Как сделать бур своими руками
Любой умелец может самостоятельно сконструировать уникальную машину для бурения из имеющихся у него материалов и подручных средств. Однако для сборки нужны хотя бы основные умения обработки металлов и навыки слесарных работ.
Изготовление простейшего бура под воду
Самый простой в изготовлении бур, не имеющий шнековой спирали, выполняется из ручки и полотна для бурения. Роль ручки может играть труба из металла диаметром не более 3 см. Если металлической трубы нет, ее может заменить деревянный элемент. Для полотна бура необходима полоса стали.
На рабочую часть полосы прикрепляется петля-наконечник. На другой стороне формируется прорезь для ручки. При бурении наконечник-петля забивается небольшим количеством почвы, которую вытаскивают на поверхность. Затем действия повторяются. Для получения скважины нужной глубины несколько полос стыкуют и вращают конструкцию.
Есть и другой вариант изготовления. Возьмите полосу стали длиной примерно полтора метра, шириной от 5 до 10 см, толщиной около 1 см. Сделайте отступ от края полосы 8 см, прорежьте щель 150х2 мм. Другой конец полосы согните в круг для вставки рычага-ручки.
Рабочий край металла нужно разогнуть от щели в разные стороны, образовав овал. Ленту около наконечника нужно обрезать, чтобы получилось острие. Его нужно заточить и отогнуть в противоположном направлении. Далее в кольцо следует вставить ручку рычага. Она даст аппарату возможность совершать вращательные движения.
Изготовление шнекового бура
Для изготовления аппарата такого вида потребуется труба с толстыми стенками, стальной диск диаметром будущей скважины и толщиной не менее 6 мм. Если нет стального диска, его можно заменить диском от циркулярной пилы того же размера.
К трубе приваривают острый стальной наконечник, при его отсутствии просто затачивают край трубы до получения остроты. Затем диск режут на половины. Края этих половин подтачивают до получения зубцов.
Обе части диска приваривают к трубе, отступив от заостренного края трубы с разных сторон на 13 см под углом 65 градусов. Угол между получившимися винтовыми частями должен быть равен 40 градусам.
Винтовой аппарат более сложен в изготовлении. Здесь потребуются стальные полосы, которые прикрепляются к трубе витками.
Сборка ложкового бура
Если планируется бурение скважины на подвижных грунтах с мягкой почвой, лучше всего использовать самодельный ложковый бур. В таком случае разрыхление почвенного слоя будет проводиться донной и боковой поверхностями конструкции.
Прежде всего, необходимо подготовить чертежи и все необходимое. Для изготовления бура такого вида нужны: толстостенная труба со стенками более 5 мм, сварочный аппарат, слесарные инструменты.
По продольной стороне трубы пропиливают широкий разрез. Ширина этого разреза напрямую зависит от вида грунта. Чем меньше рыхлость почв, тем срез должен быть шире, и наоборот. Трубу выравнивают и расширяют, придавая ей форму ложки. Работа ведется при помощи молота и лома. Кромки обтачивают, внизу конструкции прикрепляется сверло. В верхней части трубы устанавливается штанга со сдвигом на 1 см к оси трубы.
Изготовление ударно-канатного бура
При ударном способе бурения скважины применяются два инструмента: острая труба и желонка. Для желонки нужен прочный сплав, устойчивый к повреждениям и деформации. Лучше всего подойдут сталь и чугун. Такие буры пригодны для разработки водоносных жил глубиной до 10 метров.
Для конструирования потребуется труба длиной около 85 см и диаметром 6 см, шар из стали диаметром 4 см, шайба, металлическая решетка из прутьев. Шайбу плотно фиксируют на конце трубы. Размер седла должен соответствовать диаметру шара. Сверху трубы приваривается решетка. Она препятствует выпадению шара. Здесь же прикрепляется дуга из металла для установки желонки на трос или прочный шнур. Чтобы конструкция была более прочной и эффективной, на нижнюю часть желонки можно присоединить зубья для разрыхления грунта.
Особенности технологии гидробурения
Большинство бурильных технологий используют воду в качестве промывочного агента для удаления породы и грунта из полости скважины. В системе гидробурения вода применяется в качестве одного из инструментов для разрушения породы в полости скважины. На сегодняшний день применяется две схемы гидробурения:
- Дробление грунта совместным действием напора воды и режущих коронок буровой штанги. За счет размягчения грунта для вырезки дна скважины режущей кромкой требуется в 10 раз меньше усилия, чем при сухом и полусухом бурении;
- Размывочная схема гидробурения. Если грунт относительно неплотный и содержит большое количество песка, то скважину можно легко пробить, размывая породу высоким давлением воды.
- Ударное бурение с помощью долота и напора воды.
Важно! Любые высоконапорные схемы требуют применения специального узла-редуктора, устанавливаемого на срез буровой штанги. Редуктор обеспечивает одновременно вращение керна и подачу воды от помпы внутрь штанги
Гидробурение с роторной врезкой
Даже при сильном насыщении глины или суглинка водой разрушить породу только напором воды очень сложно, поэтому для гидробурения используется буровая коронка на вращающей штанге, как на видео:
Штангу вращает электродвигатель через цепную передачу. Замок в верхней части бурового станка обеспечивает установку и сцепление новой штанги с основной трубой без остановки.
Задача коронки — разрушить и измельчить породу до минимального размера, при котором поток обратной воды сможет вынести дробленую массу за пределы ствола. Роторная схема гидробурения существует с прямой или обратной схемой подачи воды. В первом случае вода нагнетается внутрь штанги, охлаждает инструмент, вымывает породу из-под режущих коронок и поднимает породу и грунт через затрубное пространство в шламоотстойник.
Во втором случае вода заливается в скважину через затрубное пространство и выводится через внутреннюю полость штанги. Этот способ гидробурения применяется для случаев, когда необходимо получить максимальное качество стенок скважины и избежать загрязнения водозабора глинистым раствором. Это, в свою очередь, обеспечивает максимальную водоотдачу скважины.
Совместное использование напора воды и режущего инструмента позволяет бурить скважины в известняках, старых глинах, сланцах и пластах с высоким содержанием обломочных фрагментов мягких осадочных пород. Максимальная глубина ствола, как правило, не превышает 50 м.
Размывка породы высоким давлением
Для песка и супесей гидробурение скважин может осуществляться по упрощенной схеме, при которой ствол шахты формируется только за счет размывания зернистой массы грунта. В промышленных условиях подобная схема гидробурения с рабочим давлением до 300 атм. позволяет резать мягкие кварцевые и осадочные отложения. При давлении в 450 атм. режутся кальциты, шпаты и гранит.
Для домашних условий рабочее давление редко превышает несколько десятков атмосфер. Размывочным способом практически невозможно выполнить гидробурение скважины на глубину более 20 м. К положительным сторонам размывочной технологии можно отнести отсутствие роторного станка и упрощение работы. Нередко для гидробурения размывкой применяется только затвор и помпа. Штангу, по которой подается вода под высоким давлением, устанавливают на трехопорный лафет и вращают вручную с помощью воротов.
Для эффективного разрушения породы на дне скважины используют также ударные долота. В этом случае на конце буровой штанги монтируют острозаточенные долота и штыки из твердых сплавов. При нанесении несильных, но частых ударов, с одновременным проворачиванием штанги вокруг оси, острая кромка долота раскалывает небольшие камни на мелкие фрагменты, которые выносятся потоком воды. Способ довольно эффективен для работы на известняковых пластах, но абсолютно не пригоден на вязких и подвижных суглинках.
Отличительные особенности метода
Использование скважин в качестве автономного источника питьевой воды довольно старый и проверенный способ. Наряду с традиционными, порой дорогостоящими технологиями, метод гидробурения можно заслужено назвать экономным и универсальным.
Этот достаточно простой способ пробить скважину имеет некоторые нюансы, игнорирование которыми может свести на нет все ваши старания. Суть его заключается в комплексном подходе.
Галерея изображений Фото из
Одновременно с процессом бурения производится промывка выработки, благодаря чему сокращают этапы работ перед введением ее в эксплуатацию
Водозаборную скважину проходят с обязательной установкой обсадки, которая должна слегка опережать буровой инструмент
Воду из выработки через шланг сливают в зумф. После отстаивания в емкости и оседания на дно частиц грунта воду используют снова
Для производства работ по гидробурению не нужна высокая буровая вышка. Вполне подойдет мини станок, т.к. нет необходимости в извлечении из ствола буровой колонны
Проходка скважины при гидробурении осуществляется шнековым или колонковым способом. В самодельных станках вода подается к буру через полость колонны штанг
Веским минусом гидробурения признают грязь и слякоть, сопровождающую работу. Для того чтобы ее не разводить, для воды следует приготовить пару емкостей или выкопать углубления
Вода в скажину должна подаваться с хорошим напором, потому перед началом буровых работ следует запастись достаточно мощным оборудованием
Специфика гидробурения скважин
Сомещение расчистки и промывки
Оборудование для проходки скважины
Циркуляция воды при гидробурении
Мини станок для производства работ
Самодельная буровая установка
Ощутимые недостатки гидробурения
Оборудование для нагнетания воды
Здесь сочетаются два основных процесса – это непосредственное разрушение пород буровым инструментом и вымывание наружу выбуренных фрагментов грунта рабочей жидкостью. То есть, на породу оказывается воздействие бур и давление воды.
Необходимую для погружения в грунт нагрузку дает вес колонны буровых штанг и специальная буровая оснастка, закачивающая промывочную жидкость в тело образующейся скважины.
Промывочный раствор является смесью мельчайших частиц глины и воды. Затворяют ее в консистенции слегка гуще, чем чистая вода. Из приямка буровой раствор забирает мотопомпа и под давлением направляет в скважинный ствол.
Вода в схеме гидробурения выполняет одновременно несколько функций:
- вымывает выбуренные частички разрушенного грунта;
- выносит вместе с течением отвал на поверхность;
- охлаждает рабочие поверхности бурильного инструмента;
- при движении шлифует внутреннюю поверхность скважины;
- укрепляет не закрепленные обсадкой стенки скважины, уменьшая риск обрушения и заполнения отвалом ствола.
По мере заглубления буровую колонну наращивают штангами — отрезками ВГП трубы длиной по 1,2 — 1,5 м, Ø 50 — 80 мм. Количество наращенных штанг зависит от глубины залегания водоноса. Ее можно заранее определить в ходе опороса соседей на предмет отметки зеркала воды в их скважинах или колодцах.
Предположительную глубину будущей скважины делят на длину одной штанги, чтобы вычислить, сколько штук надо приготовить для работы. На обоих краях каждой штанги необходимо сделать резьбу для свинчивания рабочей колонны. Одну сторону надо оснастить муфтой, которую желательно приварить к штанге, чтобы не развинчивалась в стволе.
На практике гидробурение в чистом виде применяют редко, потому что нужен большой напор воды. Также тяжело бурить плотные глинистые слои. Чаще производят гидробурение с забурником. Этот метод чем-то похож на роторное бурение, но без ротора. Для лучшей центровки скважины и легкого преодоления плотных участков используют лепестковую или конусообразную форму бура.
Гидробурение не подходит для проходки по скальным и полускальным грунтам. Если осадочные породы в регионе бурения представлены щебнем, галечником, песками с большим включением валунов, от этого метода тоже придется отказаться. Вымыть и поднять из скважины с помощью воды увесистых камни и обломки тяжелых пород технически невозможно.
Выполняем бурение и устанавливаем обсадные трубы – руководство для начинающих мастеров
Процедура ручного гидробурения проста. Схема ее такова:
- Наливаете в приямок воду и замешиваете в ней глину до консистенции кефира. Операция выполняется миксером. Такой раствор при бурении станет формировать в скважине своеобразную емкость с гладкими стенками.
- Запускаете мотопомпу. Она закачивает в шланги промывочную жидкость, которая перетекает к бурильной установке через штангу. Затем вода уходит в первый приямок. В нем жидкость из скважины, насыщенная частицами грунта, отфильтровывается (взвеси оседают на дно). Буровой раствор становится чистым и переходит в следующий приямок. Его можно повторно применить для бурения.
- В случаях, когда длины бурильной колонны недостаточно для достижения слоя воды, насаживаете дополнительные штанги.
- Добравшись до заветного водоносного слоя, подаете большой объем чистой жидкости в скважину, чтобы тщательно промыть ее.
- Извлекаете штанги и устанавливаете трубы (обсадные).
Обычно используются трубные изделия сечением 11,6–12,5 см со стенками, имеющими толщину около 6 мм. Допускается устанавливать любые обсадные трубы – пластиковые, из асбестоцемента, стальные.
Максимальную длительность безаварийного применения гарантируют пластиковые изделия. Они практически не деформируются и совсем не ржавеют.
Обсадные трубы желательно снабдить фильтрами. Тогда вода из скважины будет иметь более высокое качество. Можно приобрести готовые фильтрующие приспособления. Но есть и более экономный вариант – изготовить простейшие фильтры собственными руками.
Обсадные трубы с фильтрами
Просверлите дрелью в нижней части обсадной трубы множество небольших отверстий. Обмотайте изделие геотканью, зафиксировав ее подходящими по размеру хомутами. Фильтр готов! Поверьте, такая нехитрая конструкция сделает воду из скважины в разы чище.
Также после монтажа обсадной трубы рекомендуется засыпать в нее немного гравия (примерно половину обычного ведра). Этот строительный материал в данном случае будет служить дополнительным фильтром.
После установки обсадных изделий скважина промывается еще раз. Процедура дает возможность размыть водоносный слой, который в процессе выполнения буровых работ насытился промывочной жидкостью. Делается такая операция следующим образом:
- устанавливаете оголовок для скважины на трубное изделие;
- шланг, идущий от мотопомпы, тщательно закрепляете;
- подаете внутрь скважины чистую воду.
Все работы завершены. Опускайте в скважину насос и наслаждайтесь чистой водой.
Разновидности бура по назначению
В зависимости от места, сферы использования имеют нюансы в конструкции. Разберем каждый из них подробнее.
Шнековый
Применяется для бурения глубинных скважин на воду, обустройства подземных зондов под тепловые насосы. Имеет большое количество витков, именуемых шнеками.
ТИСЭ
Такой инструмент берется для рытья ям под монтаж свай. Внизу у него откидывающаяся лопатка, которая отвечает за расширение.
Проще говоря бур ТИСЭ имеет:
- лопасти;
- землеприемник;
- раскладной расширенный нож (в нижней части).
Для удобства работы нож иногда делают съемным.
Такой инструмент умельцы научились изготавливать самостоятельно. Ножом служит обрезанная лопата с хорошей заточкой. Землеприемником станет жестяная банка из-под соленой рыбы. Нож фиксируется не вплотную, а чтобы он мог двигаться. При опускании инструмента в шурф он подтягивается капроновой нитью, закрепленной на конце. Как только бур касается дна, натяжение нити делают меньше. Лопатка подрезает бока ямы, достигая нужного расширения.
Бур из лопаты
Отличный вариант для посадки кустарников, деревьев. Лопату нужно брать из качественной стали, чтобы не пришлось часто затачивать. Снизу с обеих сторон отрезают болгаркой небольшие сегменты, чтобы она приобрела прямоугольную форму.
Низ лопаты распиливают по центру на глубину до 30 см. Левую часть отгибают вперед, правую – назад или наоборот. Образовавшиеся лепестки проходят сварочным швом.
Для мягких грунтов
В таких условиях работать стандартным буром неудобно и это занимает больше времени. Поэтому для таких участков эффективным станет инструмент с режущей частью, которая делается удлиненной. Оформляется в виде стакана по бокам с небольшими прорезями. На разрезах выступает режущая кромка. Лучший материал для этого – закаленная сталь. Ее нужно хорошо заточить.
Навыки создания ручного бура особенно пригодятся, если дом с участком стоит на глине, суглинке, скалистой почве, где заводские буры-универсалы просто не справляются.
Мотобур (с бензиновым приводом), электрический
Магазинные варианты буров остаются привлекательными для владельцев частных домов, благодаря большой производительности, скорости работы.
Мотобур удобен в транспортировке, но зависит от заправки топлива. Инструмент с электроприводом будет работать только в условиях постоянной подачи электроэнергии.
Оба типа функционируют в разных режимах: на больших и малых оборотах.
Бурение скважины
Скважину на участке можно пробурить одним из методов бурения:
- Шнековым.
- Роторным.
- Ударно-канатным.
Отличаются технологии бурения между собой способами разрушения внутри скважины породы и вариантом извлечения из скважинного ствола грунта. Использование разного оборудования оказывает влияние на качество и стоимость сооружения устройств.
Что такое шнековое бурение
Самым дешевым и простым методом устройства скважины считается шнековое бурение. Технология проведения работ заключается в том, что классическим Архимедовым винтом, именуемым шнеком, производится выемка грунта.
Процесс напоминает бурение лунки для лова рыбы подо льдом любителями зимней рыбалки. Этот способ используется для бурения скважины глубиной не более 10 метров. Для промывки сооружения буровой раствор или вода не используются.
Шнековое бурение
Инструкция указывает, что такой метод без проблем можно использовать в сухих и мягких грунтах. Скальные, твердые породы, встречающиеся в процессе бурения, и плывуны бурению шнеком не поддаются.
Как изготовить из шнека от комбайна бур
Для бурения скважины под воду, со старых комбайнов шнеки можно использовать как буровой инструмент. После небольшой модернизации шнек от сельскохозяйственной машины превращается в достаточно пригодный бур.
Еще понадобятся трубы-штанги с нарезкой резьбы для увеличения высоты колонны для бурения.
Затем необходимо:
- Преобразовать нижний трубчатый конец в подобие винта. Для этого на расстоянии примерно 80 см от винтообразного конца привариваются два ножа с углом к горизонтальному направлению равным 25º.
- На верхнем конце бура устанавливается муфта с резьбой. Приваривают ее для того, чтобы можно было прикрутить штанги.
- На одну из них приваривается поперечная ручка. С помощью, которой будет завинчиваться шнек в землю. Все последующие штанги наращиваются между этой штангой и шнеком.
Что такое роторный способ бурения
Для бурения глубокой скважины роторным способом используется специальная бурильная труба. В ее полости погружается в скважину вращающийся вал, конец которого оборудован наконечником – долотом.
Долото
На долото создается нагрузка воздействием гидравлической установки. С помощью этого метода можно пробурить скважину на воду любой глубины. Большинство подобных сооружений выполняется роторным способом бурения.
Вымывание породы или грунта из скважины выполняется специальным бурильным раствором, подающимся в трубу одним из двух способов:
- Закачиванием насосом внутрь бурильной трубы, а затем выходящим самотеком раствором с породой наружу посредством затрубного пространства — прямая промывка.
- Попаданием в затрубное пространство самотеком, а затем выкачиванием из бурильной трубы насосом раствора с породой — обратная промывка.
Вымывание породы во втором случае позволяет получить выше дебит скважины. В этом случае более качественно удается вскрыть нужный водоносный слой.
Недостатком данной технологии является привлечение сложнейшего оборудования, что сильно увеличивает стоимость работ. При прямой промывке, сооружение скважины дешевле, поэтому владельцы частных домов чаще всего его заказывают для возведения конструкции на своем участке.
Что такое ударно-канатный способ бурения
Самый старый, трудоемкий и очень медленный способ бурения – ударно-канатный (см. Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно). Но, с его помощью можно получить качественную скважину, готовую прослужить до полувека.
Технология заключается в следующем:
- Порода или грунт разбивается под действием тяжелого снаряда, который поднимается на определенную высоту, а затем с силой падает вниз.
- С помощью желонки разрушенная порода вынимается из скважинного ствола.
Установка для ударно-канатного бурения
Преимуществом метода бурения является то, что нет необходимости использовать во время работы воду или специальный бурильный раствор, что позволяет более точно вскрыть водоносный горизонт, и этим обеспечить максимальную величину дебита скважины и увеличить продолжительность срока ее службы.
К недостаткам метода относятся:
- Большая трудоемкость.
- Высокая стоимость бурения.
- Для выхода на второй и следующие водоносные горизонты нужна изоляция выше расположенных водоносов. Для этого используются дополнительные обсадные колонны, что увеличивает траты средств на приобретение труб другого большего диаметра.
- Увеличивается и объем работ, который должны выполнять специалисты.
Пробурили скважину, что дальше делать смотрим ниже.
Особенности гидробурения
Способ заключается в извлечении отработанной породы водой, под давлением нагнетаемой в полость шахты. Буровой инструмент для удаления разрушенных слоев не применяется.
Технология заключается в сочетании 2 процессов:
- образование вертикальной скважины в земле посредством поочередного разрушения почвенных пластов;
- извлечение из скважинного ствола измельченных фрагментов грунта под действием рабочей жидкости.
Процесс замешивания раствора на бурение.
Созданию необходимого усилия, требующегося для погружения режущего инструмента в породу, способствует собственный вес оборудования, состоящего из колонны штанг для бурения и оснащения для закачки жидкости в скважину.
Для изготовления промывочного раствора в отдельном приямке в воде затворяют небольшое количество глиняной взвеси, строительным миксером размешивают ее до консистенции кефира. После этого буровая жидкость мотопомпой под напором направляется в скважинный ствол.
При гидробурении жидкая среда выполняет следующие функции:
- удаление из тела водяной шахты фрагментов разрушенной породы;
- охлаждение режущего инструмента;
- шлифовка внутренней полости шурфа;
- укрепление шахтных стенок, позволяющее снизить вероятность обрушения выработки и засыпания отвалом скважинного ствола.
Из отрезков трубы длиной 1,5 м, соединяемых резьбовыми креплениями, формируют колонну, удлиняющуюся за счет наращивания фрагментов по мере заглубления скважины.
Технология гидробурения оптимальна для пород с высокой концентрацией песка и глины. Применять эту методику для обустройства автономного источника на скалистых и болотистых грунтах нецелесообразно: массивные и вязкие слои почвы тяжело вымываются водой.
Можно ли самостоятельно пробурить скважину
Бурение скважины трудоёмкий процесс, потому что её длина может варьироваться от 8 до 260 метров. Глубина отверстия зависит от локализации известнякового слоя. Поэтому перед проведением работ нужно изучить структуру и расположение слоев почвы, что могут сделать только специалисты.
Своими руками пробурить скважину не сложно, достаточно трудно попасть в определенный слой почвы и создать крепкие стены для отверстия. Вода, набираемая из скважины, чаще всего идет для употребления внутрь. Поэтому, если Вы не уверены в своих способностях, то рисковать здоровьем и жизнью своей, своих родных и близких не стоит – лучше доверить бурение опытным в таких делах людям.
Раскачка самодельной скважины
Забуренная скважина — это еще не все. Она не даст воду требуемого качества в нужном количестве. Для этого необходимо вскрыть водоносный пласт или «раскачать» скважину. Если вскрывать пласт (прямым или обратным способом — без разницы), воду можно получить в течение суток, но потребуется сложное дорогостоящее оборудование. А раскачка скважины будет длиться несколько дней, но для нее достаточно иметь самый обычный бытовой погружной насос (только центробежный, потому что вибрационный не подойдет).
Чтобы раскачать пробуренную скважину, из нее сначала желонкой удаляют ил, а затем начинают качать воду — полностью, как только наберется объем, покрывающий задействованный насос.
Можно выполнить раскачку и с помощью манерки, но тогда долго придется черпать воду — недели 2, не меньше.
Важно: Раскачку скважины можно считать завершенной, когда прозрачность воды доходит до 70 см. Проверить это можно в непрозрачном сосуде (например, в чистой бочке), с помощью эмалированного или фаянсового диска белого цвета, диаметр которого примерно 15 см (взять, скажем, блюдце или кастрюльную крышку)
Смотреть на погруженный диск следует строго вертикально, и, как только по его краям жидкость начинает расплываться, размывая контуры — это уже непрозрачность, необходимо остановиться. Как только прозрачность достигнута, надо взять пробу воды и сдать ее на анализ в лабораторию. Если контролирующий орган подтверждает качество добычи, затрубное пространство скважины бетонируют или заделывают глиной, а после ставят фильтр.
