Желонка — инструмент, предназначенный для чистки скважин от накопившихся на дне наслоений. Приспособление также используют как вспомогательное оборудование при обустройстве водоносной шахты.
Желонка для чистки скважины.
Устройство и принцип работы желонки
Орудие изготавливают из железного цилиндра длиной 1-2 м. В верхней части колонны приваривают петлю для фиксации троса и устанавливают плотную проволочную сетку, предназначенную для защиты от случайного выброса содержимого скважины. Внизу трубу оснащают клапаном и режущим элементом.
К очистке ствола приступают после демонтажа насоса. При работе с желонкой используют принцип гравитации. Резким движением буровой цилиндр сбрасывают в скважину, и его заостренные зубья начинают рыхлить грязевой пласт. Для подъема изделия применяют лебедку с приводом или блок.
После раскрытия нижнего клапана масса заполняет пространство, после чего он смыкается, и приспособление вытягивают на поверхность. Для большей эффективности процесс повторяют несколько раз, а затем чистят трубу от наслоений ила и грязи. Продолжительность работ зависит от степени загрязнения скважины.
Труба для изготовления корпуса
Основой инструмента служит металлическая труба. Ее диаметр зависит от внутреннего размера обсадной колонны, поскольку пространство между их стенками должно составлять не менее 2 см. Широкий промежуток скажется на продуктивности бурения, а если зазор окажется тесным, цилиндр повредит скважину. Для расчета наружного диаметра желонки необходимо вычесть из значения внутреннего сечения обсадной конструкции 40 мм.
Длина бурового инструмента может колебаться в диапазоне от 60 до 150 см. Наиболее приемлемым считается значение 80 см. Короткая труба поцарапает облицовку шахты, а длинное изделие при заполненной камере сложно перемещать.
Вес желонки определяет толщина стенок трубы, которая может составлять около 2-4 мм.
Клапанные системы для желонки
Конструкция желонки для скважин предполагает наличие клапана, который удерживает илистые отложения внутри емкости. Если запорная деталь примыкает к ней плотно, эффективность очищения повышается. При изготовлении инструмента используют 2 варианта исполнения клапана — в виде металлических заслонок (лепестков) или шара.
Схема клапана для желонки.
Изготовление шарового клапана
Механизм состоит из металлической воронкообразной шайбы и тяжелого круглого элемента, который закрывает ее устье. Полость в клапане должна быть широкой, т. к. предусматривается захват большого объема грязи. При необходимости отверстие растачивают, насколько позволяет диаметр шара.
Его можно изготовить на станке, используя чертежи, или сделать своими руками из подручных средств, например из полого резинового мяча. Изделие разрезают на 2 половины, а затем наполняют обе части эпоксидным клеем, смешанным с дробью либо деталями старых подшипников. Готовые фрагменты склеивают и шлифуют. Размер шара должен составлять около 60-75% диаметра обсадной трубы.
Если желонка погружается в шахту, грязевой поток оказывает давление на заслонки клапана и они поднимаются, пропуская содержимое ствола в трубу. При подъеме цилиндра утрамбованный пласт грязи заставляет пластины опуститься и перекрыть нижнюю часть колонны.
Конструкция лепесткового клапана
Этапы изготовления лепесткового клапана.
Элемент имеет простую конструкцию и выглядит как овальная пластина, разделенная поперечным шкивом. Чаще всего такие заслонки делают из полимера или тонкого металлического листа.
Изделие устанавливают в центре колонны, за счет чего оно выгибается к краям и упирается в стенки камеры. Для лучшего его прилегания трубу оснащают уплотнителем из кожи либо резины. Одна из разновидностей клапанной системы этого типа закрывается посредством стальной пружины.
Работает устройство по принципу шторок. При опускании приспособления в шахту на заслонки оказывается давление грунта, и они поднимаются, при этом внутреннее пространство заполняется грязевой массой. При подъеме осадочная порода давит на пластины, они опускаются, перекрывая проходной канал и препятствуя выходу грязи наружу. Основным недостатком таких клапанов является быстрый износ из-за высокой механической нагрузки.
Если нет сварочного аппарата
Стандартное буровое орудие изготавливают методом сварки. При отсутствии сварочного оборудования можно сделать желонку из тяжелой трубы диаметром 70 мм и длиной 60 см.
В верхней части сверлят 2 дырки для проволочной ручки, а в 10 см от нижнего края приспособления располагают 2 сквозных отверстия для крепления лепесткового клапана. Его изготавливают из боковой части пластиковой тары объемом 2 л. Размер маленькой заслонки приводят в соответствие с сечением трубы, а параметры большого эллипса рассчитывают, увеличив это значение на 20 см.
Длина фиксирующего болта равняется сумме наружного диаметра желонки и толщины гайки, а толщина может колебаться в диапазоне от 2 до 4 мм. В ходе установки деталь крепления продевают в одно из сквозных отверстий, протягивают сквозь проволочные кольца клапана из пластиковой бутылки, выводят через наружное отверстие и фиксируют гайкой.
Желонка без сварочного аппарата.
Установка дополнительных болтов предотвращает обратный поворот заслонок.Для этого в стенках трубы под клапаном сверлят по 1 отверстию и вставляют крепления, фиксируя их гайкой изнутри. Выступающие на поверхности корпуса шляпки стачивают болгаркой.
Для изготовления самодельной желонки с шаровым механизмом используют концентрический переходник с диаметром, который равен внутреннему сечению желонки. Конус вставляют в корпус инструмента и закрепляют с помощью заклепок.
Окончательная сборка желонки
На заключительном этапе затачивают нижний край желонки. Это объясняется необходимостью удаления наслоений со стен ствола. Чаще всего выполняют одностороннюю заточку с внутренней стороны среза. Быстрый износ режущей части предотвращает термозакаливание. При наличии сварочного аппарата к нижнему срезу трубы приваривают острые прутья или кусок металла.
Верхнюю часть цилиндра оснащают проволочной петлей для фиксации троса. Она должна располагаться так, чтобы конструкция оставалась в вертикальном положении. Изменение траектории ее движения может стать причиной заклинивания инструмента и повреждения шахты.
Для защиты от спонтанного выброса грунта используется металлическая или проволочная сетка, которую приваривают поверх корпуса желонки. Затем конструкцию соединяют с тросом или канатом либо шнуром из капрона. Для повышения производительности работ применяют подъемник с блоком, установленным прямо над скважиной.
Перед тем как погружать желонку в шахту, необходимо удостовериться в том, что на стенках ствола отсутствуют неровности или повреждения.
Схема сборки желонки.
Схема желонирования с насосом
При больших наслоениях ила или запесочивании водоносной шахты прибегают к технологии желонирования с насосом. Для этого верхнюю часть корпуса заваривают и монтируют к ней отвод.
После установки штуцера со шлангом подключается насос, предназначенный для перекачивания жидкостей с высоким содержанием механических загрязнений. Такой метод позволяет откачивать донные отложения без постоянной очистки инструмента. Работа самой желонки сводится к необходимости разрыхлять грунт и перемещать его в камеру.
Особенности бурения желонкой
Для бурения скважин выбирают тяжелую желонку длиной 4 м, применение которой потребует использования спецтехники. В качестве запорного механизма используют лепестковую пластину на задвижке, которая создает необходимый зазор для забора отвала. Площадь просвета должна равняться площади среза инструмента. Сверху буровой емкости устраивают окно, через которое будет производиться быстрая очистка.
Этапы бурения желонкой.
В зависимости от характеристики грунтов порядок выполнения буровых работ с применением желонки может отличаться:
- Если скважина обустраивается на песке, опускать желонку без обсадной колонны можно на глубину не более 10 см.
- Бурение с помощью желонки предполагает подачу воды для укрепления стенок шахты.
- Для эффективной очистки мокрого утрамбованного песка дополнительно применяют специальное долото.
- При бурении шахты на верхнем водоносном слое используют изделие длиной 2 см с клапаном лепесткового типа, усиленным уплотнителем из кожи.
- Обсадная труба при подъеме желонки на плывунах должна не только опускаться, но и проворачиваться, для чего необходимы усилия 2-3 человек.
- На сложных грунтах конструкцию используют при выемке разбитого долотом грунта, при этом конструкцию приподнимают на 10-15 см.
На мягких пластичных почвах порода остается в желонке и при отсутствии клапана, поэтому емкость поднимают на поверхность каждые 0,5-0,7 м. Это выполняется для того, чтобы не повредить конструкцию при подъеме заполненной до верха емкости. Очищают скважину до тех пор, пока в желонку после удара не перестанет набиваться песок и глина.
Загрузка...
