Как обеспечить свой участок и дом достаточным количеством чистой воды? Иногда самый простой ответ на этот вопрос – колодезный агрегат. Если нанимать бригаду дорого, но есть навыки и желание много работать, можно пробурить самому. Способы добычи воды из недр матушки-земли различны.
Среди них бурение скважины желонкой занимает достойное место. Гелеобразование чаще всего применяют в сочетании с роторно-керновым методом для извлечения рыхлых несвязных пород: песка, гравийных отложений. Бывает, что без применения желонки вообще невозможно поднять поврежденный грунт со дна.
Мы расскажем о том, как осуществляется бурение с помощью желонки. Здесь вы узнаете, как грамотно пробурить скважину на воду на дачном участке с помощью простейшего самодельного бурового инструмента. Опираясь на наши рекомендации, вы обустроите источник воды с минимальными затратами.
Общие понятия о процессе бурения
Бурение желонкой – это так называемый метод бурения ударным канатом. В качестве бурового инструмента используется желонка — тяжелый, полый, длинный и узкий снаряд, который сбрасывается в ствол скважины с высоты нескольких метров.
Под тяжестью желонки слои грунта разрушаются и попадают в полость снаряда. Желонка вынимается, очищается от грунта и снова сбрасывается в шахту.
Процесс повторяется снова и снова, пока они не достигнут водоносного горизонта и не минуют его. Хотя процесс выглядит простым в описании, он может быть долгим и трудоемким.
Однако ударное бурение имеет много преимуществ перед другими методами. Например, при ручном бурении с обручем вода в скважину обычно не подается, как это часто делается при использовании шнекового или вращательного бурения.
В результате грунт в колодце не промокает, а это снижает риск ослабления или разрушения стенок. Еще один плюс – точное определение водоносного горизонта.
При бурении по мокрому не всегда просто понять, что наконец-то появилась долгожданная вода. Даже опытные бурильщики иногда не сразу распознают этот момент и продолжают бурение. Кроме того, предполагается, что дебит «сухих» скважин выше, чем у «мокрых”.
Желонка применяется для строительства колодцев в рыхлых обломочных породах, наполненных водой. Инструмент оснащен клапаном для захвата и подъема большего количества породы за один раз
При выборе между обручем и шурупом некоторые умельцы руководствуются следующими соображениями. Промывочные шнековые установки, которые выпускает современная промышленность, имеют ограничения по глубине бурения.
А мощность таких установок составляет 12 кВт. В бытовых условиях трудно найти мотор-редуктор, обеспечивающий такую мощность.
А редуктор мощностью всего 2,2 кВт поднимает груз весом около тонны. Такой механизм без проблем поднимет даже очень тяжелую желонку. Остается только бросить желонку вниз, чтобы получить достаточно мощный удар, способный разрушить довольно плотные камни. Это приводит к более эффективному эффекту с меньшим потреблением энергии.
К тому же желонку собрать из подручных средств будет проще и быстрее, чем шнек, конструкция которого заметно сложнее. Известны случаи, когда с помощью самодельной желонки, стенда и двигателя удавалось пробить скважину глубиной более 40 метров, хотя на выполнение этой работы уходило несколько месяцев.
Галерея изображений Фото от Желонка — инструмент для производства ударно-канатного бурения. Представляет собой трубу с устройствами для разрушения, захвата и удержания разрушаемой в скважине породы. Верх желонки оборудован приспособлением для крепления троса. Это серьга, как на фото, конус с ушком или просто приваренный стержень. В верхней трети желонки имеется отверстие, через которое выгружается порода, захваченная снарядом при бурении. Башмак желонки снабжен клапаном, который удерживает буровой камень в трубе. Для усиления разрушительного действия низ обруча можно дополнить режущим лезвием с зубьями. Основа самодельного обруча – труба. Серьга для удержания инструмента в колодце. Окно для выгрузки грунта из желонки
Что необходимо учесть при работе?
Для начала не помешает предвидеть возможные проблемы. Конечно, каждая скважина имеет индивидуальные особенности.
Бурение на расстоянии всего в несколько десятков метров может происходить по разным сценариям. Но знание примерного состава грунта и слоев, которые в него входят, позволит составить предварительный план, запастись необходимыми инструментами и т.д.
Чем тяжелее и вязче материал, который приходится выносить на поверхность, тем труднее будет работать желонке. Самый простой способ обработки сухого песка. Но на зыбучих песках работа может длиться бесконечно долго, а глубина колодца почти не увеличивается. Некоторые мастера рекомендуют в этом случае проводить бурение с одновременной промывкой, максимально быстро выдвигая обсадную трубу перед желонкой.
Слои тяжелой глины желонкой преодолеть практически невозможно. На таком грунте бурение более эффективно в других отношениях.
Для выбора слоя глинистой почвы используют стакан: узкий длинный инструмент с острым нижним краем и без клапана. Его также сбрасывают в шахту с высоты нескольких метров. Затем стекло вынимают и очищают через узкое вертикальное отверстие, сделанное сбоку. Иногда такое отверстие делают в желонке.
Для бурения особо вязких слоев грунта методом ударной веревки применяют стакан — длинную трубку с заостренным нижним краем и узким отверстием, проделанным вдоль стакана
Такая работа с глинистой почвой протекает тяжело и медленно. Стоит учитывать затраты труда и времени, возможно имеет смысл предпочесть бурение шнековым бурением, а не ударным бурением. Для оценки состава грунта, в котором предстоит производить бурение, есть два способа. Дешево – спросите у соседей, у которых уже есть скважина, а дорого – закажите бурение у специалистов.
Обычно место для колодца выбирают там, где падает рельеф, предполагается, что это будет ближе к водоносному горизонту. С помощью желонки некоторым умельцам удавалось пробурить довольно приличную скважину прямо в подвале своего дома, так как станок или стенд желонки представляет собой относительно компактную конструкцию.
Следует помнить, что такие работы можно проводить только в достаточно просторном подвале с высоким потолком. В этом помещении необходимо не только разместить буровую установку, но и нарастить обсадную колонну.
Если пола и потолка пока нет, лебедку можно прикрепить к стропилам. Кроме того, следует учитывать большое количество грязной воды, которая будет поступать из скважины при бурении и может затопить все вокруг. Бурение дешевле проводить в сухой сезон.
Бурение желонкой – довольно грязная работа, необходимо предусмотреть место, куда будет ссыпаться вынутый из агрегата отработанный грунт
Чаще всего это делают летом. Бурение довольно эффективно зимой, хотя преодолеть слой мерзлого грунта может быть непросто. А вот весной во время половодья бурить скважины не рекомендуется. Влажный грунт сложнее удалить, и сложнее будет определить момент появления воды в колодце. Осенью работа обычно приходится на ноябрь.
Инструменты и применяемые материалы
Во-первых, вам понадобится сама желонка, а также установка, к которой она будет крепиться. Желонка для бурения представляет собой достаточно тяжелый снаряд.
Конечно, при большом желании заправленный блок можно вытащить из шахты вручную, но на это потребуется много времени и сил. Для облегчения работы над буровой установлена башня в виде подставки.
Для подвешивания обруча над рабочим отверстием используется специальная подставка. Обычно его делают из металла, но подойдут и деревянные балки
Он может быть изготовлен из металла или дерева. Сверху закрепляется блок, через который пропускается металлический трос. На этом тросе подвешена желонка. Так что для его извлечения потребуется меньше усилий.
Подъем осуществляется с помощью мотор-редуктора с муфтой, на вал которой намотан трос. Чтобы барабан после удара желонки не раскручивался по инерции, можно установить специальное устройство для торможения.
Для коммерческого использования использование тормоза вполне оправдано, но для собственных нужд можно обойтись и без него. С помощью муфты можно регулировать усилие, прилагаемое к устройству, при этом учитывая момент удара. В процессе эксплуатации устройства умение определять этот момент быстро приходит с опытом.
Внизу желонки приваривается или привинчивается башмак со встроенным в него лепестковым клапаном. Клапан предотвращает высыпание грунта из снаряда, когда он поднимается наверх для очистки
И установку, и желонку, и стекло можно сделать самостоятельно или купить в строительных магазинах. Как сделать дрель для ручного сверления подробно описано в этой статье.
Для изготовления желонки понадобится кусок металлической трубы длиной несколько метров. Внешний диаметр такой трубы должен быть меньше внутреннего диаметра кожуха примерно на 20 мм. Например, если используется стальной корпус 133 мм, для волновой желонки подойдет труба диаметром 108 мм.
Толщина стенки трубы для желонки может достигать 10 мм. При этом габариты и вес устройства должны быть соотнесены. Он должен быть достаточно тяжелым, чтобы эффективно отделяться и цепляться за землю при ударе о землю.
Но следует помнить, что для извлечения наполненной желонки мощности редуктора должно хватить. Вполне достаточным считается вес в 30-40 кг. После того, как труба выбрана, необходимо приварить или прикрутить внизу башмак с лепестковым вентилем.
Галерея изображений Фото от Выбор типа клапана для желонки зависит от диаметра трубы и задачи, которую предстоит решить с помощью бура. Узкие желонки с шаровыми кранами используются в основном для очистки забоя скважины.Для бурения скважины подходящим снарядом считаются желонки диаметром от 80 до 160 мм. При бурении язычковый буровой клапан работает лучше. Герконовые клапаны бывают одно- и двухстворчатыми. Для увеличения разрывного усилия башмак желонки дополнен резцами Шаровой кран в узкой желонке
Сверху приваривается защитная решетка и ручка, к которой будет крепиться металлический трос. Нижняя часть может быть заточена внутрь для улучшения рыхления почвы. Вместо стачивания краев можно приварить к днищу заостренные стержни или острые куски металла.
Примерно так же из куска трубы делается стакан для бурения скважины в глине. Только в этом случае вентиль не нужен, а по длине трубы делаются вертикальные отверстия, чтобы стекло можно было очищать от вязкого грунта.
Помимо установки и желонок, вам понадобится ряд материалов и приспособлений:
- кожура в нужном количестве;
- хомуты для фиксации труб при сварке или пайке;
- садовый бур;
- место для сбора отработанного грунта;
- емкость или место для слива загрязненной воды;
- сварочный аппарат или паяльник для труб ПВХ.
В стволе скважины может использоваться как металлическая, так и пластиковая обсадная труба. Нижняя часть первой пластиковой трубы должна быть снабжена специальным башмаком, облегчающим процесс опускания трубы в ствол скважины. Пластиковые трубы паяют с помощью специально предназначенного для этого паяльника.
Освоить работу с этим инструментом несложно, но перед началом работы лучше взять несколько уроков у более опытных мастеров или потренироваться на частях ненужных труб. С металлическими трубами немного легче работать, так как они прочнее пластиковых конструкций.
Часто такую трубу просто забивают в шахту, чтобы опустить ее на нужную глубину. Для сварки металлических труб используется сварочный аппарат, если нет навыков работы с таким оборудованием, их необходимо освоить. Чаще всего для колодцев используют трубы с резьбовым соединением, но сварка считается более надежной.
Описание технологии бурения
Если все материалы и инструменты подготовлены, можно приступать к работе. Над выбранным местом для колодца устанавливается стойка. На блок наводят металлический крепежный трос и оборачивают его вокруг вала редуктора. В почве под желонкой с помощью садового бура делается отверстие такого диаметра, чтобы через него проходила желонка.
Галерея изображений Фото от Желонка применяется для проходки по рыхлому несвязному грунту: песок, галька, гравий, гравийные отложения. Шаг 1: Перед бурением почву с корнями растений и верхние слои почвы лучше перекопать лопатой. Глубина стартовой ямы ок. 0,7 — 1,0 м. Шаг 2: Желонку бросаем в яму на убой. Орудие, ударяясь о землю, разрушает почву. Отбитый грунт заталкивается в бур, хлопающий за ним клапан удерживает его внутри трубы. Укрепляем стенки ямы. Фиксируем положение кожуха, чтобы шток не деформировался при выемке. 4 стадия: Желонка плохо разрушает и практически не захватывает глинистые грунты: суглинки с супесями. Если они есть в разрезе, нужно заполнить шнеком подающего инструмента. Шаг 5: Опустить шнек в обсадную трубу, нарастить инструмент штангами на нужную глубину. Собранную таким образом бурильную колонну ввинчиваем в забойное отверстие и снимаем с вала винт с набором камней на лопастях. Шаг 6: Вы можете пройти 5-7 м вручную с обручем. Буровая установка облегчит работу. Шаг 7: Сверху самодельной буровой установки закрепляется блок, через который перебрасывается канат, соединенный с желонкой. Для опускания и подъема снаряда можно использовать лебедку Область применения желонок при бурении Рытье котлована перед бурением скважины Бурение желонкой вручную Обсадная труба Бурение на аргиллит Бурение песчаной глины буром Самодельный станок для глубоких работМеханизация бурения желонками
Можно начинать бурение. Поднятую над дырой желонку просто сбрасывают вниз. От удара грунт разрыхляется, клапан открывается, и полость желонки заполняется грунтом.
Обычно делают не один, а три-четыре удара, чтобы желонка была максимально заполнена грунтом. Затем его снимают с вала, клапан открывается, и захваченный грунт высыпается из агрегата.
Пустой обруч снова несколько раз бросают в древко и т д. Постепенно древко становится глубже. Чтобы уберечь стены от обрушения, нужно опустить внутрь первый кожух.
С помощью желонки скважину можно пробурить даже в подвале, особенно если пол и кровля еще не уложены. Вместо стойки в качестве опоры для устройства используются стропила, на которых закрепляется блок для троса желонки
Трубу держат специальными хомутами, чтобы она не проседала слишком глубоко. При необходимости длину кожуха увеличивают путем сварки, свинчивания или пайки труб между собой.
Считается, что сначала можно пробурить неглубокую скважину, а потом монтировать трубы, но гораздо разумнее монтировать трубы сразу. Это точно защитит стенки колодца от обрушения.
Очень важно правильно установить первый кожух в шахту. Положение выставляется по уровню и тщательно фиксируется. Положение остальных труб устанавливается вдоль первой трубы. Если труба поставлена криво с самого начала, это может затруднить бурение, установку фильтрующего насоса, обслуживание скважины и т.д.
Верхний слой глинистой почвы обычно очень плотный из-за большого количества глинистых включений. Его пропускают с помощью стакана, устройство которого описано выше. Работают так же, как желонка: бросают в шахту, вынимают, чистят и т.д. Пройдя эту сложную часть, можно снова использовать желонку.
Чтобы было удобнее соединять кожухи, верхний и нижний края трубы, которые крепятся к уже заглубленной колонне, фиксируют специальными хомутами или металлическими, или деревянными
Трудности могут возникнуть и при проходке зыбучих песков, если ствол в процессе бурения проходит через этот водонасыщенный слой. Некоторые мастера считают, что для ускорения работы имеет смысл подавать в кожух воду и вычерпывать жидкий грунт.
Желоночное бурение обычно проводят «всухую». Это позволяет точно определить появление воды в колодце, что свидетельствует о достижении водоносного горизонта.
прекращение бурения, как только в шахте появляется вода, является распространенной ошибкой новичков. Рекомендуется продолжить бурение и углубиться в следующий слой грунта примерно на полметра. Это обеспечит максимальный приток к скважине. Затем остается прокачать скважину, опустить в нее насос, обустроить оголовок и так далее
Выбор: с фильтром или без?
Для предотвращения попадания загрязнений в колодец внутри скважины устанавливается вторая труба с колодезным фильтром. Его изготавливают из длинного отрезка трубы, диаметр которой должен быть меньше диаметра кожуха. Верхняя часть трубы используется для сальниковой коробки, а в средней части сделано множество отверстий.
На той части трубы, из которой сделан фильтр для колодца, следует сделать ряд частых и достаточно больших отверстий. Такая перфорация обеспечит быстрый приток отфильтрованной воды в скважину
Перфорированная часть покрыта сеткой из ажурной ткани, но в крайнем случае подойдет и обычная мелкоячеистая сетка, например с параметрами 0,2Х0,13. Сетку можно прикрепить проволокой.
Нижняя часть фильтра представляет собой отстойник, где перфорация не требуется. Если спустить фильтр в скважину, устроенную винтовым способом, можно с помощью соединительных стержней, то при выполнении ударно-канатного бурения фильтр доставляется с помощью металлического троса.
Перфорированный фильтр для колодца необходимо закрыть металлической сеткой галлонного плетения и закрепить проволокой из нержавеющей стали. Вместо сетки галлонного плетения можно взять обычную, довольно мелкую сетку
Это не позволяет с усилием прижимать фильтр для обеспечения герметичности конструкции при ее соединении с сальником. В этом случае можно эффективно использовать ПСУЛ — предварительно спрессованную герметизирующую ленту. Этот материал широко используется при монтаже окон ПВХ.
Такую ленту нужно обмотать по краю фильтра и сразу опустить в шахту, так как ПСУЛ довольно быстро расширяется. Если фильтр опустить сразу после наматывания ленты, он расширится в нижней части и обеспечит хорошую герметизацию фильтра. После опускания фильтра корпус осторожно поднимают.
ПСУЛ — предварительно спрессованная саморасширяющаяся уплотнительная лента используется при монтаже окон ПВХ, но подходит для изготовления скважинного фильтрующего сальника. Необходимо завернуть ПСУЛ примерно на 30 см в верхнюю часть фильтра и сразу опустить в колодец
При этом большая часть фильтра должна находиться ниже уровня края кожуха. Для подъема трубы можно использовать два пятитонных домкрата. Та часть трубы, которая выведена на поверхность, отрезается или откручивается. Чтобы хомут не соскальзывал, к выступающему отрезку трубы приваривают отрезки арматуры.
При ударно-канатном способе бурения можно создать безфильтровую скважину. Чтобы обустроить его таким образом, необходимо опустить кожух под водоносный горизонт примерно на 0,5 метра. При «мокром» бурении или колонковом бурении трудно извлечь керн из скважины. Желонка легко извлекает рыхлые водонасыщенные обломочные породы.
Схема устройства бесфильтрового колодца: 1 — колодец; 2 — водоносный горизонт — горизонт; 3 — воронка водозаборная; 4 — потолок; 5 — обсадная колонна; 6 — песок; 7 — полость, образовавшаяся в процессе откачки песка эрлифтом
После того, как обсадная колонна хорошо установлена, в скважину опускают два шланга. По одному из них в скважину подается поток воды, а по другому с помощью компрессора нагнетается воздух. Этим достигается так называемый эрлифт, а поток воды предотвращает образование песчаной пробки.
В результате через кожух будет проходить смесь воды, песка и воздуха, которую необходимо слить в отдельную емкость. Когда смесь осядет, необходимо измерить объем вымытого из скважины песка. Согласно справочникам, каждый кубометр такого песка равен примерно 4,5 кубометрам дебета.
В другой статье будет представлен колонковый и шнековой метод бурения скважины на воду, которую мы рекомендуем вам прочитать.
Выводы и полезное видео по теме
Видео №1 Наглядная демонстрация бурения скважины желонкой:
Видео №2 Сочетание бурения шнеком в твердом грунте и прохода обручем по мелкому водонасыщенному песку:
Видео #3 Интересный вариант устройства желонки и стакана для бурения:
Канатное бурение имеет много преимуществ по сравнению с более распространенным винтовым методом. Желонку и другие приспособления несложно изготовить из подручных материалов. Процесс сверления тоже несложный, особенно если в самом начале предусмотреть возможные проблемы.
У вас есть личный опыт ручного сверления? Возникли вопросы при ознакомлении с представленным нами материалом, не хотите ли поделиться известными только вам тонкостями? Пишите комментарии в блоке ниже, задавайте вопросы, оставляйте картинку по теме.
