Буровая установка для скважин своими руками: принцип работы и конструкция

Виды самодельных канатно-ударных бурильных установок

При изготовлении буровой установки под канатно-ударное бурение есть два важных элемента: станина и стакан (патрон, желонка). Для самого простого варианта можно сделать станину из трех-четырех труб, которые соединяются над местом, где будет проходить бурение. Там крепят блок, через него перекидывают гибкий стальной трос. На конце троса привязан бурильный снаряд. Вот и вся конструкция. Приводится в действие эта «установка» мышечной силой — за трос тянут, потом резко опускают. Снаряд понемногу углубляется.

Наиболее простые конструкции

Для снижения физических нагрузок устанавливают лебедку, для еще большей автоматизации — мотор с редуктором, вращающим вал лебедки

При этом важно придумать систему, которая позволит освобождать вал лебедки и сбрасывать желонку

Рама-тренога не всегда удобна — она требует большой площади. Причем для устойчивости «ноги» должны находится на равном расстоянии от центра. Не помешают также перемычки между всеми опорами. Вот в этом случае буровая установка будет стоять надежно. Есть еще один вариант рамы — в виде буквы «Н» с телескопическими штангами (на фото ниже).

Сделанная своими руками мини буровая установка

Вертикальная стойка тоже телескопическая. Она позволяет менять высоту, с которой сбрасывается снаряд. В остальном комплектация такая же.

Станина для малой буровой установки вид сбоку

Как работает буровая установка ударно-канатного бурения, сделанная своими руками из подручных материалов, смотрите в видео. Такую конструкцию точно повторить несложно.

Подробнее о том, как пробить и обустроить скважину для воды описано тут.

Лучшее как сделать буровую вышку из железного конструктора

Детей с самого маленького возраста необходимо приучать к аккуратности, вниманию, умению доводить начатое дело до конца. Для этих целей приобретаются специальные развивающие игры с игрушками. Многие родители сходятся во мнении, что развить воображение, быструю моторику и логическое мышление поможет вакансии ведущего конструктора в москве. Из строительных наборов, выполненных из дерева, пластика и других материалов, можно собрать дома, различные фигуры, всевозможные виды транспорта.

Большой выбор интерактивный конструктор engino 50 в 1 с мотором, деревянный конструктор кукольный домик, конструктор персональных компьютеров, конструктор гербовой печати онлайн, нетхаус конструкторов сайтов, змейка конструктор 24, конструктор великан полесье 126, конструктор с лампочкой, дома из конструктора полесье, конструктор голубая стрела.

При выборе игрушек для детей, родители прежде всего обращают внимание на безопасность и универсальность

Самоходные

Главным достоинством принято считать то, что для их передвижения не требуется наличие грузовика, так как они изготавливаются на базе самодвижущегося шасси на гусеничном или колесном ходу. В качестве такого шасси могут применяться различные тракторы, вездеходы или грузовые автомобили.

Чаще всего на шасси монтируется бурильный агрегат, с гидравлическим или механическим приводом, при использовании последнего крутящий момент на шнек передается с двигателя автомобиля или вездехода.

Среди положительных качеств выделяются:

Исключительная мобильность. Установка может работать в любых условиях, даже в поле. Высота вышки может достигать 5–7 метров, поэтому на выполнение работ в непосредственной близости от ЛЭП может потребоваться наряд-допуск.
Скорость бурения вырастает в разы за счет отсутствия надобности в сборке-разборке механизма, так как установка приезжает на место самостоятельно и практически сразу готова к работе.
Самоходные устройства легче обслуживаются и ремонтируются.
Возможность бурения шахт глубиной до 350 метров, со скоростью до 10 м/ч, в зависимости от твердости породы.
Работа на всех видах грунта. При высокой твердости породы рекомендуется использование буров из высокопрочной стали или с алмазными наконечниками.

Особенности изготовления различных малогабаритных буровых своими руками (назначение ветрлюга)

В целом, технология сборки различных буровых установок практически одинакова (и об этом речь пойдет чуть далее), но рабочий инструмент у конструкций разного типа кардинально отличается. Поэтому для начала следует рассмотреть технологию изготовления главного механизма (бура) у разных конструкций и только после этого приступать непосредственно к созданию основной рамы и прикрепляемых к ней рабочих элементов.

Итак, рассмотрим детально наиболее часто используемые бурильные установки (установку со «стаканом» и шнековую установку).

Самодельные буры

Бурильная установка с «патроном» в качестве основного рабочего механизма использует так называемый «патрон» («стакан»). Если вы хотите сделать его самостоятельно, то вам понадобится лишь отрезок трубы диаметром около 1 м. При создании подходящей рамы-основания для подобной бурильной установки габариты «патрона» учитываются в обязательном порядке. Сам «патрон» должен иметь не только внушительные габариты, сколько немалый вес для эффективного бурения почвы.

Совет. На нижней части трубы можно сделать заострения в виде треугольников. Благодаря такому ухищрению вы повысите скорость рытья отверстия в почве и качество рыхления.

Если вы не хотите придавать краям «патрона» треугольную форму, позаботьтесь о том, чтобы они были остры (при необходимости наточите их).

«Стакан» будем крепить при помощи троса, поэтому необходимо сделать несколько отверстий на грузе (в верхней части). Крепим трос и затем цепляем его к предварительно заготовленной раме. Учтите, что длина троса должна быть такова, чтобы «патрон» мог падать вниз и подниматься наверх совершенно свободно.

Ударный стакан

Шнековая установка в качестве действующего рабочего механизма использует бур. Для его изготовления также вполне подойдет обычная металлическая труба. На верхней части трубы сделайте винтовую резьбу, а на нижней – бур шнекового типа (наиболее удобная длина бура – около 2 м).

К концам бура необходимо прикрепить пару ножей при помощи сварочного аппарата: они должны быть расположены таким образом, чтобы во время процесса бурения они погружались в почву под некоторым углом.

Чтобы конструкция была удобна в работе, приварите к тройнику часть металлической трубы (около 1,5-2 м длиной). Сам тройник необходимо оснастить внутри винтовой резьбой.

Отдельно следует сказать о вертлюге, который используется в буровых установках в качестве компенсатора противодействия подвижной части установки (бура) и неподвижной части, подающей воду. Устройство этой детали довольно простое: пара фланцев, перегородки с уплотнительными резиновыми кольцами, непосредственно корпус (выполненный из куска металлической трубы) и металлический пруток.

Следует отметить, что самостоятельно изготовить эту деталь можно лишь при наличии токарного опыта и умении делать технические чертежи.

Сборка малогабаритной буровой установки с ручным приводом

Шнековую установку для бурения неглубокой скважины изготовить несложно. Основной элемент — шнек-бур изготавливают самостоятельно, если есть навык работы со сварочным аппаратом. Можно купить готовые винтовые секции или приспособить ненужный ледобур. В верхней части бурового снаряда прикрепляют рукоятку в виде буквы Т, чтобы вращали инструмент 2 человека.

Вспомогательное оборудование — мачту-треногу, ручной вороток с канатом для извлечения шнекового бура изготавливают из подручных материалов.

Самостоятельная сборка ручной конструкции.

Сборка производится в таком порядке:

треногу из 3 бревен, жердей, металлических труб устанавливают над точкой заложения скважины так, чтобы блок для каната находился на высоте 2,5-3 м от земли;
по одной из сторон треноги монтируют вороток с рукояткой и запасом троса Ø5-6 мм;
буровой снаряд ставят на точку забуривания.

МГБУ с ручным приводом к работе готова. После проходки первых 2 м, чтобы выдержать вертикаль скважины, в выработку ставят кондуктор — трубу диаметром большим, чем размер бура. Бурят до водоносного горизонта.

Изготовление установки для бурения с электрическим приводом

Мачту для МГБУ с электроприводом собирают из 3 металлических столбов Ø80 мм на прямоугольной раме 120х140 см в вертикальном положении с обвязкой стоек по верху из уголка 50 мм. 2 опоры используются как направляющие для каретки с мотор-редуктором или электродвигателем. Высота установки 2,5 м складывается из длины бурового снаряда — 1,5 м — и 1 м отводится на высоту оснащенного ползуна и талевой оснастки.

С противоположной вращателю стороны на стойку крепится площадка для лебедки, навешивается блок, и каркас буровой установки готов к эксплуатации. Снаряд для разрушения горной породы подбирают, исходя из горно-геологических условий участка.

Долота с шарошками

Как в нашей стране, так и во многих зарубежных нефтегазодобывающих странах бурение газовых и нефтяных, как правило, производится при помощи шарошечных долот с шарошками конической формы. Долота шарошечного типа используются для производства сплошного бурения скважин самого разного назначения (добывающих, разведочных, нагнетательных и так далее). Очистка забоя при использовании таких долот производится либо при помощи сжатого воздуха, либо промывочными растворами.

Долото шарошечное буровое d=76-490 мм

Если сравнивать такой инструмент с описанным выше лопастным, то он имеет ряд несомненных преимуществ, а именно:

площадь непосредственного контакта с забоем у долот с шарошками гораздо меньше, чем у долот лопастного типа, однако общая длина их рабочих кромок гораздо больше, что дает возможность существенно повысить эффективность бурового процесса;
шарошки по забою перекатываются, а лопасти – скользят, поэтому износостойкость шарошечных долот гораздо выше, чем лопастного инструмента;
из-за того, что шарошки по забою перекатываются, потребляемый инструментом крутящий момент относительно мал, что сводит к минимуму возможность заклинивания шарошечных долот.

Изготовление долот шарошечного типа регламентировано ГОСТ-ом номер 20692-75.

По критерию конструкции и расположения на инструменте продувных и промывочных каналов, такие долота делятся на:

долота с центральной промывкой (литера Ц)
с центральной продувкой (П);
с боковой промывкой гидромонитором (Г);
с боковой продувкой (ПГ).

Виды и классификация нефтяных буровых установок

Это оборудование классифицируют следующим образом.

Они могут предназначаться для выполнения:

эксплуатационных работ;
разведочных работ;
технических скважин.

Способу бурения

В них применяются следующие технологии бурения:

вращательная;
вращательно-ударная;
ударно-вращательная;
вибрационная;
огнеструйная;
ударная;
разрядно-импульсная.

Типу привода

В них может использоваться следующий привод:

электрический;
электрогидравлический;
дизельный;
дизель-электрический;
дизель-гидравлический.

Способу передвижения

По способу передвижения они могут быть:

самоходными;
передвижными;
стационарными.

По ГОСТу 16293-89 они классифицируются так, как указано на нижней картинке.

Основные положения и подбор оборудования

Для начала необходимо сказать о том, что небольшие установки для бурения скважин имеют строго определенную глубину использования и не предназначены для масштабных работ. При этом профессиональное или промышленное оборудование стоит очень дорого, а цена его аренды может окупаться годами. Именно поэтому возникают различные технологии, предназначенные для решения подобных вопросов.

Перед тем как приступать к бурению, необходимо обладать максимально возможной информацией о залегании водоносных пластов на участке

Принцип бурения

Прежде всего, необходимо отметить, что подобные дополнения или самостоятельные модернизации используют только на свой страх и риск. При этом большинство производителей подобной техники снимают ее с гарантийного обслуживания, если в процессе эксплуатации применялись процессы, не описанные в инструкции.
Также следует сказать и о том, что глубинные работы предполагают немного видоизмененную технологию, которая обычно связана с размещением обсадной колонны. В то время как малогабаритные установки для бурения скважин на воду обычно вообще не затрагивают данный этап, поскольку основная задача заключается только в изготовлении отверстий.

Один из вариантов заводской бурильной установки для небольших скважин

Учитывая подобные особенности, следует сказать о том, что небольшие системы стоит использовать, только если планируется делать глубину не более 15 метров. При этом профессиональные мастера рекомендуют комбинировать само бурение с создание абиссинского колодца, в котором применяется скважина-игла.
Подобное бурение скважин на воду малогабаритными установками дает возможность получать доступ к пластам, залегающим ниже уровня, который может создать оборудование.

Разновидность самодельной конструкции для неглубокого бурения

Изготовление

Обычно бурение скважин на воду малогабаритной переносной установкой производится в несколько этапов. При этом каждый из них представляет собой отдельный технический процесс и требует наличия определенных инструментов или оборудования.
Для начала необходимо проделать отверстие на полную длину основного бура.

Простейший вариант агрегата перед началом работ

Если конструкция оборудования предполагает наличие дополнительных удлиняющих элементов, то ими стоит сразу воспользоваться.
На следующем этапе своими руками изготавливает несколько дополнительных переходников или удлинителей. Одни мастера обычно сразу приобретают такие системы, а другие, стараются избегать подобных действий, переживая за срок эксплуатации всей установки.

Некоторые разновидности малогабаритных установок для произведения бурения с указанием их технических характеристик

Бурение с дополнительными элементами следует производить очень аккуратно, заглубляясь в почву по 20 см. В противном случае можно поломать установку и даже повредить саму скважину.
Далее инструкция по монтажу предполагает изготовление иглы. Она представляет собой трубу с одной стороны, которой крепят специальную насадку в виде заточенной пики. Также в ней проделывают отверстия для забора воды из скважины.

Простейший вариант конструкции с указанием основных элементов, что позволяет изготовить систему самостоятельно

Трубу вставляют до упора в получившееся отверстие и после этого забивают до тех пор, пока она не попадет в водоносный слой. Для удобства работы ее изготавливают из сегментов одинаковой длины, которые соединяют посредством резьбы.
В итоге установленная трубы будет выполнять функции обсадной колонны и водопровода одновременно

Поэтому стоит выбирать толстостенный материал, способный выдерживать большие нагрузки.
Отдельное внимание следует уделить такому элементу, как бур. Дело в том, что существует всепроходное устройство, рассчитанное на определенный режим работы, который можно назвать типовым

Однако довольно часто приходится иметь дело с твердыми пластами, а на них лучше всего применять специализированные буры.
Следует помнить, что данная деталь установки относится к разряду расходных материалов и всегда необходимо иметь определенный запас, чтобы работа не останавливалась.

Различные варианты изготовления самодельных буров, приспособленных под определенный тип грунта

Для чего нужна вышка-тренога

Облегчение физических усилий при ручном бурении скважины для воды и поднятии с глубины длинной штанги обеспечивает устройство каркаса в виде вышки-треноги.

Ноги-опоры должны быть установлены на таком расстоянии друг от друга, чтобы не мешать движению людей, вращающих вороток. Разменный модуль должен обеспечить удобную транспортировку в автомобиле.

К вершине треноги крепится блок, через который пропущен трос подъемного механизма – лебедки.

Вышка-тренога для одноразового использования может быть изготовлена из деревянных брусков. Если планируется постоянная эксплуатация вышки, ее делают разборной из отрезков труб, собираемых в конструкцию на резьбе или втулках.

Бурение шнековым способом

Применяется в легких и рыхлых песчаных грунтах. Скальные и сыпучие горные породы не поддаются этому способу бурения. Рабочий орган состоит из металлического стержня, обвитого лентой в виде спирали — шнека. Лопасти служат для выноса разрушенной почвы на устье скважины. С одного торца бур оснащается стальными или твердосплавными резцами, с другого — устройством для присоединения следующей шнековой секции.

Преимущества способа:

принцип действия знаком широкому кругу дачников, использование шнековой установки не вызывает затруднений;
минимальное количество извлечений снаряда способствует ускорению строительства водозабора;
низкая себестоимость проходки 1 м выработки;
возможность бурения в стесненных условиях малого участка.

Других недостатков шнековый способ не имеет, если не использовать метод в несвойственных для него горных породах.

Роторная система

Это бурильные установки под воду, которые осуществляют сверление породы методом непрерывного вращения рабочего элемента – ротора, на котором закреплены режущие долота.

Они получили широкое распространение благодаря относительно небольшим размерам и способности производить работу на большой глубине. Кроме того, использование ротора позволяет легко проходить твердые скальные породы и даже вечную мерзлоту. Такое устройство с легкостью пройдет известняк, мергель, вечномерзлый грунт.

Отработанная порода может выноситься на поверхность одним из следующих методов:

При помощи обратной воды, она под высоким давлением закачивается в шахту в процессе сверления.
С применением раствора глины, подающийся по штангам методом прямой промывки.
Также часто используется обычный шнековый способ.

Как сделать качественную буровую установку самостоятельно?

Наиболее распространенной причиной привлечения бурового оборудования является добыча питьевой воды.

Особенно актуальная задача бурения скважин питьевой воды значительных глубин.

Многие дачники и владельцы частных имений предпочитают для решения рассматриваемых задач привлекать профессионалов и специальные буровые установки, однако доступна возможность получить качественный результат и без привлечения специалистов и профессионального оборудования.

Так как цены на такие услуги начинаются от ста тысяч рублей и выше.

Таким образом, вполне возможно сделать буровую установку своими руками, после чего собственноручно выполнять всю необходимую работу. Актуальность собственноручного производства заключается прежде всего в цене.

Буровое оборудование вполне возможно сделать самостоятельно. Так, ниже предлагается вся информация, необходимая для производства рассматриваемого типа установки. Сначала потребуется подготовить инструменты и материалы.

Вертлюг самодельной буровой установки чертежи

Инструменты и материалы:

Ножовка по металлу, либо углошлифовальная машинка с диском для нарезания метала;
Ключ разводного типа №1;
Инструменты для нарезки наружной дюймовой резьбы – плашки;
Стальная труба диаметром полдюйма;
Крест чугунный сантехнический;
Сгон диаметром в полдюйма.

После того как все инструменты и материалы собраны, можно приступать к работе, относительно тонкостей которой далее будет вестись речь. Процедура изготовления мини буровой установки начинается с подготовки отрезков трубы нужного диаметра, которые впоследствии будут служить в качестве основных элементов приспособления.

Схема устройства опоры для самодельного бура

Алгоритм создания системы с ручным приводом:

Для фиксации труб в крест, сгон на их концах следует нарезать резьбу, длина которой будет составлять 2 см;
К нескольким отрезкам трубы различной протяженности понадобится приварить стальные пластины с торцевой стороны. Заостренные пластины будут отыгрывать роль наконечников;
Чтобы упростить бурение, а также произвести удаление почвы из участка работы, в него производится постоянная подача воды;
Для решения этой задачи к одному из отверстий креста посредством переходника нужного диаметра присоединяется шланг от насоса, либо водопровода;
Далее все детали необходимо установить в отверстия креста на резьбе с применением сантехнической ПВХ ленты, либо пенькового волокна;
К нижней части трубы посредством сгона понадобится присоединить самый несущественный отрезок с наконечником;
По окончании работ по бурению скважины, глубина которой достигает одного метра, нужно произвести замену наконечника с отрезком трубы большей длины.

Разумеется, создание буровой компактной установки с электрическим приводом – возможность упростить работу. Автоматический буровой механизм, получающий питание от электросети, значительно эффективнее, работает качественнее, а отверстия в почве получаются быстрее.

Двухопорный ручной самодельный бур на колесах

Сложный вариант

Этот способ изготовления шнека позволит собрать качественное и точное приспособление, которое будет служить долгое время. Для начала делаются расчеты и чертеж, затем — замеры. Также стоит заранее подготовить инструменты и подходящий материал, а уже потом приступать к сборке самодельного бура.

Пошаговая инструкция по монтажу шнекового смесителя выглядит следующим образом:

Взять подготовленную трубу, причем она должна быть гладкой, без каких-либо изгибов или деформаций. Просверлить на одном конце перпендикулярное отверстие с диаметром 8 мм. Здесь будет соединяться верхняя часть с ручкой.
Снизу установить наконечник — эта деталь будет задавать направление движения земли. Сделать его можно из старой автомобильной рессоры. Вырезать необходимый квадрат можно при помощи болгарки.
В трубе проделать продольный пропил, который должен иметь толщину равную наконечнику. Дальше следует вставить его острым кончиком внутрь трубы. В результате должно получиться приспособление, напоминающее копье.
Соединить детали при помощи сварочного аппарата, не забывая о мерах безопасности.
Вырезать из рессоры резак длиной равной ½ диаметра изготавливаемого бура, а уже на нем пропилить зубцы. Именно эти элементы будут вгрызаться в грунт, рыхлить его, а уже после земля будет попадать на спираль самодельного шнека.
Расположить резцы таким образом, чтобы они были под острым углом к основной поверхности. После этого следует приварить детали к стальной трубе.
Вырезать из металлического листа круг, одинаковый по диаметру со спиралью шнека. Проделать в его центре отверстие, в которое будет вставляться труба. Приложить изготовленный диск к резцу, приваренному к трубке. Сделать разметку их соприкосновения при помощи карандаша или специального маркера.
По полученным отметкам разрезать круг от края до центра, лучше всего сделать это болгаркой. Разрезанный диск положить в тиски и скрутить элементы в спирали молотком. Изготовленный своими руками шнек насадить на трубу и приварить. В конце обработать поверхность металлической щеткой и покрасить.

Собственно, на этом работа окончена. Остается сделать ручку и удлинитель. Первую можно сделать пластиковой, она будет удобнее, а вот последнюю деталь можно изготовить из любой подходящей трубы.

Бурим скважину приспособлением из ледобура

Существует метод бурения, который потребует минимальных финансовых вложений. Это бурение скважин вручную при помощи ледобура. Инструмент используется в качестве бура, а для его наращивания применяются самодельные штанги.

Нож ледоруба будет служить шнеком, а в качестве штанг для наращивания можно брать стальные трубы диаметром до 25 мм. Чтобы процесс шел быстрее к заводным кромкам импровизированного шнека привариваются усиленные резцы

Кроме всего прочего для работы потребуются обсадные трубы, чтобы формировать ствол скважины, лопата и приспособление для вывоза с участка шлама.

Бурение шнеком, сделанным из ледобура, включает в себя следующие операции:

Подготовка. Копаем направляющее углубление: яму в два штыка глубиной.
Опускаем в получившееся углубление бур и начинаем его ввинчивать в грунт, используя правило закручивания винтов. Следует помнить, что после каждых трех или четырех оборотов инструмент извлекается на поверхность и очищается.
После того, как пройден первый метр в глубину, начинаем формирование ствола.Для этого в скважину опускается обсадная труба, ее диаметр должен быть несколько больше диаметра бура. Лучше всего выбирать легкие детали из пластмассы, оборудованные резьбой для соединения.
Когда буровой инструмент начинает опускаться в забой на всю свою высоту, прикрепляем к нему удлиняющую штангу. Сделать это можно двумя способами: прикрутить деталь, если присутствует резьба, или надставить при помощи стального пальца-стержня при ее отсутствии.
В ходе работ продолжаем формирование обсадной колонны. Как только на поверхности остается порядка 10-15 см трубы, крепим к ней следующую. Соединение должно быть прочным. Обычно оно выполняется при помощи резьбы или пайки.
Периодически проверяем вертикальность ствола. Если бур начинает биться о стенки обсадной колонны, выравниваем сооружение при помощи клиньев из дерева. Они забиваются между грунтом и обсадной трубой.
После того, как в скважине появилась вода и было принято решение о прекращении работ, устанавливаем фильтр и аккуратно засыпаем зазор между грунтом и обсадной трубой гравием.

Обсадная колонна может быть смонтирована и после завершения работ по бурению. В этом случае пластиковые трубы вводят в скважину и последовательно соединяют после того, как предыдущая деталь будет опущена вниз. Это не самый рациональный способ, поскольку придется еще раз чистить забой от шлама.

Пластмассовые трубы очень легкие, достаточно прочные и недорогие, поэтому их чаще всего выбирают для обустройства обсадной колонны скважины

Опыт показывает, что бурение скважины своими руками вполне возможно, хоть и достаточно трудозатратно. К делу следует отнестись со всей ответственностью: грамотно подобрать способ бурения, выбрать необходимые материалы, изучить инструкции и после этого приступить к работе. Результатом потраченных усилий станет чистая вода из собственной скважины на участке.