Інструменти і пристосування

При роботі ложки з лезом і двома загостреними різцями потрібно натиск певної сили для того, щоб вона врізалася в породу і зняла її. Ложка з змійовиком на кінці (рис. 27 б) полегшує буріння, так як натискати на неї під час роботи майже не потрібно, оскільки змійовик ввертається в грунт і тягне за собою ложку. Змійовик (спіральний бур) (рис. 27 в) застосовують для буріння свердловин в глинах і суглинках з вмістом деякої кількості гравію. Складається він з головки з конусоподібною різьбленням і декількох спіральних витків, що закінчуються в нижній частині лезом. Крок спіралі дорівнює діаметру змійовика. Виготовляють його зі смугової сталі потрібної марки і в'язкості. Гартують змійовик на висоту спіралі. Перегартованому метал, тобто метал дуже міцною гарту, непридатний, оскільки він легко ламається, а видалити його зі свердловини практично неможливо. При виготовленні змійовика смугу стали нагрівають до сказу, затискають в лещата і завивають за допомогою ключа. Змійовик повинен бути цельнокованним. Зварювання не допускається, оскільки за місцем зварювання може відбутися злам. Змійовики бувають діаметром 70, 104, 140 мм, довжиною відповідно 650, 700, 820 мм. Долота застосовують для ударного буріння. Вони поділяються на Зубильне (рис. 27 г), пірамідальні (рис. 27 д), плоскі, хрестові і ін Долота складаються з лопаті, шийки, конусної різьблення. Нижню кромку називають лезом. Виковують їх з міцного цільного шматка сталі і гартують. Під час роботи для округлення ствола свердловини долото після кожного удару повертають під кутом 15-20 °. Зубильне долото має нижня частина розміром 45, 60, 75, 85 мм, довжину леза 258, 260, 290 мм. Желонки бувають різних типів. Найбільш широко поширені прості (мал. 27 е) і поршневі. Служать вони головним чином для вилучення із свердловини пробуреної породи ударним способом, а також для буріння сипких і рихлих порід. Корпус желонок виготовляють з обсадної або газової труби довжиною 2-3 м. Вгорі є різьблення і вилка для кріплення до каната, внизу - сталевий черевик з клапаном. Нижню частину черевика роблять гострою, діаметром на 4-6 мм більше зовнішнього діаметру корпусу желонки. Желонки бувають із зовнішнім діаметром корпусу 89, 95, 127, 168, 219 мм, відповідно масою 25, 30, 47, 64, 96 кг. Вони призначені для роботи в обсадних трубах з внутрішнім діаметром 104, 115, 155, 205, 225 мм. Різьба у всіх інструментах потрібна для кріплення їх до штангах. Проста желонку має клапан у вигляді сталевого диска або кульки. Диск кріпиться шарнірно з одного боку до свого сідла з отвором, на яке він опускається.

Якщо клапаном служить кульку, то він перекривається обмежувачем, що не дозволяє піти йому разом з породою. При ударі об породу желонку втискається в неї, піднімаючи при цьому клапан, а при підйомі желонки клапан під своєю т я -, бляхою і тиском на нього породи закривається - желонку заповнена. Піднята вгору желонку з породою звільняється від неї шляхом перекидання желонки на виделку. Поршнева желонку у виготовленні важче простий, але вона дає гарні результати при роботі в розріджених та інших породах. Поршень ставлять всередині желонки. Зазначена вище довжина бурових ложок, змійовиків і желонок необхідна тому, що в процесі роботи буріння чергується з витяганням інструменту зі свердловини, очищенням його від породи і зворотної вставкою в свердловину, після чого цикл повторюється. Виїмка інструменту забирає багато часу. При короткому інструменті продуктивність праці сильно падає. Але занадто довгий інструмент також непридатний, оскільки може втратити стійкість, а заповнений породою, виявиться дуже важким і зажадає великих зусиль для виїмки його зі свердловини. При бурінні неглибоких свердловин замість спеціальних труб-штанг застосовують звичайні труби, краще суцільнотягнені (газові), або сталеві стрижні. Вони можуть бути набагато коротший (в половину вищевказаних). У бурових колодязях обов'язково повинні бути фільтри для фільтрування води, що надходить до насоса. У такій воді немає найдрібніших піщинок, які забруднюють воду. Крім того, піщинки, потрапляючи в тертьові частини насоса, швидко приводять його в непридатність.

Найбільшого поширення набули такі конструкції фільтрів. Дірчастий фільтр без сітки - сталева перфорована труба з просвердленими в шаховому порядку круглими отворами діаметром 1-20 мм. Число отворів має бути таким, щоб їх загальна площа становила приблизно 20-25% загальної поверхні труби. Фільтр встановлюють у водоприймальної частині свердловини в нестійких скельних породах або великоблочних пухких породах. Діаметр труб 76, 102, 152 мм при діаметрі отворів 12, 16, 18 мм. Число отворів на 1 м труби по її довжині - 600-700. Сталевий щілинний фільтр являє собою сталеву трубу, на якій у шаховому порядку розташовані вузькі прямокутні отвори (щілини), прорізані на спеціальному верстаті або газовим зварюванням. Ширина щілин 1,5-3 мм, довжина 26-100 мм. Філь тр з пр оволочной обмоткою - це сталева перфорована труба відповідного діаметру і довжини. За її довжині приварюють через 20-30 мм опорну дріт діаметром 3-4 мм, на яку потім впритул один до іншого навивають витки зі сталевого дроту товщиною 1,5-2 мм. Для фільтра діаметром до 100 мм беруть дріт товщиною 1,5 мм, а понад 100 мм - завтовшки 2 мм. Дротяну обмотку кріплять зварюванням. Сітчастий фільтр застосовують для уловлювання пісків, що знаходяться у воді, крім однорідних дрібнозернистих і глинистих. Такий фільтр складається з перфорованої труби з опорною латунної дротом діаметром 2,5-3 мм, зверху якої закріплюють сітку. Опорну дріт навивають на трубу спіраллю через 15-30 мм виток від витка і все закріплюють карбуванням. Сітку з міді, а краще з латуні закріплюють так, щоб вона не стикалася з самою трубою, і зшивають таким же дротом. Сітка має отвори діаметром 0,1 - 0,5 мм (краще 0,25 мм). Сітки рекомендується підбирати відповідно зі складом і властивостями порід. Гравійні фільтри бувають двох типів. Найпростіший - гравій засипають у свердловину після її пристрою. Спочатку в свердловину опускають дірчасту трубу або сітчастий фільтр, який, у міру підйому обсадних труб, обсипають гравієм. Його зерна мають бути в 10-20 разів більшими діаметра водоносного піску. Штанги - сталеві труби особливого прокату з потовщеними стінками на кінцях. Вони з'єднуються між собою сталевими муфтами.

Застосовуються для обертального й ударного буріння, опускання і підйому інструменту, подачі в свердловину промивного розчину. Нормальна довжина звичайної штанги 3 м, більш короткою - 1-1,5 м (остання призначена для початкового забурювання інструменту в породу). Для дрібного буріння використовують газові і водопровідні труби або прути міцної стали досить великого перерізу, а також дерев'яні штанги - стовбури молодих дерев зі сталевими наконечниками на кінцях і відповідної різьбленням. Штанга ударна виготовляється з м'якої сталі. Довжина штанги 2-2,5 м, маса 136-206 кг. На кінцях є різьблення для навинчивания необхідного для роботи інструмента. Сталеві обсадні труби виготовляють безшовними, з різьбленням на кінцях. Вони з'єднуються між собою муфтами. Служать для запобігання обвалів стінок свердловини при проході в нестійких грунтах, а також для ізоляції водоносних горизонтів з непридатною для вживання водою. Крім сталевих труб застосовують чавунні, азбестоцемент-н і, керамічні, дерев'яні та інші труби. На жаль, ці труби менш міцні і їх не можна витягувати з свердловини, оскільки вони опускаються в свердловину тільки під впливом своєї ваги. Свердловина має бути дещо більшого діаметру, ніж зовнішній діаметр застосовуваних труб. Чавунні труби набагато довговічніше сталевих, але більш крихкі. Азбестоцементні не іржавіють, не заростають різними солями, наявними у воді, стійкі до органічних кислот. Дерев'яні труби роблять із стовбурів сосни шляхом свердління спеціальним свердлом. Башмаки обсадних труб (рис. 28) надягають на нижній кінець обсадної труби і міцно загортають. Башмаки призначені для розширення свердловини і захисту решт сталевих труб від псування при їх обертанні або забиванні. Зовнішній діаметр черевиків більше зовнішнього діаметра обсадних труб. При посадці обсадних труб в грунт шляхом обертання застосовують черевик з зубцями (рис. 28 а), при забиванні - гладкий черевик з гострими краями (рис. 28 б).  Хомути застосовують для обертання і підйому труб і штанг. Вони бувають сталеві і дерев'яні. Сталеві хомути виготовляють зі смугової сталі, а дерев'яні - з деревини твердих порід без сучків діаметром 150-250 мм, завдовжки 2,5-3 м. На товстих кінцях хомутів роблять виїмки (півкола) для обхвативанія труб. Стягують половинки хомутів чотирма масивними болтами, бажано із стрічковою різьбленням. Ключі і канатні петлі призначені для закручування і розгвинчування труб. Ключі застосовують ланцюгові, різного діаметру, але якщо їх немає, то використовують канатні петлі. Останні навивають на труби у вигляді 5-б витків. На кожній трубі влаштовують дві петлі: одна утримує першу частину колони (колона - згорнуті воєдино по довжині в одне ціле дві труби і більше), інша - другу.

Таким чином перша петля утримує одну трубу, а друга обертає іншу трубу в свердловині. Влаштовують петлю так. Беруть кінець каната або тонкого сталевого троса довжиною 2-3 м, намотують його спершу двома витками довкола труби, після чого один кінець спускають вниз уздовж труби на 50-60 см. Верхній кінець каната намотують на трубу і роблять 5-6 витків, які сходять з опущеними вздовж труби кінця. У петлю на верхньому кінці просовують лом або міцний важіль довжиною до 2,5 м. Натискаючи на брухт або важіль, петлю затягують, і це дає можливість обертати трубу в потрібну сторону. Крім розглянутих вище інструментів при влаштуванні колодязів потрібні вилки підкладні, гаки, сережки, ветлюгі для підвішування штанг, хомути шарнірні для обертання штанг та інші.