Vŕtanie studne naberačkou: úplný prehľad technológie vŕtania úderno-lanovým spôsobom

Ako zabezpečiť vlastný pozemok a dom dostatočným množstvom čistej vody? Niekedy je najjednoduchšou odpoveďou na túto otázku – zriadenie studne. Ak je najatie tímu drahé, ale máte zručnosti a chuť tvrdo pracovať, môžete ju vyvŕtať aj sami. Metódy, ktorými možno získať vodu z hlbín matky Zeme, sú rôzne.

Medzi nimi vŕtanie studne naberačkou zaujíma celkom dôstojné miesto. Najčastejšie sa používanie naberačky používa v kombinácii s rotačnou jadrovou metódou na extrakciu sypkých nesúdržných hornín: pieskov, štrkových nánosov. Niekedy je bez použitia naberačky úplne nemožné zdvihnúť z čela rozrušenú zeminu.

Povieme vám, ako sa vykonávajú vŕtacie práce pri použití naberačky. U nás sa dozviete, ako správne vyvŕtať odbernú studňu na vidieckom pozemku s použitím najjednoduchšieho domáceho vŕtacieho nástroja. S ohľadom na naše odporúčania si s minimálnymi nákladmi vybudujete zdroj vody.

Všeobecné pojmy o procese vŕtania

Vŕtanie naberačkou predstavuje takzvaný úderno-lanový spôsob vŕtania. Ako vŕtací nástroj sa používa naberačka – ťažký, dutý, dlhý a úzky projektil, ktorý sa spúšťa do šachty studne z výšky niekoľkých metrov.

Pod ťarchou naberačky sa vrstvy pôdy rozrušujú a dostávajú sa do dutiny projektilu. Naberačka sa vyberie, očistí od zeminy a potom sa opäť spustí do šachty.

Proces sa opakuje znova a znova, až kým sa nedosiahne vodonosná vrstva a neprejde sa ňou. Hoci pri opise vyzerá proces jednoducho, môže byť zdĺhavý a náročný na prácu.

Avšak úderno-lanové vŕtanie má mnoho výhod v porovnaní s inými metódami. Napríklad pri ručnom vŕtaní pomocou naberačky sa do vrtu zvyčajne neprivádza voda, ako sa to často robí pri použití skrutkového alebo rotačného vŕtania.

V dôsledku toho pôda v studni nenavlhne, čo znižuje riziko oslabenia alebo zničenia jej stien. Ďalšou výhodou – presné určenie vodonosnej vrstvy.

Pri „mokrom“ vŕtaní nie je vždy jednoduché pochopiť, že dlho očakávaná voda sa konečne objavila. Dokonca aj skúsení vŕtači niekedy tento okamih hneď nerozpoznajú a pokračujú vo vŕtaní. Okrem toho sa predpokladá, že aj výdatnosť „suchých“ studní je vyššia ako u „mokrých“.

Želónka sa používa pri zhotovovaní studní v sypkých úlomkovitých horninách naplnených vodou. Nástroj je vybavený ventilom na zachytávanie a zdvíhanie väčšieho množstva horniny naraz.

Pri výbere medzi želónkou a šnekom sa niektorí majstri riadia nasledujúcimi úvahami. Šnekové zariadenia s preplachom, ktoré vyrába moderný priemysel, majú obmedzenia v hĺbke vŕtania.

A výkon takýchto zariadení je 12 kW. Nájsť motorový reduktor, ktorý by poskytoval taký výkon v domácich podmienkach, je náročné.

Ale reduktor s výkonom len 2,2 kW zdvihne náklad s hmotnosťou približne jednej tony. Aj veľmi ťažkú želónku takýto mechanizmus zdvihne bez námahy. Zostáva len hodiť želónku dole, aby sa dosiahol dostatočne silný úder schopný rozbíjať pomerne husté horniny. Týmto spôsobom sa pri menšej spotrebe energie dosahuje účinnejšie pôsobenie.

Okrem toho bude zostavenie želónky z domácich prostriedkov jednoduchšie a rýchlejšie ako šneku, ktorého konštrukcia je výrazne zložitejšia. Známe sú prípady, keď sa pomocou domácej želónky, trojnožky a motora podarilo vyvŕtať studňu hlbokú viac ako 40 metrov, aj keď na túto prácu bolo potrebných niekoľko mesiacov.

Čo je potrebné zohľadniť pri práci?

Na začiatok nezaškodí predvídať možné problémy. Samozrejme, každá studňa má individuálne charakteristiky.

Vŕtanie na vzdialenosť len niekoľkých desiatok metrov môže prebiehať podľa rôznych scenárov. Ale znalosť približného zloženia pôdy a vrstiev, ktoré zahŕňa, umožní zostaviť predbežný plán, zásobiť sa potrebnými nástrojmi atď.

Čím ťažšiu a viskóznejšiu látku je potrebné vybrať na povrch, tým ťažšie bude pracovať so želónkou. Najjednoduchšie je zvládnuť suchý piesok. Ale na plavúňoch môže práca trvať nekonečne, pričom studňa sa takmer neprehlbuje. Niektorí majstri odporúčajú v tomto prípade vykonávať vŕtanie so súčasným preplachom, pričom sa pažnica ponára čo najrýchlejšie pred želónku.

Prakticky nie je možné prekonať pomocou želónky vrstvy ťažkej hliny. Na pôdach tohto typu je efektívnejšie vykonávať vŕtanie inými spôsobmi.

Na výber vrstvy ílovitých hlín sa používa pohár: úzky dlhý nástroj s ostrým spodným okrajom a bez ventilu. Hádže sa do šachty z výšky niekoľkých metrov. Potom sa pohár vytiahne a vyčistí cez úzky vertikálny otvor vytvorený na jeho boku. Niekedy sa takýto otvor vytvára aj v naberačke.

Na vŕtanie obzvlášť viskóznych vrstiev pôdy úderno-lanovou metódou sa používa pohár – dlhá rúra so špicatým spodným okrajom a úzkym otvorom vytvoreným pozdĺž pohára.

Takáto práca s ílovitou hlinou postupuje ťažko a pomaly. Stojí za to posúdiť náklady na prácu a čas, možno má zmysel uprednostniť skrutkové vŕtanie pred úderovou metódou. Na posúdenie zloženia pôdy, na ktorej sa bude vŕtať, existujú dva spôsoby. Lacný – opýtať sa susedov, ktorí už majú studňu, a drahý – objednať vŕtacie práce u špecialistov.

Zvyčajne sa pre studňu vyberá miesto, kde sa reliér znižuje, predpokladá sa, že tak bude bližšie k vodonosnej vrstve. Niektorým majstrom sa pomocou naberačky podarilo vyvŕtať celkom slušnú studňu priamo v suteréne svojho domu, pretože stroj alebo trojnožka na naberačku je pomerne kompaktná konštrukcia.

Treba pamätať na to, že takéto práce možno vykonávať len v dostatočne priestrannom suteréne s vysokým stropom. V tomto priestore bude potrebné nielen umiestniť vŕtacie zariadenie, ale aj vykonávať predlžovanie pažnicovej rúry.

Ak podlaha a strop zatiaľ chýbajú, navijak možno upevniť na krokvy. Okrem toho treba počítať s veľkým množstvom špinavej vody, ktorá bude prúdiť zo studne počas vŕtania a môže zaplaviť všetko okolo. Vŕtanie je rozumnejšie vykonávať v suchom období roka.

Vŕtanie naberačkou – pomerne špinavá práca, treba zabezpečiť miesto, do ktorého sa vysype vytiahnutá odpadová zemina zariadenia.

Najčastejšie sa to robí v lete. Vŕtacie práce sú celkom efektívne aj v zimnom období, aj keď prekonať vrstvu zamrznutej pôdy nemusí byť jednoduché. Na jar počas povodne sa neodporúča vŕtať studne. Mokrú pôdu je ťažšie vybrať a určiť okamih objavenia sa vody v studni bude tiež ťažšie. Na jeseň práce zvyčajne pripadajú na november.

Nástroje a používané materiály

Na začiatok bude potrebná samotná naberačka, ako aj zariadenie, na ktoré ju treba zavesiť. Naberačka na vŕtanie je pomerne ťažký nástroj.

Pri veľkej túžbe možno naplnené zariadenie samozrejme vytiahnuť zo šachty ručne, ale na to bude potrebná nemalá sila a čas. Na uľahčenie práce sa nad miestom vŕtania inštaluje veža v tvare trojnožky.

Na zavesenie želonky nad pracovným otvorom sa používa špeciálny statív. Zvyčajne je vyrobený z kovu, ale postačia aj drevené trámy.

Môže byť vyrobená z kovu alebo dreva. Na vrchu je upevnená kladka, cez ktorú prechádza oceľové lano. Na tomto lane je zavesená želonka. Takto na jej vyťahovanie bude potrebných menej síl.

Zdvíhanie sa vykonáva pomocou motorového reduktora so spojkou, na ktorého hriadeľ sa navíja lano. Aby sa po náraze želonky bubon netočil zotrvačnosťou, je možné nainštalovať špeciálne brzdové zariadenie.

Pri komerčnom použití je použitie brzdy úplne opodstatnené, ale pre vlastné potreby sa bez nej možno zaobísť. Pomocou spojky je možné regulovať silu pôsobiacu na zariadenie, pričom sa zohľadňuje okamih nárazu. Počas prevádzky zariadenia schopnosť určiť tento okamih rýchlo prichádza so skúsenosťou.

V spodnej časti želonky sa privarí alebo priskrutkuje topánka so vstavaným lopatkovým ventilom. Ventil nedovolí, aby sa zemina vysypala z nástroja, keď ho zdvíhajú nahor na vyčistenie.

Zariadenie, želonku aj pohár je možné vyrobiť samostatne alebo zakúpiť v stavebninách. O tom, ako vyrobiť vrtný nástroj na ručné vŕtanie, je podrobne napísané v tomto článku.

Na výrobu želonky bude potrebný kus kovovej rúry s dĺžkou niekoľko metrov. Vonkajší priemer takejto rúry by mal byť približne o 20 mm menší ako vnútorný priemer pažnice. Napríklad, ak sa používa oceľová pažnica s priemerom 133 mm, pre želonku úplne postačí rúra s priemerom 108 mm.

Hrúbka stien rúry pre želonku môže dosahovať až 10 mm. Pritom je potrebné zohľadniť rozmery a hmotnosť zariadenia. Želonka by mala byť dostatočne ťažká, aby pri náraze na zeminu účinne kyprela a zachytávala ju.

Netreba však zabúdať, že na vyťahovanie naplnenej želonky musí postačovať výkon reduktora. Za úplne dostatočnú sa považuje hmotnosť 30-40 kg. Po výbere rúry je potrebné v spodnej časti privariť alebo priskrutkovať topánku s lopatkovým ventilom.

V hornej časti sa privarí ochranná mriežka a rukoväť, ku ktorej sa pripevní oceľové lano. Spodnú časť možno nabrúsiť dovnútra, aby sa zlepšilo kyprenie zeminy. Namiesto brúsenia okraja je možné dole privariť ostré prúty alebo ostré kusy kovu.

Približne rovnakým spôsobom sa z kusu rúry vyrába pohár na vŕtanie studne v hlinitých pôdach. Len v tomto prípade ventil nie je potrebný a po dĺžke rúry sa robia vertikálne otvory, aby bolo možné vyčistiť pohár od lepkavej zeminy.

Okrem inštalácie a naberačky bude potrebný rad materiálov a pomôcok:

• pažnicové rúry v potrebnom množstve;
• svorky na upevnenie rúr počas zvárania alebo spájkovania;
• záhradný vrták;
• miesto na zber odpadovej zeminy;
• nádoba alebo miesto na odtok znečistenej vody;
• zvárací prístroj alebo spájkovačka na PVC rúry.

Pri formovaní steny studní možno použiť kovové aj plastové pažnicové rúry. Spodná časť prvej plastovej rúry musí byť vybavená špeciálnou topánkou, ktorá uľahčuje proces spúšťania rúry do šachty studne. Plastové rúry sa spájkujú pomocou spájkovačky určenej na tieto účely.

Zvládnuť prácu s týmto nástrojom nie je ťažké, ale pred začatím prác je lepšie vziať si niekoľko lekcií od skúsenejších majstrov alebo si zacvičiť na odrezkoch nepotrebných rúr. S kovovými rúrami pracovať o niečo ľahšie, pretože sú pevnejšie ako plastové konštrukcie.

Často sa takáto rúra jednoducho zatĺka do šachty, aby sa spustila do požadovanej hĺbky. Na zváranie kovových rúr sa používa zvárací prístroj; ak nie sú zručnosti na prácu s takýmto zariadením, bude potrebné ich osvojiť. Najčastejšie sa pre studne používajú rúry so závitovým spojením, ale zváranie sa považuje za spoľahlivejšie.

Opis technológie vŕtania

Ak sú všetky materiály a nástroje pripravené, možno začať s prácami. Nad vybraným miestom pre studňu sa nainštaluje trojnožka. Na kladku sa zavedie kovové lano naberačky a navinie sa na hriadeľ prevodovky. V zemine pod naberačkou sa pomocou záhradného vrtáka urobí otvor s takým priemerom, aby sa do neho zmestila naberačka.

Môžete začať vŕtanie. Žliabok zdvihnutý nad otvor jednoducho hodíte nadol. Náraz rozruší pôdu, ventil sa otvorí a dutina žliabku sa naplní pôdou.

Zvyčajne neurobíte jeden, ale tri-štyri údery, aby sa žliabok čo najviac naplnil pôdou. Potom ho zdvihnete z šachty nahor, otvoríte ventil a vysypete zachytenú pôdu zariadenia.

Vyprázdnený žliabok opäť zhodíte do šachty niekoľkokrát atď. Postupne sa šachta stáva hlbšou. Aby ste ochránili jej steny pred zrútením, musíte dovnútra spustiť prvú pažnicu.

Pomocou žliabku môžete studňu vyvŕtať aj v pivnici, najmä ak ešte nie sú položené podlaha a strop. Namiesto trojnožky ako oporu pre zariadenie použijete krokvy, na ktoré upevníte kladku pre lano žliabku.

Rúru udržiavate pomocou špeciálnych svoriek, aby neklesla príliš hlboko. Podľa potreby dĺžku pažnice predlžujete privarením, priskrutkovaním alebo spájkovaním rúr k sebe.

Považuje sa, že plytkú studňu môžete najprv vyvŕtať a potom nainštalovať rúry, ale oveľa rozumnejšie je inštalovať rúry ihneď. To presne ochráni steny studne pred zrútením.

Je veľmi dôležité správne nainštalovať prvú pažnicu do šachty. Jej polohu nastavíte podľa vodováhy a dôkladne zafixujete. Polohu ostatných rúr nastavíte podľa prvej rúry. Ak bude rúra hneď od začiatku umiestnená naklonená, môže to sťažiť vŕtanie, inštaláciu čerpadla filtra, údržbu studne atď.

Horná vrstva hlinitej pôdy je zvyčajne veľmi hutná kvôli veľkému množstvu ílovitých prímesí. Prejdete ju pomocou naberáka, ktorého zariadenie je opísané vyššie. Postupujete rovnako ako so žliabkom: hodíte ho do šachty, vyberiete, vyčistíte atď. Po prejdení tejto náročnej časti môžete znova použiť žliabok.

Aby bolo spájanie pažníc pohodlnejšie, horný a dolný okraj rúry, ktorú pripájate k už prehĺbenej kolóne, zafixujete špeciálnymi svorkami z kovu alebo dreva.

Problémy môžu nastať aj pri prechode pohyblivým pieskom, ak počas vŕtania pôjde kmeň cez túto vodou bohatú vrstvu. Niektorí majstri sa domnievajú, že na urýchlenie práce má zmysel privádzať do pažnice vodu a vyberať tekutú zeminu.

Zvyčajne sa vŕtanie naberačkou vykonáva „nasucho“. To umožňuje pomerne presne určiť výskyt vody vo vrte, čo svedčí o tom, že bola dosiahnutá vodonosná vrstva.

Zastavenie vŕtania, akonáhle sa vo vrte objaví voda, je častou chybou začínajúcich vŕtačov. Odporúča sa pokračovať vo vŕtaní a prehĺbiť sa do ďalšej vrstvy zeminy približne o pol metra. Tým sa zabezpečí maximálna výdatnosť vrtu. Potom už len ostáva vrt prečerpať, spustiť do neho čerpadlo, osadiť hlavicu atď.

Výber: s filtrom alebo bez?

Aby sa zabránilo vniknutiu nečistôt do vrtu, do vnútra kmeňa sa inštaluje druhá rúra so vrtným filtrom. Vyrába sa z dlhého úseku rúry, ktorej priemer musí byť menší ako priemer pažnicovej rúry. Horná časť rúry sa používa na upchávku a v strednej časti sa vytvorí množstvo otvorov.

Na úseku rúry, z ktorej sa vyrába filter pre vrt, je potrebné vytvoriť rad častých a pomerne veľkých otvorov. Takáto perforácia zabezpečí rýchly prítok prefiltrovanej vody do vrtu.

Perforovaná časť sa zakryje sieťovinou galónového tkania, v krajnom prípade postačí aj obyčajná jemná sieťka, napríklad s parametrami 0,2×0,13. Sieťku je možné upevniť drôtom.

Spodná časť filtra predstavuje usadzovaciu nádrž, tam perforácia nie je potrebná. Ak je možné do vrtu vytvoreného šnekovým spôsobom spustiť filter pomocou spojených tyčí, pri vykonávaní úderno-lanového vŕtania sa filter dopravuje pomocou kovového lana.

Perforovaný filter pre vrt je potrebné zakryť kovovou sieťovinou galónového tkania a upevniť drôtom z nehrdzavejúcej ocele. Namiesto sieťoviny galónového tkania možno použiť obyčajnú, dostatočne jemnú sieťku.

To neumožňuje silne pritlačiť filter, aby sa zabezpečila tesnosť konštrukcie pri spojení s upchávkou. V takom prípade možno efektívne použiť PSÚL – predstlačenú tesniacu pásku. Tento materiál sa široko používa pri montáži PVC okien.

Takúto pásku je potrebné navinúť na okraj filtra a okamžite spustiť do vrtu, pretože PSÚL sa pomerne rýchlo rozťahuje. Ak sa filter spustí ihneď po navinutí pásky, rozťahovanie v spodnej časti zabezpečí spoľahlivé utesnenie filtra. Po spustení filtra nadol sa pažnicová rúra opatrne zdvihne nahor.

PSUL – predstlačená samoexpandujúca tesniaca páska sa používa pri montáži PVC okien, ale je vhodná aj na vytvorenie upchávky studňového filtra. Treba navinúť PSUL približne na 30 cm v hornej časti filtra a okamžite ho spustiť do studne.

Pri tom väčšina filtra musí byť pod úrovňou okraja pažnice. Na zdvihnutie rúry možno použiť dva päťtonové zdviháky. Vybratú časť rúry na povrchu odrežú alebo odskrutkujú. Aby sa objímka nešmýkala, k vyčnievajúcemu kusu rúry privaria kusy výstuže.

Úderovo-lanová metóda vŕtania umožňuje vytvoriť bezfiltróznu studňu. Aby ste ju takto zariadili, je potrebné spustiť pažnicu približne 0,5 metra pod vodonosnú vrstvu. Pri „mokrom“ skrutkovom alebo jadrovom vŕtaní je ťažké vybrať jadro zo studne. Naberačka ľahko vyberá sypké, vodou nasýtené úlomkové horniny.

Schéma zariadenia bezfiltróznej studne: 1 – studňa; 2 – vodonosný horizont; 3 – vodná prijímacia nálevka; 4 – horná vrstva; 5 – pažnicová kolóna; 6 – piesok; 7 – dutina vytvorená v procese odčerpávania piesku erliftom

Potom, čo je pažnica pevne nainštalovaná, do studne spustia dve hadice. Jednou sa do studne privádza prúd vody a druhou sa pomocou kompresora vháňa vzduch. Takto vzniká takzvaný erlift a prúd vody zabraňuje tvorbe pieskovej zátky.

V dôsledku toho bude pažnicou prúdiť zmes vody, piesku a vzduchu, ktorú je potrebné vyliať do samostatnej nádoby. Keď sa zmes usadí, treba zmerať objem vyplaveného piesku zo studne. Podľa príručiek sa každý kubický meter takéhoto piesku rovná približne 4,5 kubickým metrom výdatnosti.

S jadrovým a skrutkovým spôsobom vŕtania vodnej studne vás zoznámi iný článok, s ktorým vám odporúčame sa oboznámiť.

Závery a užitočné video k téme

Video #1. Názorná demonštrácia vŕtania studne naberačkou:

Video #2. Kombinácia skrutkového vŕtania v tvrdej pôde a použitia naberačky na prejdenie jemného vodou nasýteného piesku:

Video #3. Zaujímavá verzia konštrukcie naberačky a pohára na vŕtanie:

Vŕtanie úderovo-lanovou metódou má mnoho výhod oproti bežnejšej skrutkovej metóde. Naberačku a ďalšie pomôcky nie je ťažké vyrobiť z dostupných materiálov. Proces vŕtania je tiež jednoduchý, najmä ak sú možné problémy predvídané hneď na začiatku.

Máte osobnú skúsenosť s ručným vŕtaním? Vznikli vám otázky počas oboznamovania sa s materiálom, ktorý sme vám predstavili, chcete sa podeliť o vami známe detaily? Napíšte, prosím, komentáre do bloku nižšie, pýtajte sa, zanechávajte fotky k téme.