Иметь на собственном участке независимый источник водоснабжения, причем с абсолютно чистой питьевой водой - заманчивое преимущество. Но, чтобы вода была действительно чистой, а подрядчики не взяли с вас лишнего, нужно хотя бы в общем представлять какие есть скважины, какой у них ресурс и какое нужно оборудование. Давайте рассмотрим все эти тонкости как можно подробней.
Какие подземные источники существуют
Большие города снабжаются водой из наземных водоемов, эта вода проходит многоступенчатую очистку и непременно хлорируется. В подземных источниках роль естественного фильтра выполняет грунт, поэтому если провести исследование, то вы обнаружите, что далеко не во всех источниках вода одинаково чистая.
Строение земли напоминает многослойный пирог, где относительно рыхлые породы чередуются с плотными слоями. Вода, проходя через этот «пирог» самоочищается и чем глубже залегает водоносный горизонт, тем он чище. Плотные слои удерживают подземные реки на определенной глубине.
Верхний водоносный слой
Верхний водоносный слой больше известен как верховодка. Считается, что верховодка - это разновидность грунтовых вод. Залегает она на малой глубине, в среднем от 2 до 8 м. Большинство колодцев и мелких скважин наполняются из этого горизонта.
Плюс у таких скважин только один - это сравнительно простое, соответственно малозатратное бурение. Выкопать колодец или пробурить скважину на верховодку можно даже своими руками, но об этом я расскажу чуть позже, а пока поговорим о минусах.
- Верхние слои грунта мягкие и рыхлые, поэтому фильтрующая способность у них низкая и качество воды плохое. Более того дождевая и талая вода смывает с земли всю грязь, после чего она попадает в мелкие колодцы и скважины;
- По санитарным нормам если источник питающийся от верховодки находится ближе 50 м от сливной ямы или иного подобного места, то воду из него используют только для полива;
- Колодец стоящий рядом с полем, где активно используются удобрения, может быть опасен, ведь эта химия обязательно попадет в верхний водоносный слой;
- Верховодка пополняется только из атмосферных осадков, поэтому эксплуатационный ресурс из таких источников низкий, в засушливое лето эти колодцы часто пересыхают.
Грунтовые воды
Если верховодка есть далеко не в каждой местности, то грунтовые воды имеются везде. Зачастую они находятся сразу за первым водоупором, а глубина залегания может доходить до 20 м. Вода здесь уже чище и большинство таких источников питьевые, правда проверять качество воды из этих колодцев желательно каждый год.
Естественные природные родники, которые славятся чистотой, питаются от грунтового горизонта. Но грунтовые горизонты, хоть и в меньшей степени, но все же подвержены тем же опасностям, что и верховодка. Пересыхают они реже, так как подпитываются не только от дождей, но еще и от верховодки.
Водоносные горизонты между пластами
Водяные слои, которые находятся между твердыми пластами, уже не нуждаются в дополнительной очистке и периодическом контроле качества воды. Таких горизонтов может быть несколько. Все, что находится между грунтовыми водами и известняком или меловым уровнем называют межпластовыми горизонтами.
Вода здесь аккумулируется в песках и супесях зажатых между глиной или скальными породами. Глубина залегания стартует от 20 м и доходит до 100 м. Проходя через множество пластов, вода хорошо очищается и каждый последующий слой будет чище предыдущего.
Но эти горизонты имеют свои особенности:
- С одной стороны на такой глубине вода находится под большим давлением и скважина быстрее наполняется;
- А с другой, если вам удалось попасть в такой горизонт - дальше бурить нельзя. Велика вероятность пробить подстилающую породу и вместо скважины вода уйдет на нижний уровень и не факт, что он окажется таким же водоносным.
Существует такой термин «скважина на песок», так вот в такие скважины вода поступает именно из межпластовых горизонтов. Для обустройства здесь уже нужна серьезная буровая техника.
Несовершенство этих горизонтов в том, что скважины нужно оборудовать дополнительными фильтрами, потому как они быстро заносятся песком. Но даже с хорошими фильтрами при сезонной эксплуатации с большими перерывами, этим скважинам нужен ремонт и чистка примерно 1 раз в 5 лет.
Артезианский источник
Так называемый артезианский водоносный слой находится в известняке или меловых породах. Возраст таких подземных озер может насчитывать миллионы лет, поэтому вода в них абсолютно чистая. В среднем артезианские водоносные слои располагаются на глубине от 50 до 200 метров, все зависит от местности.
Известны случаи, когда артезианские озера находили на глубине 20 м, такие места действительно есть, но разведка должна вестись в низинах и впадинах.
Особенность таких источников в том, что добыча воды может вестись в больших объемах. Именно на артезианских скважинах работает большинство компаний торгующих водой. Но без профессиональной буровой техники до известняка не добраться, а цена на услуги бурильщиков серьезная, поэтому такую скважину есть смысл делать на несколько домов.
Какие существуют скважины
Видов скважин достаточно много, но все эти виды можно условно разделить на 2 широких направления:
- Промышленные скважины - ими заведует нефтегазовый и геологоразведочный департаменты, о какой-либо кустарной разработке здесь речи быть не может;
- Скважины на воду - назначение этих инженерных сооружений понятно из названия. Примерно треть таких скважин можно обустроить своими руками, для остальных нужно профессиональное оборудование.
Промышленные и разведывательные скважины
Скважины, через которые добывают нефть и газ бывают трех типов - это прямые вертикальные, наклонные и горизонтальные. Нефтяной и газовый горизонты залегают на довольно больших глубинах, поэтому и устройство у таких скважин особое, зачастую они состоят из 3 частей:
- Вначале при помощи буров большого диаметра обустраивается так называемое направление. Глубина направления составляет порядка 30–40 м и располагается оно строго вертикально. В направление вставляется несколько мощных обсадных колон, а пространство вокруг цементируется. Основная задача - укрепить и защитить ствол;
- Далее до глубины 500–800 м обустраивается кондуктор, который состоит из труб меньшего диаметра. Вокруг кондуктора также заливается цемент. Задача здесь та же, защитить основной продукт от смешивания с водой и прочими субстанциями, плюс предотвратить проникновение этих субстанций в соседние слои;
- За кондуктором идут трубы еще меньшего диаметра, этот сектор называют эксплуатационной колонной и через него ведется непосредственная добыча нефти и газа.
Геологоразведка охватывает не только нефтегазовую отрасль, она предназначена, чтобы определить местонахождение любых полезных ископаемых и узнать насколько перспективно, то или иное месторождение. Но в отличие от нефтяных и газовых скважин здесь бурят только прямые, вертикальные скважины.
В геологоразведке одними из главных исследований для определения перспективности месторождения является каротаж - это процесс подразумевающий запуск в скважину геофизических зондов при помощи которых изучается состав каждого слоя.
С видами и общим устройством промышленных скважин разобрались, теперь перейдем к более прикладным вещам, а именно, какие скважины на воду сейчас есть и как они обустраиваются.
Скважина игла
Свое название этот вид скважин берет от способа обустройства - грунт как-бы протыкается стальной иглой. Но это просторечное, народное название, в специальной литературе такие скважины именуются «Абиссинскими».
Данное сооружение можно назвать самым простым и недорогим, но и ресурс у него очень слабый, ведь скважина питается либо от верховодки, либо от грунтового горизонта. Здесь все зависит от особенностей местности и от того удалось ли вам попасть на хорошую водоносную жилу.
Главная деталь в такой конструкции - это сама игла, она представляет собой перфорированную трубу с острым наконечником из высокопрочных марок стали. Диаметр трубы около 2–3 дюймов, а диаметр острого наконечника должен быть чуть больше диаметра трубы.
В грунт игла забивается строго вертикально, для этого сооружается направляющая башня с тяжелой металлической бабкой (на схеме ниже показан один из вариантов конструкции). По мере забивания ствол наращивается обычными стальными трубами того же диаметра. В кустарных условиях при мягком грунте без камней иглу можно забить до 8 м.
Зачастую срок эксплуатации иглы не превышает 5 лет и это при условии, что вы будете эксплуатировать ее круглый год. На дачах с сезонным проживанием эти скважины нормально работают не более 3–4 лет. Дальше нужно либо бить новую скважину рядом, либо заказывать капитальную прочистку.
Некоторые «умельцы» пытаются делать иглу своими руками, они расплющивают и затачивают конец обычной трубы. Но забить такую самоделку удается только на 3–4 м, плюс простую сталь коррозия съедает за 2–3 года, поэтому лучше брать заводские модели из нержавейки.
Из-за малого сечения трубы прочистить иглу своими силами вряд ли получится, здесь нужно нанимать фирму, у которой есть ГИРС (гидроэмульсионная распылительная система), базируется такая аппаратура на автомобильной платформе.
По опыту, люди приезжают и несколькими гидродинамическими ударами за пару часов вымывают все наслоения из вашей скважины. Затраты практически те же, что и на новую скважину, зато быстро и качественно.
Пользоваться водой из недр вместо центрального водоснабжения не только выгоднее, но и полезнее. Она не проходит длительного пути через старые трубы, которые давно заросли различными отложениями. Пробить скважину можно легко в собственном дворе, в некоторых случаях это становится возможным в подвале или погребе. Чтобы знать, какую выбрать, необходимо различать виды скважин на воду. В статье будут рассмотрены все доступные варианты скважин, а также методы из бурения.
Какие источники под землей
В больших городах воду в дома и квартиры подают не из подземных источников, а из водохранилищ. Жидкость проходит несколько ступеней очистки, которые часто бывают небезопасными. Именно поэтому периодически воду хлорируют. Но совсем другое дело питаться из источников, которые залегают глубоко под землей. Грунт не является однородным, если посмотреть на него в срезе, то можно заметить различные пласты, которые наслаиваются один на другой. В этих слоях присутствуют и водяные прослойки, их называют водоупорами, т. к. они находятся в зажатом состоянии. В некоторых случаях верхним слоем над водоупором может быть песок или другой рыхлый грунт. При этом происходит перетекание части воды в этот слой, который называется водоносным горизонтом. Вода дополнительно фильтруется и может быть использована. Как правило, такие горизонты находятся на небольшой глубине, поэтому над ними можно соорудить колодец или небольшую скважину.
Верховодка
Колодцы и небольшие скважины часто берут свою воду из верховодки. Такие пласты залегают на небольшой глубине. Чаще всего она не превышает восьми метров, а в некоторых случаях может доходить и до двух. Обычно это небольшие по площади горизонты, которые есть не в каждой местности. Недостатком верховодки является возможность попадания в нее различных химических веществ и выбросов. Это связано с тем, что над ней нет требуемого количества фильтрующих слоев, поэтому не происходит достаточной очистки. Не рекомендуется использовать верховодку в тех местностях, где в больших количествах используются удобрения или есть производственные мощности.
Запасы верховодки не пополняются за счет более глубоких пластов. Основным источником служит дождевая или талая вода, которая смывает с собой всю грязь. Проблемы с колодцами и скважинами, которые пробиты до верховодки наблюдаются в жаркий период, когда уровень сильно падает. Вода из таких источников отлично подходит для технического использования. При отсутствии источников загрязнения и установленном фильтре подойдет и для употребления в пищу.
Грунтовка
Грунтовые воды вместе с верховодкой часто создают проблемы во время обильных дождей. Часто подвалы и погреба затоплены именно этими водами. Связано это с небольшой глубиной залегания. Находятся грунтовые воды глубже, чем верховодка. В некоторых случаях глубина их залегания достигает 20 метров. Большинство колодцев и скважин, которые предназначаются для питьевой воды, роют на глубину грунтовых вод. Этому есть два объяснения. Одно из них заключается в том, что слой грунта над таким источником больше чем над верховодкой. Это означает, что вода проходит лучшую фильтрацию. Другой момент заключается в том, что часто грунтовые воды залегают над большим водоупором, который находится ближе всего к поверхности.
Обратите внимание! В отношении грунтовых вод наблюдаются такие же сложности с уровнем, как и с верховодкой. Он зависит от сезонных особенностей.
Источники между пластами
Горизонты воды, которые находятся между пластами, по качеству значительно лучше, чем верховодка и грунтовые воды. Глубина, на которой можно найти межпластовые горизонты находится ниже отметки в 20 метров, а в некоторых местностях может достигать и 80 метров. Поэтому пока вода проходит через все пласты, она хорошо очищается. Чаще всего такой горизонт находится в рыхлой почве и заключен в замок из водоупорных слоев, которыми может выступать глина. При бурении его необходимо вскрыть и остановится в нем, не углубляясь до дна слоя. В земляном пироге таких водоносных слоев может быть несколько на различной глубине.
Некоторые из таких пластов имеют выход на поверхность. Они образуют бьющие родники с чистой водой. Количество воды в таком слое может быть небольшим, поэтому при бурении приходится выбирать наилучший доступный вариант. Водоупорные слои постоянно давят на водоносный слой, это создает определенное напряжение в жидкости. Поэтому при бурении скважины она самостоятельно поднимается до некоторого уровня, что упрощает ее дальнейший подъем на поверхность. В некоторых случаях при пробитии водоупорного слоя может наблюдаться биение родника, т. е. вода сама поднимается по скважине на поверхность. Если ее количество велико, то можно использовать только центробежный насос, который будет доставлять ее от скважины в дом.
Артезианская
Возможно, при мысли об артезианской скважине в воображении возникает бурный поток, который вырывается на поверхность под большим давлением. В некоторых случаях это действительно так и бывает. Но в своем большинстве артезианской водой называется источник, который находится на глубине свыше ста метров. Из-за определенного уровня залегания, а также водоупорных пластов, которые с огромной силой давят на источник, жидкость поднимается на значительную высоту без использования насосного оборудования. Такие источники считаются самыми чистыми. Это объясняется тем, что пока жидкость, которая пополняет ее, пройдет всю дистанцию, она успеет преодолеть несколько уровней очистки. Разработка артезианских источников является самой дорогой. Поэтому пробить такую скважину у себя во дворе сможет не каждый. Чаще всего разработка ведется для коммерческих целей, например, для компаний, которые занимаются продажей минеральной воды.
Обратите внимание! В местностях, которые находятся во впадинах есть большая вероятность того, что артезианский источник будет залегать на меньшей глубине. Известны случаи, когда было достаточно пробурить скважину на 20 метров.
Какие бывают скважины
Типы скважин отличаются от того, из какого пласта они поднимают воду на поверхность. Ниже уделено внимание каждой из них.
Скважина для разведки
Предназначение такой скважины становится понятным из ее названия. Чаще всего она используется в тех местностях, в которых ранее не выполнялось бурение и неизвестно, какие слои и на каких глубинах залегают. Обычно используются с вращательным способом бурения. При этом шахта скважины не отличается большим диаметром. Затраты на такое бурение значительно меньше, чем на изготовление классической скважины. Во время такого бурения в зависимости от глубины удается выяснить количество и качество водоносных горизонтов. Перед бурением основной скважины, можно заказать разведывательное бурение, которое окажется дешевле, чем еще одна скважина.
Скважина-игла
Это самый простой вариант, который можно пробить без посторонней помощи. Абиссинские скважины могут быть использованы только в тех местностях, где есть близкое залегание верховодки или грунтовых вод. Обычно глубина, на которую устанавливается игла составляет 8 метров. В некоторых случаях она достигает 25 метров. Для бурения такой скважины понадобится труба, которая одновременно будет выступать и обсадной. Можно использовать патрубки с диаметром в 2 дюйма. На конец одного из них монтируется специальный конус или труба сплющивается, чтобы ее край легче проходил через пласты. Выше конуса сверлятся отверстия с диаметром в 6 или 8 мм. Они располагаются в шахматном порядке. Через них вода будет попадать в трубу. Можно сделать прорези шириной в толщину диска болгарки и длиной в 3 см.
Вокруг отверстий или прорезей монтируется металлическая фильтрующая сетка. Она не будет пропускать в ствол крупные частички земли или песчинки. Забивание трубы производится бабкой. Для этого необходимо соорудить небольшой помост, на котором будет находиться рабочий, а также направляющую для трубы. Как только патрубок входит в землю до предельной глубины, к нему приваривается или прикручивается следующий отрезок и процесс продолжается до момента достижения уровня воды. Периодически его можно промывать, используя насос или сжатый воздух, который будет поднимать воду из недр. Как только горизонт достигнут, производится подключение насоса и прокачка скважины до появления чистой воды. После этого можно производить ее обустройство.
Скважина до фильтрующей основы
Фильтрующей основой могут выступать пористые слои, такие как песок или галька. Полноценная скважина должна достигать именно таких слоев. Такую скважину еще называют песчаной. Для ее пробития не подойдет способ, который описывался выше. Понадобятся более производительные и сложные установки. Она может быть разборной или установленной на транспортное средство. С помощью небольших бурильных установок изготовление скважины происходит методом шнекового бурения. Благодаря форме шнека отработанный грунт автоматически поднимается на поверхность. При этом удается достичь глубины в 40 метров. Но это касается только тех грунтов, где не встречаются камни и другие преграды. Для более сложных видов грунтов может использоваться роторное или ударное бурение.
Первый вид обеспечивается установкой, которая похожа на ту, которая подготавливает скважины для добычи нефти. На конце бура находится шарошка из нескольких металлических элементов, которая с легкостью перемалывает прочные составляющие в пластах грунта. Скорость прохождения у такой установки высокая, поэтому скважина может быть изготовлена за день или два. Если есть необходимость экономить, тогда изготовить скважину можно ударным методом. Для этого используется специальное приспособление, которое было позаимствовано у китайцев. Оно представляет собой полую трубку с грузом на верхнем торце. Конец трубки имеет заточенные острия. Приспособление просто сбрасывается с высоты в скважину. Оно легко пробивает камни и известковые породы.
Для извлечения измельченного грунта понадобится желонка. Это также небольшой отрезок металлической трубы с клапаном. Он открывается, когда усилие на него оказывается снизу и закрывается, когда пласт давит сверху. Изготовление скважины таким методом потребует наличия электрической лебедки, а также помощника. На это уйдет много времени. После пробоя скважины до требуемого уровня ее необходимо обустроить. Для этого производится монтаж обсадной трубы с отверстиями, через которые будет поступать вода в шахту. Как и в случае с абиссинской скважиной, на трубу монтируется фильтрующая сетка. В нее погружается глубинный насос, которым необходимо произвести прокачку, а уже потом разводить всю систему.
Срок службы такой скважины может достигать пяти и больше лет. Но по производительности она может не дотягивать до требуемого уровня. При хорошем раскладе скважина будет выдавать до кубического метра в час воды. Диаметр шахты скважины будет зависеть от того, какая производительность водоносного слоя или его дебет. При постоянном использовании обслуживание скважине понадобится нескоро. Если вода из нее берется только в сезон, то фильтр из сетки на конце может быстро заилиться.
Артезианская
Артезианская скважина изготавливается теми же методами, что и скважина на песок. Но в этот список не попадают шнековые буровые установки. Это связано с тем, что артезианские воды залегают в известковых породах, которые обладают большой твердостью. После бурения может быть смонтирована одна или две обсадные трубы. Однотрубная система требуется в тех случаях, когда нет прослоек глины. При этом монтируется металлическая труба с диаметром 15,9 см или 13,3 см. При наличии прослое глины, кроме металлической трубы, понадобится еще и пластиковая, которая помещается внутрь стальной.
Для артезианских скважин не требуется сооружение сетчатого фильтра. Вода поступает напрямую из водоносного слоя без участия песчаных прослоек. Известняк прекрасно обеззараживает воду от болезнетворных организмов и веществ. Дебет такой скважины может достигать 4 кубических метров в час, чего хватит на большое хозяйство. При этом в артезианских скважинах не требуется периодическая регулировка высоты насоса. Зеркало воды поддерживается на определенном уровне. Артезианская скважина требует обустройства в виде кессона или приямка. Это позволит защитить ее от попадания грунтовых или дождевых вод, которые бы загрязнили ее.
Скважина для промышленного использования
Бурение скважин на воду для промышленного использования отличается большей сложностью. Глубина, на которую совершается проходка может быть большей. Кроме того, диаметр самой скважины в два раза превышает обычную. Одновременно могут быть изготовлены несколько шахт, чтобы увеличить подачу. Используется высокомощное насосное оборудование, которое способно выдать 100 и больше кубических метров в час. Сооружение такой скважины требует большего времени составления пакета документов с разрешениями от различных служб. Видео о промышленном бурении можно посмотреть ниже.
Скважины на воду бывают фильтровыми, артезианскими, на минеральные воды. Последняя (для добычи минеральных вод) стоит особняком. Это дорогостоящее сложное глубинное водозаборное сооружение телескопической конструкции. Разработка минерального источника окружена законами, инструкциями, разрешительной документацией. Рассматривать этот тип водозабора в контексте автономного водоснабжения нет смысла: нас интересует, какие бывают скважины на воду на частных участках, как их бурят.
Конструкция зависит от разрабатываемого пласта: на песок устраивают фильтровые скважины, на известняк - артезианские.
Артезианские бывают 4-х видов: классические, с двойной обсадкой, с кондуктором, с переходом. Артезианские воды залегают в водонапорных пластах и даже могут фонтанировать.
Фонтанирующая скважина на участке
Фильтровые скважины бывают 2-х видов: механического и ручного бурения. Ручного бурения - это так называемые абиссинские колодцы (хотя в последнее время ручное бурение заменяют механическим: используют устройство с двигателем). Есть еще разведочные скважины, которые бурят на подготовительном этапе, но с их использованием не добывают воду, а ищут.
Артезианская скважина на воду
Артезианская - глубинная скважина на воду. Для ее устройства требуется разрешение на использование недр, поскольку артезианские воды относятся к полезным ископаемым. Вокруг сооружения необходимо организовать ЗСО (зона санитарной охраны; регламентирует СанПиН 2.1.4.1110-02) с предварительной разработкой проекта. Подготовительный этап состоит из исследований, подготовки документации и ее согласования.
Артезианскую скважину бурят до водоносного пласта горных пород (обычно известняк).
Есть 4 вида конструкции сооружения:
- Классическая: с обсадной трубой, доходящей до верхней границы водоносного пласта, и открытым стволом меньшего (относительно обсадной трубы) диаметра.
- С двойной обсадкой: с двумя обсадными трубами, где первая (больше диаметром) доходит до границы водоносного пласта, а вторая (меньше диаметром) - в пласте; насос размещают во второй трубе; она перфорированная.
- С кондуктором: с одной обсадной трубой, диаметром меньше диаметра кондуктора, отсекающего четвертичные отложения верхних слоев.
- С переходом: телескопической конструкции из нескольких обсадных труб, где каждая последующая уже предыдущей (обычно их три).
Выбор зависит от расчета водопотребления, геологических характеристик, глубины залегания вод. Каждый вид артезианской скважины хорош для определенного грунта, но наиболее часто устраивают конструкции с кондуктором.
Фильтровая скважина на воду
Бурят до водоносного песка на глубину до 30 м. Представляет собой обсадную трубу с фильтром на нижнем конце и оголовком на верхнем. Фильтр - перфорированный, сетчатый, щелевой - размещен на забойной трубе, входящей в водоносный пласт. Через отверстия фильтра вода поступает в трубопровод, откуда ее поднимает на поверхность насос.
Оголовок - наземная часть сооружения; в нем размещают насосное и сопутствующее оборудование. Насосы бывают погружными, поверхностными: выбор зависит от глубины залегания водоносного песка и водопотребления.
Абиссинская скважина
Абиссинская – принципиально фильтровая скважина, но с той разницей, что труба очень узкая (дюймовая), и насос можно использовать лишь поверхностный. Отсюда малая глубина - до 10 м. Соответственно, некачественная вода, непредсказуемый дебит, низкий срок службы. Зато такую скважину можно пробурить своими руками при помощи банального садового бура. Потребность в воде для полива участка и других технических целей абиссинский колодец в большинстве случаев удовлетворяет полностью в течение нескольких лет.
Достоинства и недостатки фильтровой скважины
Для скважины на песок не нужно собирать пакет документации, буровые работы согласовывать также не надо. Работы и оборудование не относятся к категории дорогостоящих (если не придется бурить много раз до обнаружения линзы). Скважину бурят быстро. В обслуживании и ремонте сооружение просто. Есть и недостатки:
- непредсказуемость залегания/поведения водоносных пластов;
- высокая вероятность смешения с грунтовыми и сточными водами;
- сравнительно низкий срок службы;
- отсутствие возможности прокачать скважину, ее частое заиливание, низкий дебит.
Виды бурения скважин на воду
Всего есть три вида бурения: вертикальное, горизонтальное, наклонно-направленное. Бурение на воду в основном вертикальное, как ручное, так и механическое.
Есть три вида ручного бурения (их применяют для устройства абиссинских скважин):
- ударно-канатное,
- роторное,
- шнековое.
Бурение на воду: шнек выводит на поверхность разрушенную породу
Механическое бурение бывает вращательным, ударным, комбинированным; его подразделяют по используемым буровым снарядам на:
- алмазное,
- вибрационное,
- дробовое,
- роторное,
- турбинное,
- шнековое,
- бурение электробуром и др.
Для разведочных скважин наиболее часто применяют метод колонкового бурения: породу разрушает кольцевая алмазная (или твердосплавная) коронка, через ее полость забирают керны.
Артезианские скважины бурят (роторный способ) посредством передвижных буровых установок на базе «КамАЗ», «Урал», «ЗИЛ». Породу разрушают шарошечным долотом. Наиболее часто применяют метод бурения с промывкой. Он позволяет в процессе забирать керны (раствор выносит разрушаемую породу на поверхность) для определения проходимого пласта и спрогнозировать дебит по поглощаемой жидкости. Реже применяют бурение скважин на воду с продувкой: разрушаемую породу удаляет поток газа.
В устройстве фильтровых скважин на воду наиболее востребовано шнековое бурение: разрушаемую резцом породу отводит на поверхность шнек. Этот метод очень популярен, поскольку не требует дополнительного оборудования для удаления измельченной породы и позволяет пройти 10 м вглубь за день. Однако он подходит только для мягких грунтов: камни, валуны, морены - слишком большая (зачастую непреодолимая) нагрузка для резца.
Оптимальный вид бурения выбирают по результатам геологического анализа.
Артезианская или фильтровая
Устройство артезианской скважины регламентируют сразу несколько законодательных норм, в том числе закон «О недрах». Устройство колодцев и каптажей родников регламентирует СанПиН 2.1.4.544-96, где прописано, что основой выбора месторасположения источника нецентрализованного водоснабжения являются результаты санитарного обследования и геологических, гидрогеологических исследований территории. Владелец участка на этой стадии должен привлечь к работам специалистов (п. 3.2). В этом плане фильтровые скважины выигрывают, находясь вне регламентов: теоретически их можно бурить на своем участке без разрешения и прочих бумаг - это одно из основных достоинств скважин на песок.
Однако именно этот аспект - самый скользкий. На первый взгляд кажется, здесь можно серьезно сэкономить, но на деле без разведки фильтровая скважина рискует превратиться в дорогостоящую: своими руками ее не пробурить (максимум что можно сделать: арендовать оборудование; исключение - абиссинский колодец), а бурильщики взимают плату за каждый метр вглубь, и уже вторая скважина может продырявить не только землю, но и бюджет. Также выбор теряет очевидность, если учесть, что дебит песчаных скважин низковат, они сильно зависят от интенсивности эксплуатации (заиливаются и выходят из строя быстро, если их не используют зимой), срок службы может составить и менее 5 лет (это непредсказуемо), а срок службы артезианской - от 30 лет. К тому же качество воды несравнимое: артезианские воды залегают глубже и от этого в разы чище (естественная фильтрация в нескольких пластах делает воду практически безупречной).
Какую скважину на воду пробурить, чему отдать предпочтение - дорогой артезианской со сбором кучи бумаг или простой, недорогой, но совсем ненадежной фильтровой - решать вам.
БУРЕНИЕ СКВАЖИН НА ВОДУ - ВСЕ, О ЧЕМ ВЫ ХОТЕЛИ СПРОСИТЬ...Земля - планета воды. Если Вы хотите независимости, Вам нужна своя вода. Если Вам нужна вода - Вам не обойтись без бурения скважины на своем участке.
Какие бывают скважины?
Бурение фильтровой (песчаной) скважины ведется на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах, и глубина ее составляет обычно 20-30 м, скважина состоит из обсадной колонны из труб диаметром 127-133 мм и галунного плетения сетчатого фильтра. Ее дебит составляет до 1 м 3 /час. Бурение скважины производится достаточно быстро - в течение одного-двух рабочих дней.
Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию, и срок эксплуатации их напрямую зависит и от мощности водоносного горизонта, и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (на практике до 15 лет, чаще - 5-8 лет).
Глубоких ("артезианских") скважин (на известняк) производится до водоносного слоя, залегающего в пределах Москвы и области в известняке на глубинах 20-200 м, и отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 100 м 3 /час), но и сложностью бурения. Такие скважины бурятся обычно большего диаметра и большей глубины, чем "скважины на песок". Этим обусловлено и большое количество обсадных колонн в скважине, и более высокая , т.к. цена погонного метра бурения скважины напрямую зависит от диаметра обсадных труб и, следовательно, их стоимости. увеличивается до 5 и более дней в зависимости от породы и глубины. Цена бурения скважины на известняк выше, однако срок службы значительно дольше - 50 и более лет, так как фильтром в таких скважинах является сама водоносная порода (известняк) и заиливания не происходит.
Какова глубина артезианской скважины?
Примерные залегания
водоносных горизонтов
Каков диаметр скважины?
Какие трубы в скважине?
Нужен ли пластик?
Впрочем, для взыскательных заказчиков устанавливаются внутри обсадной колонны пластиковые трубы (от коррозии они не спасут, но придадут комфортности работе насоса, отсекая частички ржавщины со стенок стальной колонны от дорогостоящего механизма), цена метра бурения такой скважины на 400-700 р. дороже. Иногда, в сложных геологических условиях, пластиковая колонна внутри стальной может оказаться полезной, т.е. пластик используется не вместо стальных труб, а вместе с ними.
Пластик вместо стали иногда используют на мелких скважинах, но надо подходить к нему с осторожностью: стальная колонна прочнее пластиковой и лучше противостоит подвижкам грунта.
Но ведь "черная труба" - железная, а в воде и так железа много...
Железо или фтор, присутствующие в химическом составе воды из артезианской скважины, определяются с помощью химанализа и удаляются с помощью специальных фильтров-обезжелезивателей (путем окисления и перевода его в осадок). Фильтры - необходимая атрибутика автономного водоснабжения.
Какая скважина лучше?
При этом не надо забывать о несравненной водообильности водоносных известняков и верховодки. А если учесть экологию и близость водоносных песков к поверхности земли с ее ливневкой, выгребными ямами и микроорганизмами, то уж и вовсе все станет понятным. Впрочем любая задача решается, исходя из цели: для полива - мелкая скважина, для круглогодичного жизнеобеспечения коттеджа - артезианская.
Что входит в стоимость бурения скважины?
Некоторые фирмы включают хим. анализ в стоимость бурения метра скважины...
На каком расстоянии от дома возможно устроить скважину?
Что такое "обустройство"?
Почему бурение артскважины дороже?
Почему некоторые фирмы бурят дешевле...
2. Применяют легкие оцинкованные трубы (их еще красиво называют "анодированными"). За счет антикоррозионного покрытия толщину трубы можно уменьшить, бурение за счет экономии металла будет значительно дешевле. При этом не принимается в расчет здоровье заказчика, который через некоторое время начнет потреблять с водой вредные соединения цинка. Кроме того, в кислых подпочвенных водах колонна будет разрушаться быстрее.
3. Некоторые фирмы ставят обязательным условием установку своего оборудования или обустройство. В этой части сметы они свое возьмут.
4. Малый гарантийный срок.
Нужна ли лицензия на на право пользования недрами?
А если воды не будет?
Какие насосы лучше?
Можно ли очистить заилившуюся мелкую скважину?
Можно ли устроить скважину прямо в доме?
Вместо заключения
Если уж не сложилось со скважиной сразу, не отчаивайтесь - можно и потом, в любом случае собственная скважина придаст завершенность Вашему владению, а Вам - чувство независимости.
Post Scriptum
Виктор Свирин
При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.
Многие собственники загородных владений и дач в процессе сезонного или постоянного проживания на территории своего владения приходят к выводу о необходимости обустройства автономной системы водоснабжения включающей скважину на воду, которая смогла бы удовлетворить потребности. Для того, чтобы принять осознанное решение в пользу одного из гидротехнических сооружений нужно знать какие бывают скважины в принципе.
Понятие и типология скважин
Термин протяженности употреблен не случайно, так как ствол скважины может быть пробурен не только отвесно вниз, но и с отклонением, как от вертикальной оси, так и в перпендикулярной ей плоскости. Возможность изменения направления движения бурового инструмента позволяет получить криволинейный профиль скважины, что актуально при большой глубине и необходимости наклонного бурения, например, когда устье шурфа находится на берегу моря, а забой удален на сотню метров и находится под поверхностью воды.
Основные виды скважин на воду
Типы скважин по профилю
В зависимости от количества плоскостей в которых искривлён, профиль скважины может быть:
- плоско-искривленным;
- пространственно-искривленным.
Различное устройство скважины с плоско-искривленным профилем, если этого требует геологический разрез, позволяет выделить разновидности таких выработок:
- Тангенциальные шурфы, заканчивающиеся наклонным участком.
- S-образные, имеющие на конце участок, угол между которым и вертикалью постепенно уменьшается.
- J-образные, заканчивающиеся участком, постепенно отклоняющимся от вертикального направления в пользу увеличения угла.
Пространственно-искривленные проходки имеют значительно более сложную для описания геометрию и применяются в проходках на нефть и газ. Водозаборная скважина преимущественно выполняется прямолинейной, а отклонения допускаются только для обхода твердых каменистых включений, которые могут быть спрогнозированы на основании геологического разреза разведочной проходки.
Типы скважин по глубине
Наиболее распространенной является типология шурфов по глубине проходки, которая позволяет достичь определенного водоносного горизонта.
Первый водоносный горизонт или «верховодка», представляет собой отфильтрованные атмосферные осадки и грунтовые воды, скопившиеся перед верхним водонепроницаемым суглинистым слоем, расположенным на глубине до 25 метров в зависимости от региона. Глубина такого шурфа недостаточна для получения чистой питьевой воды, ввиду возможности попадания с поверхности удобрений, фекалий, продуктов гниения и прочих загрязнений. Как следствие, для получения питьевой воды используется забивная скважина, представляющая собой трубную колонну, собранную из толстостенных газовых труб и опущенную ударным способом до глубины в 8 – 10 метров, за счет конического наконечника.
Глубина скважины, достигающей второго водоносного горизонта, может достигать от 40 до 90 метров от плодородного слоя, в зависимости от расположения песчаной прослойки между первым и вторым суглинистыми слоями земной коры. Слой почвы, в котором располагается скважина на песок, являющаяся наиболее популярным гидротехническим сооружением для дачных хозяйств и загородных владений, обуславливает ее тривиальное название. Песчаная скважина обеспечивает расход воды в размере 0,8 – 1,2 куб. метра в час, позволяя наполнить стакан за 5 секунд. Производительность скважины на песок тем выше, чем больше ее глубина приближена ко второму водоупорному слою, аккумулирующему воду на своей поверхности. Когда призабойная зона песчаной проходки находится в водонепроницаемом слое, это гарантирует поступление воды исключительно через фильтрующий элемент, даже если дно эксплуатационной колонны не заглушено.
Выполнив геологический разрез земной коры до отметки в 200 метров, можно наблюдать, последовательно следующие за вторым водоупорным суглинистым слоем, глину и известняк, который при пористой структуре является высокопроизводительным источником питьевой воды. Скважина на известняк, пройденная до соответствующей отметки, называемая также артезианской, характеризуется повышенным давлением в призабойной зоне, обеспечивающим самопроизвольный подъем воды, вплоть до её фонтанирования на поверхности. Артезианская водозаборная скважина отличается свободой от взвешенных примесей и высокой чистотой воды, за исключением растворенных минеральных солей, и способна обеспечить расход от 3 до 10 куб. метров в час, чего может быть довольно для двух – трех дачных домов.
Существующие категории скважин
Классификация скважин по назначению позволяет выполнить отнесение к одной из общепринятых категорий:
- Параметрические – проходки, выполняемые, чтобы определить геологический разрез и перспективу вертикального бурения.
- Поисковые – шурфы малого диаметра выполняемые с целью определения перспективности полноценного бурения, исходя из наличия изыскиваемого ресурса.
- Разведывательные – шурфы, которые бурятся в пределах месторождения с целью определения потенциала залежей и составления плана мероприятий по их добыче.
- Эксплуатационные – проходки в земной коре, предназначенные для извлечения искомого ресурса из недр на поверхность.
Проходка на питьевую воду очевидно относится к эксплуатационным, среди которых выделяются дополнительные категории скважин:
- добывающие или нагнетательные;
- специальные, в том числе шурфы на техническую и питьевую воду, а также поглощающие;
- контрольные, предназначенные для наблюдений или мониторинга пластового давления;
- выработки – дублеры;
- оценочно – эксплуатационные.
Конструктивные виды скважин
Различная конструкция скважины позволяет выделить следующие виды:
- одноколонная;
- двухколонная.
Одноколонное устройство скважины подразумевает единственную колонну из труб, опускаемую в шурф и выполняющую одну или несколько функций. Песчаная скважина со стенками, осыпающимися при операциях спуска/подъема бурильной штанги с закрепленным на конце инструментом, требует укрепления, в качестве которого выступает обсадная труба, совмещающая функцию эксплуатационной колонны. Когда ствол скважины достаточно прочен или выполняется бурильной установкой с промывкой буровым раствором, не требующей многократных спусков и подъемов инструмента для его освобождения от породы, укрепление не требуется, и эксплуатационная колонная устанавливается с зазором от стенок, который заполняется гравием, выступающим в качестве предварительного фильтра. Устройство скважины-иглы также подразумевает одну трубную сборку, поэтому её следует отнести к одноколонным.
Конструкция скважины, состоящая из обсадной и эксплуатационной труб, являясь гораздо более дорогой гарантирует длительный срок эксплуатации, возможность устройства предварительного гравийного фильтра и ремонтопригодность внутренней обечайки, которая без ущерба для прочности конструкции может быть выполнена из труб ПВХ, вне зависимости от глубины укладки. То есть, даже скважина на известняк может иметь полимерную внутреннюю трубу, гарантирующую отсутствие растворенного железа в воде и неограниченный период использования.
Конструктивные виды скважин очевидно должны быть дополнены разновидностями исходя из наличия и формы гравийного фильтра в разрезе. Строение предварительной очистки воды в шурфе может быть в виде следующих гравийных засыпок:
- между грунтом и эксплуатационной колонной при заглушенном дне;
- между обсадной и эксплуатационной колоннами при заглушенном дне;
- призабойной зоны при возможности притока через низ эксплуатационной трубы.
Из рассмотренных конструктивных видов, обустройства предварительного фильтра требует скважина на песок и абиссинский колодец при выборе двухколонной схемы.
Специфические виды скважин на воду
Принятая классификация скважин не включает в себя особые случаи, о которых следует упомянуть:
- Проходка, обустраиваемая на плавуне, отличается от стандартного бурения постоянным притоком песчано-глинистой суспензии, вымывающей породу и разрушающей стенки шурфа. Глубина скважины, пройденная до встречи с плавуном, может составлять от 1 до 40 метров и оптимальным способом борьбы с подвижкой грунта является, параллельная бурению, установка обсадных труб. Подобные водяные источники подразумевают принцип работы, позволяющий получить существенно больший расход и напор, чем это свойственно для аналогичных шурфов без проходки плавуна.
Водоснабжение через геотермальную и обычную скважину.
- Геотермальные водяные шурфы бурятся с целью попадания в горячий подземный источник, используемый для оборудования системы автономного отопления с помощью теплового насоса и позволяющий получить значительную экономию за счет отказа от котельного оборудования и использования топлива. Конструкция геотермальной водозаборной проходки подразумевает надежное соединение сегментов, а призабойная зона должна быть залита специальным цементным раствором и глиной, для предотвращения утечек. Принцип работы геотермального шурфа состоит в самопроизвольном подъеме горячего потока к поверхностному тепловому насосу, который производит дополнительный нагрев и распределение теплоносителя между отопительными приборами. Принцип работы водяной геотермальной проходки подразумевает, что устье скважины одновременно является водоводом, подключаемым к тепловому насосу, а охлажденный поток возвращается обратно в слой земной коры для нагрева.
