В чем заключается принцип работы скважин на воду

Устройство скважины для воды: схема и принцип работы

Источником воды – технической, а порой и питьевой, на дачном участке является не водопровод, а колодец или скважина. Экономичность такого решения очевидна: поставка воды не зависит от работы коммунальной службы, да и качество, нередко, у колодезной воды выше. Поэтому и разберем принцип работы скважины для воды, типы насосов.

Предпочтение отдается скважине, так как последняя заглубляется в водоносный слой куда сильнее и от сезонного колебания уровня грунтовых вод не зависит. Водозаборная скважина – вертикальное углубление с круглым сечением. Глубина выработки зависит от назначения и глубины залегания водоносных слоев. Задачей ее является накопление воды из слоя и подача на поверхность.

Как работает скважина на воду

Вода в скважине, как и в колодце, находится на уровне или чуть выше уровня воды в водоносном слое. Для ее подачи наверх устанавливается насос.

Выработка укрепляется обсадной трубой: в противном случае грунт со стенок будет осыпаться, и скважина быстро перестанет функционировать. В качестве обсадной используются стальные, асбестоцементные и пластиковые трубы.

В нижней части трубы формируется фильтр. Для этого внизу обсады высверливаются или выжигаются отверстия, а затем перфорированная часть оборачивается фильтровальной сеткой. Выпускаются и специальные перфорированные обсадные трубы.

Принцип работы: схема и из чего состоит

Схема работы скважины выглядит так:

  • Вода из водоносного слоя через фильтр попадает в скважину;
  • Насос при включении нагнетает воду по водонапорной трубе;
  • Вода подается наверх в приемник и перемещается по водопроводу.

Схема может видоизменяться в зависимости от того какой насос выбран – погружной или поверхностный, оборудуется ли зимний водопровод и так далее. О принципе бурения скважин на воду читайте тут.

Диаметр устройства

Диаметр скважины зависит от двух главных факторов: типа насоса, который предполагается установить и количества воды. Стоимость работ по бурению тоже следует учитывать. Чтобы понять, как устроен насос, смотрите чертежи ручного насоса для скважины в этом материале.

Диаметр скважины рассчитывается следующим образом: диаметр насоса, плюс 4 мм по периметру для погружения, плюс толщина стенок трубы.

  1. Объем воды – определяется по среднему количеству воды на каждого потребителя: члены семьи и оборудование. В среднем это составляет около 3 куб. м в час. В этом случае глубина скважины составит не более 50 м, а диаметр – не менее, чем требуется для погружного насоса – от 75 мм. Если потребление воды составляет более 8 куб м, нужен насос более мощный, а, значит, и труба более объемная. Чем больше диаметр скважины, тем значительнее фильтрующая часть обсады, а, значит, и больший объем воды можно получить.
  2. Тип насоса – большинство погружных насосов имеют диаметр в 100 мм. Это означает, что параметр трубы должен составлять 110 мм, а диаметр скважины сумму 110 мм и удвоенной толщины стенки. Для трехдюймового насоса – 75 мм, достаточно трубы в 90 мм. Еще один вариант – самовсасывающий насос, для работы которого достаточно минимального размера выработки – 50 мм. Глубина при этом невелика – 8–9 м. Малый диаметр скважины имеет еще один эксплуатационный недостаток – сложности с очисткой. При столь малых размера выбор способа прочистки очень ограничен.
  3. Стоимость – чем больше диаметр скважины, тем дороже ее устройство. Оптимальный вариант рассчитывается как компромисс между требуемым объемом воды и финансовыми возможностями.

Если у вас есть огород, вы можете организовать полив из скважины. По ссылке перечислены виды водяных насосов.

Датчики уровня воды и водяные насосы

Для насоса наибольшую угрозу представляет перегрузка. Возникает она при «сухом ходе», то есть, при попытке включить насос без воды. При ее отсутствии мотор быстро перегревается, и в лучшем случае, отключается.

Чтобы избежать таких ситуаций, скважины оборудуются датчиками уровня воды.

  • Поплавковый выключатель – состоит из реле уровня, и поплавкового датчика. Реле регулирует работу клапанов и пускателя прибора, а поплавок фиксируется на определенном уровне – последний рассчитывается исходя из типа и размера насоса. При уменьшении уровня воды ниже датчика, размыкается электрическая цепь, и насос не включается. Опытные дачники собирают механическую версию устройства буквально из чего попало. На дощечке закрепляется замыкающий цепь и рычаг, поплавок на леске опускается на воду, а скользящий грузик-противовес фиксируется на уровне рычага. При понижении уровня воды, опускается поплавок, а грузик поднимается – рычажок поворачивается и размыкает цепь.
  • Датчик давления – регистрирует давление на выходном патрубке. Менее эффективный способ, так как аппарат отключается только после регистрации режима «сухой ход», а для запуска насоса после отключения необходимо вручную заполнять его водой.
  • Датчик протока – монтируется в проточной части насоса. При нормальном давлении воды лепестковый клапан отжимается, магнит на его обратной стороне замыкает герконовое реле и насос запускается. Если напор воды снижается, подпружиненный лепесток разжимается, магнит удаляется от реле и цепь размыкается.

В некоторых случаях скважины функционирует без датчиков. Например, когда за работой насоса наблюдает персонал, у скважины очень высокий показатель дебита и так далее. Скорее всего, вам понадобятся автоматические насосы для скважин. Однако иногда используется ручной водяной насос для скважины. Также читайте, какой нужен насос для скважины 2 дюйма.

Различия между типами скважин обусловлены глубиной залегания водоносного слоя и тем качеством воды, которое желают получить устроители колодца. На схеме – виды скважин на воду:

  • Абиссинский колодец – простейший вариант забивной скважины. Возможен на участках, где водоносный пласт имеет небольшую глубину – до 12 м. Качество воды целиком зависит от строения почвы на участке. Скважину разрешается бурить на участке, при необходимости – даже в подвале дома.
  • Песчаная скважина – добывает воду из более глубоких водоносных слоев – до 50 м. Устраивается в случаях глубокого залегания водоносного пласта, или при желании получить более качественную питьевую воды из второго или третьего слоя. Как правило, вода тем чище, чем глубже расположен водоносный слой.
  • Артезианская скважина – оборудуется при добывании воды из водоносного известнякового пласта. Фильтры в этом случае не нужны.

Скважина бурится между двумя водоупорными слоями, при вскрытии пласта вода поднимается значительным выше водоносного слоя и даже фонтанирует. Артезианская скважина характеризуется большим притоком воды – дебитом и длительным сроком эксплуатации. Самостоятельно пробурить ее нельзя, так как глубина залегания известнякового слоя составляет от 30 до 200 м. Узнайте, можно ли из колодца сделать скважину.

Как найти воду и обустроить скважину

Водоносный слой есть на любом участке: разницу составляет глубина его залегания. Поэтому когда говорят о поиске воды на территории дачи, имеют в виду слой, доступный для разработки.

  • Если у соседей на участках есть колодцы или скважины, проще всего посоветоваться с ними.
  • Куда более точную информацию можно получить, обратившись к соответствующим организациям, в частности к тем, что занимаются гидрогеологией.
  • Обнаружить воду на участке помогут животные: собаками никогда не отдыхают на участках, где вода близко подходит к поверхности грунта, а вот кошки, наоборот, предпочитают именно их. Рыжие муравьи обустраивают муравейники только на сухих местах, а столбы мошкары служат верным признаком близости источника воды.
  • В местах, где водоносный слой близок к поверхности растут влаголюбивые растения: камыши, вербы, смородиновые кусты, крапива.
  • Никак не обоснованный, но вполне практичный метод лозоходцев вполне применим:. Для этого используется сухая ветка дерева с раздвоенным концом или два проволочных отрезка с отогнутым на 90 градусов фрагментами длиной в 10 см. Над участком источником рамки скрещиваются.

Найденный участок должен удовлетворять еще одному важнейшему требованию: удаленностью от источников загрязнения – выгребным ямам, хозяйственным подстрокам., где содержатся животные, сливам, мусорным ямам, дренажным и канализационным системам. Также рекомендуем материал про кольца колодцев.

На фото – бурильная установка:

Если предполагается снабжение водой жилого здания, то желательно выбирать участок близко расположенный – не более 3 м от фундамента. Скважина малого диаметра может быть обустроена и в подвале. Бурение производится следующим образом:

  1. Перед бурением на выбранном участке выкапывается шурф – углубление размером 1,5*1,5 м. Стенки шурфа зашиваются досками.
  2. Над шурфом устанавливается буровая вышка – тренога из бревен или металлических труб. На вершине треноги закрепляется лебедка, а к ней – колонка для бурения. В зависимости от диаметра будущей скважины она состоит из 3, 4 или более метровых штанг, диаметром 114–219 мм, соединенных друг с другом в одно целое.
  3. Для этой работы необходимо как минимум двое человек: штанга поворачивается ключом вокруг своей оси, пробуривая грунт, в то время как второй исполнитель ударом молотка сверху сообщает буру дополнительную нагрузку.
  4. Более эффективны слаженные действия 4 человек: двое прокручивают бур, а двое приподымает и опускают бур с помощью лебедки.
  5. Через каждые 50–60 см бур нужно вытаскивать полностью и очищать от земли.
  6. Скважины бурятся на необходимое глубину – определяется по уровню воды в выработке, очищается желонкой и промывочным насосом.
  7. В скважину вбивается обсадная труба с фильтром. Зазор между грунтом и трубой заливается бетоном. Обсада возвышается над уровнем грунта. Необходимо обустроить вокруг скважины глиняный замок: в противном случае в нее будет попадать талая и дождевая вода с поверхности, что значительно снижает качество воды.
  8. Насос с водостойким силовым кабелем и трубой для подачи воды закрепляется на страховочный трос, и опускается в скважину.
  9. Труба подачи выводится наверх, приваривается к кессону – приспособлению для герметизации устья. В нем высверливаются отверстие, труба подачи приваривается к оголовью кессона.
  10. На трубу монтируется кран подачи воды, кессон присыпается с землей. Если предполагается монтаж водопровода, то трубы подачи соединяется с кессоном. Также читайте, как сделать кессон для скважины своими руками.

Иногда требуется несколько контрольных бурений, чтобы определить самый эффективный источник. Зачем нужен фильтр для воды от железа на даче расскажет эта ссылка.

На видео рассказывается об обустройстве скважин:

Собственная скважина на участке решает несколько разноплановых задач. Даже если дачей предполагается пользоваться только летом, скважина позволяет получить достаточный объем воды для полива. А при круглогодичном проживании в коттедже можно без особых усилий организовать собственный водопровод, действующий независимо от общей системы. Скорее всего вам понадобится фильтр для скважины от железа. Данная статья расскажет о том, какой погружной насос для колодцев лучше.

Что такое скважина на воду – принцип ее работы и схема подключения

Скважины на загородных участках иногда являются единственной возможностью организовать подачу воды в дом. Колодцы уже не обеспечивают потребности современных людей, слишком мало они могут дать воды. А вот скважины могут обеспечить водой достаточно большой дом или несколько домов. Конечно, все будет зависеть от того, какую скважину решено бурить: песчаную или артезианскую. Есть у них определенные различия, особенно это касается мощности водоносного пласта. Поэтому перед тем как начать бурение, надо разобраться в таком вопросе, как правильно организуется скважина на воду – принцип работы и схема ее подключения.

Схема скважины на воду

Принцип работы скважины

Принцип работы скважины на воду достаточно прост.

  • В пробуренную в грунте скважину устанавливается осадная труба: стальная или пластиковая, на конец которой насаживается сетчатый фильтр. Он будет удерживать большие примеси, которые находятся в воде, а именно песок и мелкие камушки.
  • В трубу опускается насос, который качает воду на поверхность.
  • Вода поступает в приемный резервуар, где частично примеси оседают.
  • Далее производится ее подача в водопроводную сеть.

Обсадная труба устанавливается обязательно, потому что без нее стенки скважины со временем начнут обрушаться, засыпая вход в водоносный пласт. То есть, скважина перестанет функционировать.

Что касается фильтра, то это могут быть разные элементы. К примеру, стальная оцинкованная сетка, обмотанная вокруг трубы и закрепленная хомутами, мелкие отверстия в самой трубе и так далее.

Насос может опускаться в скважину, а может быть установлен на поверхности грунта, а в саму скважину опускается только шланг. То есть, схема подключения скважины будет зависеть от выбранного насоса. И здесь нельзя говорить о том, что какой-то из этих двух вариантов лучше. У обоих есть свои преимущества и недостатки. К примеру, поверхностный насос легче обслуживать, он всегда ни виду. Глубинный, наоборот, не видно, что позволяет скрыть всю скважину, тем самым обеспечив необходимый ландшафтный дизайн участка.

Принцип работы

Разновидности скважин

Принцип работы скважин у всех одинаковый, но при ее сооружении многое будет зависеть от того, какого типа скважину планируется бурить на загородном участке. Важность данной позиции заключается в том, что каждый тип скважины бурится на определенную глубину.

  • Абиссинский колодец имеет глубину до 20 м.
  • Песчаная скважина бурится до 50 м.
  • Артезианская до 300 м.

Получается так, что строение скважины у всех видов одинаковое – это вертикальный ствол, но чисто конструктивно они отличаются друг от друга. Чем же?

Абиссинский колодец – это забивная скважина. То есть, обсадные трубы забиваются в землю при помощи кувалды. Скважину на песок надо бурить, используя ручные или электрические установки и инструменты. Именно данную разновидность можно провести своими руками, не привлекая специалистов, чем часто и пользуются загородные жители.

Разновидности скважин

По сути, песчаная скважина – это вертикальный ствол, в который устанавливается обсадная труба одинакового диаметра. Что не скажешь об артезианской разновидности. Этот вид может обустраиваться по-разному.

  • Однотрубная система. То же самое, что и песчаная с установкой труб одинакового диаметра.
  • Двухтрубная. Это когда сначала буриться скважина до известкового пласта, и в нее устанавливается труба большего диаметра. А ниже бурение производится до водоносного слоя, куда вставляется труба меньшего диаметра. Обычно верхняя труба – стальная, нижняя – пластиковая. Все дело в том, что верхние пласты обычно подвижные и пластик может не выдержать их нагрузку.
  • Телескопическая. Это когда в скважину устанавливаются трубы разных диаметров. И чем ниже в недра, тем меньшего диаметра труба должна быть установлена. И таких ступенчатых установок может быть более трех.
  • С кондуктором. Обычно такую конструкцию скважины на воду используют в тех случаях, если на участке присутствуют плывуны. Это насыщенный водою грунт, обычно песчаный. Он подвижный, поэтому может нанести деформацию обсадной трубе, что станет причиной вывода скважины из строя. Кондуктор – это труба большого диаметра (800-1200 мм), которая устанавливается на толщину слоя плывунов. Она стальная с большой толщиною стенки, так что выдержит достаточно приличные нагрузки. Нередко кондуктор используют в качестве кессона, благо диаметр трубы это сделать позволяет.
Читайте также:  Беседка из металла своими руками: фото, чертежи, из поликарбоната, из железа, как сделать просто и красиво

Двухтрубная обсадка

Схема скважины артезианской одна из самых сложных. Своими руками ее не пробурить, слишком большая у нее глубина. Плюс, приходится проходить буром твердые пласты, вручную этого не сделать. Здесь требуется спецтехника и опыт специалистов.

Внимание! Стоимость услуг бурения артезианской скважины значительна, но пробурив именно ее, можно гарантировать, что загородный дом или несколько домов будут обеспечены чистейшей водой в течение 50 лет, как минимум. При этом скважина будет выдавать до 10 м³/час воды, что хватит не на один дом.

И все же основная масса загородных жителей выбирает песчаные скважины. Они просто дешевле в производстве работ, к тому же ее можно пробурить своими руками. Но у нее есть свои отрицательные показатели.

  • Вода из такой скважины не всегда чистая и пригодная для питья. Придется устанавливать систему водоподготовки, а это почти такие же затраты, как бурение артезианской разновидности.
  • Песчаный водоносный слой маломощный, из него можно получить максимум 4-5 м³/час.
  • Прослужит она не более 15 лет. И нет гарантии, что на участке найдется еще место, где можно будет пробурить скважину на песок. А если у соседей пробурена точно такая же скважина, то объема воды водоносного пласта может не хватить и на 5 лет.

И хотя строение скважины на песок гораздо проще, специалисты рекомендуют организовывать водозабор из артезианской.

Схема артезианской скважины

Водоснабжение из скважины

Схема водоснабжения из скважины также не отличается особой сложностью. В нее входит несколько видов оборудования, которые выполняют только им присущие функции.

Скважинный насос

Насос

Конечно, основным элементом скважины на воду является насос. Как уже было сказано выше, он разделяется на глубинный и поверхностный. Если выбирается для откачки воды первый вариант, то диаметр обсадной трубы подбирается по диаметру насоса. Но в свою очередь данный размерный показатель будет зависеть от мощности прибора. Поэтому сначала подбирается мощность насосного агрегата, зависящая от требований потребления воды, которые устанавливает хозяин загородного дома. По мощности выбирается диаметр, а уже в последнюю очередь подбирается сечение обсадной трубы.

Внимание! Зазор между глубинным насосом и стенками обсадки должно составлять 2-4 см.

Необходимо отметить, что глубинные насосы разделяются на скважинные и погружные. Второй вариант является бюджетным, но маломощным. Его чаще всего используют для подачи воды наружу из колодцев. Если скважина имеет небольшую глубину до 15 м, а требования к объему подаваемой воды не жесткие, то можно использовать именно эту разновидность. Скважинные насосы по всем параметрам и показателям лучше погружных.

Если принято решение использовать поверхностный насос, то в основном его подбирают по мощности. В данном случае зависимости мощностного показателя и диаметра обсадной трубы нет. Потому что в скважину будет опускаться шланг, его диаметр в пределах 18-50 мм, что меньше диаметра любой обсадной трубы.

Поверхностный насос

Кессон

Обычно кессоны устанавливаются для того, чтобы оградить скважину от погодных нагрузок, подпочвенных вод, расположенных близко к поверхности земли, и замерзания. Плюс ко всему кессон может использоваться в качестве технологического помещения. То есть, в него можно установить гидроаккумулятор, электрические блоки управления и автоматики насоса, обратный клапан.

В строении скважины кессон играет немаловажную роль, это видно из его назначения. Но не всегда этот защитный резервуар используют. За счет него можно сократить расходы, сделав своими руками что-то похожее на защитный утепленный блок, построенный из обычных строительных материалов: кирпича, досок и утеплителя. Такой блок закрывается скатной утепленной съемной крышкой, что позволяет провести обслуживание и скважины, и поверхностного насоса, и гидроаккумулятора.

Кессон

Оголовок

Элемент, который отвечает за санитарное состояние самой скважины. Он собой закрывает плотно вход обсадной трубы, так что можно гарантировать, что ни мусор, ни подпочвенные воды, ни атмосферные осадки в скважину не попадут. При этом оголовок является несущим элементом. На него подвешивается скважинный насос, через него пропускаются шланг для откачиваемой воды и электрический кабель, питающий током насос.

Многие игнорируют оголовок, закрывая ствол скважины различными предметами. К примеру, отрезанной пластиковой бутылкой. Делать этого нельзя. Не нужно экономить на этом устройстве, стоит он недорого, но это гарантия герметичности скважины. И когда разговор заходит о конструкции скважины на воду, то в том числе подразумевается и установка оголовка.

Оголовки

Гидроаккумулятор

Сегодня в схему подключения скважины обязательно устанавливается гидроаккумулятор. Хотя еще совсем недавно обходились и без него, устанавливая любой резервуар, в который закачивалась вода из скважины, где она отстаивалась. В резервуаре создавался определенный объем воды, который использовался на случай отключения подачи электричества, за счет чего останавливался насос.

Но чтобы из такого резервуара вода подавалась в водопроводную систему дома, требовался дополнительный насос, или резервуар приходилось устанавливать в чердачном помещении. Его высота установки создавало давление в водопроводной сети. Такая схема подключения скважины была достаточно сложной и не эффективной.

Гидроаккумулятор решил данную проблему. Эта металлическая емкость внутри имеет резиновую оболочку, в которую и закачивается вода из скважины. Между стенками резервуара и оболочкой закачен воздух под определенным давлением. При закачивании воды в резиновую оболочку, она расширяется, что приводит к увеличению давления воздуха. Если электроэнергия отключена, насос не работает, но воздух под давлением давит на оболочку, а та в свою очередь на воду. Так создается напор внутри водопроводной системы дома.

Гидроаккумулятор

Все элементы, входящие в схему водоснабжения из скважины, могут располагаться внутри кессона или внутри дома в специально отведенном помещении. Кстати, это может быть и подвал. Главное, чтобы температура внутри этого помещения не опускалась ниже ноля.

Дополнительные элементы

Есть несколько элементов, которые обеспечивают удобство эксплуатации скважины.

  • Обратный клапан, который сдерживает обратный ток воды из водопроводной системы. Он обычно начинает работать, когда останавливается насос.
  • Кран для прокачки. Его используют только, если появилась необходимость откачать мутную воду из скважины. Обычно это случает на первом этапе эксплуатации, и если водоносный слой за счет межсезонья снизил свой уровень. В такие моменты насос может выкачать основной объем воды, и со дна начинает подниматься ил. Как только уровень поднимется, в первую очередь надо будет откачать мутную воду.
  • Манометр, который контролирует давление воды в водопроводной трубе. Он обычно связан с реле, которое отключает или включает насос при повышении или падении давления соответственно.

Элементы водопроводной сети в подвале дома

Казалось бы, что схема скважины не такая уж и сложная. Но из описания видно, что состоит она не только из труб и насоса. Чтобы гарантировать полное соответствие локальной водопроводной сети центральному водопроводу надо обязательно использовать все вышеописанные элементы. Без них нельзя говорить о современном водопроводе, как таковом.


Схема и принцип работы скважины на воду

Владельцы дач и загородных домов нуждаются в обустройстве собственной системы водоснабжения. Далеко не всегда для них открыта возможность подключения к центральной магистрали. В таком случае идеальным решением станет обустройство собственного источника. Прежде, чем приступить к активным действиям, следует ознакомиться с теоретическим аспектом, узнать принцип работы скважины и варианты её бурения.

Способы бурения

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

  • Алмазное бурение . Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.
  • Турбинное бурение . Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
  • Электробур . Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
  • Гидродинамическое бурение . Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций. Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
  • Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин. Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
  • Пневмоударное бурение . Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
  • Винтовые двигатели . Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

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.

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.

Инвентарь для обустройства скважины

Чтобы наладить работу скважины, нужно использовать следующие элементы:

  • 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:

  • 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:

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:

Помогите нам стать лучше, оцените подачу материала и труд автора

Скважина на воду: схема и принцип работы

Многие владельцы загородных домов нуждаются в создании собственной системы водоснабжения, ведь не везде получится подключиться к центральной магистрали. Лучший выход из такой ситуации ― это бурение скважины. Причем ее можно обустроить не только на участке, но и даже в подвале.

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

  • Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
  • Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
  • После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Читайте также:  Ливневая канализация (ливневка) вокруг дома, на крыше: что это такое, устройство, монтаж своими руками

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Выбор необходимого оборудования

Самым важным этапом в обустройстве скважины является подбор оборудования, поскольку именно от него будет зависеть ее период эксплуатации и качество работы. В основном следует обратить внимание на выбор:

Кессон

Он необходим для защиты устья от внешних негативных воздействий. Подобное устройство служит своеобразной емкостью, предохраняющей верхние метры ствола выработки от воздействия низких температур в земле.

Герметичный контейнер кессона еще может использоваться как технологический объем для установки разного оборудования, которые обслуживают скважину. Монтаж в нем автоматики, очистительных фильтров и прочих устройств позволяет сэкономить пространство в доме.

Производят кессоны из разных материалов: пластика, металлических конструкций или бетонных отливок. Установка этого оборудования особенно подходит в наших климатических условиях, ведь при суровых зимах грунт на дачной территории промерзает на глубину до полутора метров. Поэтому горизонтально проходящие трубопроводы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Кессонный люк, установленный на верхней части устройства, как правило, утепляется листовым пенопластом. Внутри оборудования можно разместить лестницу.

Насосные устройства

Насос выступает основным элементом всей системы. При этом он может быть следующих типов:

  • Погружной. Этот вибрационный насос является бюджетным вариантом. Его довольно редко применяют для обустройства системы водоснабжения, поскольку он имеет слишком низкую производительность. Более того, он способен даже разрушить стенки скважины.
  • Центробежный. Такой агрегат является профильным оборудованием для водоснабжения из выработки.
  • Поверхностный. Применяется лишь тогда, когда в скважине динамический уровень живительной влаги не опускается ниже семи метров.

Сегодня на рынке представлено много моделей скважинных насосов. Выбор их параметров происходит по характеристикам скважины и системы водоснабжения.

Кстати, в случае поломки насоса придется не только приобретать новый, но и платить за поднятие сломанного и монтаж купленного. Именно поэтому следует подходить более серьезно при выборе производителя.

Конструкция гидроаккумулятора

Данное оборудование для скважины используется для предотвращения гидроудара и регулировки давления содержимого трубопроводов. Еще гидроаккумулятор поддерживает минимальный уровень жидкости в системе.

Внутри этого устройства при нормальном функционировании находится запас живительной влаги, а также поддерживается минимальное давление. При использовании гидроаккумулятора насос включается реже, да и изнашивается меньше.

Конструкция такого устройства схожа с компенсационным баком, который применяется в отопительных системах. Но изготавливается гидроаккумулятор из других материалов, они не контактируют с водой и не меняют ее качество. Мембрана в нем создается из пищевой резины.

Оголовок для обсадной трубы

Предназначено это устройство для защиты от попадания мусора в ствол. Помимо этого, оно является опорой для подвески водоподъемной колонны и насоса. Оголовок создается из металла или пластика. В первом случае он способен выдерживать до 500 кг, а во втором ― до 200 кг. Соединение должно быть герметичным с применением резиновой прокладки.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Разновидности, схемы и другие особенности скважин

Чтобы на даче или в частном доме была техническая и даже питьевая вода, необходимо бурить скважину на воду. Подключиться к центральной системе водоснабжения в большинстве случаев нет возможности, и приходится обустраивать автономную. У такого решения есть и свои преимущества, нет зависимости от коммунальных служб, нет необходимости платить за воду, да и при правильном обустройстве скважины можно получить более чистый продукт, чем тот, который подается по трубам в квартиры.

Вариантов автономных систем достаточно много, но большинство владельцев загородных участков делают свой выбор в пользу скважин, ведь они заглубляются в слой подземных вод намного сильнее. Такой источник воды не будет зависеть от сезонного колебания уровней влажности грунта. Водозаборная скважина – это вертикальное устройство с круглым сечением. Показатели глубины зависят от особенностей слоев грунта на конкретном участке. Задачей такой скважины становится накопление подземных вод и подача их на поверхность.

Разновидности скважин на воду

Сегодня существует сразу несколько способов, которые помогут обустроить подачу воды из подземных слоев:

  1. Традиционный колодец. Это один из самых старых вариантов добычи воды. Но, не смотря на это, он и сегодня пользуется большой популярностью благодаря минимальной механизации процедуры и широкому распространению. Говоря проще – колодец можно обустроить практически на любом участке, и для его работы не нужны специальные устройства. Скважина в таком варианте водопровода составляет примерно 4-12 метров глубины, и с ее вырыванием можно справиться без применения спецтехники. Конечно, самостоятельная работа будет очень тяжелой, и когда человек будет попадать на плывуны или другие твердые элементы в грунте, то задача только усложнится, но зато можно сэкономить средства. Если же не хочется рисковать, то можно применить бурение, в процессе которого используются бетонные кольца, делающие основания колодца.

  1. Абиссинский колодец. Это также достаточно старинный вариант, в котором глубина скважины достигает 30 метров. Но в отличие от традиционного колодца, абиссинский вариант можно будет обустроить только в том случае, когда подземные воды находятся не глубже 8 метров, ведь на такой глубине сможет работать насос. Если же источник будет слишком глубоко, то придется заглублять насосное оборудование. Но также стоит учитывать, что колодец этого типа – маленького диаметра, поэтому погружные насосы применять невозможно.

  1. Скважина на песок – это неглубокий вариант, достигающий подземных водоемов. В большинстве случаев его глубина колеблется в пределах 15-40 метров, а диаметр скважин составляет от 75 до 215 мм. На крупнофракционном песке монтируют еще дополнительный фильтр, который выполнен в виде перфорированной трубы с обмоткой сеткой. Самым большим вопросом в применении этого метода становится срок эксплуатации скважины, который зависит от уровня вод в земле. В некоторых случаях система работает лишь пару лет, а в других ситуациях функционирует даже десятилетиями.

  1. Артезианская скважина. Эта разновидность устроена на добычи воды из известнякового пласта. Скважина обустраивается между разными водоупорными слоями, и при вскрытии пласта жидкость поднимается достаточно высоко и даже фонтанирует. Воду из такой скважины очень чистая и в такой ситуации не требуется установка фильтров. Артезианская скважина характеризуется крупным притоком воды и длительным сроком работы. Но есть и минусы, обустроить своими силами ее невозможно, нужно бурить землю на глубину от 30 до 200 метров.

Для бурения различных видов скважин используется два метода:

  • Канатно-вращательный (также называется роторным). Его принцип в том, что порода разрушается буром при постоянной подаче жидкости. Бур работает при помощи специального ротора, который устанавливается на палубных двигателях соответствующих установок. Также есть вариант использования буру при помощи коробки отбора мощности от моторов автомобилей, которые выполняют роль площадки для установок. Чтобы укрепить края скважины используют обсадные трубы, а бурение в такой ситуации продолжается при помощи шарошечного долота меньших габаритов. Данный вариант способен бурить скважину на глубину до 55 метров, также он позволяет проходить сквозь известняковые слои.

    Вращательное бурение (также называется шнековым). Этот метод используют для обустройства скважин до 50 метров, а иногда и до 80. Но применять шнековое бурение советуют лишь на мягких суглинистых грунтах. Шнек выполняется в форме стальной конструкции на основе стальной трубы и спиральной ленты. Данный прибор разрушает породу, и поставляет ее на поверхность при помощи специального транспортера. На самом шнеке устанавливают крепко зафиксированные резцы, это не позволяет работать на твердых и сыпучих грунтах. Функции разрушающего элемента выполняют буры-керноприемники или специальное долото с 2-3 резцами.

Особенности абиссинского колодца

Назвать вариант с абиссинским колодцем стандартным – нельзя, он подойдет не для каждого участка. Слои земли в таком случае пробиваются специальными трубами небольшого диаметра с острым наконечником. Газовые элементы трубопровода с использованием резьбовых механизмов соединяются в конструкцию, которую еще называют иглой. Такой название система получила благодаря острому наконечнику на самой первой трубе. При этом наконечник должен быть немного шире, чем сама труба, это позволит целой конструкции без проблем проходить в землю. Лучше всего использовать отрезки труб по 1-3 метра с диаметром в 1 дюйм.

Для такого колодца используется комбинированный тип бурения: вначале работают с сухим грунтом до обводненного плывуна. В начале скважины диаметр будет составлять 50-80 мм. После этого бур заменяется наконечником с фильтром и трубы с герметичным соединением забиваются в землю. Раньше для этой цели применяли сантехнический или строительный лен, а сегодня эту функцию могут выполнить силиконовые герметики.

Важным элементом конструкции является фильтр, который делается из перфорированной трубы. Фильтр устанавливается сразу после наконечника иглы. Элемент обматывается галунной сеткой, это позволяет не пропускать песок. Уровень подачи жидкости в такой скважине будет зависеть от регулярной очистки конструкции под давлением. Примерно после 10 лет работы фильтр заиливается, и в такой ситуации его необходимо заменить.

Особенности артезианских скважин

Данный вид скважин является самим глубоким (этот показатель в среднем составляет от 50 до 100 метров, а в отдельных ситуациях достигает и 400 метров). Важной характеристикой такого источника воды становится способность к самоизливанию, но не во всех случаях они смогут фонтанировать. Артезианский – это такой тип скважин, в котором нет необходимости устанавливать мощное насосное оборудование, ведь водозаборный слой расположен выше уровня земли.

Артезианские скважины всегда работают в известняковых влажных слоях грунта, и обустроить систему водоснабжения с помощью именно такой скважины люди решают из-за гарантированного наличия воды. В этом слое земли всегда есть вода, независимо от местности и климатических условий.

При этом водозабор происходит на более высоком уровне, чем глубина самой скважины (чаще всего в слое залегания песков). Выкачивать жидкость можно с высокой скоростью, которая значительно превышает аналогичную характеристику скважин на песок. Хорошие характеристики и у воды из такого источника, она очень чистая, но в некоторых случаях обладает высокой минерализацией, поэтому перед употреблением необходимо провести химический анализ жидкости.

Что касается самого способа бурения, то подойдет ударно-канатный метод. При помощи такого способа можно обустроить скважину глубиной до 300 метров. Принцип этого метода в том, что применяется удар специального снаряда с высоты. На песчаных грунтах применяется желонка, а на суглинистых – забивной стакан. Чтобы механизм без проблем преодолевал каменистые слои, используется буровой патрон. Также для артезианских скважин используют канатно-вращательный вариант бурения с применением телескопической структуры самой установки. Для бурения применяется полая штанга с забурником на эксплуатационном конце. Также в процессе используется бентонитовая глина, что позволяет одновременно укреплять стенки скважины.

Поиск воды – плюсы и минусы скважины

Среди положительных моментов стоит выделить отсутствие зависимости от коммунальщиков, экономию средств и чистоту полученной воды. А существенный минус один – нужно немного потрудиться. А начать работы лучше всего с поиска воды. Нужно понимать, что вода есть на каждом участке, но вот глубина ее залегания может быть разной. Есть такие эффективные методы решения этой проблемы:

  • Если дом расположен не глубоко в лесу, и вокруг есть соседи, то нужно спросить у них, ведь наверняка на соседских участках есть колодцы или скважины;
  • Но не каждый сосед и припомнит, как глубоко расположена вода, поэтому можно обратиться к местным организациям, которые занимаются гидрогеологией, они дадут точную информацию;
  • Обнаружить влажные места также помогают животные. Так, лошади и кошки очень любят влажные места, в летнюю жару они предпочитают отдыхать именно в таких участках территории. Красные муравьи делают свое жилье только в сухих местах, а вот слетающиеся вечером стаи мошкары предпочитают не только освещенные, но и влажные участки;
  • Там, где вода находится близко к поверхности земли, растут и определенные растения, такие как камыш, верба, смородина и крапива;
  • Существует еще интересный метод с использованием рамок. Для них применяются ветки кустов или деревьев, а также металлическая проволока. С такими рамками надо пройти участок, и когда они скрещиваются, то это значит, что человек стоит над подземным водоемом.

Когда предполагаемый участок найден, то нужно убедиться, что он расположен далеко от выгребных ям, накоплений мусора, сливов и других источников загрязнения воды.

Обустройство скважины

Когда вода нужна не только на улице, но и для системы водоснабжения дома, то желательно чтобы скважина находилась на расстоянии не больше 3 метров от фундамента здания. Маленькие скважины иногда делают даже в подвале. Бурение производится по таким этапам:

  1. Вначале на выбранном месте нужно выкопать шурф (яма с размерами 1,5 на 1,5 метров). Стенки такого углубления зашиваются досками.
  2. Дальше над этой ямой необходимо установить буровую вышку – треногу из древесных бревен или стальных труб. На вершине такого устройства устанавливается лебедка и колонка для бурения. Последний элемент зависит от необходимых диаметров скважины. Колонка может состоять из 3-5 и более метровых штанг разного диаметра.
  3. Чтобы осуществить бурение на своем участке, нужно как минимум два человека. Один из них поворачивает штангу вокруг оси, тем самым пробуривая землю, а второй при помощи молотка обеспечивает дополнительную нагрузку на бур.
  1. Чтобы добиться большей эффективности, в работах должны применять участие сразу четыре человека, дворе будут вращать бур, а еще дворе работать с лебедкой.
Читайте также:  Миксбордеры из многолетников своими руками: фото и схемы

  1. Во время выполнения работ каждый полметра надо вытаскивать бур и очищать от грунта.
  2. Скважины обустраиваются на определенную глубину, очистка проводится при помощи желонки и специального насоса.
  3. После этого в скважину устанавливается обсадная фильтрационная труба. При этом зазор между землей и трубой необходимо обработать бетоном. Также вокруг скважины специалисты советуют сделать глиняный замок, в противном случае в систему будет попадать дождевая и талая вода, что снизить качество продукта.
  4. Насосное оборудование и водостойкий силовой кабель с трубой подачи воды закрепляются страховочным тросом и опускаются вглубь скважины.
  5. Далее трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.
  6. На конечном этапе выполнения работ на трубу устанавливается кран подачи воды, а кессон присыпается с землей. Если скважина должно служить в качестве водопровода, то трубы необходимо соединить с кессоном.

Принцип работы скважины и схемы

Вода в скважине, как и в колодцах, расположена на том же уровне, что и подземные воды или даже немного выше. Чтобы обеспечить ее подачу на поверхность, устанавливают насос.

При этом еще и устанавливается обсадная труба для укрепления конструкции, если этого не сделать, то земля будет осыпаться в скважину, и система быстро выйдет из строя. Для обсадной трубы используются изделия из стали, пластика и цемента.

В нижней части устройства делается своеобразный фильтр. В нижней части обсады для этой цели необходимо проделать отверстия и обернуть перфорированную часть фильтровальной сеткой. Также есть возможность приобрести уже готовые перфорированные обсадные изделия.

Схема скважины выполнена в виде детального рисунка, что поможет учесть все нюансы работы системы.

Принцип работы выглядит следующим образом:

  1. Вначале вода из подземных источников попадает в скважину, проходя при этом фильтрационные устройства.
  2. При включении насосного оборудования обеспечивается нагнетание жидкости по трубе.
  3. После этого вода поднимается наверх в обустроенный приемник и поступает в элементы водопровода.

Схема может немного отличаться в зависимости от применяемого типа насоса. Можно использовать погружные или поверхностные варианты. Также принцип обустройства системы зависит от наличия зимнего водопровода.

Диаметр скважины

Важной характеристикой скважины выступает ее диаметр, который зависит от насосного оборудования и количества воды. Это этой характеристики также будет зависеть и стоимость выполнения работ:

  1. Объем воды. Этот показатель необходимо определять с учетом среднего количества жидкости на каждого проживающего в доме человека. Средний показатель будет равен 3 куб. м. в час. В такой ситуации придется бурить скважину глубиной до 50 м а диаметром как минимум в 75 мм. Если расход воды достигает 8 куб. м то нужно более мощное насосное оборудование и более широкая труба.

  1. Вид насосного оборудования. Большинство моделей погружных насосов делают в диаметре 100 мм. Это говорит о том, что труба должна быть диаметром в 110 мм, а скважина должна учитывать еще и толщину стенки.

Стоимость выполнения работ также зависит от диаметра, чем он больше, тем выше будет и цена. Поэтому при выборе оптимального варианта нужно учитывать не только приблизительные расходы воды, но и финансовые возможности. В дачных поселках сэкономить средство можно при бурении одной большой скважины на несколько участков.

Видео

Какой должна быть правильная конструкция скважины на воду

Общеизвестно, что основное назначение скважин – добыча полезных ископаемых, которыми являются нефть газ и вода, из недр земли, но мало кто знает, что существуют и другие их виды. Скважины используют для выполнения вспомогательных, нагнетательных, специальных и геологоразведочных работ. Хотя конструкция скважины для каждого добываемого ресурса или выполняемых работ существенно отличается от аналогов, между ними есть много общего.

Скважиной называют выработку круглого сечения в земной коре, диаметр которой существенно меньше ее длины, полученную буровым методом с поверхности или в земле под любым угловым направлением к горизонту без прямого доступа человека к каналу. При рассмотрении конструкции всех видов скважин используют терминологию, принятую для их описания в добывающей отрасли.

Рис. 1 Забор воды из скважины электронасосом

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция для скважины – это набор элементов почвенной выработки с диаметром в поперечнике, значительно меньшим их длины, обеспечивающим долговечное и надежное создание канала между поверхностью земли и вскрытым глубинным пластовым флюидом. Основное назначение скважинного канала – геологоразведка и оценка подземных ресурсов, исследование структуры разреза, поддержание давления рабочего пласта, контроль эксплуатации месторождений, добыча природных ресурсов.

Скважины делят на следующие составные части:

  • Ствол скважины – почвенная выработка, в которой расположены обсадные и фильтрующие трубы.
  • Устье – начало скважинного ствола из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.
  • Забой – нижняя часть скважинного канала, дно.
  • Цементирующее кольцо – цементно-песчаная смесь, накачанная в пространство между стенками ствола и обсадной трубы, выполняет функции герметизации и упрочнения скважинного канала.

Рис. 2 Схема скважины

  • Фильтр – нижний участок скважинных обсадных труб, погруженный в пласт с добываемым ресурсом. В качестве фильтра используют часть ствола без обсадных труб, на дно которого помещает мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.
  • Обсадная колонна – соединенные вместе и погруженные в ствол обсадные трубы, нужна для изоляции скважинного канала от земляной породы ствола. Обеспечивает эффективную и надежную эксплуатацию скважины, предотвращая попадание в канал почвы и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазодобывающей промышленности используют промежуточные обсадные колонны, служащие для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных режимов бурения скважинного канала. В буровой отрасли применяют следующие промежуточные скважинные колонны:

  • Сплошные. Полностью перекрывают весь ствол независимо от расположения основного интервала.
  • Хвостовики. Колонны, предназначенные для крепления только необсаженного интервала скважины с частичным перекрытием основного.
  • Летучки. Специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для закрытия дефектных промежутков основной колонны без учета следующих обсадных колонн.

Рис. 3 Разрез скважины

Принцип работы скважины на воду

Скважину монтируют для забора воды из подземных водных источников, при этом проводят следующие операции:

  • Производят бурение почвы, используя различное оборудование и инструменты в зависимости от глубины, вида водозаборного источника и особенностей строительства скважин в данном районе.
  • В полученный канал до водоносного горизонта опускают обсадные трубы с фильтром на конце, соединенные между собой в монолитную колонну посредством резьбового соединения.
  • Производят подъем воды с использованием ручных или электрических насосов для скважины поверхностного и погружного типа, подключенных к водопроводной линии при помощи труб.
  • Поступающую в дом воду накапливают в водозаборной емкости большого объема, расположенной на верхних этажах или организуют автоматическую систему подачи воды при помощи приборов.

Конструкция скважины на воду – основные элементы

При бурении скважин принимают меры для защиты канала от осыпания, для этого в устройство добывающих воду скважин включают несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используют для укрепления и герметизации скважинного ствола, основными материалами их изготовления является металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы выпускают из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные виды.

Помимо резьбы, трубы соединяют между собой посредством сварки или при помощи муфт.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД, широко применяемые в распространенных скважинах на песок. Пластиковая эксплуатационная колонна может составляться из труб, имеющих длину 3 или 6 метров, а их наружный диаметр, рассчитанный на установку глубинных погружных электронасосов, обычно равен 90, 113, или 125 мм.

Донный фильтр

В устройство добывающих воду скважин на песке обязательно входит фильтр, который располагается в забое обсадной колонны и погружен в водоносный горизонт. Существует несколько разновидностей скважинных фильтров, отличающихся конструкцией и принципом работы.

Гравийный

Самый простой вид, создается путем подсыпки в забой скважины гравия с мелким зерном. Гравийная подушка препятствует забору грязевого раствора в скважине из песка и ила со дна, снижая таким образом нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 Скважинные фильтры – особенности конструкций

Щелевой

Простое устройство со стенкой обсадной трубы, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде тонких надрезов. Через узкие щели хорошо проходит вода, а мелкие частицы песка отсеиваются. Такая конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

Представляет собой мелкую сетку из коррозионно-устойчивых материалов (пищевая нержавейка или стеклоткань), обладающую высокой стойкостью к истиранию. Основной недостаток конструкции заключается в ее повышенном сопротивлении водному потоку (на 20 – 40 %), в некоторых случаях при малом дебите это может привести к недостатку воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, где требуется высокая прочность, представляет собой трубу с большим количеством просветленных круглых отверстий. Перфорированный фильтр применяют в источниках с малым объемом подачи и низким напором.

Проволочный

Выполнен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированную обсадную трубу. Отличается высокой прочностью и долговечностью, напрямую связанными с сечением используемой в нем проволоки.

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.

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

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.

Добавить комментарий