Скважина на воду: схема и принцип работы

Монтаж системы водоснабжения на даче

Укладка водопроводных труб производится на глубине 1,5 – 2 м между фундаментом дачи и тем местом, где находится предназначенный для погружного насоса колодец. Если располагать трубу на уровне промерзания грунта, то придется произвести ее утепление минеральной ватой, а лучшим вариантом будет использование сэндвич-системы, при которой трубы оборачивают слоем теплоизоляционного материала и вставляют в трубу большего диаметра.


Насосная станция для водоснабжения дачи.

Дно выкопанной траншеи засыпают слоем песка толщиной в 15-20 см. В месте входа водопровода в колодце и стене дома проделывают отверстия диаметром 15 см, в них вставляются гильзы, которые укрепляют цементно-песчаным раствором, и после схватывания делают гидроизоляцию битумной мастикой.

Установленная труба должна выступать по направлению к скважине на расстоянии не менее 25 см. На ее конце устанавливают кран для экстренного слива воды так, чтобы он был повернут к месту установки насоса. Если при заводском изготовлении устройство не было оснащено обратным клапаном, то его монтируют на выходном отверстии насоса, присоединяя латунную или пластиковую муфту, которая впоследствии соединяется с трубой. Все стыки водопровода на даче обрабатывают специальной сантехнической пастой.

Электрический кабель насоса для скважины обычно фиксируют к шлангу. Если устройство погружное, то вес оборудования будет немалым, и для его опускания и подъема нужно предусмотреть установку покупной или сделанной самостоятельно лебедки. Она может быть ручной или электрической. Пользоваться этим приспособлением в одиночку не следует, удобней и безопаснее производить все необходимые действия с помощником. Категорически нельзя использовать для этой цели электрический кабель и шланг.

Монтаж системы водоснабжения на даче.

Одного сетчатого фильтра недостаточно для качественной очистки воды. Дополнительная установка устройств грубой и тонкой очистки по ходу водопроводной сети поможет не только получать абсолютно очищенную от посторонних включений воду, но и долговременно сохранять оборудование в рабочем состоянии. Когда монтаж водопровода на даче закончен, траншею закапывают, и вокруг колодца на глубине 40 см формируют замок из глины такой же толщины, для предохранения скважины от попадания внутрь дождевой и грунтовой воды.

Водоснабжение на даче происходит путем закачивания погружным насосом воды в накопительный бак, размещенный, возможно, в самой высокой точке дачи. Обычно это делают в удобном месте второго этажа или на чердаке. Такое высокое расположение, сходное по действию с работой водонапорной башни, обеспечивает нужное давление воды в системе водопровода. Лучший материал изготовления для емкости – нержавеющая сталь или пищевой пластик, а объем бака может быть от 500 до 1500 л. Большой запас воды не только выручит в случае перебоев водоснабжения дачного участка, но и временно сохранит давление в трубах. Необходимый объем бака выбирают из расчета 50-ти литров воды на каждого члена семьи в сутки плюс запас на непредвиденные случаи.

Автоматическое включение оборудования с понижением уровня воды в баке обеспечивается установкой концевого поплавкового выключателя, который регулирует подачу воды из скважины и прекращает работу насоса при установлении необходимого уровня в емкости. Блок автоматики позволяет не только управлять работой насоса, но и защищает его от перегрева и резких перепадов напряжения в электросети. Когда все элементы схемы водоснабжения дачи смонтированы и подключены, остается только проконтролировать качество соединений, включить энергоснабжение и проверить работу установленного оборудования.

Устройство нефтяной скважины:

Отличительной особенностью нефтяной скважины считается соотношение ее длины и диаметра – первый параметр всегда в несколько раз больше. Так, длина – это расстояние от расположенного на земле устья до забоя (нижней части), измеряемая по оси ствола. Глубина нефтяной скважины – это проекция длины ствола на вертикальную ось. Если разработка проводится вертикально, эти показатели идентичны, в остальных случаях (наклонные, искривленные скважины) они отличаются друг от друга.

Первым этапом добычи нефти считается проектирование будущей нефтяной скважины. Разработка конструкция выполняется с учетом таких требований:

– возможность получения свободного доступа к нижней части ствола всех необходимых геофизических приборов, оборудования;


– прочное крепление стенок ствола, исключающее его обрушение;

– качественное разделение проходимых пластов, исключение возможных перетеканий ископаемого и водных горизонтов из пласта в пласт;

– наличие возможности герметизации устья.

Для пород, легко поддающихся разрушению водой, где чаще всего и залегает нефть, требуется дополнительное укрепление стволов. В этом случае схема будущей нефтяной скважины слегка меняется: рядом со стволом добавляются колонны обсадных труб, расположенных концентрически, т.е. их размеры могут быть разными, но с единым центром.

Строительство – бурение нефтяной скважины происходит поэтапно:

  1. Бурение шурфа. Пробивают колодец до начала устойчивых горных пород, в среднем это 4-8 м. В него устанавливают трубу и укрепляют ее при помощи бутовых камней, залитыми бетонным раствором, которыми заполняют пространство между внешней стороной трубы и грунтом. Так образуется направление.
  2. Создание кондуктора. Представляет собой участок из обсадных труб, которыми укрепляется следующая часть скважины – новый, более глубокой, но менее широкий шурф. Длина его колеблется в пределах от 50 до 400 м, а диаметр составляет не более 90 см. Как и в первом случае, пространство вокруг заливают цементом для большей устойчивости. Установка кондуктора позволяет перекрыть водоносные горизонты и мягкие виды горных пород, чье наличие осложняет процесс добычи.
  3. Установка промежуточной колонны обсадных труб. Ее создают в ситуациях, когда нет возможности сразу пробурить скважину до нефтесодержащих пластов: имеются сложные горизонты или продуктивные пласты, которые на данном этапе добычи не планируются для разработки. Установка промежуточной колонны проводится по аналогии с кондуктором, при необходимости (слишком глубокое залегание породы) их может быть несколько.
  4. Установка эксплуатационной колонны. Это последняя в этапе бурения колонна обсадных труб. Ее задача – перекрыть продуктивный пласт и обеспечить поступление «черного золота» в эксплуатационную трубу. Пространство вокруг нее также подлежит цементированию (бетонное кольцо), т.к. это позволяет избежать утечки нефти в другие пласты и предотвратить возможное проникновение воды в непосредственно продуктивный пласт.

После создания конструкции скважины проводится непосредственно вскрытие пласта для извлечения из него полезного ископаемого. Практически в 90 % случаев это проводится бурением до подошвы продуктивного пласта. После в нижней части эксплуатационной колонны и бетонном кольце вокруг него пробивается несколько отверстий, через которые в скважину поступит нефть. Для этого используют специальные аппараты-перфораторы.

В оставшихся 10 % случаев разрабатываемая порода представлена плотным слоем и укрепление призабойной зоны цементом не требуется. Возможен другой вариант –  не опускать эксплуатационную колонну до подошвы пласта, достаточно сделать это до ее кровли. Такой метод называется открытым забоем.

С какой глубины начинается артезианская скважина ↑

Артезианские горизонты залегают между водоупорными породами и находятся под напором. Благодаря этому они отличаются хорошей водоотдачей, а источники способны функционировать в течение 50 лет и более.

Глубина артезианской скважины зависит от гидрогеологических условий конкретной местности и может колебаться от 30-40 м до 200-250 м. Уровень воды в горизонтах не изменяется в зависимости от сезона, паводков, осадков и прочих природных явлений.

Из-за большой глубины артезианской скважины вода всегда кристально чистая. Она не загрязнена патогенными бактериями, но может содержать растворенные химические вещества в высокой концентрации и быть опасной для здоровья человека.

Среди самых распространенных загрязнителей воды – железо, изменяющее вкус и свойства воды. Поэтому после бурения скважины под артезианскую воду нужно сдать пробу на химический анализ. Если концентрация металла окажется слишком высокой, придется установить фильтр с обезжелезивающими картриджами.

Устройство


Для создания автономного водопровода подходят не все трубы, представленные на рынке стройматериалов. Поэтому при их выборе в первую очередь нужно смотреть на маркировку. Водопроводные трубы имеют примерно следующие обозначения – PPR-All-PN20, где

  • «PPR» – аббревиатура, сокращенное название материала изделия, в примере это полипропилен.
  • «All» – внутренний алюминиевый слой, защищающий структуру трубы от деформации.
  • «PN20» – это толщина стенки, по ней определяется максимальное рабочее давление системы, измеряется в МПа.

Выбор диаметра трубы базируется не столько на диаметре резьбового входа на насосе и системе автоматизированного контроля давления, сколько на предполагаемом объеме потребления воды. Для небольших частных домов и коттеджей стандартно используются трубы в 25 мм в диаметре.

При подборе насоса нужно учитывать следующие моменты:

Если используется вода из скважины, применять вибрационный агрегат нельзя, он повредит обсадную трубу и фильтрующий элемент. Уместен только центробежный насос. Вода из скважины по качеству должна соответствовать требованиям насоса. При скважине «на песок» в воде будут попадаться песчинки, которые быстро приведут к поломке агрегата

В таком варианте важно правильно подобрать фильтр. Автоматика от сухого хода. Подбирая насос, если выбор пал на модель без встроенной защиты от «сухого хода», необходимо дополнительно приобрести автоматику соответствующего предназначения

В противном случае при отсутствии воды, выполняющей охладительную функцию для мотора, насос перегреется и придет в негодность.

Следующий шаг – бурение скважины. Из-за сложности и высокой трудоемкости этот этап лучше выполнять при помощи специализированной бригады с необходимым буровым оборудованием. В зависимости от глубины залегания воды и специфики почвы применяются различные типы бурения:

  • шнековое;
  • роторное;
  • колонковое.

Скважина бурится до достижения водоносного слоя. Далее процесс продолжается, пока не обнаружится водоупорная порода. После этого в проем вставляется обсадная труба с фильтром на конце. Он должен изготавливаться из нержавеющей стали и иметь мелкую ячейку. Полость между трубой и дном скважины заполняется мелким щебнем. Далее необходимо произвести промывку скважины. Чаще всего эта процедура выполняется посредством ручного насоса или погружного, спущенного в обсадную трубу. Без этого действия чистой воды можно не ждать.

Кессон служит защитой как для скважины, так и для опускаемого в нее оборудования. От его наличия напрямую зависит срок эксплуатации водопровода, а также удобство при обслуживании агрегатов, погруженных в скважину.

Кессон в зависимости от используемого материала может быть следующим:

  • металлический;
  • литой из бетона;
  • выложенный бетонными кольцами с диаметром не менее 1 метра;
  • готовый пластиковый.

Наиболее оптимальными качествами обладает литой кессон, при создании которого может учитываться вся имеющаяся специфика скважины. Пластиковый кессон обладает малой прочностью и нуждается в усилении. Металлический вид подвержен коррозионным процессам. Кольца из бетона не слишком просторны и проведение техобслуживания или ремонтных работ в таком кессоне очень затруднительно. Глубина этого сооружения определяется уровнем промерзания почвы зимой и типом используемого насосного оборудования.

Для наглядности стоит рассмотреть пример. Если глубина промерзания почвы равна 1,2 метра, то глубина расположения трубопроводных магистралей, ведущих в дом, примерно 1,5 метра. При учете того, что расположение оголовка скважины относительно дна кессона от 20 до 30 см, нужно заливать бетон примерно в 100 мм толщиной с подсыпкой щебня около 200 мм. Таким образом, можем вычислить глубину котлована под кессон: 1,5+0,3+0,3=2,1 метра. Если используется насосная станция или автоматика, кессон не может быть менее глубоким, чем 2,4 метра. При его обустройстве стоит помнить, что верхняя часть кессона должна подниматься над уровнем земли минимум на 0,3 метра. Кроме того, необходима система естественной вентиляции, предотвращающая накопление конденсата летом, а изморози зимой.

Разновидности конструкций

В зависимости от глубины залегания водоносного горизонта, а также еще от некоторых сопутствующих факторов, применяют разные типы конструкций для описанного водоноса.

  1. «Традиционная» (обычная). Технология такого устройства основана на использовании одной обсадной трубы из металла. Описанная конструкция применяется на грунтах, где в известняке нет песчаных или глиняных прослоек. Обсадную трубу опускают до первого известнякового горизонта. Указанная конструкция не нуждается в «обсаде», так как не боится деформаций.
  2. «Телескопическая». Этот тип конструкции базируется на применении минимум пары труб-обсадок, а возможно и большего количества. Причиной этому служит плотный известняковый горизонт либо неустойчивый грунт. На первом этапе работ металлическую трубу-обсадку погружают внутрь водоскважины, касаясь ее основанием валуна. Далее проводят опускание второй трубы из металла, касаясь ее основанием известнякового горизонта.
  3. Устройство двойной трубы-обсадки. В зону сухого известняка опускают дополнительную трубу-обсадку, так как здесь может находиться глина. В металлическую трубу-обсадку, касающуюся известняка, обязательно помещают пластиковую трубу, проходящую сухие слои известняка.
  4. Конструкция-кондуктор. Присутствие плывунов в поверхностных горизонтах требует установки кондуктора перед трубой-обсадкой. Кондуктором именуют большого диаметра трубу, которую погружают в верхние грунтовые слои. Нередко кондуктор совмещают со стенами кессона.

Бурение параметрической скважины своими руками

Но бурение разведочных скважин – довольно дорогостоящий метод. Его могут позволить себе далеко не многие владельцы загородных участков. Как альтернатива, пробное бурение можно выполнить и самостоятельно, применив шнековый способ.


Этот метод аналогичен проделыванию отверстия в толще льда во время зимней рыбалки. Винтообразную конструкцию просто ввинчивают в землю. При извлечении на поверхность лопасти шнека забирают с собой измельченную породу.

Шнековый способ бурения предполагает разрыхление грунта и погружение в него долота, с помощью которого почва и извлекается наружу

Для проведения работ потребуется шнек с лопастями, снабженный буровой головкой. Приобрести такой винтовой инструмент можно в любом строительном магазине. В комплекте к нему идут наборные штанги, которые удобно использовать для наращивания конструкции по мере заглубления в почву.

Работу выполняют в такой последовательности:

На выбранном участке выкапывают направляющую яму глубиной в 60-80 см. Шнек опускают в яму и начинают вращать, заглубляя буровую головку. После того как винтовым стержнем пройдено 1-2 метра вглубь грунта, извлекают бур, удаляя разрыхленную землю

По мере продвижения винтообразной конструкции важно следить за вертикальностью положения скважины. Когда шнек достигнет глубины, на которой работать инструментом уже неудобно, конструкцию наращивают буровой штангой. Одновременно с осуществлением бурения под действием центробежной силы происходит обсаживание стенок скважины. Бурение выполняют до тех пор, пока винтовой стержень не достигнет водоносного горизонта.

Выработанный грунт транспортируется с помощью того же шнека, представляющего собой единый винтовой транспортер, на поверхность. При этом поднимаемый наружу грунт за счет силы трения укрепляет стенки ствола. Это позволяет снизить расходы при бурении пластичных грунтов, поскольку нет необходимости использовать обсадные трубы.

Но стоит учитывать, что шнековый способ эффективен только при поиске подземных вод, уровень залегания которых не превышает 50 метров, а породы относятся к пластичной и рыхлой категории.

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.

Плюсы и минусы

Этот способ обеспечения водой частного дома становится всё более популярным. Это значит, что преимуществ у него немало. Но некоторые отмечают и несколько отрицательных моментов.

К положительным сторонам артезианской скважины на дачном участке можно отнести:

  • Долговечность конструкции. В среднем срок службы артезианских скважин позволяет без проблем эксплуатировать их 50 лет.
  • Постоянный достаточный объём воды. Глубоко размещённые водоносные пласты имеют высокую водоотдачу.
  • Отменные свойства воды. Водные потоки, залегающие на большой глубине, проходят много ступеней природной очистки и не подвержены попаданию канализационных стоков и грунтовых вод. Химические вещества, используемые на огородах, тоже не могут проникнуть так глубоко.

Некоторые недостатки всё-таки есть:

  • Стоимость бурения артезианской скважины гораздо выше, чем обустройство обычной колонки, колодца или скважины на песок.
  • В некоторых местностях вода из артезианских скважин содержит слишком большое количество всевозможных минералов и солей. В лечебных целях периодически такую воду полезно употреблять, а для ежедневного использования её лучше всё-таки очищать дополнительно.
  • Необходимость в получении лицензии на артезианскую скважину.

С этим читают