Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Желонка

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.

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

Лебедка. 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.

Cвивка канатного троса левая и правая

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.

Канатный замок

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

Буровая установка своими руками 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.

Методы освоения скважин.

Метод облегчения столба жидкости в скважине (жидкости глушения) Метод понижения уровня
1. Метод промывки (замена скважинной жидкости) 4. Тартание желонкой
2. Компрессирование с увлажнением (жидкий азот) 5. Свабирование (поршневание)
3. Закачка пенных систем 6. Понижение уровня глубинным насосом

1. Метод промывки (замена скважинной жидкости)осуществляется при спущенных трубах и герметизированном устье, что предотвращает выбросы и фонтанные проявления.

В скважину спускают НКТ и нагнетают насосом воду в кольцевое пространство между ЭК и НКТ. При этом глинистый раствор, находящийся в скважине, вытесняется водой на поверхность по НКТ. Так происходит замена одной жидкости на другую с меньшей плотностью, вследствии чего уменьшается давление на забое.

Замена жидкости осуществляется обычно по схеме: буровой раствор – вода – нефть – конденсат, при этом плотность жидкости, уменьшается постепенно и, следовательно, происходит плавное освоение.

Способ прост, экономичен и эффективен при слабой засоренности пласта.

2. Компрессирование с увлажнением (жидкий азот).В скважину спускается колонна НКТ, а устье оборудуется фонтанной арматурой. К межтрубному пространству (между НКТ и ЭК) присоединяется нагнетательный трубопровод от передвижного компрессора. При нагнетании газа жидкость в межтрубном пространстве вытесняется до башмака НКТ или до пускового отверстия в НКТ, попадает вовнутрь НКТ и разгазирует жидкость в них (столб жидкости облегчается), происходит выброс её на поверхность.. В результате давление на забое сильно снижается, начинается приток и скважина переходит на фонтанный или газлифтный режим работы. Нагнетание газа не прекращается до тех пор, пока скважина не очиститься от воды и глинистого раствора и не перейдет на нефть или газ. После получения устойчивого притока скважина переводится на стационарный режим работы.

3. Закачка пенных системзаключается в закачке смеси газа с жидкостью (обычно вода или нефть), плотность которой доводится до 400 – 500 кг/м3. Смешивают в специальных смесителях (эжекторе) и нагнетают в пласт.

4. Тартание желонкой –не только способ вызова притока и освоения, но и исторический способ эксплуатации скважин с очень низкими пластовыми давлениями. Осуществляется желонкой, представляющей собой отрезок толстостенной трубы (как правило, бурильной) длиной 8 м, имеющей в нижней части клапан со штоком, открывающимся при упоре на шток. Спускается в скважину на тонком (16 мм) канате с помощью лебёдки. Диаметр желонки обычно не превышает 0,7 диаметра обсадной колонны.

Так как объем желонки невелик, то процесс вызова притока тартанием достаточно медленный. Спуск желонки, как правило, проводится в обсадную колонну.

5. Свабирование (поршневание) –способ понижения уровня в скважине, в которую спущена колонна НКТ, при котором на стальном канате в НКТ спускается сваб или поршень. Сваб представляет собой трубу небольшого диаметра (25 – 37,5 мм) с обратным клапаном в нижней части, открывающимся вверх. На наружной поверхности трубы (в стыках) укреплены пластичные резиновые манжеты (3 – 4 шт.), наружный диаметр которых соизмерим с внутренним диаметром НКТ. При спуске сваба под уровень жидкость перетекает через клапан в пространство над свабом. При подъеме клапан закрывается, а манжеты, распираемые давлением столба жидкости над свабом, прижимаются к стенкам НКТ и уплотняются и весь столб жидкости, находящийся над свабом выносится на поверхность. При непрерывном свабировании уровень жидкости в скважине понижается и соответственно снижается забойное давление, что вызывает приток в неё жидкости из пласта.

Бурение скважин ударно-канатным способом

Снижение уровня осуществляется до 1000 м, при большем возможно смятие ЭК горным давлением. Глубина погружения сваба под уровень жидкости определяется прочностью каната и мощностью привода лебёдки (не превышает 75 – 150 м).

Свабирование (поршневание) – более производительный способ (в 10 – 15 раз производительнее тартания) и может осуществляться с использованием фонтанной арматуры (т.е. скважина герметизируется и выброс невозможен) со специальным лубрикатором.

6. Понижение уровня глубинным насосомосуществляется на истощенных месторождениях с низким пластовым давлением, когда не ожидаются фонтанные проявления, насосами ШГН или ЭЦН.

Такой метод эффективен, когда известно, что скважина не нуждается в глубокой и длительной депрессии для очистки призабойной зоны от раствора и разрушения глинистой корки.

Своя скважина на участке это удобно, но услуги по их бурению и обслуживанию стоят немало. Хорошо хоть есть способы, позволяющие пробурить и, при необходимости, очистить скважину самостоятельно. Одно из таких приспособлений — желонка. Обычно ее делают из отрезка трубы, а в нижней части приделывают клапан. Причем сделать желонку своими руками несложно, как и пользоваться ею. Работа длительная и физически утомительная, но никаких других сложностей.

Конструкция желонки

Желонка — отрезок трубы длинной до 4-х метров. В нижней части его устанавливают башмак с клапаном. В больших по размерам снарядах ставят плоские клапана, вырезанные из стального листа с уплотнителем из резины, полоски кожи, иногда и без уплотнения. В тех, что размером и диаметром поменьше, используют шариковые клапана. Эти приспособления называются еще механическими желонками — работа происходит за счет силы тяжести.

Это самодельная желонка с плоским клапаном — один из вариантов его устройства

Через окно в верхней части корпуса вынимают породы, которые туда набиваются во время бурения скважины или ее очистки. При бурении вязких пород — глины или суглинка приходится делать окно длинным и узким — почти во всю длину: через небольшое отверстие выбывать такой груз очень сложно.

Конструкции плоских клапанов для самодельных желонок

Шариковый клапан сделать проще. Диаметр шарика должен быть равен примерно половине диаметра трубы (можно чуть больше). В нижней части устанавливается шайба, внутренний диаметр которой меньше диаметра имеющегося шарика. На некоторой высоте внутри желонки (три-четыре радиуса шарика) приваривают ограничитель — он не дает подниматься ему слишком высоко.

Как выполнить ударно-канатное бурение скважины своими руками

Если этого не сделать, большая часть попавшего внутрь грунта может высыпаться (выливаться). Это происходит из-за слишком большого времени, которое требуется грузу чтобы опуститься и закрыть отверстие в дне.

Конструкция желонки с шариковым клапаном

Внизу трубы в обоих вариантах иногда приваривают или вырезают клыки или стачивают край трубы, делая его острым. Так грунт или ил лучше разбивается. Но из-за слишком высоких клыков внутрь попадает слишком мало грунта. При использовании шарикового клапана длинна клыков должна быть такой, чтобы шарик не выступал. Та же картина- малое количество грунта, набираемого за один раз — может наблюдаться и в желонках с плоским клапаном. В этом случае уменьшают глубину башмака.

К такому же результату может привести слишком маленькое внутреннее отверстие в шайбе, установленной на дне с шариковым клапаном. Выход — расточить его.

В верхней части желонки делают петлю или скобу, за которую можно будет закрепить трос или канат. За этот канат снаряд вынимают из скважины, на нем же его опускают обратно.

Возможно, вам будет интересно прочесть «Как сделать антенну для дачи своими руками».

Как работает

Желонка используется при бурении рыхлых, осадочных и сыпучих прод (галечник, песок, гравий и т.п.). Также ее применяют при очистке скважин от ила или песчаных пробок, для увеличения дебета. В любом случае принцип один: снаряд сбрасывается в скважину. Под воздействием силы удара клапан открывается, внутрь попадает какое-то количество грунта. Обычно его немного. Потому ее приподнимают немного вверх, и снова сбрасывают. Так повторяют до тех пор, пока вся внутренность трубы не заполнится.

Полную желонку достают, переворачивают вверх дном и высыпают грунт. Вот тут и пригодится отверстие в боку: через него чистить легче и можно дотянуться рукой до клапана.

Резко сбрасывая желонку в скважину, в нее набирают грунт. Клапан мешает ему высыпаться обратно

Эта технология называется ударно-канатной (понятно, почему). И бурение, и чистка требуют многократного повторения этой операции. Только для очистки скважины может понадобится несколько дней работы — от двух-трех до семи-восьми, а для пробивки и того больше.

Работа тяжелая: если для чистки скважины достаточно отрезка трубы длинной в один метр, то для бурения ударно-канатным методом желонка бывает 2-4 метров. Причем чем тяжелее получается снаряд, тем лучше: более эффективно рыхлится и добывается грунт, быстрее бурится скважина.

Чтобы сделать работу немного легче, ставят треногу, канат пропускают через систему блоков. Такая установка даже без наличия привода делает работу намного легче.

Тренога для желонки

Иногда самодельная желонка получается недостаточно тяжелой: сила удара получается незначительной и работа идет медленно. В этом случае требуется утяжеление. Есть несколько способов утяжеления:

  • Залить верхнюю часть трубы бетоном.
  • Перед желонкой прикрепить груз (как на фото выше). Только учите, что соединение должно быть прочным, но подвижным.
  • Изготовляя желонку своими руками, использовать толстостенную трубу. Если найдете с толщиной стенки в 1 см, никакие другие способы утяжеления нужны не будут: снаряд будет тяжелый.

Желонка своими руками

При наличии сварочного аппарата и некоторых навыков работы с железом желонка своими руками делается за несколько часов.

Желонка с шариковым клапаном своими руками (без токарных работ)

Этот вариант шарикового клапана собирается из запчастей, которые можно купить в магазинах. Для изготовления использована водопроводная труба диаметром 89 мм. Куплен также переходник концентрический 89*57 мм, и шарик от подшипника диаметром 60 мм.

Все что нужно для изготовления желонки с шариковым клапаном

Шарик прекрасно входит внутрь переходника и там застревает. Но прилегает неплотно. Чтобы подогнать все лучше, внутренняя поверхность переходника обработана шкуркой — подогнана почти идеально.

Так все выглядит в полусобранном виде. Внизу справа сфотографирован шарик в переходе — так это будет внутри

Переход узкой частью вставляется в трубу, и приваривается. Шарик закидывается внутрь, приваривается стопор. И последний штрих — сделать крепление для троса или шпагата. Все, желонка своими руками готова.

Возможно, вам будет интересно прочесть о том, как очистить воду из скважины.

Как сделать желонку самому дома

Если нужно почистить скважину, а листового металла и сварки для серьезных работ под руками нет, есть выход: желонка с клапаном из пластиковой бутылки.

Самодельная желонка с клапаном из пластиковой бутылки

Этот вариант подойдет для чистки скважины, но не для бурения. Нужен болт, длинна которого чуть больше, чем диаметр трубы для желонки и гайка. Отступив два-три сантиметра от края трубы, одно напротив другого, сверлятся два отверстия. Их диаметром совпадает с диаметром болта.

Клапан вырезается из пластика. Он представляет собой эллипс. Меньший диаметр эллипса равен диаметру трубы. Вырезать его нужно очень точно, чтобы вставленный внутрь он плотно прилегал к стенкам. Вырезанный клапан в середине будет крепится к болту, для этого в пластике проделывают четыре отверстия, через которые продевают проволоку. Как все это собирается показано на фото внизу слева.

Только такое крепление, как на фото сверху, очень ненадежно. Через несколько ударов ваш снаряд может оторваться, и вам придется решать, как достать желонку из скважины. Лучший вариант крепления — цельный, без швов и скруток. Как это сделать станет понятно, если посмотрите видео. Там, кстати, есть важная вещь — как сделать зацепы, чтобы при необходимости можно было желонку вытащить из скважины.

Об организации автономного водоснабжения из скважины или колодца читаем тут.

Особенности использования на грунтах разных типов

При бурении желонкой песчаных почв необходимо применение обсадных труб — без них скважина будет заваливаться. При бурении в таких грунтах нужно следить, чтобы снаряд не заглублялся в песок без обсадной трубы более чем на половину длины. Это может привести к обвалу, желонку засыплет, вытащить ее вы не сможете.

Чтобы проходить песок было легче, в скважину наливают воду, она предупреждает обвалы и облегчает работу. Если при работе песок трамбуется, а не захватывается, используют долото.

С песками-плывунами работают только постоянно заглубляя обсадные трубы. Причем только в том случае, если водоносный слой находится ниже слоя плывуна, иначе скважина может оказаться нерабочей.

Для прохода плывуна желонку используют длинной не менее 2 метров. В ней должен стоять плоский, хорошо пригнанный клапан с кожаной уплотняющей прокладкой. Работать нужно как минимум, вдвоем: при вытаскивании желонки из плывуна обсадную трубу нужно проворачивать, опуская вниз. Чем быстрее в этот момент будет опускаться обсадная труба, тем быстрее будет пройден этот слой. Сначала обсада опускаются легко, потом все сложнее. Иногда наступает момент, когда они совсем перестают двигаться. При этом почти вся труба заполнена песком. В таком случае трубы опускают под давлением. Для этого на трубу устанавливают площадку, на которую укладывают груз (мешки с песком). И все это вместе проворачивается. Обычно такой способ довольно эффективный.

При прохождении галечных и гравийных пластов совместно с желонкой используется долото. Сначала в ствол опускают долото, измельчая породу, затем желонкой ее достают. Желонка на таких грунтах поднимается всего на 5-10 см, удары мелкие и частые.

Для более быстрого прохода на обсадной трубе делается площадка, на не встает работник. Он располагается над скважиной, понемногу приподнимая и опуская желонку. По мере того как грунт набирается, обсадная труба под весом работника, опускается.

В вязких глинистых грунтах работать можно без обсадных труб. Если глина слишком плотная, сначала тоже используют долото, разрыхляя грунт примерно на 50-70 см. Потом желонкой его вынимают. Используется тоже плоский клапан с уплотнением из резины или кожи.

Если глина сухая и плотная, каждый раз вытащив желонку, в скважину наливают несколько ведер воды. После того как появится вода из водоносного соя, доливать ее сверху не нужно.

Если породы очень мягкие, иногда клапан снимают. И бурят только самой трубой, поднимая ее на 2-3 метра над дном и сбрасывая.

Всё чаще водоснабжение в доме осуществляется из скважины при помощи компактной станции. Но бывает, что через время водоскважина заиливается.

При открытии крана вода какое-то время бежит, а потом начинает сосать воздух или идёт грязная жижа. Почистить источник можно инжекторным пистолетом или помпой.

Если же это оборудование не доступно, может выручить простейший инструмент – желонка для скважины. Своими руками с её помощью можно прочистить и даже пробить новую скважину! Да и сам прибор легко сделать самостоятельно.

Желонка для чистки скважины своими руками: инструкция и чертежи

Для работы подготавливают:

  • Отрезок трубы.
  • Металлический шарик (диаметр = 2/3 диаметра трубы).
  • Шайба (внутреннее отверстие такого размера, чтобы не проходил шарик).
  • Проволока или стержень для ограничителя.
  • Сварка и электроды.
  • Болгарка.
  • Тросик.
  • Петля для тросика.

Чертеж желонки с шариковым клапаном

Ход работы:

  1. В верхней части делаются прорези для слива.
  2. Шайба вставляется в нижнюю часть и приваривается по кругу.
  3. Через верхнее отверстие опускается шарик.
  4. На высоте 3-4 радиусов шарика, устанавливается ограничитель. Для этого просверливаются отверстия, продевается насквозь штырь, а концы привариваются или расклёпываются.
  5. Для лучшего врезания в почву нижний край заготовки можно заточить или сделать на нём клыки. Высота «клыков» не должна быть слишком маленькой, чтобы шарик не выступал, но и не слишком большой, иначе внутрь за раз попадёт мало грунта.
  6. В верхней части делается петля для крепления тросика.

Лучше использовать стальной тросик, а не верёвку. Она может перетереться и достать инструмент будет мало шансов. А значит, и бурить придётся на новом месте!

Утяжеление

Если самодельная желонка вышла слишком лёгкая и работа продвигается медленно, можно утяжелить прибор. И для этого есть два варианта:

  • Закрепить на желонке груз, например, кусок подобной трубы.
  • В верхней части инструмента залить бетонную «пробку».

А лучше сразу использовать метал толщиной 1 см, тогда никакое утяжеление не понадобится.

  1. Там, где почвы рыхлые, сыпучие, желонку можно применять, но удобнее, если она будет длиннее обычной – до 3-4 метров. За один раз такой инструмент поднимает больше породы. Кроме того, не обойтись без обсадной трубы. Поливать песчаную почву нужно, чтобы она не осыпалась.
  2. В твёрдых почвах приспособление можно оборудовать «зубьями» или режущим краем, благодаря которым, труба лучше врезается в грунт. Также используют долото, которое вначале опускают в штольню и измельчают камни, а затем желонкой поднимают их на поверхность. За раз заглубление небольшое, поэтому удары желонкой должны быть частые и небольшие.
  3. На вязких почвах (глина, суглинок) «окно» делается узким, но длиной почти во всю желонку, чтобы легче было извлекать содержимое. Обсадные трубы применять не обязательно.

Во время прохождения плывуна и просто, когда трубы застревают в почве, лучше работать вдвоём – напарник сможет создавать утяжеление (своим весом, мешками с грузом, или постукивая резиновым молотком по площадке на трубе).

Как правильно пробить скважину желонкой своими руками?

Главная цель работы – заглубить трубы (а их лучше использовать отрезками по 1-2 метра). Поэтому при бурении, можно каждый раз не вынимать содержимое желонки на поверхность (особенно на мягких, песчаных почвах). Это будет слишком долго и трудно. Прибор просто рыхлит грунт, пропускает его через себя, а трубы медленно опускаются всё ниже и ниже.

В конце работы ил можно откачать ручным поршневым или дренажным насосом.

  • С ручного, или бензинового бура начинается процесс самостоятельно изготовления скважины. Делается вертикальное отверстие, насколько хватает длины бура. Если первый водоносный слой близко – то до него (ниже не имеет смысла – плывун быстро замоет все усилия).
  • В получившуюся штольню ставится первый отрезок трубы с фильтром на конце.
  • Теперь опускается желонка и начинается бурение, как описано выше. По мере того, как один отрезок будет погружаться в почву, его наращивают следующим.

Бурить скважину довольно долго, поэтому имеет смысл уделить время механизации труда. Устанавливается тренога, а канат перекидывается через блок – вытаскивать приспособление так гораздо проще!

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *