Как сделать желонку для скважины

Особенности бурения желонкой

Бурение с помощью желонки – популярный, хотя и довольно трудоемкий способ создания скважины. Не всякое устройство этого типа, пригодное для прочистки скважины, справится с выемкой большого количества плотного грунта. Для бурения следует использовать достаточно длинную желонку – около четырех метров.

Для бурения скважины желонкой используют довольно большие устройства, длиной до четырех метров. Применение таких тяжелых устройств требует специальной подъемной техники

Здесь уместнее разновидность лепесткового клапана, представляющая собой пластину, которая фиксируется специальной пружиной. С ее помощью в корпусе создается просвет, площадь которого почти равна площади среза желонки. Это позволяет пропустить в корпус желонки максимальное количество грунта за каждое погружение.

Вынимать плотный грунт из длинной и узкой желонки не всегда просто. Чтобы упростить эту задачу в верхней части трубы проделывают специальное окно, предназначенное для более эффективной и быстрой очистки устройства. Если бурить предстоит песчаные породы, освободить желонку будет проще.

Для бурения скважины с помощью желонки нужно устройство с большим просветом внизу и достаточно длинным корпусом, чтобы вынимать много грунта за один прием

При бурении желонкой разных типов пород есть свои особенности. Вот несколько полезных рекомендаций:

• На песчаных грунтах не следует погружать желонку более, чем на 10 см без обсадной трубы. Вообще обсадке положено на 10 см опережать желонку.
• При бурении песчаного грунта в ствол подают воду, чтобы дополнительно укрепить стенки.
• Если мокрый песок в процессе работ чрезмерно утрамбован и в желонку не попадает, используют специальное долото.
• Погружение обсадной трубы во время бурения выполняют постоянно.
• По плывунам используют желонку длиной два метра и более с надежным плоским клапаном и кожаным уплотнителем.
• Поднимая желонку на плывуне, нужно обсадную трубу не только опускать, но и проворачивать, эту работу удобнее выполнять вдвоем или втроем.
• Если обсадная труба не входит в шахту, ее опускают под давлением, для чего сверху ставят площадку, на которую кладут груз.
• При бурении слоев гравия и гальки иногда чередуют использование долота, которым разбивают крупные включения, и желонку для выемки разбитого грунта.
• На плотных отложениях желонку приподнимают всего на 10-15 сантиметров, а движения совершают часто.
• При проходке плотных пластов обсадку заглубляют гидравликой или кто-либо периодически стоит на площадке, установленной на обсадную трубу.
• Сухие слои смягчают, подавая в шахту воду.
• На очень мягких пластичных грунтах клапан не всегда нужен, порода остается в желонке и без него.
• Желонку необходимо поднимать после проходки каждых 0,5 – 0,7 м, чтобы не надорваться при подъеме заполненного до предела корпуса.

Как и при других методах бурения, используя желонку, следует учитывать индивидуальные особенности грунта, на котором выполняются работы.

Правильная стратегия и своевременное обсаживание стенок ствола обычно позволяет вполне успешно создать рабочую скважину.

Вам также может быть интересна информация о том, как промыть скважину после бурения.

Как сделать скважину своими руками (видео)

Как сделать?

Желонку для прокачки скважин можно сделать самостоятельно. Для выполнения таких работ следует ознакомиться с чертежами изделия. Чтобы изготовить желонку, понадобятся следующие материалы:

• металлическая труба, которая будет выступать в роли корпуса;
• клапан;
• аппарат для сварки;
• трос из металла и прочная проволока.

При выборе трубы следует исходить из ее диаметра, в качестве ориентира будет выступать размер обсадной трубы скважины. Для продуктивного функционирования желонки расстояние между стенками источника и основанием приспособления для очистки должно составлять около 2-3 сантиметров. То есть от внутреннего диаметра трубы необходимо вычесть данное значение, чтобы получить необходимый диаметр трубы для изготовления элемента.

Расстояние между стенкой шахты и приспособлением для очистки может быть разным, но от его размеров напрямую зависит эффективность работы желонки. Слишком большой зазор отрицательно скажется на ходе процесса по очистке скважины. А маленькое расстояние, в свою очередь, может привести к повреждению стенок скважины при погружении или выходе желонки из ствола источника. В некоторых случаях трубу вообще может заклинить, вынуть ее будет очень непросто. Поскольку есть риск повредить и само изделие, и ствол скважины.

Наиболее приемлемой длиной трубы принято считать значение 80 сантиметров, однако данная величина может колебаться в пределах 60-150 сантиметров. Следует подобрать оптимальный размер желонки исходя из размеров скважины, поскольку слишком короткое приспособление будет касаться стенок в процессе работы, а длинный элемент может оказаться очень тяжелым. Такое изделие будет трудно погружать, а в особенности, поднимать, когда желонка наполнится илом или другим отвалом. Длинные изделия будут более эффективны при бурении.

Совокупность вышеперечисленных параметров напрямую повлияет на ход мероприятий по очистке. Поэтому вес и размер изделий должны удовлетворять следующим требованиям к желонкам:

• обеспечивать взрывную пробивающую инерцию, которая позволяет оперативно удалять загрязнения из скважины;
• масса самого элемента вместе с собранными со дна образованиями должна позволять вынуть желонку из источника самостоятельно либо же при использовании лебедки.

Для того чтобы изготовить прочную и функциональную желонку, понадобится соединить с трубой еще несколько составляющих изделия. При отсутствии сварочного аппарата желонку можно сделать из трубы длиной 0,6 м, с диаметром 70 мм. Вверху стоит приделать ручку из проволоки.

Для крепления в основании трубы делают отверстия, а в них продевают проволоку. В нижней части располагают клапан. Лепестковый элемент можно изготовить из пластиковой бутылки, для этого из стенки тары вырезают эллипс необходимого размера.

Закрепляют клапан при помощи 6 мм болта, однако следует учесть, что его длина не должна быть более чем наружный диаметр трубы. Под болт просверливают два отверстия в трубе. Клапан с болтом фиксируют при помощи проволоки, ее толщина должна быть около 3 мм. Из нее образуют два кольца. Клапан сгибается и просовывается внутрь желонки. Затем продевают болт, а также проволочные кольца. Закручивается болт гайкой.

На заключительном этапе изготовления элемента необходимо заточить нижний край. Лучше, чтобы гидровакуумная желонка была заточена в одностороннем порядке с внутренней стороны. Чтобы край не стирался, его лучше подвергнуть термозакаливанию.

Крепление для металлического троса к верху трубы также необходимо приварить. Вертикальное расположение петли позволит сохранять в том же положении и желонку. Отсутствие перекосов в конструкции исключит заклинивание установки и возможность повреждения стенок шахты скважины.

При использовании шарового клапана, вверху трубы приваривается сетка, которая защитит от случайного вылета шарика при погружении элемента в источник. После крепления троса к трубе можно приступать к работам.

Для облегчения спуска и поднятия желонки над скважиной лучше установить раму с блоком. Трос заводят за блок и проводят манипуляции с приспособлением. Это существенно облегчает очистку и работы с желонкой при отсутствии автоматической системы управления устройством.

Выполнение очистки

Все скважины рано или поздно заиливаются и нуждаются в периодической чистке. Новые скважины, в зависимости от вида слагающих водоносных грунтов, исправно служат около года. Признаками необходимости выполнения чистки служат:

• засасывание глубинным насосом воздуха;
• струя поступающей воды уменьшается через несколько минут;
• течёт мутная вода с многочисленными примесями и взвесями.

Особенно эти явления присутствуют при не использовании скважин в течение нескольких месяцев, например в зимний период.

Порядок выполнения работ:

• осмотр обсадных труб на отсутствие деформаций и искривления стенок, для этого желонка подвешивается на прочный канат и плавно опускается в скважину с касанием обсадки с разных сторон;
• устройство над скважиной треноги из труб, толстых брёвен или брусков. Тренога выполняется высотой, допускающей свободное извлечение желонки из обсадки. Вверху треноги закрепляется стальной блочок с расположением по центру отверстия. К скобе инструмента прочно привязывается один конец тросика или каната, второй конец закрепляется наверху с прохождением через подвешенный блочок. Длина троса должна допускать опускание инструмента до дна скважины с запасом в несколько метров. При небольших глубинах допустима ручная подача инструмента для опускания и подъёма, при больших можно установить обычный колодезный ворот, ручную или оснащённую электроприводом лебёдку;
• опускание инструмента в обсадку, после достижения дна выполняется подъём на высоту около метра и резкий сброс. При ударе башмака об грунт, вода открывает обратный клапан и в полость устройства попадает поднятый со дня песок и ил, а обратный клапан закрывается;
• в результате повторения процесса несколько раз происходит полное заполнение полости инструмента;
• плавный подъём инструмента и удаление из него песчаного шлама, грязи и ила;
• многократное повторение операции до достижения необходимой глубины. Из скважины средних размеров за один раз поднимается песка с илом до 0,5 кг, что позволяет очистить около 3-х см по высоте;
• прокачка глубинным насосом до поступления струи чистой воды.

Обслуживание, советы по эксплуатации

О том, что пришло время желонить, подскажут следующие признаки:

1. По каким-то причинам скважиной не пользовались в течение нескольких месяцев.
2. Насос хватает воздух.
3. Вода содержит примеси.
4. После нескольких минут работы включенного крана водяная струя визуально становится тоньше.

Приступая к очистке рабочей скважины, а это может случаться и каждые 3–4 месяца, обязательно сделайте визуальную оценку ее внутренней поверхности. Работу могут осложнить или сделать невозможной существенная деформация стенок шахты, потеря их целостности, сильное заиливание.

Затем проверяется состояние рабочего оборудования: износ и крепость троса, свободная (без заеданий) работа подвижных соединений, надежность крепежа.

Облегчить работу поможет установленная над скважиной тренога с блоком, на который заводят трос. Результат – строго вертикальная работа устройства, легкий его подъем через блок, особенно при дополнительно используемой лебедке. Для того чтобы оторванное при работе устройство не создавало серьезной проблемы и не остановило процесс на неопределенное время, желательно приварить к трубе пару крюковых зацепов. Они будут кстати для ее быстрого извлечения из скважины при форс-мажоре.

Все работы с приспособлением заканчиваются тщательной чисткой внутренней полости от грунта. Квадратное окошко вверху трубы поможет сделать это быстрее и легче. Для глинистых или плотных вязких грунтов такое окошко делают по длине всей трубы. Чистую и высушенную желонку желательно хранить до следующего применения в сухом подсобном помещении.

На влажном песчаном рыхлом, мягком грунте можно сделать самостоятельное бурение устройством скважины или диагностического прокола. В случае несоответствия структуры грунта указанным характеристикам работу доверяют специалистам, применяющим профессиональную технику.

Клапанные системы для желонки

Самый сложный элемент желонки – клапан. Здесь есть два основных варианта: лепестковый клапан и шаровый. Задача у этого элемента одна: впустить грязь или грунт внутрь трубы и не позволить ей вылиться наружу.

Если клапан прилегает плотно, то желонка будет эффективно захватывать не только плотные загрязнения, но и воду, что повысит эффективность очистки. А вот на некоторых легких грунтах бурение можно выполнять и вовсе без клапана.

Вариант №1 – конструкция лепесткового клапана

Лепестковый клапан прост в изготовлении, но не слишком долговечен. Он представляет собой овальную (эллипсоидную) пластину из пружинящего материала: металла или полимера.

Клапан закрепляют по центру трубы. Под воздействием потока воды края эллипса раскрываются, пропуская грунт или ил внутрь желонки. Для более эффективного прилегания клапана к стенкам желонки используют резиновый или кожаный уплотнитель.

Принцип действия откидного клапана похож на работу дверки. При ударе желонки о грунт он давит на дверку, открывая её. А когда желонку приподнимаем для следующего удара, дверка-клапан под действием массы грунта закрывается

При поднимании желонки с лепестковым клапаном его “лепестки” закрываются. Но постоянные движения довольно быстро изнашивают клапан, он просто выходит из строя.

Еще один вариант лепесткового клапана – задвижка на пружине, а закрывается с помощью достаточно мощной пружины.

Конструкция не сложная, ее можно применять и при очистке скважины, и при бурении желонкой. Народные умельцы придумывают и собственные, вполне эффективные варианты клапанов для желонки.

Вариант №2 – изготовление шарового клапана

Шаровый клапан представляет собой воронку, устье которой плотно закрыто шариком соответствующего размера.

Самая сложная задача при изготовлении этого клапана – обзавестись подходящим шариком. Он должен закрывать довольно большую дыру, в которую будет поступать загрязненная вода и быть достаточно тяжелым, чтобы опускаться и закрывать клапан надежно и быстро.

Есть три варианта заполучить такой шарик:

• просто найти его среди старого металлолома, например, снять с большого подшипника;
• заказать изготовление нужной детали у токаря, который выточит шарик на станке;
• самостоятельно сделать шарик, используя подручные средства.

Чтобы сделать шарик самостоятельно, необходимо найти полый пластмассовый или резиновый мячик, такие продаются в магазинах игрушек. В магазине для охотников следует купить достаточное количество свинцовой дроби. Кроме того, понадобится эпоксидный или любой другой водостойкий клей.

Игрушечный шарик разрезают пополам. Каждую половинку заполняют смесью из дроби и клея. После высыхания половинки нужно склеить и отшлифовать, шарик готов.

Вместо свинцовой дроби подойдут любые тяжелые металлические шарики, например, вынутые из старых подшипников. Можно и отлить шарик из расплавленного свинца, но этот процесс немного сложнее.

Эта схема наглядно описывает изготовление желонки с шариковым клапаном. Шарик упирается в специальную шайбу на дне, сверху следует установить защитную решетку

Размеры шарика должны составлять примерно 60-75% от диаметра обсадной трубы скважины. Вторая часть шарового клапана представляет собой толстую металлическую шайбу, в которой вырезают воронкообразное посадочное место под шарик. Обычно сначала находят или делают шарик, а потом изготавливают шайбу подходящей конфигурации.

Для шарика вытачивают специальное “седло” с отверстием, которое этот шарик и закрывает. Отверстие клапана должно быть достаточно большим, чтобы внутрь попадало много грунта.

Если этого не происходит, отверстие растачивают, насколько позволяет диаметр шарика. Если принято решение поручить изготовление шарика токарю, то имеет смысл сразу же заказать и седло для него, т.е. весь клапан.

Как сделать желонку своими руками – порядок работ, чертеж

Для изготовления конструкции понадобится подготовить:

• трубу с диаметром около 60 мм и длиной в 80 см;
• металлический шар, имеющий диаметр в 40 мм;
• толстую шайбу, которая снизу должна быть плоской, а сверху воронкообразной формы;
• решетку из толстой проволоки;
• капроновый шнур или трос;
• дугу, к которой будет цепляться трос.

Используемый для желонки шар можно не покупать, а изготовить своими руками. Для этого потребуется:

• пластиковый или резиновый мяч необходимого размера;
• водостойкий клей;
• дробь.

Подготовленный мяч будет служить формой для изготовления шара. Мячик нужно будет разрезать пополам и обе его половинки заполнить смешанной с водостойким клеем дробью. После того как масса застынет, обе половинки шара следует вытащить из формы, отшлифовать и соединить при помощи клея. Водостойкий клей рекомендуется выбирать качественный, так как от него напрямую зависит качество шара.

Этапы изготовления желонки:

1. К нижней части трубы приварить шайбу, которая будет дном конструкции. При этом седло отверстия следует сделать так, чтобы оно подошло под диаметр шара.
2. К верхней части трубы приварить решетку, которая будет мешать шару вылетать из трубы.
3. К верхней части конструкции приварить дугу.
4. Дополнительно ко дну желонки можно приварить несколько клыков, которые во время работы конструкции будут рыхлить песок или окаменевшие слои.

Конструкция с клапаном-шаром считается очень надежной, так как в ней нет ни одного, способного сломаться, шарнирного соединения.

После того как желонка будет готова, можно приступать к устранению песка и ила из источника воды.

Схема желонирования с насосом

Вынимать желонку для чистки скважины даже с помощью лебедки очень сложно. Значительное время уходит не на работу в скважине, а на подъем-очистку-спуск желонки. Небольшая модернизация позволит оптимизировать работу устройства. Обратную сторону корпуса из трубы следует наглухо заварить.

Из нее делают отвод и ставят туда специальный штуцер, предназначенный для отводного шланга. К шлангу присоединяют насос, который рассчитан на перекачивание жидкостей с существенными механическими загрязнениями.

Загрязнения из камеры желонки в этом случае будут удаляться с помощью насоса. Желонку, снабженную насосом, нужно просто приподнимать и опускать, чтобы разрыхлить и переместить в камеру загрязненную жидкость.

Этот способ очистки эффективен при сильном заиливании или запесочивании. Для обычной прочистки скважины подойдет желонка без насоса.

Этап 1: Чтобы частично облегчить собственноручное бурение скважины желонкой, лучше вырыть шурф. Лопатой проще убрать почву с корнями и верхние грунтовые слои

Этап 2: Для проходки первых метров не обязательно использовать буровую установку. Снаряд бросают на забой, при ударе он разрушает грунт и захватывает его клапаном

Этап 3: После проходки 1 — 1,5 м стоит поставить самодельную буровую вышку с блоком в вершине для перекидывания троса

Этап 4: Для спуска и подъема снаряда пригодится электролебедка. Наполненную разрушенной породой желонку за трос извлекают на поверхность и опорожняют через окошко в трубе

Количество материала и стоимость

После того как вы определили шаг обрешетки под профнастил, следует выбрать размеры брусков или досок для основы, если она запланирована деревянной.

Требования к сырью:

• Деревянные элементы должны быть прочными, без повреждений.
• Брус должен быть сухим, обработанным антисептиками и другими веществами, увеличивающими срок службы опоры и препятствующими гниению, развитию микроорганизмов.
• Минимальное допустимое сечение бруска – 50х50 мм, для доски высота от 20 мм. Выбор основы будет определять профнастил: размер листа, его конструкция и масса. Соответственно, чем мощнее полотно, тем больше сечение опор.

Для металлической обрешетки используют специальные профили.

Чтобы определить требуемое количество материала для основы, посчитайте число брусьев с учетом выбранного шага под заданный тип профилированного листа.

Стоимость кубометра деревянной доски зависит от степени ее обработки и параметров сечения. Можно использовать как обрезную, так и необрезную. Цена за 1м 3 начинается от 3500 руб.

Если обрешетка крыши под профнастил будет выполнена из брусьев, она обойдется дороже: от 4800-5000 руб. за 1 м 3 .

Изготовления корпуса

Используют стальную или чугунную (потребует специальной технологии сварочных работ) трубу. Ее отрезок не должен иметь загибов по длине. Края выравнивают и нарезают снизу внутреннюю резьбу, если предусмотрено подобное соединение. Вверху корпуса вырезается (высверливается и выбивается зубилом) окошко для возможности почистить полость от загрязнений.

При подборе трубы важно соблюдать баланс веса и длины заготовки. Ведь готовый инструмент должен иметь достаточную инерцию удара и возможность быть извлеченным вручную или лебедкой при полном заполнении полости грунтом

Этапы сборки с шаровым клапаном

Следуют такому порядку:

1. Вкручивают или приваривают к нижнему краю трубы посадочное седло для металлического шара. Это может быть выточенная токарем конусная воронка или шайба с соответствующим шару внутренним отверстием. Подойдет для посадочного места и концентрический покупной переходник, применяемый для соединения труб различных диаметров. Эта деталь вставляется внутрь изделия стороной с меньшим диаметром и обваривается.
2. Через верх заводят внутрь металлический шар.
3. Затем делают ограничитель подъема шара в корпусе устройства. Его крепят выше седла на расстоянии 3–4 диаметров сферы. В качестве ограничителя лучше применить вкрученный болт.
4. Вверху корпуса приваривают ограничительную решетку (для крупных фракций грунта) и петлю для соединения с тросом.
5. Предусмотренные заостренные зубья приваривают к уже готовой желонке. Можно это сделать и на этапе сборки стакана с седлом для клапана.

Этапы сборки с лепестковым клапаном

Порядок сборки аналогичный, за исключением следующих моментов:

• К нижнему краю корпуса крепится уже собранный в специальном металлическом стакане лепестковый клапан.
• Не нужно делать внутри трубы ограничитель, так как шар в данном исполнении не используется.

Процесс очистки скважин под воду желонкой

Как производится процесс очистки скважины

Важно, устройство желонки для скважин нужно производить с учетом некоторых конструкционных нюансов и особенностей:

• Края трубы обязательно должны быть полностью заточены, причем делать это нужно, только с внутренних сторон.
• Рабочий (тщательно заточенный) край самой желонки закалить термически.
• С обратной стороны конструкции рекомендуется поместить крупную надежную сетку.

Подъем и управление осуществляется с помощью мощного специального прута, который изначально приваривается внутри задней части желонки.

Бурение скважин с помощью желонки

Если нет возможности использовать специализированную технику или оборудование, то применяют ударно-канатное бурение скважин желонкой(см.Скважина ударно канатным способом своими руками: как устроить правильно).Такой способ хоть и является достаточно трудоемким, но и имеет ряд достоинств:

• Позволяет вести работы самостоятельно.
• Является менее затратным.
• Возможно осуществлять процесс бурения скважин даже в самых труднодоступных местах.

Желонить скважину можно двумя способами:

• Сбросить желонку и забивать ударной штангой до заполнения илом или породой.
• Путем опускания и поднимания трубы до заполнения системы клапанов илом.

Чтобы иметь более подробное представление о том, как ведутся работы по бурению и чистке скважины с помощью желонки, желательно просмотреть видео в этой статье. Такую желонку может изготовить собственными руками практически каждый человек — это очень просто, если придерживаться инструкции.

Окончательная сборка желонки

Если труба выбрана, а клапан готов и приварен, остается выполнить еще ряд операций и рекомендаций, чтобы завершить изготовление желонки. Нижний край трубы следует заточить, чтобы в процессе движения он аккуратно удалял загрязнения со стен шахты.

Оптимальной будет односторонняя заточка с внутренней стороны.

Заточенный край рекомендуется подвергнуть термозакаливанию, чтобы он не так быстро тупился при взаимодействии с твердыми загрязнениями.

Иногда на край желонки приваривают заостренные прутья или куски металла для рыхления загрязнений или грунта. На верхний торец трубы приваривают петлю для крепления металлического троса.

На нижний край желонки можно приварить заостренные кусочки металла или проволоки, чтобы повысить эффективность работы устройства при очистке или бурении скважины

Ее можно сделать из кусков толстой металлической проволоки. Петля должна быть приварена таким образом, чтобы подвешенная на тросе желонка сохраняла вертикальное положение.

Наверху также приваривают надежную металлическую сетку, которая предотвратит спонтанный вылет шарика из желонки при ее движении вниз. Да и крупнообломочные грунты лучше пусть остаются в корпусе устройства. Вместо металлической сетки можно сделать решетку из проволоки. Остается соединить с желонкой металлический трос.

Иногда вместо него используют прочный капроновый шнур. Чтобы было проще опускать и поднимать устройство, над скважиной устанавливают рабу с блоком, расположенным прямо над скважиной. Трос желонки заводят на этот блок.

В результате устройство опускается в скважину строго вертикально, и вытаскивать его так намного удобнее, чем просто тянуть желонку вверх руками, как ведро из колодца.

Перед тем, как опускать собранную желонку в скважину, рекомендуется обследовать стенки шахты, чтобы учесть все неровности и деформации. Это позволит избежать повреждений или заклинивания желонки.

На схеме представлена установка готовой желонки на треногу для ее удобного использования. Можно применить двигатель с электроприводом, чтобы наматывать трос желонки