Ручное горизонтальное бурение

Установка горизонтального бурения своими руками

Существует несколько видов ручных буров. Их можно купить в специальных магазинах, руководствуясь их рабочими характеристиками стоимостью агрегата. Но можно сделать ручной бур для горизонтального бурения самостоятельно.

Чтобы смастерить ручной бур, Вам потребуется следующие составляющие:

  • одна труба диаметром 3,5-4 см и длиной, соответствующей длине будущей скважины,
  • две трубы с внутренним диаметром 4,5-5 см и длиной 12 см (для установки ручки),
  • 1 кусок листовой стали толщиной 4 мм или больше (размер – 6 на 55 мм) и 1 лист для вырезания режущей спирали,
  • отрезная машинка,
  • электросварка,
  • паяльная лампа.
  1. Из листовой стали вырежьте круг так, чтобы его диаметр соответствовал размеру запланированной скважины.
  2. В центре круга сделайте отверстие по диаметру основной трубы. Данную манипуляцию можно провести с помощью сварочного аппарата, если не получается “болгаркой”.
  3. Из полученного кольца нужно вырезать сегмент. Его дуга (размах сегмента) напрямую зависит от размера камней, которые могут встречаться в грунте. Тут важно выбрать оптимальное значение. Ведь если сегмент будет меньше камня, то бур попросту не зацепит препятствие. Ну а слишком большой увеличит время бурения.
  4. С помощью молотка или любого тяжелого предмета придайте полученному кольцу форму спирали. Режущий край нужно заточить.
  5. Для изготовления наконечника зажмите в тиски концы стальной полосы. Паяльной лампой нагрейте ее до состояния покраснения. Заверните полосу винтом. Из завинченной части вырежьте необходимый отрезок и придайте ему нужную форму.
  6. Наконечник приварите к концу основной трубы, вставив его в предварительно сделанный поперечный вырез. Наконечник должен как бы продолжать трубу, удлиняя ее.
  7. Кольцо, закрученное в винт, приварите к трубе, продев ее. Находиться оно должно чуть выше соединения наконечника и трубы. Перпендикулярно приварите к трубе два патрубка, чтобы можно было вставить деревянные или железные ручки.
  8. Осталось вставить ручки, и ручной бур готов.

Такая установка вполне подходит для использования на территории частного домовладения. Только вот точность бурения зависит от сноровки и “глазомера” исполнителя.

Если Вы все же решили приобрести готовую установку для горизонтального бурения, то работы по прокладке трубопровода и вовсе сводятся к минимуму, можно сразу приступать к изучению технологии ГНБ.

Подбор материалов и подготовка

Этапы горизонтального бурения

Этапы горизонтального бурения.

  1. Аппарат для электродуговой сварки подойдет средней или высокой мощности (инверторы использовать можно, но их мощности зачастую не хватает).
  2. Болгарка с дисками на 180 или 230 мм, причем исключительно двуручная. Расход режущего материала будет достаточно большой, а к этому нужно быть готовым.
  3. Кувалда.
  4. Прут армирующий 25 мм или больше, а длина его на 10-15 см должна превышать длину пробуриваемого отверстия.
  5. Стальная труба соответствующего диаметра, а по длине отрезки будут равны арматуре.
  6. Насос со шлангом, а к нему стальная бочка на 200 л с широкой горловиной.
  7. Ручной горизонтальный бур.
  8. Воронка с 2-х метровым шлангом.

После того как оборудование подготовлено и выгружено в месте рабочей деятельности, нужно выкопать 2 приямка, располагающихся в местах входа и выхода трубы. Глубина их на 20 см превышает необходимую, т.к. иначе будет достаточно проблематично работать. Ширина обычно 60 см, но если приходится работать на углублении более 1 м, то лучше сделать расширение до 0,8 м. Каждый из приямков будет иметь достаточно большую длину (длина арматуры), т.к. в противном случае негде будет разместить рабочие инструменты.

Технология ГНБ своими руками

В промышленности наклонное бурение скважин востребовано в нефте-газовой сфере, в строительстве, также метод широко применяется для создания подземных коммуникаций.

Наклонно направленное бурение применяется для выполнения таких работ:

  • Создания скважин для добычи нефти и газа;
  • Бурение для добычи полезных ископаемых;
  • Прокладки труб водоснабжения и канализации;
  • Прокладки коммуникаций газоснабжения;
  • Монтажа нефтепроводов и газопроводов;
  • Обустройства кабельных магистралей.

На сегодняшний день, наклонно направленное бурение является наиболее экономичным способом создания подземных коммуникаций и выполнения любых подземных работ. Наклонно направленное бурение, в сравнении с рытьем траншей своими руками, обладает следующими преимуществами:

  • Минимизация затрат времени и финансовых средств.
  • Возможность прокладки коммуникаций без разрушения асфальтового покрытия.
  • Бурение скважин (как нормальных, так и мини — на небольшую глубину) может осуществляться под водоемами, транспортными путями и в местах, где запрещены наземные строительные работы.
  • Работы могут выполняться мини бригадой из 3-5 человек.

Ручное горизонтальное бурение

Ручное горизонтальное бурение начинается с проектирования. Оценить глубину пролегания и расположение уже проведенных коммуникаций все же стоит. Такие предварительный работы помогут избежать многих неприятностей.

После составления примерной схемы нужно вырыть 2 котлована – начальный и приемный. Учтите, их глубина должна быть удобной в том плане, что установку там будет комфортно расположить и использовать.

Приступайте к созданию скважины путем ручного вращения установки. Если при работе бур заклинивает, то достаточно налить воды в отверстие и постепенно вытащить инструмент из земли. Может случиться так, что сразу вытащить не получится, тогда налейте еще воды и попробуйте вытащить через несколько часов.

После формирования отверстия нужно еще несколько раз пройти буром для удаления остатков грунта и увеличения отверстия. Затем можно приступать к протаскиванию трубы, футляра или кабеля. Для этого можно присоединить трубопровод к наконечнику продетого через скважину бура. А затем просто извлечь установку из грунта, тем самым осуществить транспортировку трубы.

Такой подход позволяет значительно сократить расходы на бурение горизонтальной скважины, позволяет осуществить обычную прокладку трубопровода или, в случае необходимости, прокол под дорогой своими руками. Для осуществления данного технологии нужны лишь элементарные навыки строительства и физическая сила.

Последовательность действий

Схема разделения диска бура

Схема разделения диска бура.

При помощи УШМ затачивается отрезок арматуры до 2 м, причем заточка должна быть равномерной и максимальной. При использовании отреза более 2 м велик риск изгибания.

Теперь можно непосредственно начать горизонтально направленное бурение. Этот отрезок при помощи кувалды вбивается в землю в нужном направлении, причем удары всегда должны быть равномерные.

После того как отрезок полностью вогнан, нужно наварить на него следующий. Таким образом, продвигается работа на необходимую глубину. При стыке с породой можно немного изогнуть прут, поэтому нужно быть внимательным. Работа заканчивается ровно в тот момент, когда в месте выхода покажется рабочая «голова». Таким образом формируется направляющий стержень.

Чертеж шнекового бура

Чертеж шнекового бура.

Теперь берется труба большего диаметра и надевается на арматуру. Поверх трубы надевается еще один небольшой отрезок немного большего диаметра (стакан), который защитит трубу от расплющивания при ударах, а после того как бить уже не надо, стакан следует снять. Трубу нужно в обязательном порядке заострить болгаркой, дабы ход работы был максимальный.

После того как труба вогнана на самый максимум (не более 2 м), нужно установить в нее насос с водой и включить подачу. Для искусственного повышения давления используются насадки на уменьшение диаметра. Из открытой части трубы будет выходить вода, для которой и подготавливалась бочка на 200 л.

Когда работа с отрезком завершается, нужно убрать бочку в сторону и опорожнить ее. Теперь можно наваривать сверху еще один отрез и аналогичным образом продолжать деятельность, пока не будет зафиксирован выход трубы с другой стороны. Стоит учесть, что один стакан используется на всю работу.

2
Применяемое оборудование для ГНБ

Оборудование для горизонтального бурения можно условно разделить на несколько видов: машина для ГНБ, локационная система для ГНБ, вспомогательные устройства – буровые вертлюги , скобы, фиксаторы.

Локационная система для ГНБ. Без наличия такой системы невозможно в полной мере контролировать наклонно направленное бурение, так как в процессе работы бур находится вне зоны видимости
.

Чтобы бурение не привело к непредсказуемым последствиям (разрушение существующей прокладки коммуникаций, поломка оборудования из-за подземных преград), и для того, чтобы в полной мере контролировать точность бурения скважины, используется специальная геолокационная система.

Такое устройство состоит из двух основных частей: мини зонд, который устанавливается на буровую головку, и аппарат для отслеживания его показателей. Когда осуществляется наклонно направленное бурение, этой системой управляет оператор, который считывает всю информацию, поступающую с мини зонда, и на её основе корректирует процесс бурения.

Применение мини зонда является незаменимой частью процесса ГНБ.

Сравнение традиционного и горизонтального метода бурения

Буровая машина. Наклонно направленное бурение выполняется дорогостоящим профессиональным оборудованием. Промышленные машины для ГНБ имеют рамные конструкции: они состоят из кузова, двигателя, работающего на дизельном топливе, и ходовой части. В свою очередь функциональная часть имеет следующие элементы: буровой лафет, гидростанция с шлангом для подачи воды, и панель для управления процессом.

Классификация буровых установок выполняется в зависимости от граничного усилия протяжки, которое измеряется в тоннах. Помимо этого, ключевыми характеристиками любой установки являются максимально возможные диаметр и длина бурения.

Вторичными факторами, на которые необходимо обращать внимание при выборе устройства для бурения скважины и прокладки труб, являются показатели расхода бетонита (лмин), и радиус изгиба буровых штанг – он влияет на возможность изменять направление бурения по ходу работы.

Также можно выделить технологию горизонтально шнекового бурения, которое выполняется с помощью достаточно простых буровых установок, состоящих из буровой головы, штанги, двигателя, и каркаса, который соединяет их в один механизм.

В сравнении с промышленными буровыми машинами, такая конструкция обладает мини размерами. К тому же она достаточно проста в управлении – после краткого вводного курса, бурение может быть выполнено своими руками кем угодно.

Вспомогательные устройства. К этой категории относятся все элементы фиксации для прокладки ПВХ обсадных труб , переходники, расширители, насосы для откачивания излишков бетонита, электрогенераторы, системы освещения и инструмент устранения аварийных ситуаций.

2.1
Этапы ГНБ

Перед тем как начать бурение горизонтальных скважин необходимо выполнить следующие подготовительные работы:

  1. Уточняется расположение подземных коммуникаций, которые расположены в пределах участка, где будет выполняться ГНБ. Места существующих коммуникаций – трубопроводы, кабельные линии, должны быть отмечены опознавательными знаками.
  2. Исходя из особенностей грунта, и других важных факторов, выбирается оптимальная трасса прокладки.
  3. Подготавливается площадка для буровой установки (уравнение грунта, создание освещения), и пути подъезда к ней.
  4. Буровая машина занимает исходную позицию, на площадку доставляется необходимое количество бентонита (раствора для укрепления скважины), и буровых штанг.

Ручное горизонтальное бурение

Выполняется бурение пилотной скважины (мини тоннеля, диаметром до 100 мм). Изначально процесс бурения наклонных и горизонтальных скважин начинается под углом в 10-20 градусов, который, в процессе выхода на заданную глубину, корректируется к нужным показателям
.

В процессе ГНБ изменение движения бура возможно во всех плоскостях. Чем ближе бурильная головка находится к точке выхода, тем сильнее бур направляется вверх, для того чтобы на выходе из грунта скважина получила необходимый угол.

Для того чтобы расширить скважину, буровая головка своими руками заменяется на ример (специальное устройство для расширения), после чего на буровой машине включается режим обратных оборотов, и выполняется обратное движение римера, по направлению от точки выхода скважины, до буровой установки.

Количество проходов, необходимых для выполнения расширения скважины до нужного диаметра, может колебаться от 1 до 3. Это зависит от особенностей грунта и от того, какое устройство бурения используется. Если для расширения необходимо несколько проходок, то римеры последовательно меняются на устройства большего диаметра.

Прокладка труб выполняется с применением системы вертлюг и скоб, которые подсоединяются к трубе, и выполняют функцию креплений и фиксаторов, с помощью которых происходит затягивания труб в скважину.

Для фиксации труб вертлюгом на её край монтируется специальный скважинный оголовок , к которому присоединяется буровая колонна. В мелкогабаритных скважинах, обсадка которых выполняется полимерными трубами с небольшим весом, прокладки могут выполняться своими руками, в противном случае – усилие для затягивания труб придает буровая машина.

После того как труба смонтирована нужным образом, она отсоединяется от буровой колонны, после чего процесс ГНБ можно считать законченным.

Когда все этапы бурения наклонных и горизонтальных скважин завершены – осуществляется свертывание буровой установки и уборка рабочей площадки.

Метод наклонно направленного бурения подразумевает необходимость обязательного использования бетонита. Бентонит – это специальный раствор, который применяется для укрепления стенок скважины, так как риск обвалов грунта при ГНБ достаточно большой
. Также бетонит уменьшает трение бура и улучшает процесс извлечение выбуренной почвы наружу.

Бентонит во много определяет эффективность всего процесса бурения, так как раствор плохого качества, который не будет обладать необходимыми промывочными свойствами , будет являться причиной дополнительных временных затрат, необходимых для очистки скважины от грунта.

Так как в процессе ГНБ используется большое количество бентонитного раствора, на входе и выходе в скважину могут скапливаться его излишки, которые, после завершения бурения, нужно извлечь своими руками, либо откачать с помощью насоса. Все остатки бетонита необходимо утилизировать.

Существуют определенные ограничения, которые препятствуют применению ГНБ:

  • Подземные препятствия могут стать причиной невозможности продолжения ГНБ;
  • Ограниченный изгиб буровых штанг для ГНБ не дает возможность выполнять короткие и неглубокие изменения направления скважины (до 5 м);
  • Наклонно направленное бурение не может осуществляться в монолитных скальных породах, либо в грунтах, с высокой концентрацией валунов.

просмотров

Дополнительные меры

Схема сборки самодельного бура

Схема сборки самодельного бура.

Горизонтально направленное бурение своими руками осуществляется далеко не всегда при помощи кувалды и трубы, но можно прибегнуть и к таким более современным аналогам, как установка горизонтального бурения.

Ручное горизонтальное бурение

При ее использовании уже не потребуется махать кувалдой, но и цена вопроса повысится во много раз. Буровая установка бывает 2-х типов:

  1. Ручная. Вращательными движениями труба приводится в движение, поэтому происходит неспешное продвижение вперед. Вымывание грунта производится описанным выше способом, поэтому работу иногда приходится прекращать. Использование толстой арматуры желательно, но необязательно.
  2. Электрическая. Аппарат передвигается на закрепленной рельсе, а скорость работы достаточно высокая. Нередко возникают осложнения при попадании на породу, но если не отличается высокой прочностью, то установка просто проигнорирует. Работает быстро и надежно, но достаточно дорогая вещь.