Вопрос о наличии собственного источника воды возникает у каждой семьи, построившей дачу либо дом вдали от городских коммуникаций. Решают проблему просто: копают колодец или бурят скважину. Разберемся, какие виды скважин на воду бывают, чем отличаются, какие преимущества и недостатки имеет каждый вариант.
Самый доступный с финансовый точки зрения тип скважины – абиссинская. Она представляет собой узкую трубу (1-1,5 дюйма), к низу которой припаян фильтр, а к нему острый наконечник, отчего конструкция напоминает большую иглу. В процессе бурения или забивания трубы с помощью «забивной бабы» игла легко входит в грунт и проникает на нужную глубину. Через фильтр вода под давлением поступает вверх, а с помощью поверхностного насоса ее можно подавать в дом.
При забивании трубы можно повредить муфты или сместить фильтр, нарушив целостность колонны, поэтом проще и надежнее бурить
На какую глубину рассчитана
Обычно абиссинские скважины углубляют до первого водоносного слоя, который располагается в 4-5 метрах от поверхности земли. Если же песок в первом слое слишком мелкой фракции – бурят до второго слоя, так как для качественной работы конструкции нужен среднезернистый песок, предупреждающий заиливание скважины.
Совет! Если на вашем участке слои песка мелкозернистые – в колодец можно всыпать мешок мраморной крошки. Она послужит дополнительным фильтрующим слоем.
Преимущества скважины-иглы
Весь процесс бурения занимает от 4 до 10 часов и не требует сложного оборудования. Профессиональные бригады используют для прокалывания грунта небольшую буровую установку, высота которой не превышает 2 метров. Это позволяет обустроить скважину-иглу в стесненных условиях, когда участок застроен и нет подъезда для габаритной спецтехники, а также внутри помещений (подвал, гараж и пр.).
Вода в таком источнике значительно чище колодезной, так как в нее не попадает верховодка, талые и дождевые воды сверху. И если сравнить воду по составу из разных типов скважин, то именно в «игле» будет меньше всего железа и иных минералов, избыток которых вредит здоровью.
Так как скважина заканчивается наконечником-пикой, то не требуется ее погружать до водоупорных слоев вроде глины, а значит, расход труб небольшой.
Недостатки поверхностной конструкции
- Не подходит для участков с каменистым грунтом (маломощные установки не способны справиться с твердыми породами).
- Небольшой дебит – от 0,5 до 3 кубических метров в час, что не подходит для большого дома с множеством точек водозабора.
- Для круглогодичного пользования нужно делать приямок для насосной станции. Ручные насосы зимой работать не будут.
Оборудование для обустройства скважины-иглы довольно простое, поэтому некоторые дачники изготавливают его самостоятельно
Скважина большого диаметра на песок: особенности использования
Если грунт на участке каменистый или на глубине до 8 метров нет водоносных слоев, то абиссинку не проколешь. В этом случае бурят скважину большого диаметра на глубину от 14 до 40 метров (в зависимости от геологического строения грунта). Для обсадной колонны используют трубы 120-160 мм. При бурении так же, как и при прокалывании скважины-иглы, ищут первый песчаный водоносный слой.
В отличие от абиссинской, колонна скважины на песок должна стоять на водоупорном слое, чтобы придать конструкции устойчивость
Вся система весьма проста: обсадная колонна состоит из труб одного диаметра, снизу – перфорированная труба, через которую осуществляется забор жидкости из песка. Перфорация защищена мелкоячеистым сетчатым фильтром, чтобы песок не проникал внутрь колонны. Поднимают воду наверх с помощью погружного вибрационного насоса, который не слишком чувствителен к частичкам песка. Центробежные насосы в таких скважинах моментально выходят из строя, так как фильтры забиваются твердыми частицами.
Важно! Самые долговечные скважины получаются на песках крупной зернистости, которые имеют гравийную прослойку. Мелкозернистый песок сокращает жизнь колонны на несколько лет.
Дебит и качество воды
Поверхностная скважина выдает в час не более 1,5 куб.м. воды. Для дачного дома этого вполне достаточно, но коттеджи с бассейнами и фонтанами ей не обслужить. При этом качество воды хуже, чем у абиссинской. Железа там нет и минералов вредных тоже, зато высока вероятность попадания верховодки, стоков из предприятий, талых вод, а с ними и микробов. Поэтому после промывания первую порцию чистой воды всегда относят в санэпидемстанцию для анализа. И даже если анализ покажет, что вода пригодная для питья, нет гарантии, что через полгода в нее не попадут вредные стоки. Поэтому хозяева таких скважин устанавливают на входе в дом систему фильтров для очистки воды.
Для очистки воды из скважины на песок нужно покупать комплект фильтров, каждый из которых устраняет конкретные загрязнения
Сколько лет служит
- Поверхностная скважина прослужит до 15 лет, только если пользоваться ей постоянно. В противном случае она быстро заилится, а вода в ней станет непригодной для питья.
- Летом уровень воды может падать, а то и вовсе пропадать, так как в засушливые годы вода уходит из песков.
- При бурении нет гарантии, что вода найдется. В этом случае переходят искать водоносный слой в ином месте, а за эту работу придется платить как за разведывательное бурение.
Из очевидных плюсов стоит отметить высокую скорость работ, приемлемую цену и малые габариты оборудования, используемого при бурении. Бригада может искать воду в любой точке застроенного участка. Из-за малой глубины конструкции не придется оформлять паспорт на скважину, который обходится в немалую сумму.
Артезианские скважины отличаются от предыдущих типов тем, что трубу бурят не до песчаных водоносных слоев, а до известняка. Этот пористый минерал прекрасно пропускает воду. При этом известняковые слои находятся на очень больших глубинах, от 40 до 200 метров, а вода в них находится под давлением, что способствует ее быстрому подъему по обсадной колонне. Качество воды считается наиболее высоким, так как на такие глубины грунтовым водам не проникнуть.
Известняк – твердая порода, поэтому артезианские скважины не заиливаются, даже если ими не пользоваться долгое время
Единственное, чем может не устроить хозяев артезианская вода – наличие большого количества минеральных солей и железа. Проходя через слои земли, вода насыщается минералами и нередко их количество превышает допустимые нормы, поэтому фильтр для питьевой воды ставить все же придется.
Поднимают воду глубинными насосами. Срок эксплуатации источника – не менее 50 лет.
Технология бурения
Артезианскую скважину в частных домах встретишь нечасто, так как ее стоимость превышает стоимость работ по бурению поверхностных конструкций в 10-15 раз. Средняя стоимость – 3 тыс. долларов. И это только работа и материалы для скважины. А к ним еще нужно будет собрать пакет документов, который обойдется в 5 тыс. долларов.
Но даже не это останавливает хозяев. Для бурения необходима крупногабаритная техника, а в городской черте она не сможет доехать на нужное место, особенно если строительство дома и участка уже завершено. Для установки оборудования требуется ровная площадка примерно 12 х 4 метра. При этом возле места бурения не должны проходить электрические сети.
Многотонная машина для бурения не может развернуться в узком пространстве, поэтому скважину бурят еще до строительства дома и оформления территории
А после всех работ хозяин должен будет создать так называемую санитарную зону для защиты скважины (около 30 метров). На ней нельзя высаживать деревья, возводить постройки, а саму площадку по периметру огораживают.
Какие документы собирают до начала работ
Артезианские воды считаются собственностью государства, и за их пользование надо выложить немалую сумму. Человек, желающий обзавестись глубинной скважиной, обязан сначала заказать ее проект, принести его в Департамент по недропользованию и получить разрешительную лицензию на использование недр земли. Без этого документа ни одна организация бурить источник не станет.
После окончания работ по обустройству скважину поставят на учет, присвоив номер Государственного водного кадастра, и только после этого ее можно использовать.
Без данного документа пробурить артезианскую скважину невозможно
Каждый тип скважины имеет свои преимущества и недостатки, особенности устройства, поэтому выбрать оптимальный вариант можно только с помощью специалистов.
Видео: обустройство скважины на воду
Многие собственники загородных владений и дач в процессе сезонного или постоянного проживания на территории своего владения приходят к выводу о необходимости обустройства автономной системы водоснабжения включающей скважину на воду, которая смогла бы удовлетворить потребности. Для того, чтобы принять осознанное решение в пользу одного из гидротехнических сооружений нужно знать какие бывают скважины в принципе.
Понятие и типология скважин
Термин протяженности употреблен не случайно, так как ствол скважины может быть пробурен не только отвесно вниз, но и с отклонением, как от вертикальной оси, так и в перпендикулярной ей плоскости. Возможность изменения направления движения бурового инструмента позволяет получить криволинейный профиль скважины, что актуально при большой глубине и необходимости наклонного бурения, например, когда устье шурфа находится на берегу моря, а забой удален на сотню метров и находится под поверхностью воды.
Основные виды скважин на воду
Типы скважин по профилю
В зависимости от количества плоскостей в которых искривлён, профиль скважины может быть:
- плоско-искривленным;
- пространственно-искривленным.
Различное устройство скважины с плоско-искривленным профилем, если этого требует геологический разрез, позволяет выделить разновидности таких выработок:
- Тангенциальные шурфы, заканчивающиеся наклонным участком.
- S-образные, имеющие на конце участок, угол между которым и вертикалью постепенно уменьшается.
- J-образные, заканчивающиеся участком, постепенно отклоняющимся от вертикального направления в пользу увеличения угла.
Пространственно-искривленные проходки имеют значительно более сложную для описания геометрию и применяются в проходках на нефть и газ. Водозаборная скважина преимущественно выполняется прямолинейной, а отклонения допускаются только для обхода твердых каменистых включений, которые могут быть спрогнозированы на основании геологического разреза разведочной проходки.
Типы скважин по глубине
Наиболее распространенной является типология шурфов по глубине проходки, которая позволяет достичь определенного водоносного горизонта.
Первый водоносный горизонт или «верховодка», представляет собой отфильтрованные атмосферные осадки и грунтовые воды, скопившиеся перед верхним водонепроницаемым суглинистым слоем, расположенным на глубине до 25 метров в зависимости от региона. Глубина такого шурфа недостаточна для получения чистой питьевой воды, ввиду возможности попадания с поверхности удобрений, фекалий, продуктов гниения и прочих загрязнений. Как следствие, для получения питьевой воды используется забивная скважина, представляющая собой трубную колонну, собранную из толстостенных газовых труб и опущенную ударным способом до глубины в 8 – 10 метров, за счет конического наконечника.
Глубина скважины, достигающей второго водоносного горизонта, может достигать от 40 до 90 метров от плодородного слоя, в зависимости от расположения песчаной прослойки между первым и вторым суглинистыми слоями земной коры. Слой почвы, в котором располагается скважина на песок, являющаяся наиболее популярным гидротехническим сооружением для дачных хозяйств и загородных владений, обуславливает ее тривиальное название. Песчаная скважина обеспечивает расход воды в размере 0,8 – 1,2 куб. метра в час, позволяя наполнить стакан за 5 секунд. Производительность скважины на песок тем выше, чем больше ее глубина приближена ко второму водоупорному слою, аккумулирующему воду на своей поверхности. Когда призабойная зона песчаной проходки находится в водонепроницаемом слое, это гарантирует поступление воды исключительно через фильтрующий элемент, даже если дно эксплуатационной колонны не заглушено.
Выполнив геологический разрез земной коры до отметки в 200 метров, можно наблюдать, последовательно следующие за вторым водоупорным суглинистым слоем, глину и известняк, который при пористой структуре является высокопроизводительным источником питьевой воды. Скважина на известняк, пройденная до соответствующей отметки, называемая также артезианской, характеризуется повышенным давлением в призабойной зоне, обеспечивающим самопроизвольный подъем воды, вплоть до её фонтанирования на поверхности. Артезианская водозаборная скважина отличается свободой от взвешенных примесей и высокой чистотой воды, за исключением растворенных минеральных солей, и способна обеспечить расход от 3 до 10 куб. метров в час, чего может быть довольно для двух – трех дачных домов.
Существующие категории скважин
Классификация скважин по назначению позволяет выполнить отнесение к одной из общепринятых категорий:
- Параметрические – проходки, выполняемые, чтобы определить геологический разрез и перспективу вертикального бурения.
- Поисковые – шурфы малого диаметра выполняемые с целью определения перспективности полноценного бурения, исходя из наличия изыскиваемого ресурса.
- Разведывательные – шурфы, которые бурятся в пределах месторождения с целью определения потенциала залежей и составления плана мероприятий по их добыче.
- Эксплуатационные – проходки в земной коре, предназначенные для извлечения искомого ресурса из недр на поверхность.
Проходка на питьевую воду очевидно относится к эксплуатационным, среди которых выделяются дополнительные категории скважин:
- добывающие или нагнетательные;
- специальные, в том числе шурфы на техническую и питьевую воду, а также поглощающие;
- контрольные, предназначенные для наблюдений или мониторинга пластового давления;
- выработки – дублеры;
- оценочно – эксплуатационные.
Конструктивные виды скважин
Различная конструкция скважины позволяет выделить следующие виды:
- одноколонная;
- двухколонная.
Одноколонное устройство скважины подразумевает единственную колонну из труб, опускаемую в шурф и выполняющую одну или несколько функций. Песчаная скважина со стенками, осыпающимися при операциях спуска/подъема бурильной штанги с закрепленным на конце инструментом, требует укрепления, в качестве которого выступает обсадная труба, совмещающая функцию эксплуатационной колонны. Когда ствол скважины достаточно прочен или выполняется бурильной установкой с промывкой буровым раствором, не требующей многократных спусков и подъемов инструмента для его освобождения от породы, укрепление не требуется, и эксплуатационная колонная устанавливается с зазором от стенок, который заполняется гравием, выступающим в качестве предварительного фильтра. Устройство скважины-иглы также подразумевает одну трубную сборку, поэтому её следует отнести к одноколонным.
Конструкция скважины, состоящая из обсадной и эксплуатационной труб, являясь гораздо более дорогой гарантирует длительный срок эксплуатации, возможность устройства предварительного гравийного фильтра и ремонтопригодность внутренней обечайки, которая без ущерба для прочности конструкции может быть выполнена из труб ПВХ, вне зависимости от глубины укладки. То есть, даже скважина на известняк может иметь полимерную внутреннюю трубу, гарантирующую отсутствие растворенного железа в воде и неограниченный период использования.
Конструктивные виды скважин очевидно должны быть дополнены разновидностями исходя из наличия и формы гравийного фильтра в разрезе. Строение предварительной очистки воды в шурфе может быть в виде следующих гравийных засыпок:
- между грунтом и эксплуатационной колонной при заглушенном дне;
- между обсадной и эксплуатационной колоннами при заглушенном дне;
- призабойной зоны при возможности притока через низ эксплуатационной трубы.
Из рассмотренных конструктивных видов, обустройства предварительного фильтра требует скважина на песок и абиссинский колодец при выборе двухколонной схемы.
Специфические виды скважин на воду
Принятая классификация скважин не включает в себя особые случаи, о которых следует упомянуть:
- Проходка, обустраиваемая на плавуне, отличается от стандартного бурения постоянным притоком песчано-глинистой суспензии, вымывающей породу и разрушающей стенки шурфа. Глубина скважины, пройденная до встречи с плавуном, может составлять от 1 до 40 метров и оптимальным способом борьбы с подвижкой грунта является, параллельная бурению, установка обсадных труб. Подобные водяные источники подразумевают принцип работы, позволяющий получить существенно больший расход и напор, чем это свойственно для аналогичных шурфов без проходки плавуна.
Водоснабжение через геотермальную и обычную скважину.
- Геотермальные водяные шурфы бурятся с целью попадания в горячий подземный источник, используемый для оборудования системы автономного отопления с помощью теплового насоса и позволяющий получить значительную экономию за счет отказа от котельного оборудования и использования топлива. Конструкция геотермальной водозаборной проходки подразумевает надежное соединение сегментов, а призабойная зона должна быть залита специальным цементным раствором и глиной, для предотвращения утечек. Принцип работы геотермального шурфа состоит в самопроизвольном подъеме горячего потока к поверхностному тепловому насосу, который производит дополнительный нагрев и распределение теплоносителя между отопительными приборами. Принцип работы водяной геотермальной проходки подразумевает, что устье скважины одновременно является водоводом, подключаемым к тепловому насосу, а охлажденный поток возвращается обратно в слой земной коры для нагрева.
Иметь на собственном участке независимый источник водоснабжения, причем с абсолютно чистой питьевой водой - заманчивое преимущество. Но, чтобы вода была действительно чистой, а подрядчики не взяли с вас лишнего, нужно хотя бы в общем представлять какие есть скважины, какой у них ресурс и какое нужно оборудование. Давайте рассмотрим все эти тонкости как можно подробней.
Какие подземные источники существуют
Большие города снабжаются водой из наземных водоемов, эта вода проходит многоступенчатую очистку и непременно хлорируется. В подземных источниках роль естественного фильтра выполняет грунт, поэтому если провести исследование, то вы обнаружите, что далеко не во всех источниках вода одинаково чистая.
Строение земли напоминает многослойный пирог, где относительно рыхлые породы чередуются с плотными слоями. Вода, проходя через этот «пирог» самоочищается и чем глубже залегает водоносный горизонт, тем он чище. Плотные слои удерживают подземные реки на определенной глубине.
Верхний водоносный слой
Верхний водоносный слой больше известен как верховодка. Считается, что верховодка - это разновидность грунтовых вод. Залегает она на малой глубине, в среднем от 2 до 8 м. Большинство колодцев и мелких скважин наполняются из этого горизонта.
Плюс у таких скважин только один - это сравнительно простое, соответственно малозатратное бурение. Выкопать колодец или пробурить скважину на верховодку можно даже своими руками, но об этом я расскажу чуть позже, а пока поговорим о минусах.
- Верхние слои грунта мягкие и рыхлые, поэтому фильтрующая способность у них низкая и качество воды плохое. Более того дождевая и талая вода смывает с земли всю грязь, после чего она попадает в мелкие колодцы и скважины;
- По санитарным нормам если источник питающийся от верховодки находится ближе 50 м от сливной ямы или иного подобного места, то воду из него используют только для полива;
- Колодец стоящий рядом с полем, где активно используются удобрения, может быть опасен, ведь эта химия обязательно попадет в верхний водоносный слой;
- Верховодка пополняется только из атмосферных осадков, поэтому эксплуатационный ресурс из таких источников низкий, в засушливое лето эти колодцы часто пересыхают.
Грунтовые воды
Если верховодка есть далеко не в каждой местности, то грунтовые воды имеются везде. Зачастую они находятся сразу за первым водоупором, а глубина залегания может доходить до 20 м. Вода здесь уже чище и большинство таких источников питьевые, правда проверять качество воды из этих колодцев желательно каждый год.
Естественные природные родники, которые славятся чистотой, питаются от грунтового горизонта. Но грунтовые горизонты, хоть и в меньшей степени, но все же подвержены тем же опасностям, что и верховодка. Пересыхают они реже, так как подпитываются не только от дождей, но еще и от верховодки.
Водоносные горизонты между пластами
Водяные слои, которые находятся между твердыми пластами, уже не нуждаются в дополнительной очистке и периодическом контроле качества воды. Таких горизонтов может быть несколько. Все, что находится между грунтовыми водами и известняком или меловым уровнем называют межпластовыми горизонтами.
Вода здесь аккумулируется в песках и супесях зажатых между глиной или скальными породами. Глубина залегания стартует от 20 м и доходит до 100 м. Проходя через множество пластов, вода хорошо очищается и каждый последующий слой будет чище предыдущего.
Но эти горизонты имеют свои особенности:
- С одной стороны на такой глубине вода находится под большим давлением и скважина быстрее наполняется;
- А с другой, если вам удалось попасть в такой горизонт - дальше бурить нельзя. Велика вероятность пробить подстилающую породу и вместо скважины вода уйдет на нижний уровень и не факт, что он окажется таким же водоносным.
Существует такой термин «скважина на песок», так вот в такие скважины вода поступает именно из межпластовых горизонтов. Для обустройства здесь уже нужна серьезная буровая техника.
Несовершенство этих горизонтов в том, что скважины нужно оборудовать дополнительными фильтрами, потому как они быстро заносятся песком. Но даже с хорошими фильтрами при сезонной эксплуатации с большими перерывами, этим скважинам нужен ремонт и чистка примерно 1 раз в 5 лет.
Артезианский источник
Так называемый артезианский водоносный слой находится в известняке или меловых породах. Возраст таких подземных озер может насчитывать миллионы лет, поэтому вода в них абсолютно чистая. В среднем артезианские водоносные слои располагаются на глубине от 50 до 200 метров, все зависит от местности.
Известны случаи, когда артезианские озера находили на глубине 20 м, такие места действительно есть, но разведка должна вестись в низинах и впадинах.
Особенность таких источников в том, что добыча воды может вестись в больших объемах. Именно на артезианских скважинах работает большинство компаний торгующих водой. Но без профессиональной буровой техники до известняка не добраться, а цена на услуги бурильщиков серьезная, поэтому такую скважину есть смысл делать на несколько домов.
Какие существуют скважины
Видов скважин достаточно много, но все эти виды можно условно разделить на 2 широких направления:
- Промышленные скважины - ими заведует нефтегазовый и геологоразведочный департаменты, о какой-либо кустарной разработке здесь речи быть не может;
- Скважины на воду - назначение этих инженерных сооружений понятно из названия. Примерно треть таких скважин можно обустроить своими руками, для остальных нужно профессиональное оборудование.
Промышленные и разведывательные скважины
Скважины, через которые добывают нефть и газ бывают трех типов - это прямые вертикальные, наклонные и горизонтальные. Нефтяной и газовый горизонты залегают на довольно больших глубинах, поэтому и устройство у таких скважин особое, зачастую они состоят из 3 частей:
- Вначале при помощи буров большого диаметра обустраивается так называемое направление. Глубина направления составляет порядка 30–40 м и располагается оно строго вертикально. В направление вставляется несколько мощных обсадных колон, а пространство вокруг цементируется. Основная задача - укрепить и защитить ствол;
- Далее до глубины 500–800 м обустраивается кондуктор, который состоит из труб меньшего диаметра. Вокруг кондуктора также заливается цемент. Задача здесь та же, защитить основной продукт от смешивания с водой и прочими субстанциями, плюс предотвратить проникновение этих субстанций в соседние слои;
- За кондуктором идут трубы еще меньшего диаметра, этот сектор называют эксплуатационной колонной и через него ведется непосредственная добыча нефти и газа.
Геологоразведка охватывает не только нефтегазовую отрасль, она предназначена, чтобы определить местонахождение любых полезных ископаемых и узнать насколько перспективно, то или иное месторождение. Но в отличие от нефтяных и газовых скважин здесь бурят только прямые, вертикальные скважины.
В геологоразведке одними из главных исследований для определения перспективности месторождения является каротаж - это процесс подразумевающий запуск в скважину геофизических зондов при помощи которых изучается состав каждого слоя.
С видами и общим устройством промышленных скважин разобрались, теперь перейдем к более прикладным вещам, а именно, какие скважины на воду сейчас есть и как они обустраиваются.
Скважина игла
Свое название этот вид скважин берет от способа обустройства - грунт как-бы протыкается стальной иглой. Но это просторечное, народное название, в специальной литературе такие скважины именуются «Абиссинскими».
Данное сооружение можно назвать самым простым и недорогим, но и ресурс у него очень слабый, ведь скважина питается либо от верховодки, либо от грунтового горизонта. Здесь все зависит от особенностей местности и от того удалось ли вам попасть на хорошую водоносную жилу.
Главная деталь в такой конструкции - это сама игла, она представляет собой перфорированную трубу с острым наконечником из высокопрочных марок стали. Диаметр трубы около 2–3 дюймов, а диаметр острого наконечника должен быть чуть больше диаметра трубы.
В грунт игла забивается строго вертикально, для этого сооружается направляющая башня с тяжелой металлической бабкой (на схеме ниже показан один из вариантов конструкции). По мере забивания ствол наращивается обычными стальными трубами того же диаметра. В кустарных условиях при мягком грунте без камней иглу можно забить до 8 м.
Зачастую срок эксплуатации иглы не превышает 5 лет и это при условии, что вы будете эксплуатировать ее круглый год. На дачах с сезонным проживанием эти скважины нормально работают не более 3–4 лет. Дальше нужно либо бить новую скважину рядом, либо заказывать капитальную прочистку.
Некоторые «умельцы» пытаются делать иглу своими руками, они расплющивают и затачивают конец обычной трубы. Но забить такую самоделку удается только на 3–4 м, плюс простую сталь коррозия съедает за 2–3 года, поэтому лучше брать заводские модели из нержавейки.
Из-за малого сечения трубы прочистить иглу своими силами вряд ли получится, здесь нужно нанимать фирму, у которой есть ГИРС (гидроэмульсионная распылительная система), базируется такая аппаратура на автомобильной платформе.
По опыту, люди приезжают и несколькими гидродинамическими ударами за пару часов вымывают все наслоения из вашей скважины. Затраты практически те же, что и на новую скважину, зато быстро и качественно.
Потребность в скважинах для добычи воды существует ровно столько, сколько существует цивилизация. Различные геологические условия, глубина расположения водоносных горизонтов и потенциальный ресурс водозабора – факторы, которые влияют на выбор способов бурения скважин. Современные методы механизации позволяют бурить глубинные скважины, которые отличаются высоким качеством воды и дебитом на протяжении нескольких десятилетий.
Виды скважин на воду и базовые принципы их бурения
- Колодец – один из «раритетных» способов добычи воды. D скважин на колодцы обычно составляет 800-1500 мм. Повсеместное использование аргументировано возможностью минимальной механизации в процессе бурения и то, что воду из колодца можно получить фактически везде. Относительно небольшую глубину скважины от 4-5 м до 10-12 м можно выкопать вручную, хотя это поистине каторжный и не всегда благодарный труд ввиду рисков попадания на плывуны или массовые твердые включения. Способ бурения колодца заключается в поочередной установке железобетонных колец и выкопке грунта по внутренней окружности кольца.
- – относительно неглубокая скважина до водоносного горизонта, который, как правило, располагается на глубине от 15 до 40м. D скважин 76 мм - 215 мм. На крупнофракционных песках устанавливают фильтр – перфорированную трубу с обмоткой сеткой галунного плетения. Спрогнозировать срок службы скважины на песок очень сложно. Срок эффективной службы песчаных скважин сильно колеблется от уровня грунтовых вод и может составлять от нескольких лет до нескольких десятилетий. Есть разные способы бурения скважин на воду: шнековый или роторный.
- Роторный метод бурения (канатно-вращательное бурение) заключается в разрушении породы буром при постоянной подаче воды. Бур вращается за счет ротора, установленного на палубных двигателях буровых установок либо через коробку отбора мощности от двигателей автотранспорта, которые служат площадкой для буровых установок. Для укрепления стенок скважин применяются обсадные трубы, а бурение после их установки продолжают шарошечным долотом меньшего размера, чем вначале бурения. Роторный способ бурения применяется для тех видов скважин, глубина которых не более 55 м с возможностью прохождения через известняковые слои.
- Шнековое бурение «всухую» (вращательное бурение) применяют для бурения неглубоких скважин (до 50 м, реже – до 80 м) в мягких суглинистых породах. Шнек представляет собой сварную конструкцию из стальной трубы и ленты спиралевидной формы. Шнек разрушает породу, которая поставляется на поверхность к устью скважины шнековым транспортером. На шнеке устанавливаются простые резцы с жесткой фиксацией, что не позволяет бурить шнековым методом особо твердые или сыпучие породы. В качестве породоразрушающих элементов применяют буры – керноприемники или долото с 2-мя и 3-мя резцами.
- – скважина с относительно небольшим заглублением до 30 м. Организовывать абиссинские колодцы, а вернее скважины можно только тогда, когда пьезометрический уровень устанавливается на уровне не более 8 м, на котором устанавливается насос. При глубоком расположении водяного зеркала необходимо заглублять насос. Ввиду небольшого диаметра в абиссинские колодцы не устанавливаются погружные насосы.
Назвать организацию абиссинского колодца стандартным способом бурения скважин сложно. Прохождение слоев грунта производится с помощью забивания труб не очень большого диаметра (1/4 – 2 дюйма). Газовые трубы с помощью резьбовых соединений соединяются в колонны, которые называются иглой. На первой трубе устанавливается конусообразный наконечник чуть большего диаметра, чем сама «игла», чтобы трение труб о стенки скважины не затрудняло прохождение. В абиссинские колодцы оптимальна установка трубы D 1 дюйм отрезками по 1-3 м, т.к. дебит скважины данного типа не зависит от диаметра бетонных колец или труб.
Вид бурения абиссинской скважины – комбинированный : начальный этап бурения проводят в сухом грунте до обводненного горизонта (плывуна). Начальный D скважины – 50-80 мм . Далее бур меняют на наконечник с фильтром и забивают все сегменты труб, герметично соединенные муфтами. Раньше соединения герметизировались строительным льном (пенькой), на сегодняшний день – с помощью силиконовых герметиков.
Обязательным элементом является фильтр – перфорированная дюймовая труба, которая располагается на следующем сегменте после наконечника. Фильтр обматывается сеткой галунного плетения, чтобы не пропускать песок. Нормальный уровень подачи воды зависит от регулярной очистки колодца под давлением. При заиливании фильтра спустя 8-10 лет эксплуатации , что наблюдается приблизительно в 3 % случаев, необходимо произвести замену фильтра.
Артезианские скважины бурятся на глубину 50 – 80 м и более – до 400 м . Артезианские скважины в основном характеризуются способностью к самоизливанию воды, но не все могут фонтанировать. Артезианские - вид скважин на воду, в которых отсутствие необходимости в мощных насосных установках обусловлено тем, что расположение водозаборного слоя производится выше уровня земли.
Артезианские скважины всегда располагаются в известняковых водоносных слоях и решение о бурении именно артезианской скважины аргументировано тем, что в известняковых слоях наличие воды гарантировано в любой местности и ее уровень не зависит от климатических и погодных условий.
Водозабор из артезианских скважин проводится на более высоком уровне, чем глубина самой скважины (обычно на уровне залегания песков). Выкачивать воду из артезианских скважин можно со скоростью 5 м*3/час, что значительно превышает показатели водоотдачи скважин на песок. Вода в артезианских скважинах отличается чистотой, но может обладать повышенной минерализацией, поэтому всегда целесообразно проводить химический анализ вод.
Артезианские скважины можно бурить с помощью ударно-канатного способа бурения скважин на воду. Этот метод бурения подходит для бурения скважин глубиной до 300 м. Принцип ударно-канатного бурения заключается в ударе снаряда с определенной высоты. Канатно-ударным методом бурят песчаные грунты с помощью желонки и суглинистые – с помощью забивного стакана. Для прохождения через слои с каменистыми включениями используют буровые патроны. Артезианские скважины можно бурить также с помощью канатно-вращательного вида бурения скважин при условии использования телескопической структуры бурильной установки. Бурение проводится полой штангой с забурником на рабочем конце. Бурение проводится раствором с бентонитовой глиной, что позволяет сразу же укреплять стенки скважины. В готовую скважину опускают пластиковые трубы и фильтр.
Между внешними стенками труб и самой скважины необходимо проводить гравийную отсыпку щебенкой фракции 5-20 мм.
Выбор типа и вида организации водозабора должно определяться только после тщательного геологического исследования места организации скважины.
Кроме того есть еще и самая древняя технология добычи воды – это колодец. Опишем эти способы.
Колодец
Когда-то, при Царе-Горохе не было бетонных колец диаметром 1 – 1,5 метра, а колодцы надо было делать. Поэтому их делали из камней, из стволов мореных деревьев, сооружая сруб. Если первый способ был очень трудоемким, то второй – недолговечным. Сочетание земля — влага-дерево — воздух дает почти 100% гниение дерева в течение нескольких лет. Вот если бы это сочетание было бы таким: дерево – вода, то есть без доступа кислорода, то древесина через 60 лет стала бы морёной.
Однако в последнее время (более 100 лет назад) изобретен бетон и железобетон, и колодцы стали делать из бетонных колец диаметром 1 – 1,5 метра. Процесс копки следующий – ставится на землю кольцо, внутри из него начинается выкапываться земля, кольцо постепенно опускается вглубь земли. Потом на него ставится второе кольцо, снова вынимается грунт – и так далее. По мере заглубления в водоносный горизонт на несколько метров углублять колодец перестают. Чтобы землекопы не утонули, воду из строящегося колодца выкачивают насосом. Скажем прямо — копка колоца — это каторжный труд.
Какие же плюсы и минусы в этом способе?
Плюсы — во первых колодец можно сделать практически везде. В этой статье мы рассматриваем регион центральной России.
Вода будет находиться в избытке – ведь колодец это накопитель, в котором в любой момент будет находиться 1-2 кубометра воды.
Вода, как правило, мягкая.
Относительно небольшая стоимость колодца. 1 кольцо диаметром 1 метр стоит 2500р, закопать одно кольцо стоит примерно столько же. Простая арифметика подсказывает, что колодец в 8-10 колец будет стоить соответственно 40-50 тысяч рублей в ценах 2010 года. Хотя вариант с абиссинским колодцем будет еще дешевле — процентов на 40.
Недостатки – в колодец запросто может попасть верховодка, особенно в болотистой местности. Кроме того может попасть сверху пыль, грязь и другие нежелательные компоненты.
Колодец может пересохнуть, это может быть, например, в случае, когда колодец выкопали весной, а летом он пересох.
Колодец необходимо периодически чистить, чтобы он не заилился. Если колодец заилится, то вода поступать, опять таки, не будет.
Бактериологическая опасность. Вполне можно выпить сырой воды из колодца, а через 2 недели (инкубационный период инфекционных заболеваний), в энтерологическом отделении врач вам скажет, что было в колодце.
Скважина на песок
Этот вид скважины глубиной 15-30 метров, технология бурения
такова – эта скважина на ближайший водоносный горизонт, как правило, шнековым способом. Скважина представляет из себя трубу диаметром больше 100 мм, на конце трубы находится фильтр – труба с перфорацией, обмотанная сеткой галунного плетения из нержавейки или латуни. Фильтр устанавливается в крупнофракционных песках с примесью гальки. Дебет скважины на песок составляет 0,6 – 1,2 кубометра в час. Если одновременно открыть 2 крана, то из каждого крана будет идти струя воды 80 – 160 грамм в секунду. То есть стакан будет заполняться за 2-3 секунды. Это конечно немного, однако для небольшого водоразбора на даче сгодится.
Срок службы скважины на песок относительно небольшой – от 5 до 15 лет, при условии регулярного использования. Если же скважиной пользоваться раз в месяц, то она почти гарантировано выйдет из строя через 2-3 года. Что же делать с заилившейся скважиной? Ее можно прочистить большим напором воды, но при этом есть вероятность что порвется фильтр. Бывает также, что промывка под давление не помогает, а это означает, что придется бурить новую скважину. Поэтому наш вам совет – лучше один раз потратиться на артезианскую скважину – и иметь гарантированную воду в течение 50-70 лет, чем каждые 7 лет переделывать песчаную скважину.
Артезианская скважина
Название эта скважина получила от французской провинции «Артуа», где впервые была пробурена такая скважина, при этом наблюдался самоизлив из этой скважины воды. В нашей практике далеко не все артезианские скважины обладают способностью к фонтанированию. При бурении артезианской скважины не нужно ставить сетчатый фильтр на скважину. Артезианские воды находятся в пластах известняка. Причем не в каждом известняке будут такие воды. Известняк должен быть пористый. В сплошных известняках не будет воды. Артезианскую скважину отличает большое количество воды – дебит составляет 3-10 кубометров в час. Вода никогда не кончается, скважина очень долговечна – срок службы по самым скромным подсчетам составляет 60 лет. Вода гарантировано не будет содержать органических загрязнителей – болезнетворных микробов, аммиака, мочевины и др. Буровая машина для бурения на известняк чаще всего используется УРБ-2А. Недостатком этой скважины может быть то, что не на всякий участок может заехать эта буровая машина. Для бурения этого вида скважины на воду требуется площадка размером минимум 4х6 метров.
Высокая стоимость этой скважины оправдывается обилием воды и долговечностью. Если вы еще не значитесь в списках «Форбс», а вода все таки нужна, то попробуйте скооперироваться с соседями и сделать одну скважину на несколько домов. Даже если от одной скважины будет питаться три дома, то при одновременном включении воды во всех трех домах будет из крана будет набираться 1 литр воды в 3 секунды.
Абиссинский колодец
Абиссиния – это страна в Африке, современная Эфиопия, в которой в XIX веке английские войска благополучно использовали изобретение американца Нортона – трубчатый колодец. Это наиболее дешевый вариант водоснабжения. Часто используется для самостоятельного бурения скважин на воду . В отличие от обычного колодца в абиссинский не попадет верховодка, пыль, грязь, споры. Этот колодец берет воду из глубины 8-12 метров. Вода в большинстве случаев питьевая и чистая, без излишнего содержания минералов и солей жесткости. У автора этого сайта в деревенском доме стоит именно абиссинский колодец.
