Для чего нужна желонка и как она работает

Желонка для бурения: как ей пользоваться?

Для того чтобы пробить колодец для бытовых нужд в условиях чрезмерной рыхлости почвенных пород, для бурения принято использовать желонку, выполненную своими руками. Ее отличительным свойством будет считаться большая длина (порядка 4-5 метров), которая позволит выгребать мусор и шлаки из отверстия в несколько раз больше, чем обыкновенная конструкция для чистки.

Для похожих ручных установок на скважину клапан можно сделать из стальной пластины. Чтобы выполнить уплотнения более качественно, предпочтительно использовать натуральную кожу или резину с камер автотранспортного средства.

Заменителем троса или каната послужат штанги для бурения, их принято делать из газовых трубопроводов, конкретных отрезков. Оптимальный диаметр этих конструкций может варьироваться от 33 до 48 мм.

Зарегистрированы случаи, когда вместо традиционных металлических штанг люди проводили эксперименты и пытались сделать их из прочного дерева своими руками. Обычно применялась ель, ясень и лиственница. Подобный подход аналогично отличался эффективностью. Единственным недостатком такого бурения считалась большая затрата сил и времени, но при этом такой вариант остается бюджетным и по сей день. Также предлагаем к просмотру видео ролик.

Schmantbüchse, Schöpfbüchse, Schöpflöffel ) – посудина цилиндрической формы, которой вычёрпывают жидкость и разрушенную породу, песок, грязь на поверхность из скважины во время бурения, очистки от песчаных пробок, доставляют в скважину цементный раствор, осуществляют пробный отбор жидкости из пласта при освоении скважин.

Желонки бывают:

1. Желонка, которая представляет собой трубу с плоским или тарелкообразным клапаном внизу и дужкой для присоединения троса вверху (обыкновенная желонка );
2. Поршневая желонка, в которой всасывание жидкости и шлама в желонку после каждого удара по снаряду осуществляется с помощью поршня;
3. Пневматическуая желонка, заполнение и разгрузка которой осуществляется под действием избыточного давления, создающегося в двух её камерах (песочной и воздушной).

Буду рассматривать только обыкновенную желонку.

Ключевой узел любой желонки это клапан.

Клапанные желонки бывают:

1. желонка с плоским клапаном;
2. желонка с шариковым клапаном;
3. желонка с клапаном типа «карбюратор».

Рассмотрю каждый из видов подробнее

Желонка своими руками с плоским клапаном

Клапан может быть стальной, резиновый, комбинированный

Желонка с плоским стальным клапаном (обратите внимание на ограничитель клапана, чтобы не заклинил в открытом положении)

Эта желонка подойдет только для ручной чистки заилившейся скважины.

Комбинированный клапан (фотка так себе, но идея думаю понятна)

Желонка своими руками с шариковым клапаном

Дополнительно к желонке можно приварить 3-4 металлических клыка (см. фото выше) для рыхления грунта.

Предыдущие три фотографии взяты с американского сайта, такими желонками они бурили на нефть в начале 19 века.

Шариковый клапан можно сделать самому в качестве шарика взять пластиковый мяч из «сухого бассейна», сделать надрез и заполнить шарик эпоксидкой смешанной со свинцовой дробью. Еще шарик можно взять от большого подшипника. Подробную смотрит ездесь. В желонке не забыть поставить ограничитель для шарика (см, на фотках выше).

Желонка с клапаном типа «карбюратор»

Работоспособность такой желонки вызывает большие сомнения

Как работать желонкой?

Если ударный стакан сбрасывают с высоты 2-3 метра от забоя, то желонкой работают иначе. Ее поднимаю на высоту 30-50 см и сбрасывают. И так несколько раз чтоб наполнить желонку. Связано это стем что желонка работает в воде, собирая со дна песок и мелкий гравий.

Видео инструкция как работать желонкой. часть 1

Эти и другие фотографии желонки смотрите в Фотоальбоме раздел Изготовление желонки с шариковым клапаном своими руками ()

С появлением в доме индивидуальной водяной скважины жизнь становится гораздо комфортнее. Теперь не нужно зависеть от ЖЕКов и платить немалые суммы за услуги водоснабжения (которые, при этом, имеют далеко не самое лучшее качество). К счастью для жителей частных домов, у них имеется возможность использовать скважины (колодцы), создавая .

Создать систему можно как своими руками, так и воспользовавшись услугами (само собой — не бесплатными) специалистов. В этом плане все зависит от Ваших финансовых возможностей и целей — на даче решить проблему можно и самостоятельно, а вот более сложную систему создать будет уже тяжелее. Сам же процесс бурения колодцев в частном секторе является очень сложным.

Но ещё одним значимым фактором, на который нужно обращать внимание, является , которая производится различными способами (в том числе и посредством изготовления желонки с плоским клапаном)

Технология изготовления

Схема изготовления зависит от разновидности оборудования.

Изготовление желонки с шаровым клапаном

Бурение скважины желонкой с шаровым клапаном более простое и удобное. Для изготовления такого оборудования потребуются:

стальная труба;

Диаметр трубы для изготовления корпуса желонки должен быть на 2 – 3 см меньше диаметра обсадной трубы скважины. Оптимальная длина трубы составляет 80 – 100 см.

• воронка;
• листовой металл;
• стальной шар, подходящий по диаметру;
• металлический трос или прочный канат для подъема оборудования.

Из инструментов потребуются:

• болгарка;
• сверлильный станок (возможно использование дрели);
• сварочный аппарат с набором электродов.

Процесс изготовления оборудования следующий:

1. на первой стадии разрабатывается чертеж конструкции, что позволяет избежать большого количества ошибок при дальнейшем изготовлении;
2. из листового металла сооружается посадочное место для шара, которое одновременно является переходником для трубы. Для этого:

• в центре листа проделывается отверстие, размерами чуть более диаметра шара;
• из листа изготавливается воронка, широкая часть которой равна диаметру трубы, предназначенной для изготовления корпуса желонки;
• стыковочный шов проваривается;
• корпус изделия зачищается от заусенцев и остатков сварки;

Посадочное место для шара

1. в основании трубы, предназначенной для корпуса желонки, изготавливаются зазубрины;

Достаточно изготовить зубья высотой 3 – 4 см.

Изготовление зубьев для бурения

1. на высоте в 3 – 4 диаметра шара устанавливается ограничитель хода. Самый простой и быстрый способ изготовления ограничителя заключается в просверливании на трубе отверстия и установки обыкновенного болта;
2. воронка стыкуется с трубой методом сварки;
3. в боковой части корпуса проделывается отверстие, предназначенное для облегчения выемки грунта (ила);
4. изготавливается крепление для троса. Возможны два варианта крепления:

• приваривание проушин;
• просверливание отверстий;

Изготовление крепежных элементов для троса

1. по бокам привариваются несколько крюков, которые потребуются для извлечения оборудования из обсадной трубы в случае обрыва троса.

Более подробно процесс изготовления желонки с шаровым клапаном представлен на видео.

Изготовление желонки с плоским клапаном

Процесс изготовления желонки с плоским клапаном отличается исключительно технологией производства запорного элемента. Клапан можно изготовить:

• из листового железа;
• из пластика;

Виды клапанов

Клапан из пластика менее прочный и долговечный и не может использоваться при необходимости бурения/углубления скважины. Устройство допустимо только для проведения работ по очистке.

Изготовление металлического клапана в виде отдельной вставки производится по следующей схеме:

1. в кусок трубы высотой 10 – 15 см и диаметром, соответствующим диаметру трубы, предназначенной для корпуса желонки, вставляется отрезанный по соответствующим размерам лист металла;
2. производится фиксация металла пружинными петлями с помощью сварки.

Схема изготовления желонки с плоским металлическим клапаном

Пластиковый клапан изготавливается в следующей последовательности:

1. в нижней части трубы просверливается сквозное отверстие, в которое вставляется болт;
2. из пластика вырезается овал, меньшая сторона которого равна диаметру трубы желонки, а большая больше диаметра трубы на 2 см;
3. производится фиксация пластиковой пластины к болту, например, при помощи прочной проволоки.

Самостоятельное изготовление желонки позволяет не только сделать прочный инструмент, но и значительно сократить денежные расходы. Средняя стоимость комплектующих для оборудования варьируется в пределах 1 000 – 3 000 рублей, а стоимость готового инструмента начинается от 18 000 рублей.

Если нет сварочного аппарата

Чтобы сделать солидную и долговечную желонку, нужно несколько металлических деталей соединить с помощью сварки. Если такой возможности нет, простейшую, но вполне работоспособную желонку, можно изготовить и без него.

Для этого можно взять обычную трубу, длиной около 0,6 м и диаметром около 70 мм. Конечно, она должна быть достаточно тяжелой. Сверху следует приделать ручку из толстой проволоки.

При изготовлении желонки с лепестковым клапаном из подручных средств для подвешивания устройства делают ручку из толстой проволоки, которую продевают в отверстия в верхней части трубы

Для этого в стенках трубы просверливают два отверстия, проволоку продевают в них и фиксируют. Внизу устанавливают лепестковый клапан, который можно сделать из обычной пластиковой бутылки. Подойдет двухлитровая емкость.

Клапан подходящего размера в форме эллипса вырезают из ее стенки.

На этой схеме наглядно представлено изготовление лепесткового клапана для трубы с внутренним диаметром 70 мм

Меньший диаметр клапана должен быть равен внутреннему диаметру желонки, а для определения большего диаметра эллипса к диаметру трубы прибавляют еще 20 мм.

Клапан фиксируют болтом 6-8 мм толщиной. Длина болта должна превышать наружный диаметр трубы таким образом, чтобы его можно было вставить поперек трубы и зафиксировать.

Лепестковый клапан фиксируют примерно в 10 см от нижнего края желонки. Для этого просверливают два отверстия, в которые вставляют крепежные элементы

Т.е. длина болта состоит из суммы наружного диаметра желонки и толщины гайки. Но болт не должен быть слишком длинным, чтобы он не задевал стенки обсадной трубы.

Под болт в стенках желонки сверлят два отверстия примерно в 10 мм от нижнего торца желонки. Чтобы соединить клапан с болтом, используют проволоку 2-4 мм толщиной.

Из нее делают два проволочных кольца посередине клапана. Болт должен свободно входить в эти кольца.

Чтобы собрать такую самодельную желонку, нужно согнуть и просунуть внутрь желонки клапан. Затем болт продевают в отверстие в стенке трубы, затем в проволочные кольца клапана и еще раз через стенку трубы. Фиксируют болт гайкой.

Болт должен свободно входить в кольца клапана и выниматься из них, чтобы желонку было легко очистить в процессе работы.

Конструкция желонки

Желонка — отрезок трубы длинной до 4-х метров. В нижней части его устанавливают башмак с клапаном. В больших по размерам снарядах ставят плоские клапана, вырезанные из стального листа с уплотнителем из резины, полоски кожи, иногда и без уплотнения. В тех, что размером и диаметром поменьше, используют шариковые клапана. Эти приспособления называются еще механическими желонками — работа происходит за счет силы тяжести.

Виды желонок

Через окно в верхней части корпуса вынимают породы, которые туда набиваются во время бурения скважины или ее очистки. При бурении вязких пород — глины или суглинка приходится делать окно длинным и узким — почти во всю длину: через небольшое отверстие выбывать такой груз очень сложно.

Конструкции плоских клапанов для самодельных желонок

Шариковый клапан сделать проще. Диаметр шарика должен быть равен примерно половине диаметра трубы (можно чуть больше). В нижней части устанавливается шайба, внутренний диаметр которой меньше диаметра имеющегося шарика. На некоторой высоте внутри желонки (три-четыре радиуса шарика) приваривают ограничитель — он не дает подниматься ему слишком высоко. Если этого не сделать, большая часть попавшего внутрь грунта может высыпаться (выливаться). Это происходит из-за слишком большого времени, которое требуется грузу чтобы опуститься и закрыть отверстие в дне.

Конструкция желонки с шариковым клапаном

Внизу трубы в обоих вариантах иногда приваривают или вырезают клыки или стачивают край трубы, делая его острым. Так грунт или ил лучше разбивается. Но из-за слишком высоких клыков внутрь попадает слишком мало грунта. При использовании шарикового клапана длинна клыков должна быть такой, чтобы шарик не выступал. Та же картина- малое количество грунта, набираемого за один раз — может наблюдаться и в желонках с плоским клапаном. В этом случае уменьшают глубину башмака.

К такому же результату может привести слишком маленькое внутреннее отверстие в шайбе, установленной на дне с шариковым клапаном. Выход — расточить его.

В верхней части желонки делают петлю или скобу, за которую можно будет закрепить трос или канат. За этот канат снаряд вынимают из скважины, на нем же его опускают обратно.

Труба для изготовления корпуса

Итак, чтобы сделать желонку понадобится:

• Труба подходящего диаметра.
• Клапан.
• Сварочный аппарат.
• Металлический трос.
• Толстая проволока.
• Куски металла и т.п.

Чтобы сделать желонку самостоятельно, для начала нужно подобрать трубу подходящего диаметра. Ориентироваться при этом нужно на внутренние размеры обсадной трубы.

Расстояние между наружной стенкой желонки и стенами шахты должно составлять два сантиметра. Значит, нужно от внутреннего диаметра обсадной трубы отнять 40 мм. Это будет значение наружного диаметра трубы, из которой будет изготовлена желонка.

Размеры зазора между желонкой и скважиной могут варьироваться, но лишь до определенных пределов.

Слишком большой зазор снизит эффективность работ. Но если зазор будет слишком узким, желонка может поцарапать или повредить стенки ствола.

Еще хуже, если из-за большого диаметра трубы желонку заклинит в скважине, особенно если обсадная труба слегка перекошена. Вынуть ее будет не просто, можно полностью испортить скважину и потерять ее.

Длина трубы тоже должна быть не слишком короткой или длинной. Короткое устройство чаще будет задевать стенки при движении вверх-вниз. А слишком длинный элемент может оказаться чрезмерно тяжелым, его трудно будет доставать, особенно когда желонка заполнена тяжелым отвалом.

Длина трубы для желонки обычно составляет примерно 80 см, но может варьироваться в пределах 60-150 см. Для бурения используют более длинные и тяжелые устройства.

Значение имеет и толщина стенок трубы, поскольку от нее во многом зависит общий вес изделия. Чем толще, тем больше труба весит, и тем эффективнее будет действовать желонка.

Но если буровой инструмент получится слишком тяжелым, работать с ним будет сложно по уже изложенным причинам. Достаточной считается толщина трубы 2-4 мм, но она может достигать и 10 мм.

Таким образом, выбирая трубу для желонки, необходимо соблюдать определенный баланс. Вес устройства и его размеры должны удовлетворять двум условиям.

Во-первых, необходимо обеспечить достаточно высокую пробивающую инерцию, чтобы загрязнения удалялись из скважины быстро и эффективно. Во-вторых, вес изделия с загрузкой должен быть таким, чтобы желонку можно было вытащить руками или с помощью лебедки.

Металлический шар своими руками

Схема чистки скважины.

Самым простым и доступным методом изготовления металлического шара является использование свинцовой дроби и детской игрушки. В качестве формы можно использовать детский мячик, который выполнен из очень плотной резины или ПВХ. Мячик необходимо разрезать на две равные части.

После того как половинки подготовлены, их доверху необходимо заполнить свинцовой дробью или шариками с подшипника. Для того чтобы склеить между собой дробь, можно использовать эпоксидный, водостойкий клей.

Перед тем как заполнять половинки мячика, клей со свинцовыми частицами тщательно смешивается. После того как заполненные формы полностью высохли, их необходимо зашлифовать и склеить между собой. В результате будет получен металлический шар, который прослужит клапаном желонки очень длительное время.

Инструкция: как сделать надежную желонку самостоятельно

Чтобы сделать надежную желонку для чистки домашней водяной скважины, потребуются:

• Толстостенная труба (толщина стенки 4 мм), стальной прут или кусок арматуры, болты с шайбами.
• Металлический шар, стальной конус.
• Болгарка для резки металла, затачивания края.
• Прочный стальной провод или крюк для ручки.

Как изготовить корпус

В качестве ствола инструмента можно использовать кусок трубы из чугуна или стали. Чугунную конструкцию придется соединять с помощью специальной сварки, поэтому лучше взять толстостенную газопроводную или водяную трубу.

Толщина стенки не должна быть менее 2 мм, оптимальный срез стенки – 4 мм. Длина зависит от того, каким способом планируют поднимать снаряд. Если вручную – достаточно отрезка до 100 см. Следует учесть, что к весу устройства добавится масса поднятого мокрого грунта. При наличии установки с лебедкой можно существенно увеличить длину: не придется полностью поднимать инструмент слишком часто.

Необходимо обратить внимание на состояние трубы: отрезок должен быть абсолютно прямым, без загибов. Верхнюю и нижнюю часть отрезают

Если соединять корпус с другими элементами планируют сваркой, то края выравнивают. Для резьбовых соединений нужно нарезать внутри нижнего края резьбу.

В верхней части корпуса вырезают отверстие. Если специального инструмента нет, на стенке высверливают по контуру окна отверстия, выбивают кусок стали зубилом.

Шариковый клапан: сборка из подручных средств

Как сделать желонку, оборудованную шариковым клапаном, для бурения песчаных скважин? Необходим мяч и стальной конус. Шар из металла сложно найти в продаже: можно заказать у токаря или сделать самостоятельно. Первое, что нужно – определить диаметр. Сфера должна свободно перемещаться внутри корпуса, ее диаметр – меньше на 1 – 1,5 см внутреннего диаметра трубы.

Для самостоятельного изготовления подбирают обычный детский мячик. Разрезают на две половины. Каждую наполняют грузом: кусочками металла, дробью, рыбацкими оловянными грузилами. Заливают водостойким клеем. После высыхания клеевого состава вынимают полусферы из заготовок и склеивают.

Внутри корпуса монтируют ограничитель, который не даст сфере вылететь из трубы. Достаточно приварить металлический палец внутри верхней части трубы.

Правила устройства плоского и лепесткового клапанов

Гораздо проще сделать самостоятельно желонку с откидным (плоским) клапаном. В качестве запирающей поверхности используют сталь, пластик и даже твердую толстую резину. Но лучше сделать металлический круг: не будет риска отрыва или поломки, и не придется прерывать работу для ремонта инструмента.

Из стали вырезают круг немного меньшего диаметра, чем внутренний диаметр корпуса. Готовят откидной механизм, который можно приварить непосредственно на внутреннюю стенку нижней части трубы.

На кусок прута или арматуры одевают два одинаковых металлических толстых провода с ушками, чтобы свободно поднимать клапан. Верхние края приваривают или крепят болтами к основанию клапана.

Нижний конец корпуса необходимо превратить в острый инструмент для врезки в грунт. Хорошо заточенным инструментом гораздо легче желонить скважину своими руками. Существуют 2 варианта оформления режущего края: плоский и лепестковый в форме выступающих зубьев. Плоский край тщательно зашлифовывают по наружному краю. Внутренний край стачивают по направлению вовнутрь, придавая краю форму конуса. Поверхность затачивают. Если есть возможность, лучше закалить сталь: после такой обработки инструмент долго не затупится и не сломается. Если формируют зубья, то обработка краев происходит аналогично, но каждый элемент обрабатывают отдельно. После закаливания можно обработать режущий край защитным грунтом или краской. После окончания работы проверяют, нет ли выступов на наружной поверхности: при ударе инструмент может повредить стенку обсадной трубы.

Ограничитель и ручка: завершающий этап

Верхнюю часть желонки для водяной скважины необходимо оборудовать крепежом для фиксации крюка. Можно просверлить два отверстия, а вместо ручки использовать прочный стальной провод.

Второй вариант – приварить внутри верхнего края поперечный кусок арматуры, равный по длине диаметру трубы. В этом случае ручка одновременно будет и ограничителем.

Если монтируют подвесной крепеж, на конце трубы фиксируют металлическую сетку с крупными ячейками, или приваривают тонкую арматуру крест-накрест. В продаже есть готовые ушки из стали на трубах разного диаметра – можно купить готовый надежный крюк.

Виды конструкций клапана

Обратный затвор определяет эффективность очистки. Главная его задача – не препятствовать поступлению грунта или грязи в полость трубы при падении желонки и не дать им вылиться наружу при подъеме. Плотное прилегание клапана обеспечит захватывание плотных масс и загрязненной воды.

Лепестковый

Рабочая часть конструкции – один или два плоских лепестка. В изготовлении запирающей поверхности подходит листовой металл, пластик, жесткая резина. Одному лепестку нужна круглая заготовка, которая будет свободно проходить в отверстие трубы.

Лепесток подвижно закрепляют на внутренней стенке устройства. Его можно подпружинить, станет более надежное срабатывание.

Двухлепестковую заслонку делают из овальной заготовки, которую разрезают пополам по меньшей оси симметрии. Затем лепестки подвижно крепят на проходящую по центру трубы металлическую ось.

Лепестки работают по принципу дверки. При ударе о дно шахты грунт давит и открывает дверки. При движении приспособления вверх лепестки-дверки закрываются под весом попавшего в полость грунта.

Недостатки лепесткового затвора – быстрый износ и возможная поломка во время работы, в бурении подойдет только вариант с металлическими лепестками.

На заметку! Чтобы быстро восстановить лепестки, клапан делают в металлическом стакане, который крепится к основной трубе резьбовым соединением.

Запорным элементом такой конструкции выступает металлический шар. Во время гидроудара он поднимается, освобождая заборное отверстие изделия. При подъеме шар запирает вход сферической поверхностью. Внутри длинной трубы нужно предусмотреть ограничитель хода шара. Для этого используют приваренный палец, вкрученный болт или кусок арматуры. С таким приспособлением при подъеме желонки шар быстрее опустится и перекроет отверстие. В результате будет захвачено больше грунта или ила.

Достоинства шарового клапана – надежность работы, изделие не может выйти из строя, он подходит для работ по бурению и прочистке скважин.

Выполнение бурения

Бурить с использованием желонок производительно только в рыхлых сыпучих грунтах и плывунах. Метод предполагает значительные затраты по времени, но совершенно безопасен в исполнении. При наличии плотных прослоек их разрабатывают подвеской долота, затем разрыхлённую породу извлекают желонкой. Для облегчения работ в скважину периодически подливается вода.

Процесс бурения аналогичен выполнению при прочистке, но потребуется большая длина устройства и его подъём на несколько метров. Можно применять составные трубы. Для подъёма грунта рекомендуется использовать вместо троса изготовленные из газопроводных труб буровые штанги, которые для заполнения полости устройства можно забивать в грунт. Во избежание осыпания стенок одновременно с бурением производится погружение обсадных труб, обработанных антикоррозионными составами. Обсадка погружается отдельными секциями длиной по 2 м с резьбовым соединением и герметизацией стыков. Первоначальная секция с отверстиями для фильтрации воды устанавливается в разработанную вручную яму, после установки секции строго вертикально выполняется обратная засыпка ямы грунтом и монтируется вторая секция. Обсадка, после разработки грунта желонкой, погружается под собственным весом. При затруднениях с погружением наверх обсадки крепится специально изготовленная площадка, на которую укладывается пригруз из заполненных землёй мешков. Постоянно осуществляется контроль вертикальности погружения.

Бурение производится до заглубления в водоносный горизонт достаточной мощности.

Использование такого простого приспособления позволит выполнить качественное бурение скважины и содержание её в стабильном состоянии с обеспечением долговременного функционирования по снабжению водой кристальной чистоты.