Желонка своими руками

В отсутствии центрального водоснабжения на большинстве загородных и дачных участках бурятся скважины на воду. Выполнение при помощи специальных буровых агрегатов стоит дорого и не всегда возможно. Для заезда габаритной техники необходим широкий заезд и ровная горизонтальная площадка. Простой выход — применение для бурения желонки.

Желонкой называется специально изготовленное устройство, предназначенное для ударно-канатного бурения и прочистки скважин на воду. Этот простой и эффективный в работе инструмент можно приобрести в специализированных магазинах, но экономичней изготовить желонку для скважины своими руками.

Разновидности устройства

• Поршневое, в котором вода и шлам всасываются во внутреннею полость с помощью специального поршня одновременно с каждым ударом по инструменту.
• Пневматическое, состоящее из 2-х камер (песочная и воздушная), в которых под действием создаваемого избыточного давления происходит заполнение и последующее опорожнение ёмкости от частиц грунта и жидкости.
• Обычные, которые детально рассмотрим дальше.

Основные достоинства обычных желонок

• Простота конструкции, позволяющая лёгкое изготовление желонки для бурения скважины своими руками.
• Достаточно высокая эффективность.
• Простое исполнение процессов бурения или чистки скважин от накопившегося ила и песчаных пробок, работа может выполняться силами всего одного-двух человек без привлечения дорогостоящей техники.
• Возможность выполнения работы на участках с большими перепадами рельефа по высоте и отсутствием подключения к электрическим сетям.
• Экономичность изготовления из дешёвых материалов.

Состав элементов инструмента

Главными составными частями устройства желонки являются следующие элементы:

1. Отрезок полой стальной, реже чугунной, трубы длиной до 3-х метров и внутренним диаметром ≤ 60 мм. Толщина стенок ≥ 4 мм. Чем толще и длинней труба, тем больше масса сбрасываемого снаряда и эффективность его использования. Но с возрастанием веса увеличиваются прилагаемые усилия по его подъёму из ствола обсадки.
2. Запорный обратный клапан для задержки в полости трубы разработанной породы, илистых частиц и воды. Различаются следующие разновидности по конструктивным особенностям:
   • шаровые. На расстоянии 5-ти см от низа трубы внутрь её прочно приваривается толстая шайба или конусная пластина с отверстием посередине сечением немного меньше размера шара. Важно, чтобы шар, помещённый внутрь стакана, плотно закупоривал отверстие. Стальной шар примерно на 25% меньше диаметра трубного стакана. Рекомендуется использовать шарик из большого подшипника, можно найти подходящий на рынке или заказать изготовление в токарной мастерской;
   • пластинчатые с поворотным шарниром и приваренным к внутренней части стальным штырьком для ограничения открытия до 800. Герметичность обеспечивается при помощи полосок резины;
   • лепестковые, состоящие из двух шарнирно прикреплённых внутри трубного стакана тонких стальных или полимерных пластин, чтобы лепестки не имели возможность вылететь вверх при гидравлическом ударе, устанавливаются ограничительные упоры.
   Принцип действия любой системы клапанов подобен действию шторок, пропускающих перемешенную с водой грязь только в одном направлении. Наиболее надёжен и долговечен в эксплуатации шариковый клапан.
3. Ударный башмак из трубы, соединяемый резьбовым соединением с основным стаканом путём ввинчивания в него. Для облегчения разработки грунтов башмаки оснащаются режущей кромкой или несколькими острыми зубьями. Рекомендуется термическое закаливание этих деталей, что значительно продлит длительность эксплуатации.
4. При использовании шарикового обратного клапана необходим ограничитель для предупреждения вылета шара из стакана. В некоторых источниках предусматривается устройство предохранительной металлической решётки, что не самый лучший вариант. Время падения шара после удара об такую высоко расположенную решётку занимает определённое время, в течение которого проникшая в стакан смесь не даст шару возможность закрыть входное отверстие. Эффективней будет работать приваренный внутри стакана примерно на 0,5 м от низа толстый стальной гладкий стержень.
5. Стальные ушки или прочно закреплённая к верху инструмента скоба.
6. Металлический трос или прочный синтетический канат.

Самостоятельное изготовление конструктива

Состав и порядок выполнения работ:

1. Выбор отрезка трубы основного стакана. Элемент должен быть строго прямолинейным с гладкой внутренней поверхностью. Длина трубы желонки только для чистки скважины выбирается до 1 м с диаметром меньше сечения существующей обсадки на 2 см.
2. Нарезка внутренней резьбы в стакане для крепления башмака.
3. Монтаж клапанной системы. Если решено использовать шаровой клапан, а шарик нужного размера найти не удалось, то можно легко изготовить самодельный. Для чего используется плотный резиновый или пластиковый шарик, аккуратно разрезаемый на две половинки. Каждая половинка заполняется кусочками свинца или дробью тщательно перемешанными с эпоксидным или другим водостойким клеем. После застывания полученной массы, края половинок зачищаются и прочно склеиваются между собой. Вся шаровая поверхность шлифуется. Затем вниз приваривается толстая шайба и ограничитель подъёма шара. Лепестковые клапана можно изготовить даже из обычной пластиковой бутылки, но прослужат они недолго и потребуют периодической замены.
4. Изготовление башмака. Подойдёт примерно 10-ти см отрезок трубы, на котором с одного конца нарезается наружная резьба для закручивания в основной стакан. Допустимо использование сварки, но это затруднит ремонт или замену клапана. На другом конце заостряется режущая кромка заточкой внутренней полости трубы или вырезаются небольшой высоты зубцы с их последующим заострением. Последний шаг — термическое закаливание режущей части.
5. Приварка к верху стакана ушек или скобы для последующего крепления тросика или каната.
6. Грунтовка металлических элементов и нанесение 2-х слоёв антикоррозионного состава на наружные и внутренние поверхности.

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.

Выполнение бурения

Бурить с использованием желонок производительно только в рыхлых сыпучих грунтах и плывунах. Метод предполагает значительные затраты по времени, но совершенно безопасен в исполнении. При наличии плотных прослоек их разрабатывают подвеской долота, затем разрыхлённую породу извлекают желонкой. Для облегчения работ в скважину периодически подливается вода.

Процесс бурения аналогичен выполнению при прочистке, но потребуется большая длина устройства и его подъём на несколько метров. Можно применять составные трубы. Для подъёма грунта рекомендуется использовать вместо троса изготовленные из газопроводных труб буровые штанги, которые для заполнения полости устройства можно забивать в грунт. Во избежание осыпания стенок одновременно с бурением производится погружение обсадных труб, обработанных антикоррозионными составами. Обсадка погружается отдельными секциями длиной по 2 м с резьбовым соединением и герметизацией стыков. Первоначальная секция с отверстиями для фильтрации воды устанавливается в разработанную вручную яму, после установки секции строго вертикально выполняется обратная засыпка ямы грунтом и монтируется вторая секция. Обсадка, после разработки грунта желонкой, погружается под собственным весом. При затруднениях с погружением наверх обсадки крепится специально изготовленная площадка, на которую укладывается пригруз из заполненных землёй мешков. Постоянно осуществляется контроль вертикальности погружения.

Бурение производится до заглубления в водоносный горизонт достаточной мощности.

Использование такого простого приспособления позволит выполнить качественное бурение скважины и содержание её в стабильном состоянии с обеспечением долговременного функционирования по снабжению водой кристальной чистоты.

• Инженерные коммуникации