Технология бурения водозаборных скважин, схема водозабора, устройство скважины

Способы 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:

БК 1хБет выпустила приложение, теперь уже официально можно перейдя по активной ссылке бесплатно и без каких либо регистраций.

Бурение абиссинской скважины на воду и создание колодца

Принцип работы скважины

Принцип работы идентичен для всех разновидностей водозаборных скважин. В чём он заключается?

1. После бурения скважины производится монтаж обсадной трубы. Она может быть стальной или пластиковой, перфорированной или асбестоцементной. Подобное устройство защищает стенки от осыпания, в результате которого вода загрязняется, а источник со временем перестаёт функционировать.
2. Первичную очистку жидкости от твёрдых частиц исполняет фильтр. Его фиксируют к нижней части обсадной колонны. Для этого выжигают или высверливают отверстия. Перфорированную часть устройства покрывают фильтровальной сеткой.
3. Для герметизации устья используют оголовок
4. Насос по трубам поднимает воду. Его устанавливают после устройства обсадной колонны.

Важно! Предварительно к насосу подсоединяют обратный клапан, кабель и напорную трубу. Мощность оборудования рассчитывается на основании данных – удалённость скважины от потребителя; расстояние между водоносным слоем и землёю.

1. Водоподъёмную трубу присоединяют к водопроводной.
2. Утепляют скважину.
3. Устанавливаются все необходимые элементы для автоматизации водоснабжения, в том числе и система контроля давления.

Конструкция скважины

Буровая скважина – это длинная узкая выемка в породе, она же называется стволом. Бурение заключается в том, что в ствол опускают буровой инструмент на штанге из труб или на канате.

В ствол опускается труба – обсадка, которая будет обеспечивать целостность стенок ствола и предотвращать их обрушение под давлением пород. Обсадка сидит в стволе плотно или с затрубным пространством. Оно заполняется глиной или бетоном.

Нижний конец ствола заглушен, открыт или с небольшим сужением – забоем. Верхняя часть ствола – оголовок. Вокруг неё устанавливают обустройство скважины.

Функциональные узлы скважины

Скважина имеет достаточно много элементов:

• Водозабор. Для его устройства характерно наличие сетки и обратного клапана.
• Всасывающая магистраль. Через неё вода поступает в корпус насоса или насосной станции.
• Непосредственно насос. Всасывает жидкость и под давлением поднимает её вверх.
• Реле давления.
• Гидроаккумулятор. Защищает от гидроударов.
• Электромотор.

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

• Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
• Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
• Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.

Это интересно: Влагостойкий ламинат: рассматриваем вместе

Инвентарь для обустройства скважины

• Насос со страховочным тросом и электрокабелем для последующего подключения.
• Автоматическое устройство, которое будет регулировать напряжение и беречь двигатель от перегревания.
• Гидропневмобак. Его задача – защитить от гидравлических ударов, отрегулировать давление, уменьшить частоту включений-выключений насоса. Размеры бака варьируют от 10 до 10000 литров. Оптимальный объём для среднестатистического дома – 100 л.
• Кессон. Стальной бак служит для защиты оборудования, необходимого для подъёма воды. Устанавливается на глубине 0,5-1 м.

Внимание! Конструкцию обязательно нужно утеплить и гидроизолировать.

• Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).

Последовательность подключения элементов

Схема подключения скважины на воду имеет следующий порядок:

Схема водоснабжения частного дома из скважины

• Снаружи обустройство водопровода начинается с определения показателей: глубина источника и мощность насоса. Большинство насосных агрегатов имеют встроенный обратный клапан, в противном случае его нужно будет установить.

Важно! Обратный клапан удерживает воду под давлением.

• Присоединение трубопровода не должно вызывать каких-либо сложностей. Их монтируют после соединение обсадных труб с оголовком и муфтой. Следует обязательно убедиться в герметичности мест стыковки, иначе труба может сорваться в процессе эксплуатации. Диаметр водопроводных труб должен превышать 3,2 см.
• Между скважиной и домом вырывают ров. Трубы прокладывают на глубине 0,5-1 м и утепляют минватой.
• Решив поставлять воду при помощи надземных коммуникаций нужно также позаботиться об их утеплении. Иногда для этого прокладывают греющий электрокабель.
• В заключение внешних работ в фундаменте здания пробивают отверстие около 5 см. вставляют в него гильзу и вводят трубы. Участок герметизируют монтажной пеной.

Обустройство скважины на воду можно посмотреть на видео:

Основные методы и оборудование для обустройства скважин

Для забора воды из скважин используют погружные и наружные электронасосы, насосные станции, поверхностное насосное оборудование может располагаться рядом со скважинным устьем или на некотором расстоянии от него. Для подключения электронасосов к скважинному источнику используются различные методы и оборудование, рассчитанные на разные типы электронасосов.

Оголовок

Если необходимо решить вопрос крепления погружного электронасоса и защиты скважинного канала от проникновения грязи и осадков, применяют оголовок, который устанавливают поверх обсадной трубы. Устройство рассчитано на стандартный диаметр, может быть выполнено из пластика, стали или чугуна, способно выдержать вес подвешиваемого насосного оборудования до 250 кг. в пластиковом исполнении и до 500 кг. при использовании металла. В типовой конструкции предусмотрено размещение карабина для подвешивания электронасоса и выходное отверстие, через которое пропускает напорную трубу при подключении к линии.

Конструктивно оголовок выполнен из двух частей, которые соединяют после погружения электронасоса в скважину. Для этого на обсадную трубу надевают фланец, прижимая его к поверхности земли, устанавливают резиновое кольцо и сверху ставят второй фланец с подвешенным электронасосом, неподвижно фиксируя его с помощью болтов.

Рис. 7 Оголовки

Адаптер

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

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

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

Кессонная яма

Кессонную яму используют в тех случаях, когда электронасос и насосное оборудование для автоматизации его работы расположены рядом со скважинным устьем. Обычно яма выполняется в виде бетонного кольца, углубленного в землю, иногда используется пластик или сварные металлические конструкции, покрытые битумной гидроизоляцией. Во избежание проникновения в забой грунтовых вод вдоль скважинного ствола, дно ямы покрывают цементно-песчаной стяжкой.

Обычно в кессонных колодцах размещают насосную станцию или автоматику управления глубинным электронасосом: гидроаккумулятор, реле давления и холостого хода, манометр. Помимо изоляции от грунтовых вод, кессон обеспечивает защиту от промерзания не только устья скважины, но и всей водопроводной магистрали, которая при его использовании располагается под землей.

Рис. 10 Кессонный колодец

Схема устройства скважины

Обустройство скважины может иметь различные вариации. Схема зависит от материалов изготовления и вида скважины.
В целом схема устройства выглядит так:

• Вода поднимается из водоносного слоя, проходит сквозь фильтр и оказывается внутри выработки с круглым сечением.
• Включённый насос направляет жидкость по водопроводной трубе.
• Вода движется вверх и попадает в приёмник, а оттуда в водопровод.

Конструкция артезианской скважины наглядно отражена на фото:

Песчаная скважина

Скважина, созданная на песке, питается водой с водоносных линз. Бурение может осуществляться как до песка, так и до гравийных прослоек. Пробурить такое сооружение удается не всегда. Бывает, что в обнаруженной линзе слишком мало воды и дальнейшее бурение нецелесообразно. Во время работ шнек может упереться в твердый валун. Это также не позволит выполнять дальнейшие работы.

Вода в песчаных скважинах находится в рыхлом грунте, при ее откачивании необходим специальный фильтр. Добраться до водоносного слоя можно за 2-3 дня даже ручным способом. При наличии специальной техники скорость работы возрастает, и скважина может быть готова за 1 день. Чтобы стены сооружения не осыпались и не загрязняли воду, по всей его глубине устанавливают перфорированные обсадные трубы. Чаще всего их диаметр составляет 125 мм.

Забор воды происходит через сетчатый фильтр. Размер его ячеек зависит от вида грунта. Он задерживает ил, мелкие камни, песок. Без фильтра в систему водоснабжения могут попасть механические частицы и вывести ее из строя. Чтобы продлить период работы, на дно засыпают гальку, которая выполняет функции дополнительного фильтра. Для перекачивания воды необходим специальный погружной насос. Его подбирают с учетом производительности скважины и потребности в воде. Насосное оборудование устанавливают внутри обсадной трубы.

Глубина сооружения на песке достигает 50 м. Насос в ней обычно устанавливают на высоте 10-30 м от дна. В дальнейшем от него прокладываются трубы из нержавеющей стали. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище вода.

Принцип работы скважины на воду этого типа заключается в следующем. Вода из водоносного слоя через фильтр проникает в скважину. После включения погружного насоса он начинает нагнетать влагу по водонапорной трубе. Она подается наверх в приемник и перемещается по наружному водопроводу. Далее через насосную станцию вода переходит во внутренний трубопровод.

При правильной эксплуатации такая скважина способна прослужить около 15 лет. Долговечность службы действительно прямо пропорциональна периодичности использования. Только регулярное откачивание воды может предотвратить заиливание установки. Еще одним способом продлить срок службы такой скважины является своевременная очистка и замена фильтра.