Как сделать вертлюг для буровой своими руками

Статьи — своими руками

rspic2

Статический уровень скважины — уровень воды в скважине в «спокойном» положении/ при неработающем насосе.

Заказчик должен понимать язык буровика, чтобы правильно оценивать ситуацию во время процесса или читая статьи на строительных форумах.

Буровая терминология

Вертлюг для малогабаритной буровой установки

Вертлюг МГБУ — что это и как изготовить своими руками?

Вертлюг

Все малогабаритные буровые установки работают по принципу гидробурения. т.е разрушаемая буром порода (шлам) выносится на-гора потоком бурового раствора нагнетаемого специальным мощным грязевым насосом или мотопомпой. При бурении скважин на воду раствор подается через вращающуюся колонну буровых труб (штанг). Чтобы обеспечить одновременное вращение и подачу раствора существует специальный узел, называемый «вертлюг» — устройство с полым проходным валом на обоих концах которого в специально проточенных канавках смонтированы уплотнительные манжеты. Это самый ответственный и сложный в изготовлении агрегат.

Вертлюг буровой установкиИзготовить вертлюг своими руками в домашних условиях невозможно, для изготовления необходимы токарно-фрезерные работы и опытный токарь. Материалом для корпуса чаще всего служит бывшая в употреблении гильза от гидроцилиндра автотракторной техники (ГЦ) диаметром 90-100 мм. Она изготовлена из изностойкого металла и имеет внутри отполированный закаленный слой, так называемое зеркало.

Применение гильзы из гидроцилиндра упрощает подбор манжет-сальников для вертлюга, можно использовать штатные манжеты для данного типа ГЦ которые всегда есть в наличии в магазинах резинотехники. Для нормального вращения проходного вала необходимы специальные подшипники. Из-за того что на вал вертлюга приходится значительная нагрузка как на кручение так и на разрыв, по сути на нем висит вся буровая колонна штанг весом в несколько сот килограмм подшипники необходимо ставить упорные или конические, обычные подшипники качения здесь не подойдут. Подшипники подбираются в любом крупном торгующем центре в зависимости от диаметра ГЦ и вала.

Вертлюг МГБУ

Вал вертлюга вытачивается из цельной металлической болванки диаметром равной внутреннему диаметру заготовки корпуса из ГЦ. Для того чтобы вал не клинил в в гильзе делается допуск по размерам , т.е. вал делается на 0.5-0.7 мм меньше в диаметре чем внутренний диаметр гильзы ГЦ. На валу предусматриваются проточки под резиновые манжеты по две с каждой стороны, сверху и снизу для лучшего уплотнения и долгого срока службы. Размеры вала подбираются таким образом чтобы проходное отверстие для бурового раствора в валу составляло 32-35 мм. а толщина стенок вала составляла 6-7 мм. С верхней стороны вертлюга делается посадочное гнездо для вала мотор-редуктора. Диаметр вала мотор-редуктора ТСН-00.76 для МГБУ составляет 36 мм.

Соединение вала редуктора и вала вертлюга производится либо с помощью штатной шпонки либо сверлением сквозного отверстия на 10 мм и установка туда шплинта из болта М10. Последний вариант хорош тем что болт выступает в роли предохранителя. При критических нагрузках его просто срезает и передача вращения с редуктора на вертлюг прекращается, что помогает избежать перегорания электромотора или разрыва редуктора, а заменить срезанный болт дело 5 минут.

С нижней стороны вала вертлюга нарезается резьба для соединение с колонной буровых штанг. Производители малогабаритных буровых установок обычно нарезают резьбу сразу под размер буровых замков, такой вариант позволяет уменьшить общую высоту буровой установки но имеет существенный минус — при износе резьбы менять придется весь вал вертлюга а скорее всего и вертлюг целиком. Поэтому оптимально выполнить соединение через промежуточную втулку — нарезать на конце вала обычную трубную резьбу и накрутить на нее через переходник «папу» от бурового замка. Резьбу от раскручивания можно зафиксировать горячей канифолью или парой капель сварки.

После того, как вертлюг выточен, остается только приварить к нему патрубок для подсоединения напорного шланга от мотопомпы для гидробурения и установить на МГБУ. Производители МГБУ чаще всего просто вешают вертлюг на болт М12 и этим ограничиваются, что часто приводит к поломкам вала редуктора. Поэтому установку вертлюга лучше всего выполнить жестко закрепив его к каретке, тогда снимутся ударные нагрузки на вал редуктора и уйдет вероятность обрыва колонны буровых штанг и падения ее в скважину.

Реальный, проверенный на практике, срок службы вертлюга из гидроцилинда — около 100-150 скважин. Даже после этого он остается ремонтопригоден, т.к. изнашивается обычно гильза, ее можно заменить на новую такого же диаметра. Срок службы резиновых манжет зависит от количества абразивных частиц в буровом растворе и обычно колеблется от 10 до 30 скважин.

Буровая установка на воду своими руками

Установка для бурения скважин своими руками изготавливается по бесплатным чертежам представленным ниже. С учётом покупки всех комплектующих себестоимость самодельной мини буровой установки на воду составит 15-20% от аналогичного готового агрегата.

На этой схеме изображены основные рабочие узлы МГБУ, которую вы можете изготовить по нашим чертежам.

Изображение самодельной буровой установки на воду

§ Рама буровой установки

Стойки для рамы на буровую установку делают из трубы ДУ40, толщина стенки 4мм. «Крылья» для каретки-ползуна – из ДУ50, толщина 4мм. Если нет со стенкой 4мм, берите 3,5 мм.
Скачать чертежи для буровой установки на воду своими руками:

Верхняя рама
Нижняя рама
Ползун
Гильза-ползун
Рама в сборе
Двигатель и ползун
Узел А
Бур

§ Вертлюг буровой, штанги и замки

Буровой вертлюг и буровые штанги на первых порах рекомендуется приобрести готовые. В изготовлении этих частей очень важна точность обработки, поскольку нагрузки на эти узлы большая. Вертлюг из подручных средств делать не рекомендуем. Одна малейшая неточность — и выйдет из строя.

Вертлюг буровой фото

Если решите заказать вертлюг у токаря, то потребуется найти квалифицированного специалиста, и желательно с современными станками с ЧПУ. Для вертлюга и замков потребуются строго определённые виды стали. Для замков – 45 сталь. Для вертлюга – 40Х.
Скачать чертёж самодельного бурового вертлюга:

Внимание! Качественную закалку частники не сделают! После закалки потребуется шлифовка. Используйте закалку ТВЧ, но это дорогостоящая процедура.

Сэкономить на покупке готовых узлов можно, но на поиски подходящего мастера уйдёт много времени. Но оно того стоит — самодельные детали значительно дешевле, чем покупные. Для начала приобретайте детали на образцы. Токаря работают качественнее, когда у них на руках чертежи и шаблоны.

При наличии заводских образцов намного проще будет проверить качество работы. Например, если токарь сделал буровые штанги (замки), то берёте заводские и самодельные детали и привинчиваете их друг другу – проверяете качество резьбы. Совпадение должно быть 100%!

Не покупайте запчасти по доставке. Это нужно чтобы не купить брак – такое, к сожалению, случается. А главное – если заказывать доставку издалека, то можно прождать не один месяц.

Резьбу на буровых штангах советуем делать трапецию – она не хуже конусной, но если потом заказывать токарям, то конусную резьбу сделать сложнее.

Если делать или покупать замки на буровые штанги отдельно, то трубы для штанг беритепростые шовные, если бурить не глубже 30 метров (толщиной 3,5 мм. и внутренний диаметр не меньше 40-ка мм). Но приваривать замки к трубам должен профессиональный сварщик! В вертикальном бурении нагрузки большие.

Для бурения глубже 30 метров нужно брать только толстостенные трубы (со стенкой от 5-6 мм). Тонкие штанги на большие глубины не годятся — их порвёт.
Скачать чертёж замков для буровых штанг:

§ Буровая головка

Простой бур самостоятельно изготовить несложно. Делается бур из обычной стали. Если решите сделать из легированной, то имейте в виду – приварить сложно! Нужен сварщик. Если в месте бурения много камней, тогда покупайте в фирмах специальные буры, приспособленные для прочных грунтов. Чем выше цена, тем твёрже на бурах сплавы и прочнее сами буры.

Видео как изготовить буровую головку:

§ Самодельная лебёдка и мотор – редуктор

При изготовлении мини буровой используется лебёдка «РА-1000». Можно взять и другую, но желательно, грузоподъёмностью не меньше 1 тонны (а лучше больше). Некоторые буровики ставят по две лебёдки, одну электрическую и вторую механическую. В случае клина буровой колонны очень помогает.

Для облегчения работы желательно купить и подключить два пульта: один реверс и ход двигателя, другой на лебёдку. Это сэкономит много сил.

Мотор-редуктор для самодельной мини буровой потребуется на 60-70 оборотов в минуту, мощностью 2,2 кВт. Слабее не подойдёт. Если использовать мощнее, то потребуется генератор, так как не получится подключаться к напряжению 220 Вольт. Рекомендуется для гидробурения мотор-редуктор моделей: 3МП 31,5/3МП 40/3МП 50.

§ Как сделать буровую установку своими руками

1. Покупка буровых штанг и вертлюга (обратите внимание, чтобы у деталей была одинаковая резьба, либо используйте переходник). Для начала много покупать не требуется, ориентируйтесь на глубину в 30 метров.

2. Покупка мотора — редуктора. Эти покупки занимают много времени и часто возникают задержки, которые не зависят от вас, поэтому лучше покупать заранее.

3. Изготовление рамы и бура. При изготовлении рамы желательно иметь на руках мотор, вертлюг и лебёдку, поскольку всё это нужно крепить на раму. Каретку без мотора самостоятельно сделать тоже проблематично, так как крепления у разных моторов могут отличаться.

4. Докупаем оставшиеся комплектующие мини буровой установки после установки основных узлов на раму.

Видео работы аналогичной установки, изготовленой своими руками:

§ Ошибки при самостоятельном бурении на воду

Начинать бурение на воду рекомендуется с малых глубин, чтобы набраться хотя бы немного опыта. Опыт в вертикальном бурении – самое важное! Научиться бурению скважин на воду можно только на практике. Научитесь избегать клина буровой колонны. Новички по неопытности часто «ловят клин» и теряют буровые штанги. Иногда бур заклинивает настолько, что вытащить невозможно даже краном, конструкция просто отрывается (обычно в местах сварки).

Ошибки обходятся недёшево – теряется дорогой инструмент. Поэтому в гидробурении нельзя форсировать события и сразу делать глубокие скважины. К этому делу подходите ответственно и аккуратно. Читайте литературу, книги и учебники про бурение скважин на воду. Эта работа требует много знаний, которые невозможно передать в двух словах, поэтому самообразование обязательно.

§ Бурение своими руками

Чтобы сделать водную скважину вручную применяют шнековую или ударно-канатную технологию. Гидравлический способ потребует буровую установку. Разборную модель малогабаритки можно изготовить по чертежам с нашего сайта. И, возможно, бурение скважин на воду своими руками станет вашим бизнесом.

Шнековый способ

Работа шнеком – самый простой ручной способ. Используется он только для получения неглубоких источников, вода из которых будет использоваться для технических целей.

Для выполнения самостоятельного бурения нужен бур, который при ввинчивании в землю разрушает породу и захватывает грунт лопастями. Периодическое вытаскивание шнека необходимо для очистки его от шлама. Эту работу делают без помошников.

Кроме бура потребуется тренога, к которой крепится шнек, подъемный механизм (ручной с лебедкой или механизированный). Без этих приспособлений бурить невозможно. Поднять бур с почвой с достаточной глубины даже несколько человек будут не в состоянии.

Картинка треноги для ручного бурения

Большую сложность представляет бурение строго вертикально. Только зафиксированный бур даст необходимую вертикальность, без соблюдения которой деформируются трубы. Чтобы обеспечить должную вертикальность, после прохождения 2 метров нужно установить временную металлическую трубу — кондуктор, которая будет задавать правильное направление движения.

Скважинный кондуктор — дополнительная труба большего диаметра, чем у обсадной трубы. Кондуктор в верхней части ствола скважины защищает от обрушения стенки при бурении и не пропускает поверхностные воды.

Применять шнековый метод можно в мягких почвах. Если шнек упрется в морену, то придется повторять процесс в другом месте. Большую сложность представляют и плывуны. Размягченную почву трудно вытащить на поверхность. Помогает только шнек, имеющий лопасти загнутые к верху.

Ударно-канатный способ

Для изготовления источника в глинистых и суглинистых почвах лучше использовать ударно-канатный способ. Этот метод более трудоемкий, но надежен и прост. Для работы применяют бурильный стакан – это цилиндр с отточенными гранями.

Суть метода в поднятии стакана (по — другому — патрона) на высоту, с которой он сбрасывается. При ударе цилиндр забивается почвой. Подняв стакан на поверхность, вынимается лишний грунт.

Ударно-канатный метод хорош практически для всех грунтов. Но нужно приложить немало усилий, поэтому часто применяют гидравлические системы для поднятия патрона.

Картинка с приспособлением для ударно канатного бурения

Ударно-канатная технология хороша еще и тем, что она показывает, когда появится водоносный песок. При достижении которого используют желонку с клапаном, способную поднимать разжиженный грунт.

Желонка — полый металлический цилиндр для поднятия разжиженой породы и грязи из скважины на поверхость.

Картинка желонки в разрезе

Ручное гидробурение

Бурение с водой эффективно для песчаной почвы. Проблема гидробурения — каменистый грунт. Камни ручным способом не пройти, нужна буровая установка ударного действия.

Видео инструкция по гидробурению:

Независимо от способа, при выборке грунта нужно обсаживать скважину трубами. Потребуется установить перфорированный фильтр и насос.

Вертлюг, от чертежа до изделия

Список тем Список сообщений Новая тема

Вертлюг, от чертежа до изделия

Вот я и готов мой вертлюг. Госты и способ посадки манжет как у буровика, а у него все тип топ.
Проходной диаметр у меня 36 мм
манжеты вообще сидят плотно, руками не прокрутить. Смазал все графитной смазкой так как она менее агрессивна.

14 (и более) лет назад
Сообщения: 740