Wiertnica DIY: wykonanie domowej wiertarki do wiercenia studni

Wiercenie studni na miejscu to zadanie na dużą skalę.Nie każdego właściciela domu stać na usługi profesjonalnej ekipy, a zatrudnienie „rzemieślników” to w większości przypadków wyrzucenie pieniędzy w błoto.

Łatwiej jest wykonać całą pracę samodzielnie: pracujesz dla siebie ciężej i masz mniej wydatków. Ponadto, jeśli sam wykonasz wiertnicę, koszty będą wydawać się dosłownie śmieszne w porównaniu z rzeczywistymi cenami wierceń.

Powiemy Ci, jak zrobić maszynę do ręcznego wydobywania ujęcia wody na miejscu. Informacje, które prezentujemy opierają się na praktycznym doświadczeniu niezależnych wiertników. Aby dopełnić postrzeganie trudnego tematu, proponowane informacje uzupełniono przydatnymi diagramami, zbiorami zdjęć i filmami.

Co i jak lepiej wiercić studnię?

Początkujący wiertnik musi uzbroić się w cierpliwość i przygotować się na wykonanie niełatwej pracy.

Do wykonania platformy i wiertnicy potrzebne będą także dostępne narzędzia i niedrogie materiały, a także zdrowy rozsądek i kilku przyjaciół do pomocy.

Wiercenie studni to dzieło sztuki, ponieważ wynik jest nieprzewidywalny, a każda konstrukcja jest wyjątkowa. Zadanie polega na wykonaniu w ziemi długiego i wąskiego szybu do poziomu wodonośnego i wpuszczeniu do niego rury osłonowej w celu wzmocnienia ścian wykopu.

W tym procesie będziesz musiał wydobyć dużo gleby, a ta gleba może być bardzo różna: od kawałków granitu po piasek zmieszany z wodą.

Wiele zależy od głębokości warstwy wodonośnej. Czasem trzeba przejść mniej niż 10 metrów, żeby się tam dostać, a czasem studnia wodonośna sięga kilkudziesięciu, a nawet setek metrów. Wszystko to wpływa na metody i czas wiercenia. Aby zbudować studnię, istnieją dwie główne metody: uderzeniowa i obrotowa, w nowoczesnym ślimaku interpretacyjnym.

Domowe wiertnice do wierceń ręcznych budowane są według jednego projektu. Wiertnica wykonana jest w formie statywu

W pierwszym przypadku wiercenie w toku za pomocą wąskiego i ciężkiego pocisku zwanego wyciągaczem. Zawieszony jest na linie lub kablu, który przerzucony jest nad blokiem przymocowanym do statywu. Do wyciągania wiertła z wału służy wciągarka z silnikiem, chociaż w razie potrzeby można to również zrobić ręcznie.

Pocisk zostaje kilkakrotnie zrzucony na dno kopalni z wysokości kilku metrów. Spulchnia ziemię, której część wpada do wnęki wyciskacza. Po zagłębieniu się w ziemię na głębokość około 0,5 m wiertło jest usuwane z pnia. Łuska jest czyszczona i wrzucana z powrotem do kopalni. Proces powtarza się, aż dotrą do wody.

Metoda liny uderzeniowej jest bardzo stara, stosowana od stuleci, jeśli nie tysiącleci. Wykonanie ściągacza jest stosunkowo łatwe, potrzebna będzie blacha stalowa o grubości 4-5 mm lub grubościenna rura Ø 110-120 mm, a także umiejętność pracy ze spawarką. I możesz nawet pracować sam z wyciągaczem, chociaż z asystentem wszystko pójdzie znacznie szybciej.

Zaletami wiercenia udarowego jest nie tylko jego dostępność. Dmuchawa jest niezawodna, przejeżdża przez prawie każdą glebę z wyjątkiem skał skalistych. W przypadku konieczności pokonania warstwy gliny piaszczystej lub iłu, wytrząsacz zastępuje się odpowiednio dobraną szybą – wąskim cylindrem bez zaworu na dnie.

Dmuchawa służy do podnoszenia każdego rodzaju gruntów niespoistych: piasku, tłucznia, żwiru i złóż żwirowych. Służy do udrażniania dna studni oraz w trakcie eksploatacji kopalni do usuwania osadów mułowych

Szkło skutecznie niszczy skały ilaste, które dzięki własnej zdolności do zagęszczania i przylegania do ścian utrzymują się w jego zagłębieniu.Przy ręcznym wierceniu linowo-udarowym, wyciągacz i szkło stosuje się na zmianę w zależności od potrzeb.

Gdy przejście przez wytrząsacz znacznie się zmniejszy, oznacza to, że natrafił on na strop gliniasty lub piaszczysto-gliniasty, dlatego zastępuje się go szkłem. Gdy tylko ziemia zniszczona w studni nie zalega już we wnęce szkła, zastępuje się ją ściągaczem.

W jednej „sesji” można pogłębić wał o metr, chociaż częściej liczba ta jest skromniejsza, około 20-40 cm. Jest to wada metody liny uderzeniowej - praca zajmuje dużo czasu. Na glebach gliniastych i plastycznych skuteczniejsze jest użycie świdra lub innego wiertła spiralnego.

Przy wierceniu ręcznym najczęściej konieczne jest łączenie metod udarowo-linowych z obrotowymi, dlatego lepiej zaopatrzyć się w minimalny zestaw pocisków pokazany na schemacie

Narzędziem roboczym instalacji świdrowej jest kolumna prętów z wiertłem na dolnym końcu. Narzędzie jest dosłownie wkręcane w ziemię, która częściowo jest podtrzymywana przez jego ostrza.

Okresowo świder wraz z spulchnioną ziemią jest usuwany na powierzchnię, a przodek z zawalonym wysypiskiem oczyszczany jest za pomocą ubijaka. Potem znowu wiercić świdremwnikając głębiej w ziemię z każdym zakrętem.

Pręty są stopniowo zwiększane w miarę pogłębiania się wału. Po pierwsze, długość przewodu wiertniczego zwiększa się poprzez przymocowanie jednego pręta. Gdy jego górna część zrówna się prawie z głowicą odwiertu, należy przymocować drugą, potem trzecią itd.

Wiertło można obracać ręcznie lub za pomocą wirnika silnika elektrycznego.Aby utrzymać żerdź w prawidłowej pozycji pionowej, w przemysłowych wiertnicach mobilnych zastosowano ramę pionową przymocowaną do łóżka. Korzystając z tej zasady, możesz stworzyć własną maszynę.

Schemat przedstawia wersję domowej wiertnicy, a także wynik: stosunkowo kompaktowe urządzenie do wiercenia studni

Równolegle z pogłębianiem odwiert jest obudowany, tj. w wywierconym otworze instalowana jest rura, której średnica jest o 1-2 cm większa niż ten sam rozmiar pocisku. Ogniwa obudowy łączone są w jedną konstrukcję poprzez skręcanie lub spawanie.

W przypadku doprowadzenia do studni osłonowej dużej ilości wody pod ciśnieniem, dno można oczyścić bez użycia zbieracza. Metodę tę z powodzeniem stosują profesjonalne zespoły. Woda powoduje erozję rozluźnionej gleby i wypłukuje ją na powierzchnię.

Płuczka wiertnicza kilkakrotnie przyspiesza pracę, ale wszystko wokół zostanie zalane wodą zmieszaną z brudem. I nie da się w ten sposób przedostać przez kamieniste gleby. Wszystko to należy wziąć pod uwagę, zanim zaczniesz tworzyć własną wiertnicę. Ponadto musisz określić swoje cele i zadania.

Jeśli potrzebujesz jednostki do budowy tylko jednej lub dwóch studni, nie musisz się zbytnio martwić o dokładność wykonania. Jednak solidna i trwała wiertnica może być dobrym powodem do założenia własnej firmy wiertniczej.

Szczegółowe informacje na temat sposobów wiercenia studni ujęć wody znajdziesz w jednym z nich popularne artykuły nasza strona.

Produkcja wiertnic udarowo-linowych

Statyw z wywijakiem to konstrukcja prosta, jak wszystko genialne.Jego wymiary można oszacować „na oko”, nie są tu potrzebne szczególnie dokładne obliczenia inżynierskie. Przykładowo wysokość statywu, na którym będzie mocowany ściągacz, powinna być o około metr większa od tej wiertarki.

Jeśli prace wiertnicze przeprowadzane są w piwnicy domu, wymiary konstrukcji będą ograniczone wysokością sufitu.

Wiercenie udarowo-linowe odbywa się za pomocą ciężkiego pocisku - ściągacza. Jest zrzucany z wysokości, ziemia zapada się i wypełnia wnękę wewnątrz wyciskacza, po czym urządzenie jest wyjmowane i czyszczone

Na otwartej przestrzeni wytrząsacz można zawiesić wyżej w celu zwiększenia siły uderzenia. Ale nie przesadzaj, to nie jest skuteczne. Sam bailer powinien być dość ciężki. Aby skutecznie spulchnić ziemię, lepiej zrobić nacięcia na jej podeszwie lub zeszlifować ostrą krawędź.

Uważa się, że optymalna długość wiercenia wynosi od 1,8 do 2,2 metra, tak aby wiertnik mógł swobodnie sięgnąć do górnej części wiertła w celu podłączenia lub odłączenia kabla. Jednak przy wierceniu ręcznym za najlepszą długość ściągacza uważa się 1,0 - 1,2 m. Rozmiar ten pozwala dosięgnąć dłonią dna pocisku, jeśli nie opróżnia się on np. przy przyklejaniu się gliny.

Do wiercenia udarowego linowego wykorzystuje się wyciągarkę o długości około 1,2 – 2,0 metra. Pocisk musi być na tyle ciężki, aby rozbić ziemię i wyciągnąć ją na powierzchnię w dużych ilościach

Dmuchawa wykonywana jest najczęściej z kawałka metalowej rury, pożądana grubość metalu to 4 – 6 mm.

Aby wykonać takie urządzenie wiertnicze, należy wykonać następujące operacje:

1. Przygotuj kawałek rury o odpowiednim rozmiarze.
2. Zrób zawór na dnie pocisku.
3. Zgrzej siatkę ochronną na górze.
4. Zagotuj uchwyt lub „uszy”, aby zabezpieczyć linę.
5. Naostrz spód pocisku lub przyspawaj kilka „zębów” z kawałków metalu lub kawałków grubego drutu.
6. Zrób statyw z metalowych rur.
7. Zamontuj blok, wciągarkę i silnik, aby podnieść pocisk z wału.
8. Przywiąż linę do ściągacza i zmontuj konstrukcję.

Na szczególną uwagę zasługuje zawór bailer. Pociski o małej średnicy wykorzystują zawór kulowy. Do swojej roli nadaje się metalowa kulka o średnicy nieco większej niż połowa średnicy ściągacza.

Jeśli nie zostanie znaleziona odpowiednia kula, można ją wykonać ze złomu. Na przykład do tych celów często stosuje się mieszaninę śrutu ołowianego i żywicy epoksydowej, rolę formy odlewniczej pełni swego rodzaju piłka dziecięca wykonana z tworzywa sztucznego lub gumy.

Zawór kontaktronowy wyciskacza składa się z okrągłego kawałka metalu, który zamyka szczelinę w dnie szklanki, a także sprężyny, która utrzymuje ją w pozycji zamkniętej.

Podkładka z otworem o średnicy mniejszej niż średnica kulki jest przyspawana od dołu, aby nie wyleciała. W tym samym celu u góry, w pewnej odległości od kratki ochronnej, umieszczony jest korek - kawałek metalu ograniczający ruch piłki w górę. Siatka druciana zapobiega wypadaniu dużych kawałków ziemi z prasy.

Kula zaworu nie może spaść poniżej poziomu zaostrzonej krawędzi lub metalowych zębów, w przeciwnym razie pochłonie siłę uderzenia. Z drugiej strony „zęby” nie powinny być zbyt długie, w przeciwnym razie nie pozwolą, aby część ziemi dostała się do wnętrza ubijaka.

W górnej jednej trzeciej korpusu ściągacza wycięte jest okienko. Będzie potrzebna w przypadku konieczności oczyszczenia pełnego czerpaka z ziemi, która zgromadziła się w jego wnętrzu.

Do wykonania zaworu kulowego do ściągacza potrzebna jest metalowa kulka o średnicy około 60 mm.Taki element można zdemontować z dużego łożyska

Inną opcją zaworu jest zawór płatkowy. Wykonany jest z kawałka metalu. Zawór kontaktronowy wygląda jak okrągłe drzwiczki przymocowane do sprężyny w dolnej części ściągacza. Kiedy pocisk porusza się w dół, zawór otwiera się pod naciskiem gleby, a następnie sprężyna go zamyka i utrzymuje glebę w środku. Czasami taki zawór jest uszczelniony kawałkiem gumy, ale nie jest to konieczne.

Jeśli podczas wiercenia domowy baker Okazuje się, że wychwytuje za mało ziemi, być może projekt trzeba po prostu trochę poprawić. Czasami trzeba nieco powiększyć prześwit w dolnej części urządzenia. Jeżeli pocisk okaże się za lekki należy go dociążyć.

W tym celu górna część czerpaka jest czasami wypełniana betonem. Ale możesz po prostu przymocować dodatkowe obciążenie na ruchomym złączu od góry.

Statyw do wiercenia udarowego może być wykonany z metalowej rury, ale do krótkotrwałego użytkowania nadaje się również trwałe drewno, na przykład drewno o grubości 150-200 mm

Na glebach lepkich skuteczny może być ubijak bez zaworu. Gęsta gleba jest upakowana wewnątrz pocisku i utrzymuje się tam w sposób naturalny. Takie urządzenie czyści się przez wąski pionowy otwór z boku.

Jeśli to możliwe i konieczne, należy wykonać dwa różne mulatory, aby móc je stosować na różnych glebach. Dmuchawa służy również do oczyszczenia gotowej studni z piasku i brudu. Ale w tej sytuacji nie ma potrzeby robienia tak dużego pocisku, wystarczy urządzenie o długości około 0,8 -1,0 metra.

Budowa wiertarki ślimakowej

Rama takiej instalacji może być wykonana w formie statywu, ale częściej składa się z pionowych prowadnic zamontowanych na stojaku i połączonych od góry poziomą konstrukcją. Rama maszyny musi bezpiecznie podtrzymywać kolumnę roboczą wiertło i wysuwane pręty podczas wydobywania ich ze studni.

Na schemacie wyraźnie widać budowę wiertnicy na ramie metalowej z krętlikiem, wiertarką, wciągarką elektryczną i motoreduktorem (+)

Wiertło wykonuje się w następujący sposób:

1. Kilka zwojów metalowego paska jest przyspawanych do odcinka wąskiej metalowej rury o długości około 1,5 metra, aby utworzyć coś w rodzaju gwintu.
2. Do krawędzi ślimaka przymocowane są noże, których krawędzie tnące powinny znajdować się pod kątem do poziomu.
3. Noże są naostrzone.
4. Trójnik z gwintem wewnętrznym przykręca się lub przyspawa do górnej krawędzi wiertła.
5. Przygotowuje się odcinki metalowej rury o tej samej średnicy. jak również rury świdra, w celu dalszego zwiększenia długości przewodu wiertniczego. To są sztangi.
6. Na tych odcinkach rur wycina się gwinty w celu ich połączenia lub wierci się otwór w celu zamocowania za pomocą kołka blokującego.

Jednakże, aby zwiększyć długość żerdzi wiertniczej, z powodzeniem stosuje się również połączenie sprzęgające lub blokujące. Wiertnica może być wykonana z rur metalowych, kanałów lub drewna. Najważniejsze, że bezpiecznie trzyma przewód wiertniczy.

W górnej części ramy zamontowany jest blok, który połączony jest z wciągarką służącą do podnoszenia ciągu rurowego wraz z wiertłem. Uważa się, że wieża jest konieczna tylko wtedy, gdy wiercenie studni głębokość ponad ośmiu metrów. Bez niego można wywiercić małą konstrukcję, ale praca nadal będzie trudna.

Zwiększenie długości żerdzi znacznie powoduje, że sznur jest cięższy, dlatego do jego podnoszenia wykorzystuje się silnik elektryczny z wciągarką. Jeśli planujesz wiercić „na mokro”, wiertło obraca się również za pomocą silnika elektrycznego.

Eksperci uważają, że najlepszą opcją do tych celów jest standardowe urządzenie o mocy 2,2 kW przy 60-70 obr./min, które można zasilać ze zwykłego gniazdka 220 V. Odpowiednie mogą być modele takie jak 3MP 31,5, 3MP 40 czy 3MP 50 .

Krętlik jest elementem za pomocą którego przekazywany jest moment napędowy z silnika elektrycznego na żerdź. Za jego pośrednictwem do kopalni dostarczana jest również płuczka wiertnicza. Do ruchomej części tego urządzenia przymocowane są żerdzie wiertnicze. Do płynu wiertniczego przeznaczona jest specjalna uszczelniona rura.

Schemat przedstawia konstrukcję krętlika dla małej wiertnicy. Przez boczną rurę płyn płuczący doprowadzany jest do wału (+)

Ponieważ krętlik podczas wiercenia stale się porusza, źle wykonany może bardzo szybko pęknąć. Aby temu zapobiec, należy przestrzegać dwóch zasad: do jego produkcji używać wyłącznie stali o wysokiej wytrzymałości oraz zapewnić minimalną szczelinę pomiędzy elementami statycznymi i ruchomymi urządzenia.

Jak już wspomniano, przy budowie samodzielnie wykonanych wiertnic do studni nie ma super rygorystycznych zasad. Najczęściej konstruowana jest konstrukcja hybrydowa, która pozwala na jednoczesne zastosowanie zarówno metody udarowo-linowej, jak i wiercenia obrotowego.

W tym projekcie ułożona jest ta sama rama, co pozwala na przejście z jednej metody na drugą bez dokonywania jakichkolwiek zmian projektowych.

Jest to odmiana wiertnicy kombinowanej, może być stosowana zarówno do wiercenia udarowo-linowego, jak i wiertniczego

Jeśli chcesz zająć się zawodowo wiercenie studni, wtedy lepiej kupić wszystkie części u siebie, niż robić to samodzielnie lub wynajmować. Wszystkie te elementy możesz zamówić u doświadczonego tokarza. Będziesz musiał kupić niezawodny silnik elektryczny ze skrzynią biegów oraz pompę silnikową, wąż i wąż, jeśli planujesz wykonywać prace przy użyciu ciśnienia hydraulicznego.

Ramę i wiertarkę lepiej wykonać po zakupie krętlika, silnika elektrycznego i wciągarki. Umożliwi to prawidłowe i szybkie dopasowanie do siebie wszystkich części instalacji. Aby móc wysunąć dłuższe pręty na wiertarkę, zaleca się wykonanie ramy z zapasem około 3,3 m.

Do wykonania krętlika i zamków należy używać wysokiej jakości stali, gdyż to właśnie te elementy konstrukcji przenoszą największe obciążenia podczas wiercenia.

Możesz także samodzielnie wykonać krętlik do domowej wiertnicy, ale łatwiej i bardziej niezawodnie będzie zastosować przemysłowy model takiego urządzenia

Stal hartowana nie nadaje się zbytnio do wykonywania domowych wiertnic, ponieważ po obróbce wymaga dodatkowego szlifowania, lepiej jest użyć zwykłej stali. Na prętach najlepiej stosować gwinty trapezowe, a nie stożkowe.

Ma wystarczające właściwości wytrzymałościowe i każdy tokarz może obsłużyć takie gwinty. Ale aby zrobić pręt ze stożkowym gwintem, będziesz musiał poszukać specjalisty.

Do wiercenia na głębokość większą niż 30 metrów zaleca się wykonanie prętów z rur o grubości ścianki 5-6 mm.Zwykłe rury o ściance 3,5 mm mogą nie wytrzymać takich obciążeń. Aby wykonać wiertło, lepiej nie brać stali stopowej, ale zwykłej, aby nie było problemów podczas procesu spawania.

Do wiercenia w twardych glebach sensowne jest użycie wiertła przemysłowego o dużej wytrzymałości. Dobry efekt uzyskuje się stosując pocisk z trzema ostrzami. Podczas jego pracy stosowana jest cykliczna rotacja, która pozwala na możliwie najskuteczniejsze spulchnienie gleby.

Narzędzia wiertnicze do pracy ręcznej są dostępne w różnych wersjach. Istnieją modele łyżkowe i cewkowe, a także wiertło. Wiertła łyżkowe są skuteczne na glebach plastycznych: glinie piaszczystej, glinie, glinie. Przecinarka takiego wiertła jest zwykle wykonana w formie wiadra. Możesz wykonać takie wiertło samodzielnie z rury o odpowiedniej średnicy.

Na gęstych glinach można również użyć wiertarki cewkowej. Urządzenie to ma kształt korkociągu, a element tnący jest rozwidlony, tzw. jaskółczy ogon. Alternatywą dla świdra wężowego jest świder lodowy, ale może nie być tak skuteczny.

W twardych skałach najlepiej sprawdza się wiertło o kącie wierzchołkowym 110-130 stopni. Dłuto może mieć bardzo różne kształty, ponieważ są przeznaczone do niszczenia skał o różnym stopniu twardości.

Wiertło nadaje się do pracy na glebach twardych i miękkich. Takie wiertło można wykonać ze złomu

Do wiercenia skomplikowanych odcinków geologicznych czasami lepiej jest zastosować dwa etapy wiercenia dwoma różnymi wiertłami. Najpierw wierci się wąskim wiertłem o średnicy około 80 mm.Po takim wierceniu poszukiwawczym wykonuje się prace wiertłem o większej średnicy, aby uzyskać odwiert o wymaganej wielkości.

Udźwig wciągarki musi wynosić co najmniej jedną tonę. Oprócz wciągarki elektrycznej niektórzy rzemieślnicy natychmiast instalują inną, mechaniczną. W niektórych przypadkach radzi sobie skuteczniej, np. przy zakleszczeniu rury osłonowej. Zaleca się stosowanie dwóch różnych paneli sterowania dla silnika elektrycznego i wciągarki.

Wnioski i przydatne wideo na ten temat

Wideo nr 1. Wizualny przegląd samodzielnie wykonanej wiertnicy:

Wideo nr 2. Opcja wiertnicy kombinowanej do wiercenia udarowo-linowego i ślimakowego:

Wideo nr 3. Stosowanie ubijaczki do wiercenia udarowego kabli:

Domowa platforma do wiercenia studni nie jest bardzo skomplikowaną jednostką, pozostawiając miejsce na prace inżynieryjne. Należy jednak pamiętać, że elementy i mechanizmy takiego urządzenia poddawane są znacznym obciążeniom podczas procesu wiercenia. Dlatego materiały muszą być trwałe, a praca musi być wykonana jak najlepiej.

Chcesz podzielić się swoimi osobistymi doświadczeniami z montażu i użytkowania wiertnicy w praktyce? Masz pytania dotyczące tematu artykułu lub chcesz wyjaśnić niejasne kwestie? Proszę pisać komentarze w bloku poniżej.