Шнековое бурение скважин станками: особенности технологии, этапы работ

Технология бурения

Проходка ствола скважины заключается в разрушении резцами породы в глубине выработки и выдаче шлама на устье посредством шнека — стальной ленты, обвивающей буровой снаряд. Для крепких скальных массивов шнековое бурение не подойдет. Установки для проходки скважин размещают на самодвижущихся шасси, оснащенных приводом для вращения режущего инструмента и приспособлением для заглубления обсадных труб.

Технология строительства скважин зависит от прочности грунта, назначения выработки и выполняется 3 методами:

1. Бурение с последующей обсадкой: сначала проходится ствол, а затем его стенки укрепляются трубой. Используется технология в устойчивых породах формированием выработки диаметром большим, чем гильза. Для скважины 185 мм готовят обсадку Ø178, по окончании проходки секциями впрессовывают в ствол.
2. Совмещение процессов бурения и обсадки применяется в неустойчивых и обводненных породах. Вращение колонны со шнековым буром и вдавливание трубы осуществляется одновременно.
3. Проходка ствола без крепления. Не всегда требуется усиление стенок выработки посредством обсадных труб или бетонирования: при бурении под столбы и с целью инженерно-геологических изысканий прочность скважины изнутри требуется лишь на короткое время.

Для проходки артезианских колодцев шнековый способ непригоден: предельная глубина метода 50 м. Чтобы обеспечить погружение резцов к забою, используют дополнительные шнековые секции.

Особенности технологии

В отличие от иных вариантов бурения, предназначенных для крепких пород, при шнековой проходке не требуется выдувание сжатым воздухом или вымывание водой разрушенной мелочи из забоя. Шлам удаляется шнеком одновременно с резанием грунта.

Прежде чем воспользоваться бурением, полезно ознакомиться с его особенностями:

1. Влияние свойств и обводненности почвы — при сочетании этих факторов применить такой метод в глинистых породах невозможно: налипание шлама на шнек не даст углубиться буровому снаряду. Сыпучие и рыхлые почвы позволяют использовать шнековую установку даже в ручном варианте.
2. Режим вращения режущей насадки в зависимости от ее диаметра влияет на отвод тепла от инструмента. Чтобы не допустить перегрева, рекомендуется не превышать число оборотов снаряда: 100-150 об/мин для Ø100-200 мм, и 500 при диаметре <100.
3. Закрепление выработки в процессе бурения происходит самопроизвольно, обусловлено технологией. Разница между диаметрами долота в призабойной зоне и скважины 5-20 мм. При транспортировке шлама лопастями шнека мелочь втирается в стенки выработки и укрепляет их. Эта особенность ценится при бурении в гравийно-галечных отложениях, когда другие методы для применения затруднительны.
4. Возможность левого вращения шнековых секций позволяет легко и быстро устранить осложнения при бурении в виде прихватов, расклинивания валунами, налипания на лопасти комьев почвы. Таким же маневром, в сочетании с небыстрым подъемом колонны, осуществляют ликвидационный тампонаж скважины: заполнение выработанного пространства разрушенным грунтом.

Буровая установка выполняет разрыхление породы.

Возможности шнековой технологии дополнены устройством центрального канала в буровом снаряде. Через него подают воду для снижения трения породы об ленту. Проход используется также для опускания грунтоноса, керноприемника при геологоразведочных работах. Чтобы перекрыть канал, нужно установить долото на забойную часть бура.

Технология проходки ствола шнеком

При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м

Что такое шнек? Это металлическая труба или штанга, оснащенная жесткой стальной лентой, расположенной винтообразно. Винтовая пластина является своеобразным транспортером, который, при вращении шнека, выносит разрушенный в процессе бурения грунт на поверхность. Такая особенность позволяет производить углубление в грунт практически непрерывно, без необходимости вымывания породы, как при роторной проходке скважины. Это упрощает технологию и делает процесс устройства колодца производительным. При нормальной работе за смену бурильная установка шнекового типа может углубиться от 10 до 30 м.

Еще одна положительная сторона работы шнеком, — формирование (уплотнение) стенки ствола, что уменьшает риск обрушения. Одна из технологий предполагает применение цементосодержащих растворов, которые вслед прохождению шнека формируют жесткий каркас ствола, удерживая рыхлые участки и поверхностные водоносные слои.

Скорость вращения бура зависит от диаметра и глубины колодца

Бурильный шнек представляет собой сборную конструкцию, состоящую из отдельных отрезков. Бурение происходит на глубину отдельного шнека, после чего работа останавливается и присоединяется следующий фрагмент. Нижний элемент оснащен лопастным долотом, за счет которого происходит разрушение плотного грунта. Долото располагается под определенным углом к поддающейся воздействию поверхности. Чем плотнее грунт, тем больше угол резца по отношению к стволу проходки. Он меняется от 30 до 90 градусов. При проходке пород повышенной твердости применяются долота, оснащенные техническими алмазами, имеющими высокую твердость.

При бурении грунтов от трения происходит сильный нагрев долота и нижней части шнека, что ограничивает скорость вращения бура. В некоторых современных конструкциях внутри центральной трубы шнека предусмотрен канал для жидкости, через который происходит подача воды на долото. Это охлаждает резец и дает возможность увеличить вращательный момент, ускорив при этом прохождение ствола.

Скорость вращения бура зависит от диаметра колодца. При бурении скважины до 10 см в диаметре, шнек вращается до 500 раз в минуту. При больших сечениях забоя вращательная скорость бура колеблется в пределах 100-250 об/мин.

Плюсы

• Непрерывный процесс подъема грунта на поверхность;
• Шнековая колонна не требует подъема во время бурения;
• Высокая скорость углубления (До 100-300 метров за смену).

Достоинства и недостатки метода

Простота технологии понятна на примере льдобура, которым пользуются любители зимней рыбалки. Снаряд представляет собой стержень, обвитый лентой и армированный резцами или долотом. Вращение осуществляется ручным способом или посредством механического, электрического, пневматического привода.

Достоинства шнекового метода бурения скважин:

• высокая скорость проходки выработок — до 300 м за смену;
• непрерывный отбор грунта от забоя ствола и доставка его на поверхность;
• не нужно готовить буровой раствор для организации выноса шлама;
• возможность строительства скважин глубиной до 50 м диаметром <1500 мм;
• проходка выработок с углом наклона от вертикального до горизонтального;
• бурение стволов различного назначения — геологоразведочных, водозаборных, под свайный фундамент;
• приемлемость для самостоятельной проходки скважины с помощью использования ручного инструмента.

Есть у шнекового метода и недостатки: попадание под резцы камня или валуна приводит к прекращению бурения. Для эффективной работы шнека необходимо создавать давление на трубную колонну.

Инструмент для шнекового бурения

Инструменты для шнекового бурения скважин по типу конструкции различают по числу витков и геометрии режущей части. Для проходки в твердых и полутвердых супесях и суглинках нередко используют буровые снаряды, кромка которых снабжена дополнительными резцами.

Чаще всего для проходки водозаборной выработки для частников используют только один стартовый шнек без каких либо дополнений, т.к. бурить предстоит осадочные связные и несвязные породы. При заглублении инструмент просто наращивают буровыми штангами.

В этом случае снаряд из ствола скважины извлекают через каждые 0,5 – 0,7 м, чтобы очистить сам бур и забой от разрушенной породы. Это более экономичный, но и более трудоемкий вариант бурения.

Для разбуривания валунов и гальки, которые могут встретиться в осадочных грунтах, переходят на ударно-канатный метод. Как правило, используют для этого долото, выполненное из инструментальной стали. Этот заостренный с нижнего торца бур с усилием “бросают” на забой до тех пор, пока не разрушат “твердую преграду”.

После разрушения гальки или валуна осколки извлекают на поверхность стаканом (колонковой трубой) или желонкой. Затем снова переходят на шнековый метод. Чаще всего для проходки выработки приходится использовать несколько буровых способов в комплексе.

При бурении рыхлых песков и мягких суглинков используют буровые шнековые снаряды с развёрнутыми к забою лопастями под углом 30-60º, а для бурения в связных глинистых породах – 90º.

Конструктивно шнек представляет собой трубу или длинномерный сплошной пруток/стержень с навитой спиралью

Получают эту спираль путём намотки высокопрочной стальной ленты диаметром 5-7 мм на винтовую оправку. Её растягивают на трубе/стержне, после чего приваривают.

Чем больше диаметр трубы-основы, тем меньше транспортирующая способность шнека. Однако диаметр длинномерного изделия ограничен механической прочностью шнека, а также технологией его производства.

Сегодня изготовляют два вида шнеков:

• С центральным отверстием, то есть полые;
• Утяжелённые – без отверстия.

Чтобы минимизировать износ винтового транспортёра при бурении в абразивных породах, на наружную кромку наворачивают полосу из стали или же наплавляют на поверхность слой металла.

При высоких скоростях шнекового бурения над снарядом фиксируют специальный переходник с двухзаходной навивкой полосовой стали. При этом основная масса породы попадает на винтовой транспортёр без перетирания.

На конце трубы с навитой спиралью обязательно приваривают элементы соединения. Различают два типа соединения шнеков: безрезьбовое и резьбовое. В первом случае шнеки соединяются муфтовыми замками и удерживаются за счёт металлических пальцев с фиксаторами, во втором случае – методом ввинчивания.

Резьбовое соединение шнеков в бурильную колонну даёт возможность механизировать их соединение и разъединение при выполнении спуско-подъёмных операций, при подаче жидкости на забой. Но есть и существенный минус – возможности обратного вращения шнеков в этом случае нет. А потому безрезьбовое соединение получило более широкое распространение.

Специальные буровые установки, как правило, включают набор шнеков разных диаметров.

Самыми эффективными являются шнеки с центральным отверстием, через которое к забою подаётся воздух или вода. Это даёт возможность снизить трение породы о поверхность винтового транспортёра

Полые шнеки с резьбовым типом соединения задействуют при бурении с продувкой, для откачки воды при проходке цилиндрических выработок в земной коре, для установки заряда в геофизические скважины, для закачки бетона в отверстия под сваи. Также их можно использовать в качестве обсадной колонны.

При бурении сплошным забоем центральный канал перекрывают буровым инструментом на канате.

Применение ручных установок

К этому типу оборудования относятся мобильные и компактные механизмы, которые позволяют выполнить работу в стесненных условиях, например, построить скважину в подвале. Вес установок <250 кг.

Ручное бурение скважин на воду.

Они бывают разной мощности и назначения:

• сверление льда при зимней рыбалке и грунта I, II категории по силам для мотобура с ручной подачей и массой 15 кг;
• проходка скважин для строительных работ и водозаборных в породах I―III группы; установкой весом до 80 кг управляют 1 или 2 оператора;
• гидробурение, изготовление выработок под сваи и разведочных; исполнение механизма блочное из модулей <30, общим весом до 270 кг.

Кроме вариантов автономного привода от двигателя внутреннего сгорания, выпускают установки с электромотором. Ямобуры мощностью 2,2 кВт подключаются к сети 220 В, а 4 киловатта — к питанию 380 V и комплектуются бензиновым движком. Глубина бурения у обеих моделей 5 м, а диаметры скважин в первом случае <250 мм, в другом — до 500. Отличается и вес: 210 и 270 кг.

Каким способом сооружаются сваи буронабивные – специфика технологии

Бурение скважин для свай осуществляется различными методами:

• с помощью стандартного лопастного шнека, оснащенного усиленным наконечником;
• с использованием наращиваемой инвентарной трубы, состоящей из отдельных секций;
• комбинированным способом, предусматривающим шнековое бурение с последующей подачей бетона в полость.

Каждый способ формирования скважин имеет свои особенности. Рассмотрим их более детально.

Бурение свай с помощью технологического оборудования шнекового типа

Приведенный метод выполнения бурильных работ предусматривает применение специальной бурильной техники, оснащенной стандартным шнеком. Рабочий орган представляет собой продольный стержень с расположенными по винтовой линии лопастями и хвостовиком с усиленным наконечником.

Главные особенности функционирования оборудования, оснащенного стандартным лопастным шнеком:

• увеличенная до 120 см/мин скорость проходки скважины рабочим органом;
• циклическое погружение и подъем шнекового устройства с извлечением осевшей почвы;
• возможность прохода за один прием без подъема лопастного шнека скважины глубиной 8-10 м.

Конструктивные особенности рабочего органа и функциональные возможности оборудования позволяют с помощью шнекового бура сформировать полость в нижней части канала. Увеличенная площадь опорной площадки и конусообразная форма полости обеспечиваются с помощью расширительного устройства, погружаемого одновременно со шнеком. На заданной глубине шарнирный механизм изменяет угловое положение насадки, которая формирует в нижней части шурфа расширение заданной формы и размера. Это позволяет увеличить нагрузочную способность буронабивной сваи.

Определенный тип свай и технологию их погружения выбирают в зависимости от данных инженерно-геодезических и геологических изысканий

Бурение скважин для свай по стержневой технологии с бетонированием

Применяемое технологическое оборудование и рабочий инструмент позволяют:

• формировать за смену множество скважин, суммарная длина которых достигает 350-400 м;
• погружать рабочий орган в почву при выполнении бурильных операций на глубину 30-40 м;
• обеспечить диаметр канала, сформированного при погружении стержневого инструмента, в диапазоне 50-100 см и выше;
• постепенно наращивать длину секций лопастного шнека до достижения заданной глубины шурфа;
• нагнетать в скважину с помощью специальной насосной установки подготовленную бетонную смесь;
• поднимать рабочую мачту одновременно с подачей бетонной смеси в пробуренную полость.

В процессе нагнетания бетонного раствора уплотняются стенки скважины, что положительно влияет на прочностные характеристики канала. Арматурный каркас погружается в скважину методом вдавливания или с помощью вибропогружателя. Указанный метод бурения позволяет значительно сократить строительный цикл по сооружению свайного фундамента за счет совмещение операций по бурению и бетонированию.

Бурение под сваи буронабивные с защитой части скважины с помощью труб

Технология выполнения бурильных мероприятий предусматривает возможность использования инвентарных труб для защиты поверхности канала, сформированного в грунте.

Инвентарная труба – это специальная бурильная оснастка, которая состоит из следующих составляющих:

• отдельных трубчатых секций, которые легко соединяются с помощью замков. Длина каждого элемента не превышает 6 м;
• режущей головки с зубчатой поверхностью. Насадка изготовлена из твердосплавного материала и крепится в нижней части трубы.

Процесс бурения осуществляется по следующему алгоритму:

1. Выполняется скоростная проходка грунтового массива буром. При вращении и погружении в скважину рабочего органа грунт постепенно извлекается из сформированного канала.
2. Одновременно с бурением в почву вдавливается инвентарная труба. Металлическая оболочка защитной трубы затрудняет проникновение в скважину подземных вод и не допускает обрушения стенок шурфа.

После завершения операций по формированию углубления выполняются следующие операции:

1. Осуществляется извлечение на нулевую отметку шнекового бура.
2. Производится откачка воды, проникшей через грунт в шурф.
3. Постепенно опускается в скважину арматурная решетка.

Завершается процесс формирования буронабивной сваи закачкой предварительно подготовленной бетонной смеси в сформированную в земле полость. Для непрерывной подачи бетонного раствора используется специальное оборудование.

Чем хороша абиссинская скважина?

Список достоинств любого абиссинского колодца обширен:

1. Дешевизна. Действительно, цена такой скважины «под ключ» никак не окажется дороже 25 000 рублей. В среднем обустройство выйдет в 14 000-15 000 тысяч. Плюс еще тысяч 5-9 уйдет на приобретение и установку соответствующего оборудования. Если сравнивать со стоимостью шахтного колодца, то там только рытье встанет в 35-40 тысяч рублей. И чтобы обустроить двойной шатер (если, конечно, заботиться о качестве добываемой воды), придется потратить еще столько же.

Двойной шатер — это не навершие над колодцем, как кому-то может показаться. «Двойным шатром» специалисты называют тип водозаборного устройства, оборудованный на самом дне шахтного колодца.

1. Скорость проходки. Для проходки абиссинской скважины не потребуется строить буровую вышку. Ей даже тренога не потребуется. Ведь в России глубина залегания водоносных пластов в земле колеблется от 2-х до 15-ти метров. Можно обойтись ударно-канатным бурением и добраться до питьевой воды буквально за несколько часов, если работать вдвоем. Если же в процессе бур застревает или скважина оказывается пустой, извлечь оборудование будет совсем несложно. Это делается с помощью автомобильного домкрата, упертого в подбабок. И все переносится в следующий квадрат для новой попытки, с учетом корректирующих поправок «на воду».
2. Экологичность. Поскольку у абиссинской скважины нет обсадной трубы, это исключает проникновение в водосбор верховодок, то есть паводковых и талых потоков. Вот и выходит, что даже в окрестностях какого-нибудь мегаполиса вполне реально получить с помощью такого колодца практически артезианскую воду по качеству.
3. Санитария. По вышеописанным причинам абиссинскую скважину можно считать почти идеальной и с точки зрения санитарии. Такой колодец можно забить хоть из подвала дома — вода все равно останется чистой и пригодной для питья и хозяйственного использования. А в таких условиях и приямок делать не придется, ведь скважина в подвале зимой так и так не замерзнет.
4. Долговечность. Чтобы судить о продолжительности эксплуатации абиссинских скважин, достаточно упомянуть тот факт, что те самые колодцы англичан в Эфиопии исправно функционируют и по сей день. И не требуют какого-то особенного ухода. По факту абиссинский колодец будет давать воду до тех пор, пока она остается в его водоносном пласте.
5. И самое главное. Для того, чтобы оформить абиссинскую скважину, не потребуется абсолютно никаких разрешительных документов. Не нужно покупать лицензий и регистрировать колодец в инстанциях. Не надо делать абсолютно ничего, кроме того, что пробить и пользоваться. Закон Российской Федерации на этот счет дает совершенно четкие разъяснения: граждане страны на своих земельных участках имеют право добывать любые полезные ископаемые с глубины, которая не превышает 5 метров, а также проходить скважины на воду до первого водоносного пласта. То есть такие скважины не должны быть артезианскими, а больше никаких запрещающих распоряжений на этот счет не имеется.

Принцип бурения шнеком

Шнековое бурение не требует использования промывочной жидкости, порода выносится на поверхность на лопастях инструмента

Основой метода является вращательное действие, которое в зависимости от предстоящего объема работ выполняется ручным или механизированным способом.

1. При выборе оборудования учитывается, что реборда предназначена лишь для транспортировки, поэтому диаметр долота или бура должен быть на 20-40 мм больше сечения шнека. При постоянном бурении с большой скоростью центробежная сила прижимает часть грунта к стенкам шахты, уплотняя их, что способствует образованию шламовой корки.
2. Рабочий процесс должен проходить с минимальным количеством прерываний. Для увеличения силы крутящего момента и повышения производительности оборудование устанавливается на шасси.
3. Технология шнекового бурения скважин, выполняемая станками типа ЛБУ 50 включает: охлаждение рабочего инструмента, транспортировка на поверхность разрушенного грунта, укрепление стен полученной шахты. Применение автопередвижных установок уменьшает потери времени при изменении места дислокации буровой. Использование данного оборудования позволяет заглубляться до 200 метров при сечении 190 мм. Наличие пневмоударника допускает формирование скважины диаметром 550 мм.
4. Для запуска шнека в действие необходимо доставить его на место и перевести в рабочее положение путем опускания опорных башмаков. После этого происходит забуривание. Направленное движение шнека при высоких оборотах обеспечивается жесткой конструкцией установки. По мере погружения присоединяются дополнительные секции.
5. При бурении скважины своими руками используя самодельный бур и дополнительные приспособления промышленного производства, технологический процесс не меняется. Единственной разницей являются габариты мобильного устройства, а так же ограничение глубины 60-70 метрами.

Метод шнекового бурения позволяет выполнить проход в вертикальной, горизонтальной и наклонной плоскостях. Технология предполагает использование гидравлической станции. При выполнении работ идет одновременное обсаживание стен металлическими трубами. В остальном процесс идентичен.

Крепление металлических лотков

Металлические лотки в жилых помещениях не применяют. Их используют в местах, где имеется несколько кабелей большого диаметра, которым требуется механическая защита. Например, на производстве, где сосредоточены станки, а также при прокладке кабелей на открытом воздухе.

Есть несколько вариантов крепления металлических лотков:

• дюбель-гвоздями, шурупами или болтовыми соединениями к перегородкам при монтаже с помощью различных аксессуаров;
• дюбель-гвоздями или шурупами непосредственно к стене. Металлические лотки имеют много аксессуаров для соединения между собой и разводки под различными углами.

Какая технология используется чаще всего

Здесь всё зависит от проектной глубины скважины и состава почвы на участке. Исходя из данных геологоразведки, подбирают наиболее оптимальный способ.  Также нужно понимать, как найти воду для скважины.

Для бурения артезианских скважин применяют роторный способ. Это метод наиболее обоснован экономически, экологически и дает скважины различной глубины и диаметра в рыхлых почвах со скальными вкраплениями.

Суть его заключается в следующем:

• На конце ротора, приводимого в движение двигателем внутреннего сгорания, располагается специальный бур. Он измельчает породу.
• В скважину подается вода под давлением. Она размывает почву.
• Далее вода выводится наверх по полому каналу ротора. Эту технологию еще называют «бурение с промывкой»
• После установки обсадной трубы большого диаметра, работа идет меньшим долотом-буром.
• По завершению буровых работ необходимо произвести т.н. «разглинизацию» скважины. Нужно это из-за того, что водно-глиняный раствор засоряет поры, по которым артезианская вода будет поступать в скважину.

Советы и рекомендации

Пробурить скважину для воды своими руками трудно и проблематично. Несколько советов и рекомендаций:

1. Для того чтобы вода в источнике всегда была чистой, нужно обеспечить приток свежего воздуха. Несколько вентиляционных отверстий в верхней части конструкции помогут в этом.
2. Верхнюю часть стоит оснастить откидным люком. Это позволит быстро осматривать шахту, доставать из нее насосное оборудование.
3. По окончании буровых работ нужно сделать забор воды и передать ее на анализ в лабораторию. Это позволит выявить содержание и состав примесей в ней. Забор воды на анализ нужно делать спустя некоторое время, а не непосредственно после окончания бурения.
4. Улучшить качество воды можно с помощью установки фильтровального оборудования.

Технологии и методики бурения на воду различны и имеют собственную специфику. Перед началом буровых работ нужно собрать необходимые данные, запастись инструментом и оборудованием. Желательно приобрести базовые навыки.

Легкое самоходное оборудование

Обладает большей мощностью привода и монтируется на шасси грузовика. Это позволяет перемещаться на дальние расстояния и производить работы непосредственно с платформы автомобиля. При желании бурильные станки можно снять с базового грузовика и использовать в наземном варианте.

Отличительные признаки легких самоходок:

• высокая скорость проходки скважин;
• возможность выполнения работ промышленного значения;
• мобильность при весе до 1 т.

Станки способны бурить стволы для водозаборных нужд, геологоразведочных изысканий и буронабивных свай в любых местах. Для повышения проходимости буровой установки ее устанавливают на гусеничные шасси. Присутствие в комплекте мачты облегает спуско-подъемные операции.

Минусы

• Необходимо быстрое вращение большой и тяжелой шнековой колонны, следовательно, буровая установка должна быть мощной;
• Относительно небольшая глубина бурения, обычно до 50 метров;
• При попадании на валун дальнейшая проходка может стать проблемой, скорее всего бурить придётся рядом;
• Бурение в породах высокой твердости невозможно;
• В липких и вязких грунтах возможно налипание.

Способы изготовления необходимого оборудования

Для любого из перечисленных способов потребуется использование специфического оснащения. Основным достоинством буровых приспособлений является то, что они позволяют обойтись без использования заводских устройств и оборудования. Все, что нужно для работы, дачник сможет сделать своими руками.

Прежде всего необходимо подготовить:

• вышку или самодельное устройство для бурения;
• бур, соответствующий диаметру скважины;
• лебедку и канат;
• стальную трубу.

Ручной шнековый бур

Для того чтобы изготовить стандартный шнек, необходимо произвести следующие действия:

• Соединить держатель, наточенные режущие лопасти и части штанги при помощи специальных муфт. Трубы для наращивания колонны желательно приобретать металлические.
• Для обеспечения надежности всей возводимой конструкции отдельные крепежные фитинги дополнительно затягиваются болтами. Это необходимо для того, чтобы при вращении приспособления в обратную сторону исключить вероятность развинчивания стержней.
• Лопасти делаются из прочных стальных пластин. Толщина листа должна составлять 3 мм или больше.

Абиссинская скважина-игла

Конструкция данного инструмента состоит из следующих элементов:

• наращиваемой металлической трубы, внутренний диаметр которой 1-2 дюйма;
• конусообразного стального наконечника, диаметр которого чуть больше, чем трубы, чтобы уплотненный грунт не повредил установленное над ним оборудование;
• 80-сантиметрового щелевого фильтра, устанавливаемого на иглу и выполненного из мелкой сетки.

Участок перфорации обматывается проволокой или сеткой из нержавеющей стали. Над фильтром внутри трубы крепится обратный клапан. Для обустройства абиссинского колодца не понадобится тренога, шнек для бурения и промывочный насос.

Желонковое бурение

Основным рабочим инструментом является желонка. При ее помощи происходит извлечение слоя грунта после его разбивания ударно-канатным способом.

Изготавливают ее из достаточно тяжелого отрезка трубы, имеющей заостренный острый край или зубья для разрыхления породы. Это достаточно простая конструкция, оснащенная плоским клапаном.

Шарнирное соединение фиксирует пластину для клапанного механизма, благодаря чему обеспечивается свободное открытие и закрытие. В данном приспособлении ограничителем выступает металлический стержень. К внутренней части клапана при помощи сварки приваривается прут.

Гидробурение

При данной технологии грунт разрушается напорной струей. Здесь также используется желонка, с помощью которой формируется круглое отверстие. Для подачи воды на отрезке толстостенной трубы крепится шланг. Компрессор обеспечивает необходимое давление подаваемого водного потока. Между резервуаром и скважиной устанавливается насосное оборудование.

Что такое шнековое бурение скважин для воды?

При наличии в регионе (на участке) легких грунтов малой или невысокой плотности для устройства индивидуальных источников воды целесообразно применять шнековое бурение скважин. Для того, чтобы бурить вращательным способом, необходимо соответствующее оборудование и знание технологии. В большинстве случаев бурение шнеком осуществляют специализированные бригады, особенно, когда речь идет о скважине значительной глубины.

Для проходки неглубоких колодцев применяют небольшие шнековые бурильные станки, или ручные буры, работающие по схожему принципу и предполагающие приложение человеческой силы. В чем преимущество шнекового бурильного оборудования и есть ли у него недостатки, — об этом прочитаете в статье.

Этапы проведения работ

Использование шнеков обеспечивает возможность создания скважин различного назначения в вертикальном либо горизонтальном направлении. При необходимости в ходе бурения применяются обсадочные трубы либо технология тампонирования стенок отверстия бетоном с поверхности под давлением.

Рабочий процесс включает несколько этапов:

• геологическую разведку с помощью специального оборудования, обеспечивающую правильность выбора участка под будущее гидрологическое сооружение;
• рытье котлована для последующего сбрасывания шлама на расстоянии около 1 м от намеченного места разработки скважины (его объемы рассчитываются исходя из размеров отверстия);
• подготовку оборудования, его монтаж на устойчивую платформу (для буровой установки, размещенной на шасси, создаются опорные точки во избежание ее подвижности во время проведения работ);
• углубление первого шнекового бура в породу, его извлечение на поверхность и возврат в исходное положение (данные операции проводятся для предотвращения налипания грунта на рабочий механизм);
• подсоединение к рабочему инструменту новой секции для достижения необходимой глубины.

По окончании всех работ поэтапно проводится выемка шнека с обязательным соблюдением специального технологического регламента во избежание его повреждений либо потери:

• колонну механизма поднимают до такого уровня, чтобы верхняя часть инструмента полностью находилась над поверхностью, а последующая секция возвышалась над ней примерно на 15%;
• для фиксации конструкции под спираль устанавливают швеллер;
• металлические крепежные скобы извлекают, бур демонтируют.

Аналогичным способом в последовательном порядке извлекаются все элементы установки.

Чертежи

Сделанный своими руками бур хорош тем, что его конструкция «заточена» под хозяина. В процессе изготовления каждый вносит свои изменения, потом еще многие дорабатывают изделие. Но без базовых чертежей бывает обойтись трудно. В этой граве собраны несколько чертежей с размерами различных буров. Как вы понимаете, размеры условны, их можно и нужно менять, подстраивая под размеры требуемых скважин.

Бур из лопаты

Для посадки растений делать серьезную конструкцию не имеет смысла. В этом случае можно сделать садовый бур из лопаты. Выбирают качественную, из хорошей стали лопату, наносят разметку, как показано на чертеже. По разметке надо будет вырезать два небольших фрагмента, распилить нижнюю часть посередине на глубину 30 см (на фото).

Далее кромки отгибают одну вперед, другую — назад, к ним подгибают образовавшиеся в нижней части лепестки. Полученные швы проваривают снаружи и изнутри.

Бур для мягких грунтов

Если грунт мягкий, обычная конструкция работает не очень хорошо. Для таких случаев есть специальный бур с удлиненной режущей частью. Она представляет собой своеобразный стакан с прорезями по бокам. Разрезы снабжены режущими кромками. Их лучше делать из хорошо закаленной стали.

На этом чертеже изображена интересная конструкция ручки — ее можно переставлять по мере наращивания длины штанги.

Виды буровых способов

Ранее бурение водоносных скважин для личного пользования осуществлялось в основном ручным способом. Это было трудоёмкий и длительный процесс, поэтому не каждый владелец участка или дачи мог похвастаться наличием собственного источника водоснабжения.

Сегодня практически все водоносные скважины бурятся механизированным способом, который основан на разрушении грунта, подаче его на поверхность одним из двух способов: сухим, когда отработанный грунт убирается из скважины при помощи механизмов и гидравлическим, когда он вымывается водой, поданной под напором или самотёком.

Различают три основных способа механического бурения:

• Вращательный (грунт разрабатывается вращением).
• Ударный (бурснаряд разрушает грунт ударами).
• Вибрационный (грунт разрабатывается высокочастотными колебаниями).

Вращательный способ считается самым высокопроизводительным, в 3-5 раз превышающий по эффективности ударный и в 5-10 вибрационный. Кроме этого вращательный способ самый недорогой и доступный, его нередко применяют в качестве основного метода ручного бурения.

В свою очередь вращательный способ бурения, широко применяемый для сооружения скважин на воду, подразделяется на четыре основных вида бурения:

• колонковое;
• шнековое;
• ударно-канатное;
• роторное.

Каждый вид вращательного бурения имеет свои особенности и выполняется специально предназначенным для этого оборудованием. Рассмотрим эти виды бурения более подробно, определим, в чём их различия и какой метод необходимо применять в каждом конкретном случае.

Буровое оборудование ЛБУ

Устанавливается на автомобили КамАЗ, ЗИЛ, УРАЛ. Это универсальное и высокопроизводительное оборудование, позволяющее бурить скважины диаметром до 850 мм глубиной <200 м. Установка способна пробить выработку в породах любой крепости.

Удаленные горизонты достигаются этой техникой с помощью инструмента для ударно-канатного, колонкового и других видов бурения с продувкой сжатым воздухом или промывкой водой. Конструкция самоходной машины предусматривает вдавливание обсадных труб.

Возможности ЛБУ-50 в части шнекового бурения:

• строительство скважин диаметром до 500 мм;
• проходка шурфов с предельным Ø85 см;
• максимальная глубина изготовленных стволов 50 м.

Самоходная буровая установка .

Оборудование ЛБУ приводится в действие от силовой установки базовой машины. Предприятие Геомаш, расположенное в Курской области, изготавливает механизмы для бурения с закреплением на шасси КамАЗ. Направления использования техники охватывают все сферы, связанные с проходкой скважин: геолого- и сейсморазведка, строительство, взрывные работы при добыче полезных ископаемых, сооружение водозаборов.

Как происходит шнековое бурение. Особенности рабочего процесса.

Перед началом работы в метре от будущей скважины выкапываем котлован для изъятого грунта. Грунт складируем в котлован по мере извлечения. Размер ямы зависит от глубины скважины: на 10 метров – кубометр.

Далее:

• Бур устанавливаем на специальные направляющие.
• Оборудуем опорные точки для шасси.
• Вращательную трубу фиксируем металлическими крепежами.

По завершении бурения:

• Поднимаем колонну, чтобы верхний буровой инструмент полностью вышел на поверхность, а следующий поднялся над ней примерно на 15 процентов.
• Фиксируем трубы швеллером.
• Извлекаем скобы, соединяющие трубу с буром.