Скважина на воду: принцип работы, схема и устройство конструкции

Какой должна быть правильная конструкция скважины на воду

Общеизвестно, что основное назначение скважин – добыча полезных ископаемых, которыми являются нефть газ и вода, из недр земли, но мало кто знает, что существуют и другие их виды. Скважины используют для выполнения вспомогательных, нагнетательных, специальных и геологоразведочных работ. Хотя конструкция скважины для каждого добываемого ресурса или выполняемых работ существенно отличается от аналогов, между ними есть много общего.

Скважиной называют выработку круглого сечения в земной коре, диаметр которой существенно меньше ее длины, полученную буровым методом с поверхности или в земле под любым угловым направлением к горизонту без прямого доступа человека к каналу. При рассмотрении конструкции всех видов скважин используют терминологию, принятую для их описания в добывающей отрасли.

Рис. 1 Забор воды из скважины электронасосом

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 Схема 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 Разрез скважины

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.

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.

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

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

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

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

  • Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
  • Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
  • Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.

Скважина на воду своими руками: правила обустройства + разбор 4-х популярных способов бурения

Обеспечение участка водой – первая задача его владельца. Чем грандиознее планы по благоустройству вашей территории, тем острее будет чувствоваться отсутствие водоснабжения. Вода необходима для выполнения строительных работ, для сада, который вы собираетесь разбить, и для собственных ежедневных потребностей.

Если сделана скважина на воду своими руками, мечта о водоснабжении не только воплотится, но и позволит ощутимо сэкономить. Мы расскажем, каким способом лучше произвести бурение и какой снаряд понадобится самостоятельным мастерам. С учетом наших советов вы без особых проблем обустроите собственный источник воды на участке.

Основные виды скважин на воду

Существует несколько реальных способов добыть живительную влагу, о которых мы вам расскажем. Есть несколько технологий, которые можно использовать для самостоятельной добычи воды на загородном участке.

Выбирать подходящий вариант вам придется самостоятельно, поскольку он зависит от ландшафта местности, а также от технического оснащения, финансов и навыков, которыми вы обладаете. Рассмотрим основные скважинные конструкции.

Трубчатый абиссинский колодец

Если на вашем участке есть родник, то обустройство колодца – отличный вариант добычи воды. Шахта этого сооружения будет играть роль накопителя жидкости. Если источник достаточно активен, до 2-х кубометров воды всегда будет находиться в вашем распоряжении.

Абиссинская скважина – это по сути, тот же колодец, но узкий и длинный. Благодаря тому, что его протяженность может составлять примерно 8-12 метров, в воду, которая его заполняет, не попадают загрязнения с поверхности почвы.

С технологией пробивки и обустройства скважины-иглы, иначе именуемого абиссинским колодцем, познакомит следующий видео-ролик:

Скважина на песок (фильтровая)

Заглубление этой конструкции на 15-30 метров осуществляется любым способом: шнековым, ударно-канатным, колонковым. Стенки скважины формируют с помощью трубы диаметром в среднем 100 – 180 мм.

Заглубленный конец скважинного ствола оснащен фильтром. В качестве фильтра используют сетку из нержавеющей стали, которую приваривают или припаивают к первому звену колонны труб перед погружением его в крупный песок с примесью гальки.

Такая конструкция способна удовлетворить потребность в воде небольшого загородного дома с двумя водоразборными точками. Если эксплуатация сооружения носит сезонный характер, оно прослужит примерно лет пять. При постоянном использовании можно рассчитывать на 15 лет водоснабжения.

Когда же скважина все-таки заилится, её можно будет попытаться промыть. Если же реанимационные мероприятия не дадут желаемого эффекта, придется бурить новый ствол. Располагают его рядом с предыдущим.

Артезианская скважина без фильтра

Это сооружение не нуждается в фильтре. Такая скважина может достигать глубины 100 и более метров. Вода, добываемая с помощью такого сооружения, содержится в трещинах известняка. Скопившаяся в них за счет конденсации жидкость может быть не только кристально чистой, но и минерализованной.

Небольшая минерализация приемлема для повседневного использования. Если же добываемая вода по своему составу относится к числу минеральных вод, то использовать её в бытовых целях нельзя.

Сложно заранее определить глубину скважины, которую придется пробивать в поисках воды. Можно только приблизительно сориентироваться, пообщавшись с соседями по участку и узнав у них, какие параметры имеют аналогичные сооружения на их территориях.

Грунтовые слои залегают неравномерно, поэтому полученные сведения всё равно нельзя считать точными для своего участка. По этой причине обсадные трубы приобретают с учетом корректировки полученных данных.

Как устроена типичная скважина?

Если не заострять внимание на нюансах, суть устройства скважины на воду для загородного дома одна: это длинная узкая вертикальная шахта, достигающая глубины залегания воды. Стены выработки укреплены обсадными трубами. Скважины отличаются друг от друга шириной, глубиной и дополнительными устройствами, повышающими их производительность и надежность.

Кроме обсадной трубы скважины оборудуют техникой для принудительного подъёма жидкости и её распределения. Чтобы правильно выбрать насосное оборудование и накопительную емкость, нужно знать характеристики скважины, важнейшей из которых является её глубина и дебит.

Дебит скважины – это показатель её производительности: максимальный объём жидкости, получаемый за единицу времени. Исчисляется он в кубометрах или литрах за час или сутки.

Читайте также:  Фильтры Новая вода: модельный ряд, критерии выбора и отзывы специалистов

Функции обсадных труб

Обсадные трубы являются основным элементом скважины. Обсадка выполняется с помощью отдельных отрезков, спаянных, сваренных или свинченных между собой. Особое внимание следует уделить их равному диаметру: вся конструкция должна создавать прямую ровную колонну.

Если у обсадных труб внешняя резьба, звенья соединяют муфтами, из-за которых диаметр проходки увеличивается.

Обсадные трубы нужны, чтобы:

  • при бурении скважины не произошло осыпание шахты;
  • ствол не засорился в процессе её эксплуатации;
  • верхние водоносные слои не проникали в сооружение.

Широко используются обсадные трубы, изготовленные из стальных сплавов и полимеров (ПВХ, НПВХ, ПНД). Реже применяют чугунные и морально устаревшие асбестоцементные изделия. Пространство между трубой и землей вокруг устья заливают бетоном, если выработка бурилась в рыхлых грунтах или водоносный пласт залегает на значительной глубине.

Только после выполнения этой работы устанавливают всё прочее оборудование. Иногда в процессе эксплуатации скважины может произойти незначительное «выдавливание» трубы на поверхность. Это естественный процесс, не требующий принятия каких-либо дополнительных мер.

Внутренняя труба с фильтром

В ствол скважины, выполненной по схеме двойной обсадки, опускается труба с фильтром. Через ее перфорированное первое звено отфильтрованная вода будет поступать внутрь обзадки, а затем извлекаться насосом на поверхность.

После того, как труба установлена на нужную глубину, устье её желательно закрепить. Для этой цели используют хомут, который не допустить самопроизвольного проседания трубы.

Устройство оголовка для скважины

Верхняя часть обсадной трубы оснащается оголовком. Базовая конструкция этого устройства одинакова для оголовков любого вида. В её состав входят фланец, крышка и резиновое кольцо.

Разные виды оголовков отличаются друг от друга видом материала, из которого они изготавливаются, и дополнительными опциями.

За счет низкого давления, создаваемого с помощью оголовка в трубах, увеличивается приток воды и, как результат, дебит скважины.

Кессон, адаптер, пакер

Чтобы повышенная влажность не повлияла на работу приборов, связанных со скважиной, для них предусматривают специальный резервуар – кессон. Его изготавливают либо из металла, либо из пластика.

Металлические кессоны, в отличие от пластиковых, можно ремонтировать, они лучше приспособлены к климату со значительными температурными перепадами. Кроме того, изделие из металла можно самостоятельно собрать из деталей, которые продаются отдельно. Но пластиковые модели дешевле, и они не ржавеют.

Желающие устроить кессон для скважины собственноручно на нашем сайте найдут подробную инструкцию по его сооружению.

Чтобы герметично соединить наземный водопровод и скважину, понадобится скважинный адаптер. Это устройство обычно размещают в том месте, где собрано всё оборудование, нуждающееся в защите от воды. Чаще всего это техническое помещение. Одну часть адаптера присоединяют к обсадной колонке, а к другой части прикручивают шланг от насоса.

Иногда возникает потребность в выделении локального участка глубокой артезианской скважины, на котором, например, будут выполняться ремонтные работы. Для этой цели и используют пакеры – уплотнители для скважин.

Перечисленные элементы входят в состав устройства скважины, оказывая на её функциональность большое влияние.

Четыре вида бурения

Пробурить скважину под воду своими руками можно разными способами, для реализации которых используются как исключительно мышечные усилия, так и технические средства.

Рассмотрим наиболее популярные виды бурения:

Между собой эти технологии отличаются способами разрушения породы при сооружении скважины и методами извлечения грунта из ствола сооружения на поверхность. Для проходки выработок с применением различных буровых методов применяется оборудование разных видов, что отражается на себестоимости и качестве готовой конструкции.

Способ #1 – бурение вручную

Для ручного бурения, выполняемого по шнековой, ударно-канатной или комбинированной технологии, понадобятся следующие механизмы и материалы:

Если скважина, которую предполагается соорудить, будет достаточно глубокой, понадобится бурильная вышка. С помощью этой конструкции происходит погружение бура со штангами и его последующий подъём.

Если же скважина неглубока, можно обойтись и без вышки. В этом случае работа с буром выполняется в ручном режиме.

Функцию бурильных штанг могут выполнить узкие трубы, которые соединяются между собой при помощи резьбы или специальных шпонок. Буровой инструмент в процессе сбора конструкции должен присоединяться к самой нижней штанге.

Целостность грунтов нарушают режущие насадки бура. Их выполняют из прочной трехмиллиметровой стали. Кромки насадок необходимо заточить с учетом того, что бур будет вращаться по часовой стрелке и разрушать грунты в результате вращательно-поступательного движения.

Сначала выбираем место для бурения. В почве делаем углубление примерно на два штыка лопаты. Так выкапывается направляющий ориентир для бура. Над обозначенным нами местом вхождения бура нужно установить вышку.

Высота вышки должна соответствовать длине бурильной штанги: она должна быть чуть выше этой длины. Только в этом случае штангу можно будет легко и просто вытащить после окончания работ.

Начало работы не покажется вам сложным. Первые витки бура довольно легко входят в почву. С этой задачей под силу справится и одному работнику. Но при дальнейшем погружении в землю с каждым витком бур идёт всё тяжелее и медленнее.

На этой стадии работ без помощника уже не обойтись. Если бур стало трудно поднять на поверхность, его следует повернуть против движения часовой стрелки, а затем повторить попытку.

Когда последующее заглубление бура встречает значительное сопротивление, может возникнуть опасность поломки оборудования. Поэтому нужно попытаться размягчить грунт, используя для этой цели воду.

Работа идёт, бур продвигается вниз, но не стоит забывать, что через каждые полметра его продвижения необходимо освобождать инструмент от грунта, а для этого следует поднимать его на поверхность. Когда инструмент полностью погружается в почву по рукоятку, его нужно нарастить следующей штангой.

Весь процесс бурения занимает много времени, большую часть которого приходится тратить на подъём бура на поверхность и очистку его от грунта. Поэтому стоит как можно эффективнее использовать каждый цикл, стараясь извлечь наружу как можно больше почвы.

Если слои, которые проходит инструмент, отличаются повышенной сыпучестью, то возникает опасность обрушения шахты скважины в самый неподходящий момент. Чтобы этого не произошло, следует использовать обсадные трубы, которые предотвратят осыпание стенок шахты.

Но вот состояние земли, которая выходит на поверхность, изменилось: бур достиг водоносного слоя. Осталось совсем немного. За водоносным слоем должен быть водоупорный. Бур нужно погрузить до водоупорного слоя, чтобы в скважину поступало максимальное количество воды. Максимальная глубина, которая достигается методом ручного бурения, составляет от 10 до 20 метров. Именно на этой глубине, чаще всего, и располагается первый водоносный слой.

Первой на поверхность поднимается грязная вода, которую откачивают ручным или погружным насосом. Для промывки скважины достаточно извлечь всего несколько ведер грязи. Если же чистая вода не торопиться сменить грязную, следует пробурить ещё метр или два.

Как и любую другую работу, ручное бурение можно модернизировать, применяя гидропомпу и электродрель. Выполнять такую работу можно даже без помощников. Весь процесс бурения можно увидеть в этом видеоролике.

Способ #2 – бюджетное шнековое бурение

Считается, что именно шнековое, а не роторное бурение является самым простым и финансово-доступным вариантом устройства скважины под воду. Именно применение шнекового метода заложено в большинстве современных малогабаритных буровых установок.

Шнек – это известный всем Архимедов винт. Те, кто хоть раз видели, как рыбаки бурят лунку для подледного лова, представляют, о чем идёт речь. Аналогичным способом создаётся и неглубокая, до 10 метров, скважина. В процессе работы не применяется ни буровой раствор, ни вода, с помощью которой в других случаях промывают инструмент.

Если вы обратитесь за помощью в специализированную организацию, то, скорее всего, они будут использовать в своей работе оборудование для шнекового бурения, которое легко транспортируется и широко применяется.

Особенностью этого вида работы является то, что выполнять её можно не на всех видах грунта. С помощью шнека нельзя пройти скальные породы или плывуны, зато на сухих и мягких осадочных грунтах этот способ отлично себя зарекомендовал. При выполнении этой работы следует уделить внимание защите шахты от загрязненной воды с поверхности почвы.

Способ #3 – роторное бурение (для скальных пород)

Если выработку предстоит устраивать в скальных грунтах, то для её создания используется роторный способ бурения. В его основе заложено применение специальной бурильной трубы, которая напоминает перевернутый вверх дном тонкий стакан с дробящим грунты шарошечным долотом по нижнему краю.

Через полость трубы проходят коммуникации, применяемые в бурении. Гидравлическая установка создаёт нагрузку на долото, пробивающее себе дорогу в породе. Дополняет нагрузку масса колонны труб.

Грунт из скважины вымывается с помощью бурильного раствора, подающегося в трубу одним из двух возможных методов:

  • Прямая промывка. Раствор закачивается в трубу с помощью насоса, после чего вытекает через затрубное пространство вместе с породой.
  • Обратная промывка. Раствор попадает в трубу самотеком, а из затрубного пространства его вместе с породой откачивают насосом.

Считается, что обратная промывка эффективнее прямой: с её помощью достигается больший дебит скважины за счет наиболее качественного вскрытия водоносного горизонта. Но для осуществления этого метода промывки необходимо применить дорогостоящее оборудование, что сказывается на росте стоимости работ. Прямая промывка обойдется дешевле обратной.

Способ #4 – ударно-канатное бурение

Если вы хотите получить скважину, которая прослужит вам до 50 лет, и располагаете для реализации задуманного достаточным запасом времени, сил и нервов, то выбирайте ударно-канатный метод бурения. Работать придется долго. Вы будете медленно, но верно пробиваться к заветной цели.

В основе процесса лежит применение специфического бурового снаряда – желонки. Это отрезок толстостенной трубы длиной от 1 до 2 м с клапаном шариковым или лепестковым клапаном внизу. В верхней части трубы вырезают “окошко” для извлечения грунта, вершину оснащают проушиной под торс.

Привязанную к тросу, перекинутому через блок, желонку свободно кидают на забой. Падая вниз она разрыхляет грунт и захватывает его клапаном. Процесс повторяют несколько раз перед извлечением из ствола желонки. Извлеченную из скважины желонку освобождают от грунта: переворачивают и вытряхивают его через отверстие.

Этот способ пробивания шахты считается очень трудозатратным, но эффективным. К тому же насыщенные водой пески и рыхлые осадочные породы извлечь из скважины можно только ударно-канатным способом. При желонировании не используется бурильный раствор, благодаря чему с ним нельзя перепутать появившуюся в скважине грунтовую воду.

Благодаря высокой трудоёмкости этот метод превосходит по цене роторный. Кроме того, если целью является прохождение дальше первого водоносного горизонта, придется понести затраты на изоляцию шахты от водоносов, которые расположены выше.

Для этого применяют дополнительные обсадные трубы. Кроме увеличения расхода материалов, растет и объём работ, которые выполняют специалисты. Поэтому такое сооружение обойдется недешево.

Еще информацию о том, как пробурить водозаборную скважину без оборудования, вы сможете получить, ознакомившись с представленной нами статьей.

Выводы и полезное видео по теме

Ролик наглядно представит процесс бурения скважины вручную с установкой обсадки и фильтра в обсадную трубу:

Каждый вид скважины на воду имеет свои преимущества и собственные недостатки.

Теперь, когда вы получили представление о виде скважин, их устройстве и методах сооружения, вам будет проще сделать выбор в пользу той или иной конструкции, исходя из особенностей вашего участка и из собственных финансовых возможностей.

Если вам доводилось бурить скважину собственными руками, расскажите нам о том, насколько сложен или прост был процесс в исполнении. Пишите, пожалуйста, комментарии в расположенном ниже блоке. Задавайте вопросы, делитесь впечатлениями, размещайте снимки по теме статьи.

Водоснабжение из скважины – обустройство и принцип действия

Водоснабжение из скважины – обустройство и принцип действия

В загородных домах и дачах основными, и часто единственными, источниками воды являются колодцы и скважины. А потребление жидкости только на первый взгляд кажется незначительным, она нужна для полива грядок и деревьев, для санитарно – гигиенических нужд проживающих людей, для приготовления пищи и для питья. «Потому, что без воды – и не туды и не сюды» как сказал классик. Подсчитано, что для семьи из 3-х человек средний расход составляет порядка 0,3-х кубометров в час. Так где же брать воду?

Водоносные слои

Она у нас под ногами и размещается в слоях различной глубины залегания.

Рис.1. Принцип расположения водоносных слоев

Ближайший к поверхности источник жидкости называют «верховодкой». Она располагается на глубине 5 – 9 метров, часто ближе. Количество воды в таких слоях зависит от погодных условий, в засушливое время она может уйти совсем. Поскольку фильтрующий грунта слой незначителен, в такой жидкости может присутствовать много загрязнений и растворенных веществ от удобрений или близлежащих ферм. Использовать такую воду рекомендуется только для технических нужд, при необходимости личного потребления ее обязательно нужно кипятить.

На горизонтах 9 – 15 метров часто метров часто можно найти грунтовую воду, лучшего качества с достаточными потребительскими свойствами.

Для забора жидкости с этих слоев применяются колодцы (на верховодке) или неглубокие скважины песчаного горизонта.

Самым глубоким источником живительной влаги является артезианский горизонт с глубиной залегания от 30 до 200 метров. Он может поставлять воду высокого качества с отличными потребительскими свойствами, по вкусу не уступающую родниковой. Для забора жидкости с таких глубин бурят артезианские скважины, имеющие свои конструктивные особенности.

Поиски воды на участке

Для этого имеются несколько способов:

По горшку

Нужен глиняный горшок, один или несколько и тщательно высушенный силикагель. Насыпать его в горшок в количестве около литра и тщательно высушить. Взвесить на точных весах. Горшок укутать в ткань и зарыть на глубину примерно полуметра, через сутки выкопать и снова взвесить. По изменению веса легко определить, сколько силикагель впитал воды. Повторив опыт несколько раз (или зарыв несколько горшков) можно узнать, где вода ближе всего к поверхности.

Рис.2. Разведочное бурение на воду

Наблюдение

Безветренным вечером жаркого дня или ранним утром нужно присмотреться к своему участку. В местах близкой воды можно будет наблюдать туман, а если он стоит столбом или клубится – вода близко.

Также верным признаком является хорошо различимые столбы мошек, в местах их образования вода есть точно.

Устройство водозаборных сооружений

Такие объекты называются скважина, представляющая собой круглое отверстие на глубину нахождения влагоносного слоя. Понятно, что в чистом виде такое отверстие существовать не может – стенки осыплются и завалят проем. Поэтому они защищены обсадной трубой, устанавливаемой в процесс бурения скважины. Работы производятся в следующем порядке:

  • На месте, определенном как перспективное для добычи воды, нужно вырыть приямок размером 1,5 х 1,5 х 1,5 – 2,0 метра. В дальнейшем, когда скважина даст воду в достаточном количестве и качестве, в приямке бетонируют стенки или обшивают их деревянной обшивкой, чтобы при наступлении морозов стенки не обвалились.
  • По центру устанавливают бурильное оборудование и начинается процесс пробивки скважины. Способов пробивки (бурения) много, приведем один из них – простейший, доступный для выполнения самостоятельно. Для этого достаточно иметь:
  • Треногу высотой 4 – 5 метров с блоком;
  • Специальное приспособление – желонку – для пробивки отверстия и выемки грунта из него;
  • Прочный шнур, веревку для работы с желонкой.
  • Трубу обсадную, размеры по наружному диаметру: 146 мм, 159 мм, 168 мм, 194 мм, 203 мм, 219 мм.
Читайте также:  Технические условия на подключение к сетям водоснабжения и водоотведения: выдача и продление

Пробивка скважины

Процесс происходит следующим образом:

1. Желонка крепится к веревке, протянутой через блок треноги.

2. По перпендикуляру от блока устанавливается первая секция обсадной трубы. Ее положение должно быть строго перпендикулярно, достаточно контроля на первых 50 – 70 см погружения.

Рис.3. Схема и принцип работы установки для пробивки скважины

3. Один или двое рабочих вводят желонку в отверстие трубы и начинают поднимать ее и опускать ее в свободное падение, при этом грунт внутри трубы разрушается и набивается в желонку, удерживаемая специальным клапаном.

4. Через каждые 50 – 70 см погружения желонки ее извлекают из трубы и выгружают грунт через верхнее отверстие, после чего повторяют операцию.

Рис 4. Устройство и принцип работы желонки

Раскачиваясь в процессе работы, желонка разрушает грунт по контуру внутреннего диаметра обсадной трубы, которая собственным весом разрушает оставшуюся грунтовую опору и проседает под собственным весом.

5. Когда на поверхности останется 20 – 30 см первой секции обсадной трубы, к ней присоединяют вторую. На нарезных трубах это производится с применением муфты, но, в принципе схема соединения может быть и сварной, с контролем прямолинейности трубы.

6. Процесс продолжается до появления воды, что видно по вынимаемому из желонки грунту. Если поставлена цель добраться до артезианской воды, процесс продолжается и дальше. Верхние водоносные горизонты – это не чистая вода, а воднопесчаный слой.

Работы нужно выполнять бригадой в составе не менее 3-х человек. На практике для проходки к артезианскому слою, находящемуся на глубине 37 метров понадобилось 2 полных рабочих дня по глинисто-песчаному грунту.

В специализированных организациях бурение производится вращающимися колоннами буровыми или шнековым устройствами, оснащенными инструментом в зависимости от характеристик грунта в месте бурения.

Рис 5. Бурение скважины

Торцевой гравийный фильтр

Чтобы исключить массовое попадание к водозабору песка или мелкого известняка, в обсадную трубу нужно высыпать около 2-х ведер гравия в смеси мелкой с средней фракций, после чего несколько раз приподнять и опустить ее, давая возможность гравию распространиться за габариты трубы.

Гидрозатвор

Его назначение – предотвращение попадания в скважину талой и дождевой воды. Выполняется из глины, можно использовать вынутую из скважины. Желательно использовать армирующую добавку в виде фибровой стружки, продающейся в магазинах стройматериалов специально для этих целей. Объем добавки в пределах 5%. Глину размещать до консистенции густой сметаны. Вокруг обсадной трубы сделать коническое углублении 80 – 100 см и диаметром в верхней части таких же размеров. Углубление заполнить глинистым раствором. Дать сохнуть в течение 7 дней, накрыв сверху пленкой.

Нижний фильтр

На первой секции обсадной трубы перед ее погружением нужно устроить фильтр. Принцип исполнения выглядит следующим образом:

  • на протяжении порядка 2 метров от нижнего конца трубы просверлить ряд отверстий диаметром 3 – 4 мм. Расстояние между отверстиями 10 – 12 мм;
  • обернуть участок трубы с отверстиями фильтрующей сеткой, стыки желательно закрепить пайкой
  • второй вариант – на участок с отверстиями намотать плотно – виток к витку – проволоку из нержавеющей стали диаметром 1,0 – 1,2 мм, концы витков закрепить сваркой или пайкой.

Жизненный цикл фильтра из сетки – не менее 10 лет, проволочного – порядка 50.

Выбор насоса

Для правильного выбора насоса необходимо:

  • предварительно определиться с величиной дебета скважины, то есть – при какой производительности насоса она будет в состоянии удерживать стабильный (динамический) уровень воды. В противном случае насос время от времени будет «хватать» воздух, за этим последует быстрый выход его из строя;
  • замерить верхний уровень воды, т.е. расстояние от воды оголовка скважины (динамический уровень), таким образом можно определить высоту подъема – одна из технических характеристик насоса, указанная в паспорте;
  • для погружных насосов – диаметр – он должен быть меньше
  • внутреннего диаметра обсадной трубы не менее, чем на 4 мм;
  • Тип насоса – вибрационный или центробежный. При этом нужно учитывать, что вибрационные насосы более долговечны и надежны в работе. Но создаваемая ими вибрация постепенно выводит из строя скважину, сначала вода становится мутной, снижается дебет и в конце концов она прекращает давать воду.

Насосы для скважин бывают погружные и наружные. Первые устанавливаются непосредственно в скважине, примерно в 2-х метрах ниже верхнего уровня жидкости. Вместе с ним опускают электрический кабель и шланг подачи воды. Такой насос необязательно извлекать на зиму, если это дачная скважина.

Принцип работы наружного насоса центробежный, он устанавливается на верхнем конце заборной трубы, присутствие воды в нем обязательно, чему способствует исправно работающий обратный клапан. Соединение с заборной трубой через муфту или фланцевое.

Дополнительное оборудование

Для обеспечения долгосрочной эксплуатации насоса в системе нужно предусмотреть защиту от «безводной» работы. Как правило, это поплавковая система, отключающая подачу электроэнергии при снижении уровня жидкости до критического минимального. При восстановлении уровня датчик вновь включает подачу тока. Для этой цели применяются также датчики протока. Принцип его работы состоит в том, что при наличии давления в насосе подвижный лепесток отжимается, срабатывает герконовое реле и насос в рабочем состоянии, при отсутствии давления лепесток опускается, размыкая реле.

Чтобы сохранить водяной столб в заборной трубе на нижнем его конце устанавливают обратный клапан, предотвращающий сток воды при отключении насоса.

Виды водозаборных устройств

Различают несколько видов скважин:

  1. Разведочные.
  2. Фильтровые стволы (на песок).
  3. Артезианская (на известняк).
  4. Промышленная.

Разведочное бурение осуществляется при неясной гидрогеологической обстановке. Работы по проходке ствола осуществляюися способом вращения с использованием инструмента малого диаметра, поэтому стоимость их невысока. Основное назначение – прояснение ситуации с расположением водоносных горизонтов.

Фильтровые стволы (на песок) — самый распространенный и дешевый вид скважин на воду, популярный в дачном варианте. Не рассчитаны на долгую эксплуатацию (до 5 лет) и не обладают высоким дебетом (0,5 – 1,0 м 3 /час). Забор воды осуществляется из водоносных песков с глубины до 30 метров. Жизнестойкость ствола зависит о регулярности использования – при длительных простоях фильтр заиливается. При оснащении такого ствола ручным насосом его называют абиссинским колодцем.

Рис 6. Схема скважины на воду с погружным насосом

Артезианская скважина (на известняк) – характерна большой глубиной, зависящей от глубины залегания водоносных известняков. Сама по себе эта среда активно очищает воду от болезнетворных бактерий, улучшая вкусовые ее качества. Если под водоносным слоем имеется скальное основание, применение нижних фильтров необязательно. При дебете 3 – 4 м 3 /час обеспечивает водоснабжение небольшого поселка. При наличии в слое суглинков применяется система со второй обсадной трубой.

Выводы

На земле немного мест, где воды нет вообще. Умет найти ее – сплав искусства и науки. Устроить водозаборное устройства также несложно, если это ствол из близкого к поверхности горизонта. Но лучше всего все-таки доверить эти работы специалистам.

Схема и принцип работы скважины на воду

Владельцы дач и загородных домов нуждаются в обустройстве собственной системы водоснабжения. Далеко не всегда для них открыта возможность подключения к центральной магистрали. В таком случае идеальным решением станет обустройство собственного источника. Прежде, чем приступить к активным действиям, следует ознакомиться с теоретическим аспектом, узнать принцип работы скважины и варианты её бурения.

Способы бурения

Перед выяснением ответа на вопрос, как устроена скважина, вполне логично будет изучение методов и устройств, способствующих её формированию. Возможные варианты бурения:

  • Алмазное бурение . Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.
  • Турбинное бурение . Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
  • Электробур . Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
  • Гидродинамическое бурение . Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций. Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
  • Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин. Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
  • Пневмоударное бурение . Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
  • Винтовые двигатели . Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

Принцип работы скважины

Принцип работы идентичен для всех разновидностей водозаборных скважин. В чём он заключается?

  1. После бурения скважины производится монтаж обсадной трубы. Она может быть стальной или пластиковой, перфорированной или асбестоцементной. Подобное устройство защищает стенки от осыпания, в результате которого вода загрязняется, а источник со временем перестаёт функционировать.
  2. Первичную очистку жидкости от твёрдых частиц исполняет фильтр. Его фиксируют к нижней части обсадной колонны. Для этого выжигают или высверливают отверстия. Перфорированную часть устройства покрывают фильтровальной сеткой.
  3. Для герметизации устья используют оголовок
  4. Насос по трубам поднимает воду. Его устанавливают после устройства обсадной колонны.

Важно! Предварительно к насосу подсоединяют обратный клапан, кабель и напорную трубу. Мощность оборудования рассчитывается на основании данных – удалённость скважины от потребителя; расстояние между водоносным слоем и землёю.

  1. Водоподъёмную трубу присоединяют к водопроводной.
  2. Утепляют скважину.
  3. Устанавливаются все необходимые элементы для автоматизации водоснабжения, в том числе и система контроля давления.

Функциональные узлы скважины

Скважина имеет достаточно много элементов:

  • Водозабор. Для его устройства характерно наличие сетки и обратного клапана.
  • Всасывающая магистраль. Через неё вода поступает в корпус насоса или насосной станции.
  • Непосредственно насос. Всасывает жидкость и под давлением поднимает её вверх.
  • Реле давления.
  • Гидроаккумулятор. Защищает от гидроударов.
  • Электромотор.

Инвентарь для обустройства скважины

Чтобы наладить работу скважины, нужно использовать следующие элементы:

  • Насос со страховочным тросом и электрокабелем для последующего подключения.
  • Автоматическое устройство , которое будет регулировать напряжение и беречь двигатель от перегревания.
  • Гидропневмобак . Его задача – защитить от гидравлических ударов, отрегулировать давление, уменьшить частоту включений-выключений насоса. Размеры бака варьируют от 10 до 10000 литров. Оптимальный объём для среднестатистического дома – 100 л.
  • Кессон . Стальной бак служит для защиты оборудования, необходимого для подъёма воды. Устанавливается на глубине 0,5-1 м.

Внимание! Конструкцию обязательно нужно утеплить и гидроизолировать.

  • Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).

Последовательность подключения элементов

Схема подключения скважины на воду имеет следующий порядок:

  • Снаружи обустройство водопровода начинается с определения показателей: глубина источника и мощность насоса. Большинство насосных агрегатов имеют встроенный обратный клапан, в противном случае его нужно будет установить.

Важно! Обратный клапан удерживает воду под давлением.

  • Присоединение трубопровода не должно вызывать каких-либо сложностей. Их монтируют после соединение обсадных труб с оголовком и муфтой. Следует обязательно убедиться в герметичности мест стыковки, иначе труба может сорваться в процессе эксплуатации. Диаметр водопроводных труб должен превышать 3,2 см.
  • Между скважиной и домом вырывают ров. Трубы прокладывают на глубине 0,5-1 м и утепляют минватой.
  • Решив поставлять воду при помощи надземных коммуникаций нужно также позаботиться об их утеплении. Иногда для этого прокладывают греющий электрокабель.
  • В заключение внешних работ в фундаменте здания пробивают отверстие около 5 см. вставляют в него гильзу и вводят трубы. Участок герметизируют монтажной пеной.

Обустройство скважины на воду можно посмотреть на видео:

Схема устройства скважины

Обустройство скважины может иметь различные вариации. Схема зависит от материалов изготовления и вида скважины.

В целом схема устройства выглядит так:

  • Вода поднимается из водоносного слоя, проходит сквозь фильтр и оказывается внутри выработки с круглым сечением.
  • Включённый насос направляет жидкость по водопроводной трубе.
  • Вода движется вверх и попадает в приёмник, а оттуда в водопровод.

Конструкция артезианской скважины наглядно отражена на фото:

Помогите нам стать лучше, оцените подачу материала и труд автора

Скважина на воду: схема и принцип работы

Многие владельцы загородных домов нуждаются в создании собственной системы водоснабжения, ведь не везде получится подключиться к центральной магистрали. Лучший выход из такой ситуации ― это бурение скважины. Причем ее можно обустроить не только на участке, но и даже в подвале.

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

  • Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
  • Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
  • После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Читайте также:  Проверка и регулировка давления в гидроаккумуляторе

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Выбор необходимого оборудования

Самым важным этапом в обустройстве скважины является подбор оборудования, поскольку именно от него будет зависеть ее период эксплуатации и качество работы. В основном следует обратить внимание на выбор:

Кессон

Он необходим для защиты устья от внешних негативных воздействий. Подобное устройство служит своеобразной емкостью, предохраняющей верхние метры ствола выработки от воздействия низких температур в земле.

Герметичный контейнер кессона еще может использоваться как технологический объем для установки разного оборудования, которые обслуживают скважину. Монтаж в нем автоматики, очистительных фильтров и прочих устройств позволяет сэкономить пространство в доме.

Производят кессоны из разных материалов: пластика, металлических конструкций или бетонных отливок. Установка этого оборудования особенно подходит в наших климатических условиях, ведь при суровых зимах грунт на дачной территории промерзает на глубину до полутора метров. Поэтому горизонтально проходящие трубопроводы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Кессонный люк, установленный на верхней части устройства, как правило, утепляется листовым пенопластом. Внутри оборудования можно разместить лестницу.

Насосные устройства

Насос выступает основным элементом всей системы. При этом он может быть следующих типов:

  • Погружной. Этот вибрационный насос является бюджетным вариантом. Его довольно редко применяют для обустройства системы водоснабжения, поскольку он имеет слишком низкую производительность. Более того, он способен даже разрушить стенки скважины.
  • Центробежный. Такой агрегат является профильным оборудованием для водоснабжения из выработки.
  • Поверхностный. Применяется лишь тогда, когда в скважине динамический уровень живительной влаги не опускается ниже семи метров.

Сегодня на рынке представлено много моделей скважинных насосов. Выбор их параметров происходит по характеристикам скважины и системы водоснабжения.

Кстати, в случае поломки насоса придется не только приобретать новый, но и платить за поднятие сломанного и монтаж купленного. Именно поэтому следует подходить более серьезно при выборе производителя.

Конструкция гидроаккумулятора

Данное оборудование для скважины используется для предотвращения гидроудара и регулировки давления содержимого трубопроводов. Еще гидроаккумулятор поддерживает минимальный уровень жидкости в системе.

Внутри этого устройства при нормальном функционировании находится запас живительной влаги, а также поддерживается минимальное давление. При использовании гидроаккумулятора насос включается реже, да и изнашивается меньше.

Конструкция такого устройства схожа с компенсационным баком, который применяется в отопительных системах. Но изготавливается гидроаккумулятор из других материалов, они не контактируют с водой и не меняют ее качество. Мембрана в нем создается из пищевой резины.

Оголовок для обсадной трубы

Предназначено это устройство для защиты от попадания мусора в ствол. Помимо этого, оно является опорой для подвески водоподъемной колонны и насоса. Оголовок создается из металла или пластика. В первом случае он способен выдерживать до 500 кг, а во втором ― до 200 кг. Соединение должно быть герметичным с применением резиновой прокладки.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Устройство, схема и принцип работы скважины

Устройство скважины

Устройство всех скважин для воды в частном доме примерно одинаковое — это глубокая яма до залегания воды и обсадная труба, которая позволяет направлять и управлять потоком воды снизу вверх. Отличия заключаются в дополнительных устройствах, повышающих надёжность и производительность скважины.

Как правило, скважины оборудуют устройством принудительного подъёма и распределения воды.

Любая скважина обладает характеристиками, которые позволяют выбрать оптимальное устройства для забора воды. Важной характеристикой таких устройств является дебит скважины.

Дебит скважины

Дебит скважины — это максимальный объем воды, полученный за единицу времени.

Измерять дебит можно в литрах в минуту, м 3 /сутки или м 3 /час. Это основной показатель производительности скважины.

Кессон

Кессон — это резервуар для размещения и гидроизоляции приборов. Кессон для скважины бывает металлический и пластиковый. Для контрастного климата лучше подходят металлические, но они дороже и подвержены коррозии, но зато их можно ремонтировать. Пластиковые кессоны не ржавеют и стоят гораздо дешевле. Однако пластик может порваться, к тому же он не ремонтно пригоден.

В зависимости от размера, цена на пластиковый кессон находится в диапазоне от 17 000 до 40 000 рублей.

Для металлического кессона цена отличается только в верхнем пределе и составляет разницу от 17 000 до 60 000 рублей. Дело в том, что кессон из металла можно собрать по частям, каждая из которых продаётся отдельно.

Оголовок

Оголовок для скважины — устройство, которое крепится на верхнюю часть обсадной трубы. Оголовок герметичен и служит для крепления вывода водонапорной трубы и кабеля для насоса. Оголовок обеспечивает приток воды, увеличивает дебит скважины за счёт создания низкого давления воздуха внутри труб. Производятся из пластика или чугуна.

Стоимость оголовков, рассчитанных на трубы диаметром 125-133 мм, колеблется от 2000 до 4000 рублей.

Адаптер

Адаптер для скважины — устройство, позволяющее герметично соединять скважину с наземным водопроводом. Обычно адаптер используют в технических помещениях с оборудованием для водоснабжения. Одна часть адаптера крепится к обсадной колонне, другая — к шлангу с насосом. Использовать адаптер необходимо там, где концентрируется оборудование, которые нужно в защитить от воды.

Адаптер экономит место. Его цена от 600 до 4000 рублей.

Пакер

Пакеры для скважин, он же уплотнитель — это устройство, позволяющее перекрывать и герметизировать отдельные части скважины или внутренней стенки трубы. Кроме того, с помощью пакера можно разделять внутреннюю полость скважины от внешней, затрубной. С его помощью также можно отделить одну часть трубы от другой.

Пакер используется для проведения технологических операций на локальном участке скважины.

Обсадная труба

Обсадная труба — основной элемент скважины, предназначенный для подачи воды от источника в водопровод. Своё название эти трубы получили из-за функции — предотвращать обсыпание пробуренного отверстия в земле. Обсадные трубы опускают в грунт после того как скважина окончательно будет пробурена. Пространство между стеной скважины и трубой заливают бетоном. После этого приступают к установке остального оборудования.

Обводные трубы отличаются по размеру и материалу. Обычно их производят из металла (чугуна или стали), дерева, асбеста, пластмассы.

Самой популярной считается металлическая и обсадная труба пнд для скважин с резьбой.

Цена на обсадные трубы для скважин измеряется в погонных метрах и зависит от материала и диаметра. Если взять за основу самый распространённый диаметр труб 133 мм, то цена будет от 200 до 500 рублей за метр для пластиковых труб и от 400 до 800 рублей за метр для металлических.

Схема и принцип работы

Я уже писал о преимуществах и недостатках скважин и даже составил таблицу для сравнительного анализа. Предлагаю рассмотреть схемы и принцип работы самых популярных из них.

Скважина на песок

Скважина «на песок» самый простой вариант добычи воды после колодца и открытого водоёма. Она представляет собой тонкую трубу (d −100 мм), погруженную в грунт на глубину 15-30 м. На конце трубы находится сетка из нержавеющей стали, выполняющая роль фильтра.

Свое название скважина получила от основного требования — водоносный слой должен находиться в песке или в песчаных смесях. Это условие не столько технологии, сколько возможностей. Сквозь рыхлый субстрат воды будет проходить легко, поэтому можно обойтись простым насосом.

Скважина игла

Этот вариант скважины получил ещё название абиссинского колодца. Скважина игла проще, чем скважина на песок, но во многом с ней похожа. Кроме простоты и дешевизны абиссинский колодец выгодно отличается тем, что с его помощью можно качать очень чистую воду. Игла берёт воду, пропущенную через песок, в то время как скважина «на песок» качает воду из горизонта суглинка.

Колодцем эта скважина называется потому, что глубина забора воды у неё как и у обычного колодца. Получается, что это колодец шириной в одну трубу.

Скважину называют иглой потому, что это фактически вбитая в землю труба. Как будто в грунт ввели иглу. Несомненным достоинством такой иглы является дешевизна, быстрая установка и долгий срок службы — до 30 лет. На поверхности земли она занимает мало места, поэтому можно разместиться в подвальном помещении дома. Достают воду в такой скважине с помощью помпы или насоса.

Недостатки

  • малая производительность;
  • вероятность снижения запасов воды зимой или в засушливый период;
  • возможность установки только на рыхлых грунтах;
  • невозможность использования нескольких точек забора воды без ущерба для напора;
  • вероятность заиливания при перерывах в использовании;
  • отсутствие возможности подключить несколько водоразборных точек без снижения напора.

Существуют два метода устройства иглы: забивной и бурением. Забивание — просто и дёшево, но есть вероятность проскочить водоносные пласты или попасть в камень, после чего придётся начинать всё сначала. По мере продавливания трубы вниз, в неё всё время подливается вода. Когда вода начнёт уходить в грунт, можно начинать установку насоса.

Дебит воды в абиссинском колодце примерно такой же, как и в обычном (от 0,5 до 3 м 3 /час).

Нужно учесть

  • Использовать следует металлические или пластиковые трубы на 1 или 1,5 дюйма, которые режутся на 1-2 метровые отрезки. После погружения одного отрезка производится наращивание трубы с помощью резьбовых соединений с другим отрезком.
  • В качестве уплотнителя лучше используется силикон, краска, муфты.
  • Диаметр наконечника трубы должен превышать диаметр самой трубы. В конце трубы должен находиться специальный фильтр. При этом наконечник и труба должны быть сделаны из одного материала.

Артезианская скважина

Артезианская скважина — это самый трудоёмкий, дорогой и в тоже время надёжный способ поднятия воды на поверхность. При этом вода достаётся из слоёв, где залегает известняк. На такую глубину обычно загрязняющие вещества не проникают. Такая скважина часто имеет несколько обсадных труб и распределяюще-запирающие устройства типа оголовка, кессона и адаптера.

Недостатки

Недостатком артезианской скважины скважины является не только цена бурения на большую глубину и необходимость оформлять разрешение, но и непредсказуемость минерального состава воды. Чаще всего вода имеет низкий уровень минерализации.

Но всегда есть вероятность добуриться до залежей с «минералкой», обладающей кислой или щелочной реакцией.

Сложность скважины зависит от того, на какую глубину бурить. На глубине 50-100 метров необходимо установить обсадную трубу диаметром 133 мм. Внизу, от известкового слоя вверх, должна располагаться вторая труба с меньшим диаметром (125 мм), в которой находится насосное оборудование. На глубину от 100 метров необходимо уже устанавливать телескопические колонны. Они составляются из труб с постоянно уменьшающимся диаметром в интервале от 133 до 125 мм.

В артезианской скважине вода поднимается под собственным напором до середины или 2/3 конструкции, поэтому на данной глубине и нужно устанавливать насосы.

Скважины делятся на однотрубные и имеющие дополнительные трубы. В последнем случае внутри металлической трубы, забитой до известкового слоя, помещается более тонкая труба пластиковая. Именно эта труба и входит в грунтовые воды. При неустойчивом грунте скважину нужно оснастить кондуктором. Это дополнительная труба, которая существенно шире обсадной трубы. Она устанавливается сверху в целях защиты обсадной трубы от чрезмерного давления. Когда артезианская скважина будет полностью готова к работе, необходимо установить кессон и оголовок.

Ссылка на основную публикацию