Як забезпечити власну ділянку і будинок достатньою кількістю чистої води? Іноді найпростіший відповідь на це питання - пристрій свердловини. Якщо наймати бригаду дорого, а навички та бажання важко попрацювати є, пробурити її можна і самостійно. Методи, за допомогою яких можна добути воду з надр матінки-землі, бувають різними.
Серед них буріння свердловини желонкою займає цілком гідне місце. Найчастіше желонірованіе використовується в комплексі з обертовим колонковим методом для отримання пухких незв'язних порід: пісків, гравійних відкладень. Буває, що без використання желонки взагалі неможливо підняти з забою зруйнований грунт.
Ми розповімо про те, як виробляються бурові роботи при використанні желонки. У нас ви дізнаєтесь, як грамотно пробурити водозабірну свердловину на заміській ділянці, застосовуючи найпростіший саморобний буровий інструмент. З урахуванням наших рекомендацій ви з мінімальними витратами облаштуєте джерело води.
Загальні поняття про процес буріння
Буріння желонкою є так званий ударно-канатний спосіб буріння. Як бурильного інструменту використовується желонка - важкий, порожнистий, довгий і вузький снаряд, який кидають у шахту свердловини з висоти в кілька метрів.
Під вагою желонки шари грунту руйнуються і потрапляють в порожнину снаряда. Желонку виймають, очищають від ґрунту, а потім знову кидають в шахту.
Процес повторюють знову і знову до тих пір, поки не дійдуть до водоносного шару і не пройдуть його. Хоча при описі процес виглядає простим, він може бути довгим і трудомістким.
Однак у ударно-канатного буріння є чимало переваг у порівнянні з іншими методами. Наприклад, при ручному бурінні за допомогою желонки зазвичай в стовбур не подається вода, як це часто робиться при використанні шнекового або роторного буріння.
В результаті грунт в свердловини не намокає, а це знижує ризик ослаблення або руйнування її стінок. Ще один плюс - точне визначення водоносного шару.
При "мокрому" бурінні зрозуміти, що довгоочікувана вода нарешті з'явилася, не завжди просто. Навіть досвідчені буровики часом не відразу впізнають цей момент і продовжують буріння. Крім того, вважається, що і дебіт у "сухих" свердловин вище, ніж у "мокрих".
Желонка використовується при влаштуванні свердловин в сипких уламкових породах, наповнених водою. Інструмент оснащують клапаном, щоб захоплювати і піднімати вгору більше породи за один прийом
Вибираючи між желонкою і шнеком, деякі майстри керуються такими міркуваннями. У шнекових установок з промиванням, які виробляє сучасна промисловість, можуть бути встановлені обмеження по глибині буріння.
І потужність таких установок становить 12 кВт. Знайти мотор-редуктор, що забезпечує таку потужність в побутових умовах, важко.
Але редуктор потужністю всього 2, 2 кВт піднімає вантаж вагою близько однієї тонни. Навіть дуже важку желонку такий механізм підніме без праці. Залишається лише кинути желонку вниз, щоб отримати досить сильний удар, здатний руйнувати досить щільні породи. Таким чином, при менших енерговитратах виходить більш ефективний вплив.
Крім того, зібрати желонку з підручних засобів буде простіше і швидше, ніж шнек, конструкція якого значно складніше. Відомі випадки, коли за допомогою саморобної желонки, триноги і мотора вдавалося пробити свердловину глибиною понад 40 метрів, хоча пішло на виконання цієї роботи кілька місяців.
Желонка - інструмент для виробництва ударно-канатного буріння. Являє собою трубу з пристосуваннями для руйнування, захоплення і утримування руйнується в свердловині породи 
Вершину желонки оснащують пристроєм для кріплення троса. Це сережка, як на фото, конус з вушком або просто приварений стрижень 
У верхній третині желонки є отвір, через яке проводиться вивантаження породи, захопленої снарядом в ході буріння 
Черевик желонки обладнають клапаном, який утримує пробурену породу в трубі. Для посилення руйнівної дії низ желонки можна доповнити ріжучої коронкою з зубами
Що необхідно врахувати при роботі?
Для початку не завадить передбачити можливі проблеми. Звичайно, кожна свердловина має індивідуальними характеристиками.
Буріння на відстані всього пари десятків метрів може проходити по різному сценарієм. Але знання зразкового складу грунту і шарів, які він включає, дозволить скласти попередній план, запастися необхідними інструментами і т.п.
Чим тяжче і в'язке речовина потрібно вийняти на поверхню, тим складніше буде працювати желонкою. Найпростіше впоратися з сухим піском. А ось на пливунах робота може тривати нескінченно, при цьому свердловина майже не заглиблюється. Деякі фахівці рекомендують в цьому випадку виконувати буріння з одночасною промиванням, занурюючи обсадних труб якомога швидше вперед желонки.
Практично неможливо подолати за допомогою желонки шари важкої глини. На грунтах такого типу буріння ефективніше виконувати іншими способами.
Щоб вибрати шар суглинків, використовують стакан: вузький довгий інструмент з гострої нижньої кромкою і без клапана. Його також кидають в шахту з висоти в кілька метрів. Потім склянку виймають і очищають через вузьке вертикальне отвір, зроблене в його боці. Іноді такий отвір роблять і в желонкою.
Для буріння особливо в'язких шарів грунту ударно-канатним методом використовують стакан - довгу трубу із загостреною нижньою кромкою і вузьким отвором, виконаним уздовж склянки
Така робота по суглинку просувається важко і повільно. Варто оцінити витрати праці і часу, можливо, має сенс віддати перевагу шнекове буріння ударному методу. Щоб оцінити склад грунту, на якому буде виконано буріння, є два способи. Дешевий - розпитати сусідів, у яких вже є свердловина, і дорогою - замовити бурові роботи у фахівців.
Зазвичай для свердловини вибирають місце, де рельєф знижується, вважається, що так буде ближче до водоносного шару. Деяким умільцям за допомогою желонки вдалося пробурити цілком пристойну свердловину прямо в підвалі свого будинку, оскільки верстат або тринога для желонки - спорудження відносно компактне.
Слід пам'ятати, що подібні роботи можна проводити тільки в досить просторому підвалі з високою стелею. У цьому просторі має бути не тільки помістити бурову установку, але і виконувати нарощування обсадної труби.
Якщо підлогу і стелю поки відсутні, лебідку можна закріпити на кроквах. Крім того, слід зважати на велику кількість брудної води, яка буде надходити з свердловини під час буріння і може залити все навколо. Буріння розумніше проводити в суху пору року.
Буріння желонкою - робота досить брудна, потрібно передбачити місце, в яке буде висипаний вийнятий з пристрою відпрацьований грунт
Найчастіше це роблять влітку. Цілком ефективні бурові роботи та в зимовий період, хоча подолати шар промерзлого грунту може бути не просто. А ось навесні під час паводку бурити свердловини не рекомендується. Мокрий грунт виймати складніше, та й визначити момент появи води в свердловині буде важче. Восени роботи зазвичай припадають на листопад.
Інструменти і вживані матеріали
Для початку знадобиться власне желонка, а також установка, до якої її потрібно підвісити. Желонка для буріння - снаряд досить важкий.
При сильному бажанні заповнене пристрій можна, звичайно, витягти з шахти вручну, але для цього знадобиться чимало сил і часу. Щоб полегшити роботу, над місцем буріння встановлюють вишку у вигляді триноги.
Для підвішування желонки над робочим отвором використовують спеціальну триногу. Зазвичай її виконують з металу, але підійдуть і дерев'яні балки
Вона може бути виконана з металу або з дерева. Нагорі закріплюють блок, через який пропускають металевий трос. На цьому тросі підвішують желонку. Так для її витягування знадобиться менше зусиль.
Підйом виконують за допомогою мотора-редуктора зі зчепленням, на вал якого намотується трос. Щоб після удару желонки барабан не розкручувалася за інерцією, можна встановити спеціальний пристрій для гальмування.
При комерційному використанні застосування гальма цілком виправдано, але для власних потреб можна обійтися і без нього. За допомогою зчеплення можна регулювати зусилля, яке надходить на пристрій, з огляду на при цьому момент удару. В процесі роботи пристрою здатність визначати цей момент швидко приходить з досвідом.
У нижній частині желонки приварюють або пригвинчують черевик з вбудованим в нього пелюстковим клапаном. Клапан не дозволяє грунту висипатися з снаряда, коли її піднімають на верх, щоб очистити
І установку, і желонку, і стакан можна зробити самостійно або придбати в будівельних магазинах. Про те, як зробити буровий інструмент для ручного буріння, докладно написано в цій статті.
Для виготовлення желонки знадобиться відрізок металевої труби довжиною кілька метрів. Зовнішній діаметр такої труби повинен бути менше внутрішнього діаметра обсадної труби приблизно на 20 мм. Наприклад, якщо використовується сталева обсадна труба на 133 мм, для желонки хвилі підійде труба з діаметром 108 мм.
Товщина стінок труби для желонки може досягати 10 мм. При цьому слід співвіднести розміри і вага пристрою. Вона повинна бути досить важкою, щоб при ударі об грунт ефективно його рихлити і захоплювати.
Але слід пам'ятати, що для витягування заповненої желонки повинно вистачати потужності редуктора. Цілком достатнім вважається вага в 30-40 кг. Коли труба обрана, необхідно внизу приварити або прикрутити черевик з пелюстковим клапаном.
Вибір типу клапана для желонки залежить від діаметра труби і розв'язуваної за допомогою бура завдання 
Вузькі желонки з кульковими клапанами застосовуються в основному для чищення дна свердловини 
Для буріння свердловини відповідним снарядом вважаються желонки діаметром від 80 до 160 мм. У бурінні краще діє пелюстковий захлопували клапан 
Пелюсткові клапани бувають з однією і двома стулками. Для збільшення руйнує сили черевик желонки доповнюють різцями
Вгорі приварюють захисну решітку і ручку, до якої слід прикріпити металевий трос. Нижню частину можна заточити всередину, щоб поліпшити розпушування грунту. Замість заточування краю можна внизу приварити загострені прути або гострі шматки металу.
Приблизно таким же чином зі шматка труби виготовляють стакан для буріння свердловини на суглинках. Тільки в цьому випадку клапан не потрібен, а по довжині труби роблять вертикальні отвори, щоб можна було очистити стакан від вузького грунту.
Крім установки і желонки, знадобиться ряд матеріалів і пристосувань:
- обсадні труби в потрібній кількості;
- хомути, щоб зафіксувати труби під час зварювання або пайки;
- садовий бур;
- місце для збору відпрацьованого грунту;
- ємність або місце для зливу забрудненої води;
- зварювальний апарат або паяльник для труб ПВХ.
У формуванні стовбура свердловин можна використовувати як металеві, так і пластикові обсадні труби. Нижня частина першої пластикової труби повинна бути забезпечена спеціальним черевиком, який полегшує процес опускання труби в шахту свердловини. Пластикові труби споюють за допомогою призначеного для цих цілей паяльника.
Освоїти роботу з цим інструментом нескладно, але перед початком робіт краще взяти кілька уроків у більш досвідчених майстрів або потренуватися на відрізках непотрібних труб. З металевими трубами працювати трохи простіше, оскільки вони міцніші, ніж пластикові конструкції.
Нерідко таку трубу просто забивають в шахту, щоб опустити її на потрібну глибину. Для зварювання металевих труб використовують зварювальний апарат, якщо навички роботи з таким обладнанням немає, їх доведеться освоїти. Найчастіше для свердловин використовують труби з нарізним сполученням, але сварка вважається більш надійною.
Опис технології буріння
Якщо всі матеріали та інструменти приготовані, можна приступати до робіт. Над обраним місцем для свердловини встановлюють триногу. На блок заводять металевий трос желонки, і намотують його на вал редуктора. У грунті під желонкою за допомогою садового бура проробляють отвір такого діаметру, щоб в нього проходила желонка.
Желонку використовують для проходки по пухким незв'язним грунтам: пісках, галечниковим, гравійним, щебенево відкладенням 
Етап 1: Перед початком буріння грунт з корінням рослин і верхні грунтові шари краще викопати лопатою. Глибина стартового шурфу приблизно 0, 7 - 1, 0 м 
Етап 2: желонкою кидаємо в шурф на забій. Інструмент, б'ючись об землю руйнує грунт. Зруйнований грунт проштовхується всередину бура, що закрилися слідом за ним клапан утримує його всередині труби 
Етап 3: Встановлюємо обсадку для запобігання осипання стінок і дотримання вертикальності стовбура. Зміцнюємо стінки шурфу. Фіксуємо положення обсад, щоб при зануренні ствол не перекосило 
Етап 4: Желонка погано руйнує і практично не захоплює глинисті грунти: суглинки з супесями. Якщо вони є в розрізі, треба запастися шнековим інструментом 
Етап 5: Шнек опускаємо в обсадних труб, нарощуємо інструмент штангами до вимагається глибини. Ввірчує зібрану таким способом бурову колону в забій і витягаємо з стовбура шнек з осіла на лопатях породою 
Етап 6: Вручну желонкою можна пройти 5 - 7 м. Потім процес буріння дуже ускладнюється через глибину вироблення і ваги інструменту з вибуренной породою. Полегшить роботу бурова установка 
Етап 7: У вершині саморобної бурової установки закріплюють блок, через який перекидають канат, з'єднаний з желонкою. Для спуску і підйому снаряда можна використовувати лебідку
Можна починати буріння. Підняту над отвором желонку просто кидають вниз. Удар розпушує грунт, клапан розкривається, і порожнину желонки заповнюється грунтом.
Зазвичай роблять не один, а три-чотири удари, щоб желонка максимально наповнилася грунтом. Потім її піднімають з шахти наверх, розкривають клапан і висипають з пристрою захоплений грунт.
Спустошену желонку знову скидають в шахту кілька разів і т.д. Поступово шахта стає глибше. Щоб захистити її стінки від обвалення, потрібно опустити всередину першу обсадних труб.
За допомогою желонки свердловину можна пробурити навіть в підвалі, особливо, якщо підлога і стеля поки не настелені. Замість триноги в якості опори для пристрою використовують крокви, на яких і закріплюють блок для троса желонки
Трубу утримують за допомогою спеціальних хомутів, щоб вона не опустилася занадто глибоко. У міру необхідності довжину обсадної труби нарощують, приварюючи, прикручуючи або припаивая труби один до одного.
Вважається, що неглибоку свердловину можна спочатку пробурити, а потім вже встановити труби, але набагато розумніше встановлювати труби відразу. Це точно збереже стіни свердловини від обвалення.
Дуже важливо правильно встановити в шахті першу обсадних труб. Її положення виставляють по рівню і ретельно фіксують. Положення інших труб виставляють по першій трубі. Якщо з самого початку труба буде поставлена з перекосом, це може ускладнити буріння, установку насоса фільтра, обслуговування свердловини і т.п.
Верхній шар суглинистого грунту зазвичай дуже щільний через великої кількості глинистих включень. Його проходять за допомогою склянки, пристрій якого описано вище. Діють так само, як і желонкою: кидають його в шахту, виймають, очищають і т.д. Пройшовши цю складну ділянку, можна знову використовувати желонку.
Щоб з'єднувати обсадні труби було зручніше, верхній і нижній край труби, яку приєднують до вже поглибленої колоні, фіксують спеціальними хомутами або металу або дерева
Складнощі можуть виникнути і при проходженні пливуна, якщо в процесі буріння стовбур піде через цей багатий водою шар. Деякі фахівці вважають, що для прискорення роботи має сенс подати в обсадку воду і вичерпувати рідкий грунт.
Зазвичай же буріння желонкою виконується "всуху". Це дозволяє досить точно визначити поява в свердловині води, що свідчить про те, що водоносний шар досягнуто.
Припинення буріння, як тільки в шахті з'явиться вода, це поширена помилка новачків-бурильників. Рекомендується продовжувати буріння і заглибитися в наступний шар ґрунту приблизно на півметра. Таким чином буде забезпечено максимальний дебіт свердловини. Потім залишається свердловину прокачати, опустити в неї насос, облаштувати оголовок і т.д.
Вибір: з фільтром або без?
Щоб запобігти попаданню в свердловину забруднень, всередину стовбура встановлюють другу трубу зі свердловинним фільтром. Його виготовляють з довгого відрізка труби, діаметр якої повинен бути менше, ніж діаметр обсадної труби. Верхню частину труби використовують під сальник, а в середній частині проробляють безліч отворів.
На відрізку труби, з якої виготовляють фільтр для свердловини, слід виконати ряд частих і досить великих отворів. Така перфорація обесчпечіт швидке надходження відфільтрованої води в свердловину
Перфорований ділянку закривають сіткою галуном плетіння, але в крайньому випадку підійде і звичайна мелкоячеистая сітка, наприклад, з параметрами 0, 2Х0, 13. Сітку можна зафіксувати дротом.
Нижня частина фільтра являє собою відстійник, там перфорація не потрібна. Якщо в свердловину, влаштовану шнековим способом, можна спустити фільтр за допомогою з'єднаних між собою штанг, то при виконанні ударно-канатного буріння фільтр доставляють за допомогою металевого троса.
Перфорований фільтр для свердловини слід закрити металевою сіткою галуном плетіння і зафіксувати дротом з нержавіючої сталі. Замість мережі галуном плетіння можна взяти звичайну, досить дрібну сітку
Це не дозволяє притиснути фільтр з силою, щоб забезпечити герметичність конструкції при з'єднанні з сальником. В такому випадку можна ефективно використовувати ПСУЛ - попередньо стиснуту ущільнювальну стрічку. Цей матеріал широко застосовується при монтажі ПВХ вікон.
Таку стрічку слід намотати на край фільтра і відразу ж опустити в шахту, оскільки ПСУЛ досить швидко розширюється. Якщо фільтр опущений негайно після намотування стрічки, вона розшириться в низу і забезпечить надійну герметизацію фільтра. Після того, як фільтр опущений вниз, обсадних труб акуратно піднімають вгору.
ПСУЛ - попередньо стисла саморозширюється стрічка ущільнювача використовується при монтажі вікон ПВХ, але підходить для створення сальника свердловинного фільтра. Потрібно намотати ПСУЛ приблизно на 30 см у верхній частині фільтру і відразу ж опустити його в свердловину
При цьому велика частина фільтра повинна виявитися нижче рівня краю обсадної труби. Для підйому труби можна використовувати два п'ятитонних домкрата. Вийняту на поверхню частина труби зрізають або відгвинчують. Щоб хомут не ковзав, до виступаючого шматку труби приварюють шматки арматури.
Ударно-канатний спосіб буріння дозволяє створити безфільтрових свердловину. Щоб облаштувати її таким чином, необхідно опустити обсадних труб нижче водоносного шару приблизно на 0, 5 метра. При "мокрому" шнековом або колонкового буріння важко буває витягти зі свердловини керн. Желонка легко витягує пухкі, насичені водою уламкові породи.
Схема пристрою безфільтрової свердловини: 1 - свердловина; 2 - водоносний - горизонт; 3 - водоприймальна воронка; 4 - покрівля; 5 - обсадна колона; 6 - пісок; 7 - порожнина, утворена в процесі відкачування піску ерліфтом
Після того, як обсадна труба міцно встановлена, в свердловину опускають два шланга. По одному з них в свердловину подається потік води, а по другому за допомогою компресора нагнітають повітря. Таким чином, виходить так званий ерліфт, а потік води запобігає утворенню піщаної пробки.
В результаті по обсадної трубі піде суміш води, піску і повітря, яку необхідно злити в окрему ємність. Коли суміш відстоїться, слід виміряти обсяг намитого зі свердловини піску. Згідно довідників, кожен кубічний метр такого піску дорівнює приблизно 4, 5 кубометрам дебіту.
З колонковим і шнековим способом буріння водозабірної свердловини познайомить інша стаття, з якої ми радимо ознайомитися.
Висновки і корисне відео по темі
Відео # 1. Наочна демонстрація буріння свердловини желонкою:
Відео # 2. Поєднання шнекового буріння по твердому грунту і використання желонки, щоб пройти невеликий насичений водою пісок:
Відео # 3. Цікавий варіант пристрою желонки і склянки для буріння:
У буріння ударно-канатним способом є чимало переваг перед більш поширеним шнековим методом. Желонку та інші пристосування нескладно зробити з підручних матеріалів. Процес буріння теж простий, особливо, якщо можливі проблеми будуть передбачені в самому початку.
У вас є особистий досвід в ручному бурінні? Виникли питання в ході ознайомлення з представленим нами матеріалом, хочете поділитися тільки вам відомими тонкощами? Пишіть, будь ласка, коментарі в розташованому нижче блоці, задавайте питання, залишайте фото по темі.