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

1. 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.
2. Желонку нельзя переполнять. В противном случае порода перебросится через снаряд. Итог: захват, зацикливание, остановка работ.
3. 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:

1. В здоровом теле здоровый дух: усиленные физические упражнения вкупе с правильным дыханием способны продлить жизнь.
2. Демократичность: пробурить скважину может плотник/слесарь/боксер, а лучше всех - штангист, но точно необязательно быть бурильщиком.
3. Клин клином вышибают: ударное бурение своими руками - отменное лечение эргофобии и зависимостей различного рода.
4. Эволюционный рост: труд сделал из обезьяны человека, ударный труд сделает из человека супермена. По окончании работ бонус - формат «Арни».
5. Уникальный ландшафт: из куч изъятого грунта можно сделать трассу для слалома или оставить их альпийскими горками.
6. 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.

К ударно-канатному бурению скважин прибегают чаще всего. Этот способ бурения скважин считается самым простым и может использоваться на любых грунтах. Особенность ударно-канатного бурения состоит в том, что оно может осуществляться без использования . На практике монтаж такой довольно компактной установки для бурения можно выполнить самостоятельно, исключая некоторые сложные детали, и использовать для .

Конструкция ударно-канатной установки

Комплектация установки для проведения ударно-канатного бурения включает:
. забивной стакан;
. ударную штангу;
. трос или канат;
. непосредственно каркас установки;
. лебёдку;
. блок.

Технология ударно-канатного бурения своими руками

Основным элементом ударно-канатной установки является забивной стакан, выполненный из фрагмента трубы. В нижней части забивного стакана имеется более прочная режущая кромка, на которой делается скос внутрь стакана. За счет повышенной прочности кромки стакан при каждом ударе глубже врезается в грунт. Приводится в действие буровой стакан лебедкой. Врезаясь в грунт, стаканом захватывается определенное его количество и далее при помощи лебедки поднимается над забоем.

За счет ударов ударной штангой, производящей циклические удары по верхней части стакана с наковальней, стакан вбивается глубже. Нескольких ударов достаточно для того, чтобы заполнить стакан полностью для последующего поднятия наверх и освобождения от грунта. Грунт держится внутри стакана при подъеме за счет действия сил трения. Процедура бурения повторяется до достижения необходимого результата.

Ударно-канатное бурение на различных грунтах

Следует отметить, что бурение при помощи забивных стаканов используют, как правило, при работе на достаточно мягких и несыпучих породах. Использование этого метода бурения скважин на грунтах сыпучих не рекомендуется по причине недостаточно большой силы связки частиц сыпучих пород друг с другом. В результате им не хватает силы трения для того, чтобы удержаться в корпусе забивного стакана и он при выходе из забоя оказывается пустым, а тело скважины набивается сыпучим грунтом.

На сыпучих породах выполняют с помощью желонка. Конструкцией желонка предусмотрен клапан в нижней его части, который открывается при врезании желонка в грунт, открывая свободное продвижение сыпучего грунта. При поднятии желонка наверх, клапан закрывается под тяжестью захваченного грунта, препятствуя его высыпанию. После поднятия на поверхность и освобождения от грунта, процедура повторяется вновь.

При бурении скважин ударно-канатным методом на твердых и каменистых грунтах используют буровое долото, которое выполняет функцию забивного стакана или желонка. В результате ударных действий долота твердые и каменистые грунты разрушаются, измельчаются, превращаясь в мелкие частицы, и при помощи желонки извлекаются со дна скважины наверх.

При проведении канатно-ударного бурения скважины на сыпучих грунтах, или на грунтах с прослойками сыпучего грунта, происходит засыпание скважины этими самыми грунтами. Поэтому в процессе бурения приходится . Первый отрезок обсадной трубы выполняют с конусным расширительным башмаком. При этом обсадные трубы должны быть большего диаметра, чем диаметр забивного стакана. Это позволит последнему свободное перемещение в скважине. При этом, при опускании обсадных труб в скважину, которое происходит под собственным весом или в результате не очень сильных ударов, за счет большего диаметра они срезают со стенок скважины часть грунта.

При проведении канатно-ударного бурения скважин на твёрдых породах рекомендуется использовать расширитель, так как не сможет справиться со срезом грунта со стенки скважины. Для разрушения и измельчения твердого грунта на дно скважины опускают расширитель, имеющий подвижные резцы. Конструкция резцов позволяет их складывать на время прохождения по обсадной трубе. Достигая нижней кромки обсадной трубы и грунта, специальные пружины приводят в действие механизм раскрытия резцов. В таком режиме резцами срезается порода со стенок скважины и увеличивается ее диаметр.

Что касается прохождения во время процесса бурения промежуточного водоносного слоя, то здесь следует применять ту же технологию, что и при бурении на сыпучих породах. Водоносный промежуточный слой следует перекрывать обсадными трубами, иначе скважина будет заливаться водой из водоносного слоя, препятствуя дальнейшему проведению бурения. С этой целью устанавливают так, чтобы нижняя кромка трубы упиралась в слой грунта, уровень которого находится ниже уровня водоносного слоя. Далее приступают к удалению воды и образовавшейся жидкой смеси из скважины при помощи желонки. Для ускорения процесса поднятия из скважины жидкой смеси можно засыпать в скважину сухой земли или частиц грунта, которые впитают воду и сделают смесь более густой и вязкой. После этого быстро и легко извлекается смесь на поверхность при помощи забивного стакана.

Очень важным условием при выполнении канатно-ударного бурения, точно также, как и при , является строгое соблюдение её вертикальности. В случае пренебрежения данным условием, образуется искривление скважины, что сильно затруднит процесс установки обсадных труб, а то и сделает это невозможным вообще. Чтобы избежать этого, рекомендуется использовать в работе более длинный забивной стакан. В таком случае намного легче достигать вертикальности скважины. Оптимальная длина стакана составляет примерно два метра.

Важное значение при канатно-ударном бурении отводится качеству троса. Его мощность должна быть с большим запасом, чтобы выдерживать нестандартные нагрузки. Так, кроме простого поднятия забивного стакана с ударной штангой, он несет достаточно высокие нагрузки при поднятии из скважины, забитого в грунт стакана. Это еще обусловлено и тем, что канатно-ударное бурение опасно образованием заклинивания стакана в скважине. Это случается при попадании между стенкой скважины или обсадной трубой и забивным стаканом частиц твердой породы. Поэтому для выполнения канатно-ударного бурения следует отдавать предпочтение тросу с диаметром не менее 10 мм.

Задача канатно-ударного бурения облегчается в значительной мере еще и тем, что все необходимые для него детали, при желании, вполне реально изготовить в домашних условиях самостоятельно.

Видео ударно-канатного бурения скважин на воду

– довольно сложный процесс, для проведения которого необходимо привлекать специализированную технику. В домашних условиях целесообразно использовать оборудование, изготовленное своими руками. В данном случае лучшим вариантом будет ударно-канатный способ бурения. Для изготовления данного оборудования не нужно быть профессионалом и достаточно использовать простые и недорогие материалы.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.

Преимущества и недостатки метода

Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:

• при помощи данного метода можно качественно вскрыть водоносный горизонт и эксплуатировать его. Срок службы скважины превышает 50 лет;
• при бурении ударным способом не нужно использовать воду или специальный бурильный раствор. Это очень практично;
• при помощи данного метода для формирования колодца можно даже пробурить породу, которая очень легко впитывает промывочную жидкость;
• к эксплуатации скважины можно приступать сразу после проведения всего комплекса работ;
• ударный способ бурения не представляет опасности для водоносного горизонта. После проведения всего комплекса работ его засорение исключено;
• ударное бурение скважин своими руками проводится с формированием отверстия с большим начальным диаметром;
• при помощи данной бурильной установки можно проводить геологоразведочные работы. Осуществляется выемка породы по всей глубине.

В то же время ударный способ бурения скважин не лишен недостатков. Он характеризуется низкой скоростью проведения всего необходимого комплекса работ. Также данный метод не подойдет для территории, где присутствуют сыпучие песчаные грунты, или если необходимо сформировать скважину значительной глубины.

Особенности проведения бурильных работ в разных грунтах

При проведении канатно-ударного бурения своими руками в зависимости от находящихся типов грунтов следует придерживаться ряда рекомендаций.

Мягкая не сыпучая почва

Легче всего работать при помощи забивного стакана. На поверхность почвы его опускает лебедка. Когда внутри стакана собирается достаточное количество породы, ее извлекают наружу.

Сыпучая почва

Используется желонка с клапаном. Он предотвращает высыпание породы, которая извлекается только на поверхности. В данном случае в обязательном порядке производится укрепление стенок забоя. Для этого применяются обсадные трубы. Они углубляются в почву под действием собственного веса, что позволяет продлить срок службы скважины.

Диаметр обсадных труб должен быть немного больше от бурильного снаряда, что обеспечивает его прохождение на нужную глубину.

Каменистая порода

Для раздробления почвы используется долото, а для извлечения наружу – желонка. Чтобы расширить диаметр скважины применения обсадной колонны недостаточно. Для этого используют специальный расширитель с движущимися резцами. Его опускают через обсадную трубу. Когда он доходит до нужной глубины забоя, происходит раскладывание резцов. Они срезают грунт, что облегчает передвижение обсадной колонны.

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Малогабаритная буровая установка

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.

В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Технология проведения бурильных работ

Устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.

Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.

Разрушение почвы начинают при помощи самодельного стакана из обрезка трубы. Ударной штангой его резко опускают на поверхность с высоты 1,5 м. При помощи троса с лебедкой стакан извлекают наружу и повторяют процесс сначала. При необходимости забивной снаряд меняют на желонку или долото, осуществляют увлажнение почвы или досыпают немного сухой породы.

Видео: Канатно-ударное бурение

Если вы решили пробурить на участке скважину на воду собственными силами, то канатная методика бурения – именно то, что вам требуется. Этот простой способ может применяться на разных типах грунтов. Для выполнения работы вам не понадобится привлекать специальную строительную технику. Относительно компактную и несложную установку для бурения по этой технологии можно соорудить своими руками. Благодаря подробной видео инструкции в конце статьи вам будет проще разобраться в процессе и выполнить его самостоятельно.

Ударно-канатный метод выполнения проходок заключается в постепенном разрушении породы посредством её дробления. Для разрушения грунта используется долото, а для очистки забоя применяют специальные желонки.

Данная технология позволяет выполнить гидротехническое сооружение с высоким дебетом. При этом гарантируется продолжительный срок службы скважины (он может превышать 80 лет). Самое главное достоинство канатного бурения – это простота и доступность. Именно поэтому таким способом проще всего самостоятельно сделать скважину на воду.

Достоинства и недостатки

Среди достоинств данного метода стоит перечислить следующее:

• При бурении таким способом не нужно снабжать буровую установку промывочным раствором или водой.
• Бурение можно проводить даже в породах, впитывающих промывочные жидкости.
• К освоению скважины можно приступить сразу после проведения бурильных работ.
• Данная технология позволяет избежать засорения водоносного горизонта.
• Ударно-канатное бурение может проводиться со значительными начальными диаметрами скважины (50 см и больше).
• Такой способ бурения позволяет брать раздельные пробы грунта в процессе выполнения работ.
• Возможность бурения проходки своими руками.

Однако такая технология имеет свои недостатки:

• Главный минус – невысокая скорость выполнения работ.
• Выполнить скважину на воду в некоторых разновидностях песчаных грунтов не получится.
• Этот метод не подходит для выполнения скважин значительной глубины.
• Канатно-ударным способом можно выполнять только вертикальное бурение.

Оборудование и инструменты

Чтобы выполнить скважину на воду по такой технологии своими руками, вам понадобится специальное оборудование, состоящее из следующих составных частей:

1. Штанга ударная.
2. Для подвески бурильного снаряда понадобится прочный канат или трос.
3. Канат будет крепиться к вышке, оборудованной блоком с лебёдкой.

Главным инструментом установки считается забивной стакан. Он напоминает кусок трубы с приваренной снизу режущей кромкой. Эта кромка делается из высокопрочной стали и имеет скос к центральной оси приспособления. Благодаря ей снаряд может глубоко проникать в породу в момент удара. В верхней части бурильного снаряда расположена наковальня. Это место удара штанги.

Внимание: метод канатного бурения требует возведения вышки, которую удобно выполнить в виде треножника.

Треножник можно соорудить из труб или деревянных балок. Вышку стоит делать такой высоты, чтобы она превосходила длину снаряда для бурения. Это позволит поднимать его над уровнем земли на нужную высоту. В верхней части вышки устанавливается блок, через который пропускается трос или канат.

Совет: самое простое приспособление для поднимания снаряда, которое можно выполнить своими руками, – это обычный ворот, наподобие колодезного.

Бурение в мягких несыпучих грунтах

Чтобы выполнить скважину на воду ударно-канатным способом в несыпучих мягких грунтах, нужно использовать забивной стакан. Такая порода хорошо прилипает и закрепляется в стенках снаряда. Что касается песчаных грунтов, то сыпучие частицы песка не смогут удержаться в полости стакана. В этом случае используют другие бурильные снаряды.

Метод бурения с использованием забивного стакана выполняется в таком порядке:

1. При помощи лебёдки бурильный снаряд приподнимается над забоем и резко опускается вниз.
2. В момент удара об породу кромка стакана захватывает часть грунта.
3. Для дальнейшего углубления снаряда в породу используется ударная штанга. Она бьёт по наковальне на стакане и способствует углублению снаряда.
4. После нескольких ударов полость снаряда будет полностью заполнена породой. Стакан поднимают на поверхность. Благодаря силе трения мягкий несыпучий грунт хорошо задерживается в полости бурильного снаряда.
5. После очищения стакана от грунта продолжают дальнейшие бурильные работы.

Бурение в сыпучих породах

Метод с использованием желонки заключается в следующем:

1. Внизу желонки расположен специальный клапан, открывающийся в момент удара снаряда о породу. Благодаря этому грунт попадает внутрь.
2. Когда снаряд поднимают на поверхность, клапан сам собой закрывается под тяжестью находящейся внутри породы. В итоге сыпучий грунт не может высыпаться из желонки.
3. После подъёма на поверхность снаряд освобождается от породы, и бурение продолжают дальше.

Если канатная технология бурения своими руками выполняется на однородном сыпучем грунте или в местах, где есть прослойки такой породы, то возникает большой риск засыпания забоя. В этом случае стоит придерживаться следующих рекомендаций:

1. По мере углубления забоя стенки скважины необходимо укреплять при помощи обсадных труб.
2. На первой трубе обязательно выполняется конусный расширительный башмак.
3. В процессе углубления скважины обсадные трубы под собственной тяжестью или вследствие несильных ударов опускаются глубже в забой.
4. Обсадные трубы выбирают так, чтобы их диаметр был чуть больше, чем диаметр бурильного снаряда. Это позволит трубе срезать лишнюю породу со стенок проходки в момент опускания.

Бурение в твёрдой породе

Ударно-канатным способом можно выполнить гидротехническое сооружение на воду даже в твёрдой породе. В этом случае в качестве бурильного снаряда используется долото. Если бурение будет проводиться своими руками, придерживаются следующей последовательности действий:

1. В момент удара долота о твердую породу происходит её раскалывание и дробление.
2. Для подъёма со дна забоя измельчённой породы используют желонку.

Внимание: поскольку работа ведётся в твёрдой породе, обсадная колонна не может срезать грунт со стенок проходки. Для этих целей используют специальный расширитель. Он имеет резцы, которые могут двигаться.

1. Чтобы опустить расширитель на дно забоя, его резцы нужно сложить. В итоге приспособление свободно пройдёт через обсадную трубу.
2. Когда расширитель выходит за пределы обсадной трубы в забой, его резцы сами раскладываются благодаря наличию специальной пружины. В итоге они могут срезать грунт со стенок скважины, расширяя сечение для прохода обсадной колонны.
3. В процессе выполнения бурения могут попадаться водные линзы. Если они попадут в забой, то сильно помешают работам, поэтому очень важно устанавливать обсадные колонны даже при работе на твёрдых грунтах.
4. Для перекрывания водоносной линзы необходимо, чтобы нижняя часть обсадной трубы упиралась в твёрдый пласт, находящийся под линзой. Затем прибегают к откачиванию жидкости. После этого из забоя извлекаются частицы породы. Для этого используют желонку.

Важные нюансы

При выполнении скважины на воду ударно-канатным способом стоит придерживаться следующих правил:

• Перед началом буровых работ производится откапывание шурфа. Он должен быть длиной 5 м и шириной 1,5 м. Глубина шурфа может доходить до 2 м. Его устройство нужно для защиты забоя от обвала верхнего сыпучего пласта земли. Стенки траншеи нужно укрепить при помощи дощатых щитов. После этого можно приступать к установке вышки.
• При ручном выполнении забоя обязательно выполняется контроль его вертикальности. В противном случае искривление может привести к тому, что обсадную колонну будет очень сложно или невозможно установить.

Стоит знать: бурильный снаряд значительной длины способствует сохранению ровности забоя. Именно поэтому рекомендуется использовать снаряды длиной не менее двух метров.

• Канатный способ бурения подразумевает использование тросов с большим запасом прочности. Он должен быть в состоянии выдержать вес самого снаряда и штанги. Помимо этого в момент подъёма он подвергается сильным нагрузкам на разрыв под тяжестью породы.
• В ходе такого бурения может возникнуть ситуация, когда снаряд будет заклинен в забое из-за попадания твёрдой породы. Поэтому толщина троса должна быть не менее 1 см.

Видео о том, как выполнить забой самостоятельно:

Ударно-канатное бурение известно с древних времен. С его помощью можно бурить глубокие скважины для нахождения водоносного пласта, не используя специальную технику. Преимущество данного метода заключается в простоте и доступности оборудования, возможности прохождения глубоких пластов грунта за короткий промежуток времени.

Преимущества метода

Ударно-канатное бурение имеет ряд преимуществ:

• Увеличение срока эксплуатации скважины;
• Возможность создания источника воды, обладающего достаточно большим диаметром;
• Исключение риска загрязнения воды попаданием примесей грунта в процессе бурения;
• Возможность контроля уровня воды на различных горизонтах грунта;
• Высокая эффективность применения при бурении скважины зимой с экономической точки зрения.

К недостаткам можно отнести затруднения при бурении скважин в сыпучих грунтах и замедление процесса бурения при создании скважины на большой глубине.

Применяемое оборудование

Оборудование, используемое при технологии ударно-канатного бурения, называется буровым снарядом Шитца. Он состоит из каркаса, блока с лебедкой, штанги, троса и забивного стакана. Забивной стакан изготавливается из части металлической трубы, оканчивающейся режущей кромкой, обладающей хорошей прочностью и скошенной во внутреннюю часть стакана. Чуть выше располагается наковальня, ударами по которой производится забивание стакана. Лебедка используется для спуска и поднятия стакана.
Каркас снаряда является вышкой, имеющей вид треноги, размеры которой должны по пропорциям соответствовать величине штанги. Чтобы достать забойный стакан было легче, высота вышки должна превышать его длину на 1,5 или более метра. Ее можно сделать самостоятельно из металлических труб или бревен. Все детали применяемого при ударно-канатном бурении оборудования могут быть изготовлены дома своими руками.
Трос должен обладать достаточной прочностью. Обычно используется стальной толщиной 12 мм и более. Значительный запас мощности необходим для выдерживания нагрузок нестандартного вида, которые могут возникнуть в процессе работы. Большая нагрузка на трос возникает при подъеме вошедшего в почву стакана, также может произойти заклинивание внутри скважины стакана, содержащего довольно крупный фрагмент породы.

Изготовление лебедки

Лебедка представляет собой подъемный блок, через который проходит трос, к которому крепится стакан или желонка. При желании его можно сделать своими руками. Для изготовления можно использовать бревна, в центр которых с торцевой стороны для придания большей прочности забита металлическая труба или стальной пруток. Перед забиванием металлической детали можно просверлить отверстия на торцах бревна с меньшим диаметром, чем диаметр детали. Это позволит упростить забивание оси и сделать прочнее ее фиксацию.
Чтобы не происходило проворачивания, на один из концов оси, выходящих из бревна, привариваются специальные ушки. На другой конец приваривается ручка, которую можно сделать из отрезка трубы, придав ей форму буквы «Г». Ворот закрепляется между стоек каркаса, на него наматывается трос при опускании или поднятии из скважины инструмента, ударах по стакану и его последующем извлечении, наполненного грунтом.

Технология процесса

При ударах штангой по наковальне происходит забивание стакана в грунт. Затем его поднимают с помощью лебедки наверх вместе с попавшим в него грунтом, высыпают почву и опускают стакан снова. Этот процесс продолжается до достижения требуемой глубины. Лучше всего использовать ударно-канатное бурение с применением забивного стакана на содержащей глину мягкой почве. При использовании стакана при прохождении сыпучих пород они высыпаются из него в скважину из-за недостаточной величины силы трения, которая могла бы связывать частицы породы между собой.
Данная технология менее трудоемка по сравнению с ударно-вращательным бурением на глубинах, превышающих 10 м. При ударно-вращательном бурении достаточно высок риск деформирования штанги и искривления ее хода, значительное количество времени тратится на соединение и отсоединение штанг. Также затруднение может вызвать разрыв соединения при бурении или попадание на пути бура камней.

Порядок работы

1. На месте будущей скважины роется шурф со сторонами 1,5 × 1,5 м и примерно такой же глубиной. Предотвратить осыпание грунта со стен шурфа позволит обшивание их досками.
2. Над точкой бурения устанавливается каркас вышки.
3. Производится крепление забивного стакана (если грунт сыпучий или предстоит прохождение водоносного пласта – желонки). Забивают инструмент вглубь грунта на 0,5 – 1 м, затем выполняют его подъем для удаления попавшего внутрь грунта.

Для бурения чрезмерно плотного грунта можно использовать дополнительную штангу для утяжеления стакана, закрепив ее на трос выше забивного стакана. Штанга представляет собой стальную трубу, имеющую крепежные насадки.

Этапы работы

1. Подъем забивного стакана с помощью лебедки с последующим резким опусканием вниз.
2. Внедрение стакана в пласт породы и захватывание некоторого его количества.
3. Силой трения частицы грунта удерживаются внутри стакана.
4. Для углубления снаряда внутрь скважины поднимают и опускают ударную штангу, ударяющую по расположенной на верхней части стакана наковальне.
5. После выполнения ряда ударов, снаряд поднимают на поверхность, высыпая вошедший в него грунт.
6. Затем цикл работы повторяется заново.

Бурение в условиях сыпучего или твердого грунта, содержащего камни

На сыпучих грунтах вместо забивного стакана предпочтительно использовать желонку. Это отрезок стальной трубы, в нижней части которого имеется задерживающий почву клапан. Когда желонка входит в грунт, происходит открытие клапана. В момент подъема желонки вверх клапан закрывается, препятствуя высыпанию набившейся внутрь почвы.
Бурить твердую почву удобно с помощью бурового долота. Его удары позволяют расколоть камни на мелкие части, которые можно затем поднять, используя желонку. Для работы на твердом грунте устанавливаются обсадные трубы с расширителем, увеличивающим диаметр конструкции.

Использование обсадных труб

Края скважины рекомендуется обсаживать специальными трубами из стали, асбеста или пластика. Наиболее легкими, недорогими и простыми в установке являются пластиковые трубы. Обсадные трубы имеют следующее предназначение:
Позволяют предотвратить осыпание грунта со стен скважины при механическом воздействии, которым сопровождается процесс бурения.
Перекрывают попадание в скважину воды из расположенных выше водоносных пластов.
Исключают загрязнение дна скважины при ее эксплуатации.
Забивание труб производится одновременно с углублением скважины. Первый участок обсадной трубы следует оборудовать расширительным башмаком, имеющим конусовидную форму. Для свободного прохождения забивного стакана внутри труб их диаметр должен превышать его ширину. Опускаясь в скважину под давлением собственного веса или под небольшим физическим воздействием, они производят срезание с боковой поверхности скважины некоторого количества грунта.

Использование расширителя

При бурении твердых пород расширитель позволяет срезать грунт, находящийся на стенках скважины. На расширителе имеются подвижные резцы, складывающиеся при продвижении его внутри обсадной трубы. После достижения нижнего отдела трубы и соприкосновения с грунтом резцы раскрываются благодаря наличию в их механизме специальных пружин. Срезание резцами расширителя породы позволяет увеличить диаметр скважины.
Прохождение промежуточного пласта, содержащего воду
Пройти промежуточный водоносный слой почвы можно, используя установку обсадных труб. Они забиваются в пласт грунта, находящийся несколько ниже водоносного. По мере прохождения производится откачивание скапливающейся воды и удаление со дна скважины смешанного с водой грунта желонкой. При использовании забивного стакана следует придать находящейся на дне жидкой смеси большую вязкость и густоту, подсыпая в скважину почву.

Разновидности желонок

Желонкой можно не только вычерпывать находящуюся на дне жидкую смесь, но и подавать цементный раствор в скважину, производить отбор жидкости для проверки при прохождении водоносного пласта.
Желонки могут быть следующего вида:

1. В виде трубы, имеющей снизу плоский или вогнутый клапан и ручку, к которой прикрепляется трос в верхней части.
2. Оборудованной поршнем, производящим всасывание растворенного в воде грунта при каждом ударе штангой.
3. Желонка пневматического вида, имеющая две камеры – воздушную и песочную. Ее заполнение производится благодаря созданию в камере высокого давления.

Желонка первого вида называется обычной или клапанной. Различают три типа клапанов:

1. Плоский клапан, может изготавливаться из стали, резины или быть комбинированным. Предназначен для очистки скважины от ила.
2. Шариковый клапан. Если приварить к нему несколько металлических зубцов, с его помощью можно будет также рыхлить грунт. Он может быть изготовлен самостоятельно из пластикового мяча, применяемого в «сухом бассейне». На его поверхности делается надрез, в который закладывается свинцовая дробь в смеси с эпоксидкой. В желонке также устанавливается ограничитель для шарикового клапана.
3. Клапан «карбюратор».

Изготовление желонки

Для изготовления желонки с шариковым клапаном можно взять трубу примерно 90 мм в диаметре, стальной переход и шарик, имеющийся в подшипнике. Для плотного прилегания шарика к переходу их притирают наждачной бумагой. После затачивания перехода шарик размещается внутри него. Утяжелить желонку можно залив в ее верхнюю часть бетон. Если вместо перехода используется шайба с расширяющимся в виде воронки верхом, к ней приваривается металлическая решетка и дуга, выполненная из отрезка толстой проволоки для крепления троса.

Наполнение желонки

В отличии от забивного стакана, который сбрасывается с довольно значительной высоты – не менее 2-х м от места бурения, желонку бросают вниз с высоты 0,3–0,5 м. Для ее наполнения этот процесс повторяется несколько раз. Это позволяет собрать таким образом находящийся на дне смешанный с водой песок или некрупный гравий. Для сбора крупного гравия применяется желонка пружинного типа.

Вертикальность бурения

Очень важно при бурении следить за строго вертикальным расположением оси скважины. Даже минимальное ее искривление может стать препятствием для опускания обсадных труб, приводя к остановке работы. Облегчить сохранение вертикальности прохождения позволит использование забивного стакана длиной 2 метра и более.