Илья Мельников - Инструменты и оборудование для колодца

При коротком инструменте производительность труда значительно падает. Но сверхдлинный инструмент также непригоден, поскольку может потерять устойчивость, а заполненный породой окажется очень тяжелым и потребует больших усилий для выемки его из скважины. При бурении неглубоких скважин вместо специальных труб-штанг применяют обычные трубы, лучше газовые или стальные стержни.

Фильтры обязательно должны быть в буровых колодцах для фильтрования воды, поступающей к насосу. В такой воде нет мельчайших песчинок, которые загрязняют воду. Кроме того, песчинки, попадая в трущиеся части насоса, быстро выводят его из строя. Наибольшее распространение получили следующие конструкции фильтров:

дырчатый фильтр без сетки, представляющий собой стальную перфорированную трубу с просверленными в шахматном порядке круглыми отверстиями диаметром от 1 до 20 мм. Число отверстий должно быть таким, чтобы их общая площадь составляла примерно 20…25 % общей поверхности трубы. Устанавливают фильтр в водоприемной части скважины в неустойчивых скальных породах или крупноблочных рыхлых породах. Диаметр труб 76, 102, 152 мм при диаметре отверстий 12, 16, 18 мм. Число отверстий на 1 м трубы по ее длине – 600, 700 мм;

стальной щелевой фильтр представляет собой стальную трубу, на которой в шахматном порядке расположены узкие прямоугольные отверстия (щели), прорезанные на специальном станке или газовой сваркой. Ширина щелей 1,5…3 мм, длина от 26 до 100 мм;

фильтр с проволочной обмоткой представляет собой стальную перфорированную трубу соответствующего диаметра и длины. По ее длине приваривают через 25…30 мм опорную проволоку диаметром 3…4 мм, на которую затем вплотную один к другому навивают витки из стальной проволоки толщиной 1,5…2 мм. Для фильтра диаметром до 100 мм берут проволоку толщиной 1,5 мм, а свыше 100 мм – толщиной 2 мм. Проволочную обмотку крепят сваркой;

сетчатый фильтр применяют для улавливания песков, находящихся в воде, кроме однородных мелкозернистых и глинистых. Такие фильтры состоят из перфорированной трубы с опорной латунной проволокой диаметром 2,5…3 мм, сверху которой закрепляют сетку. Опорную проволоку навивают на трубу спиралью через 15…30 мм виток от витка и все закрепляют чеканкой. Сетку из меди, а лучше из латуни закрепляют так, чтобы она не соприкасалась с самой трубой, и сшивают такой же проволокой. Сетка имеет отверстия диаметром 0,1…0,5 мм. Сетки рекомендуется подбирать в соответствии с составом и свойствами пород;

гравийные фильтры бывают нескольких типов. Самым простым является фильтр, когда гравий засыпают в скважину после ее устройства. Сначала в скважину опускают дырчатую трубу или сетчатый фильтр, который по мере подъема обсадных труб обсыпают гравием. Зерна гравия должны быть в 15…20 крупнее диаметра водоносного песка.

Штанги представляют собой трубы особого проката с утолщенными стенками на концах. Соединяются между собой стальными муфтами. Применяют для вращательного и ударного бурения, опускания и подъема инструмента, подачи в скважину промывочного раствора. Длина обычной штанги составляет 3 м, более короткой, предназначенной для начального забуривания инструмента в породу – 1,5 м. Штанга ударная изготовляется из мягкой стали. Длина ее 2…2,5 м, масса 136…206 кг. На концах штанги имеется резьба для навинчивания необходимого инструмента.

Кроме этих инструментов для бурения используют газовые и водопроводные трубы или прутки прочной стали большого сечения и деревянный штанги – стволы молодых деревьев со стальными наконечниками на концах и соответствующей резьбой. Стальные обсадные трубы изготовляют бесшовными, с резьбой на концах. Соединяют их между собой муфтами. Служат для предотвращения обвалов стенок скважины при проходе в неустойчивых грунтах, а также для изоляции водоносных горизонтов с непригодной для употребления водой.

Кроме стальных труб применяют керамические, чугунные, деревянные, асбестовые. Но эти трубу менее прочные и их нельзя извлекать из скважины, так как они опускаются в скважину только своей тяжестью. Скважина должна быть несколько большего диаметра, чем наружный диаметр применяемых труб. Чугунные трубы долговечнее стальных, но более хрупкие. Асбестоцементные не ржавеют, не зарастают от различных солей, имеющихся в воде, устойчивы к органическим кислотам. Деревянные трубы делают из стволов сосны путем сверления специальным сверлом.

Башмаки обсадных труб надевают на нижний конец обсадной трубы и прочно завертывают. Они предназначены для расширения скважины и защиты концов стальных труб от порчи при их вращении или забивании. Наружный диаметр башмаков больше наружного диаметра обсадных труб. При посадке обсадных труб в грунт путем вращения применяют башмак с зубцами, при забивке применяют гладкий башмак с острыми краями.

Для вращения и подъема труб и штанг применяют хомуты. Они бывают стальные и деревянные. Стальные хомуты изготовляют из полосовой стали, а деревянные – из древесины твердых пород без сучков, диаметром 150…250 см, длиной 2,5…3 м. На толстых концах хомутов делают выемки для охватывания труб. Стягивают половинки хомутов четырьмя массивными болтами с ленточной резьбой.

При устройстве колодцев необходимы также вилки подкладные, крюки, серьги, ветлюги для подвешивания штанг, хомуты шарнирные, ключи и канатные петли. Ключи и канатные петли предназначены для завинчивания и развинчивания труб. Применяют цепные ключи различного диаметра. При их отсутствии применяют канатные петли, которые навивают на трубы в виде 6 витков. На каждой трубе устраивают две петли: одна удерживает первую часть колонны, другая – вторую. Колонна представляет свернутые воедино по длине в одно целое несколько труб. Таким образом первая петля удерживает одну трубу, вторая в скважине вращает другую трубу.

Для устройства петли берут конец каната или тонкого стального троса длиной 3 м, наматывают его сперва двумя витками вокруг трубы, затем одни конец спускают вниз вдоль трубы на 50 см. Верхний конец каната наматывают на трубу и делают 5 витков, нисходящих по опущенному вдоль трубы концу. В петлю на верхнем конце просовывают лом или прочный рычаг длиной до 2 м. Нажимая на лом или рычаг, петлю затягивают, что дает возможность вращать трубу в нужную сторону.

Для бурения скважин во влажных и сухих песках применяют желонку и ложку. Водоносные и чистые сухие пески проходят только желонкой, добавляя в скважину немного глины и воды. Как только песок утрамбуется и не схватывается желонкой, устанавливают долото. От начала до конца бурение происходит в обсадных трубах и продолжается до тех пор, пока нижняя обсадная труба не войдет в нижележащие водоносные породы.