Буровые установки для бурения скважин на воду: оборудование на базе машин и своими руками

Подобрать хорошую и при этом недорогую буровую установку для бурения скважин на воду не так просто, как может показаться изначально. В такой ситуации эта статья поможет вам самостоятельно подобрать лучший механизм под свои запросы и кошелек.

Они бывают следующих видов:

самоходные (в качестве шасси используются различные трактора и спецтехника, например МТЗ, и автомобили марок: ЗИЛ, ГАЗ, УАЗ, МАЗ, а также на базе МКСМ);
малогабаритные МГБУ (монтируются на треноге или каркасе, перевозятся в автоприцепе или кузове грузового авто);
с промывкой или без;
ручные (подключаются к обычному мотоблоку);
ударные;
самодельные.

Самоходные

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

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

Среди положительных качеств выделяются:

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

Бурение ударным способом

Используется в рыхлых и мягких грунтах с галечником, разрушается горная порода по всей площади забоя под воздействием ударов бурового снаряда. Импульсы передаются сбрасыванием инструмента на тросах в скважину (канатно-ударный способ) или забиванием бура, закрепленного на штанге (ударно-штанговое бурение). Первый вариант применяется чаще. Масса снаряда 0,5-2,5 т, высота сброса 0,3-1 м, частота — 40-60 уд./мин.

Забивной снаряд — труба с режущей кромкой или долотчатой насадкой. Движение инициируется лебедкой. Удержание грунта внутри цилиндра происходит за счет сил трения.

Ударный механизм представляет собой качающуюся раму, приводимую в действие кривошипно-шатунной конструкцией, эксцентриком, гидроцилиндрами. Для лучшего дробления на сухой забой подливают воду. Буровой шлам из скважины извлекают после углубления на каждые 20-60 см.

Достоинства ударного способа:

возможность бурения выработок большого диаметра;
контроль уровня водоносного горизонта, исключение загрязнения реагентами для выноса шлама;
беспроблемное использование зимой;
продолжительный срок эксплуатации водозабора — до 50 лет.

Недостатки ударного метода: трудоемкость и невысокая скорость проходки. При искривлении скважины возникают сложности с опусканием обсадной колонны. Чтобы избежать трудностей, применяют бур длиной 2 м.

МГБУ

Из-за своей компактности их называют малогабаритными, или, если кратко, – МГБУ. Они стали настоящим прорывом. Благодаря МГБУ пробурить скважину на 70–100 метров может любой человек, даже тот, который ранее никогда не сталкивался с бурильными работами.

Эти аппараты делятся на три вида: мобильные, разборные и переносные. Их можно быстро разобрать, погрузить в кузов обычной «газели» и привезти на место назначения. После доставки МГБУ легко разгружается, собирается и готова к работе в течение 15–20 минут.

В качестве привода для малогабаритных устройств чаще всего используется электродвигатель, работающий от 220 вольт.

К примеру, МГБУ-70 весит всего 350 килограмм, но она способна бурить скважины до 70 м глубиной со скоростью 5–7 м/час, в зависимости от твердости грунта.

Для ее работы не требуется много места, так как габариты составляют всего 115 x 120 x 270 см.

Фитинги, арматура и расходные материалы для скважины

Для управления потоками воды, соединения различных участков водопровода используют фитинги и запорную арматуру.

многовходные фитинги;
угловые фитинги;
тройники;
шаровые краны;
муфты.

Фитинги подбирают в соответствие с диаметром используемых труб. Применяют комплектующие из полимерных материалов, нержавеющей стали, бронзы и латуни. Используют фитинги для разводки в кессоне и внутри дома. Они обеспечивают разветвление трубопровода в двух и более направлениях, изгиб водопровода под нужным углом. С помощью фитингов можно перейти с трубы одного диаметра на другой. Компрессионные фитинги имеют уплотнительные кольца, выдерживают высокое давление.

Для работы по обустройству потребуются расходные материалы:

обратный клапан – обеспечивает движение воды в одном направлении. Устанавливается между мембранным баком и насосом. Лучшее место для монтажа – место подключения водоподъемной трубы к погружному насосу;
кабельные муфты – обеспечивают герметичность соединения электрического кабеля. Термоусадочные муфты применяют в месте спайки провода насоса и силового кабеля;
муфты с наружной и внутренней резьбой – необходимы для соединения разных участков водопровода.

В монтажном комплекте – заглушка для гидробака, колена с разным углом, сгоны, тройники. Для работы потребуется ФУМ-лента, изолента, сварные электроды и отрезные диски для углошлифовальной машины.

Бурение с промывкой

В использовании как малогабаритных аппаратов, так и более крупных механизмов, для повышения скорости прохождения породы, рекомендуется применять сверление с промывкой. Данный способ рытья позволяет поднять скорость погружения до 10 м/час, тогда как обычный сухой метод редко когда позволяет достичь скорости более 2 м/час. Существует два вида бурения с промывкой, которые незатейливо именуются прямым и обратным способами.

Ручные

Существует еще и автономные буровые устройства, созданные на базе мотоблока. Они чаще всего имеют механический привод, он получает крутящий момент от двигателя мотобура.

Небольшой размер таких устройств позволяет работать с ними в одиночку, а использование понижающего редуктора позволяет производить сверление скважин даже большого диаметра. Величина заглубления у них намного меньше, чем у МГБУ и у самоходных механизмов, а небольшой размер такой ручной бурилки позволяет делать скважины возле стен зданий или заборов.

Если водоносный горизонт на вашем участке находится на глубине не более 20–25 метров, то такой аппарат будет идеальным решением самостоятельно изготовить абиссинскую, а быть может, даже артезианскую скважину. Скорость бурения зависит от характеристик установленного двигателя и составляет 3–5 м/час. Ввиду небольших размеров и невысокой мощности такие установки используются на мягких, торфяных и глинистых почвах.

Сборка малогабаритной буровой установки с ручным приводом

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

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

Самостоятельная сборка ручной конструкции.

Сборка производится в таком порядке:

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

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

Изготовление установки для бурения с электрическим приводом

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

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

Самодельные

Буровые агрегаты встречаются не только заводского типа. Они также могут представлять собой конструкции которые делают своими руками. Хотя стоит сразу отметить, что самостоятельное изготовление такого устройства может быть оправдано только в случае его неоднократного применения или если у вас есть в наличии большая часть комплектующих, инструмента, сварочное оборудование и гаража.

Если вы хотите построить бурильную установку самостоятельно, то следует обратить внимание на простейшую шнековую бурилку, так как ее можно изготовить самостоятельно за несколько дней. Она устанавливается на основание, к которому привариваются направляющие, по ним будет подниматься и опускаться электродвигатель с редуктором, к нему посредством вертлюга будет крепиться бур.

Порядок действий следующий:

Начать следует с закупки материалов, чтобы изготовить основания, штанг, вертлюг. Также необходимо приобрести лебедку, электродвигатель (2–2,5 кВт) и редуктор.
Затем следует изготовить основание, исходя из мощности двигателя и передаточного числа редуктора.
Далее нужно сделать вертлюг и штанги. Эти части устройства необходимо покупать, можно заказать у слесаря, он выточит эти детали с необходимой точностью.
Затем необходимо собрать всю конструкцию и подготовить место для крепления электродвигателя.
Только после этого производится монтаж двигателя и редуктора на раму.
Далее необходимо закрепить лебедку и соединить ее трос с рамой двигателя.

Делаем выводы о том, как правильно подобрать оборудования для бурения скважин

Сразу нужно оговориться, что приобретение специализированных дорогостоящих установок целесообразно, если планируется профессиональная деятельность. Для разовых работ лучше взять технику в аренду или заказать , когда бригада буровиков выполнит все необходимые действия с применением собственного оснащения.

Но если есть желание пробурить неглубокую скважину собственными руками, то самый дешевый способ – собрать шнековое оборудования для бурения. Бур берется из рыболовного ледоруба для лунок. К нему приваривается рукоять. Проворачивая шнек вручную главное отслеживать, чтобы шурф под обсадные трубы был ровным и вертикальным.

Особенности шнекового аппарата

Она пользуются заслуженной популярностью из-за высокой скорости бурения, великолепной функциональности, простоты в ремонте и обслуживании и невысокой себестоимости буровых работ. ШБУ используются в строительных и коммунальных организациях, занимающихся устройством связи и линий электропередач. К недостаткам можно отнести довольно громкий шум, который издается во время работы.

Этот агрегат в большинстве случаев используется как машина для бурения скважин в мягких породах, с глубиной не более 120–150 метров. Отработанный грунт вынимается наружу через шпур при помощи сухого шнека, хотя возможна и прямая промывка водой.

ШБУ незаменима:

При устройстве скважин для забора воды.
При подготовке отверстий под свайные и ростверковые фундаменты.
Под коммуникации в районах с большой плотностью населения.

При помощи таких агрегатов осуществляется не только вертикальное сверление, но и наклонное, причем угол может задаваться произвольный.

ИНТЕРЕСНО! Шнековый проход породы характеризуется повышенной чистотой скважины, которая обеспечивается сухим бурением. Отсутствие промывочного раствора при работе позволяет вводить источник в эксплуатацию гораздо раньше. Не нужно дожидаться очищения водозаборного горизонта от промывочного раствора, которое неизбежно при бурении с промывкой.

Гидроаккумулятор и система автоматики

Гидроаккумулятор – стальной бак с мембраной внутри. Насос подает воду в мембранный бак, наполняет его и выключается. В точки водозабора вода поступает из гидроаккумулятора. Когда уровень в баке падает до определенной отметки – включается насос и заполняет бак. В гидроаккумуляторе поддерживается определенное давление, регулируемое с помощью реле. Снижение давления при расходе воды из бака включает насос.

Гидроаккумулятор – важное промежуточное звено между скважиной и точкой водозабора. Наличие мембранного бака позволяет реже включать насос, это уменьшает износ техники, увеличивает срок ее эксплуатации. Выпускаются гидроаккумуляторы объемом от 20 до 200 литров. Чем больше бак – тем реже включается насос. Устанавливаются гидроаккумуляторы в кессоне или в специальном помещении в доме. Мембранные баки изготавливаются из нержавейки, комплектуются опорами, которые снижают вибрацию при работе техники.

Бесперебойную работу системы автономного водоснабжения обеспечивает автоматика, в которую входят:

реле давления;
манометр.

Приборы предназначены для контроля и управления основными рабочими параметрами, предотвращения гидроударов.

Автоматика первого поколения монтируется в трубопровод, настраивается вручную. Выпускаются гидроаккумуляторы, укомплектованные блоком автоматики. Приборы второго поколения поставляются единым модулем и управляются электроникой. Микроконтроллер расширяет возможности, автоматика выполняет следующие функции:

отключает систему при превышении уровня давления;
регулирует рабочие параметры в широком диапазоне значений;
обеспечивает плавный пуск насоса;
гасит гидроудары;
защищает от многократных включений электропитания при утечках.

Электронная индикация делает контроль за параметрами информативным и простым.

В третьем поколении автоматики для скважин реализована функция управления скоростью вращения вала электродвигателя насоса. Это обеспечивает плавную подачу воды, стабильное давление в системе, экономию электроэнергии.

Роторная система

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

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

Отработанная порода может выноситься на поверхность одним из следующих методов:

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

ВАЖНО! Длительная работоспособность бура обеспечивается его постоянным охлаждением, которое достигается за счет прокачиваемого водного раствора.

Бурение шнековым способом

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

Аналогом шнекового станка является рыбацкий ледобур. Вращение бурильного става осуществляется вручную или с помощью привода от двигателя.

Преимущества способа:

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

Включения крупных валунов по трассе скважины могут привести к прекращению проходки скважины с выбранного места забуривания и переходу на иную точку стояния.

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

Как выбрать бурильную технику

Если вы задумались о необходимости покупки бурильного агрегата, следует заранее определить для себя главные параметры и требования, которые вы будете к нему предъявлять.

На какие параметры следует обратить внимание:

Глубина бурения. В большинстве случаев отдают предпочтение малогабаритной технике и не переплачивают за повышенные мощности, которые нужны только геологам.
Грузоподъемность подъемного механизма. Основываясь на этой характеристике, можно выделить три главных вида буровых установок: для создания гидрогеологических скважин, геологической разведки газа и нефти и углубленного разведывательного бурения.
Простота транспортировки – также может играть не последнюю роль при выборе. Подумайте, нужна ли вам дорогая самоходная установка для бурения или вам вполне хватит небольшого агрегата, помещающегося в обычном прицепе или кузове грузового автомобиля.

Подогревающий кабель для трубопровода

При строительстве системы водоснабжения дома с цокольным этажом, трубопровод заводится в здание ниже точки промерзания почвы. Это гарантирует защиту от замерзания воды в трубах. В домах с ленточным фундаментом ввод в здание выше точки промерзания. Предотвратить возможную аварию можно с помощью подогревающего кабеля. Он поддержит в трубе температуру выше точки замерзания. Кабель используют в подполье и на участке подвода водопровода к дому. Можно защитить трубопровод по всей длине. Температура поддерживается в автоматическом режиме, расход электроэнергии – минимальный.

Взять технику в аренду

Если приобретение такого агрегата для вас будет нецелесообразно ввиду разовости работ, то следует подумать о возможности взятия бурильного устройства в найм, или приобретения в лизинг. Аренда позволяет выполнить поставленную задачу в кратчайшие сроки и при этом сэкономить значительную сумму. Дело в том, что в стоимость аренды входит и оплата труда оператора и его помощника, и таким образом, вам не придется отправлять своих сотрудников на несвойственные их профилю работы.

Цена аренды буровой техники зависит от многих факторов, среди которых: объем работ, длительность эксплуатации, место, число работников, обслуживающих систему. В среднем стоимость одной смены начинается от 2000–2500 тысяч рублей.