В индивидуальном водоснабжении основными источниками воды являются колодцы и скважины, бурение последних более выгодно с финансовой точки зрения и не имеет альтернатив при большой глубине залегания водоносного пласта. Главная проблема скважинных источников — заиливание при длительном простое или с течением времени, для освобождения забоя от илистых загрязнений из смеси песка и глины часто используется желонка для чистки скважины, сделанная самостоятельно.
Существует несколько вариантов изготовления желонки, для этого может понадобиться бытовой электроинструмент и сварочный аппарат, а также некоторые навыки проведения слесарных и сварочных работ. Некоторые домовладельцы используют самостоятельно изготовленную желонку для бурения неглубоких скважин на своем участке ради экономии финансовых средств или в случаях, когда доступ специальной буровой техники на частную территорию невозможен.
Принцип действия и устройство
Любая желонка представляет собой полую трубу, на одном конце которой установлен обратный клапан, а вторая сторона имеет отверстия или ушки для крепления троса. Есть два основных варианта исполнения клапана: в виде металлических заслонок и шара. В конструкции с пластинами по центру внутри трубы установлен поперечный шкив, на котором закреплены два лепестка, перекрывающие проходной канал.
При опускании приспособления в скважинную шахту на заслонки оказывается давление жидких фракций песка с глиной, и они поднимаются вверх, при этом внутреннее пространство заполняется грязевой массой. При подъеме наверх осадочная порода давит на пластины, они опускаются вниз, перекрывая проходной канал и препятствуя выходу грязи наружу. После излечения трубу переворачивают и освобождают от грязи, выливая ее на участок или в емкость, затем операцию опускания снова повторяют.
Второй популярный вариант конструктивного исполнения желонки — размещение внутри трубной полости шара, играющего роль обратного клапана. В данной конструкции один конец трубы завальцовывают, приваривают снаружи или изнутри металлическое кольцо, уменьшающее проходное сечение канала, внутрь помещают легкий металлический или полимерный шарик. Принцип действия устройства аналогичен конструкции с заслонкой — при опускании грязь выдавливает шар, он поднимается вверх и происходит заполнение внутренней цилиндрической полости. При подъеме трубы шар опускается, перекрывает выходное отверстие, препятствуя оттоку грязи назад в шахту, затем на поверхности приспособление освобождают от поднятой осадочной породы, и процесс выемки грунта повторяют.
Желонка для бурения
С помощью желонки можно не только чистить заиленные скважинные источники, но и проводить бурение, внеся в конструкцию некоторые изменения. Для превращения в бур на нижней кромке болгаркой нарезают зубцы и немного разводят их наружу, в центре корпуса приваривают трубу с резьбой на конце или внутренней втулкой, на которую одевают следующие отрезки для бурения на больших глубинах. При этом трубопровод, выходящий из устройства, имеет сквозные отверстия по всей длине, в которые вставляют стальной прут или кусок арматуры для проворачивания корпуса с зубцами в земле.
На заметку: Бурение желонкой не слишком хорошая идея из-за высоких физических затрат, малой скорости и неэффективности самого метода для выемки почвы — гораздо быстрее сделать проходку ручным буром или применить гидробурение.
Как сделать желонку самому
Следует отметить, что желонка не является продуктом творчества домашних умельцев, подобные устройства существуют в заводском исполнении и используются для очистки водных источников. Если собирается желонка своими руками, чертежи и фотографии можно найти в интернет-сети и на их основе сделать оптимальный для конкретного случая вариант. Перед тем как сделать желонку по чертежу или фото, подготавливают материалы и инструмент, понадобятся: отрезок трубы нужного диаметра, обрезки металлических листов и прутьев, стальной трос, углошлифовальная машинка (болгарка), сварочный аппарат, подручные средства (камни, песок).
С пластиной
Металлическую пластину в желонке, играющую роль клапана, располагают сбоку или посередине, в последнем варианте она состоит из двух частей, поворачивающихся на центральном шкиве. Сборку желонки проводят следующим способом:
- Готовят отрезок основной трубы по следующим критериям: его диаметр должен быть на 10 — 20 мм меньше внутреннего размера обсадной колонны во избежание заклинивания, длина в зависимости от состава грунта, глубины скважины и толщины грязевого слоя находится в пределах от 50 до 150 см. Толщина трубы не играет большой роли и может варьироваться в диапазоне от 2 до 10 мм, при ее выборе учитывают состав грунта — если порода на дне спрессована в результате долгого простоя скважины, желонку не опускают, а бросают в скважинный канал. Это делается для того, чтобы пробить и разрыхлить плотную породу, а затем поднять ее наружу в виде грязи вместе с водой.
Понятно, что чем больше масса, тем больше повреждений будет нанесено слежавшейся породе при пробивке и соответственно возрастет эффективность проводимых работ — в этом случае стенки трубы выбирают большей толщины для увеличения веса конструкции. Также для разрыхления плотного грунта нарезают болгаркой зубцы на торце трубы.
Обычно выбирают отрезок трубы длиной около 60 см с учетом того, что позже к ней будет приварен 20 см трубный отрезок, таким образом, общая длина приспособления составит 80 см.
- Делают обратный клапан, для этого обрезают трубу длиной 20 см, служащую его корпусом, болгаркой вырезают диск, который располагают внутри трубы с минимальными зазорами между стенками.
- Фиксируют с помощью сварки изнутри трубы стальное металлическое кольцо с наружным диаметром, равным внутреннему трубному.
- Из толстой металлической проволоки делают ушки и затем приваривают их на одну из сторон диска обратного клапана.
- Продевают ушки от диска в стальной прут, помещают обратный клапан внутрь 20 см трубного отрезка, приваривают прут к стенкам трубы с помощью сварочного аппарата.
- После сборки клапанную часть присоединяют к основной трубе сваркой, в ее стенках вверху просверливают 2 сквозных отверстия и привязывают трос. Если расстояние между наружными стенками желонки и внутренней оболочки обсадной колонны невелико, изнутри корпуса приваривают одно или два ушка и к ним цепляют трос.
С шаром
Можно изготовить желонку своими руками и с шаровым клапаном, такая конструкция используется в изделиях заводского изготовления, однако в бытовом хозяйстве данное приспособление применяется значительно реже из-за технологических трудностей. Основная задача — подбор подходящего шарика для клапана, проблема заключается не в поиске изделия нужным диаметром, а в его массе.
Если взять металлический шар, то его большой вес при погружении устройства будет препятствовать поступлению в корпус осадочной породы, он не будет наполняться и эффективность работы станет равной нулю. При слишком легком весе шарик всплывет на поверхность плотной грязи, не опускаясь на дно, и при извлечении трубы поднятая порода отправится обратно в скважину. Поэтому изготавливая клапанный шар, придется провести ряд экспериментов, отслеживая степень его погружения в глиняно-песчаную водную смесь. Желонку с шаром для очистки скважины собирают следующим образом:
- В первую очередь готовят самодельный шарик с таким расчетом, чтобы размер его наружной оболочки был на 1/4 меньше внутреннего диаметра трубы. Для этого приобретают в магазине спорттоваров пластиковый шар подходящего размера с плотной наружной оболочкой, проделывают в центре отверстие и отпускают в него тяжелые мелкие металлические предметы — ненужные болты, гайки, шайбы, дробь, и герметизируют отверстие монтажной пеной. Можно насыпать внутрь песок, мелкие камушки, гравий и затем герметично заделать отверстие, главное — оптимально подобрать вес, при котором шар не будет всплывать на поверхность грязи или оказывать излишнее давление на впускное отверстие.
- Готовят входной диск из металла в виде шайбы, на который будет опускаться клапанный шар. Вытачивают его болгаркой с наружным размером, равным внутреннему диаметру трубы, в центре вырезают круг с таким расчетом, чтобы при опускании шар перекрывал канал, а свободное отверстие не препятствовало поступлению в корпус как можно большего количества грязевой массы.
- Обрезают трубный отрезок длиной около 80 см, при необходимости на погружаемом торце нарезают зубья.
- Привязывают или приваривают сверху кусок толстой прочной проволоки, за которую желонку с помощью троса извлекают из скважины.
Изготовление без сварки
Выше приведены варианты изготовления желонки с помощью сварочного аппарата, однако можно обойтись и без него. Для подвешивания в стенках сверлят сквозные отверстия и привязывают к корпусу проволоку, для изготовления клапана в нижней части также просверливают 2 сквозных отверстия и вставляют внутрь шкив, к нему проволокой привязывают два полукруглых лепестка (в пластинах для этого заранее сверлят отверстия).
Чтобы клапанные лепестки не опускались в обратную сторону, в стенках трубы под ними сверлят по одному отверстию, и вставляют болты шляпкой наружу, фиксируя их гайкой изнутри. Таким образом, лепестки при подъеме конструкции будут опускаться на выступающие изнутри стенок болты, перекрывая проходной канал.
Выступающие за наружную оболочку шляпки, которые могут цепляться за стенки обсадной колонны, стачивают болгаркой, оставляя толщину 30 — 50 мм.
Без сварки также можно изготовить и желонку с шаром. Для этого приобретают в торговой сети обрезанный конус (переходник концентрический) с диаметром, равным внутреннему трубному, вставляют его внутрь корпуса и фиксируют болтами или заклепками. Вместо конуса можно также использовать внутреннее кольцо с нарезанной метчиком диаметральной резьбой в стенках, которое прикручивают в трубе болтами через высверленные в ее оболочке отверстия.
Желонка буровая и особенности ее использования на разных грунтах
Проведение буровых работ желонкой по популярности стоит на последнем месте — процесс трудоемкий, длительный и малоэффективный, неприемлемый для больших расстояний. Если абиссинскую скважину глубиной до 30 м частники бурят в течение светового дня, то специальной заводской буровой желонкой без применения спецтехники проходят около 1 м в час.
В бытовых условиях самодельной желонкой ударного принципа действия (ее бросают с высоты в шахту) можно пробурить мелкую скважину глубиной около 10 м, если сделать более сложную конструкцию с вращением трубы и подачей воды в канал, достигают глубин до 20 м.
Заводская желонка для ручного бурения скважин на воду по конструкции не сильно отличается от бытовой лепестковой, основная разница заключается в методе освобождения от поднятого грунта и наличии системы труб, с помощью которых производится вращение и опускание на большую глубину. При проведении буровых работ желонкой с увеличением глубины к ней последовательно подсоединяют трубы на резьбу или через втулки со сквозными диаметральными отверстиями. Через аналогичные отверстия производится вращение трубопровода, приваренного к желонке, толстым прутом вокруг его оси. Для освобождения от грунта, клапанная часть отделяется от основной и грязь выливается через нижний торец без переворачивания корпуса.
Бурение с помощью желонки в различных грунтах имеет следующие особенности:
- При наличии плывунов удобнее всего проходить их с помощью желонки. Для этого предварительно проделывает винтовым буром неглубокий канал и помещают в него обсадную трубу. Погружают в нее желонку и начинает проводить бурение, постоянно извлекая на поверхность грязевую массу от плывуна и одновременно углубляя обсадную трубу, оказывая на нее физическое давление. Таким образом, происходит бурение с одновременной установкой обсадной колонны, предотвращающей размывание скважинного канала поверхностными грунтовыми водами.
- Принцип работы желонки связан с извлечением на поверхность грязевой массы, поэтому при проведении буровых работ с одновременным монтажом обсадной колонны в случае сухого песчаного грунта, канал постоянно наполняют водой и затем извлекают наружу осадочную смесь.
- Мягкую глинистую породу не всегда рационально растворять водой. Иногда проще снять мешающий клапан и вкручивать в глину только полую трубу, при этом пластичная и липкая масса будет оставаться в трубе при подъеме на поверхность без присутствия клапана.
- Если при бурении на пути встречается слой гравия или щебня, обсадную колонну не забивают, а приподнимают немного вверх во избежание уплотнения каменной массы. Желонку вращают с оказанием меньшего давления на грунт, замедляя скорость проходки и немного увеличивая количество поданной в канал воды.
- Трубу поднимают после проходки 0,5 — 0,7 м, с углублением из-за возросшей массы конструкции интервал расстояний сокращают с учетом прилагаемых физических усилий.
Механическая желонка — основной вариант ручной прочистки скважин при отсутствии погружного дренажного или вибрационного электронасоса, которые наиболее часто используют для прокачки заиленных скважинных источников. Желонку для скважины несложно изготовить по чертежам самому при наличии труб подходящего диаметра и металлических пластин, при этом можно обойтись без сварочного аппарата. Конструктивное исполнение желонки не рассчитано на проведение индивидуальных буровых работ кроме специальных случаев борьбы с плывунами, для этого намного проще воспользоваться обычным буром в сочетании с технологией гидробурения.
