Для многих видов работ необходимо бурение — разрушение грунта или горных пород направленным действием. Получается достаточно глубокое узкое отверстие — скважина. Это очень сложная процедура, ведь слишком многие факторы необходимо учесть. Например, важны уровень грунтовых вод, тип почвы, предназначение самой скважины.

Вручную подобные работы выполнить тяжело, зачастую и вовсе невозможно, поэтому применяется различная техника. Главный агрегат — буровая установка. Она бывает двух типов. Стационарная техника используется для масштабных работ. Для всего остального есть ПБУ — переносные буровые установки (также их называют мобильными и малогабаритными). Они способны заменить сразу несколько машин, а удобство транспортировки делает их по-настоящему незаменимыми.

Из чего состоят ПБУ

Если кратко, ПБУ — это рабочая платформа на гусеничном или колесном ходу. Рассмотрим составляющие подробнее.

1. Главный элемент, конечно, сама установка — оборудование для бурения. Она вгрызается в грунт (или горную породу), измельчая его и формируя отверстие.
2. Свободное вращение рабочего органа обеспечивает вертлюг. Это сложный в исполнении и дорогой компонент, от состояния которого во многом зависит качество бурения. Вертлюг не просто позволяет рабочему органу свободно вращаться — он не препятствует потокам воды, которые необходимы ПБУ.
3. Сердце системы — привод. Обычно это электродвигатель с редуктором, реже дизельный мотор. Зачастую бур комплектуется пневматической или динамической установкой. Для работ на дачном участке достаточно асинхронного электромотора мощностью 2,2-3 кВт.
4. Важная часть системы — насос. Он подает буровой раствор, вымывающий частички измельченного грунта из скважины, поэтому должен быть мощным, способным работать с сильно загрязненными жидкостями.
5. За подачу раствора отвечает система буровых труб — вращающаяся колонна.
6. Подъемное приспособление — грузовая таль или лебедка. Без него буровой колодец не оборудовать — оно необходимо для подъема установки из скважины, спуска в нее, непосредственно для разработки, ведь суммарный вес техники составляет сотни килограммов. Ни один человек не сможет поднимать его самостоятельно. Привод лебедки, впрочем, бывает и ручным (эффект рычага и система блоков снимают с оператора большую часть нагрузки), но электрический предпочтительнее: он продуктивный и удобный.
7. Аппарат должен иметь управляющие органы — ручную, электронную, дистанционную систему управления. Если он самоходный, техник сидит в операторской кабине. Чаще используется ручной вариант из-за доступной стоимости.
8. Все компоненты помещаются на прочной металлической раме.
9. Для передвижения необходимы гусеницы или пневмоколеса.

Помимо собственно ПБУ для бурения нужен комплект вспомогательного оборудования — ключи, подкладной вилки, захваты для труб, напорные рукава и многое другое. Требуется ряд расходников. Наконец, необходим буровой раствор — в простых случаях техническая вода, в тяжелых — сложная эмульсия с тщательно подобранным составом.

Виды ПБУ

Чтобы установка могла перемещаться, она делается на основе самоходной базы от колесной или гусеничной техники. В первом случае используются шасси тяжелых грузовиков (например, КамАЗов, ЗИЛов и подобных) или автомобильные прицепы. Во втором в основе лежит трактор или экскаватор.

Колеса или гусеницы? От незначительной на первый взгляд детали многое зависит. Гусеничный ход незаменим, когда приходится справляться с большим объемом работ. Установки на нем очень грузоподъемные и продуктивные, выдерживают мощное навесное оборудование. Характерный минус — низкая маневренность. Для доставки гусеничного ПБУ к фронту будущих работ приходится применять дополнительную технику — с соответствующими последствиями для бюджета.

Колесный комплекс, соответственно, очень мобильный, но его производительность ниже.

Второй важный параметр — тип рабочей платформы. Поворотные устройства способны бурить сразу несколько скважин в зоне досягаемости. Машины с фиксированной платформой для работы над новым отверстием приходится перемещать, но они дешевле.

Третий момент — тип привода. Электрические установки незаменимы там, где есть трансформатор или промышленный генератор: они работают от трехфазной сети, стандартные 220 В не подойдут. Дизельные выручают в остальных случаях.

Есть различия и самом в способе бурения. Существует три варианта: вращательное, ударное и комбинированное.

Важнейший момент — предназначение оборудования. По нему выделяют следующие виды ПБУ.

1. Бурильно-сваебойные машины. Это комбинированная техника, заменяющая две принципиально разных установки, так что использовать ее и удобно, и выгодно. Одновременно с буровой колонной присутствует оборудование для забивки свай. Оно очень разнообразно; есть сваебойный молоты, установки CFA с полым шнеком, устройства для стандартного шнекового бурения. Машины работают с набивными, буронабивными и обычными железобетонными сваями.
2. Установки для бурения на воду (в меньшей степени на нефть и газ). Их задача — обустроить достаточно глубокую узкую скважину с устойчивыми стенками. Рабочие механизмы тоже разнообразные, но сваи ими забивать не получится.
3. Разведочные аппараты. Есть бурение колонковое и с обратной циркуляцией, для него нужна разная техника. Каждая бурилка оборудована современными датчиками для максимально точной работы.

Разумеется, есть и другие параметры — грузоподъемность, максимальная глубина будущей скважины, крутящий момент. На конструкцию они влияют несущественно.

Как работает ПБУ

Бурение — сложный, многоэтапный процесс. Он начинается с подготовки. Геодезические и геологические изыскания, анализ образцов пород, определение уровня залегания грунтовых вод — лишь часть предварительных работ. Чтобы не испортить и бурилку, и будущую скважину, надо хорошо понимать особенности грунта или горных пород и иметь четкое представление о желаемом результате.

Обязательный этап подготовки — проектирование скважины. Глубина, ширина, диаметр обсады (если требуется) и другие параметры должны быть известны заранее. Работать «на глазок» нельзя!

Непосредственно бурение на газ, воду, нефть выглядит примерно одинаково.

1. Необходимо организовать подъездные пути для техники — достаточно ровную голую площадку с хорошей несущей способностью.
2. Разметить зону работ при помощи кольев, бечевки и строительного инструмента.
3. Доставить агрегат на выбранный участок, разместить его.
4. Обеспечить устройство необходимым количеством бурового раствора или технической воды.
5. Осуществить само бурение — соорудить вертикальную или наклонную скважину.

Как работает ПБУ? Собственно бур погружается в породу и измельчает (вращательные установки) или дробит (ударные) ее. Мощный напор бурового раствора вымывает частицы грунта. Это образует пустоту — шахту скважины. Чтобы она не хлопнулась, параллельно с бурением необходимо укреплять земляные стенки (обычно при помощи готовой обсады). Направление и глубину позволяют контролировать приборы и датчики. Когда небольшой карьер достигает требуемых значений, бурение прекращается, и буровой инструмент аккуратно извлекается из скважины.

Где применяется ПБУ

Буровая установка необходима для самых разных работ — например, изыскательных и разведочных. Чтобы исследовать геологические характеристики участка, необходимо пробить несколько тестовых скважин в разных местах, извлечь образцы почв. Отверстия разной глубины также помогают определить уровень залегания грунтовых вод, обнаружить богатые водоносные пласты. Без знания этих характеристик невозможно проектирование ни одного объекта! Слишком высокий уровень грунтовых вод мешает многим работам, тип грунта определяет вид и особенности фундамента, характер прокладки коммуникаций и многие другие строительные особенности.

Впрочем, ИИ нужны не только для возведения зданий. Буровые установки помогут найти полезные ископаемые, оценит общую сейсмическую активность района и выполнит прочие исследования.

Другое очевидное применение — создание скважин на воду. Для частных домов, расположенных за городом коммерческих объектов не подходит центральная магистраль: водопровода там попросту нет. Между тем много жидкости залегает прямо в земле — в песчаных линзах или в глубоком водоносном слое. Стоимость подобного бурения низкая, а качество воды после очистных работ достаточно высокое. Жидкость можно пить без опаски.

Где применяется ПБУ помимо этого? Для обустройства и укрепления фундамента. Ранее речь заходила про железобетонные и буронабивные сваи. Подобный фундамент надежный и дешевый, подходит для сложных почв и способен выдерживать здания существенных размеров — многоэтажные тоже. Укрепление необходимо для оснований, частично потерявших несущие функции.

Бурение на нефть и газ — еще один способ применения. ПБУ используют, если объемы полезного сырья небольшие. В иных случаях применяют специализированные установки.

Буровая станция также может осуществлять взрывное бурение — это один из способов добычи полезных ископаемых из твердых горных пород. Профессиональная ПБУ достаточно быстро разрабатывает небольшое месторождение, а для обширных скоплений ценных минералов применяется стационарная техника.

Плюсы и минусы ПБУ

Переносные буровые установки — достойный представитель обширного класса спецтехники. Вот лишь несколько причин их купить.

1. ПБУ — достаточно универсальный агрегат. Единственное устройство подходит для разных видов работ, а возможность менять комплектацию на ходу дополнительно расширяет функционал. Разумеется, для специфических задач придется покупать отдельные единицы техники, но даже так спектр выполнимых работ огромный.
2. Устройство достаточно эффективное — вручную бурить скважины намного дольше. Для работы с ним достаточно нескольких людей, часто можно справиться одному, да и обучиться управлять ПБУ легко.
3. Станция умеет бурить в разных направлениях, не только строго вертикально. Можно создавать наклонные скважины, что в ряде случаев очень удобно.
4. Буровая установка справляется даже со сложными почвами — плотными, глинистыми, даже каменистыми. Неплохо работает с промерзшим грунтом зимой. Человек с лопатой справится лишь с мягкой землей.
5. Относительно простая конструкция предполагает легкую замену узлов. Буровая установка — надежный агрегат, который редко ломается и легко ремонтируется. Фактически это большой конструктор; чтобы привести его в порядок, нужно лишь заменить вышедшую из строя деталь.
6. Компактные размеры — огромный плюс ПБУ. Малогабаритный аппарат проведет бурение даже на ограниченной территории, сможет развернуться в узком проходе. Высокая мобильность упрощает работу со сложным рельефом. Компактность также означает небольшой вес, что критически важно, если несущая способность грунта невелика. Там, где спокойно пройдет мобильная станция, более крупная установка просто провалится.
7. Цена на буровую технику невелика. ПБУ может стоить очень дешево: конструкция простая, большая часть образцов прекрасно работает по 20-30 лет без замены. В технических парках популярны еще советские модели — недорогие, простые, надежные. Многие современные аналоги обойдутся дороже — и это при меньшем срок службы!
8. Неожиданно, но ПБУ реально сделать самостоятельно! Устройство достаточно легко собрать из базовых запчастей. Можно найти готовые схемы сборки, советы по подбору компонентов, так что двигаться вслепую нет нужды. Самодельные установки прекрасно подойдут для небольшого фронта работ.

Важно рассмотреть и плюсы, и минусы ПБУ. Последних немного; это скорее особенности использования, чем полноценные недостатки.

1. Самый существенный минус — малая глубина бурения. На первый взгляд цифры кажутся внушительными (до 25-50 метров в зависимости от поставленной задачи и вида техники), но по сравнению с работой стационарной установки это ничто. С другой стороны, этой глубины достаточно для выполнения всех основных задач малогабаритного бурения.
2. Мощность и производительность тесно связаны с размерами. ПБУ компактная, значит, по-настоящему эффективной ей не бывать. Для масштабных работ необходима другая, стационарная техника. Простой пример: нефть обычно залегает на глубине от километра, и чтобы добыть ее, усилий ПБУ обычно не хватает.
3. Пусть буровая установка переносная и малогабаритная, она все-таки занимает обширное пространство. Чтобы добраться до места будущих работ, приходится организовывать подъезд, а если техника гусеничная, подготовленная площадка должна выдержать и вес тягача. Это возможно не всегда. В горной местности, например, ПБУ тяжело пользоваться.

Если резюмировать, буровая установка — многофункциональная надежная техника, существенно повышающая производительность труда, но при работе с ней придется держать в голове ряд моментов.

Как выбрать ПБУ

Выбор буровой установки зависит от множества факторов. Посоветовать универсальный вариант просто нельзя — слишком многое приходится выяснять на месте. Ряд общих рекомендаций, впрочем, выдать можно. Так как выбрать ПБУ?

1. Четко ставьте условия задачи. Нужен глубокий котлован? Наклонная шахта? Необходимо провести геологическое изыскание? Это определяет конструктивные особенности техники. Инструмент надо подбирать под конкретную задачу.
2. Учтите фронт работ и особенности рельефа. Например, бессмысленно брать поворотную платформу, если нужно пробурить всего одну скважину.
3. Не забывайте про автоматизацию. Да, электроприводные бурилки дороже ручных, зато они намного производительнее. Вдобавок им требуется меньше людей для работы. Не можете собрать полноценную бригаду — выбирайте электрический привод.
4. Учитывайте неочевидные моменты, прежде всего, вес. Для грунтов со слабой несущей способностью он может оказаться решающим: слишком тяжелая установка просто не сможет выполнить свою работу. Помните, вес связан с мощностью: чем эффективнее агрегат, тем он тяжелее.
5. Покупайте у лучших. Вам нужен надежный производитель, который дает гарантии на весь товар, а в идеале предлагает плановое техобслуживание. Фирмы-однодневки не подойдут. Тщательно изучите отзывы и рейтинги, чтобы не ошибиться.
6. Смотрите на доступность. Универсальные ремонтные мастерские встречаются, но не везде смогут починить вашу модель ПБУ достаточно качественно. Стоит учитывать и то, насколько просто найти в вашем городе расходники и запчасти.
7. Последний, но важный пункт — цена. Понятно, что брать слишком дешевую технику не стоит, но и дорогая — плохое решение. Ориентируйтесь на среднюю ценовую категорию. Подумайте, на чем можно сэкономить: нередки случаи, когда большая часть функций слишком продвинутых моделей попросту не нужна.