При ударно-канатном бурении скважина идет совершенно отвесно, прямолинейно, глубина ее не лимитируется, лишь бы хватило троса, а о быстроте подъема и спуска инструмента в забои не приходится и говорить, особенно если использовать лебедку с механическим приводом. Не требуется сколько-нибудь значительных усилий и на подъем ударной штанги второй лебедкой. Здесь не рассматриваются особенности бурения различных пород, так как их слишком много. В ряде случаев процесс можно облегчить, если в забой подливать воду. Тогда разрушенные породы, особенно твердые, легче забрать желонкой. При каждом подъеме из забоя бурового инструмента его надо тщательно осматривать. И все же, несмотря на все предосторожности, случаются аварии.
При ударно-канатном бурении скважина идет совершенно отвесно, прямолинейно, глубина ее не лимитируется, лишь бы хватило троса, а о быстроте подъема и спуска инструмента в забои не приходится и говорить, особенно если использовать лебедку с механическим приводом. Не требуется сколько-нибудь значительных усилий и на подъем ударной штанги второй лебедкой. Здесь не рассматриваются особенности бурения различных пород, так как их слишком много. В ряде случаев процесс можно облегчить, если в забой подливать воду. Тогда разрушенные породы, особенно твердые, легче забрать желонкой. При каждом подъеме из забоя бурового инструмента его надо тщательно осматривать. И все же, несмотря на все предосторожности, случаются аварии.
Когда проходка скважины ведется с обсадной трубой, буровой инструмент должен проходить внутри трубы с зазором 1015 мм на сторону. Остающийся на стенках скважины лишний грунт будет срезаться обсадной трубой при ее опускании. Здесь опять весьма полезной окажется тяжелая штанга, которой трубу можно основательно пристукнуть и обсадить вниз. Стальная труба в этом случае будет наилучшей.
Обсадные трубы
Обсадные трубы для самодельного трубчатого колодца лучше взять стальные, особенно для глубоких колодцев. Они прочнее других, и их легче соединить, впрочем, обсадные трубы могут быть асбестоцементными, пластмассовыми, чугунными и деревянными. Обсадную трубу набирают из отдельных звеньев, длина которых для удобства в работе составляет 24 м. Стальные звенья соединяют между собой резьбовыми муфтами или сваркой. В значительной степени способ соединения зависит от диаметра. Так, трубы внутренним диаметром 50 мм (2") проще соединять муфтами, а трубы диаметром 100 мм и более сваркой. В частности, на концах труб диаметром 50 мм резьбу (14 ниток на 1") нарезают на длине 50 мм. Вся длина муфты 112 мм (100 мм резьбы плюс две концевые проточки длиной б мм для захода трубы). Форма муфты такая же, как и для соединения штанг.
Трубный башмак:
А гладкий; Б фрезер.
Во время спуска обсадной трубы в скважину нижний конец ее встречает в породах твердые включения в виде галек и пропластов камня. Чтобы предохранить торец трубы от смятия этими твердыми включениями, а также чтобы обрезать трубой высунувшийся в скважину край твердой породы, на нижний конец трубы устанавливают на резьбе или сварке трубный башмак или фрезер. Режущие кромки фрезера должны быть обращены в сторону проворачивания обсадной трубы, т. е. по часовой стрелке. Концы зубьев фрезера закаливают, «чугунят» или производят на них наплавку твердого металла.
Для свинчивания отдельных звеньев обсадной трубы лучше применять деревянные хомуты, так как эти трубы сравнительно тонкостенные и могут быть смяты. Подвешивание обсадной трубы в скважине, конечно, надежнее на стальных хомутах.
При соединении звеньев обсадной трубы сваркой сначала трубу нарезают кислородным резаком на отдельные звенья по 23 м длиной. Линию разреза делают с мысиком, чтобы при сварке облегчить центрирование и чтобы стык не имел больших зазоров. Каждый разрез надо не забыть пометить краской. Центрирование звеньев перед сваркой можно осуществить с помощью простейшего кондуктора из двух уголков (швеллеров) или трех стальных накладок. Последние нужно приварить к штангам, что позволит дополнительно укрепить соединительный шов.
Еще одной необходимой принадлежностью обсадной трубы при ручном ударно-вращательном бурении является предохранительный патрубок. Он представляет собой отрезок той же самой обсадной трубы длиной 150200 мм с резьбой на одном конце. Назначение патрубка предохранить резьбу верхней муфты обсадной трубы от изнашивания о штанги. Если звенья соединяют сваркой, надобность в таком патрубке отпадает. Когда сварка отсутствует или обсадная труба не
стальная, соединение отдельных звеньев можно произвести стальными накладками на болтах. Ширина таких накладок 1530 мм, длина 100200 мм, толщина 69 мм. Узкие кромки накладок надо срезать под углом 30°, чтобы за внутренние прокладки не цеплялся инструмент, а наружные не мешали проходить трубе через грунт. На внутренних накладках нарезают резьбу для крепежа. Звенья стальной или чугунной обсадной трубы можно при достаточной толщине стенок соединить без внутренних накладок, нарезав резьбу непосредственно в стенке. Чтобы стык стал непроницаем для воды, его следует закрыть «мокрой» муфтой. Делают эту муфту из нескольких полосок стеклоткани, наклеивая каждую полоску вокруг стыка эпоксидным или другим надежным синтетическим клеем. Стык перед приклейкой стеклоткани необходимо очистить от загрязнений, ржавчины и тщательно обезжирить ацетоном или растворителем для нитроэмали. В этих же растворителях надо промыть и стеклоткань, чтобы удалить замасливатель, попадающий на нее в процессе изготовления. Промытую ткань необходимо просушить в течение 24 ч. Для того чтобы очистить стеклоткань от замасливателя, можно «прожечь» ее паяльной лампой. Обматывать стык нужно полосками разной ширины: каждая верхняя должна быть на 2030 мм шире нижней и прикрывать ее кромки. «Мокрая» муфта после затвердения клея приобретает высокую прочность, и ее можно рассматривать как силовой элемент. Тем не менее наружные накладки из стали все равно надо будет поставить и прижать ими стеклоткань. Это предохранит муфту от возможного сдвига при трении о грунт. В плотных грунтах обсадная труба обычно входит в скважину с зазором и сдвиг уплотнения маловероятен, тогда уплотняющие бандажи можно вырезать в виде колец из камеры автомобильной шипы подходящего диаметра. Если все же произойдет сдвиг резинового кольца и оно проникнет в неровный стык между трубами, перекрывая проход в трубе, от резины легко избавиться. Для этого ее надо поджечь какой-либо горелкой, опущенной в обсадную трубу на проволоке. Натянутое резиновое кольцо, когда оно сухое, сразу загорается и тут же разрывается, освобождая проход.
стальная, соединение отдельных звеньев можно произвести стальными накладками на болтах. Ширина таких накладок 1530 мм, длина 100200 мм, толщина 69 мм. Узкие кромки накладок надо срезать под углом 30°, чтобы за внутренние прокладки не цеплялся инструмент, а наружные не мешали проходить трубе через грунт. На внутренних накладках нарезают резьбу для крепежа. Звенья стальной или чугунной обсадной трубы можно при достаточной толщине стенок соединить без внутренних накладок, нарезав резьбу непосредственно в стенке. Чтобы стык стал непроницаем для воды, его следует закрыть «мокрой» муфтой. Делают эту муфту из нескольких полосок стеклоткани, наклеивая каждую полоску вокруг стыка эпоксидным или другим надежным синтетическим клеем. Стык перед приклейкой стеклоткани необходимо очистить от загрязнений, ржавчины и тщательно обезжирить ацетоном или растворителем для нитроэмали. В этих же растворителях надо промыть и стеклоткань, чтобы удалить замасливатель, попадающий на нее в процессе изготовления. Промытую ткань необходимо просушить в течение 24 ч. Для того чтобы очистить стеклоткань от замасливателя, можно «прожечь» ее паяльной лампой. Обматывать стык нужно полосками разной ширины: каждая верхняя должна быть на 2030 мм шире нижней и прикрывать ее кромки. «Мокрая» муфта после затвердения клея приобретает высокую прочность, и ее можно рассматривать как силовой элемент. Тем не менее наружные накладки из стали все равно надо будет поставить и прижать ими стеклоткань. Это предохранит муфту от возможного сдвига при трении о грунт. В плотных грунтах обсадная труба обычно входит в скважину с зазором и сдвиг уплотнения маловероятен, тогда уплотняющие бандажи можно вырезать в виде колец из камеры автомобильной шипы подходящего диаметра. Если все же произойдет сдвиг резинового кольца и оно проникнет в неровный стык между трубами, перекрывая проход в трубе, от резины легко избавиться. Для этого ее надо поджечь какой-либо горелкой, опущенной в обсадную трубу на проволоке. Натянутое резиновое кольцо, когда оно сухое, сразу загорается и тут же разрывается, освобождая проход.
Водоприемная часть скважины
Конструкция водоприемной части трубчатого колодца зависит от строения водоносного слоя. Если у нижнего обреза обсадной трубы желонкой удается выработать полость, которая заполняется притекающей водой и со временем не затягивается, то лучшего не следует и желать: можно обойтись без фильтра. Когда же водоносный слой представляет собой песок-плывун и скважина затягивается песком, несмотря зачистку желонкой, фильтр нужен.
Сетчатый фильтр:
1 муфта; 2 сальник; 3 отверстия; 4 проволока; 5 сетка; 6 отстойник; 7 пробка.
Существует довольно много конструкций различных фильтров, но в самодельных трубчатых колодцах обычно применяют наиболее простые сетчатые фильтры. Он состоит из перфорированной трубы с закрепленной на ней сеткой. На перфорированную часть трубы наматывают проволоку с зазором между витками 1,52 мм. Проволока нужна для того, чтобы приподнять сетку над трубой и увеличить этим так называемую скважность фильтра, т. е. ее пропускную способность для воды. Проволоку приваривают или припаивают (лучше твердым припоем) к трубе по концам и в нескольких местах посредине. Сетку закрепляют на трубе поверх проволоки сваркой, пайкой или сшивкой. Если сетку закрепляют сваркой или пайкой, сначала прикрепляют один край сетки, затем натягивают трубу и закрепляют второй. Сшивку производят следующим образом. Перед обтяжкой измеряют окружность трубы и отрезают с припуском для правки концов. Концы сетки загибают внутрь, а в места изгиба вставляют проволочные стержни диаметром 2,53 мм. Эти стержни предохраняют сетку от разрыва при стягивании ее краев. Сетку сшивают проволокой. Верхнюю и нижнюю кромки приваривают или припаивают к трубе. Ниже фильтра водоприемная часть должна иметь глухой резервуар, который будет служить сборником песка и ила, прошедших через фильтр.
В настоящее время промышленность выпускает большой ассортимент проволочных тканых фильтровых сеток. По форме ячеек в свету различают сетки с квадратными, прямоугольными и пулевыми ячейками. По размерам ячеек для нашей цели наиболее пригодны мельчайшие с площадью ячеек в свету 0,025 0,25 мм2 и мелкие с площадью ячеек в свету 0,251 мм2. Переплетение проволок сетки может быть полотняным и саржевым. У сеток с нулевыми ячейками проволоки основы (проходящие вдоль полотна сетки) находятся на определенном расстоянии друг от друга, а более тонкие проволоки утка (проходящие поперек сетки) расположены вплотную друг к другу. Благодаря такому переплетению ячейки в свету отсутствуют. Для трубчатого колодца годятся сетки из меди, латуни, фосфористой бронзы, молибдена, никеля и др. Сетку из нержавеющей стали можно снять из старой стиральной машины.
Фильтр из крупнопористого бетона с наружным стальным каркасом:
1 обсадная труба; 2 фильтрующий блок; 3 каркас с окнами; 4 опора; 5 отстойник; 6 пробка; 7 гвоздь.
Фильтр для трубчатого колодца, когда диаметр его не слишком мал, легко сделать также из крупнопористого бетона. Он изготавливается в виде трубчатых блоков длиной 200400 мм и толщиной стенки 3035 мм. Блоки устанавливают в трубчатый каркас с окнами и по торцам, скрепляют цементным раствором. Через сутки фильтр можно опускать в скважину. Размеры зерен гравия или щебня для крупнопористого бетона подбирают в зависимости от размеров зерен песка водоносного слоя в соотношении примерно 10:1. Дозировка цемента, воды и технология работы с крупнопористым бетоном описаны выше.