«ДОМАШНЯЯ БУРИЛКА»

«ДОМАШНЯЯ БУРИЛКА»Имея земельный участок под огород в нашей климатической зоне, для получения хорошего урожая необходим регулярный полив. Но при отсутствии собственной скважины с водой либо колодца, при установившихся расценках на воду полив из общественного водопровода обходится довольно дорого. Ведь поливать приходится практически каждый день, в течение двух, двух с половиной месяцев, примерно по одному кубометру воды в день. Узнав то, что бытовые глубинные насосы потребляют приблизительно 0,5 кВт (и это — по максимуму) электроэнергии на один кубометр поднятой из скважины воды, проведя нехитрые вычисления, по сравнению с получением собственной воды, вывел цифры с довольно ощутимой экономией.

А еще, применяя различные фильтры, в том числе и угольные, можно добиться довольно хорошего качества воды для бытовых целей: для приготовления пищи и даже для питья без кипячения.

И в результате «возникает возможность» монтажа домашнего (автономного) водоснабжения. Наиболее рациональным вариантом посчитал самостоятельное бурение скважины под воду с собственноручным изготовлением установки (можно было заказать бурение): ведь так не только дешевле, но и намного интереснее.

Изучил соответствующую литературу на эту тему, остановившись на простейшем методе (на мой взгляд) ударноканатного бурения. В каком-то источнике было описано, что таким методом еще в незапамятные времена китайцы бурили скважины даже в камне на глубину 1,5 км, добывая соль. Нам же на такую глубину бурить было не нужно. Напомню, что для бурения скважины на глубину более 50 м требуется лицензия от соответствующей организации и последующая регистрация скважины.

Основные геометрические размеры буровой установки

Основные геометрические размеры буровой установки

Двигаясь от простого к сложному, сначала решил изготовить часть рабочего инструмента: ложку и желонку (инструмент для забора грунта из скважины при бурении) и попробовать пройти хоть несколько метров без механизмов.

Для бурения в сыром грунте необходима ложка, это и есть основной рабочий инструмент для прохождения суглинка. Прообразом этого инструмента послужила ложка Шитца, только сделать конический стакан не представлялось возможным, поэтому деталь была изготовлена из обычной цилиндрической трубы. В принципе, никаких затруднений такая конструкция стакана в работе по бурению у меня не вызвала, но можно было сделать и еще проще. Например: взять трубу меньшего диаметра (107 мм), залить ее наполовину бетоном — для утяжеления, а вторую половину использовать как стакан.

Моя ложка состоит из двух частей: стакана (только дно у него вверху) и штанги. Стакан изготовлен из трубы диаметром 130 мм, нижняя кромка его заточена (снята фаска) по внутренней стороне. На боках стакана, в верхней его части, имеются два небольших симметричных окна (отверстия) — для выхода воздуха из стакана при вхождении последнего в грунт. Вторая труба -штанга — имеет диаметр 58 мм, она более длинная и ее внутренняя полость залита бетоном для утяжеления. К верхнему концу штанги приварена скоба для крепления к ней веревки через карабин (чтобы не закручивалась). Ложка имеет вес 24,5 кг.

Ложка

Ложка:

1 — стакан (труба Ø130); 2 — штанга (труба Ø58); 3 — серьга (проволока Ø8)

Желонка с двухлепестковым клапаном

Желонка с двухлепестковым клапаном:

1 — корпус (труба Ø150); 2 — двухлепестковый клапан; 3 — серьга (проволока Ø8)

Желонка с одним клапаном (меньшего диаметра)

Желонка с одним клапаном (меньшего диаметра):

1 — корпус (труба Ø110); 2 — клапан; 3 — серьга (проволока Ø8)

Технология работы ложкой проста. С высоты около двух метров бросаем ложку во влажный грунт. Ложка, врезавшись в грунт, углубляется на несколько сантиметров и при подъеме захватывает заклиненный в ней грунт. На поверхности этот грунт удаляется цикл повторяется вновь. Для более удобного удаления грунта из ложки я использовал саперную лопатку, предварительно заузив ее, обрезав при этом приблизительно по три сантиметра с каждой стороны. Диаметр скважины при работе с такой ложкой получается около 200 мм, и это избыточно, так как обсадные трубы используются в основном диаметром 100 — 110 мм.

Но если сделать ложку из трубы меньшего диаметра, например 107 мм, как было предложено выше, то и стрелу можно выполнить короче, что особенно важно при работе в тесных помещениях.

Продолжая «черпать» грунт и углубляясь, доходим до настолько влажного участка, где грунт начинает «выскальзывать» из стакана, поскольку он там почти жидкий. Тут необходимо использовать другой инструмент — желонку.

Желонка изготовлена из той же трубы диаметром 150 мм, что и ложка. В нижней части она имеет двухлепестковый инерционный клапан с резиновым уплотнителем для поднятия разжиженного водой грунта.

Корпус двухлепесткового инерционного клапана имеет такой же наружный диаметр, что и желонка — 150 мм. только толщина стенки у него 10 мм (в дальнейшем, чтобы не искать подходящую трубу с толстыми стенками или не заказывать корпус токарю, просто внутрь трубы вставил изготовленное из прутка диаметром 7 мм кольцо, приваривал его и обточил углошлифовальной машинкой). Нижняя внутренняя кромка корпуса (трубы) клапана заточена (выполнена фаска) для лучшего вхождения желонки в грунт. Лепестки вырезаны из стального листа толщиной 4 мм. В результате при сбрасывании желонки в скважину лепестки, попадая в разжиженную грунтовую массу, открываются пропуская разжиженный грунт, а при начале вытаскивания желонки клапаны закрываются.

Подняв желонку, содержимое выливают через ее верхнее отверстие. Процедура повторяется до очищения скважины, или выработки зумпфа. Вес такой желонки с клапаном составил 17,3 кг. а без клапана — 11,3 кг.

Вторую желонку я изготовил меньшего диаметра, для того чтобы можно было сравнить производительность, а также разницу в объеме извлеченного из скважины грунта. А так как в основном для обсадки скважин используется недорогая полиэтиленовая труба наружным диаметром 107 мм, а скважина большего диаметра для домашних нужд нужна очень редко, извлеченного грунта будет намного меньше, поэтому предпочтительнее использовать этот диаметр — объем работ значительно уменьшится.

Как видно из рисунка, клапан второй желонки проще в изготовлении из-за меньшего диаметра используемой трубы.

Для прохождения твердых пород применил тяжелый лом. Плита крошится ломом и с добавлением воды «выбирается» желонкой. Однако мне такой слой, к сожалению, (а скорее, к счастью), не попадался.

Изготовив такое несложное приспособление и приобретя длинную капроновую веревку (ее длину с небольшим запасом можно установить, опросив соседей о глубине их пробуренных скважин), установив треногу со шкивом, закрепленным на вершине этой треноги, попробовал «пробурить» грунт. Но из-за того что инструмент входил довольно плотно, его было затруднительно вынимать (отрывать от грунта), и работа по бурению становилась очень тяжелой. Сокращать же глубину входа инструмента в грунт путем снижения веса инструмента не имело смысла, так как заглубление ложки было оптимальным и составляло около пяти сантиметров. Отрывая от липкого грунта инструмент каждый раз и поднимая его раз за разом, довольно быстро устанешь.

Тогда для облегчения работы было решено сделать из подручных материалов простой подъемник. Собрав все то, что имелось подходящее на тот момент в гараже, и прикупив недостающие детали, собрал сам бурильную установку.

С бурильной установкой работа пошла легче и производительнее: «врезавшуюся» в грунт ложку установка довольно легко отрывает от основного пласта и поднимает на поверхность. Очистив ложку и опустив ее вновь на дно скважины, взявшись за веревку, опять поднимаю ее приблизительно на два метра и бросаю.

Раму основания бурильной установки сварил из труб квадратного сечения 50×50мм, треугольное же основание крепления стрелы — из стального уголка № 7.

Стрелу изготовил из стальной водопроводной трубы диаметром 107 мм. Нижней частью она вставляется в трубу с толщиной стенки 10 мм и имеющей внутренний диаметр 110 мм.

В верхней части стрелы расположен блок со шкивами (от генератора какой-то сельскохозяйственной машины), имеющими наружный диаметр 100 мм. Шкивы, для придания им большей «свободы», установил без подшипников — просто на стальной вал со смазкой. К каждому шкиву приварил ограничительную скобу, изготовленную из стального прутка диаметром 9 мм. Эта скоба не позволяет веревке с него соскальзывать.

Для большей «устойчивости» мачты пришлось позднее, уже при эксплуатации, приварить вертикально три плотно прилегающих опорных уголка № 5. Также выяснилось, что мачта начала потихоньку прокручиваться вокруг своей оси, и в результате к стреле приварил стопор в промежутке между опорными уголками.

Двухлепестковый инерционный клапан желонки

Двухлепестковый инерционный клапан желонки:

 

1 — обойма (труба Ø150×10); 2 — лепесток клапана (сталь, лист s4. 2 шт.); 3 — резиновая прокладка лепестка клапана (резина, s3, 2 шт.); 4 — шарнир (2 шт.); 5 — ось шарнира (2 шт.); 6 — заклепка (4 шт.)

Клапан уменьшенной желонки

Клапан уменьшенной желонки:

 

1 — обойма (труба Ø110×10); 2 — клапан (сталь, лист s4); 3 — резиновая прокладка лепестка клапана (резина. s3, 2 шт.); 4 — шарнир (2 шт.); 5 — ось шарнира (2 шт.); 6 — заклепка

Лапа

Лапа:

 

1 — лапа (карданный вал от автомобиля «Москвич-412»); 2 — палец (часть полуоси от автомобиля «Москвич-412»); 3 — стопорное кольцо; 4 — шайба; 5 — привариваемый к основанию фланец

В качестве опорных лап использовал два карданных вала от автомобиля «Москвич-412». На этих валах предварительно были сняты все крестовины. Один конец вала крепится к станине, а второй — фиксируется в грунте. А именно, через вилки карданной передачи в грунт вбивается труба наружным диаметром 27 мм. Третья точка фиксации расположена на основании установки — это приваренная к станине обрезанная вилка карданной передачи все с того же автомобиля «Москвич-412», через которую вбивается в грунт труба. Опорные лапы имеют некоторую степень свободы в горизонтальной плоскости: из-за того, что крепление вилки карданов было переделано. Вместо крестовины использовал пальцы — взял обрезки полуосей заднего моста автомобиля «Москвич-412». Так как полуоси выточил под небольшой конус, они хорошо загоняются в проушины вилки карданного вала до отсутствия люфта. С более толстой стороны этого пальца приварил шайбу для «пущей» надежности, а с тонкой стороны в отрезке полуоси углошлифовальной машинкой выбрал паз. В этот паз вставил стопорные кольца крестовины автомобиля УАЗ и проложил шайбы, и таким образом палец зафиксировал в отверстии крестовины.

Лебедка установки состоит из редуктора с червячной передачей: трехфазного электродвигателя мощностью 2,2 кВт, имеющего 1000 об/мин. и катушки для веревки.

Катушку для наматывания веревки сделал следующим образом: на стальную ось диаметром 30 мм приварил стальную водопроводную трубу диаметром 78 мм. К этой трубе по концам приварил по четыре спицы из 15-дюймовой стальной водопроводной трубы с каждой стороны, к которым, в свою очередь, приварил стальной пруток диаметром 10 мм. Конструкция катушки балансируется приблизительно (на глаз), так как скорость вращения небольшая и устанавливается на двух подшипниках на концах оси. Подшипники использовал закрытые, шариковые 30x63x15 мм. они установлены в опорные самодельные корпуса. А именно: берется стальная полоса шириной 20 мм и толщиной 3-4 мм, изгибается в кольцо, соответствующее наружному диаметру подшипника. К концам привариваются проушины под стягивающий болт. В дальнейшем эта полоса приваривается к стальному уголку № 3, в котором просверлены два отверстия диаметром 10-11 мм для крепления изготовленного опорного корпуса к станине.

Таким образом, катушка крепится к станине. На оси катушки, для упрощения конструкции я не использовал кулачковую муфту для сбрасывания инструмента, так как в дальнейшем планировал использовать установку как подъемник грузов. А еще и потому, что была применена веревка, при помощи которой можно было работать руками. По окончании работ веревка снималась и применялась на других работах.

Редуктор использовал червячный с передаточным соотношением 1:40. Он имеет возможность стопорить ведомый вал при отсутствии вращения ведущего вала, тем самым не давая прокручиваться катушке с веревкой.

Приводной узел буровой установки

Приводной узел буровой установки

Между собой двигатель с редуктором соединены цепной передачей. На двигателе установлена звездочка z1 = 11 зубьев от мотороллера «Муравей», на редукторе установлена звездочка z2 =17 зубьев с таким же шагом, от отслужившего свое мотоцикла. Вторая ступень цепной передачи, передающая вращение от вала редуктора к барабану с веревкой, состоит из: ведущей звездочки z3 =11 зубьев (все от того же мотороллера), установленной на валу редуктора: ведомой звездочки z4 = 19, зубьев установленной на валу барабана для веревки, все с тем же шагом 12,7 мм под цепь с мотороллера «Муравей». Все звездочки, кроме z4, приварены к фланцам и установлены на валах. Звездочка z4 установлена на шпонку непосредственно на вал катушки.

Бурильная установка может быть легко разобрана, перенесена и установлена в помещении, где необходимо произвести бурение (например, я бурил у себя в гараже). А если стрелу сделать короче, то можно работать и в более низком помещении (в подвале или погребе).

Так как установка по прямому назначению в хозяйстве используется не часто, то можно приспособить ее еще и для других работ, например: эксплуатировать как подъемник, для погрузки-разгрузки стройматериалов или при ремонте техники; поднимать или опускать корнеплоды в погреб или подвал. Еще можно использовать ее отдельные агрегаты: лебедку — для культивации огорода, предварительно сняв стрелу и лапы: веревку — по хозяйству.

Многие застройщики при возведении небольших домов и построек применяют столбчатые фундаменты или ставят дома на сваях: для их изготовления прямо на месте строительства возможны бурение и заливка свай (вертикальное отклонение при таком бурении минимально).

Да и в разобранном виде бурильная установка вместе с инструментом много места в гараже или сарае не занимает.

Д. СЛОНОВ, село Родино, Алтайский край

Заметили ошибку? Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Рекомендуем почитать

  • МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР 1989-03МОДЕЛИСТ-КОНСТРУКТОР 1989-03
    СОДЕРЖАНИЕ: В поиске - молодежь (1); ВДНХ - молодому новатору (2). Общественное КБ «М-К»: И.Туревский. Брянский автовернисаж (4)....
  • ВМЕСТО ЩЕТКИ — НАПИЛЬНИКВМЕСТО ЩЕТКИ — НАПИЛЬНИК
    Осенью на заросшем около водоема берегу на одежду нацеплялись семена череды. Щетка очищает одежду от семян очень плохо. Выручает напильник со средней (не мелкой)...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: