Добавить в закладки
Статьи

Заводские и самодельные буровые установки для бурения скважин на воду

Современный арсенал буровых установок насчитывает сотни разновидностей оборудования. Но если для добычи нефти и газа используются стационарные комплексы, то под скважину на воду подойдет малогабаритная модель. О том, какими эти модели бывают, как они работают и насколько сложно собрать самодельный компактный буровой агрегат мы и будем говорить далее.

Установки на передвижной базе имеют рельсовый гидравлический механизм для подачи редуктора.

Установки на передвижной базе имеют рельсовый гидравлический механизм для подачи редуктора.

Разновидности буровых устройств

Устройство стволов в газовой отрасли и нефтянке кардинально отличается от водяного направления. Там бур должен одинаково легко проходить вечномерзлый грунт и скальные породы. Плюс он изначально рассчитан под большое давление на глубине. Поэтому в нефтяной и газовой промышленности используются стационарные платформы.

Нефтегазовый сектор использует стационарные платформы для буровых установок.

Нефтегазовый сектор использует стационарные платформы для буровых установок.

Такое мощное оборудование для обустройства скважин на воду не нужно. В зависимости от сложности грунта и того насколько глубокая шахта нужна для скважины, есть 3 разновидности мобильных буровых установок.

  1. Самоходные буровые агрегаты — название говорит само за себя, базой для оборудования здесь выступает автомобиль. Классикой автомобильных буровых считаются Уралы и Кразы. Для относительно мелких скважин на воду существуют установки на базе УАЗ, причем как на колесном, так и на гусеничном ходу;
Установка на базе УАЗ способна пробурить тоннель на артезианский водяной горизонт.

Установка на базе УАЗ способна пробурить тоннель на артезианский водяной горизонт.

  1. Портативная передвижная установка с колесной базой — эксплуатационные характеристики таких установок не сильно отличаются от их автомобильных сестер. Хотя модели есть разные, ассортимент здесь большой, от маленькой двухколесной платформы под легковой автомобиль до сравнительно тяжелой модели «МГБУ-70».
Станковый агрегат «МГБУ-70» разрабатывался для скважин на воду.

Станковый агрегат «МГБУ-70» разрабатывался для скважин на воду.

  1. Переносные и разборные модели — семейство переносных агрегатов чаще всего используется для обустройства водяных скважин. Мощность у них сравнительно небольшая, но зато эти аппараты можно установить в труднодоступных местах, к примеру, в подвале.
Ручной агрегат с пневмоударником пробуривает ствол глубиной 30-40 м.

Ручной агрегат с пневмоударником пробуривает ствол глубиной 30-40 м.

Популярные малогабаритные и передвижные варианты

Иллюстрации Рекомендации
Серия установок РБ-50/220.

Монтаж таких установок не требует много места и особых условий.

В комплект входят:

  • Штанги — 1 метр, 1,5 м или 1,8 м;
  • Бур 50 мм из стали Ст40Х;
  • Станина с рельсовым механизмом;
  • Электробур с двигателем 2,2 кВт. Работающий от стандартной розетки в 220 V.

Максимальная глубина ствола для серии РБ-50/220 — 50-70 м. Стоить такой аппарат может от 59 тыс. руб.

Для таких установок желательно еще купить грязевой насос поршневого типа с диаметром частиц от 20 мм.

Серия установок РБ-100/380.

  • Электроустановка мощностью 4 кВт рассчитана на питание от генератора 380 V;
  • Максимальная глубина ствола — 100 м;
  • В комплект входит электрический тельфер грузоподъемностью 1 тонна;
  • Диаметр штанг 57 мм, штанги идут с замками и ключами к ним;
  • Агрегат предназначен для роторного бурения твердосплавной шарошкой;
  • Цена от 120 тыс. руб.

В комплект не входит грязевой насос, но для роторного бурения он необходим.

Серия установок УКБ-12/25.

Семейство агрегатов УКБ-12/25 имеет 3 направления:

  • Переносные модели;
  • Модели на колесной паре, как на фотографии слева;
  • Модели на автомобиле УАЗ.

В зависимости от модели устанавливается электрический, дизельный, бензиновый или сторонний (от привода автомобиля) силовой блок. Цена начинается от 220 тыс. руб.

Агрегаты этого типа разрабатывались под шнековый способ бурения.

Серия установок ПМ-23.

По классификации Протодьяконова такие установки могут работать на грунтах от IX, до XII класса.

Это означает, что их можно использовать для бурения:

  • Шурфов под бетонные сваи;
  • Шурфов для взрывной закладки в карьерах;
  • Стволов геотермальных скважин;
  • Скважин на воду.

Из тех, что есть в продаже, самый маленький агрегат базируется на автомобиле УАЗ, весит 800 кг, способен бурить стволы диаметром до 300 мм и глубиной до 190 м.

Самый мощный ПМ-23 на гусеничном ходу весит 2 тонны, бурит стволы диаметром 300 мм, глубиной 300 м.

Стоимость, без учета машины, 160-300 тыс. руб.

Семейство установок «ROTOMAX».

Компактные немецкие установки семейства «ROTOMAX» могут бурить сухим шнековым, пневмоударным и роторным способом с промывкой.

  • Диаметр ствола — 219 мм;
  • Глубина — до 120 м;
  • Вес — 1,9-2,4 т;
  • Цена договорная и начинается от 400 тыс. руб.

Для личного разового использования нет смысла покупать новую МГБУ, гораздо выгоднее будет аренда агрегата или покупка техники б/у .

Покупка нового оборудования не всегда оправдана.

Покупка нового оборудования не всегда оправдана.

Достоинства и недостатки малогабаритных буровых

  • МГБУ легко транспортируются, некоторые модели можно перенести своими руками;
  • Ремонт и эксплуатация такой техники не требует фундаментальных знаний;
  • Большинство агрегатов энергонезависимы, что очень удобно в поле или на неподготовленном участке;
  • Себестоимость 1 погонного метра ствола низкая;
  • Возможность использования переносных моделей в ограниченном пространстве;
  • Относительно низкая цена, особенно когда речь идет о самодельных установках;
  • Для обслуживания такой техники достаточно 2 подсобных рабочих.

Что касается недостатков, то легкие переносные и передвижные модели не способны бурить стволы глубиной более 100 м.

Насколько сложно собрать установку самому

Сделать своими руками такую технику можно, но для начала разберитесь, какую скважину вы собираетесь обустраивать. К примеру, артезианский источник самоделкой вы не пробурите, плюс ко всему на него нужно оформлять разрешительные документы, а эти документы вам не выдадут без профессионального подрядчика.

Необходимый набор документов для артезианской скважины.

Необходимый набор документов для артезианской скважины.

Алгоритм работ по обустройству источника

Если не брать в расчет артезианские источники, то алгоритм обустройства любой другой скважины будет состоять из следующих пунктов:

  • Сначала вам нужно выбрать место, по правилам питьевой источник делается не ближе 30-50 м от сливных ям и полей с удобрениями. Но этим правилом можно пренебречь, если вы бурите скважину на песчаный горизонт глубиной от 30 м;
Схема разделения скважин по горизонтам.

Схема разделения скважин по горизонтам.

  • Дальше собираете, арендуете или покупаете буровую установку и начинаете пробивать отверстие в грунте, о способах самостоятельного обустройства ствола мы поговорим чуть позже;
  • Когда ствол готов, в него вставляется обсадная колонна. Как правило, это стальная труба, она нужна для того чтобы не произошло обрушение стен ствола, а также чтобы в чистую питьевую воду не попали примеси из верхних водоносных слоев;
  • Теперь источник нужно промыть (несколько раз выкачать из него воду, пока не пойдет чистая);
  • На последнем этапе устанавливается насосное оборудование.

Статьи по теме:

Ударно-канатные механизмы

Родиной ударно-канатного способа обустройства скважин считается Китай. Первый чертёж или скорее эскиз такой установки появился около 3000 лет назад. Тем не менее, схема актуальна и по сей день.

Ударно-канатные механизмы применяются при обустройстве 2 видов источников — это абиссинский колодец и скважина на песок с фильтрующей основой. Абиссинский колодец сделать проще, но отзывы о нем не самые лучшие. Обычно вода там годится только для полива, ведь наполняется колодец от верховодки или грунтовыми водами.

Иглу для абиссинского колодца лучше брать из нержавейки.

Иглу для абиссинского колодца лучше брать из нержавейки.

Принцип прост, в землю вертикально забивается так называемая игла. Она представляет собой трубу с отверстиями для воды, на конце которой приварена пика из прочной стали. Существует 2 способа забить иглу до водоносного слоя.

  • Вначале, чтобы удержать трубу в вертикальном положении устанавливается тренога;
  • На расстоянии метра от земли к трубе крепится так называемый «подбабок» — в сущности это обычный хомут, плотно прикрученный к трубе;
  • Сверху на трубу надевается бабка — металлический груз весом от 30 кг;
  • На верхнюю часть треноги, а иногда прямо на трубу крепится блок с двумя роликами;
  • Через ролики продеваются 2 троса, которые крепятся к бабке;
  • Дальше подсобные рабочие при помощи тросов подтягивают бабку вверх и бросают. Таким образом, игла забивается в грунт, когда подбабок дойдет до земли, его переставляют на метр вверх, труба наращивается и процесс повторяется. На схеме ниже показан принцип работы системы.
Как забить иглу в грунт — схема.

Как забить иглу в грунт — схема.

Второй способ аналогичный, но более простой, в нем не нужно постоянно переставлять подбабок. Плюс иглу можно забить самостоятельно, без помощника.

  • Вначале игла забивается простой кувалдой примерно на 1 метр;
  • Дальше ставите над иглой треногу с роликовым блоком;
  • В качестве бабки выступает ударная штанга — кусок круглого металлического проката длиной 1-1,5 м и диаметром, чуть меньшим, чем диаметр трубы иглы;
  • Игла забивается посредством подъема и сброса вниз ударной штанги.
Схема забивания иглы в абиссинском колодце при помощи ударной штанги.

Схема забивания иглы в абиссинском колодце при помощи ударной штанги.

Классическая «китайская» ударно-канатная установка работает немного иначе. Здесь основным рабочим инструментом выступает «желонка». Она представляет собой трубу длиной до 2 м. Нижняя кромка трубы заточена по периметру.

Там же, в нижней части установлен обратный клапан, лепестки этого клапана пропускают грунт внутрь, после чего закрываются. Для утяжеления внутрь желонки устанавливается металлический груз.

В ударно-канатной установке желонка является основным рабочим инструментом.

В ударно-канатной установке желонка является основным рабочим инструментом.

Система работает примерно так:

  • Ставится тренога или какая-либо подобная конструкция с верхним роликовым блоком;
  • Первый метр в грунте выбирается садовым буром по диаметру желонки;
  • После этого снаряд сбрасывается в скважину и под собственным весом заглубляется;
  • Когда желонка наполняется грунтом, ее вытаскивают, чистят и продолжают бурить дальше;
  • Для подъема рабочего патрона используется лебедка. Патрон с грунтом штука тяжелая и голыми руками вытянуть его проблематично (руки устанут).

На мягких грунтах скважину можно пробить при помощи одной желонки. Если грунт каменистый, то вначале ствол углубляется острым долотом, которое разбивает камни, а потом мусор из ствола выбирается желонкой.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом.

Ударно-канатная схема с желонкой и пробойным долотом.

Шнековое бурение

Шнековое бурение среди профессионалов еще называют «сухим». Шнек — это не что иное, как «винт Архимеда». Такой своеобразный «штопор» вгрызается в грунт и поднимает его вверх по стволу.

Максимальная длина рабочего шнека 2 м, поэтому для стволов глубиной более 2 м штангу нужно наращивать и после забора грунта вынимать инструмент для очистки.

Шнек — это обычный винт Архимеда.

Шнек — это обычный винт Архимеда.

Для того чтобы сделать шнековую буровую в домашних условиях, вам кроме самого шнека понадобится еще силовая установка (ДВС или электродвигатель) и редуктор, который будет преумножать и передавать энергию от силовой установки к шнеку.

Для удержания редуктора с двигателем в вертикальном положении сооружается рельсовая колонна из 2 или 3 направляющих труб. В идеале для подъема шнека с грунтом желательно еще установить тельфер или мощную лебедку.

Рельсовая колонна из 2 труб прочно удерживает шнек в вертикальном положении.

Рельсовая колонна из 2 труб прочно удерживает шнек в вертикальном положении.

Бурение с промывкой

Если до этого мы рассматривали кустарные способы и установки, то роторное бурение скважин с промывкой уже ближе к профессиональному оборудованию. Но это совсем не означает, что такую технику нельзя собрать в домашних условиях.

Правда здесь я вынужден вас немного расстроить — из того, что можно сделать своими руками в роторной установке есть только рама с рельсовыми направляющими, все остальное оборудование придется покупать и собирать на месте.

  • Бурение выполняется при помощи профессионального металлического бура (шарошки). В отличие от шнека хорошая шарошка легко проходит сквозь скальные породы. Базируется шарошка на пустотелой металлической штанге;
  • Вращательный момент обеспечивается стандартным двигателем с редуктором;
  • Для охлаждения бура и подъема на поверхность породы используется вода, поэтому способ и называется «Бурение с промывкой»;
  • Одним из основных узлов конструкции считается «Вертлюг» — он обеспечивает прочное соединение силовой установки с буровой штангой и одновременно через него поступает или удаляется вода из скважины;
  • Вся эта конструкция базируется на рельсовой раме, состоящей из 2 или нескольких труб. На ней же устанавливается тельферная лебедка для подъема механизма со штангой.
МГБУ роторного типа устроены аналогично.

МГБУ роторного типа устроены аналогично.

Не пытайтесь самостоятельно выточить вертлюг в кустарных условиях и не заказывайте его в Китае. Это один из важнейших узлов и экономить на нем нельзя, берите либо отечественное оборудование, либо европейское.

Вертлюг считается одним из главных узлов конструкции.

Вертлюг считается одним из главных узлов конструкции.

Система с промывкой бывает 2 типов:

  1. Прямой ход — вода подается через вертлюг в буровую колонну и после охлаждения бура, вместе с породой поднимается по стволу скважины наверх. Обходится такая промывка дешевле, но грязи вокруг ствола будет очень много;
  2. Обратный ход — в этом случае вода заливается непосредственно в ствол. После чего грязевым насосом через буровую колонну и вертлюг вода высасывается вместе с породой. Придется заплатить за насос, но здесь вы можете организовать отстойники и не загаживать участок.
Обратный способ промывки гораздо удобней.

Обратный способ промывки гораздо удобней.

Вывод

По опыту, самодельные установки есть смысл собирать для обустройства стволов глубиной до 20 м на мягком грунте. Для глубокой скважины лучше взять какой-нибудь из выше перечисленных заводских агрегатов. На видео работа МГБУ показана наглядно. Если остались вопросы, пишите в комментарии, постараюсь помочь.

Для глубоких стволов лучше использовать заводские МГБУ.

Для глубоких стволов лучше использовать заводские МГБУ.

Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Опубликовано: 23.02.2018


Остались вопросы? Задайте их в нашей группе вконтакте