Ручной бур для скважины своими руками

Расчет в Excel развертки витка шнека.

Рассмотрим виток шнека.

Длина наружной винтовой линии витка шнека по теореме Пифагора:

L=((π*D)2+t2)0,5 (1)

Аналогично длина внутренней винтовой линии витка шнека:

l=((π*d)2+t2)0,5 (2)

Высота витка шнека:

a=(D— d)/2 (3)

Перейдем к рассмотрению развертки витка шнека.

Три следующих формулы отражают зависимости между пространственным витком и плоской разверткой. (Углы в расчетах – в радианах!)

Длина наружной дуги заготовки должна быть равна длине наружной винтовой линии витка:

L=α*D/2 (4)

Длина внутренней дуги заготовки должна быть равна длине внутренней винтовой линии витка шнека:

l=α*d0/2 (5)

Ширина кольцевого сектора заготовки должна быть равна высоте витка шнека:

a=(D— d)/2 (6)

Вычтем уравнение (5) из выражения (4), заменим часть выражения зависимостью (6) и выразим угол кольцевого тела развертки:

L— l=α *(D— d)/2=α *a

α=(L— l)/a (7)

Зная угол α из выражений (4) и (5) находим диаметры развертки:

D=2*Lα (8)

d=2*lα (9)

Угол выреза в развертке:

β=2*π— α (10)

Размер вырезов по наружному и внутреннему диаметрам развертки:

B= D0*sin (β/2) (11)

b= d*sin(β/2) (12)

В заключение для справки вычислим массу заготовки витка шнека:

G=s*(π/4)*(D2— d2)/(2*π)*α*ρ (13)

На размещенном ниже скриншоте показан пример расчета в Excel, реализующего рассмотренный несложный алгоритм.

Изготовление своими руками

Прежде чем браться за работу, стоит посмотреть пару видео изготовления своими руками и приготовить необходимые материалы

Изготовить шнек – дело нехитрое, но подойти к нему нужно со всей серьёзностью: в процессе работы оборудование испытывает большие нагрузки, очень важно, чтобы качество материалов и работы было на высоте

Подробные чертежи не понадобятся, но необходимо, как минимум, прикинуть длину и диаметр шнека (примерно равен желаемому диаметру отверстий). Чем больше диаметр и чем больше лопастей у шнека, тем эффективнее он будет работать, но и трудозатраты увеличатся: придется поднимать больше грунта за раз.

Необходимые материалы и инструменты:

• листовая сталь или диски для болгарки;
• труба диаметром 40 мм;
• болгарка;
• сварочный аппарат;
• долото;
• рулетка;
• болты, гайки.

Способ изготовления

Сначала сваривается рукоять. Вне зависимости от диаметра и длины шнека рукоять должна быть максимально удобной и выносливой, так как подвергается большим нагрузкам. Если бурить будет один человек, оптимальная ширина ручки – 80–85 см, тогда как для работы в паре можно смело делать лопасти по 100–130 см в каждую сторону.

Для надежной фиксации в основном стволе делается дуговой вырез, труба погружается в него на 13 и тщательно заваривается. Обрезы труб аккуратно зашлифовываются УШМ. Желательно оснастить ручки прорезиненными накладками, которые не дадут рукам скользить и сделают работу более комфортной и безопасной. В конце в трубу вставляется болт и заваривается наглухо. На нем будет фиксироваться шнек и удлинители, поэтому стоит выбрать болт попрочнее.

На глубинах до 10 м хорошо подходят самые простые самодельные шнеки для бурения с двумя лопастями. Для этого берется труба 100–140 см длиной. Точный размер выбирается по росту оператора. В верхнюю часть трубы вваривается продолговатая гайка того же размера, что и болт. В нижнюю – толстый армирующий прут, который будет служить переходником к буру. На него крепится долото – самая твердая часть бура, принимающая на себя столкновение с породой. Можно купить готовое, а можно сделать из стальной полосы толщиной 3 мм и длиной 30 см. Полосу скручивают в спираль на три витка, прокаливают с охлаждением в кипящем масле или свинце и затачивают.

Спираль для шнека проще всего сделать из дисков от болгарки. Понадобится два диска, один на 150 мм с ровной кромкой, второй на 180 мм зубчатый (по дереву). Оба диска распиливают пополам, центральную часть рассверливают до размеров трубы. Затем диски приваривают к рабочей трубе под углом 35° относительно земли – сначала 150-миллиметровый, на 10 см выше него фиксируют второй. При необходимости центральную часть правят болгаркой.

При желании можно сделать более сложный и производительный вариант, в котором спираль шнека будет идти от долота до самого верха. Технология та же, только вниз крепится зубчатый диск от болгарки, следом – гладкие.

При необходимости делаются удлинители из обрезков трубы длиной 100-140 см. Снизу приваривается болт, сверху – продолговатая гайка. Аналогично делается удлинитель для шнека мотобура и другого автоматического оборудования.

Виды бурильных установок

Для бурения скважин на воду своими руками применяется несколько видов установок. Их можно разделить по принципу действия:

1. Ударные.
2. Шнековые буры.
3. Роторные установки.

МГБУ – расшифровывается как малогабаритная бурильная установка применяются для бурения скважин под воду глубиной до 100 метров. Их большой плюс в компактности и легкости перемещения и установки. Поэтому МГБУ используются в тех случаях, когда нет возможности применить крупную технику.

Ударно канатные бурильные установки работают за счет массы снаряда. Когда он сбрасывается в скважину, земля разрушается за счет удара и набирается во внутрь трубы. Буровая установка для бурения скважин на основе ударной технологии довольно проста в изготовлении и эффективна.

Шнековые установки работают по принципу бура. За счет вращения, бур заглубляется в почву, а грунт выдается по лопастям. Эти МГБУ также довольно эффективны.

Как сделать бур для шнекового бурения: материалы и инструкция

Можно смастерить своими руками спиральный бур 2 типов для вращательного бурения скважин: со спиралевидным режущим элементом, с дисковым полусферическим ножом. Для работ понадобится:

1. Металлический прут или прочная труба – основание, полая труба большего диаметра – для емкости на стержне ложки.
2. Муфты для соединения штанг, металлическая рукоятка – кусок арматуры, прута, длиной до 40 – 50 см.
3. Металлический лист, если планируется спиральный нож.
4. Диски стальные с зубьями от электропилы.

1. Сварочный аппарат.

Спиральный простой и двухступенчатый бур: чертежи

Как сделать классический бур со спиралевидным ленточным ножом для песчаной скважины? Своими руками такой инструмент сделать сложно без специальных станков для работы с металлом. Сложность заключается в предварительном закаливании и изгибе полосы металла. Необходимо подобрать сталь толщиной от 1,5 – 2 мм. Далее раскаленную полосу сгибают на станке, придавая ленте форму спирали.

Только после этого ленту приваривают к основанию. Во время соединения следят за симметричностью: витки должны располагаться строго параллельно друг к другу и под определенным углом к горизонтальной линии. Край ленты затачивают, поверхность красят.

В условиях домашней мастерской своими руками гораздо проще сделать идентичный по функциональности, но более простой в сборке бур для скважин разного диаметра с круговыми ножами вместо спирали.

Отталкиваясь от простейшей конструкции, можно усовершенствовать инструмент и сделать бур, который подойдет для бурения неглубоких скважин разного диаметра.

Для изготовления берут 3 диска одинаковой толщины с разным диаметром. Разрезают каждый на 2 половины, один край (нижний) затачивают. Во всех частях просверливают отверстия для соединения лепестков.

К основанию приваривают круг меньшего диаметра так, чтобы края двух половин образовали угол величиной 30о. Большего диаметра ножи крепят к верхнему при помощи гаек и болтов.

Штангу формируют с нарезкой резьбы или приваривают к верхнему краю муфту с готовой резьбой: в этом случае не нужно устанавливать защиту от раскручивания во время работы.

Ложка: бур для работ в сыпучих породах

При обустройстве источника в сухом грунте требуется инструмент со снарядом, который удерживает вырытую почву внутри. Такой бур-ложку, как на чертеже, для бурения песчаных скважин также можно сделать своими руками из толстостенной газовой или водопроводной трубы.

Отрезок трубы заглушают пластиной по верхнему краю, оставляя в центре отверстие для стержня. К стержню приваривают старое сверло большого диаметра. Стержень приваривают по центру трубы. На одной из сторон трубы формируют прямоугольное окно для выемки почвы. Нижний край разрезают в виде лепестков, отгибая края наружу для большего диаметра врезки и захвата грунта. Нижние края затачивают.

Приспособить в качестве резервуара для отработанного грунта в ложковом буре можно и старый металлический баллон. Таким буром, собранным своими руками, бурят скважины большого диаметра.

Ход работы

Итак, как же сделать мотобур своими руками из бензопилы?

Подготовить бензопилу. В большинстве случаев используют советскую пилу «Штиль».

Шнек должен вращаться с небольшой скоростью. Нужно найти способ уменьшения оборотов, чтобы на выходе получалось столько, сколько необходимо для безопасной работы с мотобуром. Поэтому, для того, чтобы сделать мотобур своими руками, потребуется редуктор.

Клиноременной и червячный редукторы выполняют одинаковую роль, несмотря на конструктивные различия. Но в данном случае червячные предпочтительнее.

Примечание: КПД червячной передачи ниже, чем у клиноременной. Червячный редуктор нагревается быстрее, но его можно установить непосредственно на вал базового механизма. Никаких соединительных муфт или механических передач не понадобится.

Большая шестеренка редуктора клиноременной передачи должна приводить в движение шнек!

Вы разобрались с редуктором. Но где его взять? Лучше купить. В сети можно найти истории о смельчаках, которые, вооружившись болгаркой, отверткой и молотком, разбирают старые инструменты и извлекают из них редукторы. Тоже вариант, но ненадежный и варварский.

Редуктор и мотор бензопилы нужно скрепить. На этом этапе вам может понадобиться помощь слесаря. Обычно растачивается втулка необходимого диаметра – она и служит соединительным звеном.

Нужен дополнительный крепеж. Его нигде не купишь. Это ручная работа, к каждому устройству крепление подбирается индивидуально.

Осталось подобрать бур и ножи к нему. Бур и шнек должны совпадать по направлению вращения, если устройство сборное. Самые популярные – «Тоннар», «Мора», «Хитачи». Стоимость обычно не превышает 5000 р.

Китайские лопаются, отваливаются, трескаются и их не всегда можно восстановить с помощью сварки.

Самодельным мотоинструментом можно пробурить скважину с максимальным диаметром 150 мм. Что, как и чем бурить, лучше всего подскажет практика. Каждый выбирает для себя оптимальный вариант эксплуатации.

Как изготовить канатно-ударный бур

Механизм ударного бура довольно прост в устройстве. Чтобы его изготовить и собрать понадобятся следующие материальные ресурсы и оборудование: толстостенная труба требуемых размеров, уголки, листовая сталь, рулетка, болгарка, сварочный аппарат и ручная либо автоматическая лебёдка. Чтобы изготовить и собрать ударный бур следует выполнить некоторые действия в такой последовательности:

Устройство канатно-ударного бура

• Собирается тренога высотой не ниже, чем2 метра.
• Вершина треноги оборудуется специальным узлом, который позволяет установить ручную или автоматическую лебёдку.
• Изготавливается ударный инструмент.

Для этого нужна труба с наружным диаметром, который соответствует диаметру будущей скважины. На один конец наваривается кусок толстолистовой стали. Затем в нём выполняется отверстие для того, чтобы зафиксировать трос. А на ударном конце трубы по всей окружности делаются заточки. Для обеспечения прочности этих элементов, их нужно закалить. А также инструмент, следует обустроить дополнительными утяжелителями.

Подготавливается основа для размещения рабочего инструмента. Вырезается неглубокое отверстие в земле. Затем бур для канатного бурения крепится на треноги и размещается таким образом, чтобы он смог полностью погрузиться в подготовленный участок под воздействием собственного веса.

Как сделать ложковый бур

Если Вы хотите сделать скважину в мягких породах грунта, лучше всего для этого дела подойдет такой тип бура. Бур-ложка разрыхляет грунт одновременно внизу и по бокам отверстия. Почва собирается в цилиндрическом корпусе, поэтому нужно иногда вытаскивать бур и прочищать от накопившейся почвы.

Для изготовления также потребуется толстостенная труба соответствующего скважине диаметра. В процессе изготовления нужно будет использовать сварочный аппарат, а также слесарные инструменты.

Образец ложкового бура

В трубе делаем продольный надрез, затем придаем трубе вид, напоминающий ложку. Для этого используется тяжёлый молот и лом. Нижнюю часть нужно заточить и приварить по центру толстое сверло.

Сверху привариваем штангу таким образом, чтобы она была сдвинута в сторону примерно на 1 сантиметр. Все части, которые будут участвовать в разрезании грунта, нужно закалить. Размер выреза подбирается в соответствии твердости грунт. Чем мягче и суше грунт, тем размер должен быть меньше.

Подготовительный этап

Прежде чем приступать к сборке конструкции шнека необходимо подготовить рабочий инструмент. В этот список входят:

• сталь листовая;
• автомобильные рессоры;
• напильник;
• специальные тиски для фиксации заготовок;
• молоток;
• картон и маркер;
• болгарка и диски для нее;
• крепежные элементы; рулетка;
• трубы разной длины.

Что касается материала труб, то лучше подбирать стальные элементы, у которых повышенная коррозийная стойкость. Если брать дешевый вариант, то уже спустя некоторое время на поверхности появится ржавчина.

Если все подготовлено, то можно приступать к работе. Чтобы изготовить шнек своими руками, необходимо выполнить следующие действия:

• вначале сделать проект, а затем — шаблон на плотном картоне;
• взять стальную полую трубу, этот материал должен выдерживать серьезное механическое воздействие;
• изготовить из гибкого стального листа витки и с помощью сварочного аппарата приварить перья к трубе — получится своеобразная пружина.

Если требуется шнек для работы с сыпучим материалом, то витки должны быть расположены всплошную. В обратном случае нужного эффекта не будет. Если все сделано правильно, получится эффективный инструмент, который будет иметь следующие положительные качества:

• компактный размер;
• высокая производительность;
• длительный эксплуатационный срок;
• удобный в работе;
• быстрое углубление и подъем земли.

Метод ударной веревки

С большой высоты бросают трубчатый снаряд – ведро воды для колодца в указанное лопатой или буром место будущего водозабора. Вверху к дрели припаивается ушко для троса.

Вырежьте отверстие сбоку в верхней части, чтобы извлечь пробуренную породу.

Нижняя кромка заострена или оснащена зубьями, оптимизирующими рыхление почвы. На 5-7 см выше дна трубы установите шаровой или откидной клапан внутри трубы для захвата и удержания рыхлой породы.

Желонка – инструмент для ликвидации отложений песка, гальки и гравия. Обычно используется в сочетании с другими бурами. Чередуйте со шнеками или стаканами, которые не могут извлечь рыхлые и водонасыщенные отложения.

Несвязные частицы грунта задерживаются в ковше благодаря клапану, расположенному в нижней части корпуса. Винты, колокола и стекло не имеют такого преимущества.

Повторите процесс опускания сеялки несколько раз. Результатом этого процесса является тело, заполненное на треть почвой, и углубление в земной поверхности, увеличенное на 30-40 см.

С помощью лебедки выньте полный ковш из ведра, переверните его отверстием вниз и ударьте по нему тяжелым молотком, чтобы очистить его.

Затем процесс бурения ударной линией возобновляется и повторяется до тех пор, пока не образуется скважина, в которой буровое долото падает на запланированную глубину.

• В первую очередь стоит выбрать расположение скважин на основе расчетов. Для этого использовали традиционный шпатель, чтобы сделать небольшой отступ, чтобы очертить его.
• Устанавливаем штатив на 2-3 метра выше отверстия. Изготавливаем верхнюю часть штатива хорошо закрепленным шнуровым блоком. Также понадобится лебедка, которую крепим к подставке. Хорошо, если у вас есть электрическая лебедка, но подойдет и ручная лебедка.
• Создаем непосредственно сам ударный бур. Для этого понадобится толстостенная труба диаметром, соответствующим размеру скважины будущего колодца.
• Чтобы изготовить ручной бур для скважин своими руками необходимо приварить к верхнему концу ствола толстую металлическую полосу.
• По средней линии трубы, где приварена металлическая полоса, просверливаем отверстие, соответствующее толщине веревки, которая будет удерживать снаряд.
• Нижний конец трубки тоже необходимо обработать механическим способом: на нем можно сделать зубчатую или кольцевую заточку. Если имеется муфель, вы можете закалить в нем биты после процедуры заточки.

Буры для бурения ударно-канатным способом, нелегко извлечь из накопившегося в них грунта. Чтобы ускорить эту процедуру, вы можете сделать не оконное отверстие, а вертикальную прорезь, которая почти на 2/3 проходит через верхнюю часть трубы.

Как сделать качественную буровую установку самостоятельно?

Наиболее распространенной причиной привлечения бурового оборудования является добыча питьевой воды.

Особенно актуальная задача бурения скважин питьевой воды значительных глубин.

Многие дачники и владельцы частных имений предпочитают для решения рассматриваемых задач привлекать профессионалов и специальные буровые установки, однако доступна возможность получить качественный результат и без привлечения специалистов и профессионального оборудования.

Так как цены на такие услуги начинаются от ста тысяч рублей и выше.

Таким образом, вполне возможно сделать буровую установку своими руками, после чего собственноручно выполнять всю необходимую работу. Актуальность собственноручного производства заключается прежде всего в цене.

Буровое оборудование вполне возможно сделать самостоятельно. Так, ниже предлагается вся информация, необходимая для производства рассматриваемого типа установки. Сначала потребуется подготовить инструменты и материалы.

Вертлюг самодельной буровой установки чертежи

Инструменты и материалы:

• Ножовка по металлу, либо углошлифовальная машинка с диском для нарезания метала;
• Ключ разводного типа №1;
• Инструменты для нарезки наружной дюймовой резьбы – плашки;
• Стальная труба диаметром полдюйма;
• Крест чугунный сантехнический;
• Сгон диаметром в полдюйма.

После того как все инструменты и материалы собраны, можно приступать к работе, относительно тонкостей которой далее будет вестись речь. Процедура изготовления мини буровой установки начинается с подготовки отрезков трубы нужного диаметра, которые впоследствии будут служить в качестве основных элементов приспособления.

Схема устройства опоры для самодельного бура

Алгоритм создания системы с ручным приводом:

1. Для фиксации труб в крест, сгон на их концах следует нарезать резьбу, длина которой будет составлять 2 см;
2. К нескольким отрезкам трубы различной протяженности понадобится приварить стальные пластины с торцевой стороны. Заостренные пластины будут отыгрывать роль наконечников;
3. Чтобы упростить бурение, а также произвести удаление почвы из участка работы, в него производится постоянная подача воды;
4. Для решения этой задачи к одному из отверстий креста посредством переходника нужного диаметра присоединяется шланг от насоса, либо водопровода;
5. Далее все детали необходимо установить в отверстия креста на резьбе с применением сантехнической ПВХ ленты, либо пенькового волокна;
6. К нижней части трубы посредством сгона понадобится присоединить самый несущественный отрезок с наконечником;
7. По окончании работ по бурению скважины, глубина которой достигает одного метра, нужно произвести замену наконечника с отрезком трубы большей длины.

Разумеется, создание буровой компактной установки с электрическим приводом – возможность упростить работу. Автоматический буровой механизм, получающий питание от электросети, значительно эффективнее, работает качественнее, а отверстия в почве получаются быстрее.

Двухопорный ручной самодельный бур на колесах

Виды буров для самостоятельного бурения

Буром роют вертикальные отверстия небольшого диаметра. При бурении грунт разрушается в горизонтальном и вертикальном направлении.

Любой буровое приспособление состоит из таких частей:

• нижней несущей трубы;
• насадки;
• рукоятки.

Главную роль играют насадки, расположенные на конце буровой штанги.

По принятой классификации их разделяют на виды:

• вращательные;
• ударные;
• долота.

Инструмент применяется в зависимости от породы почвы и способа бурения.

Шнековый

Основу конструкции составляют пластины, приваренные к трубе под углом 30-70°. Снаряд напоминает большое сверло, которое входит в почву резцом, заточенным под конус. Выше него расположена спираль, от размера которой зависит диаметр ствола скважины. Режущие кромки входят в почву, подрезают ее. Грунт накапливается в полости между шнековыми витками, задерживается. При извлечении снаряда его вручную очищают от породы.

Коронковый

Конструкция состоит из трубы и коронки внизу. Снаряд делают из прочной стали с заостренными резцами. Рабочий процесс напоминает вкручивание в грунт перевернутого вверх дном стакана. Полая труба с коронкой на конце по спирали вкручивается в породу. Затем стакан вытаскивают наверх, освобождают от земли. Часто совместно с коронкой используют долото, которым предварительно проходят ствол.

Ударно-канатный

Схема принципа работы ударно-канатным видом.

Это инструмент больших размеров, состоящий из буровой колонны и желонки. Чтобы им воспользоваться, сооружают треногу высотой 2-3 м, наверху устанавливают блок для каната.

Технология несложная:

• снаряд поднимают на канате и сбрасывают с высоты;
• он собственным весом пробивает в земле отверстие;
• почва входит внутрь инструмента, задерживается там;
• бур поднимают, очищают от породы;
• продолжают процесс, пока не достигнут воды.

Ложковый

Пластичные породы легче проходить ложковым буром. Это полуцилиндрический снаряд с 2 кромками. Между ними щель, размер которой зависит от вида почвы — для более сыпучих пород уже. Режущая кромка отогнута, нижняя часть в виде ковшеобразного резца. В другом варианте с одной стороны резец, с другой — поперечный выступ. Между ними приваривают сверло.

Особенность инструмента в том, что резец расположен по оси, а ложка смещена в сторону на 10-15 мм. При бурении снаряд своей режущей кромкой вырабатывает отверстие большего диаметра, чем сам. Это необходимо потому, что в процессе работы сразу устанавливают . Эксцентричная ложка входит в обсадную трубу, вырабатывая ствол по ее диаметру.

Бур спирального вида, или змеевик

Снаряд применяют в плотных глинах и суглинках. Внешне он похож на столярный бурав. Нижняя часть змеевика напоминает ласточкин хвост. При вращении инструмент подобно штопору врезается в грунт, который поднимается вверх и задерживается на лопастях. Сделав не более 2 оборотов, бур приподнимают, чтобы оторвать от основной массы породы. Если этого не делать, поднимать снаряд наверх будет настолько трудно, что можно оборвать штанги.

Зубильное долото

Для бурение скважины долота зубильное.

Зубильным долотом дробят глину, сухие породы, мелкие камни. Чтобы скважина получалась расширенной, долота делают эксцентричными. Изготовляют из стали, поддающейся закалке. Заостренная часть долота имеет различный угол в зависимости от свойств породы.

Относительно мягкие почвы проходят инструментом, заточенным под углом 70-80°. Для валунов и галечника — 110-130°. Долото на высоту 25 мм закаляют.

Также от твердости породы зависит форма инструмента:

• для сравнительно мягких — плоское зубило;
• для более прочных — Z-образное лезвие;
• для самых твердых — крестовое долото.

Самостоятельное изготовление трудное, сварка долго не выдерживает. В производстве применяется штампование, которое можно заменить фрезерованием.

Штанговый

Проходку скважины вращательным или ударным способом можно провести штанговым буром. Делают из газовых труб длиной 1-3 м. Применяют, если требуется строго вертикальное расположение ствола. Вместо каната, как при , пользуются штангами из газовых труб. Их соединяют между собой резьбовыми муфтами. В ряде случаев совмещают вращение с ударами по штанге.

Алмазный

Для проходки особо прочных пород применяют алмазные буры с электрическим или пневматическим приводом. Крепкие скальные породы проходят с высокой скоростью, быстрее в 2 раза, чем долотом.