Схема скважины

При индивидуальном водоснабжении загородных частных домов и дач, не имеющих доступ к магистрали центрального водоснабжения, основным источником воды являются подземные бассейны, получить доступ к которым проще и дешевле при помощи скважины. Обычно бурением глубоководных скважин с высоким дебитом (наполняемостью) занимаются специализированные фирмы, но можно значительно сократить денежные расходы, проведя дальнейшее обустройство скважины на воду своими руками.

Задача не столь проста из-за множества факторов, влияющих на принятие решений по методу обустройства скважины, в основном придется учитывать свои финансовые возможности, материал изготовления обсадных колонн, характеристики скважинного источника и насосного оборудования, климат в регионе проживания. При самостоятельном обустройстве (обвязке) скважины следует заранее выбрать вид электронасоса для воды (поверхностный или погружной), составить план его подключения к вспомогательным приборам и определить место размещения.

Что нужно для водоснабжения из скважины

При бурении индивидуальных скважин с применением буровой техники в шахту опускают колонну из обсадных труб, материалом изготовления которых являются полимеры (непластифицированный поливинилхлорид НПВХ, ПНД) или сталь, иногда пластиковые трубы вставляют внутрь металлических при больших глубинах. На этом этапе должна быть известна схема обустройства скважины, к примеру, если вода подается в водопровод через адаптер, его не рекомендуется закреплять на пластиковую хрупкую стенку трубы, колонна или ее верх должны быть выполнены из металла.

Чтобы понять, как обустроить скважину на воду после бурения, следует рассмотреть все оборудование и инженерные сооружения, которые нужны для доставки воды во внутренний водопровод дома. Для обеспечения жилища скважинной водой необходимы:

Обсадная колонна. После прохода скважинного канала в него погружают колонну из труб длиной 6 м, которые соединяют между собой посредством резьбы. Она должна иметь гладкие прочные стенки, выдерживающие наружное давление грунта, и диаметр, подходящий для погружения выбранной модели электронасоса.

В последнее время пользуется популярностью индивидуальное бурение абиссинских скважин частными лицами в случаях, если зеркало воды на участке находится ближе, чем 9 м от уровня земли. Для этого гидробуром проделывают узкое отверстие в земле и погружают внутрь трубу из полиэтилена низкого давления (ПНД) с самодельным фильтратором на конце, которую подключают к поверхностному электронасосу. Глубина самодельных абиссинок доходит до 30 м, обсадной колонной и подающим трубопроводом одновременно является опущенный в канал трубный участок ПНД.

Приспособления для погружения насоса и всасывающего рукава в источник. Опуская глубинный насос, всегда применяют оголовок или крышку при адаптерном подключении, к которым привязывают агрегат и прикрепляют подающую трубу. При креплении адаптера подающий воду трубопровод пропускают через его боковой фитинг, закрепленный на стене колонны.

Электронасос. Существуют две группы электронасосов для подачи воды: погружные и поверхностные, первые опускают в скважину на большую глубину, чтобы они погрузились без помех, требуется обсадная колонна подходящего диаметра из заводских скважинных труб. В поверхностных электронасосах для водозабора с глубин до 9 м используют узкий рукав или водопроводную трубу малого сечения, поэтому широкая колонна для их работы не требуется — это является определяющим фактором при их использовании для всасывания воды из абиссинок.

Автоматика.  Чтобы отключать насос после наполнения водопроводной системы, используют реле давления, для его настройки и контроля устанавливают манометр, расширительный бак применяют для хранения водных запасов и поддержания давления в магистрали. Перечисленные приборы являются основными узлами бытовой водоподающей магистрали с электронасосом, при использовании поверхностных видов все перечисленные элементы и помпу часто собирают в единый блок — насосную станцию.

Читайте также: Как проводится регулировка реле давления.

Помещение для размещения насосного оборудования. Поверхностные электронасосы и управляющая автоматика могут располагаться вблизи источника или на некотором расстоянии в техническом павильоне или жилом здании. Если оборудование находится рядом с обсадной колонной, принимают меры для его предохранения от атмосферных осадков и низких температур, сооружая утепленный кессонный колодец.

Трубопровод. Для подачи воды в дачный дом или коттедж используют специальную трубу из ПНД, один конец которой подключают к оголовку скважины или адаптеру, а второй заводят в дом, подсоединяя к поверхностному электронасосу или внутреннему водопроводу.

Арматура. Для управления потоками воды и соединения отдельных участков трубопровода около скважины и в доме используют сантехническую арматуру: угловые и многовходовые фитинги, тройники, муфты, шаровые краны.

Фильтры. Воде из подземных источников часто требуется чистка, в неглубоких водных пластах присутствуют песок и глина, которые отстаивают или отсеивают грубым фильтрованием и далее пропускают через адсорбционные фильтраторы. Намного сложнее обстоит дело при использовании глубинных артезианских источников, вода из которых часто содержит повышенные концентрации железных, калиевых, марганцевых, магниевых оксидов, сероводорода. Для ее очистки от вредных примесей используют дорогостоящие способы с применением аэрационных установок обезжелезивания, колонн с ионообменными смолами, фильтров обратного осмоса.

Кессон или адаптер — в какого типа скважинах устанавливают

Для обеспечения водой индивидуальных домов пробуривают скважины, которые условно делят на три категории:

Абиссинские. Подобный тип скважин устраивают при малой глубине расположения водоносных пластов от поверхности, гидравлическим бурением занимаются частные лица и организации. Абиссинскую скважину проходят в течение суток, вместо обсадных труб берут отрезок ПНД-трубы с фильтратором на конце. Глубина абиссинки зависит от расположения водоносного бассейна и лежит в диапазоне 5 — 30 м. Зеркало воды в абиссинке не должно снижаться ниже 9 м, для втягивания воды применяют наружные центробежные электронасосы или станции, которые располагают в непосредственной близости от источника.

Для защиты наружного насоса от атмосферных осадков и морозов в зимнее время в зоне расположения абиссинки оборудуют утепленный кессонный колодец.

Скважины на песке. Это главный тип при водном зеркале от уровня поверхности земли ниже 9 м, глубина скважин лежит в диапазоне от 20 до 60 м, для забора используют погружаемый насос. При установке глубинного электронасоса проще и экономически выгоднее подключать его через адаптер, вкрученный сбоку на стенку обсадной трубы, кессон при этом не монтируют.

Артезианские. Для доступа к водным артезианским бассейнам бурят скважину средней глубины 100 м, в бытовых источниках водоснабжения она может быть и больше, но на глубинах более 200 м и без того значительные расходы резко возрастают в связи с применением промышленной технологии проходки таких расстояний.

Из-за давления пластов земли на глубинный водный бассейн, вода из артезианских скважин нередко поднимается на большую высоту и даже выходит на поверхность, для подачи используют поверхностный электронасос и соответственно монтируют кессонный колодец. Никто не запрещает извлекать воду из артезианского источника глубинным насосом, обладающим более высокими КПД и характеристиками, при его установке для отвода воды в дом экономичнее применять скважинный адаптер.

Хотя использование адаптера более рационально при эксплуатации глубинных насосов для забора воды, кессонный колодец имеет преимущества в удобстве при необходимости извлечения и обслуживания погружного электронасоса, к тому же он защищает скважинный канал от промерзания в зимнее время. Поэтому кессон часто ставят при подъеме воды погружным насосом, размещая в нем автоматику: реле давления и сухого хода, манометр, гидравлический аккумулятор.

Монтаж адаптера

Установка адаптера для подключения погружного насоса не является сложной операцией, но требует наличия электромеханического инструмента (дрель, перфоратор) и специальных комплектующих: коронки по металлу с диаметром адаптера, трубы с резьбовой канавкой длиной около 2 м под установочную адаптерную резьбу.

Хотя насос подвешивается к герметичной крышке скважины, адаптер испытывает нагрузку столба воды в напорном шланге, он может выдержать вес 500-600 кг, чего нельзя сказать о стенках обсадной трубы НПВХ, испытывающих дополнительное давление грунта — оно может вызвать изменение геометрии оболочки и появление протечек в зоне крепления фитинга. Поэтому адаптер врезают в металлическую трубу колонны, монтаж проводят следующим образом:

• Выкапывают яму вокруг обсадной трубы и канаву ниже глубины промерзания грунта от скважины к дому глубиной около 1,5 м.
• Обрезают болгаркой верх обсадной трубы. Обычно ее закапывают под землю и накрывают герметичной крышкой, но это не гарантирует защиту от попадания грунтовых вод в канал, поэтому часто оставляют небольшой участок трубы наверху.


• Готовят электронасос к погружению, подсоединяя к нему трос, напорный трубопровод, которые связывают вместе с кабелем питания стяжками или изоляционной лентой.
• Сверлят в стенке обсадной трубы отверстие нужного диаметра коронкой по металлу, изнутри трубы вставляют одну часть адаптера. Для этого его полностью собирают, накручивают на монтажную трубу и опускают в скважину, подсвечивая фонариком.

• После просовывания части адаптера через боковое отверстие обсадной трубы, его зажимают наружной гайкой через резиновую прокладку разводным ключом, ответную часть вместе с монтажной трубой извлекают из колодца.
• Обрезают напорную трубу ПНД от электронасоса необходимой длины, на свободный конец устанавливают вторую часть адаптера с соединением ласточкин хвост.
• Прикручивают к ответной части адаптера монтажную трубу и опускают его вместе с напорным трубопроводам и электронасосом в скважину, фиксируя соединение ласточкин хвост с деталью, закрепленной на обсадной колонне.
• Устанавливают поверх скважины герметичную крышку, привязывают к ее внутренней части трос, кабель питания электронасоса подключают к клеммам разводной коробки, находящейся в боковой части корпуса крышки.
• Через переходную муфту подключают к боковой части адаптера водопроводную линию из ПНД, поступающую в дом, по окончании работ траншею и яму засыпают поднятым грунтом.

Устройство кессона

При использовании скважинного источника для забора воды только в летнее время на дачном приусадебном участке для защиты от атмосферных осадков сооружают наружный сарай или приямок с размерами, подходящими для размещения насоса и оборудования, обеспечивающими свободный доступ для техобслуживания и контроля. Стенки вырытой ямы небольшой глубины обычно обкладывают кирпичной кладкой, на дно насыпают щебень или делают стяжку, сверху конструкцию накрывают герметичной крышкой.

При постоянном индивидуальном водоснабжении дома летнее обустройство заменяют капитальным инженерным сооружением — кессонным колодцем, обеспечивающим помимо защиты оборудования от атмосферных осадков, его сохранность и тепловую изоляцию в холодное время года. Рассмотрим основные вариантаы устройства кессонных колодцев.

Бетонные кольца

Обустройство скважины на воду, где низкая цена является определяющим фактором, проводят с использованием бетонных колец. Кессонный колодец несложно смонтировать из стандартных заводских деталей: днища, двух колодезных колец с замками стандартным внутренним диаметром 1 м и высотой 0,9 м, крышки с люком, средняя стоимость всего комплекта составит около 5000 руб.

Совет: Еще более упростит монтаж и повысит его качество приобретение  бетонных колец с готовым дном и крышкой.

Для монтажа колодца потребуется строительный уровень, смесь песка и цемента в соотношении 4:1, перед установкой все бетонные детали покрывают снаружи битумной гидроизоляцией (мастикой) и хорошо просушивают. Монтаж колодца производят в таком порядке:

1. Выкапывают яму требуемых размеров в глубину и ширину, на дно насыпают песок и выравнивают его по горизонту.
2. Проделывают в днище отверстие под колонну, для этого очерчивает круг нужного диаметра и просверливают по его периметру сквозные отверстия перфоратором, затем выбивают середину.
3. Опускают днище на обрезанную обсадную колонну (30 — 50 см от земли), прибивают его массивным резиновым молотком для установки по горизонту.
4. Укладывают по периметру небольшой слой цементного раствора, сверху ставят первое кольцо, наносят на его верхнюю кромку слой раствора и опускают второе кольцо.

   

5. На цементный раствор опускают крышку с лазом, к которой затем прикручивают на анкерные болты пластиковый люк. Просверливают коронкой в стенках колодца необходимые отверстия, выводят наружу трубы.
6. Обмазывают цементно-песчаным раствором примыкание днища к обсадной колонне, щели возле выведенных труб, и дополнительно все стыки, излишки раствора убирают.
7. Для гидравлической изоляции приобретают сухую смесь в мешках, ее разводят водой и с помощью шпателя или кисточки промазывают все стыки изнутри. Не будет ошибкой провести подобную процедуру гидроизоляции внутренней поверхности всей бетонной камеры во избежание напитывания ее влагой.
8. После установки колец проводят утепление — их поверхность снаружи накрывают листами или узкими полосами пенопласта с дальнейшей фиксацией, затем присыпают землей.

На заметку: Прямыми листами пенопласта сложно утеплить колодец круглой формы, для этих целей можно приобрести пенопластовую скорлупу у некоторых фирм-производителей, которая изготавливается из нескольких сегментов и собирается на поверхности колец вставкой фрагментов друг в друга.

Металлические

Кессоны из листовой стали толщиной 3 — 6 мм изготавливают многие предприятия и коммерческие фирмы, сварная конструкция рабочей камеры имеет круглую или квадратную форму, сверху приваривается квадратный или цилиндрический лаз. Из-за проблем с коррозией, сталь всегда покрывают гидроизоляцией снаружи, монтаж стального кессона проводят по следующей схеме:

• Откапывают котлован под кессон и траншею для укладки водопровода ПНД, дно ямы заливают стяжкой в 10 — 15 см по уровню горизонта.
• Вырезают в дне и стенках металлического кессона отверстия для труб, вставляют фитинги для соединения внутреннего и наружного трубопроводов, опускают кессон на заранее обрезанную обсадную колонну.
• Приваривают днище кессона к металлической обсадной колонне, если труба выполнена из пластика, используют для герметизации резиновую манжету, рассчитанную на ее внешний диаметр.
• Утепляют боковые и верхние стены кессона снаружи пенопластовыми листами (если он квадратной формы, сделать это довольно легко) и присыпают его землей.

Стандартная высота металлического кессона около 2-х метров, ширина 1 м и более, цена зависит от размеров, толщины стального листа и производителя, минимальная стоимость типовой конструкции 20000 руб., средняя цена качественного изделия 30000 руб.

Пластиковые

Камеры из бетона и листовой стали имеют высокую теплопроводность, поэтому в холодное время их приходится дополнительно утеплять, что не всегда эффективно и приводит к дополнительным финансовым расходам.  Лучший зимний вариант — кессоны из пластика, которые в настоящее время постепенно вытесняют с рынка холодных конкурентов, их главный недостаток — высокая цена около 40000 руб. для типовых качественных изделий. Практически все пластиковые кессоны имеют цилиндрическую форму рабочей камеры и лаза с высотой около 2 м и различный внутренний диаметр, их установку проводят в следующем порядке:

• Выкапывают яму с таким расчетом, чтобы между ее стенками и оболочкой кессона оставался зазор 20 см, выравнивают дно цементно-песчаной стяжкой толщиной 15 см. Если местность болотистая и дно ямы залито грунтовыми водами, укладывают плиту из бетона с заранее прорезанным отверстием под трубу.
• Проделывают в кессоне нужные отверстия и ставят его на верх колонны, используя переходную резиновую муфту.
• Разводят цементно-песчаный раствор в соотношении 1:5 и высыпают его по краям ямы, заполняя пространство между ее стенками и оболочкой кессона, сверху недосыпают 10 — 15 см раствора, оставляя место для грунта под благоустройство территории.

Выбор и установка насоса

Чтобы после бурения правильно обустроить скважину на воду, выбирают тип электронасоса с необходимыми характеристиками, от его параметров зависит выбор кессонного колодца или адаптера при обустройстве источника водоснабжения. Все электронасосы по способам расположения относительно скважины делят на две большие группы, отличающиеся друг от друга своими параметрами.

Поверхностные

Поверхностные центробежные насосы с КПД около 50% чаще других типов используют для подачи воды, у большинства моделей глубина всасывания не превышает 8 м, поэтому их размещают рядом со скважиной или на небольшом удалении от нее.

При большом расстоянии между насосом и источником каждый метр водяного столба по вертикали переводят в 7 м по горизонтали при диаметре труб 1 дюйм с учетом гидравлических потерь в арматуре, отводах, тройниках. Таким образом, поверхностный насос можно размещать не только в кессоне, но и доме, если водный уровень близок к поверхности почвы, к примеру, при зеркале (статическом уровне) в 5 м электронасос можно установить в подвале коттеджа на 20 м от скважины.

Отдельно стоящие наружные насосы очень редко используют в бытовом водоснабжении, обычно их эксплуатируют в составе станций, где на один каркас ставят электронасос, гидравлический аккумулятор, напорное реле и манометр, соединяя их через фитинги и гибкую подводку.

Поверхностные бытовые насосные станции способны прокачивать воду объемом до 5 м³/ч при максимуме напора около 50 м, что делает их пригодными для снабжения водой дома с семьей из пяти человек.

Погружные

Большая группа глубинных насосов работает по центробежной схеме, такие агрегаты обладают наивысшим КПД среди всех видов, доходящим до 65% у высокотехнологичных дорогих моделей Grundfos. По параметрам погружные насосы значительно превосходят наружные, объем прокачиваемой жидкости в бытовых моделях доходит до 20 м³/ч, максимальный напор достигает 300 м благодаря использованию ряда ступеней с рабочими колесами, последовательно повышающими давление.

На рынке насосного оборудования встречаются другие виды погружных электронасосов с иным принципом действия, их список состоит из следующих типов:

Вибрационные

Популярные бытовые модели электромагнитного принципа действия, всасывающие воду за счет обратного и поступательного движения встроенного поршня, присоединенного к якорю электромагнитной катушки. Максимальный объем подачи вибрационных помп не превышает 1,5 м³/ ч, напор доходит до 80 м при КПД около 35%.

Средняя цена вибрационных помп лежит в районе 1400 руб., в быту их не используют для постоянного водоснабжения из-за низких технических характеристик, применяя в основном для полива, дренажных работ, прокачки скважин, заполнения бассейнов и резервуаров водой, других хозяйственных целей. Вибрационные помпы могут откачивать сильно мутную и грязную воду без повреждения электрической части и корпуса (поэтому их используют для прокачки скважин), но резиновые поршень и клапан обратного хода истираются частицами песка и через некоторое время могут потребовать замены.

Шнековые

Агрегаты такого принципа действия часто называют винтовыми, по принципу действия они напоминают бытовую мясорубку, в которой жидкость перемещается за счет вращения спирального шнека. Винтовые модели не столь популярны на рынке, их преимуществом является возможность работы с вязкими и мутными средами. КПД шнековых агрегатов не превышает 50%, подача до 15 м³/ч, напор доходит до 100 м.

Вихревые

В подобного типа электронасосах вода всасывается лопастями рабочего колеса через отверстие сбоку корпуса и выталкивается крыльчаткой через боковой патрубок в той же плоскости. Расстояние между лопастями и стенками рабочей камеры для снижения гидравлических потерь минимально, поэтому вихревые модели работают только с чистой водой из артезианских скважин. КПД таких устройств также невысок (около 50%), бытовые агрегаты имеют средние технические параметры с наивысшими подачей в 5 м³/ч и напором 100 м.

Монтаж оголовка

Типовой оголовок имеет простое устройство, его корпус состоит из двух частей, которые соединяются друг с другом через шпильки с гайками, между ними находится кольцо из резины в форме бублика. В верхней крышке имеются отверстия для ввода кабеля электропитания и напорной трубы (последнее расположено по центру), снизу приварен карабин для закрепления троса электронасоса, сверху прикручены два рым-болта для облегчения посадки на скважину.

Монтаж оголовка проводят в таком порядке:

• Одевают поверх колонны нижнюю крышку и резиновый бублик, пропускают сквозь оголовок кабель питания через резиновое уплотнение и трубу ПНД, в карабин продевают петлю привязанного к насосу троса.
• Опускают в скважинный канал насос с оголовком с помощью троса, привязанного к его рым-болтам, после того как верхняя крышка ляжет на верх колонны, вставляют в ее отверстия 4 резьбовые шпильки.
• Ключом закручивают гайки, соединяя верхнюю и нижнюю половины оголовка, при этом кольцо посередине сжимается, плотно фиксируя конструкцию на поверхности трубы.
• Обрезают напорную трубу ПНД, надевают на нее проходной и компрессионный фитинг, зажимают трубопровод в оголовке.

Подключение гидроаккумулятора, автоматики

Чтобы полностью обустроить скважину для воды, необходимо установить в подготовленную кессонную яму насос, оборудование и автоматику, к которым относятся гидравлический аккумулятор, реле и манометр. Если используют станцию, все необходимые для забора воды узлы собраны в одном модуле, остается только присоединить ее вход к напорной трубе через компрессионный фитинг и аналогичным способом подключить к водопроводу, поступающему в жилое здание.

При подключении насосной станции помощь специалиста и применение специального инструмента необязательны — трубопровод из ПНД соединяют прямыми или угловыми резьбовыми компрессионными фитингами вручную, или используя гаечный ключ на металлических деталях.

Читайте также: Фитинги для труб ПНД и их монтаж.

При размещении в кессоне погружного электронасоса, на поверхности в камере монтируют элементы автоматики — реле давления и защиты от сухого хода, устанавливают гидравлический аккумулятор и манометр. Данные детали сложно соединять между собой отрезками пластиковых труб ПНД и фитингами, не предусмотренными для этих целей, для проведения работ часто вызывают специалиста. Обычно соединения внутри производят на полипропиленовые трубы методом пайки при помощи специального утюга, для подключения к ПНД-трубопроводу и подведения к металлической резьбе пожарного гидранта вверху, применяемого для полива огорода, используют переходные фитинги с полипропилена на ПНД или металл.

На заметку: Все соединения внутри можно провести самому без вызова специалистов и использования специального инструмента — для этого приобретают трубы из сшитого полиэтилена (применяются в теплых полах) и фитинги компрессионного принципа действия.

Советы специалиста

Чтобы правильно обустроить скважину своими руками, понадобится принимать множество решений, при которых любая дополнительная информация будет только полезной, особенно если она исходит от профессионалов в своем деле. Приведенные ниже советы помогут предотвратить некоторые распространенные ошибки, совершаемые многими домовладельцами из-за недостатка знаний:

1. Выбирая скважинный кессон, лучше отдать предпочтение современным технологиям — моделям из полимеров, обладающих высокой герметичностью и низкой теплопроводностью — это предотвратит скважину от промерзания в холодное время года. Слишком высокая стоимость не должна отпугивать от покупки: производство пластиковых кессонов хорошо развито, фирмы-производители часто устраивают акции со значительными скидками, а в зимнее время и поздней осенью товар можно приобрести по цене в 2 раза ниже.
2. Также необязательно производить буровые работы только летом в сухую погоду, бурение круглогодичный процесс, и проведение его зимой обойдется намного дешевле, а все остальные работы можно перенести на теплый весенне-летний сезон.
3. При выборе электронасоса смотрят на его технические характеристики, при этом следует знать, что приведенные максимальные показатели в полтора раза выше номинальных, при которых насос эффективно всасывает воду.

   

4. Если используется абиссинка или скважина на песке, перед подачей воды на гидроаккумулятор или элементы автоматики обязательно монтируют фильтр грубой очистки от песка, нелишним будет поставить еще один дополнительный механический фильтр с полипропиленовым картриджем.
5. Чтобы избежать слива воды из системы, на выходе погружного электронасоса и на входе поверхностного обязательно устанавливают обратный клапан.
6. При ограниченных финансовых средствах бурят абиссинскую скважину ручным способом, частники проводят данные работы в течение одного дня (если не наткнутся во время проходки на крупный булыжник или каменную плиту, после чего бурение заканчивается). Стоимость работ приблизительно 100 у.е., ручным способом возможно достичь глубин до 35 м, для примера, глубина колодцев в Московской области начинается с 5 м.
7. К идее использовать скважинный адаптер следует подходить с осторожностью — соединение ласточкин хвост на двух прилегающих друг к другу резиновых кольцах может давать протечки при высоком давлении. Приобретаемые детали должны очень туго входить друг в друга.

Источник: okanalizacii.ru

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция для скважины — это набор элементов почвенной выработки с диаметром в поперечнике, значительно меньшим их длины, обеспечивающим долговечное и надежное создание канала между поверхностью земли и вскрытым глубинным пластовым флюидом. Основное назначение скважинного канала — геологоразведка и оценка подземных ресурсов, исследование структуры разреза, поддержание давления рабочего пласта, контроль эксплуатации месторождений, добыча природных ресурсов.

Скважины делят на следующие составные части:

• Ствол скважины — почвенная выработка, в которой расположены обсадные и фильтрующие трубы.
• Устье — начало скважинного ствола из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.
• Забой — нижняя часть скважинного канала, дно.
• Цементирующее кольцо — цементно-песчаная смесь, накачанная в пространство между стенками ствола и обсадной трубы, выполняет функции герметизации и упрочнения скважинного канала.

Рис. 2 Схематичная конструкция скважины

• Фильтр — нижний участок скважинных обсадных труб, погруженный в пласт с добываемым ресурсом. В качестве фильтра используют часть ствола без обсадных труб, на дно которого помещает мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.
• Обсадная колонна — соединенные вместе и погруженные в ствол обсадные трубы, нужна для изоляции скважинного канала от земляной породы ствола. Обеспечивает эффективную и надежную эксплуатацию скважины, предотвращая  попадание в канал почвы и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазодобывающей промышленности используют промежуточные обсадные колонны, служащие для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных режимов бурения скважинного канала. В буровой отрасли применяют следующие промежуточные скважинные колонны:

• Сплошные. Полностью перекрывают весь ствол независимо от расположения основного интервала.
• Хвостовики. Колонны, предназначенные для крепления только необсаженного интервала скважины с частичным перекрытием основного.
• Летучки. Специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для закрытия дефектных промежутков основной колонны без учета следующих обсадных колонн.

Рис. 3 конструкция скважины — схематичный разрез

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Принцип работы скважины на воду

Скважину монтируют для забора воды из подземных водных источников, при этом проводят следующие операции:

• Производят бурение почвы, используя различное оборудование и инструменты в зависимости от глубины, вида водозаборного источника и особенностей строительства скважин в данном районе.
• В полученный канал до водоносного горизонта опускают обсадные трубы с фильтром на конце, соединенные между собой в монолитную колонну посредством резьбового соединения.
• Производят подъем воды с использованием ручных или электрических насосов для скважины поверхностного и погружного типа, подключенных к водопроводной линии при помощи труб.
• Поступающую в дом воду накапливают в водозаборной емкости большого объема, расположенной на верхних этажах или организуют автоматическую систему подачи воды при помощи приборов.

Конструкция скважины на воду — основные элементы

При бурении скважин принимают меры для защиты канала от осыпания, для этого в устройство добывающих воду скважин включают несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используют для укрепления и герметизации скважинного ствола, основными материалами их изготовления является металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы выпускают из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные виды.

Помимо резьбы, трубы соединяют между собой посредством сварки или при помощи муфт.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД, широко применяемые в распространенных скважинах на песок. Пластиковая эксплуатационная колонна может составляться из труб, имеющих длину 3 или 6 метров, а их наружный диаметр, рассчитанный на установку глубинных погружных электронасосов, обычно равен 90, 113, или 125 мм.

Донный фильтр

В устройство добывающих воду скважин на песке обязательно входит фильтр, который располагается в забое обсадной колонны и погружен в водоносный горизонт. Существует несколько разновидностей скважинных фильтров, отличающихся конструкцией и принципом работы.

Гравийный

Самый простой вид, создается путем подсыпки в забой скважины гравия с мелким зерном. Гравийная подушка препятствует забору грязевого раствора в скважине из песка и ила со дна, снижая таким образом нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 Скважинные фильтры – особенности конструкций

Щелевой

Простое устройство со стенкой обсадной трубы, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде тонких надрезов. Через узкие щели хорошо проходит вода, а мелкие частицы песка отсеиваются. Такая конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

Представляет собой мелкую сетку из коррозионно-устойчивых материалов (пищевая нержавейка или стеклоткань), обладающую высокой стойкостью к истиранию. Основной недостаток конструкции заключается в ее повышенном сопротивлении водному потоку (на 20 — 40 %), в некоторых случаях при малом дебите это может привести к недостатку воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, где требуется высокая прочность, представляет собой трубу с большим количеством просветленных круглых отверстий. Перфорированный фильтр применяют в источниках с малым объемом подачи и низким напором.

Проволочный

Выполнен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированную обсадную трубу. Отличается высокой прочностью и долговечностью, напрямую связанными с сечением используемой в нем проволоки.

• Возможно будет интересно: Как прокачать скважину после бурения

Основные методы и оборудование для обустройства скважин

Для забора воды из скважин используют погружные и наружные электронасосы, насосные станции, поверхностное насосное оборудование может располагаться рядом со скважинным устьем или на некотором расстоянии от него. Для подключения электронасосов к скважинному источнику используются различные методы и оборудование, рассчитанные на разные типы электронасосов.

Оголовок

Если необходимо решить вопрос крепления погружного электронасоса и защиты скважинного канала от проникновения грязи и осадков, применяют оголовок, который устанавливают поверх обсадной трубы. Устройство рассчитано на стандартный диаметр, может быть выполнено из пластика, стали или чугуна, способно выдержать вес подвешиваемого насосного оборудования до 250 кг. в пластиковом исполнении и до 500 кг. при использовании металла. В типовой конструкции предусмотрено размещение карабина для подвешивания электронасоса и выходное отверстие, через которое пропускает напорную трубу при подключении к линии.

Конструктивно оголовок выполнен из двух частей, которые соединяют после погружения электронасоса в скважину. Для этого на обсадную трубу надевают фланец, прижимая его к поверхности земли, устанавливают резиновое кольцо и сверху ставят второй фланец с подвешенным электронасосом, неподвижно фиксируя его с помощью болтов.

Рис. 7 Оголовки

Адаптер

Адаптер позволяет подключать поверхностный центробежный электронасос или насосную станцию к скважине через трубопровод, если они расположены на некотором удалении. Трубы при этом располагаются под землей, что исключает их промерзание в зимнее время, второе преимущество данного подключения — увеличение глубины погружения напорного трубопровода в скважину за счет опускания ниже уровня земли, которая в поверхностных насосах не превышает 9 метров.

Адаптер выполняется в виде двух частей, одна из которых с подключенным напорным трубопроводом располагается в скважинном канале, а вторая с подсоединенной к ней водопроводной магистралью находится снаружи. Обе части соединяются через стенки обсадной трубы с помощью резьбы и изолирующей резиновой прокладки.

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

• Возможно будет интересно узнать про охранную зону водопровода и канализации

Кессонная яма

Кессонную яму используют в тех случаях, когда электронасос и насосное оборудование для автоматизации его работы расположены рядом со скважинным устьем. Обычно яма выполняется в виде бетонного кольца, углубленного в землю, иногда используется пластик или сварные металлические конструкции, покрытые битумной гидроизоляцией. Во избежание проникновения в забой грунтовых вод вдоль скважинного ствола, дно ямы покрывают цементно-песчаной стяжкой.

Обычно в кессонных колодцах размещают насосную станцию или автоматику управления глубинным электронасосом: гидроаккумулятор, реле давления и холостого хода, манометр. Помимо изоляции от грунтовых вод, кессон обеспечивает защиту от промерзания не только устья скважины, но и всей водопроводной магистрали, которая при его использовании располагается под землей.

Рис. 10 Кессонный колодец

Статья по теме:

Скважина на даче – способы и этапы бурения, обустройство. Возможно будет интересно более подробно узнать не только про конструкция скважины, но и виды скважин на даче, возможные варианты бурения, а также, способы их обустройства

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Источник: montagtrub.ru

Виды водоносных горизонтов в Московской области

В Подмосковье можно найти 3 вида водоносных горизонтов.

Грунтовые воды

Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды. На этот слой раньше своими руками копали колодцы. Первый водоносный слой дает мало воды, и качество жидкости плохое. Она загрязнена химикатами, тяжелыми металлами и органическими отходами.

Межпластовые воды

Еще глубже залегают межпластовые воды. Они находятся между двумя пластами породы, которая плохо пропускает жидкость. Качество воды лучше, чем в первом слое. Но жидкость может быть загрязнена металлами и солями.

Артезианский слой

Напорный или артезианский слой находится между двумя водонепроницаемыми породам. В нем жидкость находится под давлением. Когда буровая машина пробуривает верхний пласт, жидкость поднимается по стволу.

Напорные скважины на воду обладают высокой продуктивностью. Они могут давать до 5000-7000 литров за час. Источник питания горизонта находится за десятки или сотни километров от устья. Качество жидкости очень хорошее.

Таблица глубин водоносных горизонтов в Подмосковье

В таблице приведена средняя глубина залегания 3 видов водоносных горизонтов:

Мы рекомендуем использовать для добычи воды напорный горизонт. Напорные скважины могут работать до 50 лет. Напорный горизонт дает воду, в составе которой почти нет мелкодисперсных частиц. Обсадная колонна не будет заиливаться, даже когда система простаивает.

Прочие виды источников часто заиливаются, быстро исчерпывают свой ресурс. Они будут служить максимум 12-15 лет. Исключением являются только скважины на глубокий песок (песчаник). Они могут служить до 20-25 лет.

Грунтовые и межпластовые воды сильно загрязнены. Воду из некоторых источников опасно пить, ее можно использовать только для технических целей. Напорные источники дают воду хорошего качества. Иногда ее можно пить без дополнительной очистки.

От чего зависит конструкция водоносной скважины

Устройство скважины состоит из нескольких основных элементов:

1. Ствол. Вертикальная полость, в которую ставится обсадная колонна.
2. Обсадные трубы. Трубы из металла или пластика, которые удерживают стенки шахты.
3. Скважинный кондуктор. Он защищает трубы при бурении на сложных грунтах.
4. Устье. Устьем называется верхняя часть трубы, которая остается на поверхности.
5. Забой. Нижняя часть шахты, где на трубы устанавливаются скважинные фильтры.
6. Статическое зеркало. Глубина, на которой останавливается водяной столб после подъема.
7. Перфорированный фильтр — это элемент конструкции, который не дает крупным и мелким песчинкам попадать в ствол.

Конструкция обсадных труб и фильтров зависит от водоносного горизонта, на который проводится бурение. Далее мы расскажем, какое оборудование применяют для каждого вида источников.

Что такое абиссинская скважина-игла

Абиссинские скважины берут воду из межпластового ненапорного слоя. Средняя глубина ствола: 12-15 метров. Устройство конструкции требует установки трубы малого диаметра: не более 50-70 мм. Из-за узкого ствола подобная конструкция называется иглой.

Характеристики абиссинских источников:

• При бурении машина проходит сквозь песок и гравий.
• Дебит: 300-500 литров за час.
• Возможно устройство иглы в подвале жилого здания.
• Бурение абиссинской иглы занимает 1 день.
• Для работы используют малогабаритную буровую машину.
• Возможно создание иглы по ударно-канатному принципу.
• Срок эксплуатации: до 10 лет.

Абиссинскую иглу можно использовать для летнего снабжения участка. Тогда оборудование нужно будет консервировать на зиму и запускать весной.

Абиссинские источники подходят для полива растений. Но для стабильного водоснабжения они не подходят. Слишком короткий срок службы и маленький дебит.

Конструкция абиссинской скважины иглы

При бурении создается шурф, в который забивается обсадная колонна. Обсадная труба изолирует ствол от попадания дождевой и талой воды. На нижней части трубы располагается копьевидный наконечник с фильтром. Фильтровая зона с отверстиями защищена металлической сеткой.

Фильтр не дает песчинкам попадать в иглу. Длина копьевидного наконечника: до 20 см. Колонна собирается из труб длиной 2-3 м. Они крепятся друг к другу резьбовыми соединениями. Места стыков полностью герметичны. В месте выхода обсадной трубы на поверхность иногда заливают бетонный цоколь.

Для подъема воды необходимо установить ручной насос или поверхностный всасывающий насос. В иглу нельзя установить погружное оборудование из-за малого диаметра. Если абиссинская игла должна работать зимой, оборудование следует разместить в теплом помещении.

Что такое скважины на первый песок

Первый водоносный песок находится на уровне 5-30 метров. На большинстве участков бурение на песок проводится за 1 день. Но линзы воды в песке залегают неравномерно. Первые несколько попыток бурения могут оказаться неудачными.

Песчаный горизонт в среднем дает 500 литров за час. Этого количества не хватит для снабжения большого коттеджа. Песчаные источники подходят для дачных домиков, для полива растений на участке. Уровень водоотдачи нестабилен, зависит от погоды и сезона.

Первый песок бывает загрязнен органическими отходами, удобрениями, бактериями, металлами и их солями. Прежде чем пить воду, рекомендуется провести анализ и подобрать систему фильтров. Источник может прослужить 10-15 лет. Но средний срок службы источников: 5-7 лет.

Конструкция песчаной скважины

Устройство песчаных источников проводится по простой схеме. Для многих участков в Московской области характерен разрез грунта:

1. Плодородный слой почвы.
2. Суглинок.
3. Серая глина.
4. Водоносный песок.
5. Черная глина.
6. Сухой известняк.
7. Водоносный известняк.

Обсадная колонна проходит первые четыре слоя и упирается в черную глину. Конструкция состоит из одной трубы. Для песчаных источников подходят трубы нПВХ 125 мм. Фильтр устанавливается в песке. Для фильтрации воды применяется галунный фильтр с мелкой сеточкой. Стандартная длина сетки: 1-2 метра. Погружной насос всегда ставится выше фильтра.

Песчаные источники быстро заиливаются, особенно когда ими долго не пользуются. На фильтре скапливаются частицы песка. Самые мелкие песчинки проникают сквозь сетку и попадают внутрь ствола. Для защиты от песчинок фильтр осыпают снаружи щебнем или гравием. Но эта мера лишь замедляет процесс.

Чем отличаются скважины на первый песок и глубокий песок

В некоторых районах Московской области есть глубокий песок или песчаник. В нем также залегает питьевая вода, которую можно добывать. Средняя глубина залегания песчаника: 40-80 метров.

Прежде чем попасть в песчаник, вода проходит песок и глину. Они выступают в роли природного фильтра, который очищает воду от загрязнений.

Бурение на глубокий песок проводится в тех районах, где напорный горизонт залегают слишком глубоко (100 и более метров). Выбрав этот слой для добычи воды, можно сэкономить на работах.

Скважины на песчаник дают воду 20-25 лет. Качество воды хорошее, но анализы могут показать избыток солей жесткости. Эта проблема легко решается установкой фильтров.

При бурении на песчаник применяются те же способы обсадки, что и при бурении на известняк.

Что такое артезианские скважины

Напорный горизонт залегает между двумя пластами известняка. После вскрытия горизонта вода поднимается по стволу. Если давление внутри ствола сильное, она может дойти до поверхности и выплескиваться наружу. Такие источники называют самоизливными.

Преимущества бурения напорной скважины:

• Источник будет давать воду минимум 50 лет.
• Напорный горизонт дает до 5000-7000 литров за час.
• Уровень водоотдачи всегда стабилен.
• Хорошее качество добытой воды.
• Один источник может обеспечить несколько домов.
• Низкая себестоимость одного литра.
• Вложения в источник окупятся за время его эксплуатации.

Для напорных систем подходят насосы, работающие по погружному принципу. При обустройстве устанавливается оголовок, адаптер или кессон.

Варианты конструкции артезианской скважины

Однотрубная конструкция. Устанавливается одна труба с открытым стволом. Мы устанавливаем трубы нПВХ 125 мм. Вариант для почвы, легко поддающейся обработке.

Двухтрубная конструкция. Ставятся две обсадные трубы: внутренняя — пластиковая и наружная — металлическая. Вариант для грунта с сильными подвижками слоев.

Однотрубная конструкция с кондуктором. Кондуктор ставится на обсадную трубу при прохождении сыпучих пород или плывунов.

Двухтрубная конструкция с кондуктором. Вариант установки труб для сложных грунтов: сыпучие породы, плывуны.

Простая телескопическая конструкция. Состоит из нескольких моделей обсадных труб разного диаметра. При погружении широкие трубы сменяются более узкими трубами. Вариант служит для прохождения валунов, супесей, твердого известняка.

Сложная телескопическая конструкция. Диаметр обсадных труб сужается дважды. Вариант для труднопроходимых валунов или сыпучих пород.

Бурение скважины на воду от компании ЭКОБУР

Мы выполняем бурение на воду в Москве и Московской области. Выезжаем по заявкам в соседние регионы. Бурение проводится под ключ: от разработки проекта скважины до установки заглушки. Работы продолжаются от 1 до 7 дней (чаще 2-3 дня). Гарантия на бурение: 10 лет.

Основные принципы работы компании ЭКОБУР:

• Выезд по Московской области без предоплаты.
• Бесплатная консультация инженера.
• Строительство коммуникаций любой сложности.
• Организация водоснабжения участков под ключ.
• Работы выполняют опытные буровики.
• Применяем обычные и малогабаритные буровые машины.
• Устанавливаем технику известных брендов.
• Собственный автопарк из 9 буровых установок.

На следующем этапе мы выполняем обустройство скважины. Услуга включает монтаж скважинной техники, подключение частного дома к водопроводу. При обустройстве заказчик получает систему водоснабжения, готовую к запуску.

Получите расчет проекта скважины для вашего участка

Мы предлагаем готовые варианты конструкции скважины для загородных домов. Вы можете не составлять расчеты своими руками, а получить готовое решение от инженеров. Оставьте заявку на консультацию на сайте или по телефону.

Менеджер определит, какой тип скважины подойдет для вашего участка, и какой план конструкции лучше выбрать. Вы получите расчет сметы во время телефонного разговора.

Источник: eco-bur.ru