Ударно канатное бурение скважин технология. Ударно канатный способ бурения скважин

Даже в наше время некоторые владельцы загородных домов не имеют на своем участке колодца или скважины, а дом не подключен к водопроводу. Что же делать в этом случае? Чтобы нанять профессионалов, потребуется немало средств. Что делать, если таких денег нет, а без воды жить невозможно. В этом случае вам поможет ударно-канатное бурение скважин, при том, что сделать такое оборудование можно самостоятельно. А в процессе работы можно легко обойтись без помощников. Совсем не нужно использовать дорогостоящее оборудование, обращаться за помощью к профессионалам. Несмотря на то, что данный способ используется достаточно давно, он не утратил свою актуальность и в наше время. В нашей статье мы детально расскажем, как сделать своими руками такую буровую установку, а также особенность таких бурильных работ при обустройстве скважин на воду.

Процесс бурения скважины по ударно-канатной технологии

Характеристика технологии

Главной особенностью такого типа технологии является постепенное разрушение почвы путем её дробления. Бурение скважин на воду характеризуется высоким дебетом. Если пробурить скважину таким методом, есть большая вероятность того, что она прослужит очень долгое, некоторые объекты успешно эксплуатируются на протяжении многих десятилетий. Но преимущества не только в длительности использования, но и простоте и доступности метода.

Данная установка предназначена для ударно-канатного бурения скважин

Плюсы и минусы

На данный момент такой способ бурения скважин на воду является одним из самых простых. Позволяет существенно сэкономить деньги. Возможно качественно вскрыть водоносную жилу, а затем выполнить дальнейшее оборудование водозаборного объекта. В процессе работы нет необходимости в материалах для промывки. Выполнять работу можно даже в условиях грунтов, которые быстро впитывают промывку. Сразу же после бурения отверстия можно переходить к обустройству. Метод очень безопасный, поскольку предотвращает загрязнения водоносной жилы. Можно сделать отверстия большого диаметра – от 50 см. Немаловажно, что такой способ позволяет очень просто брать пробы почвы для анализа. Можно всю работу выполнять самостоятельно.

Но есть также и недостатки. Главный из которых – медленное продвижение вглубь. В некоторых типах грунтов невозможно использовать данный метод. Не получиться пробурить скважину большой глубины. Важно понимать, что данный метод отлично подойдет только в том случае, если нужно сделать вертикальное отверстие. При этом следите, чтобы в процессе не было перекосов – это значительно усложнит дальнейшее обустройство.

Что требуется для работы

Схема ударно-канатного бурения

Для того чтобы пробурить скважину канатно-ударным методом, Вам нужны будут специальные инструменты, а также материалы, чтобы сделать оборудование. Обязательный элемент – патрон, а также штанга. Они нужны для углубления. Чтобы подвесить снаряд, нужно установить трос или канат. Обязательное условие – его прочность, поскольку во время отрыва, существует большая угроза обрыва. Закрепляем на вышке с блоком и лебёдкой.

Основным элементом во всей конструкции является забивной стакан или патрон. Для его изготовления нужно использовать толстостенную трубу. Нижнюю часть нужно заострить, она обязательно должна быть из прочной закаленной стали со скосом в центре детали. Это нужно для того, чтобы снаряд мог проникать в почву как можно глубже. Сверху нужно обустроить наковальню.

Для вышки нужно оборудовать треногу. Такой тип конструкции обладает большей продуктивностью. Вышку нужно сделать из труб или же дерева. Нужно делать высоту больше, чем снаряд, чтобы конструкция могла функционировать. Сверху на вышке нужно приделать блок, через который пропускаем канат. Проще всего сделать вышку в виде, напоминающем колодезный ворот.

Особенности обустройства в мягком грунте

Для того чтобы пробить отверстие в таком типе грунта, нужно обязательно использовать патрон. Если конструкцию сделать правильно, процесс бурения должен выполняться быстро. Мягкий грунт хорошо прилипает на стенки патрона. Исключение составляет песчаная почва. Частицы в полости патрона не удерживаются. Поэтому для такого типа грунта нужно использовать другие типы бурильных установок.

Процесс работы должен выполняться в строгом порядке

С помощью лебедки патрон поднимаем над отверстием и опускаем вниз.
Когда патрон ударяется об грунт, часть попадает внутрь.
Чтобы выполнять углубление, нужна ударная штанга.
После того, как сделали несколько таких ударов, патрон будет полностью заполнен грунтом. Его нужно поднять на поверхность и прочистить. Сила трения способствует тому, что в процессе ударения он накапливается внутри и не высыпается. Чтобы прочистить стакан, нужно использовать тяжелый молоток.
После того, как патрон прочистили от породы, работы продолжаются так же.

Как бурить в сыпучих породах

В данном случае патрон здесь будет малоэффективным, поскольку грунт в нем задерживаться не будет. Стакан заменяют желонкой.

В сыпучих породах можно использовать установку для бурения скважин, которая показана на фото

Ход работы такой:

Устанавливается клапан, который предотвращает преждевременное высыпание.
Клапан закрывается и блокирует высыпание. Таким образом, порода удерживается внутри.
Дальше нужно поднять снаряд наверх и прочистить от грунта и продолжить работу.

Чтобы обеспечить высокую эффективность в процессе работы и получить хороший результат, нужно соблюдать правила. Поскольку такой тип породы не отличается устойчивостью, в процессе он может попросту осыпаться. Чтобы этого не произошло, обязательно устанавливать обсадные трубы.

Как бурить в твёрдых породах

Возможно делать отверстие даже в твёрдой почве. В этом случае конструкция патрона должна быть другой. Должно быть долото, оно отлично размельчает твердую породу. Если уверенны, что справитесь сами – следуйте нашим советам.

При ударе происходит раздробление породы.
Чтобы поднять грунт на поверхность используется желонка.
При опускании расширителя, резцы складываются, чтобы оборудование могло пройти свободно.
При выходе расширителя из обсадной трубы в отверстии, резцы автоматически раскладываются, поскольку установлена специальная пружина, что позволяет срезать со стенок грунт, тем самым отверстие расширяется и обсадная труба соскальзывает вниз.
В процессе работы могут встречаться водные линзы, которые значительно усложняют работу. Именно поэтому обсадные колонны рекомендуется использовать.

Правила выполнения работы

Прежде, чем начать процесс бурения, нужен шурф несколько метров в глубину и ширину. Длина должна быть примерно 5 метров. Он нужен, чтобы предотвратить обвал. Стенки укрепляем с помощью щитов из досок. Только теперь можно монтировать вышку.

Бывают ситуации, когда патрон заклинивает в шахте. Поэтому трос должен быть толщиной минимум 1 см. Снаряд должен быть длиной не менее 2 м.

Существует великое множество видов бурения, но большинство из них требует использования тяжелой техники и сложного инструментария. Самостоятельно пробурить скважину можно несколькими способами, и один из них - ударно-канатный. При том, что сам метод применяют широко, ударное бурение скважин своими руками в части целесообразности весьма спорно.

Ударно-канатное бурение представляет собой циклическое разрушение породы специальным долотом и ее извлечение желонкой. В обустройстве скважин на воду применяют специализированную технику - буровые установки. Получаемые скважины отличаются долгим сроком службы, высоким дебитом.

Установка для бурения

Преимущества и недостатки

Методу присущи ряд достоинств и несколько недостатков.

Преимущества:

качественное вскрытие пласта;
отсутствие промывки;
проход валунных прослоек, впитывающих влагу пород;
быстрое освоение скважины;
возможность бурения скважины диаметром 50 см и более;
раздельный керн.

Недостатки:

очевидный и крупный - крайне низкая скорость бурения;
невозможность проходки некоторых грунтов;
проблемы с глубиной.

Нюансы технологии

Недопустимо опускание желонки ниже башмака обсадной колонны более чем на 500 мм. Несоблюдение правила приведет к обвалу песка с захватом желонки. Итог - полная остановка бурильных работ.
Желонку нельзя переполнять. В противном случае порода перебросится через снаряд. Итог: захват, зацикливание, остановка работ.
В неустойчивой породе необходимо применение обсадной колонны в целях закрепления стенок скважины во избежание их обрушения.

Целесообразность ударного бурения скважины своими силами

Стоимость бурения скважины на воду, включая цену обсадной трубы, составляет около 2000 р. за метр в самом дорогом регионе России. Помножив метры на цену, прикинув количество дней, потраченных на ударное бурение своими руками, мы пришли к выводу, что самостоятельные работы банально невыгодны. Отсутствие возможностей ударно пробурить скважину в любом грунте, осилить валуны без долота - последние фрагменты картинки. Контрольный выстрел - опасность захвата желонки, обвала стенок, остановки работ. Стало ясно: ударное бурение скважины своими руками - это old и прекрасная терапевтическая методика, а целесообразность абсолютно не при чем.

Самодельная установка потребует и времени, и вложений.

Достоинства метода

Вынужденно исключив экономические соображения, мы составили список достоинств:

В здоровом теле здоровый дух: усиленные физические упражнения вкупе с правильным дыханием способны продлить жизнь.
Демократичность: пробурить скважину может плотник/слесарь/боксер, а лучше всех - штангист, но точно необязательно быть бурильщиком.
Клин клином вышибают: ударное бурение своими руками - отменное лечение эргофобии и зависимостей различного рода.
Эволюционный рост: труд сделал из обезьяны человека, ударный труд сделает из человека супермена. По окончании работ бонус - формат «Арни».
Уникальный ландшафт: из куч изъятого грунта можно сделать трассу для слалома или оставить их альпийскими горками.
Трофеи: в процессе можно собрать крупную коллекцию лягушек и прочей местной подземной живности, захваченной снарядом.

В контексте удобного, быстрого, четкого способа добычи воды ударное бурение своими руками рассматривать нереально, зато это единственно возможный способ для ненавидящих прогресс.

Пошаговая инструкция по ударному бурению своими руками

Целесообразности никакой, потому пытаемся обойтись хотя бы без расходов.

Для бурения скважины на воду ударным способом понадобится простейшая установка, состоящая из треноги и бурильного снаряда - стакана. К стакану прикрепляют трос, трос перекидывают через перекладину, венчающую треногу (или блок, закрепленный на перекладине). Тренога для устойчивости оснащена каркасом. Для облегчения трудов праведных используют лебедку.

Принцип прост: стакан забивают в грунт, грунт забивается в стакан; снаряд поднимают, освобождают и снова опускают - так делают до тех пор, пока не достигнут нужной глубины (или возможной глубины). Снаряд изготавливают из отрезка трубы. На рабочем конце трубу заостряют.

Необходимо соорудить треногу и бурильный снаряд. Для треноги нужно 3 бревна (или трубы, но придется варить), но сначала надо сделать каркас - треугольник на земле. Потом к каркасу прикрепить бревна и соединить их сверху перекладиной (через нее будем потом тянуть трос). Крепим гвоздями и молотком. Можно и камнем, но современность коварна - молоток встречается чаще, чем годные естественные колотушки, потому без малой механизации не обойтись.

Изготовив установку, приступаем к главному: созданию снаряда (стакана). Вооружаемся болгаркой (ретрограды могут заточить ногти) и идем на охоту - надо получить трубу метровой длины. Встретив годный экземпляр, внимательно его осматриваем: нужен такой, чтобы отрезать только один раз (если придется резать два раза, велика вероятность, что нам попалась труба «Газпрома», и можно не успеть убежать).

Заостряем добытый экземпляр с одного края: берем наждачную бумагу и работаем (снаряд должен резать землю, как нож масло).

Забивной стакан (бывают в продаже)

К снаряду необходимо прикрепить трос. Приваренная самостоятельно целевая петля зачастую приводит к потери стакана в недрах земли. Поэтому берем коловорот, сверлим в трубе два отверстия, через них продеваем трос и завязываем узлом «булинь».

Процесс ударного бурения

Стакан забиваем в грунт и поднимаем наполненным. Канат (трос) наматываем на локоть. Поднятый на поверхность снаряд нужно освободить: берем палку и ею помогаем себе вытряхнуть грунт.

Активно работая, вычерпываем землю из нашей будущей скважины. В какой-то момент произойдет то, что и должно произойти: стакан будет поднят пустым. Проходимый пласт окажется либо сыпучим, либо слишком жидким (поверхностный слой не вечен). Однако не стоит отчаиваться - если надо, дойдем до земного ядра (хватило бы троса и жизни) при помощи желонки.

Применение желонки

Желонка гораздо хитрее стакана: наполнившись, она закрывается (срабатывает обратный клапан). Во избежание фатальных ошибок и вырезания труб во всем предместье желонку лучше купить. Печалиться о растраченных средствах, когда можно было бы привязать ночной горшок и черпать, не стоит: желонка нам еще пригодится при ремонте скважины (учитывая, что мы все делаем своими руками, требоваться она будет часто).

Видео: наглядная демонстрация процесса

На видео молодой человек весело и ударно проходит терапию бурением скважины на воду своими руками.

Неожиданности в ударном бурении своими руками

На все работы может не хватить сезона, но главная неожиданность - отсутствие водоносного пласта на расчетной (предполагаемой) глубине. Бурить глубже может оказаться невозможным, потому придется искать воду в другом месте, то есть «наша песня хороша - начинай сначала».

Помимо коварства пласта нас могут подстеречь:

обвал стенок,
захват желонки,
нарушение вертикали,
зацикливание ствола.

Поговорка актуальна - бурим новую скважину (или вызываем специалистов для исправления ситуации) и готовимся к использованию пробуренного.

Итак, у нас целый набор первоклассных нор, очищенных от всего встреченного (не считая погибших желонок), и надо решить, как их теперь использовать:

заселить кротов,
припрятать клад,
прицелиться в будущее - накидать в норы сюрпризов для потомков и закопать.

Кроты все-таки чревато: они демонстрируют устойчивую тенденцию к размножению и попутному пожиранию корневых систем всех без разбора растений, когда иссякают насекомые; есть подозрение, что при исчерпании растительного ресурса кроты съедят фундамент дома. Деньги (давно известно) надо хранить в сберегательных кассах. Остается послание потомкам: есть ли жизнь после жизни, неизвестно, но на всякий случай надо обеспечить себе веселье. Вариантов содержания закладываемого послания - масса, но это уже другая история, не имеющая отношения к ударно-канатному бурению своими руками.

Есть ли у нас вода? Большой вопрос.

Конечно, малость механизировав процесс, можно ускорить прохождение всех этапов ударного бурения, но в любом случае чисто своими руками строить скважину на воду с применением этого метода нецелесообразно (если действительно не рассматривать версии терапии или Шварценеггера) - вы не заработаете гораздо больше, чем потратили бы на специалистов.

Традиционное ударное бурение скважин своими руками – самый недорогой и простой способ обеспечить участок питьевой водой, не прибегая к копке колодца. Все материалы и инструменты, которые необходимы, можно смастерить самостоятельно, имея опыт работы с металлом. Организовать весь цикл, от забоя скважины до запуска, могут 2 мастеров. Но в сравнении с другими методами ударное или канатно-ударное бурение является самым медленным: на обустройство водозабора нужно как минимум 2 – 3 дня.

Перед началом работ необходимо сопоставить все исходные данные: тип грунта, глубину водоносного слоя, его насыщенность. Ударным способом бурения можно углубить скважину до 50 м – до чистого песчаного водозаборного слоя.

Критерии выбора метода бурения водозаборной скважины на участке

Состав, твердость грунта оказывает решающее влияние на окончательный выбор способа обустройства водозабора. Ударный метод подойдет для бурения скважин:

В песчаных, сыпучих породах с минимальным количеством твердых каменистых включений.

В мягких, глинистых грунтах.

Если слои перенасыщены грунтовой влагой.

Без тяжелой техники можно забить скважину на песок своими руками

Сложно проходить каменистые, скальные породы: скорость бурения значительно снижается. В твердых грунтах предпочтительно использовать МБУ и роторное вращательное бурение. Но в осыпающихся, влажных слоях применение ударно-канатного метода является практически единственным недорогим методом обустройства скважин.

В зависимости от цели обустройства источника и глубины залегания водоносных песков применяют самодельные или промышленные установки для ударного бурения и обустраивают:

Абиссинские колодцы, или скважины-иглы: глубиной до 15 м, до первого песчаного горизонта. Такой источник нерационально обустраивать, если планируется постройка жилого дома или использование большого количества воды. Дебит сильно зависим от количества осадков, чистота воды сомнительна. Используется для полива, технических нужд на стройке.

Скважины до 2 – 3 песчаного слоя: источник глубиной до 25 – 40 м. Такой скважины достаточно для непрерывного обеспечения водой одного коттеджа или дачи. При регулярной эксплуатации и уходе может служить до 20 лет.

Преимущества ударного способа: экономия средств и минимум места для установки

Ударный (или ударно-канатный) метод – самый трудоемкий в бурении скважин. Приходится извлекать на поверхность грунт из шахты, механическим способом поднимать тяжелый ударный инструмент. Преимущества способа также обусловлены его простотой и доступностью:

Установка легко собирается на ограниченной площади. Главное – выбрать участок, где нет ограничений по высоте для сборки рамы. Монтаж можно выполнить в одиночку, для транспортировки достаточно легкового прицепа.

Возможность применения на неровной местности со сложным рельефом, при отсутствии подъезда и места для разворота грузовой техники.

Используется на участках, не подключенных к электросетям.

Самодельную раму можно собрать из металлических труб и подключить мотор для поднятия штанги

Ударный инструмент (наконечник) просто заменить в процессе работы.

Технология проведения буровых работ: этапы и оборудование

В ударном бурении используют 4 типа режущих наконечников для скважин. Применяют разные устройства в зависимости от твердости, влажности и плотности проходимого грунта.

Режущий стакан применяют при прохождении плотного грунта, не насыщенного водой, который удерживается в полости инструмента и не осыпается в ствол. Самостоятельно изготовить стакан можно из толстостенной чугунной или металлической трубы длиной до 1,5 м. Край инструмента имеет вид срезанного внутрь под углом 45 о конуса. Режущую поверхность предварительно затачивают. В средней части трубы вырезают отверстие, через которое извлеченный из ствола грунт можно вытолкнуть. Диаметр режущего инструмента зависит от запланированного размера обсадной трубы. В верхней части приваривают поперечную перекладину или высверливают отверстия для подсоединения и крепления троса.

Простейшая установка для самостоятельной пробивки скважины

Стакан с расширителем представляет собой стандартный инструмент с расширяющимся книзу краем. Применяется, когда необходимо увеличить диаметр шахты для установки обсадной трубы. Есть готовые расширители, которые используют при работе внутри обсадных колонн. Лепестки с режущими элементами раскрываются и срезают грунт со стенок шахты после прохождения под дно нижней трубы. При поднятии инструмента края сжимаются и проходят внутрь ствола.

Механический расширитель для канатного ударного бурения

Желонка представляет собой усовершенствованный стакан. Это труба без отверстий, с глухими стенками. Нижняя часть состоит из стакана – части с режущим цельным, или выполненным в виде лепестков-зубьев, краем. Над основанием обустраивают запорный клапан. Металлическая пластина по внутреннему диаметру трубы на шарнире открывается при ударе и закрывается под весом земли. Клапан препятствует обратному высыпанию внутрь скважины грунта. Альтернатива – шаровой клапан. Подбирают подходящего диаметра тяжелый металлический мяч, над ним приваривают упор-ограничитель. Инструмент используют на сыпучих и влажных породах, которые плохо удерживаются в стакане.

Когда в процессе прохождения попадают на валун или каменистый твердый слой, вместо режущих инструментов применяют долото. После удара инструмент необходимо провернуть по оси для дробления твердых элементов. Поэтому предпочтительно использовать стальной трос вместо веревки.

Готовые инструменты: долото для участков с каменистой почвой

Сборка установки и подготовка к бурению

Кроме режущих инструментов для организации бурения домашней скважины на воду классическим ударным методом понадобится каркас. Материалы:

Металлические трубы с приваренными упорами для стабилизации и крепления конструкции.

Стальной трос.

Лебедка готовая или самодельная.

Ударная штанга – тяжелая металлическая или чугунная труба длиной до 3 м, равного диаметра с ударным наконечником.

Собранная колонка для забоя скважины

Перед монтажом конструкции необходимо подготовить углубление – яму вокруг шахты, которая предотвратит осыпание поверхностного грунта вглубь. Достаточная ширина – 1,5-2 м, глубина – 1-1,5 м. Стенки можно укрепить черновыми досками.

Собирают установку на выровненной площадке, крепят опоры. Устанавливают лебедку. К нижнему концу троса подсоединяют ударный инструмент.

Канатный замок и стальной трос помогут провернуть долото в каменистой почве

Наконечник должен располагаться непосредственно по центру обсадной трубы. Чтобы точно рассчитать место удара, сначала вручную буром проходят до 1 м почвы и устанавливают вертикально трубу, проверяют угол. Необходимо добиться входа трубы в землю под углом 90 о. Малейшие отклонения приведут к уклону ствола, установить трубы будет невозможно.

Начало работ и прохождение первых метров грунта

Лебедкой поднимают штангу и опускают в ствол. При ударе режущий край углубляется в грунт. Инструмент поднимают и опускают повторно. Так проходят первые метры шахты. За один спуск в мягком грунте стакан проходит 10 – 20 см. Освобождать полость от глины приходится каждые 40 – 50 см. Для этого полностью поднимают над землей трубу и очищают.

Штангу поднимают над землей и опускают в ствол

Регулярно проверяют вертикальность ствола. При малейших отклонениях корректируют направление ударного стакана. Извлеченный грунт складируют за пределами площадки, небольшое количество оставляют для подсыпки.

Скорость прохождения зависит от тяжести снаряда: чем больше собственный вес штанги, тем быстрее углубляется скважина.

Бурение и установка обсадной трубы

На глубине 3 – 4 м забой временно приостанавливают и начинают установку обсадной колонны. Одновременное ударное бурение и монтаж обсадной трубы экономят время и фиксируют стенки ствола: грунт не будет осыпаться вглубь шахты.

Используют трубы, превышающие диаметр ударного инструмента на 2 см: по краям необходим зазор как минимум 10 мм для свободного движения штанги. Выбор материала зависит от рекомендаций мастеров: некоторые традиционно отдают предпочтение стальным толстостенным трубам с заводской антикоррозионной обработкой. В применении металлических конструкций есть преимущество: такую трубу невозможно повредить ударом наконечника. Соединяют обсадные трубы резьбой с уплотнением или сваркой.

Бурение продолжают до прохождения на запланированную глубину. Определить нахождение инструмента в водоносном слое просто: скорость погружения резко увеличивается, есть ощущение «проваливания» бура, поднятый на поверхность песок насыщен влагой.

ПВХ труба может использоваться в качестве обсадной

Нижняя часть скважинной трубы обязательно должна быть оборудована надежным сетчатым фильтром, чтобы в ствол не проникал песок, глина и мелкие камни со дна.

Видео: как своими руками без лишних трат забить скважину

Подробное видео: как обустроить скважину из подвала дома ударным способом бурения компактной самодельной установкой.

Обслуживание и обустройство готового водозабора

После завершения работ необходимо промыть источник. Прокачка – это постоянный забор воды до получения чистой прозрачной жидкости. Во время проведения процедуры очищается вода и на дне формируется небольшой колодец.

Песчаная скважина требует ухода. Главный принцип увеличения срока жизни источника – постоянное использование. При нерегулярном заборе воды происходит снижение дебита и заиливание. Также специалисты рекомендуют прочищать водозабор по мере необходимости. Срок службы при правильном уходе может превысить 10 – 15 лет. Качество воды и производительность источника зависят от соблюдения технологии при обустройстве, корректности выбора материалов и точности расчета глубины. Поэтому стоит заручиться помощью специалистов – не придется тратить деньги на забой новой скважины через несколько лет.

Самый простой и приемлемый способ устройства гидротехнического сооружения – ударно-канатное бурение скважин. Главная особенность такого метода выполнения работ состоит в том, что для этого не нужно использовать сложную специализированную технику. Кроме этого, сборка буровой установки выполняется в кратчайшие сроки. Все эти особенности привели к тому, что данная технология очень часто реализуется владельцами загородных участков для выполнения скважины на воду своими руками. С использованием данной методики можно наиболее качественно вскрывать поверхностные водные горизонты.

лебёдка с блоком для подъёма и сброса снаряда;
бурильная штанга;
специальный забивной стакан;
каркас буровой установки;
трос, который крепится к стакану и лебёдке.

Главный рабочий инструмент в данной технологии – это стакан. Если работы вести своими руками, то его можно сделать из отрезка толстостенной стальной трубы. Это изделие должно обладать достаточно высокой прочностью и значительной массой. При этом нижняя кромка трубы может иметь зазубрины или быть заточенной для облегчения разрыхления породы. Забивной стакан в верхней части имеет специальную наковальню, по которой при помощи штанги производят удары.

По мере забивания стакана в землю в нём накапливается порода, которая удерживается там за счёт силы трения. Периодически стакан необходимо извлекать из забоя, чтобы убрать из него накопившийся грунт. Для этого и нужна лебёдка с тросом.

Ударная штанга позволяет глубже погрузить стакан в породу. Для этого штангу сбрасывают сверху на наковальню. Такие действия повторяют много раз, пока стакан полностью не заполнится породой. После этого его извлекают на поверхность, тщательно очищают от грунта и снова опускают в забой.

Вся процедура повторяется, пока проходка не достигнет водоносного горизонта. Как видите, ударно-канатное бурение скважин – довольно простая технология, которая может быть реализована своими руками. Более того, для работы вам не нужно покупать дорогостоящее оборудование, обычную буровую установку легко сделать своими руками, что позволит вам сэкономить много денег.

Преимущества и недостатки

Ударно-канатный способ бурения скважин, как и любой другой метод, имеет свои достоинства и недостатки. К плюсам данной технологии можно отнести следующее:

В процессе выполнения работ можно брать раздельные образцы породы.
Особенность технологии позволяет выполнять скважины со значительным начальным диаметром – более 50 см. Для этого необходимо сделать стакан соответствующего размера.
Эксплуатировать скважину можно сразу после выполнения работ, поскольку в ходе них не используются промывочные растворы, которые могут загрязнить воду в горизонте.
Вскрытие горизонта происходит наиболее качественно (без засорения породой и глиной из промывочного раствора), поэтому вода в источнике сохраняет свои первозданные характеристики.
Буровые работы можно с успехом выполнять в галечниково-валунных слоях и породах, впитывающих промывочные жидкости.
Поскольку в ходе работ не используются промывочные жидкости и вода, рабочий инструмент не так сильно загрязняется и изнашивается.
Данная методика позволяет наиболее быстро и качественно вскрыть и опробовать водоносный слой.
Срок службы скважины, созданной таким методом, значительно повышается.
В процессе работы можно контролировать уровень воды в различных слоях породы.
Экономически высокая эффективность бурения в зимний период.

Несмотря на такой большой перечень достоинств, есть у этой методики и свои недостатки, среди которых можно назвать следующие:

Ударно-канатная технология бурение может вестись только по вертикали.
При обустройстве скважин значительной глубины в ходе работ могут возникнуть определённые сложности.
В песчаных грунтах данная технология бурения не позволяет проводить работы. Даже использование специального инструмента не решает проблемы.
Самый значительный недостаток этого метода – низкая скорость выполнения работ.

Используемый инструмент и оборудование

Главные рабочие инструменты и приспособления:

для разрушения грунта используется долото;
чтобы извлекать разрушенную породу на поверхность, нужна желонка;
также необходим бурильный снаряд, который состоит из ударной штанги, специальных ножниц, замка и каната.

Важно: для работы также нужен вспомогательный инструмент. С его помощью производится сборка и монтаж бурового снаряда. Сюда относятся гаечный и рожковый ключ, отвёртка, затяжная трещотка.

Для работы с обсадными трубами понадобятся специальные инструменты, среди которых можно назвать забивную головку, башмак, хомуты и снаряды.

Расширитель

При бурении в твердых породах используется специальный расширитель. Он помогает срезать породу со стенок скважины. Расширитель имеет подвижные резцы, которые складываются во время его движения по обсадной трубе. После того, как расширитель достигает нужного места в проходке и соприкасается с породой, резцы открываются благодаря специальному пружинному механизму.

Внимание: когда резцы расширителя срезают породу со стенок проходки, диаметр скважины увеличивается.

Чтобы пройти через промежуточный водоносный горизонт, устанавливают обсадные трубы. Они забиваются ниже водоносного пласта. По мере прохождения этой прослойки производится откачка воды и удаление при помощи желонки со дна проходки смеси грунта с водой. Если будет использоваться забивной стакан, то смеси на дне нужно придать необходимую густоту. Для этого в забой подсыпается почва.

Обсадные трубы

Эти изделия защищают скважину от осыпания породы со стенок в процессе бурения, сопровождающегося механическим воздействием.
Не дают воде из вышерасположенных водных горизонтов попадать в скважину.
Защищают дно скважины от загрязнения в ходе эксплуатации.

Обсадные трубы забиваются одновременно с углубление проходки. Первый участок труб должен быть оборудован расширительным конусовидным башмаком. Чтобы забивной стакан мог свободно перемещаться внутри труб, их сечение должно быть больше его ширины.

Желонки

С помощью желонки можно вычерпывать жидкость со дна скважины, подавать цементный раствор или производить забор воды для анализа при прохождении промежуточного водного горизонта.

Существует три вида желонок:

Труба с расположенным в нижней части вогнутым или плоским клапаном. Сверху у трубы есть ручка для крепления троса.
Желонка с поршнем, который всасывает смесь воды и грунта в момент удара штангой.
Пневматическая желонка, состоящая из двух камер (песчаной и воздушной). Заполнение этого изделия происходит благодаря возникновению в камере необходимого давления.

В свою очередь желонка первой разновидности называется клапанной и может иметь один из трёх видов клапанов:

С помощью плоского клапана скважину очищают от ила. Он может быть резиновым, стальным или комбинированным.
Шариковый клапан с приваренными к нему металлическими зубьями может хорошо измельчать породу.
Карбюраторный клапан.

Особенности бурения в разных грунтах

Технология выполнения буровых работ по данной методике напрямую связана с геологическими условиями. Рассмотрим основные этапы и тонкости бурения в песках, глине и гравии.

Песок

Для работы в песчаных грунтах и плывунах используется желонка, оборудованная плоским клапаном. При этом стенки проходки одновременно укрепляются обсадными трубами.

В чистом и водоносном песчаном грунте применяются желонки с укороченными ударными штангами. Технологические особенности работы в таких породах требуют сократить до минимума частоту ударов.

Важно: строжайше запрещено опускать изделие ниже зафиксированного башмака обсадной колонны более чем на 0,5 м. В противном случае может произойти обвал с захватыванием в процесс и самой желонки.

При бурении в песчаной породе происходит заполнение желонки смесью песка и воды. Важно следить, чтобы желонки не переполнялись. Иначе порода перебросится наверх и приведёт к заклиниванию изделия. При работе в плывунах стараются как можно быстрее провести весь процесс без остановки.

Гравий

Для выполнения бурения в галечниковой или гравийной породе используется двутавровое долото. В этом случае подходит только желонка, имеющая плоский клапан, а также низко посаженный башмак.

Когда глубина проходки достигает 15 м, может использоваться любая подходящая желонка. Бурильный станок можно применять при бурении в гравийно-песчаных грунтах. При этом желонка может быть без клапана.

Глина

В вязкой глине работу ведут при помощи долота с приваренными на конце лопастями, от чего изделие приобретает крестообразную форму. При работе с помощью такого инструмента в скважину доливают пять литров водного раствора. Сама процедура бурения продолжается не больше нескольких минут, после чего при помощи долота удаляется скважинный шлам.

Важно: если на пути проходки встречаются валуны, их дробят при помощи утяжелённого долота.

Для более комфортного проживания в загородном доме требуется обустройство канализации и подачи воды. Сложно себе представить жилье без подобных коммуникация. Ведь вода требуется не только для приготовления пищи, но и для полива культурных растений. Ее отсутствие значительно усложняет жизнь.

Ударно-канатное позволяет решить подобные проблемы. При помощи такого метода можно без особых усилий добыть воду. Стоит отметить, что подобные работы можно провести самостоятельно. Главное, знать, как правильно бурить скважину и что для этого требуется.

Основные типы скважин

При желании можно провести ударно-канатное бурение своими руками. Фото готовой конструкции представлено ниже. Перед началом работ стоит определиться с типом скважины. Их существует несколько:

Трубчатый колодец. Его глубина составляет от 8 до 12 метров. Верховодка, пыль, грязь, а также чужеродные элементы в данном случае не попадает в воду, предназначенную для питья.
Скважина в песчаном грунте обычно делают глубиной 15-30 метров. При этом применяют шнековый метод. Устройство для скважины представляет собой металлический рукав, на конце которого имеется участок с перфорацией. Монтируется фильтр в песке крупной фракции с примесями гальки. В целом сооружение способно прослужить около 5 лет при редком использовании, а при частом - до 15. Промывку конструкции осуществляют после заиливания. Если это не дает результатов, то рядом бурят новую скважину.
Артезианская. Глубина данной скважины составляет 15-200 метров. Этот показатель зависит от глубины залегания слоев известняка. Эксплуатационный срок равен 50 годам.

Технология бурения

На данный момент существует несколько технологий:

Бурение ударно-канатное.
Роторное.
Шнековое.

Технологии отличаются между собой способом разрушения определенных пород, а также способами извлечения из ствола сооружения почвы. Каждый метод подразумевает применение специального оборудования, которое по-разному влияет на качество проводимых работ. Именно от этого зависит стоимость бурения скважины.

Бурение ударно-канатное

Этот метод является самым простым и относительно недорогим. Особенность технологии заключается в отсутствии необходимости применения тяжелой техники. Установку для бурения скважины можно монтировать самостоятельно. Это отнимает немного времени и сил. Ударно-канатное бурение своими руками - это самый популярный метод, позволяющий вскрывать прямо с поверхности водоносные пласты.

Основные преимущества подобного метода:

Большой срок эксплуатации.
Позволяет контролировать водоносность горизонта, а также уровень воды.
Можно пробить скважину большого диаметра.
Исключает риск попадания в воду, предназначенную для питья, вредных примесей в процессе бурения.
Эффективность и экономичность при проведении работ в зимний период.

Что потребуется

Для бурения скважины ударно-канатным способом необходимо приобрести специальные приспособления. Как правило, для этого требуется:

Блок и лебедка.
Трос.
Станок для забивания.
Установочный каркас.
Штанга.

Основной элемент конструкции - это забивной стакан. Помимо этого, требуется отрезок трубы, изготовленной из стали. Он должен быть скошен вовнутрь. Отрезок должен иметь в самом низу режущую прочную кромку. Поверх забивного стакана устанавливается наковальня. Именно по ней при помощи штанги наносятся удары. Лебедка позволяет опускать и поднимать забивной стакан.

Как действует установка

Как осуществляется ударно-канатное бурение? Станки для этого можно изготовить самостоятельно. Главное, представлять себе, как это работает. Действие установки сводится к следующему:

Благодаря силе трения, в забивной стакан попадает порода и удерживается в нем.
Чтобы проникнуть вглубь почвы, используется штанга, которая бросается на наковальню.
Когда забивной стакан наполняется грунтом, он поднимается вверх, а затем очищается.
данные действия следует совершать до тех пор, пока не будет достигнута необходимая глубина.

Бурение ударно-канатное лучше применять в тех местах, где грунт несыпучий, глинистый и мягкий.

Как пробить скважину на сыпучем грунте

Если на участке имеется сыпучий грунт, то будет сложнее. Для этого потребуется желонка. Эта деталь представляет собой трубу, изготовленную из стали и имеющую внизу задерживающий клапан.

Это позволяет значительно упростить процесс. При опускании элемента в грунт происходит открытие клапана. В результате этого в трубу попадает почва. При подъеме клапан закрывается. После изъятия желонка очищается. После этого процедура повторяется.

Чтобы грунт в процессе бурения не осыпался, можно применять Они забиваются в почву при каждом углублении. На первом этапе данный элемент должен иметь расширительный башмак, обладающий конусовидной формой. Чтобы станок без затруднений перемещался, его диаметр должен быть меньше размеров обсадной трубы. Только в этом случае можно углубиться в почву до необходимого уровня. Ударно-канатное бурение с обсадной трубой применяется не только на сыпучем грунте.

Как пробить скважину в твердой каменистой почве

На твердом каменистом грунте пробивание скважин осуществляется с применением долота. Под его ударами осуществляется разрушение пород. Затем она извлекается при помощи желонки. Для монтажа обсадных труб необходимо использовать расширитель. Благодаря ему, обеспечивается нужный диаметр для прохождения конструкции.

Забивка элементов осуществляется в те слои грунта, которые располагаются ниже уровня залегания водоносных пластов. После этого требуется откачка скопившейся жидкости, а также очищение от грунта и смеси вод дна скважины. Осуществляется это при помощи желонки.

Бурение ударно-канатное - это несложный процесс. При соблюдении определенных правил можно получить скважину с чистой водой. Главное, придерживаться рекомендаций специалистов:

Особенности монтажа обсадных элементов

Для уже готовой скважины обычно монтируется дополнительная обсадка. Она может быть цельной и выполненной из а также отдельных ее отрезков.

Процесс работы с подобным материалом требует осторожности и повышенного внимания. В противном случае конструкция не будет свободна погружаться. Все звенья трубы должны надежно крепиться и удерживать от сползания. Для их фиксации стоит использовать скобы. Данные фрагменты в дальнейшем закрываются полосками листами нержавеющей стали.