Сондажна инсталация със собствени ръце: изработка на домашен свредел за пробиване на кладенци

Пробиването на кладенец в имота – мащабна задача. Услугите на професионален екип не са по джоба на всеки собственик на къща, а наемането на "занаятчии" – в повечето случаи е само хвърляне на пари.

По-лесно е да извършите всички работи самостоятелно: и работите за себе си по-усърдно, и разходите са по-малки. Освен това, ако сондажната инсталация е направена със собствени ръце, разходите ще изглеждат буквално смешни в сравнение с реалните цени за пробиване.

Ще ви разкажем как да направите машина за ръчно пробиване на водовземна изработка в имота. Представената от нас информация се основава на практическия опит на самостоятелни сондажисти. За пълнота на възприемането на сложната тема, предложената информация е допълнена с полезни схеми, фото-подборки и видео.

С какво и как най-добре да пробиете кладенец?

Начинаващият сондажист трябва да се запаси с търпение и да се подготви за изпълнението на не съвсем лесна работа.

Ще са необходими още подръчни средства и евтини материали за изработка на инсталацията и сондажния снаряд, както и здрав разум и двама-трима приятели за помощ.

Пробиването на кладенци е работа, подобна на изкуството, тъй като резултатът е непредвидим и всяко съоръжение е уникално. Задачата е да се пробие дълъг и тесен ров в почвата до водоносния слой и да се спусне обсадна тръба за укрепване на стените на изработката.

В процеса ще трябва да се извлече доста почва, като тази почва може да бъде много различна: от парчета гранит до пясък, смесен с вода.

Много зависи и от дълбочината на водоносния слой. Понякога трябва да се достигне до него на по-малко от 10 метра, а понякога водоносният кладенец достига няколко десетки или дори стотици метра. Всичко това влияе върху методите на пробиване и неговите срокове. За да се изгради кладенец, съществуват два основни начина: ударно-въжен и ротационен, в съвременната интерпретация - шнеков.

Домашните сондажни машини за ръчно пробиване се изграждат по единна схема. Сондажната кула се изпълнява под формата на триножник.

В първия случай пробиването се извършва с помощта на тесен и тежък снаряд, наричан желонка. Той се окачва на въже или трос, който се прехвърля през закрепен на триножника блок. За изваждане на сондажния снаряд от шахтата се използва лебедка с мотор, въпреки че при желание това може да се прави и ръчно.

Снарядът се пуска няколко пъти на дъното на изработката от височина няколко метра. Той разрохква почвата, част от която попада в кухината на желонката. След задълбочаване в почвата с около 0,5 м, сондажът се изважда от ствола. Снарядът се почиства и отново се хвърля в шахтата. Процесът се повтаря, докато се стигне до водата.

Ударно-въжният метод е много стар, използва се в продължение на векове, ако не и хилядолетия. Да се направи желонка е относително лесно, ще са необходими листова стомана с дебелина 4-5 мм или дебелостенна тръба Ø 110-120 мм, както и умения за работа със заваръчен апарат. А да се работи с желонка може дори сам, макар че с помощник работата ще върви значително по-бързо.

Предимствата на ударното пробиване се състоят не само в неговата достъпност. Желонката е надеждна, тя преминава през почти всякаква почва освен скални скали. Ако трябва да се преодолее слой от песъчлива глина или глинеста почва, желонката се заменя с чаша от подходящ размер – тесен цилиндър без клапан на дъното.

Желонката се използва за повдигане на всички видове несвързани почви: пясъци, чакълени, гравийни и речни наноси. Тя се прилага за почистване на дъното на кладенеца и в периода на експлоатация на изработката за отстраняване на тинести отлагания.

Чашата ефективно разрушава глинестите скали, които поради собствената си способност да се уплътняват и да се лепят по стените се задържат в нейната кухина. При ръчно ударно-въжено сондиране черпака и чашата се редуват според необходимостта.

Щом като проходката с черпака значително намалее, това означава, че той е срещнал покрива на глинеста почва или пясъчна глина, поради което го сменят с чаша. Щом като в кухината на чашата престане да се задържа разрушената в кладенеца почва, тя се сменя с черпак.

За един “сеанс” може да се задълбочи шахтата с метър, въпреки че по-често този показател е по-скромен, около 20-40 см. В това е недостатъкът на ударно-въжния метод – продължителното време на работа. На глинести пластични почви е по-ефективно да се използва шнек или иначе спирален бур.

При ръчното сондиране най-често се налага да се съчетават ударно-въжени начини с въртеливи, затова е по-добре да се снабдите с минимален набор снаряди, представен на схемата.

Работният инструмент на шнековата установка представлява колона от щанги с бур на долния край. Инструментът буквално се ввинтва в почвата, която частично се задържа на неговите лопати.

Периодично шнекът заедно с разрохканата почва се изважда на дневна повърхност, а забойът с срутилия се отвал се почиства с черпак. След това отново се сондира с шнек, прониквайки все по-дълбоко в земята с всеки оборот.

Щангите постепенно се нарастват с задълбочаването на шахтата. Първо дължината на сондажната колона се увеличава с прикрепване на една щанга. Когато горната ѝ част почти се изравни с устието на кладенеца, се присъединява втора, после трета и т.н.

Въртенето на бура може да става ръчно или с помощта на ротор на електродвигател. За да се държи щангата в правилно вертикално положение, в промишлените мобилни сондажни установки се използва закрепена на станината вертикална рамка. По този принцип може да се изработи собствен стан.

На схемата е показан вариант на сондажна установка, изработена със собствени ръце, както и резултатът: относително компактно устройство за сондиране на кладенци.

Едновременно със задълбочаването се обсажда стволът на кладенеца, т.е. в пробурената изработка се поставя тръба, чийто диаметър е с 1-2 см по-голям от аналогичния размер на снаряда. Звената на обсадната тръба се съединяват в единна конструкция посредством завинтване или заваряване.

Ако в обсадения кладенец под напор се подаде голямо количество вода, забойът може да се почиства без използване на черпак. Този метод успешно се прилага от професионални бригади. Водата размива разрохканата почва и я измива на повърхността.

Сондажният разтвор ускорява работата няколко пъти, но всичко наоколо ще бъде залято с вода, смесена с кал. А и скалистите почви не могат да се преминат по този начин. Всичко това трябва да се вземе предвид още преди да се пристъпи към изработването на собствена сондажна инсталация. Освен това трябва да се определят целите и задачите.

Ако е необходим агрегат за изграждане само на един или два кладенеца, не е нужно да се стараете много за прецизност на изпълнението. Но солидната и здрава сондажна инсталация може да бъде сериозна причина да започнете собствен бизнес за сондиране на кладенци.

За методите на сондиране на водовземни кладенци подробна информация ще намерите в една от популярните статии на нашия сайт.

Изработка на ударно-въжена сондажна инсталация

Тринога с щанга – конструкцията е проста, както всичко гениално. Нейните размери могат да се определят "на око", особено точни инженерни изчисления не са необходими. Например височината на триногата, на която ще бъде закрепена щангата, трябва да е по-голяма от този бур с около метър.

Ако сондажните работи се извършват в мазето на къщата, размерите на конструкцията ще бъдат ограничени от височината на тавана.

Ударно-въженото сондиране се извършва с помощта на тежък снаряд – щанга. Тя се хвърля надолу от височина, почвата се разрушава и запълва кухината вътре в щангата, след което устройството се извлича и почиства.

На открито пространство щангата може да се окачи и по-високо, за да се увеличи силата на удара. Но не трябва да я правите твърде висока, това не е ефективно. Самата щанга трябва да бъде достатъчно тежка. За да разрохква ефективно почвата, на нейната подметка е добре да се направят зъбци или да се източи острият ръб.

За оптимална дължина на снаряда за сондиране се счита диапазона от 1,8 – 2,2 метра, така че сондьорът да може свободно да достигне до върха на бура за закрепване или откачане на въжето. При ръчно сондиране обаче най-добрата дължина на щангата се счита 1,0 – 1,2 м. Такъв размер позволява да се достигне с ръка до дъното на снаряда, ако той не се изпразва при залепване на глина например.

При ударно-въженото сондиране се използва щанга с дължина около 1,2 – 2,0 метра. Снарядът трябва да е достатъчно тежък, за да разбива почвата и да я изважда на повърхността в голямо количество.

Щангата се прави най-често от отрязък метална тръба, желателната дебелина на метала е – 4 – 6 мм.

За да се направи такова сондажно устройство, трябва да се изпълнят следните операции:

1. Подгответе отрязък тръба с подходящ размер.
2. Направете клапан в долната част на снаряда.
3. Заварете отгоре защитна мрежа.
4. Заварете дръжка или "ушки", за да закрепите въжето.
5. Заточете долната част на снаряда или заварете няколко "зъба" от отрязъци метал или от парчета дебела тел.
6. Направете тринога от метални тръби.
7. Монтирайте блок, лебедка и двигател за повдигане на снаряда от шахтата.
8. Привържете въже към желонката и сглобете конструкцията.

Клапанът на желонката заслужава отделно внимание. При снаряди с малък диаметър се използва сферичен клапан. За неговата роля ще подхожда метална топка с диаметър малко по-голям от половината от диаметъра на желонката.

Ако не се намери подходяща топка, тя може да се изработи от налични материали. Например, за тази цел често се използва смес от оловен сачмен и епоксидна смола, а ролята на отливна форма изпълнява някаква детска топка от пластмаса или гума.

Клапанът с листче на желонката се състои от кръгло парче метал, което затваря отвора в долната част на тръбата, както и от пружина, която го държи затворен.

Отдолу се заварява шайба с отвор, чийто диаметър е по-малък от размера на топката, за да не изхвръкне. За същата цел отгоре, на известно разстояние от защитната решетка, се поставя стопор – парче метал, което ограничава движението на топката нагоре. Решетката от тел не позволява на големи парчета пръст да изпадат от желонката.

Топката на клапана не трябва да се спуска под нивото на заострения ръб или металните зъби, иначе ще намалява силата на удара. От друга страна, „зъбите“ не бива да се правят твърде дълги, иначе няма да позволят част от пръстта да попадне вътре в желонката.

В горната третина на корпуса на желонката се изрязва прозорче. То ще е необходимо, когато пълната желонка трябва да се почисти от натрупаната вътре пръст.

За изработката на сферичен клапан на желонката е необходима метална топка с диаметър около 60 мм. Такъв елемент може да се вземе от голям лагер.

Друг вариант на клапана – с листче. Изработва се от парче метал. Клапанът с листче изглежда като кръгла вратичка, закрепена на пружина в долната част на желонката. При движение на снаряда надолу клапанът се отваря под налягането на пръстта, а след това пружината го затваря и задържа пръстта вътре. Понякога такъв клапан се уплътнява с парче гума, но това не е задължително.

Ако при пробиване с домашна желонка се окаже, че тя улавя твърде малко пръст, вероятно е необходимо просто да се коригира конструкцията. Понякога е нужно леко да се разшири отворът в долната част на устройството. Ако снарядът се окаже твърде лек, той трябва да се утежни.

За целта горната част на желонката понякога се запълва с бетон. Но може и просто да се прикрепи отгоре допълнителен товар на подвижна връзка.

Трикрак за ударно-въжено сондиране може да се направи от метална тръба, но за краткотрайна употреба ще свърши работа и здрава дървесина, например греда 150-200 мм.

На вискозни почви ефективен може да бъде вариант на желонка без клапан. Плътната почва се набива вътре в снаряда и се задържа там естествено. Такова устройство се почиства през тясно вертикално отверстие отстрани.

Ако имате възможност и необходимост, трябва да направите две различни желонки, за да ги използвате на различни почви. Желонката се използва също за почистване на готовия сондаж от пясък и мръсотия. Но в тази ситуация няма нужда да правите толкова голям снаряд, достатъчно е устройство с дължина около 0,8 - 1,0 метра.

Изграждане на машина за шнеково пробиване

Рамката на такава инсталация може да бъде изпълнена под формата на триножник, но по-често се прави от вертикални направляващи, закрепени на подставка и свързани отгоре с хоризонтална конструкция. Рамката на машината трябва надеждно да държи работната колона от сондажния снаряд и нарастващите щанги при извличането им от сондажа.

На схемата е представено нагледно устройството на сондажна инсталация на метална рамка с вертлюг, бур, електрическа лебедка и мотор-редуктор (+)

Бурът се изработва по следния начин:

1. Към отрязък от тясна метална тръба с дължина около 1,5 метра заварете две навивки от метална лента, за да се получи подобие на винтова резба.
2. Към краищата на шнека прикрепете ножове, чиито режещи ръбове трябва да бъдат под ъгъл спрямо хоризонталата.
3. Заточете ножовете.
4. Към горния край на бура завийте или заварете тройник с вътрешна резба.
5. Пригответе отрязъци от метална тръба със същия диаметър като тръбата на шнека, за да можете впоследствие да удължавате дължината на сондажната колона. Това са щанги.
6. На тези парчета тръба нарежете резба, за да ги свързвате, или пробийте отвор за фиксиране с ограничителен щифт.

Въпреки това, за удължаване на дължината на сондажната щанга успешно се използва и муфтово или ключалково съединение. Сондажната кула може да бъде направена от метални тръби, швелер или дървесина. Най-важното е тя надеждно да задържа сондажната колона.

В горната част на рамката се монтира блок, който се свързва с лебедката за повдигане на колоната от тръби със сондажния снаряд. Смята се, че кулата е необходима само при сондиране на сондажи с дълбочина над осем метра. Малка конструкция може да се пробие и без нея, но работата все пак ще бъде затруднена.

Удължаването на дължината на сондажната щанга значително утежнява колоната, затова за повдигането ѝ се използва електромотор с лебедка. Ако се предвижда извършване на „мокро“ сондиране, въртенето на бура също се осъществява с помощта на електромотор.

Специалистите смятат, че оптималният вариант за тези цели е стандартно устройство с мощност 2,2 kW при 60-70 оборота, което може да се захранва от обикновен контакт 220 V. Подходящи може да се окажат модели като 3МП 31,5, 3МП 40 или 3МП 50.

Вертлюгът е елемент, чрез който движещият момент се предава от електродвигателя на сондажната щанга. Чрез него се извършва и подаването на сондажен разтвор в шахтата. Сондажните щанги се закрепват на подвижната част на това устройство. За сондажния разтвор е предназначен специален херметичен патрубок.

На схемата е изобразена конструкцията на вертлюг за малогабаритна сондажна установка. През страничния патрубок в шахтата се подава промивна течност (+)

Тъй като вертлюгът по време на сондажа постоянно се движи, при некачествено изпълнение той може много бързо да се счупи. За да не се случи това, трябва да се спазват две правила: да се използва за изработката му само високоякостна стомана и да се осигури минимална хлабина между статичните и подвижните елементи на устройството.

Както вече беше споменато, някакви свръхстроги правила при устройството на самоделни сондажни установки за сондажи не съществуват. Най-често се изгражда хибридна конструкция, която позволява едновременно използване на ударно-въжен метод и ротационно сондиране.

В такава конструкция се използва една и съща рама, която позволява преминаване от един метод към друг без да се правят каквито и да било конструктивни промени.

Това е вариант на сондажна установка от комбиниран тип, може да се използва както за ударно-въжно, така и за шнеково сондиране

Ако има желание да се занимавате професионално със сондиране на сондажи, то всички части е по-добре да ги закупите отвън, а не да ги правите сами, или да ги вземете под наем. Можете да поръчате всички тези елементи от опитен стругар. Ще трябва да закупите надежден електромотор с редуктор, а мотопомпа, маркуч и шланг, ако се предполага да се извършват работи с използване на хидронапор.

Рамата и свределът е по-добре да се изработват след като са закупени вертлюгът, електродвигателят и лебедката. Това ще позволи правилно и бързо да се нагласят всички части на установката една към друга. За да се получи възможност за наставяне на по-дълги щанги на свредела, се препоръчва да се направи рама с резерв от около 3,3 м.

За изработката на вертлюга и замките трябва да се използва качествена стомана, тъй като тези части на конструкцията понасят най-високите натоварвания по време на сондиране.

Вертлюг за сондажна установка, направена със собствени ръце, може също да се направи самостоятелно, но по-лесно и надеждно ще бъде да се използва промишлен модел на такова устройство.

Закалената стомана не е много подходяща за изработка на домашни сондажни инсталации, тъй като след обработка се нуждае от допълнително шлайфане, по-добре да се вземе обикновена стомана. На прътите е най-добре да се използва трапецовидна, а не конусна резба.

Тя има достатъчни якостни характеристики, и с изпълнението на такава резба ще се справи всеки стругар. А за изработката на прът с конусна резба ще се наложи да се търси специалист.

За пробиване на дълбочина над 30 метра се препоръчва да се правят пръти от тръби със стена с дебелина 5-6 мм. Обикновените тръби със стена 3,5 мм може и да не издържат на такива натоварвания. За изработка на свредлото е по-добре да се вземе не легирана стомана, а обикновена, за да не възникнат проблеми в процеса на заваряване.

За пробиване на твърди почви има смисъл да се използва високоякостно свредло-длето от промишлено производство. Добър ефект дава използването на снаряд с три перки. При неговата работа се използва циклично въртене, което позволява да се извършва разрохкване на почвата максимално ефективно.

Сондажните инструменти за ръчно производство на работи биват различни по конструкция. Различават се лъжични и змиевиковидни модели, както и сондажно длето. Лъжичните свредла са ефективни върху пластични почви: песъчливи глини, глинести почви, глини. Режещият елемент на такова свредло обикновено е във формата на лъжичка. Такова свредло може да се изработи самостоятелно от тръба с подходящ диаметър.

Върху плътни глинести почви може да се използва също змиевиковидно свредло. Това устройство по конструкция наподобява тирбушон, а режещият елемент – раздвоен, така наречената лястовича опашка. Като алтернатива на змиевиковидното свредло може да се използва аналог на ледено свредло, но то може да не е толкова ефективно.

Върху твърди скали най-добре се представя сондажното длето с ъгъл на заостряне 110-130 градуса. Длетото може да има много различна форма, тъй като се проектират за разрушаване на скални породи с различна степен на твърдост.

Сондажното длето подхожда за работа върху твърди и меки почви. Такова свредло може да се изработи от подръчни материали

За пробиване на сложни геоложки разрези понякога е по-добре да се използва пробиване на два етапа с две различни свредла. Първо се извършва пробиване с тясно свредло, с диаметър около 80 мм. След такова разузнавателно пробиване работите се извършват със свредло с по-голям диаметър, за да се получи кладенец с нужния размер.

Товароподемността на лебедката трябва да бъде не по-малко от един тон. Освен електрическа лебедка, някои майстори веднага поставят още една, механична. Тя се справя по-ефективно в някои случаи, например, ако се заклини обсадната тръба. За електродвигателя и лебедката се препоръчва да се използват два различни пулта за управление.

Изводи и полезно видео по темата

Видео #1. Нагледен преглед на сондажна инсталация, изработена със собствени ръце:

Видео #2. Вариант на сондажна инсталация от комбиниран тип за ударно-въжено и шнеково пробиване:

Видео #3. Използване на желонка за ударно-въжено пробиване:

Домашно направена инсталация за сондиране на кладенци – не е прекалено сложен агрегат, който оставя пространство за инженерна мисъл. Но трябва да се помни, че възлите и механизмите на такова устройство по време на сондиране изпитват значителни натоварвания. Затова материалите трябва да са здрави, а работата да се изпълни възможно най-добре.

Искате ли да споделите личен опит в сглобяването и прилагането на практика на сондажна инсталация? Имате въпроси по темата на статията, искате да разберете неясни моменти? Моля, пишете коментари в блока, намиращ се по-долу.