Обустройство скважины

В тех случаях, когда отсутствует возможность подключения частного дома к системам централизованного водоснабжения, обустраивается автономное водоснабжение. Наиболее часто для упомянутых целей отрывается колодец, либо пробуривается скважина.

Последний вариант более предпочтительный, так как требует меньшего ухода и исключает загрязнение воды за счёт попадания в неё пыли мусора.

Типы существующих скважин

При обустройстве автономного источника водоснабжения могут выполняться скважины следующих типов:

• Колодец;

• На песок;

• Артезианская;

• Абиссинский колодец.

Колодец

Современные колодцы изготавливаются с использованием специальных бетонных колец, диаметр которых может составлять от 800 до 1500 миллиметров. Их глубина колеблется от 4 до 12 метров.

Достоинства:

• Его можно обустроить практически в любом месте;

• Чаще всего, вода в колодцах мягкая;

• Относительно невысокая стоимость выполнения работ.

Недостатки:

• Сложно изолировать колодец от просачивания верховодки, особенно весной, и от различной грязи (пыли), что может значительно загрязнять воду;

• Летом он может пересохнуть;

• Требуется периодическая чистка колодцев от заиливания;

• Не исключена возможность бактериологического заражения.

Абиссинский колодец

Эту версию можно рассматривать в качестве переходной конструкции между классическим колодцем и скважиной.

Подобные колодцы обустраиваются следующим образом. В грунт забивается узкая труба (1/4” – 2”), отрезками до 3-ёх метров. С использованием резьбовых соединений она собирается в колонну нужной длины, именуемую «иглой». На её нижнем конце имеется заострённый наконечник в форме конуса, облегчающий забивку. Глубина забивки составляет до 30 м. После забивки первой трубы, диаметр которой составляет 5 – 8 см, проходной наконечник меняют на заострённый фильтр (сетка, имеющая галунное плетение), и последовательно забивают все нужные сегменты. Их герметичное соединение обеспечивается использованием муфт.

Погружные насосы в подобную скважину установить невозможно. Подключение насосов поверхностных типов позволяет подавать воду только с глубины, не превышающей 8 метров. Поэтому приходится рядом с подобной трубой заглублять место для установки насоса.

Эта конструкция лишена недостатков, свойственных классическим колодцам (попадание грязи, пыли, верховодки и т.п.).

Скважина на песок

Неглубокие скважины, глубина которых колеблется в диапазоне 15 – 40 метров, а диаметр, от 76 до 215 мм. Бурятся до ближайшего водоносного пласта. Который, как правило, является песчаным. Это один из наиболее экономичных и быстрых вариантов. При обустройстве скважины обязательно используется фильтровая колонка, защищающая скважину от попадания песка. Чем более рыхлым является грунт водоносного слоя, тем более сложную конструкцию фильтра приходится использовать. В отдельных случаях требуются наборные фильтры (сетчатый мелкоячеистый и гравийный). Плюсов у такой скважины всего два: возводится быстро и обходится недорого.

Недостатки:

• Водоносный слой, из которого осуществляется водозабор, нестабилен. Водообильность скважины просчитать заранее невозможно, равно, как и сроки её эксплуатации. Средний срок эксплуатации такой скважины ≤ 7 лет;

• Незначительные объёмы воды, ≤ 1м³/час, которые удаётся откачать за определённое время. Скважина подобного типа позволяет обеспечивать водой только дачный домик сезонного проживания;

• Весьма высоки шансы на заиливание скважины, вне зависимости от качества используемого фильтра. Образующийся придонный ил может подняться непосредственно до высоты крепления погружного насоса и перекрыть возможность поступления воды. Чем менее интенсивно используются подобные скважины, тем быстрее выходят из строя.

Артезианская скважина

Недостатков, свойственных скважине рассмотренного выше типа, полностью лишена артезианская скважина. Ранние подобным образом именовались только скважины глубинные самоизливающиеся. Сейчас к данной категории принято относить любые скважины пробуренные в рыхлых известняковых породах (в сплошных водяные пласты отсутствуют).

Эти скважины гораздо глубже предыдущих (30м – 300м), поэтому их бурение и обустройство занимают значительно больше времени и обходятся заказчику дороже. Но, присущие им преимущества, с лихвой перекрывают понесённые расходы:

• Подобные скважины эксплуатируются на протяжении полувека и более;

• Вероятность заиливания подобных скважин практически равна нулю, т.к. в скальных породах отсутствуют мелкие частицы, забивающие её жерло;

• Пласт воды размещён по всему слою известняка, а не единичными линзами, как в песчаных грунтах. Поэтому внезапное иссякание источника исключается;

• Вода из подобной скважины извлекается в значительно больших объёмах, чем в предыдущем варианте. Для бытовых скважин средний показатель составляет 5м³/час, для промышленных – 50 м³/час. Поэтому можно подключать к одной подобной скважине несколько домов.

Подобные скважины в настоящее время рассматриваются в качестве наиболее перспективного варианта автономного водоснабжения.

Используемые технологии

Скважины бурятся в настоящее время по следующим технологиям:

Шнековое бурение.

Данный вариант наиболее простой, дешёвый и доступный. Он основан на применении шнека. Посредством вращения его заглубляют в грунт. Специфика метода заключается в том, что его можно применять на мягких грунтах. Стволы, имеющие глубину ≤ 10м, можно выполнять без применения буровых растворов. Если работы выполняются на плывунах, либо скальном грунте, данный вариант неприемлем.

Такое бурение разрушает породу, автоматически транспортируя её к устью скважины. Рассматриваемый способ выполнения работы целесообразно использовать на глубинах ≤ 50 м (max до 100м). Диаметр проходки задаётся диапазоном 60мм – 800мм. При выемке шнека из проходки стенки самой скважины уплотняются. Обсадную трубу подают сразу за шнеком, что предохраняет стенки скважины от осыпания.

Преимущества метода: простота и мобильность, так как, чаще всего подобный вид бурения выполняется установкой, смонтированной на автомобильных шасси повышенной проходимости.

Недостатки метода. Он неприменим при значительных глубинах бурения, при ведении проходки:

• на плывунах;

• на сыпучих грунтах;

• на скальных;

Роторное бурение

Достаточно популярный и распространённый вариант выполнения работ при обустройстве скважины для автономного водоснабжения.

Бурение ведётся непрерывным вращением буровой штанги, на конце которой закрепляется долото специальной конструкции, разрушающее породу (грунт), с подачей в скважину глинистого специального раствора, выносящего породу из проходки, которая ведётся с использованием самоходных буровых установок, смонтированных на автомобильных шасси повышенной проходимости. Эти установки рассчитаны на бурение скальных грунтов, для чего используются утяжелённые трубы для бурения. Во внутреннюю полость трубы специальный грязевой насос постоянно подаёт раствор, которым из скважины вымывается порода.

Кроме прямого варианта промывки может использоваться обратная промывка. Раствор поступает в полость между наружной стенкой буровой трубы и самой скважины, а удаляется порода сквозь бурильные трубы. Водоносные пласты при таком варианте работ вскрываются более качественно, что обеспечивает высокий дебет скважины. Этот вариант несколько дороже. Но, в подавляющем большинстве случаев, прямая промывка позволяет выполнить бурение с нужным качеством.

Плюсы метода:

• Метод является боле прогрессивным, в сравнении со шнековым. Средняя скорость проходки составляет 1000 м.пог/месяц на одну буровую установку.

• Вариант обеспечивает экономию обсадных труб;

• Обеспечивает снижение стоимости буровых работ.

Минусы:

• Необходимость применения глинистых растворов, приводящих к загрязнению глиной пластов известняка;

• Требуется большое количество глины, а также воды;

• Необходимость утепления существующих систем циркуляции при минусовых температурах;

• Водоносный горизонт сложно опробовать до спуска и фиксации обсадных труб.

Однако, несмотря на указанный недостатки, данным метод используется чаще остальных.

Выбор подрядчика на бурение.

Выбирая подрядную организацию, следует обращать внимание на следующие факторы:

• Как давно компания предоставляет услуги подобного рода. Какова её деловая репутация. Готов ли представитель компании указать несколько объектов, на которых работы уже выполнены.

• Выполняет ли возможный подрядчик самостоятельное оформление всей необходимой разрешительной документации, и её согласование.

• Готова ли компания после завершения работ предоставить паспорт на скважину и гарантии на выполненную работу.

• Наличие собственных буровых установок;

• Какие методы бурения используются возможным подрядчиком.

• Какой тип скважины вы планируете обустраивать.

Гидроаккумулятор.

Гидроаккумуляторы (ГА), в обиходной речи, часто именуются гидробаками или мембранными баками. Это изделие представляет герметичную ёмкость из металла, внутри которой располагается мембрана из эластичного материала, разделяющая внутренний объём на две части, одна из которых заполнена водой под заданным давлением. А вторая, воздухом. В воздушной части имеется специальный предохранительный клапан, через который стравливается излишнее давление.

ГА  применяются для того, чтобы поддерживать фиксированное давление в водопроводе. Он предохраняет установленный насос от досрочного износа, наступающего от излишне частых включений, а саму систему подачи воды от разрушающего воздействия гидроударов. На время пропадания электропитания вода, находящаяся в ГА, обеспечивает первоочередные потребности человека. 

Принцип работы ГА

Вода насосом подаётся под определённым давлением в одну из половин ГА. По достижению в ней заданного давления, срабатывает автоматика и насос отключается. После того, как часть воды из ГА израсходована потребителями, давлении падает до минимального заданного значения, что приводит к включению насоса. Чем больше емкость ГА, тем эффективнее он работает. 

Виды ГА

Изделия предлагаются в двух конфигурациях: вертикальной и горизонтальной. Принцип работы у них единый. Разница только в том, что у горизонтально ориентированного ГА предохранительный клапан для сброса излишнего давления воздуха отсутствует. Вместо него предусмотрен специальный кран, либо слив.

Обвязка скважинного насоса.

Скважинный насос устанавливается ниже поверхности воды на высоте ≥ 1 м от поверхности дна скважины. В противном случае он будет захватывать осадочный грунт и песок, который может оседать на дне.

Вместе с насосом в скважину опускается страховочный трос, на котором он вывешивается, питающий электрокабель и пластиковая труба, по которой вода будет подаваться в систему. Кабель и труба заводятся в здание, а трос фиксируется на оголовке самой скважины, выполняемой для герметизации её устья.

Непосредственно за насосом через переходной ниппель устанавливается обратный клапан (для защиты системы от возможного гидроудара), за ним идёт собственно труба. Непосредственно в доме на эту трубу (подающую) монтируется фильтр, отсекаемый с двух сторон кранами, пятиходовой фитинг к которому подключаются (входная труба, реле давления, манометр, шланг антивибрационный, по которому вода подаётся в ГА, и труба раздачи воды на потребителей).

Автоматическое управление установленным насосом.

Автоматизация управления имеющимися насосами обеспечивает бесперебойное и надёжное поступление воды, снижает расходы на эксплуатацию и позволяет сократить потребные объёмы ГА.

• Прессконтроль. Этот вариант обладает встроенными системами, которые способны пассивно защищать насос от сухого хода и обеспечивающими автоматизированную работу глубинного насоса. Управление осуществляется с учётом показателей давления, а также уровня потока воды. В тех случаях, когда расход ≥ 50 литров в минуту, подобная автоматика функционирует в непрерывном режиме. При росте давления или снижении потока установленный насос отключается автоматикой.

• Автоматические управляющие устройства, совмещённые с механизмами, поддерживающими постоянное давление воды, подаваемой в водопровод, рекомендуется для установки в водопроводную систему, если скачки давления являются весьма нежелательными явлениями. Использование данного варианта автоматики повышает потребление электричества и снижает КПД насосного оборудования.