Бурение скважины желонкой — обзор технологии работ

 

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.

Принцип действия желонки

Простейшее приспособление делается из отрезка трубы. Вот один из наиболее распространенных вариантов с клапаном шарикового типа.

Спускается в ствол или вручную (на веревке), или при помощи самодельного подъемного механизма в виде треноги с воротом. То же, что при бурении скважины и установке обсадных труб, только грузом в данном случае является желонка.

Приступая к ее изготовлению своими руками, нужно ориентироваться на глубину скважины. Если она сравнительно небольшая, на песчаник, то достаточно лишь привязать приспособление к тросику или канату и периодически опускать/поднимать его самостоятельно, без помощников или использования дополнительного оборудования.

Так как металл желонки имеет значительный вес, она, двигаясь по стволу, сбивает все наслоения, скопившиеся на стенках обсадных труб. На этапе прямого хода (вниз) обратный шариковый клапан под влиянием напора воды открывается, и все взвеси, находящиеся в скважине, поступают внутрь приспособления. По мере заполнения трубы (как правило, через несколько проходок ствола) желонка вынимается на поверхность для очистки ее полости от песка и ила.

Работа эта довольно трудоемкая, но с учетом того, что в частном секторе подавляющее большинство скважин – не артезианские, бурятся на небольшую глубину, их очистка своими руками производится за 3 – 4 дня.

Задачу можно облегчить, если заниматься обслуживанием скважины систематически (то есть с целью профилактики), а не ждать, когда она забьется песком и илом до такой степени, что поступление воды резко уменьшится.

Кроме того, регулярность эксплуатации автономного источника является одним из факторов, снижающих интенсивность его заиливания. То есть забор жидкости должен производиться без длительных перерывов.

Особенности

Она представляет собой довольно простой инструмент, относящийся к линейке буровой продукции, при помощи которой проводится чистка частных источников воды от скопившихся донных загрязнений. Кроме того, используя желонку, можно выполнить бурение источника под воду.

Такая скважина потребует минимальных вложений, а самостоятельное изготовление инструмента существенно не отразится на бюджете.

Исходя из конструктивных особенностей такое приспособление выполняется из трубы, длина которой составляет около 2 метров. Нижняя часть желонки имеет клапан и башмак, в некоторых случаях к концу прикрепляются зубья с разными размерами. Подобные заостренные элементы помогают разрыхлению почвы, которая чаще всего содержит илистые отложения, песок и прочие слои грунта.

На верхней части трубы обычно имеются проушины, в которые продевается металлический трос. Кроме того, наверху закрепляется защитная сетка, выполненная из проволоки большой толщины. Она выступает в роли заслонки, которая предотвращает выброс находящихся в клапане составляющих грунта.

Однако основной сферой назначения желонки является прочистка источников и скважин от скопления большого количества загрязнений. Такие ситуации повсеместно возникают в случаях, когда насосное оборудование длительный период не функционировало, в результате чего источник заилился, или в нем скопилось много песка. Это приводит к снижению дебита скважины, а также засорению насоса. В такой ситуации его извлекают из скважины и методом тартания прочищают источник при помощи желонки.

В основе функционирования приспособления лежит гравитационный принцип. Довольно тяжелый инструмент резко погружают в шахту с большой высоты, острые края начинают разрыхлять грунт, а в открывшийся нижний клапан собираются лишние отложения, в скважине остается тампонажная жидкость. После чего клапан захлопывается, а желонку с содержимым поднимают на поверхность.

Для максимального эффекта такую работу выполняют несколько раз, клапан надежно удерживает все отложения внутри. После полного очищения источника желонку очищают от собранного ила и песка.

Бурение при помощи желонки можно проводить в рыхлых видах почвы, и образовавшаяся скважина, выполненная таким способом, будет пригодна для эксплуатации.

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.

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. 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».

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.

Советы и рекомендации

Как очистительный инструмент желонку необходимо будет использовать для очистки скважин несколько раз в год. Чтобы избежать возникновения различного рода трудностей, связанных с процессом самостоятельного очищения скважин, стоит контролировать состояние стенок скважины.

Бурение при помощи желонки рекомендуется выполнять только на определенном типе почвы. Поршневую модель целесообразнее использовать на мягком, песчаном грунте. Во всех остальных случаях лучше доверить работы специализированной технике под руководством специалистов.

Можно выделить несколько советов относительно работы с желонкой:

• в песчаный грунт приспособление следует погружать не более чем на 10 см;
• выполняя бурение необходимо подавать в ствол воду, чтобы укрепить стенки шахты;
• чтобы собрать при помощи желонки слишком мокрый песок, стоит использовать специальное долото;
• желонку необходимо поднимать через каждые пройденные полметра, чтобы избежать максимально заполненного корпуса элемента;
• при работе с мягкими типами грунта не всегда есть необходимость в использовании клапана, поскольку чаще всего порода и так скапливается в приспособлении.

Чтобы облегчить работы по подъему и чистке желонки, наполненной породой из засорившейся скважины, стоит оптимизировать работу устройства. Схема модернизации заключается в небольшом дополнении корпуса деталями.

Обратную сторону корпуса трубы наглухо заваривают, делают отвод и ставят туда специальный штуцер, который будет использован для отвода шланга. К шлангу присоединяется насос. Следует использовать модель устройства, рассчитанную на работу с загрязненной жидкой средой.

При таком принципе работы все собранные загрязнения будут откачиваться насосом, благодаря чему отпадет необходимость каждый раз поднимать желонку для очистки. Приспособление для очистки с насосом будет достаточно просто приподнимать и погружать обратно для того, чтобы переместить по корпусу жидкость и собранные породы. Подобная оптимизация станет эффективной при сильном загрязнении и заиливании скважины. Для обычной регулярной прочистки использование насоса не является обязательным.

Как пробурить скважину, смотрите в видео ниже.

Монтаж фильтра. 

После того, как водоносный слой достигнут, бурение заканчивают и принимаются за монтаж фильтра в скважине. Фильтр размещают так, чтобы его водоприемная часть была погружена в водоносный слой (рисунок).

Установка фильтра: а — выход буровой коронки в водоносный горизонт; б — положение фильтра в скважине 1 — обсадная колонна;2 — желонка; 3 — трос желонки

Перед установкой фильтра производят очистку скважины и достоверно определяют её глубину. Для того чтобы не нанести повреждения сетке и её каркасу, который ослаблен отверстиями, нижнюю часть отстойника с наконечником в форме пирамиды устанавливают (забивают) в заранее подготовленное гнездо, которое образовалось в твёрдой породе от бурового инструмента.

Не подвергая риску сетчатый элемент, гнездо делают, забивая в дно скважины конус, который навинчивают на «макет» фильтра. «Макетом» сможет послужить сам фильтр, в котором перфорированный отрезок с сеткой временно замещают целой крепкой трубой.

По окончании установки фильтра сетку оголяют, приподняв обсадную трубу. Промежуток от коронки до сальника водоприёмного фильтра, чаще всего, устанавливают не меньше 0.5 метров, чтобы он находился немного выше водоносного слоя. Уплотнительное кольцо сальника зажимается поворотом гайки при помощи буровой штанги, которую впоследствии высвобождают из байонета и вынимают из скважины.

Воду из скважины откачивают до полного осветления погружённым туда насосом. Его подключение к электросети необходимо доверить профессионалу, который сможет гарантировать, в первую очередь, безопасность работы и реализацию всех технических запросов, изложенных в инструкции к насосу.

После того, как будет получен результат исследований качества воды, делают паспорт водозабора, что и представляется завершающим этапом работы по бурению скважины.