Содержание
Понятие бурения скважины
Проблема водообеспечения всегда была актуальной у собственников частного сектора, когда централизованное водоснабжение отсутствует. Ранее вопрос решался рытьем колодцев. Труд был ручной и довольно сложный. В настоящее время получить воду можно из скважин, процесс бурения которых занимает несколько дней.
Бурение скважины выполняют специальным оборудованием. При этом разрушается грунт и поднимается на поверхность различными способами. Метод бурения зависит от многих факторов: самой породы, на какой глубине находится водоносный горизонт и прочих. Рабочий инструмент подбирается также индивидуально.
Глубина скважины определяется с учетом залегания воды и целей ее использования. Ближе всего залегает “верховодка”. Уровень такой жидкости зачастую нестабильный. Существует большая вероятность попадания в нее сточных вод, химикатов и прочих органических соединений. Такая жидкость может пригодиться для полива или технических нужд. Ниже первого слоя проходят грунтовые воды. По качеству они лучше, но все же для питья не желательны. Чаще на такую глубину роются колодцы. Далее расположены межпластовые артезианские воды. Они наиболее подходят для питьевых целей. А последние даже не нуждаются в фильтрации, поскольку проходят природную очистку.
Виды бурения скважины
Бурение выполняется одним из методов:
• Вращательный - порода разрушается вращательными движениями. Популярен из-за высокой производительности.
• Ударный - грунт разбивается буровым снарядом.
• Вибрационный - выполняется вибрационной машиной, передающей высокочастотные колебания на породоразрушающий инструмент.
В зависимости от состава грунта бурение может быть:
• Колонковым - подойдет для пластичных, глинистых почв. Порода разбивается кольцеобразной колонкой, монтированной на грузовую машину. Грунт извлекается в виде цилиндрического керна, а шлам удаляется потоком воды.
• Шнековым - применяют в случае мягких, рыхлых, средне-плотных пород. Используется шнек на базе машины, который имеет вид металлического стержня с винтообразными лопастями. Он вкручивается в землю, которая поднимается по лопастям винта.
• Роторным - подходит для твердых скальных и полускальных пород. На бурильную трубу крепится долото, вращающееся под воздействием ротора. Сам грунт удаляется потоком воды.
• Канатно-вращательным - таким образом при бурении разбивается рыхлая порода. Существует его разновидность - гидробурение (без применения забурника). Используется долото, закрепленное на полой штанге. Выполняется на основе малогабаритной буровой установки. Шлам вымывается водой, которая под большим давлением поступает сквозь отверстия в буре.
• Ударно-канатным - применяют для рыхлой и полускальной породы, которая разбивается ударами долота, подвешенного на канате из стали. Грунт поднимается желонкой либо забивным стаканом.
Возможно также совмещение нескольких способов бурения.
Процесс бурения
Наиболее часто буровые мастера используют вращательное гидробурение, которое выполняется с помощью малогабаритной буровой установки (МБУ). Рассмотрим как происходит бурение скважины на примере этого метода.
Для начала выбирается место под скважину. Оно должно находиться недалеко от точек эксплуатации. Далее монтируют необходимые инструменты и аппаратуру. Воду для организации бурения привозят на специальной машине, заимствуют у соседей или набирают в близлежащем источнике (водоеме).
Для того чтобы понять, как же происходит бурение, рассмотрим для начала основные элементы МБУ. Это металлическая рама, электродвигатель, буровой инструмент, шланги, мотопомпа, бур, вертлюг, штанги и управляющий блок. После сбора установки выкапывают 2 приямка. Небольшой фильтровой приямок соединяют траншеей с приямком большего размера. Недалеко от большего приямка устанавливается мотопомпа. Всасывающий шланг от нее опускается в приямок. Шланг с другой стороны соединяется с вертлюгом МБУ, через который подается буровой раствор. На сам вертлюг накручивают бур, который вращается двигателем. При бурении он углубляется в породу. Штанги постепенно добавляются между ним и вертлюгом. Раствор проходит через вертлюг в штанги и далее в бур, затем оседает в фильтровом приямке.
Часто при бурении можно услышать термины “фильтровая” и бесфильтровая” скважина. Названия говорят сами за себя. В первом случае требуется фильтр для очищения от твердых фракций (это песочная скважина), а во втором нет (на известняк).
Фильтровая скважина делается на водоносные пески глубиной на 10 - 50 метров. Состоит из накрученных по резьбе обсадных труб (чаще пластиковых) и сетчатого фильтра, который задерживает песок и прочие примеси. Диаметр трубы с целью более легкого монтажа должен быть меньше отверстия скважины. Например, для колонны диаметром 125 мм скважина должна быть 160 - 180 мм. Колонна опускается в источник до нижней границы водоносного горизонта. Фильтр промывается чистой водой и обсыпается кварцевым песком. Далее выполняют прокачивание скважины.
Бесфильтровая скважина бурится иначе. Дойдя до плотных слоев, внутрь трубы вставляется бур диаметром 110 мм для 125-ой трубы. Далее продолжается бурение до открытия водоносных слоев. Это известняковые скважины, чистота воды в которых не нуждается в фильтрации. Пустоты между скважиной и обсадной трубой засыпают щебнем.
Установка насоса в скважину
После того, как скважина пробурена, начинают ее обустройство. Для неглубокого источника с чистой средой можно купить поверхностный насос. В остальных случаях приобретают погружное устройство. В первую очередь нужно убедиться, что диаметр агрегата меньше размера обсадной трубы.
Насос для скважины собирается перед монтажом. Изделие соединяют кабельными стяжками с сетевым кабелем, тросом для подвешивания и водопроводной трубой. Если длины шнура питания не достаточно, его удлиняют паечным способом, а соединение закрывается при помощи термоусадочной муфты.
Для предотвращения “сухого хода” мотора, к патрубку прикрепляют обратный клапан. Также их устанавливают на каждые 50 метров трубы и на 10 метров от “зеркала” воды. Для устранения попадания примесей к насосу присоединяется фильтр.
После того как все звенья собраны, насос аккуратно погружают в колонну. Для защиты корпуса можно дополнительно надеть резиновое кольцо. Закрепляют насос на расстоянии от 1 метра от динамического уровня. До дна высота должна быть также более 100 см.
Далее помпу крепят к оголовку. Включение рекомендовано производить по истечении 15 минут.