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

  1. Понятие конструкции и основные элементы скважины
  2. Принцип работы скважины на воду
  3. Конструкция скважины на воду — основные элементы
  4. Обсадные трубы
  5. Донный фильтр
  6. Гравийный
  7. Щелевой
  8. Сетчатый
  9. Дырчатый
  10. Проволочный
  11. Основные методы и оборудование для обустройства скважин
  12. Оголовок
  13. Адаптер
  14. Кессонная яма
  15. Скважинные насосные агрегаты и автоматика
  16. Гидроаккумулятор, реле и манометр

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

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.

Читайте также:
Скважинный насос Водомет: принцип работы, устройство, технические характеристики и цена

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

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

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: 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.

Читайте также:
Типовой договор холодного водоснабжения: порядок оплаты, права и ответственность сторон

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.

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:

  • кессона;
  • гидроаккумулятора;
  • оголовка;
  • насоса.

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.

Читайте также:
Что нужно знать о бурении и обустройстве скважин на воду

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.
Читайте также:
Как правильно сделать водопровод на даче из колодца своими руками

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.

Устройство скважины на воду

Сегодня многие домовладельцы приходят к выводу, что бурение персональной скважины для воды – оптимальное решение для создания автономного водоснабжения. При наличии средств можно заказать такую работу профессионалам. При желании самостоятельно пробурить скважину для воды придется познакомиться с технологией и особенностями процесса. Важно узнать и основные правила такой работы. Схема устройства скважины на воду должна быть тщательно разработана перед сооружением конструкции.

Виды скважин

Разобраться, как устроена скважина для воды, помогут простые описания ее отдельных элементов. Каждая деталь выбирается с учетом потребностей хозяев участка. Сначала стоит определиться с разнообразием таких конструкций. К примеру, самый простой прототип скважины на воду – обычный колодец. Только он имеет большой диаметр. Теперь стоит обратиться непосредственно к скважинам. Существует всего 2 вида таких сооружений:

  • артезианская скважина на воду;
  • песчаная.

Каждый из таких типов скважин имеет определенные особенности.

Песчаная

Такие скважины более популярны среди владельцев частных домов. Однако этот вариант не годится для общественного использования. Обычно такая вода годится лишь для полива огорода и купания.

Залегают песчаные водоносные слои примерно на уровне 10-50 м. Бурение скважины требует больших затрат времени и сил. Однако все работы можно выполнить своими руками. Если же на участке найден слой сланца, самостоятельно пройти его не удастся.

Преимущества установки песчаной скважины:

  • Стоимость оборудования и проводимых работ довольно низкая.
  • Бурение скважины выполняется довольно быстро. При работе втроем или вчетвером можно сделать все за пару дней.

Однако существует и несколько отрицательных сторон сооружения конструкции такого типа. Пласт может быть неравномерным, поэтому нельзя точно сказать, что вода будет там же, где и у соседей. Поскольку, вода залегает неглубоко, в нее могут попадать различные загрязнения. Пласт может оказаться нестабильным, в результате чего вода с течением времени уйдет из скважины. Бурение окажется напрасным.

Кроме того, место для бурения песчаной скважины найти довольно трудно. Оно должно располагаться на расстоянии минимум 20 м от различных источников загрязнений. Приобретение дополнительных систем очистки будет стоить довольно дорого. Служит скважина песчаного типа обычно не более 15 лет.

Артезианская скважина

Вода при устройстве таких скважин берется из глубоких пластов известняка. Поскольку такая порода является довольно крепкой, подземные воды, расположенные под ней, защищены очень надежно. Подобные озера существуют тысячелетиями. Именно поэтому качество воды из подобных скважин очень высокое.

Бурить артезианскую скважину своими руками не получится. Минимальное расстояние, на которое придется выполнять ствол скважины, составляет 50 м. При максимальном бурении придется углубляться на 200 м. Однако это не все ограничения. Без специальных приборов и инструментов бурение известняка окажется довольно сложным. Это объясняется высокой крепостью породы.

Артезианские скважины имеют множество преимуществ:

  • Все пласты, между которыми располагаются подземные источники воды, отличаются высокой стабильностью. Кроме того, в местной геологоразведке можно получить подробные данные о залегающих на определенной территории пластах.
  • Несмотря на высокую стоимость обустройства артезианской скважины, подобные стволы можно бурить даже под жилыми домами. Прослужить подобная скважина может более 50 лет.
  • При бурении артезианской скважины водяной столб будет довольно высоким. Это обусловлено тем, что вода находится под большим давлением. Сразу после завершения бурения пласта над подземным озером вода устремляется вверх.
  • На артезианские скважины не нужно монтировать дополнительные системы очистки.

Недостаток у таких скважин один – высокая стоимость бурения. Однако все затраты компенсируются высоким качеством воды.

Решив установить песчаную скважину, можно получить примерно 0,5-1,5 куб. м воды в час. Если выполнить бурение артезианской, за это же время будет прибывать до 10 куб. м воды. В этом случае можно обеспечить чистой водой большой загородный дом с бассейном.

Технология бурения скважины

Порядок работ при сооружении скважины довольно простой. Сначала потребуется найти подходящее место для бурения. К нему должен быть хороший доступ, чтобы проводить своевременное обслуживание. Располагать точку бурения скважины необходимо в самой нижней точке загородной территории. Затем бурят ствол, монтируют обсадные трубы и оборудование.

Читайте также:
Установка систем очистки воды: этапы и возможные ошибки

Если задумано бурить глубокую скважину, следует обратиться к профессионалам. Они обладают специальной техникой, что позволяет проводить бурение быстро и без лишних затрат. Особое внимание стоит уделить самостоятельному обустройству скважины.

Бурение ствола скважины

Прежде чем начинать бурение скважины на воду, следует сначала обустроить приямок. Он должен иметь размеры 1,5х1,5 м. Глубина приямка должна быть около 2 м. Он может и не обустраиваться. Однако с приямком можно использовать более длинные штанги при бурении.

Дальнейшая последовательность работ по бурению скважины такова:

  • Необходимо обустроить буровую вышку. Она может представлять собой треногу, собранную из бревен и труб. Могут использоваться и полупрофессиональные вышки. Их часто берут напрокат для выполнения скважин на частной территории.
  • При бурении понадобится определенное количество насадок. Каждая из них необходима для прохождения определенных пород. К примеру, чтобы пробурить мягкий грунт, понадобится змеевик. Когда будут буриться плотные слои грунта, следует использовать буровые ложки. Для разбивания камней используют долото. Чтобы удалять спесь и пройти плывун, понадобится желонка.
  • Основным элементом, которым проводится бурение скважины, является буровая колонна. Она представляет собой металлическую трубу диаметром 25 мм. На нее надевают насадки. Колонна является составной. При погружении на определенную глубину трубу удлиняют дополнительными секциями. Элементы колонны соединяются как штифтами, так и при помощи резьбы.
  • Один ход при бурении позволяет погрузиться в грунт на 0,5 м. Затем колонну следует вытаскивать и очищать. После вскрытия кровли пласта необходимо перейти на желонку. Она имеет обратный клапан. Водоносный пласт является довольно мягким. Его можно пройти довольно легко. Дальше, чем на 0,5 м, заглубляться не следует. Если при бурении не учитывать этот момент, можно пробить подошву, и вода начнет уходить вниз.

Можно воспользоваться и более простой технологией бурения – ударной. Принцип работы при этом довольно прост. Такой метод бурения включает следующие этапы:

  • Мягкий слой грунта проходят шнеком.
  • Затем из трубы необходимо выполнить снаряд. Его длина должна быть около 0,5 м. С нижней стороны снаряд затачивают и закаляют. Можно воспользоваться готовой буровой коронкой.
  • С обратной стороны, чтобы утяжелить снаряд, понадобится приварить штангу, а к ней привязать шнур.

Бурение при помощи такой конструкции объясняется довольно просто. Снаряд бросают в ствол. Он заглубляется под своим весом. Затем его необходимо вытащить за шнур и очистить. Однако у такого способа имеется один недостаток. Стенки ствола не будут ровными. Его диаметр при этом окажется довольно маленьким. Такое бурение проводить довольно просто. Работа выполняется быстро и без особых усилий.

Обсадка колонны

Когда бурение ствола будет завершено, его укрепляют при помощи осадных труб. Существует 3 варианта, которые следует рассмотреть подробнее:

  • Трубы из стали. Их используют при бурении, если грунт на участке нестабильный, а также при большой глубине бурения. Такие изделия очень прочны и надежны. Их единственным недостатком является подверженность ржавлению.
  • Асбестоцементные трубы. Их используют для укрепления колонн довольно часто. Однако для таких задач подходят только напорные трубы, отличающиеся дороговизной. Соединяются они муфтой, что уменьшает диаметр колонны.
  • Трубы из пластика тоже широко распространены при бурении скважин. Их стоимость довольно невысокая, такой материал не ржавеет, отличается экологической нейтральностью и долговечностью. Если грунт стабильный, а бурение проводится на глубину до 50 м, использоваться пластиковые трубы можно без опасений.

Фильтровальная колонна

Скважина не может эксплуатироваться без фильтровального комплекса. В конструкции обязательно располагается колонна, в которой имеется сетка для грубой очистки воды и перфорация. Перфорированный сектор дополняется фильтрующим слоем. В конструкции фильтрующей системы присутствует отстойник, в котором оседает шлам. Фильтр в колонне может быть щелевым или с дырчатой перфорацией.

Дырчатые фильтры выполняются довольно просто. Их можно сделать, если просверлить некоторое количество отверстий необходимого диаметра. Выполнять дырки нужно в шахматном порядке.

Большей эффективностью обладают щелевые колонны. Щели в них нарезают определенными секторами. Сетка для фильтрации, расположенная вокруг колонны, выбирается в зависимости от глубины бурения скважины.

Фильтр можно установить своими руками. Для этого следует выполнить ряд простых действий. Сначала из колонны удаляют шлам и заглушают ее низ. Чтобы решить такую задачу, необходимо выполнить небольшой мешочек (по размеру колонны) и засыпать цементной смесью. Состав должен содержать 1 кг песка и столько же цементного порошка. Мешочек опускают на дно колонны. Спустя трое суток, пробка надежно схватится.

Адаптер или кессон

Кессон представляет собой колодец, устанавливаемый в верхней части конструкции. Он необходим для возможности круглогодично обслуживать скважину. Одна из его основных функций – утепление. Кроме того, он также выполняет защитную функцию. В кессон помещают специальные приборы, которые позволяют скважине нормально функционировать. Одним из преимуществ установки кессона является отсутствие шума от работающего оборудования.

Кессоны выполняют из различных материалов. Они могут быть пластиковыми или железобетонными. Самыми распространенными являются изделия из металла и пластика. Это объясняется их долговечностью и герметичностью. При стабильном грунте лучше использовать пластиковые трубы. Это позволит сэкономить на устройстве скважины. При наличии плывуна или грунтовых вод устанавливают металлическую колонну.

Адаптер является специальным переходником, позволяющим сделать выход колонны из обсадной трубы абсолютно герметичным. Уго устанавливают ниже уровня промерзания грунта. Его стоимость ниже, чем у кессона. Однако спустя каждые 2-3 года в нем необходимо менять прокладки. По этой причине многие выбирают установку кессона.

Сопутствующая аппаратура

Принцип работы скважины на воду довольно простой. Вода в ней поднимается из подземных озер наверх за счет высокого давления. В дом она подается за счет насоса. Насос при этом играет основную роль в работе системы автономного водоснабжения. Бытовые насосы при монтаже скважины на воду использовать не следует. Они не подходят для долговременной эксплуатации. В результате постоянной вибрации ил, поднимающийся со дна, забивает систему фильтрации.

Прежде чем выбирать конкретный насос, следует определить уровень зеркала воды. Если он располагается на глубине 8 м, следует использовать самовсасывающие агрегаты. При уровне зеркала на 15 м применяют такие же приборы, но верхним эжектором. Для погружения на глубину более 20 м выбирают глубинные насосы.

Читайте также:
Неисправности гидроаккумулятора: виды, диагностика причин и способы ремонта

В список сопутствующего оборудования входят:

  • Оголовок для обсадной трубы. Благодаря этому элементу конструкции в ствол не попадает мусор. Его тоже изготавливают из пластика или металла. Пластиковый оголовок способен выдержать нагрузку до 200 кг. При использовании металлического изделия максимальная масса груза может составлять 500 кг. Соединение выполняют фланцевое. Оно является абсолютно герметичным. Для этого используется резиновая прокладка.
  • Гидроаккумулятор предназначается, чтобы компенсировать гидроудар. За счет его использования насос эксплуатируется менее интенсивно. Его нередко называют мембранным баком. Емкость гидроаккумулятора выбирают исходя из мощности установленной конструкции. Устанавливают гидроаккумулятор в кессоне.

Другая аппаратура для скважины представляет собой реле давления. Оно контролирует включение насоса. Кроме того, за счет него включается манометр давления и клапан удаления воздуха из системы.

Выводы

Как может показаться, устройство скважины, как и принцип ее работы, отличаются простотой. Однако нельзя однозначно утверждать о легкости выполнения такой работы. Процесс обустройства системы автономного водоснабжения требует знания определенных особенностей технологии. Если появились сомнения в своих силах и знаниях, следует доверить бурение профессионалам. В этом случае установка скважины окажется дешевле.

Устройство скважины для воды: схема и принцип работы

Источником воды – технической, а порой и питьевой, на дачном участке является не водопровод, а колодец или скважина. Экономичность такого решения очевидна: поставка воды не зависит от работы коммунальной службы, да и качество, нередко, у колодезной воды выше. Поэтому и разберем принцип работы скважины для воды, типы насосов.

Предпочтение отдается скважине, так как последняя заглубляется в водоносный слой куда сильнее и от сезонного колебания уровня грунтовых вод не зависит. Водозаборная скважина – вертикальное углубление с круглым сечением. Глубина выработки зависит от назначения и глубины залегания водоносных слоев. Задачей ее является накопление воды из слоя и подача на поверхность.

Как работает скважина на воду

Вода в скважине, как и в колодце, находится на уровне или чуть выше уровня воды в водоносном слое. Для ее подачи наверх устанавливается насос.

Выработка укрепляется обсадной трубой: в противном случае грунт со стенок будет осыпаться, и скважина быстро перестанет функционировать. В качестве обсадной используются стальные, асбестоцементные и пластиковые трубы.

В нижней части трубы формируется фильтр. Для этого внизу обсады высверливаются или выжигаются отверстия, а затем перфорированная часть оборачивается фильтровальной сеткой. Выпускаются и специальные перфорированные обсадные трубы.

Принцип работы: схема и из чего состоит

Схема работы скважины выглядит так:

  • Вода из водоносного слоя через фильтр попадает в скважину;
  • Насос при включении нагнетает воду по водонапорной трубе;
  • Вода подается наверх в приемник и перемещается по водопроводу.

Схема может видоизменяться в зависимости от того какой насос выбран – погружной или поверхностный, оборудуется ли зимний водопровод и так далее. О принципе бурения скважин на воду читайте тут.

Диаметр устройства

Диаметр скважины зависит от двух главных факторов: типа насоса, который предполагается установить и количества воды. Стоимость работ по бурению тоже следует учитывать. Чтобы понять, как устроен насос, смотрите чертежи ручного насоса для скважины в этом материале.

Диаметр скважины рассчитывается следующим образом: диаметр насоса, плюс 4 мм по периметру для погружения, плюс толщина стенок трубы.

  1. Объем воды – определяется по среднему количеству воды на каждого потребителя: члены семьи и оборудование. В среднем это составляет около 3 куб. м в час. В этом случае глубина скважины составит не более 50 м, а диаметр – не менее, чем требуется для погружного насоса – от 75 мм. Если потребление воды составляет более 8 куб м, нужен насос более мощный, а, значит, и труба более объемная. Чем больше диаметр скважины, тем значительнее фильтрующая часть обсады, а, значит, и больший объем воды можно получить.
  2. Тип насоса – большинство погружных насосов имеют диаметр в 100 мм. Это означает, что параметр трубы должен составлять 110 мм, а диаметр скважины сумму 110 мм и удвоенной толщины стенки. Для трехдюймового насоса – 75 мм, достаточно трубы в 90 мм. Еще один вариант – самовсасывающий насос, для работы которого достаточно минимального размера выработки – 50 мм. Глубина при этом невелика – 8–9 м. Малый диаметр скважины имеет еще один эксплуатационный недостаток – сложности с очисткой. При столь малых размера выбор способа прочистки очень ограничен.
  3. Стоимость – чем больше диаметр скважины, тем дороже ее устройство. Оптимальный вариант рассчитывается как компромисс между требуемым объемом воды и финансовыми возможностями.

Если у вас есть огород, вы можете организовать полив из скважины. По ссылке перечислены виды водяных насосов.

Датчики уровня воды и водяные насосы

Для насоса наибольшую угрозу представляет перегрузка. Возникает она при «сухом ходе», то есть, при попытке включить насос без воды. При ее отсутствии мотор быстро перегревается, и в лучшем случае, отключается.

Чтобы избежать таких ситуаций, скважины оборудуются датчиками уровня воды.

  • Поплавковый выключатель – состоит из реле уровня, и поплавкового датчика. Реле регулирует работу клапанов и пускателя прибора, а поплавок фиксируется на определенном уровне – последний рассчитывается исходя из типа и размера насоса. При уменьшении уровня воды ниже датчика, размыкается электрическая цепь, и насос не включается. Опытные дачники собирают механическую версию устройства буквально из чего попало. На дощечке закрепляется замыкающий цепь и рычаг, поплавок на леске опускается на воду, а скользящий грузик-противовес фиксируется на уровне рычага. При понижении уровня воды, опускается поплавок, а грузик поднимается – рычажок поворачивается и размыкает цепь.
  • Датчик давления – регистрирует давление на выходном патрубке. Менее эффективный способ, так как аппарат отключается только после регистрации режима «сухой ход», а для запуска насоса после отключения необходимо вручную заполнять его водой.
  • Датчик протока – монтируется в проточной части насоса. При нормальном давлении воды лепестковый клапан отжимается, магнит на его обратной стороне замыкает герконовое реле и насос запускается. Если напор воды снижается, подпружиненный лепесток разжимается, магнит удаляется от реле и цепь размыкается.
Читайте также:
Что делать, если вода из скважины желтеет на воздухе и при нагревании

В некоторых случаях скважины функционирует без датчиков. Например, когда за работой насоса наблюдает персонал, у скважины очень высокий показатель дебита и так далее. Скорее всего, вам понадобятся автоматические насосы для скважин. Однако иногда используется ручной водяной насос для скважины. Также читайте, какой нужен насос для скважины 2 дюйма.

Различия между типами скважин обусловлены глубиной залегания водоносного слоя и тем качеством воды, которое желают получить устроители колодца. На схеме – виды скважин на воду:

  • Абиссинский колодец – простейший вариант забивной скважины. Возможен на участках, где водоносный пласт имеет небольшую глубину – до 12 м. Качество воды целиком зависит от строения почвы на участке. Скважину разрешается бурить на участке, при необходимости – даже в подвале дома.
  • Песчаная скважина – добывает воду из более глубоких водоносных слоев – до 50 м. Устраивается в случаях глубокого залегания водоносного пласта, или при желании получить более качественную питьевую воды из второго или третьего слоя. Как правило, вода тем чище, чем глубже расположен водоносный слой.
  • Артезианская скважина – оборудуется при добывании воды из водоносного известнякового пласта. Фильтры в этом случае не нужны.

Скважина бурится между двумя водоупорными слоями, при вскрытии пласта вода поднимается значительным выше водоносного слоя и даже фонтанирует. Артезианская скважина характеризуется большим притоком воды – дебитом и длительным сроком эксплуатации. Самостоятельно пробурить ее нельзя, так как глубина залегания известнякового слоя составляет от 30 до 200 м. Узнайте, можно ли из колодца сделать скважину.

Как найти воду и обустроить скважину

Водоносный слой есть на любом участке: разницу составляет глубина его залегания. Поэтому когда говорят о поиске воды на территории дачи, имеют в виду слой, доступный для разработки.

  • Если у соседей на участках есть колодцы или скважины, проще всего посоветоваться с ними.
  • Куда более точную информацию можно получить, обратившись к соответствующим организациям, в частности к тем, что занимаются гидрогеологией.
  • Обнаружить воду на участке помогут животные: собаками никогда не отдыхают на участках, где вода близко подходит к поверхности грунта, а вот кошки, наоборот, предпочитают именно их. Рыжие муравьи обустраивают муравейники только на сухих местах, а столбы мошкары служат верным признаком близости источника воды.
  • В местах, где водоносный слой близок к поверхности растут влаголюбивые растения: камыши, вербы, смородиновые кусты, крапива.
  • Никак не обоснованный, но вполне практичный метод лозоходцев вполне применим:. Для этого используется сухая ветка дерева с раздвоенным концом или два проволочных отрезка с отогнутым на 90 градусов фрагментами длиной в 10 см. Над участком источником рамки скрещиваются.

Найденный участок должен удовлетворять еще одному важнейшему требованию: удаленностью от источников загрязнения – выгребным ямам, хозяйственным подстрокам., где содержатся животные, сливам, мусорным ямам, дренажным и канализационным системам. Также рекомендуем материал про кольца колодцев.

На фото – бурильная установка:

Если предполагается снабжение водой жилого здания, то желательно выбирать участок близко расположенный – не более 3 м от фундамента. Скважина малого диаметра может быть обустроена и в подвале. Бурение производится следующим образом:

  1. Перед бурением на выбранном участке выкапывается шурф – углубление размером 1,5*1,5 м. Стенки шурфа зашиваются досками.
  2. Над шурфом устанавливается буровая вышка – тренога из бревен или металлических труб. На вершине треноги закрепляется лебедка, а к ней – колонка для бурения. В зависимости от диаметра будущей скважины она состоит из 3, 4 или более метровых штанг, диаметром 114–219 мм, соединенных друг с другом в одно целое.
  3. Для этой работы необходимо как минимум двое человек: штанга поворачивается ключом вокруг своей оси, пробуривая грунт, в то время как второй исполнитель ударом молотка сверху сообщает буру дополнительную нагрузку.
  4. Более эффективны слаженные действия 4 человек: двое прокручивают бур, а двое приподымает и опускают бур с помощью лебедки.
  5. Через каждые 50–60 см бур нужно вытаскивать полностью и очищать от земли.
  6. Скважины бурятся на необходимое глубину – определяется по уровню воды в выработке, очищается желонкой и промывочным насосом.
  7. В скважину вбивается обсадная труба с фильтром. Зазор между грунтом и трубой заливается бетоном. Обсада возвышается над уровнем грунта. Необходимо обустроить вокруг скважины глиняный замок: в противном случае в нее будет попадать талая и дождевая вода с поверхности, что значительно снижает качество воды.
  8. Насос с водостойким силовым кабелем и трубой для подачи воды закрепляется на страховочный трос, и опускается в скважину.
  9. Труба подачи выводится наверх, приваривается к кессону – приспособлению для герметизации устья. В нем высверливаются отверстие, труба подачи приваривается к оголовью кессона.
  10. На трубу монтируется кран подачи воды, кессон присыпается с землей. Если предполагается монтаж водопровода, то трубы подачи соединяется с кессоном. Также читайте, как сделать кессон для скважины своими руками.

Иногда требуется несколько контрольных бурений, чтобы определить самый эффективный источник. Зачем нужен фильтр для воды от железа на даче расскажет эта ссылка.

На видео рассказывается об обустройстве скважин:

Собственная скважина на участке решает несколько разноплановых задач. Даже если дачей предполагается пользоваться только летом, скважина позволяет получить достаточный объем воды для полива. А при круглогодичном проживании в коттедже можно без особых усилий организовать собственный водопровод, действующий независимо от общей системы. Скорее всего вам понадобится фильтр для скважины от железа. Данная статья расскажет о том, какой погружной насос для колодцев лучше.

Устройство скважины на воду: полезно знать

Вы узнаете, что такое дебит скважины, кессон, оголовок, адаптер, пакер и обсадная труба. Рассмотрите устройство, схему и принцип работы скважин на песок, игла и артезианской скважины на воду.

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.

Читайте также:
Фильтры для воды из скважины для очистки от извести и песка

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

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.

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.

Вращательный способ ручного бурения скважин на воду

Этот метод немного сложнее забивного (ударного). Но он более эффективный. Позволяет установить в скважине обсадные трубы диаметром 126, 132 мм и более. В них можно опустить погружной насос. Тогда глубина бурения будет не ограничена с точки зрения высоты подъема воды, так как напор погружных насосов для скважин равен 60 метров и более.

Шнек бур для вращательного ручного бурения

На рисунке видим бур, который врезается в землю при его вращении. После того, как шнек полностью войдет в грунт, сверху его наращивают бурильной трубой при помощи резьбового соединения. После каждого углубления скважины на длину шнека, его достают на поверхность, для снятия налипшей земли. Тем самым формируется ствол скважины, свободный от песка и глины.

Шнек вращают два человека, которые ходят вокруг устья скважины. При небольшой проектной глубине бурильные штанги со шнеком можно доставать вручную. Для достижения большой глубины необходимо использовать вышку и лебедку. Вышка может быть самодельной – тренога из деревянных стоек. Высота должна быть больше длины бурильной штанги.

Нужная глубина скважины достигается, когда поднимаемый грунт станет мокрым. После этого в скважину опускают обсадные трубы (металлические или пластиковые). Они укрепляют стенки скважины, предотвращают обвал грунта, изолируют водозаборный горизонт от грязных поверхностных вод. Нижняя труба обсадной колонны – фильтр. Во внутрь можно опустить погружной насос, который по шлангу или по трубам будет подавать воду потребителю.

Устроение скважины для воды

Скважина — это общее наименование горных выработок круглого сечения, у которых диаметр намного меньше глубины. Под «скважиной на воду» обычно подразумевают искусственное вертикальное отверстие в земле для добывания этого ресурса. Ещё их называют трубными колодцами по аналогии с традиционными шахтными колодезями.

Водяные скважины бывают:

  • Абиссинские, глубиной до 30 м. Их тонкая обсадная (она же и питающая) труба с фильтром забивается в землю на нужную глубину. Их предназначение такое же, как и у пробурённых вручную песчаных колодцев.
  • На песок ручного бурения, глубиной до 40 м. Бурятся вручную ударно-канатным методом. Устанавливаются как в напорные, так и в безнапорные водоносные слои для получения технической и питьевой воды.
  • Машинного бурения, глубиной до 80 м. Проходятся буровыми установками до песчаных или иных водоносных слоёв, доступных в данной местности. Как правило, этот метод используют, когда хотят получить чистую питьевую воду.
  • Артезианские, большой глубины — свыше 100 м. Сооружаются специальными буровыми установками для получения в больших количествах исключительно чистой питьевой или минеральной воды.

Традиционные шахтные колодцы тоже можно в некотором приближении считать разновидностью скважин. Их бурят с помощью специальной установки или копают вручную.

Колодцы сооружают там, где есть родники — в местах выхода на поверхность чистых подземных вод. Либо роют до песчаного водоносного слоя. Глубина колодца обычно 4–12 м.

Особенности конструкции

Все скважины устроены одинаково, некоторые отличия будут иметь только те из них, которые пробурены в скальных породах. Устройство скважины на воду, схема которой приведена на рисунке 2, похоже на конструкцию того же классического колодца. Имеет такое устроение:

Читайте также:
Почему насос не качает воду из скважины: причины, поиск неисправностей и профилактика

  1. Пробурённое в грунте отверстие обсаживается трубой для укрепления его стенок и отсечения вышележащих грунтов и вод.
  2. Забой трубы (нижний конец) должен находиться в водоносном пласте, из которого вода поступает в резервуар обсадной колонны и образует в нём столб определённой высоты. Толщина используемого водоносного пласта должна быть не меньше, чем длина фильтра.
  3. В нижней части обсадки устанавливают фильтр, соответствующий фракции наполнителя слоя-водоноса. Для скважины на песок фильтрующий элемент — это мелкая сетка. В глубоких артезианских колодцах фильтр не нужен вовсе.
  4. Фильтр может быть как внешним, сделанным снаружи обсадной трубы непосредственно возле её забойной части, так и внутренним (погружным). В последнем случае он выходит из нижнего края трубы и располагается в водоносном слое.
  5. Верхняя часть готового колодца (устье) оснащается соответствующим его назначению образом. Это может быть: оборудование кессона, колонки, подземный вывод трубы от погружного насоса в дом и установка наружного электрического или ручного насоса. Вода снизу подаётся с помощью питающей трубы, опущенной внутрь обсадной колонны.
  6. На поверхности между трубой обсадки скважины и землёй ставится глиняный замок. Это не позволяет загрязнителям с поверхности проникать в глубину скважины с наружной части трубы. На устье ставится защитный оголовок (рис. 1, 2).

Иногда в каменистых грунтах бурят колодцы без обсадки. Оборудуются и работают они так же, как и обсаженные. Общая схема проходимых при бурении грунтов показана на рисунках 1 и 3.

Основные компоненты

Самыми важными компонентами трубного колодца являются обсадная труба и фильтр. Пробурённую и обсаженную скважину с фильтром после прокачки и определения дебита можно считать практически готовой.

Обсадные трубы бывают пластиковые или стальные и состоят из сегментов, которые могут иметь резьбовое или сварное соединение. В любом случае оно должно быть прочным и водонепроницаемым. Недопустимо использование резьбовых муфт или толстых сварных швов — их выступающие наружу части будут препятствовать погружению трубы в грунт.

И стальные, и пластиковые трубы имеют свои преимущества и недостатки. Поэтому иногда для обсадки используют обе трубы – стальную снаружи и пластиковую внутри.

Внешний фильтр (рис.1) изготавливается на околозабойной части обсадной трубы. Для этого в ней сверлятся или прорезаются отверстия, поверх которых на трубу наматывается нержавеющая проволока, а на неё — мелкая сетка из не окисляющегося в воде материала.

Погружной фильтр — отдельное изделие, каркасное или изготовленное из части трубы меньшего сечения, чем внутренний диаметр обсадки. Изготавливается так же, как и наружный. В верхней его части монтируются уплотнительные кольца (сальники) для предупреждения попадания песка снизу во внутренний резервуар колонны. Верхняя часть фильтра остаётся в трубе при его установке, а фильтрующий элемент выходит из обсадной колонны и пребывает в песке (рис. 2, 3).

Предпочтительнее применять внутренний погружной фильтр. В отличие от наружного, его можно вытащить при проведении капитального ремонта. К тому же он не засоряется в процессе заглубления обсадки при бурении.

Для работы наружного ручного или электрического водяного насоса применяется питающая труба с обратным клапаном в нижнем окончании. Её сечение меньше, чем у обсадки, и должно соответствовать характеристикам насоса.

При оборудовании колодца погружным насосом в качестве питающей может применяться труба или шланг с обратным клапаном или без него.

На обустройстве скважины не стоит экономить. От качества обсадки с фильтром зависит её срок службы и эффективность. Так, пластиковая обсадная труба обойдётся дешевле стальной, но из-за меньшей прочности её нельзя использовать там, где есть риск смещения грунта или плывуны.

Что такое водяная скважина: строение и эксплуатация

Для автономного водоснабжения частных домов и предприятий промышленности необходим отдельный источник воды. Чаще всего выбирается водяная скважина. Зная конструктивные характеристики разных типов источников, основные компоненты и функциональные узлы, а также последовательность подключения оборудования, можно создать скважину под чистую воду самостоятельно.

  1. Виды скважин и способы бурения
  2. Абиссинский колодец
  3. Скважина на песок
  4. Артезианская скважина
  5. Как устроена скважина
  6. Особенности эксплуатации

Виды скважин и способы бурения

Скважина — это источник автономного водоснабжения с забором жидкости из подземных пластов

Понятие «скважина» очень широкое. Оно означает не только сооружение, применяющееся для того, чтобы поставлять воду. Есть и другие классы подземных шахт, распределяемые по назначению: для добычи нефти, газа, полезных ископаемых, геологоразведки, газификации углей, вентиляции подземных строений. Существуют скважины под трубопроводы, расположенные параллельно поверхности. Для их создания используют метод ГНБ – горизонтально-направленного бурения.

В быту скважинные шахты применяют для получения чистой воды, а также для отопления, если к ним подключают мощные тепловые насосы.

В зависимости от водного горизонта возводятся следующие виды скважин:

  • источник, пробиваемый до песчаных пластов на глубину от 10 до 30 метров;
  • абиссинский колодец;
  • артезианский водозабор.

В последнем случае вода проходит между слоями известняка: при создании шахты пробуривают водоносный горизонт. Глубинный показатель такого источника – больше 40 м.

Вид водозаборного устройства определяет качество жидкости, сложность возведения и производительность гидросооружения.

В соответствии с российским законодательством – ФЗ «О недрах» – пробивка скважинной шахты и пользование гидротехническим объектом с первого водяного пласта возможны без регистрации.

В этой категории находятся не только водозаборные конструкции из верховодки, но и сооружение на песок, абиссинский колодец. Методы бурения для разных видов гидросооружений различаются.

Абиссинский колодец

Схема абиссинского колодца

Конструкция скважины отличается простотой, ее можно соорудить своими руками. Она подойдет для маленького домика или дачи. Подъем жидкости ведется с помощью ручного или наземного электронасоса через узкую герметичную трубу с острым концом, который выглядит как игла. В колодец не проникают грязные стоки с верховодки, при этом отсутствует сильная минерализация, поскольку шахта не слишком глубокая.

Минусом считается то, что сооружение колодца возможно на дачном или приусадебном участке, где водоносный слой проходит не глубже 8–10 метров.

Читайте также:
Насосная станция Гардена 3000: устройство, принцип работы и отзывы

Иначе напорное оборудование не сможет поднимать воду на поверхность. Зато такая скважина недорого стоит. Цена готовой конструкции, которую нужно лишь установить, начинается от 2500 рублей.

Обустройство забивной скважины ведется тремя способами:

  • Штанговая пробивка земли. Применяется узкий прут арматуры, который сделан из прочного металла. Им наносятся сильные удары по хвостовику фильтра, пока тот не доберется до водоносной жилы.
  • Использование «бабки». По принципу работы этот вариант схож с предыдущим. Но вместо ударного инструмента в шурф опускается груз с отверстием.
  • Шнековое бурение. Для него применяется ручной винтовой бур. Это самый простой, безопасный и эффективный метод пробуривания абиссинского колодца. Но процесс осложняется тем, что высота ручного бура не позволяет достигать даже верховодного горизонта. После заглубления на полтора метра штангу наращивают дополнительными секциями.

При проведении работ нужно быть максимально аккуратным: если игла напорется на камень, произойдет разрушение всей конструкции.

Скважина на песок

Пробивается до водоносного слоя, находящегося под глиной в песчаном пласте. В конструкции используются обсадные пластиковые трубы диаметром от 125 мм.

Скважинные шахты на песок бурятся с помощью таких приспособлений:

  • ручной садовый ямобур;
  • механический шнековый бур;
  • бурильное устройство, работающее на бензине;
  • установка на автомобильном ходу.

Последний вариант отличается максимальной производительностью – для создания шахты потребуется всего три часа.

Если грунт сильно каменистый, используют специальное бурильное долото, как и при создании шпуров под анкера или для взрывных работ.

Для обеспечения нормального качества добываемой воды, чтобы ее можно было пить, нужны специальные фильтры грубой и тонкой очистки, обезжелезивания. Без этого жидкость лучше использовать только для технических нужд.

Плюсом такого варианта водозабора является отсутствие необходимости лицензирования и сравнительно невысокая стоимость. Цена вопроса – от 25000 рублей.

Артезианская скважина

Так называют источники, которые могут достигать 70–100 м в глубину, и сверхглубокие – больше 200 м. Вода из глубинных водозаборов намного чище и пригодна для питья, но такое гидрологическое сооружение требует получения лицензии с присвоением определенного кода и внесением в особый классификатор ОКОФ как недвижимого объекта. Для этого необходимо обращаться к руководству местного отдела природопользования.

При выборе этого вида скважин нужно учитывать, сколько они стоят. Сумма выходит немаленькой. Чтобы обустроить стометровый артезианский источник под ключ с оформлением и строительными работами, придется выложить не меньше 400000 рублей.

Важно выбирать проверенную компанию, были случаи, что буровики обманывали клиентов, устраивая некачественную и недолговечную скважину.

Чтобы сделать артезианскую скважину на участке, используют мощные буровые самоходные установки на базе КамАЗов. Если водный уровень не превышает 100 метров, можно применять малоразмерные буровые агрегаты. Мини-установки обладают небольшими габаритами, мобильны и позволяют пробурить шахту на участке со сложным рельефом и большим количеством строений.

Как устроена скважина

Схема обвязки скважины

Стандартная установка состоит из обсадной трубы, которая защищает стенки от осыпания, сетчатого фильтра, оголовка, герметизирующего устье и магистралей водопровода. Иногда их оборудуют кессонами или адаптерами для защиты водоподъемного оборудования.

Устройства для забора воды подключаются последовательно по схеме, соединяющей следующие элементы:

  • насосную станцию с электрическим приводом;
  • обратный клапан;
  • гидравлический аккумулятор или простой накопительный бак;
  • реле давления;
  • фильтры тонкой очистки.

Схема скважины на воду и принцип ее работы связаны. Жидкость поднимается из водоносного слоя, просачивается через фильтр внутрь шахты. Включенный насос направляет ее по магистрали водопровода к дому через гидроаккумулятор и фильтрующие установки.

Для подъема воды могут использоваться:

  • погружные насосы;
  • электроцентробежные установки – УЭЦН;
  • штанговые напорные станции – ШГН.

Не только насосное оборудование применяются для добычи жидкости. При эрлифтном способе жидкость движется вверх под действием газа, который подается нагнетательным оборудованием в трубную колонну. Если же подъем осуществляется с помощью пластовой энергии, такой метод называется фонтанным. Его обычно используют для нефтедобычи.

Перед тем как бурить скважину, необходимо решить, зачем она нужна: только для хозбытовых нужд или для пищевых и питьевых целей. Затем следует рассчитать ее дебит по любой подходящей формуле – их в сети очень много – или с помощью онлайн-калькулятора. Дальше составьте схематический рисунок будущей системы водоподачи с учетом того, насколько близко расположены грунтовые воды. При проектировании лучше использовать картинку в разрезе. Затем следует хорошо обдумать, какое оборудование и материалы необходимы, составить смету.

После бурения проводится обвязка скважины, которая предполагает монтаж кессона, насоса, гидроаккумулятора и прочих узлов.

Особенности эксплуатации

Длительность работы скважинной шахты без перебоев зависит не только от правильно проведенного монтажа, но и от разумной эксплуатации, включающей регулярное проведение профилактических работ в определенные сроки:

  • Ежедневно проверяют органолептические качества жидкости. Если вода стала мутной или начала плохо пахнуть, потребуется анализ образцов в условиях лаборатории.
  • Проверку шахты гидросооружения проводят раз в два года.
  • Фильтры обследуют, если надо, делают чистку раз в три месяца.

Регулярность профилактического осмотра напорного устройства должна быть указана в руководстве пользователя. Но даже если приборы работают без проблем, их надо проверять минимум раз в полгода. Время от времени требуется прокачивать скважину для избавления от возможных загрязнений. Определение периодичности прокачивания зависит от дебита водозабора.

Результаты профилактических проверок записываются в особом журнале, обязательно указывается дата. Эти записи используют для выявления потенциальных неполадок.

Если гидроустановка загерметизирована, для проверочных работ используют специальные устройства – лубрикаторы. Они предназначены для обеспечения спуска и подъема скважинных приборов на кабеле или проволоке без разгерметизации устья скважины.

Если сооружение оборудуется рядом с домом, где предполагается круглогодичное проживание, требуется подготовить его к зимним морозам. Чтобы не образовывалась ледяная пробка в обсадной колонне, производится ее утепление до уровня промерзания земли. Нужна также и теплоизоляция кессонной емкости.

Правильное устройство скважины для воды позволит обеспечить живительной влагой даже большой коттедж. При грамотной эксплуатации и соблюдении мер профилактики водозабор прослужит без ремонта не меньше полувека.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: