Что такое водяная скважина: строение и эксплуатация

Советы и рекомендации

В процессе обустройства водоснабжения для частного дома существует множество мелких моментов, учет которых поможет упростить монтаж и дальнейшую эксплуатацию всей системы. К ним относятся следующие моменты:

  • При прокладке труб следует избегать их пересечения со строительными конструкциями. Если необходимо проложить трубу сквозь стену, это делается посредством специального «стакана».
  • С учетом того, что трубы, возможно, придется ремонтировать или менять, не стоит их располагать непосредственно возле стены, лучше сделать отступ, даже если это будет всего несколько сантиметров.
  • Возле наружных углов трубы отдаляются минимум на 1 сантиметр, возле внутренних – на 3-4.
  • Для монтажа изделий на поверхности стены стоит использовать одинарные и двойные клипсы. Интервал их применения на прямых участках не должен превышать 1,5-2 метра между собой. Угловые соединения закрепляются обязательно.
  • Для стыкования полипропиленовых изделий используются специальные фитинги, тройники, позволяющие осуществить стыковку труб равного или разного диаметра.
  • Сливной кран для гидроаккумулятора МГБУ монтируется с уклоном в его сторону.

О том, как сделать скважину своими руками и провести воду в дом, смотрите в следующем видео.

Способы бурения

Гидробурение актуально для создания бесфильтровых конструкций

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

Алмазное бурение. Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.
Турбинное бурение. Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
Электробур. Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
Гидродинамическое бурение. Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций

Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин

Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
Пневмоударное бурение. Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
Винтовые двигатели. Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

Гидрогеологическая скважина

Гидрогеологическая скважина используется для определения фильтрационных свойств горных пород, наблюдений за режимом подземных вод, проведения геофизических исследований.
Виды:

  • пройденные через всю толщу водоносного пласта (приток воды из всей водной толщи)
  • несовершенные, забой которых не доведён до подошвы водоносного горизонта.

Глубина скважин от 1 метра до 1000 метров и более. Конструкция обеспечивает размещение водоподъёмного оборудования и включает первую обсадную колонну, изолирующую верхнюю часть скважины от рыхлых пород, ряд обсадных колонн (кондуктор, промежуточные колонны), фильтр (иногда с сальниками), отстойник. В качестве обсадных колонн используют стальные обсадные трубы диамером 73-146 мм и 114—508 мм. Фильтр предназначен для закрепления стенок водоприёмной части скважин в рыхлых водоносных породах, задержания частиц водоносной породы и пропуска в скважину воды. Он состоит из каркаса (трубы с круглой или щелевой перфорацией, пластмассовой трубы или стержневого каркаса) и фильтрующей оболочки (проволочная обмотка, сетки, иногда гравий).
До проведения гидрогеологических исследований прискважинная зона водоносного горизонта приводится к условиям, близким к естественным, путём интенсивной предварительной прокачки. После проведения гидрогеологических исследований скважины ликвидируют путём тампонирования либо передают службе предприятий для продолжения гидрорежимных наблюдений.

Типы скважин по профилю

До достижения полезного ископаемого шахта может пересекать несколько слоев грунта

Важно правильно выбрать метод для бурения скважины. В зависимости от числа плоскостей, где шахта искривляется — могут быть следующие виды скважин:

  • искривленные в плоскости;
  • искривленные в пространстве.

Это зависит от изгиба шахты. В связи с этим, искривление в плоскости может иметь следующие разновидности:

  • ровный столб, в нижней части заканчивающийся наклоном;
  • S — образный изгиб;
  • J — образная конструкция.

Указанные изгибы образуются в результате разной плотности слоев грунта. В свою очередь, искривление в пространстве может проявляться в более сложных геометрических формах при бурении нефтяных и газовых скважин. Шахты для воды в своем большинстве делаются прямыми, изгибы могут применяться для обхода скальных пород.

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.

Элементы конструкции скважины

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, боковая поверхность — стенкой, а пространство, ограниченное стенкой — стволом скважины. Длина скважины — это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина — проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они

не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Рисунок 5.2 Конструкция скважины. 1 — обсадные трубы; 2 — цементный камень; 3 — пласт; 4 — перфорация в обсадной колонне и цементном камне; I — направление; II — кондуктор; III — промежуточная колонна; IV — эксплуатационная колонна.

Элементы конструкции скважин приведены на рис.4.1 Начальный участок I скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. Поэтому сначала бурят шурф — колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4…8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором 2.

Нижерасположенные участки скважины — цилиндрические. Сразу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кондуктором II.

Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы, осложняющие процесс бурения.

После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок IV скважины закрепляют эксплуатационной колонной. Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты пространство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

Принятие решение

Проживая за городом, причем неважно — постоянно или в летний период, основной проблемой практически всегда является источник чистой питьевой воды. Конечно, в некоторых населенных пунктах имеется возможность подключиться к централизованному водопроводу и забыть о проблеме

Но для многих это невозможно из-за отсутствия последнего, да и не всегда поступающая вода отвечает предъявляемым требованием.

В таком случае можно обустроить колодец, а еще лучше — скважину для дома. Для выполнения работ потребуется проведение определенных мероприятий:

  • предварительные расчеты, схема либо проект планируемого водопровода;
  • выбор места на участке, для чего лучше обратиться в специализированную компанию;
  • непосредственное бурение;
  • анализ воды;
  • выбор и покупка нужного оборудования;
  • сам монтаж системы водоснабжения.

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.

Канализационная система

При обустройстве собственной системы водоснабжения устройство канализации по всем санитарным нормам является обязательным условием.

Все сточные воды должны собираться в герметичных септиках или сбрасываться в почву после надлежащей очистки. Наиболее распространенной системой канализационного отвода считается самотек сточных вод по системе труб с направлением их в фильтрующие септики (колодцы). В редких случаях применяется принудительное движение стока с помощью насосов.

Канализационная магистраль, как правило, монтируется из пластиковых или металлических труб диаметром 120-160 мм. Для обеспечения самотека уклон трассы должен составлять не менее 3°. При протяженной трассе через каждые 50 м устанавливаются смотровые колодцы.

Водоснабжение в частном доме из скважины решает проблему с водным потреблением даже при полном отсутствии централизованного водопровода. Однако следует учитывать, что такая система может потребовать получения необходимого разрешительного документа и требует выполнения всех действующих норм. При обустройстве собственного водопровода необходимо обеспечить нужное качество воды и не навредить природе.

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.

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.

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

Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.

Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы

Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ

Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.

При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.

Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов. Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.

Преимущества

  • Высокое качество воды.
  • Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м3/ч.
  • Бесперебойное водоснабжение.
  • Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.

Недостатки

  • Применение тяжелой буровой техники.
  • Необходимо составление проекта.
  • Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
  • Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
  • Высокая стоимость работ и материалов.
  • Продолжительные сроки проходки и обустройства.

Дополнительные работы для скважины

Если бурение ствола и обсадка обычно доверяются специалистам, то выполняется благоустройство скважины своими руками. Дело в том, что торчащая из земли труба со шлангом – это далеко не лучшее решение, как с эстетической точки зрения, так и с практической – в воду будет постоянно попадать мусор, а зимой система просто перемерзнет и перестанет функционировать.

Обустройство места размещения скважины следует начинать с установки кессона – водонепроницаемой утепленной емкости с необходимым оборудованием внутри, которая обеспечит водоносной системе бесперебойную работу. Как правило, в кессоне расположен насос (если он не погружной), измерительные приборы, запорная арматура, фильтры, автоматика и прочие элементы системы.

Эти сооружения могут быть выполнены из разных материалов, но чаще всего применяют:

  • Пластиковые кессоны – отличаются хорошей теплоизоляцией, благодаря чему даже без дополнительного утепления температура внутри конструкции держится на уровне 5 градусов по Цельсию. Кроме того, они долговечны и не требуют гидроизоляцию. Однако, имеют малую жесткость, поэтому, желательно, залить ее по периметру цементом.
  • Стальные – такие конструкции являются наиболее распространенными. Их не сложно сделать самостоятельно из стали толщиной 4 мм. Чтобы конструкция была долговечной, ее необходимо обработать антикоррозийным средством.
  • Железобетонные – отличаются прочностью и долговечностью. В свое время эти конструкции были наиболее распространенными, однако, в силу того, что цена такого кессона слишком высокая, в последнее время их применяют реже. Кроме того, недостатком изделия является его большой вес.

Кессон в разрезе

Краткая инструкция по установке металлического кессона выглядит следующим образом:

  • В первую очередь необходимо выкопать яму, которая будет на 20-30 см больше конструкции. Глубина высчитывается таким образом, чтобы горловина кессона возвышалась над уровнем почвы на 15 см.
  • Следующий шаг – монтаж гильзы обсадной трубы. Для этого в днище емкости вырезается отверстие и приваривается гильза (обрезок трубы) длиной 10-15 см. Диаметр гильзы, соответственно, должен быть больше диаметра обсадной трубы.
  • Затем в стенку емкости устанавливаются ниппеля для вывода водопроводных труб.
  • Перед монтажом кессона, обсадная труба обрезается на уровне земли, после чего на нее надевается емкость.
  • Емкость в яме устанавливается строго вертикально и закрепляется брусками. После этого можно завести в сооружение водопроводы, после чего выполняется соединение водоносной системы.

После установки кессона можно заняться декорацией площадки. Украсить зону скважины можно разными способами, подробней об этом можно узнать на нашем портале.

Изготовление и обустройство

Скважина может снабжать водой один дом или целый поселок, от количества потребителей зависит её мощность, глубина и другие параметры, определяемые при проектировании.

Способ бурения подбирается с учетом особенностей грунта на участке и длины будущего канала. Своими силами удается пробуривать только неглубокие скважины на песок, в остальных случаях прибегают к услугам специалистов, которые профессионально определяют оптимальный принцип бурения скважин на воду и производят его с установкой обсадных труб.

В полученный ствол трубы опускаются поочередно: сначала фильтр, затем на него накручивается первая труба, когда её уровень опустится до земли – следующая и т.д.

Для сохранения чистоты скважины, нормальной работы насосного оборудования и собственного удобства устье скважины обустраивают, оснащая оголовком или адаптером.

При использовании погружного насоса или поверхностного, расположенного непосредственно около устья скважины, вокруг него устраивают кессон – яму с утепленной крышкой и герметичными стенками и дном.

Обустройство кессона вокруг устья скважиныИсточник oboiman.ru

На рисунке видно, как выглядит скважина на воду в разрезе, оборудованная погружным насосом. В кессоне достаточно места и для установки поверхностного центробежного насоса, который подключается к источнику через адаптер, а затем по трубе, проложенной в земле, перекачивает воду в дом. Здесь же размещают гидроаккумулятор и автоматику управления. Эта схема применяется для домов с постоянным проживанием и позволяет защитить саму скважину и водопроводную магистраль от промерзания.

Кессон можно сделать своими руками из бетонных колец или монолитного железобетона либо купить готовую металлическую или пластиковую емкость.

Видео описание

Как залить бетонный кессон, смотрите в видеоролике:

https://youtube.com/watch?v=IQTUtIvCKdc

Принцип работы скважины, эксплуатируемой только летом, тот же, но можно обойтись без заглубленного кессона, соорудив над устьем простое укрытие от пыли и осадков. Но на зиму её консервируют, отключая оборудование и утепляя оголовок.

Коротко о главном

Строение скважины предельно просто: это длинный вертикальный канал в земле, пробуренный до водоносного слоя, стенки которого укреплены обсадными трубами, а в донной части установлен фильтр. Чтобы подавать воду из неё на поверхность, применяют насосы, для нормальной и безопасной работы которых скважину оснащают дополнительным оборудованием и инженерными сооружениями.

Советы и рекомендации

  • Если в доме люди проживают сезонно, оборудование также можно разместить внутри, но в этом случае размещают подземный кессон. Поскольку в период, когда дом будет пустовать, вода в скважине может замерзнуть, а кессон сохранит положительную температуру. При этом внутри самого дачного домика нужно обязательно слить воду из системных труб.
  • Если грунт на участке проблемный, то водопроводную трубу желательно защитить специальным кожухом. Электрокабель также помещается в защитную трубу ПНД. Гидравлическое оборудование лучше подключать к системе через специальные вентили. Разборные соединения удобнее обслуживать и заменять при поломке.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий