволяет пробуривать скважины в породах повышенной твердости, содержащих крупные валуны и галечные включения, и в грунтах, впитывающих промывочную жидкость;
• упрощенная технология допускает выполнение полного объема работ своими силами, что сокращает расходы на оплату специализированных бригад;
• возможность эффективного и быстрого вскрытия с последующим испытанием водоносного горизонта.

При массе достоинств технология бурения ударно-канатным способом имеет свои недостатки. Среди них:

1. Обязательное требование — вертикальная ориентация при установке оборудования. Отклонения недопустимы, поскольку препятствуют правильному монтажу обсадной трубы.
2. Невысокая скорость работ. При необходимости срочного строительства скважины придется применить другой способ бурения.
3. Ограниченная длина скважинного шурфа. С углублением шахты производительность снижается.
4. Избирательность метода. Ударно-канатная технология доступна не для всех типов пород. В песчаных грунтах повышенной сыпучести она не применяется.

Перечень преимуществ превышает количество недостатков. Поэтому в подходящих почвах выбор очевиден.

Рекомендуем к прочтению — дебит скважины.

Оцените автора

( 5 оценок, среднее 4.4 из 5 )

Буровая установка для бурения скважин на воду

Бурение скважины на участке позволяет обеспечить автономное водоснабжение дома, размещенного на частной территории. Применение профессиональных установок для проведения работ не всегда оправдано. Существует множество самодельных и простых в устройстве агрегатов, способных пробурить скважину нужной глубины. На таком участке колодец больше не понадобится, поскольку полученная вода будет полностью пригодной для питья и приготовления пищи.

Содержание

• Преимущества малогабаритных установок для бурения скважин
• Разновидности устройств для бурения скважин
• Конструкция ударно-канатных агрегатов
• Как самостоятельно изготовить ударно-канатное оборудование?
• Необходимые механизмы для изготовления устройства роторного бурения
• Технология изготовления роторной установки
• Изготовление установки для шнекового бурения

Преимущества малогабаритных установок для бурения скважин

Небольшие по мощности буровые установки не подойдут для бурения артезианской скважины или для добычи нефти. Несмотря на это они активно используются для частных хозяйств.

Малогабаритные бурильные аппараты отличаются следующими преимуществами:

Схема малогабаритной буровой установки

• отсутствие сложностей при эксплуатации;
• не занимают много места, мобильные;
• во время применения оборудования отсутствует вред для окружающей территории, что актуально на участках с существующей застройкой и ландшафтным оформлением;
• существует возможность эксплуатации в ограниченном по площади пространстве – в гаражах, подвалах;
• оборудование легко в транспортировке на любые расстояния;
• малогабаритные устройства работают от обычной розетки в 220 В, или от мобильного источника питания;
• бурение при помощи таких аппаратов осуществляется быстро, без проведения подготовительных работ.

Разновидности устройств для бурения скважин

Буровые установки для бурения скважин на воду могут иметь простую конструкцию и изготовляться практически из подручных материалов. Их применение обязательно, поскольку для получения источника, пригодного для использования, необходимо проделать отверстие глубиной не меньше 20 м. Оборудование для бурения скважин разделяют на несколько типов.

Ударно-канатная мини-буровая установка. Агрегат работает благодаря силе тяжести. На определенной высоте закрепляется тяжелый снаряд, имеющий заостренные края. Его называют стаканом, желонкой. Во время работы снаряд опускают, и он ударяется в грунт. Каждый раз небольшая часть почвы срезается. Грунт застревает в полом снаряде, что позволяет удалить его из проделанного на поверхности отверстия. Данный процесс продолжается до тех пор, пока скважина не достигнет необходимой глубины.

Шнековая установка для бурения скважин. Углубление в грунт рабочего инструмента происходит за счет его конструкции. Он представляет собой шнек – прочный стержень с наваренными лопастями в виде винта. В состав такой бурильной установки должен входить двигатель со значительным вращательным моментом. В противном случае шнек не сможет пройти слой грунта, который состоит из глины, плотных песков. Недостатком оборудования считается невозможность работы в каменистых породах.

Роторные буровые станки. Работают по принципу вращения инструмента, внутрь которого подается вода. В результате на поверхность попадает раздробленная порода. Бур легко извлекается из отверстия в грунте, и с ним легко работать. Для подачи воды на значительную глубину используются дополнительные шланги.

Конструкция ударно-канатных агрегатов

Ударно-канатные буровые установки на воду состоят из нескольких частей.

Станина, имеющая треугольный профиль. Для ее изготовления в домашних условиях используются стальные трубы. Также станина может иметь форму буквы «Н». Полученная рама оснащается телескопическими штангами.

Рабочий инструмент (снаряд). Делается из обрезка трубы диаметром 100-200 мм, длиной 1-2 м. Снаряд специально утяжеляют до 100 кг или больше, что позволяет произвести процесс бурения эффективней.

Лебедка. Необходима для подъема и спуска снаряда. Может оснащаться электродвигателем, что позволяет провести весь процесс бурения без применения физической силы. В противном случае для подъема рабочего инструмента используется стальной трос.

Как самостоятельно изготовить ударно-канатное оборудование?

Ударно-канатный аппарат для бурения скважин для воды изготовляют по следующей схеме:

Ударно-канатные буровые установки

• Для получения рамы следует использовать квадрат, изготовленный из прочного металла. Вначале необходимо создать надежное основание треугольного или прямоугольного профиля. Дальше устанавливают ребра.
• Сверху желонки необходимо закрепить стальной трос. Для этого проделывается несколько отверстий или устанавливается рычаг.
• Выбор размера троса зависит от планируемой глубины скважины.
• Патрон закрепляют сверху. Трос наматывается на лебедку или барабан редуктора в электрическом двигателе.

Необходимые механизмы для изготовления устройства роторного бурения

Простейшая установка роторного бурения должна иметь станину, обеспечивающую передвижение мотора в вертикальном направлении. К нему через вертлюг устанавливают бур. Данный элемент также необходим для подачи воды внутрь колонны. Чтобы изготовить собственноручно роторное устройство, рекомендуется подготовить следующее:

• Вертлюг и шланги – важнейшие элементы устройства. При отсутствии навыков токаря, их рекомендуется купить. Для эффективной работы данные элементы должны быть изготовленными с высокой точностью. Это обеспечит достаточную герметичность и предупредит протечки бурового раствора. Вертлюг и шланги оснащаются одинаковой резьбой. В противном случае для их соединения понадобится переходник. Штанги должны иметь трапециевидную резьбу, которая проще в изготовлении.
• Мотор-редуктор следует приобрести заранее. Требуемые характеристики – мощность 2,2 кВт, минимальное количество оборотов в минуту 60-70. Если мотор обладает лучшими характеристиками, для его питания понадобится сеть в 380 В.
• Предварительно покупается лебедка. Ее привод может быть ручным или электрическим. Минимально допустимая грузоподъемность лебедки – 1 т.

Технология изготовления роторной установки

Технология изготовления простейшего роторного станка для бурения скважин выглядит следующим образом:

1. Основа установки сваривается из трубы с толстыми стенками. Минимальная толщина – 3,5 мм. Также можно использовать трубу с профилированным сечением или круглую. При изготовлении рамы придерживаться большой точности не нужно. В данном случае более важна вертикальность, горизонтальность монтажа основных элементов конструкции. Тщательно проверяются углы наклона составных частей.
2. Делают каретку, предназначенную для перемещения рабочего инструмента в вертикальном направлении. На нее крепятся вертлюг, буровые штанги, бур, мотор.
3. Для удержания каретки устанавливается лебедка.
4. Для изготовления бура можно использовать обычную сталь, а все конструктивные элементы соединяются между собой сваркой. Для работы в каменистых грунтах бур рекомендуется купить готовый.
5. К вертлюгу подключается шланг от мотопомпы. Подсоединение мотора к сети происходит через пусковое устройство.

Изготовление установки для шнекового бурения

Если на территории участка водоносный слой залегает высоко, а грунты мягкие, для бурения скважин можно использовать шнековую установку. Она представляет собой устойчивую раму (тренога или другая форма), через которую перекинут трос. К ней присоединяется шнек, являющейся основным рабочим инструментом.

В верхней части установки присутствует перекладина. Она предназначена для поворота шнека и его проталкивания на заданную глубину. Чтобы облегчить процесс работы желательно оснастить аппарат лебедкой. Также можно установить ворот, который присутствует на многих колодцах.

Видео: Бурение скважины на воду, немецкая технология

Почему ударно-канатное бурение так популярно?

Эмили | 12 июня 2020 г.

Ударное бурение с кабелем уже давно является самой распространенной формой бурения в Соединенном Королевстве, если не во всем мире. Он снова и снова доказывал свою ценность в качестве методологии бурения, и его надежность — лишь одна из причин, по которой он стал таким популярным среди геотехнических буровых компаний.

Команда компании Borehole Solutions, которая выполнила больше работ по ударным работам с кабелем, чем они могли сосчитать, хотела поговорить о том, почему это такое прекрасное средство бурения.

 

Одна из буровых установок ударно-канатного бурения на полном ходу.

Что такое ударно-канатное бурение?

Ударное бурение с кабелем относительно просто. Скважину продвигают вниз с помощью резца, который многократно поднимают и опускают внутрь обсадной трубы. Часть названия «кабель» происходит от того факта, что резак прикреплен к кабелю; этот трос используется для опускания резца дальше вниз через скважину. Его простота в сочетании с общим качеством результатов, которые он дает, во многом объясняет его популярность.

 

Универсальность

Ударно-канатным бурением можно бурить скважины различной глубины до 60 метров. Пока скважина продвигается вниз, ее можно остановить для проведения необходимых испытаний на месте. Это испытание может включать SPT и испытание на проницаемость. Этот метод бурения можно использовать во многих различных типах грунта, от связного грунта до более твердой породы. В более рыхлых грунтах, где может присутствовать вода, обсадные трубы помогают обеспечить структурную целостность во время бурения. В целом это означает, что существует несколько субстратов, с которыми установка CPD не справляется.

 

 

Простота транспортировки

Еще одна причина популярности ударного бурения с кабелем – простота использования и транспортировки. Легко демонтируемые ударные установки можно буксировать за автомобилем 4 x 4. Следовательно, это означает, что их легко транспортировать по всей стране туда, где они нужны. Их характерная установка штатива практически не влияет на окружающий ландшафт, что делает его одной из наименее разрушительных форм бурения, доступных геотехническим компаниям. Несмотря на то, что сами буровые установки имеют большие размеры (что исключает их использование в большинстве проектов с ограниченным пространством), у них есть приспособления для крана, что означает, что их можно поднять в нужное положение при необходимости, если 4×4 не может достаточно установить буровую установку на место.

 

Экономичный

Поскольку в последнее время этот метод бурения широко использовался, теперь он стал максимально эффективным. Это и с точки зрения времени, и с точки зрения финансов. Это означает, что это относительно дешевый процесс по сравнению со многими другими методами бурения. Опыт Borehole Solutions в использовании этого метода означает, что клиенты не только получают конкурентоспособную цену за выполняемую работу, но и в то же время получают бесценный отраслевой опыт и ноу-хау.

Когда вы выполняете какие-либо геотехнические работы, вы хотите знать, что работа, которую вы получаете, имеет первоклассное качество. С Borehole Solutions вы знаете, что так и будет. Итак, если вы хотите узнать больше о нашем кабельном ударном бурении, свяжитесь с нами! Свяжитесь с Borehole Solutions сегодня по телефону 01733 200 501.

Что такое кабельно-ударное бурение?

Что означает ударное растачивание кабеля?

Ударное бурение с кабелем — распространенный метод бурения, используемый для инженерно-геологических изысканий. Этот метод бурения позволяет устанавливать обсадную трубу внутри скважины, что позволяет бурить глубокие скважины. Это наиболее удобный и распространенный метод интрузивных геотехнических исследований, и в зависимости от грунтовых условий и доступа к площадке можно бурить скважины глубиной до 60 м.

С помощью этого метода можно извлекать различные типы образцов, такие как образцы со связными нарушениями, зернистые образцы с нарушениями, ненарушенные образцы, поршневые образцы и пробоотборник с разделенным стволом (используется для SPT — стандартного испытания на проникновение).

Advertisement

Trenchlesspedia объясняет бурение с помощью кабеля ударного действия

Станок для бурения с применением кабеля состоит из лебедки и вышки, которую можно сложить и буксировать на площадку и обратно. Для связных грунтов скважину бурят глинобитным резцом, а для несвязных грунтов используют ракушку.

Пробоотборник приводится в действие с помощью ударов с использованием грузов для продвижения скважины в землю. Образец почвы можно получить, подняв пробоотборник. Борта скважины поддерживаются с помощью обсадной трубы по мере проходки скважины.

Для очень твердого грунта, в который трудно проникнуть, или для препятствий, таких как валуны, можно использовать долото.

В скважине можно проводить такие испытания, как SPT, испытание скважинной лопаткой и испытание с падением или подъемом напора.

Связанный вопрос

Каким образом туннелепроходческая машина (ТБМ) контролирует оседание грунта над бестраншейной прокладкой?

Реклама

Поделись этим термином

Связанные термины

• Когезионный нарушенный образец
• Гранулированный нарушенный образец
• Ударное сверление
• Тест поднимающейся головы
• Геотехническая информация

• Геотехнические изыскания
• Геотехнический отчет
• Стандартный тест на проникновение
• Скважина

Связанное Чтение

• Получение технических знаний: информация, необходимая в отчете о геотехнических исследованиях
• Инженерно-геологические факторы, которые следует учитывать при проектировании и монтаже подземных трубопроводов
• Почему подробный геотехнический отчет означает успех вашего бестраншейного проекта
• Геотехнические исследования: какой метод следует использовать?
• Горизонтальное бурение шнеком: преимущества знания того, когда его использовать
• Бурение шнеком: аргументы в пользу использования обсадной трубы по сравнению с обсадной.