Технические условияпроектирования и сооружения буровых скважин на воду. Конструкция скважины на воду. Расчет и требования. Как подключить насосную станцию к скважине: способы

Бурение скважин на воду

1. Геолого-технические условия бурения скважины

Данный геологический разрез представлен следующими породами: суглинок, мел, лесс, глина, известняк, песчаник, аргиллит, песок мелкозернистый. Категория по буримости - II-VII. При бурении возможны следующие осложнения: сужение ствола скважины при набухании глин, частичное поглощение промывочной жидкости в известняках. Геологический разрез и краткая его характеристика, включающая мощности пластов и категорию пород по буримости приведены в графической части проекта на ГТП.

Водоносный горизонт сложен мелкозернистым песком. Имеет мощность 25 метров. Категория по буримости - II-ая. Глубина залегания кровли водоносного пласта 235 метров. Проектный дебит - 21 м3/ч. Статический и динамический уровни соответственно равны 19 и 40 метров.

Бурение поисково-разведочной скважины на месторождении каменного угля

Таблица 1 Инд. Наим. ГП Интервал, м Pш, МПа Fдин. Kабр. Кат. по бур. Степень трещин. Степень уст-ти Степень прониц. Скорость по бурению от до Q2 Разнозернистые пески с гравием(до 15% водонасыщ.) 0 1,5 1600 II неуст...

Бурение скважин на воду

Выбор способа бурения производится на основе предварительного изучения геолого-технических условий бурения, а также по ранее пробуренным на данной территории скважинам и в соответствии с рекомендациями по выбору способа бурения...

Бурение скважин на участке Хрустальный месторождения Дукат

Бурение скважин будет вестись на участке Хрустальный месторождения Дукат, представляющем собой разнообразные горные образования, изредка сменяющиеся низменностями, расположенными в тайге, где распространены многолетнемерзлые породы...

Вскрытие, подготовка и отработка с производительностью 3 млн. т в год четвертого калийного горизонта 3-го РУ

В пределах шахтного поля рудника 3 РУ Четвертый горизонт калийных солей залегает на глубинах 829-1050м. Угол падения пластовой залежи составляет около 2 по направлению на северо-восток...

Морское бурение разведочных скважин

Обеспечение хозяйственно-питьевого водоснабжения города Великий Новгород

С учетом материалов геолого-методической части проекта и собранных в период производственной практики данных определяются основные физико-механические и гидрогеологические свойства горных пород...

Общая и геологическая характеристика района. Бурение скважины на месторождении Фахуд

Проектный литолого-стратиграфический разрез месторождения составлен на основе данных поисковых и разведочных работ. Данные о стратиграфическом делении разреза с указанием интервалов, индексов и коэффициентов кавернозности приведены в табл...

Проект отработки запасов нижних горизонтов основной рудной залежи Орловского месторождения

Проект строительства новой разведочной скважины №281 Речицкого месторождения

Разработка и реализация проектного профиля является главным и ответственным этапом при строительстве скважин. От того, какой тип профиля выбран для бурения скважины, зависит скорость ее проходки, долговечность жизни самой скважины...

Проектирование строительства эксплуатационной скважины №11 на Северо-Прибрежной площадке Краснодарского края

Ствол скважины длительное время находится в необсаженном состоянии при значительном всестороннем давлении, что является причиной обвалов и осыпей, вызывающих посадки, затяжки, прихваты бурильного инструмента...

Разведочное бурение

Система безопасности бурения газовых скважин

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка вертикальная или наклонная, сооружаемая без доступа в нее человека и имеющая диаметр много меньше ее длины. Начало скважины называется ее устьем, дно - забоем...

Строительство наклонно-направленной эксплуатационной скважины №12 на площади Северо-Прибрежная

Стратификация отложений Темрюкской синклинали базируется на схемах, разработанных А.К. Богдановичем и В.Н. Буряком. Использовались данные микрофаунистических и литолого-петрографических анализов, межскважинной корреляции каротажных данных...

Технический проект сооружений разведочно-эксплуатационной скважины для водоснабжения

Утяжеленные бурильные трубы (УБТ) предназначены для повышения жесткости увеличения веса нижней части бурильной колонны и создания необходимой нагрузки на долото или бурильную головку...

К атегория: Системы артезианского водоснабжения

Эксплуатация артезианских скважин

На каждую сооруженную скважину буровой организацией выдается паспорт, содержащий геологический разрез и конструкцию скважины, физико-химический и бактериологический анализы воды; приемо-сдаточный акт; журнал пробных откачек; каротажные диаграммы; акты по цементации затрубного пространства и по сооружению скважины.

Вводить в эксплуатацию скважину рекомендуется сразу после окончания буровых работ и опытных откачек, так как лродолжительный разрыв между окончанием бурения скважины и вводом ее в эксплуатацию может привести к серьезным осложнениям - к дополнительной откачке воды из скважины и т. д.

Эксплуатацию скважины следует производить с дебитом, не превышающим расчетный эксплуатационный, указанный в паспорте скважины.

В начальный период эксплуатации скважин, в которых водоносные горизонты представлены песчаными отложениями, остановка и пуск насоса должны производиться как можно реже.

При эксплуатации скважин необходимо систематически наблюдать за их работой, проверять положение статического и динамического уровней воды, ежедневно контролировать состояние герметизации устья скважины и кабельных вводов для питания электродвигателя, поддерживать качество подаваемой воды согласно ГОСТ 2874-82. Данные о неисправности скважины и насосного оборудования фиксируют в эксплуатационном журнале работы скважины. Кроме того, в этот журнал заносят замеры статического и динамического уровней воды, данные о ремонтах насосного оборудования и о замене эксплуатационного насоса.

Если в работе скважины был перерыв в течение 10-12 ч, то при пуске ее переключают на работу в отходную линию и после полного осветления воды от ржавчины переводят на работу в резервуар или напорную сеть.

В процессе ремонтных работ оборудования скважины устье ее герметически закрывают.

При остановке скважины более чем на 7- 10 дней насосное оборудование демонтируют.

На рис. 13 представлено устройство для забора воды из глубоководных скважин без использования водоподъемных труб.

Устройство монтируют следующим образом. На поверхности земли нагнетательный патрубок погружного -насоса соединяют с участком трубы длиной 500-600 мм, к которому приваривают фланец, скобу и подвижным фланцем и болтами прикрепляют манжету. К заглушке приваривают колено и скобу. Через отверстия в самоуплотняющейся поперечной прокладке и заглушке пропускают то-коподводящие кабели^и присоединяют их к электродвигателю насоса. Один конец каната зажимами прикрепляют к скобе, а второй - к скобе. Длину троса выбирают в зависимости от расчетного динамического уровня воды в скважине так, чтобы погружной электронасос находился на 2-3 м ниже уровня воды. После подготовительных работ насос вместе с нижним патрубком водоподъемной трубы и самоуплотняющейся прокладкой опускают в скважину.

Рис. 1. Устройство для забора воды из глубоководных скважин без использования водопроводных труб: 1 - нагнетательный патрубок погружного насоса; 2 - нижний участок водоподъемной трубы; 3 - опорный фланец; 4 - эластичная манжета толщиной 30-40 мм и диаметром на 2-3 мм меньше внутреннего диаметра обсадной трубы; 5 - обсадная труба; 6 - подвижной фланец; 7 - болты; 8, 10 - скобы; 9 - канат; 11 -колено; 12 - заглушка; 13- зажимы; 14 - токоведущий кабель

При включении погружного электронасоса вода из нагнетательного патрубка через нижний участок водоподъемной трубы под давлением изливается в обсадную трубу, заполняет ее и через верхний участок водоподъемной трубы отводится в водопроводную сеть или в резервуар чистой воды.

Под действием давления, создаваемого погружным насосом, зазоры между обсадной трубой и эластичной манжетой ликвидируются за счет деформации последней. В результате уплотнения манжеты всасывающая и напорная зоны насоса разграничиваются, вследствие чего обсадная труба становится водоподъемной.

При необходимости остановки скважины для ремонта насосного оборудования в обратном клапане погружного насоса просверлено отверстие диаметром 10 мм, через которое водяной столб в обсадной трубе понижается до статического уровня воды. В процессе демонтажа насоса раскручивание его в обратную сторону категорически запрещается.

Использование обсадной трубы в качестве водоподъемной независимо от глубины скважины, диаметра и конструкции колонны обсадных труб позволяет не только исключить установку водоподъемных труб. Так, при этом на 24-32 чел-ч сокращаются затраты времени на монтаж-демонтаж насосного оборудования в расчете на одну скважину глубиной до 100 м. Экономится электроэнергия (0,003… 0,008 кВт-ч на 1 м3 поднимаемой воды), улучшаются условия труда при ремонте насосного оборудования, упрощается процесс капитального и профилактического ремонтов скважин.

Для забора воды из глубоководных скважин с низкими ее динамическими уровнями используются высоконапорные электропогружные насосы ЭЦВ 8-25-300, ЭЦВ 10-63-270 с напором 270-300 м и более.

На рис. 2 представлена двухъярусная установка погружных насосов в скважине.

Установка состоит из двух последовательно соединенных погружных насосов: нижнего - ЭЦВ 10-63-150 и верхнего ЭЦВ 10-63-110, установленных в скважине на глубине соответственно 226 и 80 м от поверхности земли. Нижний насос подает воду в специальный герметический футляр; верхний отбирает ее из футляра и подает непосредственно в резервуар чистой воды. При этом напоры насосов складываются в общий, равный 260 м. Подача нижнего насоса на 2-3 м3/ч выше верхнего, который во избежание гидравлического разрыва потока струи работает под некоторым (7-10 м) подпором. Наличие воды в футляре контролируют датчики сухого хода.

Насосы регулируются двумя станциями управления типа ШЭТ и др., сблокированными так, что после включения нижнего насоса через 1,5-2 мин посредством реле времени автоматически включается верхний насос. Если по какой-либо причине один из насосов остановился, автоматически выключается и другой.

Рис. 14. Конструкция двухъярусной установки погружных насосов: а - общий вид; б - насос в футляре в сборе.

Бесперебойное снабжение водой высокого качества – одно из условий приемлемого уровня комфорта в собственном доме. Различные варианты снабжения – , централизованная водоподача – не всегда подходят для конкретного дома. Оптимальным решением этой задачи является устройство автономного водоснабжения частного дома из скважины. В бурении скважины могут помочь специализированные организации. Соединить ее с внутридомовыми коммуникациями вполне под силу собственными руками, что даст существенную экономию средств.

Технические требования

При организации скважины необходимо знать и выполнять следующие основные правила:

• Канализация и скважина должны быть расположены на определенном расстоянии;
• Пробы воды должны проходить проверку санитарной службой. Воду новой скважины следует качать до того момента, когда она не будет прозрачной. Такой процесс может длиться от нескольких дней (для случая абиссинского колодца) до трех месяцев.
• В связи с тем, что вода проникает через стенки в скважину из водоносного слоя, при ее простое происходит заиливание, и способность пропускать жидкость ухудшается. Для того, чтобы не допустить такого явления, необходимо прокачивать воду 1-2 раза в неделю на протяжении 2-3 часов. С периодичностью 3-5 лет вода должна тестироваться в лаборатории санитарной инспекции.
• С регулярностью 3-5 лет или при ухудшении работы скважины требуется проводить ее промывку. Для этой цели необходимо привлекать специальную технику, способную создать мощную струю воды (поливальная или пожарная машина). В ходе этой процедуры удаляется ил с каналов, стенок и дна. Завершив это мероприятие, откачивают воду до момента полной очистки, которую характеризует прозрачность воды.

Какие бывают виды скважин

Залегание в земле воды наблюдается, чаще всего, в песке и известняке. Глина и суглинки тоже ее содержат, но добыча в этом случае нецелесообразна.

Песчаные скважины

При относительно небольших потребностях в воде (порядка 0,5 кубических метров в час) можно обойтись скважиной такого типа. Как правило, они имеют глубину от 10 до 35 м.

Схема

Бурение происходит в течение 1-2 дней и завершается при достижении первого слоя воды. Качество обсадной трубы и правильно подобранный насос определяют эксплуатационный срок скважины. При рациональном режиме работы он составляет 15 лет, интенсивные нагрузки снижают его в два раза.

Для проведения буровых работ требуются обсадные трубы, соединение которых происходит на резьбе или при помощи сварки. Кроме этого, необходима фильтровальная труба, которая имеет диаметр меньше, чем соответствующий размер обсадки. Для очистки воды ее конец имеет отверстия оборудованные фильтром.

Нерегулярная эксплуатация скважины приводит к засорению фильтра, что потребует его замены. При устройстве песчаной скважины водозабор происходит из неглубоко залегающих слоев грунта, поэтому качество воды может быть не высоким и требовать проведения анализов для определения различных показателей.

Этот вид скважин имеет относительно небольшую стоимость буровых работ и отличается простотой монтажа оборудования, который не занимает много времени, что является их достоинствами.

К недостаткам бурения “на песок” относится отсутствие возможности точного определения места, где проходит водоносный слой. Также имеется вероятность того, что водоносный горизонт загрязниться, уровень вод может измениться. Такие скважины имеют относительно небольшой срок эксплуатации.

Артезианская скважина

Для снабжения водой частного дома бурение скважины “на известняк” является наиболее оптимальным.

Реализовать работы по бурению необходимо до начала строительных работ или до проведения мероприятий по благоустройству придомовой территории. Это связано с тем, что процесс подразумевает использование оборудования и техники, требующих значительного пространства. Для завершения полного цикла мероприятий по обустройству артезианской скважины необходимо от одной до двух недель. Водоносный слой в этом случае располагается на глубине от 50 до 200 метров.

Качество проведения обсадки определяет длительность эксплуатации скважины, а диаметр трубы – ее мощность. На сегодняшний день трубы, выполненные из металлопластика, благодаря своей технологичности, хорошим эксплуатационным свойствам и надежности, становятся все более популярными. На практике не исключается применение стальных труб с резьбовым соединением или монтажом при помощи сварки. Сварочный шов работает в тяжелых условиях и подвергается воздействию коррозионных процессов. Также наличие микропор в сварном шве приводит к загрязнению воды в связи с их постепенным разрастанием.
Артезианская скважина промывается до того момента, когда вода, получаемая из нее, не будет чистой визуально. Для каждой скважины заводится паспорт, куда заносят все ее основные характеристики.
К достоинствам скважин “на известняке” относятся:

• возможность прогнозирования глубины залегания вод;
• водоотдача позволяет с избытком покрыть потребности в ней;
• длительный период эксплуатации;
• неизменность горизонта, на котором расположен водоносный слой;
• оборудование насосов с высокой производительностью;
• высокие качественные показатели неизменны, так как существенная глубина залегания обеспечивает чистоту вод.

Стоимость комплекса работ по устройству артезианских скважин значительна. В связи со сложностью проведения специфических мероприятий, их самостоятельное производство неосуществимо. Вода, добытая из такой скважины, может быть высоко минерализована, что требует ее лабораторного анализа.

Варианты автономного обеспечения водой из скважины: схемы

Установка насосной станции, снабженной автоматикой

При организации скважины с малой глубиной, в зависимости от уровня воды, может быть установлена насосная станция или применен ручной насос. Суть работы такого варианта снабжения водой заключается в откачке воды насосом погружного типа и подаче ее в гидроаккумулятор с объемом 100-500 литров.

Накопительная емкость разделяется мембраной и снабжена реле для регуляции давления воды. Когда она наполнена, насос находится в отключенном состоянии. При расходовании воды из бака срабатывает автоматика, и насос включается. Такая система подразумевает возможность работы насоса напрямую, снабжая водой магистраль, и подавать воду при уменьшении ее до определенного уровня в емкости. Располагают ресивер там, где это удобно. Рекомендуется приспосабливать для этой цели подсобное помещение.

Установка глубинного насоса

В этом случае откачка воды происходит глубинным насосом в накопительную емкость, размещенную в доме на возвышении. Такое положение бака обуславливает перепад высот и вследствие этого образуется водяной напор.

Материалом для накопительной емкости может служить нержавеющая сталь или пищевой пластик. Количество воды в ней находится в пределах 500-1500 литров. Больший объем резервуара гарантирует подачу воды при сбоях в снабжении электроэнергии путем самотека. Включение насоса в автоматическом режиме при снижении уровня воды обеспечивает выключатель поплавкового типа.

Какое необходимо оборудование для обустройства системы водоснабжения?

Организация в земле отверстия большой протяженности и малого диаметра не означает создания независимого источника воды. Для создания полноценной системы снабжения качественной водой требуется обустроить скважину следующим оборудованием:

• кессоном, обслуживающим источник. В его функции входит теплоизоляция труб и размещение оборудования;
• оголовком, который не допускает загрязнения скважины. Его выполняют из чугуна или пластика;
• насосом для перекачки воды;
• гидроаккумулятором, который амортизирует гидроудары и поддерживает стабильное давление в магистрали подачи воды. Правильно подобранное оборудование высокого качества и технически грамотный его монтаж влияют на работоспособность всей системы.

Как пробурить скважину своими руками?

На начальной стадии необходимо выкопать шурф с размерами 1,5х1,5 м и глубиной порядка двух метров. Чтобы предотвратить разрушения стен шурфа его обшивают щитом из досок.

После этого приступают к созданию буровой вышки и колонки. Как правило, в ее качестве выступает бревенчатая тренога с закрепленной на ней лебедкой.

Буровая колонка составляется из штанг, которые удлиняются посредством муфт. В результате конструкция становится монолитной трубой. Инструментом служит буровая головка, закрепленная на конце колонны. Вид используемой головки зависит от грунта.

На следующем этапе происходит соединение с тросом лебедки первой буровой штанги и монтаже на ней буровой головки. Затем эта конструкция погружается в месте бурения. В процессе углубления производят последовательное соединение одной штанги к другой. Замена буровой головки происходит при изменении грунта. Следует до начала работ по бурению сделать риску на штанге на расстоянии 600 мм. Это необходимо для определения момента, когда требуется проводить очистку инструмента.

Для увеличения производительности работ и более удобного их проведения процесс осуществляется двумя людьми и завершается при достижении водоносного слоя. Затем производят тщательную очистку скважины с желонкой.

По завершении мероприятий по очистке опускается фильтр. Оставшееся пространство заполняют крупным песком, гравием.

На заключительном этапе облагораживают шурф для организации кессона, производят монтаж насоса и труб.

Как подключить насосную станцию к скважине: способы

При завершении буровых работ обсадная труба остается на поверхности. Насосную станцию можно подключить к скважине следующими способами:

• Возведение строения над скважиной.
• Организация кессона.

Первый вариант требует создания отопления помещения. При значительном удалении его от дома возникают существенные потери тепла и дополнительные расходы.

Наиболее целесообразно создание кессона. С этой целью обсадную трубу обкапывают на глубину порядка 2,5 м. После этого производят заливку подушки из бетона, на которую монтируют кессон. В нем оставляют 0,5 м обсадной трубы. От дома к кессону роется траншея с глубиной, исключающей промерзание, с последующей укладкой водяных труб. В зависимости от типа насосной станции ее монтаж осуществляют либо в кессоне, либо в специальном помещении дома. Монтировать насосную станцию в скважине резонно при насосе выносного типа.

Схема последовательного соединения элементов водопровода: как правильно?

Реализация такой схемы оптимально подходит для организации подачи воды из скважины.

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

Ciu лети с J А" - /^3*’ 6"C i /Iл$ (/$(&*. с. 4$

МОСКВА - 1958

Издание официальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СОВЕТА МИНИСТРОВ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН НА ВОДУ

У Т ВЕРЖДЕ ны Государственным Комипитом Совета Министров СССР по делам строительства 9 декабря 19571.

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ИЗДАТЕЛЬСТВО ЛИТЕРАТУРЫ ПО СТРОИТЕЛЬСТВУ, АРХИТЕКТУРЕ И СТРОПИЛЬНЫМ МАТЕРИАЛАМ

МОСКВА - 1958

Редактор - канд. техн.. наук Е. И. Дыщко

Технические условия проектирования и сооружения буровых скважин на воду разработаны взамен ГОСТ В-1872-42 и в развитие главы Ш-В. 7, § 8 и 9 части III «Строительных норм и правил».

Текст «Строительных норм и правил» отмечен на полях чертой. Номера параграфов и пунктов главы Ш-В. 7 указаны в скобках; первое число обозначает номер параграфа, второе - номер пункта.

Технические условия разработаны проектным институтом Водоканалпроект Главстройпроскта при Госстрое СССР и Научно-исследовательским институтом Водгео Академии строительства и архитектуры СССР.

I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ УСЛОВИЙ

1. Настоящие технические условия распространяются на проектирование и сооружение буровых скважин, предназначаемых для забора подземных вод для нужд постоянного хозяйственно-питьевого и технического водоснабжения.

II. ВЫБОР МЕСТА ЗАЛОЖЕНИЯ СКВАЖИН

2. Выбор места заложения скважины определяют следующие факторы:

а) гидрогеологические условия: водообильность водоносных горизонтов на различных участках, высота стояния уровней подземных вод, направление потока подземных вод, радиус влияния скважин, обеспеченность запасами воды, качество воды, близость открытых водоемов и т. п.;

б) технико-экономические условия: расстояние от центра водопотребления, характер рельефа и условия подачи воды, удобство обслуживания и охраны скважины при эксплуатации и т. д.;

в) возможность и условия создания надлежащей зоны санитарной охраны.

Примечание.

Выбор и оценка качества источника водоснабжения, отбор проб воды и их анализ, а также программа обследования источников водоснабжения должны производиться в соответствии с ГОСТ 2761-57 «Источники централизованного хозяйственно-питьевого водоснабже1тя. Правила выбора и оценка качества:».

3. При проектировании скважин в разведанных и опробованных эксплуатацией районах наименьшее расстояние новых скважин от соседних, заложенных на тот же водоносный горизонт, следует принимать с учетом имеющегося опыта эксплуатации. При принятом расстоянии возможное снижение уровней воды в эксплуатируемых скважинах, определяемое расчетом, не должно превышать пределы, при которых эксплуатация этих скважин делается нерентабельной.

4. При сооружении скважин на воду в новых, рапсе не разведанных районах, для получения исходных данных для проектирования должны быть проведены гидрогеологические изыскания.

5. Допускается проектирование и сооружение разведочно-эксплуатационных скважин, которые впоследствии могут быть использованы в качестве эксплуатационных буровых скважин.

6. В случае сооружения скважин, предназначаемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения с забором воды из водоносных горизонтов, не перекрытых водоупорными породами, место их заложения должно быть выбрано таким образом, чтобы не могло произойти загрязнения подземных вод (вдали от выгребных ям, скотных дворов и т. п.).

7. Если по местным условиям не представляется возможным избежать указанного в п. 6 расположения скважины вблизи очагов загрязнения подземных вод, то эти очаги по указанию местного санитарного надзора подлежат ликвидации.

8. Выбор места заложения скважин, а также граница водоохранной зоны согласовываются с местным органом Главной государственной санитарной инспекции СССР, а также с местным Советом и оформляются актом.

III. ВЫБОР СПОСОБА БУРЕНИЯ СКВАЖИН

IV. КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН

10. Конструкцию скважины определяют:

а) геологическое строение и гидрогеологические условия участка производства* буровых работ;

б) глубина скважины;

в) начальный и конечный диаметры скважины;

г) тип и размеры запроектированного водоподъемного устройства;

д) способ бурения и крепления скважины;

е) тип и размеры фильтра;

ж) химический состав воды как предположенного к эксплуатации водоносного горизонта, так и проходимых и перекрываемых водоносных горизонтов.

Примечание.

Проект конструкции скважины корректируется применительно к встреченным в процессе бурения гидрогеологическим условиям.

И. Глубина скважины определяется глубиной залегания (кровли и подошвы) эксплуатационного водоносного горизонта, а в случае оборудования скважины эрлифтом - также и требуемой глубиной погружения компрессорных труб, которая устанавливается расчетом.

12. Отклонение оси скважины от вертикали должно находиться в пределах, обеспечивающих нормальную работу запроектированного водоподъемного оборудования.

13. Минимальные эксплуатационные диаметры скважин принимаются в зависимости от расчетной производительности скважин, типа водоподъемника и глубины его погружения в соответствии с данными табл. 2 (ориентировочно).

14. Конечный диаметр скважины должен быть достаточным для пропуска расчетного количества воды.

Конечный диаметр скважины, которая оборудуется фильтром, определяется, кроме того, условиями пропуска и установки запроектированной конструкции фильтра и производства зафильтровой засыпки, если таковая предусматривается проектом.

15 (8.4). Верхняя часть скважины, предназначенной для хозяйственно-питьевого водоснабжения, находящаяся в горизонте грунтовых вод, в случае, если грунтовые воды не

служат источником водоснабжения, должна быть закреплена не менее чем двумя колоннами обсадных труб, за исключением тех случаев, когда при бурении применяется одна колонна труб с затрубной цементацией.

16. В целях экономии труб должны производиться вырезка или отвертывание и извлечение верхней части колонн труб с соблюдением указаний по п. 15 и следующих требований:

а) (8. 5) верхний обрез колонны, оставшейся в скважине после вырезки или отвертывания, должен находиться выше башмака предыдущей колонны не менее чем на 3 м при глубине скважины до 30 м и не менее чем на 5 м при большей глубине скважины;

б) (8. 5) кольцевой зазор между оставшейся частью колонны вырезанных труб и предыдущей колонной обсадных труб должен быть зацементирован либо заделай путем установки сальника.

V. ТИПЫ И КОНСТРУКЦИИ ФИЛЬТРОВ

17. При сооружении скважин с забором воды из рыхлых и неустойчивых пород (из песков, гальки, гравия, слабосце-ментироваиного песчаника и т. п.) необходимо устанавливать фильтры.

18. Фильтр состоит из рабочей водоприемной (фильтрующей) части, надфильтровой трубы и отстойника.

19. Каркас фильтра должен обладать достаточной механической прочностью и устойчивостью против коррозии и эрозийного воздействия воды.

При изготовлении каркасов фильтров может применяться сталь нержавеющая и сталь марки Ст. 3 и Ст. 5, дерево, пластмасса, керамика, асбестоцемент и тому подобные материалы.

(8. 6). Фильтры, предназначенные для работы в условиях агрессивных вод, должны изготовляться из антикоррозийных материалов или из материалов с антикоррозийным покрытием.

20. Фильтрующие элементы конструкций фильтров (отверстия в трубах и сетках, поры в гравийной обсыпке) должны оказывать минимальные сопротивления притоку воды в скважину. При этом необходимо также учитывать, что увеличение процента скважности и размера проходных отверстий благоприятствует уменьшению интенсивности за-

растания фильтров и, следовательно, увеличению долговременности их работы.

При подборе фильтров проходные отверстия на фильтрах должны быть таких размеров, чтобы не вызывать при эксплуатации выноса частиц породы из водоносного горизонта в скважину.

Примечание.

Вынос мелких частиц песка допускается только в начале пробной откачки в объемах, не вызывающих обрушение кровли вокруг ствола скважины.

21. Тип и конструкция фильтров должны подбираться в зависимости от характера породы водоносного горизонта с учетом указании по п. 19 и 20 и в соответствии с указаниями табл. 3.

Таблица 3

Характеристика пород водоносного горизонта

Размеры проходных отверстий и/и № сеток

тип и конструкция фильтров и род материалов

Обзавестись собственным колодцем или скважиной — мечта каждого владельца загородного участка, неважно выстроен на дом, или земля используется исключительно для выращивания деревьев и ведения огорода. Выбор между рытьем колодца и бурением скважины часто решается в пользу последней. Ну а выбор варианта возведения и обустройства источника живительной влаги зависит от типа грунтов, на которых расположен участок, от глубины залегания водоносных пластов, от готовности потратить на строительство ту или иную сумму. Более того, при желании можно прибегнуть к сооружению объекта своими руками. Конечно, сделать самому можно только неглубокую скважину, менее 15 м, которые делаются на песок. Для рытья боле глубоких, до 50 м — придется привлекать специалистов, не обойтись без них и при сооружении артезианской скважины, на известняк, глубина которой может составлять от 60 до 250 м. Чтобы убедиться в пригодности добываемой жидкости для питья, рекомендуется произвести анализ ее качества.

Перед тем, как приступить к сооружению объекта, желательно ознакомиться с методами выполнения бурения и принципами выбора конструкции, узнать о том, какие параметры скважины считаются основными и какие расчеты потребуются для правильного выбора оборудования, в частности — насоса.

Можно встретить информацию, что срок службы скважины на воду равняется 15 годам, но в реальности он зависит от того, насколько интенсивно используется источник. При частом использовании, срок работы может равняться 30 годам, а то и более. Зачастую его ограничением является срок годности труб, которые были использованы для обсадки. В случае обсадки качественными трубами из материалов с большим сроком службы и соответствующим составом воды, срок службы источника будет неограниченным по времени.

Выбор конструкции скважины

Наиболее важным моментом в строительстве объектов является процесс выбора и обоснования конструкции — в последствии от него зависит качество и затратность выполненных работ. В соответствии со своим предназначением, разведочные скважины должны:

• позволить опробовать определенное количество вскрываемых водоносных горизонтов,
• быть экономически целесообразными,
• иметь как можно меньший диаметр ствола,
• позволить повторно использовать обсадные трубы и фильтр,
• быть готовыми к качественному ликвидационному тампонажу.

Сооружение скважин сегодня производится с применением способов:

• вращательного с прямой и обратной промывкой,
• вращательного с продувкой воздухом,
• ударного
• ударно-вращательного.

Каждый из них имеет свои особенности и область рационального применения, в соответствии с гидрогеологическими условиями и перечнем поставленных задач. В современном строительстве чаще применяют способы с обратной и прямой промывкой глиносодержащим раствором.

Конструкция скважин на воду эксплуатационных должна позволить:

• вскрывать продуктивные водоносные пласты с целью эксплуатации, с минимальным сопротивлением профильтровых колонн,
• эксплуатировать объект на протяжении длительного периода при минимальных темпах спада производительности,
• обеспечение качественной изоляции пластов воды, кроме тех, которые планируется эксплуатировать одновременно,
• получить экономию по стоимости материалов и трудовых затрат,
• иметь скважину наименьшего возможного диаметра,
• получать минимальное сопротивление при подъеме насосом воды.

Требования к скважинам на воду достаточно специфичны и имеют друг с другом сложные взаимосвязи. При решении вопроса обоснования и выбора той или другой конструкции должны учитываться и анализироваться многочисленные факторы.

Схема конструкции скважины

Рассмотрим схему скважины на примере артезианской. Верхняя ее часть представляет собой устье, нижняя — башмак или забой. На схеме также указывается:

• какими трубами будет обсажена скважина, т.е. ее конструкция,
• общее описание пород,
• какие именно породы пройдены при сооружении объекта.

Такой рисунок профессионалы называют геолого-техническим разрезом, конструкция источника при его составлении дополняется информацией:

• о возрасте пород, которые будут проходиться,
• сведениями о категории буримости, на основании которой подбирается рабочее долото,
• данными по подбору погружного насоса.

Судя по тому, насколько информация о скважине соответствует нормативно-техническим документам, делается заключение о расчетном сроке эксплуатации объекта. Подбор типа конструкции скважины осуществляется специалистами-гидрогеологами, в зависимости от конкретного геологического разреза.

Фильтровые и безфильтровые скважины

Решение об использование фильтрового или безфильтрового типа конструкции скважины основывается на типах грунтов на данной местности: в скальных породах или на рыхлых неустойчивых грунтах обычно сооружают фильтровые источники. При установке фильтра следят, чтобы расстояние между его рабочей частью и породой в кровле водоносного горизонта составляло от половины метра до метра. Длина рабочей части фильтра должна соответствовать мощности пласта, в котором он будет работать. Глухая труба, называемая отстойником, должна иметь специальные вырезы, ее длина должна быть как минимум 2 м.

Схема конструкции скважины делается с учетом:

• ее глубины,
• назначения,
• уровня воды,
• габаритов фильтров и их конструкции.

Количество необходимых обсадных труб, глубина их спуска и диаметр взаимосвязаны:

• со способом бурения,
• количеством задействованных пластов воды,
• используемым насосом,
• методикой крепления обсадных труб,
• потребности в цементировании затрубного пространства,
• сроком эксплуатации объекта.

Если запланирована конструкция с установкой скважинного насоса в фильтре, то в конечном итоге диаметр скважины будет зависеть от габаритов насоса. Если насос будет устанавливаться в эксплуатационной колонне над фильтром, то ее диаметр также будут определять габариты насоса. Для упрощения монтажных работ и получения возможности контроля за старением воды предусматривают наличие зазора между диаметром внутренней части эксплуатационной колонны и внешним диаметром корпуса насоса около 50 мм. Но не следует стремиться к значительному увеличению этого показателя — оно приведет к удорожанию работы и увеличению веса конструкции.

Строительство безфильтровых объектов возможно при наличии достаточно устойчивой кровли в рыхлых породах.

Расчет скважины на воду

Главная цель, которая преследуется при сооружении объекта — получение воды в необходимых количествах при минимальном уровне снижения ее статического показателя. Во всем остальном расчет скважин на воду практически ничем не отличается от расчетов газовых и нефтяных скважин.

Самым значимым показателем, характеризующим источник считают дебит, именно он позволит определить, достаточно ли будет добываемой воды для обеспечения нужд хозяйства, он также поможет в правильном расчете насосного оборудования. Дебит скважины — это количество воды, которое она может произвести за единицу времени. От него напрямую зависит показатель производительности водозабора, мощность насосного оборудования и диаметр обсадных труб.

Главный показатель, используемый при расчете дебита — статический уровень жидкости, измеряемый расстоянием до зеркала воды. Для его определения применяют шпагат с грузиком. После того, как грузик достигнет зеркала, измеряют длину шпагата, это будет статический уровень. Определение динамического уровня производят, приведя в действие насос. Откачивание некоторого количества воды вызывает снижение ее уровня в скважине. Это динамический уровень. Если работа насоса не приводит к снижению динамического уровня — можно предполагать, что производительность насоса равна производительности водозабора. Если дебит скважины ниже, чем мощность насоса, будет отслеживаться постепенное снижение динамического уровня, через какое-то время вода в скважине иссякнет. Если разница между статическими и динамическими показателями не превышает 1 м — это свидетельствует о достаточной мощности источника, превышающей мощность используемого насоса.

Производительность источника определяется таким опытом. Устанавливают достаточно мощный насос на дно скважины и заготавливают пустую емкость известного объема. Выкачивают всю жидкость из источника и засекают время, за которое уровень зеркала достигнет начальных показателей. При расчете дебита учитывается количество откачанной жидкости и время на восстановление ее уровня, для этого делят объем на время.

Более точный расчет можно сделать по формуле D = H x V/ (Hд – Hст), при этом:

• буква H — глубина скважины воду,
• D — дебит,
• V — производительность насоса,
• Hд — уровень динамический,
• Hст — уровень статический.

Конечно, если подойти к делу ответственно, то проектные и расчетные работы можно выполнить самостоятельно, но надежнее все же обратиться за помощью к специалистам — ведь в процессе проектирования, в любом случае, потребуются данные о составе и качестве грунта в данной местности и о глубине залегания водоносных пластов.