Конструкция скважины на воду схема


Конструкция, принцип работы и схема скважины на воду

Решив обзавестись личной скважиной, владельцы частных домов, дач и земельных участков стоят перед выбором способа её бурения. Чтобы принять верное решение, необходимо знать устройство трубного колодца и картину залегания водоносных пластов. Принцип работы и схема скважины на воду достаточно просты, и для их понимания не требуется специального геологического образования.

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.
Поливочная лента для капельного орошения

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:

  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.

Капельная система полива: схема сборки и комплектующие

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.

Рис.1

Рис. 2

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.

Технология рытья колодца своими руками

Функционирование трубного колодца

Принцип работы скважины на воду прост, как и у всех колодезей. Вода из-под земли поступает через фильтр в нижнюю часть трубы, играющую роль резервуара-колодца. Под давлением снизу она поднимется в нём выше водоупорного покрова слоя-водоноса (артезианский эффект) и устанавливается на уровне грунтовых вод (для скважин «на песок»). Из обсадной колонны, как из колодца, добываемый ресурс выкачивается на поверхность. Погружной насос или заборный конец питающей трубы наружного насоса должны быть опущены ниже динамического уровня воды (рис. 2), который обусловлен дебитом трубного колодца.

Рис. 2

Скорость притока воды в скважину называют её дебитом. Он выражается в объёме за единицу времени. Если, например, нужно из скважины ежечасно выкачивать 3 куб. м воды, а поступает в неё только 1 куб. м в час, то дебит колодца называют низким.

Как работает скважина на воду изображено на рисунках 1—3. Для нормального функционирования она должна быть опущена в напорный водоносный слой, который будет обеспечивать регулярный приток в неё воды. В этих пластах воду содержат такие твёрдые породы разных фракций:

  • крупный песок;
  • песчаники;
  • гравий;
  • галька;
  • известняк;
  • скальные трещины.

Как правило, чем глубже расположен водоносный слой, тем крупнее фракция его наполнителя. Так, неглубокие скважины на воду опускаются в песчаные водоносные слои, а сверхглубокие черпают воду из трещин в скальных и известняковых породах.

Верный выбор водоносного слоя и качественно изготовленный фильтр обеспечат несколько десятилетий исправного водоснабжения дома или участка.

Обустройство скважины на воду своими руками

pion.guru

Устройство, схема и принцип работы 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, м3/сутки или м3/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 м3/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.

otlad.ru

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.

Рис. 7 Оголовки

Адаптер

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

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

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

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.

montagtrub.ru

Как устроена скважина на воду – тонкости технологии

Сейчас уже никто не будет спорить с тем, что самый лучший и надежный способ обеспечить свой дом бесперебойным водоснабжением, это пробурить персональную скважину. Если у вас есть средства, то можно заказать работу на фирме. В противном случае, придется вести строительство скважины на воду своими руками. Но в любом случае, следует четко представлять конструкцию, порядок работ и методы обустройства скважины.

В данной статье мы поговорим об основных правилах.

Геологический разрез скважины на воду.

Разделение по типам

Говоря о том, какие бывают скважины на воду, нельзя не вспомнить о колодце. Его теоретически также можно считать одной из разновидностей скважин, только большого диаметра, но это отдельная, широкая тема. А сейчас мы будем рассматривать материал конкретно по скважинам. Типы скважин на воду разнообразием не отличаются, точнее основных всего 2, артезианский и песчаный.

Устройство водоснабжения дома.

Вода из песчаной скважины

  • Данный тип является наиболее распространенным, но он больше подходит для сугубо личного пользования. Вода из этого уровня, в большинстве случаев, по своим параметрам классифицируется как техническая и зачастую годится только для полива или купания.
  • Глубина залегания песчаных водоносных слоев невелика, в среднем 10 – 50 м. Буровые работы никогда не были легкими, но конкретно для этих пластов, вполне реально произвести весь цикл работ своими руками. Единственное исключение, это когда на вашем участке через пару метров начинается сланец, пройти его самостоятельно у вас не получится.

Песчаная скважина.

  • Положительными моментами также являются:
    1. Цена на все работы, а также на буровое оборудование и обустройство конструкции скважины будет вполне доступна.
    2. Само бурение, много времени не займет. Если привлечь 3 – 4 помощника, то вы вполне можете справиться за выходные.
  • Также есть и неприятные моменты:
    1. Не факт, что при бурении у вас вода пойдет там же, где и у соседей, пласт может быть неравномерным.
    2. Из-за малой глубины, есть вероятность проникновения в воду загрязнений.
    3. Пласт может быть нестабилен, поэтому бурить под домом не стоит, вода в любой момент может уйти.
    4. Бывает сложно найти место для бурения, так как по санитарным нормам нельзя вести подобные работы ближе 20 м от потенциального источника загрязнения. Это может быть мусорная свалка или обычная сливная яма.
    5. Дополнительные, наземные фильтровальные системы для очищения технической воды обойдутся вам не дешево.
    6. Срок службы скважины на воду в песчаном горизонте, как правило, не превышает 15 лет.

Артезианский вариант

  • Это вода из глубоко залегающих пластов известняка. Известняк достаточно крепкая порода и она, своим панцирем надежно защищает подземные озера. Возраст таких отложений исчисляется сотнями тысяч лет, поэтому вода в них имеет очень высокие характеристики по качеству.
  • Вариант бурения своими руками можно откинуть сразу. Дело в том, что минимальная глубина ствола здесь будет 50 м, по максимуму может доходить до 200 м. Но это еще не все, пробурить известняк без спецоборудования не получится, порода достаточно крепкая.

Артезианский тип.

  • Если с этим смириться, то можно найти массу плюсов:
    1. Эти пласты стабильны и в местной геологоразведке вы, почти наверняка, найдете относительно точную информацию по глубине залегания и мощности пласта.
    2. Хотя цена обустройства, естественно, будет выше, зато такие стволы можно смело бурить непосредственно под жилым домом. Срок службы такой скважины будет порядка 50 лет.
    3. Высота водяного столба будет достаточно большая, так как вода на такой глубине находится в условиях избыточного давления. Когда вы пробьете кровлю пласта, вода устремится вверх по стволу.
    4. Для такой воды, в подавляющем большинстве случаев, не требуется установка дополнительных фильтров.
  • По сути, минус здесь только один, бурение артезианской скважины требует средств. Хотя все затраты с лихвой компенсируются тем, что вы, как минимум, на ближайшие 50 лет будете обеспечены чистейшей водой, причем в достаточном количестве.

Важно: при выборе типа, большое значение имеет мощность или сколько воды дает скважина. Так вот, из песчаного пласта вы получите, в среднем, около 0,5 – 1,5 м³ в час.

А артезианский вариант уже даст вам до 10 м³ в час, что может удовлетворить требованиям небольшого дачного кооператива или большого коттеджа с бассейном и 5 – 7 точками водопотребления.

Типы скважин.

Статьи по теме:

  • Устройство скважины
  • Водяная скважина
  • Устройство скважины на воду: схема

Порядок выполнения работ

Технология скважины на воду проста. Изначально выбирается место для бурения, которое должно, по возможности, находиться в самой нижней точке усадьбы, отстоять на расстоянии от вероятных точек загрязнения и иметь удобный доступ для обслуживания. Далее бурится ствол, монтируются обсадные трубы, устанавливается оборудование и проводится обустройство конструкции.

Бурение глубоких стволов лучше доверить профессионалам, у которых есть соответствующая спецтехника. Мы же будем рассматривать устройство конструкции и порядок проведения работ своими руками.

Бурение ствола

  • Разработка скважины на воду начинается с обустройства приямка. Он имеет размеры 1,5х1,5м и глубину до 2м. Можно обойтись и без него, но с приямком можно будет применять более длинные штанги для наращивания.
  • Далее вам понадобится буровая вышка. Это может быть тринога, собранная из труб или бревен. Существуют также не большие полупрофессиональные вышки, которые можно взять в аренду.

Буровые насадки.

  • Для бурения, вам как любителю понадобится несколько насадок. Прежде всего, это шнек или змеевик (2), он пригодится для прохождения мягких слоев. Для более плотных слоев подойдут буровые ложки (1). Встречающиеся камин разбиваются долотом (3). И наконец, желонка (4) вам необходима для удаления супеси или прохождения плывуна.
  • Насадка монтируется на буровую колонну, которая представляет собой металлическую трубу диаметром около 25 мм. По мере заглубления добавляются секции колонны. Соединение может быть резьбовое или штифтом, это не принципиально.
  • За один вход, проходится расстояние до 0,5м, далее колонна вытаскивается и чистится от шлама. Вскрыв кровлю пласта, следует перейти на желонку, с обратным клапаном. Водоносный пласт мягкий и желонкой проходится легко, до упора. Заглубляться дальше можно не более чем на 50 мм, можете пробить подошву и вода, уйдет вниз.

Профессиональная насадка для бурения.

  • Кроме этого существует ударный способ бурения, инструкция по проведению работ здесь проще. Изначально шнеком проходятся мягкие слои грунта.
  • Далее, из трубы делается снаряд длинной порядка 0,5м. С нижней стороны затачивается и закаляется, можно накрутить готовую буровую коронку. С обратной стороны, для утяжеления, приваривается штанга, к которой привязывается шнур.
  • Принцип прост, снаряд бросается в ствол и под своей тяжестью заглубляется. После чего вы его вытаскиваете шнуром и вычищаете.
  • Но при ударном способе, стенки ствола не будут идеально ровными и диаметр не велик. Чаще таким способом проводится диагностика скважины на воду.
  • На видео в этой статье показан принцип ударного способа бурения.

Обсадка колонны

  • Когда ствол пробурен, его следует укрепить обсадными трубами. Здесь есть 3 варианта, каждый из них заслуживает внимания, но выбирать следует в зависимости от условий конкретной скважины.
  • Стальные трубы, применяются на больших глубинах или при нестабильном грунте. Их отличает высокая надежность и прочность, но они подвержены коррозии.
  • Асбоцементные трубы, используются достаточно давно, имеют высокую прочность, но для обсадки подходят только напорные трубы, цена на которые достаточно высокая. Плюс соединить их можно только посредством муфты, а при таком соединении, в месте стыковки, уменьшается диаметр колонны.
  • Трубы из НПВХ пластика, в данное время наиболее распространены. Цена у них приемлемая, они не ржавеют, долговечны, экологически нейтральны. При стабильном грунте, до глубины 50 м, это идеальный вариант.

Пластиковые обсадные трубы с резьбой.

Важно: если в процессе бурения вы встретили пласт плывуна, то для обсадки можно использовать исключительно металлические трубы. Асбоцементные трубы лопнут, а пластик просто сомнет.

Как вариант, можно пластик вставить в металл.

Фильтровальная колонна

Фильтрующий комплекс.

  • Эксплуатация скважины на воду невозможна без хорошей фильтровальной колонны. Она располагается в нижней части ствола и представляет собой сквозную трубу с перфорацией и сеткой для механической фильтрации воды.
  • Колонна состоит из перфорированного сектора, фильтрующего слоя вокруг скважинной колонны и отстойника для оседания шлама. Существуют 2 вида фильтров, с дырчатой перфорацией и щелевые колонны.
  • Дырчатые фильтры можно сделать, просверлив определенное количество отверстий нужного диаметра в шахматном порядке.
  • Щелевые колонны более эффективные, но щели здесь нарезаются секторами, чередуя их со сплошными участками, которые исполняют роль поясов жесткости.
  • Фильтрующая сетка вокруг колонны подбирается в зависимости от глубины залегания воды и типа скважины. Она может быть как пластиковая, так и металлическая, но обязательно устойчивая к коррозии.

Общая схема фильтрующей колонны.

Важно: рассчитывая количество и диаметр отверстий, следует учесть, что общая площадь отверстий должна быть дольше 25%, по отношению к общей площади колонны.

  • После удаления шлама из колонны, низ следует надежно заглушить. Для этого можно сшить мешочек из материи, по размерам колонны, в него засыпается цементно-песчаная смесь 1 кг цемента, плюс 1 кг песка и опускается на дно. Через 2 – 3 дня пробка схватится.
  • На видео в этой статье показан принцип монтажа фильтра своими руками.

Кессон или адаптер

Принцип монтажа кессона.

  • Кессон, это колодец вокруг верхней части скважины, предназначенный для обеспечения круглогодичного функционирования автономной системы. Кроме функции утепления, в кессоне можно удобно поместить сопутствующую аппаратуру для нормального функционирования скважины, в результате чего шум от работающей аппаратуры в доме будет не слышен.
  • Кессоны бывают железобетонные, металлические или пластиковые. Наиболее предпочтительно использовать металлические или пластиковые изделия, так как они абсолютно герметичные и более долговечные. Если грунт стабильный выгоднее использовать пластик, так как он дешевле. Если присутствуют грунтовые воды или плывун, ставьте железо.
  • Адаптер представляет собой переходник, который обеспечивает герметичность выхода водоподающей колоны из обсадной трубы. Монтируется он ниже уровня промерзания почвы и цена у него в несколько раз меньше чем у кессона. Но через каждые 2 – 3 года вам придется раскапывать адаптер для замены прокладок. Так что по нашему мнению лучше ставить кессон.

Принцип монтажа адаптера.

Сопутствующая аппаратура

  • Принцип работы скважины на воду основан на поднятии воды при помощи насоса и подачу ее через автономную систему в дом. Едва ли не основную функцию здесь играет насос. Следует отметить, что бытовые погружные насосы типа «малыш», вибрационного типа, для долговременного использования не годятся. Так как в результате вибрации, поднимающийся ил забивает фильтрующую колонну.
  • Подбор насоса зависит от уровня зеркала воды. Так на уровне 8 м используются самовсасывающие агрегаты. На 15 м, такие же, но с верхним эжектором. На 20 м и более применяются скважные или глубинные насосы.

Фото скважного насоса.

  • Оголовок для обсадной трубы предохраняет от попадания мусора в ствол и служит опорой для подвески насоса и водоподъемной колонны. Он может быть пластиковый или металлический. Пластик выдерживает груз до 200 кг, а металл до 500 кг. Соединение должно быть фланцевое, полностью герметичное с использованием резиновой прокладки.

Фото оголовка.

  • Гидроаккумулятор служит для накопления запаса воды и компенсации гидроудара в системе при включении насоса. Он позволяет менее интенсивно использовать насос. Также в литературе он может называться мембранным баком. Емкость выбирается в зависимости от мощности системы от 50, до 200 л. Монтироваться он может в кессоне или непосредственно в доме.
  • Вся остальная сопутствующая аппаратура состоит из реле давления, которое отвечает за включение насоса. Манометра для визуального определения давления в системе. И клапана для удаления, попавшего в систему воздуха.

Фото гидроаккумулятора.

Статьи по теме:

  • Виды скважин
  • Конструкция скважины
  • Технология бурения скважин на воду

Вывод

Из всего выше сказанного может показаться, что строительство скважины на воду предельно просто и не представляет особого труда. Но это верно лишь отчасти, в процессе обустройства нет второстепенных узлов и если вы не совсем уверены в своих силах, лучше доверьте монтаж проблемного узла профессионалам. Это будет дешевле, нежели потом бурить новую скважину.

Комплекс автоматики в доме.

kolodec.guru


Смотрите также