Ремонт и реконструкция наружных сетей водоснабжения и водоотведения

В статье рассмотрены вопросы по технологии строительства при ремонте и реконструкции наружных сетей водоснабжения и водоотведения

В зависимости от особенностей, степени повреждений канализационной сети, системы водоснабжения и очистных сооружений, а также от трудоемкости ремонтных работ производят техническое обслуживание, текущий и капитальный ремонты и реконструкцию.

Техническое обслуживание

Техническое обслуживание – это комплекс операций по поддержанию работоспособности оборудования при его эксплуатации, при ожидании (если оборудование в резерве), хранении и транспортировании. В техническое обслуживание включен следующий комплекс работ:

• поддержание в исправном (или только в работоспособном) состоянии оборудования;
• очистка, смазка, регулировка и подтяжка разъемных соединений, замена отдельных составных частей (быстроизнашивающихся деталей) в целях предупреждения и прогрессирующего износа, а также устранение мелких повреждений.

В объеме технического обслуживания могут выполняться работы по оценке технического состояния оборудования для уточнения сроков и объемов последующих обслуживаний и ремонтов. Результаты технического обслуживания заносятся в Журнал технического обслуживания, находящийся на рабочем месте ответственного за безопасную эксплуатацию очистных сооружений, систем водоснабжения и канализации.

Реконструкция

Реконструкция водопроводов должна производиться с помощью машин, оборудованных специальными устройствами и приспособлениями (барабаном реверс-машины, реверсивной головкой, валиками, баком для воды, скоростным парогенератором, электрогенератором и распределительным устройством).

Перед началом работы внутренняя поверхность предварительно отключенного участка водопровода должна подвергаться тщательной очистке. После продувки подлежащий ремонту участок должен быть тщательно обработан с целью ликвидации отложений с внутренних стенок и сварочного грата (для стальных труб) с помощью скребков, щеток, поршней и пескоструйной очистки с последующим удалением загрязнений из внутренней полости трубопровода.

Следует помнить, что производить реконструкционные работы с использованием синтетических материалов при температуре ниже 5 °C не допускается.

Тканевый шланг, соответствующий внутреннему диаметру подготовленного участка водопровода, поставляется на стройплощадку на специальном барабане, закрепленном на оси тележки. Клей и катушки (барабаны) со шлангами при хранении должны всегда находиться в отапливаемом помещении. Синтетические шланги следует защищать от воздействия солнечного излучения, которое может снизить их качество. Заготовка тканевого шланга должна соответствовать длине реконструируемого участка водопровода.

На объекте ремонта в приподнятый конец тканевого шланга заливается предварительно подготовленный смешиванием на стройплощадке клей в количестве, зависящем от диаметра и длины трубопроводного участка. Компоненты клея должны перемешиваться в строго определенных пропорциях (в соответствии с паспортными данными). Конец шланга надежно завязывается и прикрепляется к ленте, с помощью которой, проходя между двух валиков, он будет втягиваться в барабан реверс-машины. Защитную оболочку на синтетическом шланге следует предварительно удалить. При втягивании в барабан реверс-машины подготовленного шланга должно быть обеспечено равномерное распределение клея по всей его длине, что достигается подбором определенных расстояний между валиками машины. Конец намотанного на барабан реверс-машины шланга прикрепляется к реверсивной головке с подключением ее к барабану реверс-машины. Реверсивная головка, используя сжатый воздух от компрессора, обеспечивает процесс инверсии вводимого в трубопровод покрытого клеем шланга. Скорость подачи шланга в трубопровод не должна превышать 2,5 м/мин, что обеспечивается поддержанием соответствующего давления воздуха в барабане и контролируется с помощью маркировки длины на внешней поверхности шланга.

После втягивания в реконструируемый водопровод шланга для инициирования процесса отверждения клея внутрь него насосом из парогенератора подается паровоздушная смесь под давлением 0,1–0,3 МПа и при температуре 105 °C. Избыток пара на другом конце трубопровода через регулирующее сбросное устройство отводится в конденсационную емкость или атмосферу. Продолжительность отверждения клея зависит от диаметра и протяженности восстанавливаемого участка и может составлять от 4 до 5 часов. После отверждения клея, во избежание отклеивания шланга от внутренних стенок водопровода, он должен быть охлажден подачей в трубопровод воздуха под давлением не выше 0,3 МПа. Время охлаждения зависит от диаметра и температуры наружного воздуха и может составлять от 2 до 6 часов. Окончание охлаждения определяется температурой, измеренной на дальнем конце восстановленного участка водопровода. Она должна составлять 30 °C.

В завершение процесса отверждения клея температура пара должна быть постепенно снижена примерно до 30 °C. После этого отключается парогенератор и производится продувка воздухом под давлением 0,3 МПа и при температуре 30 °C на удаленном конце восстанавливаемого участка с целью удаления из водопровода основного объема конденсата.

Восстановленный водопровод после продувки проверяется на качество выполненных работ строительной организацией в присутствии представителей эксплуатационной организации. Проверка осуществляется при помощи видеокамеры. При обнаружении любого видимого дефекта (вздутие и/или разрыв тканевого шланга, наличие гофр и др.) шланг извлекается из трубы.

Используются следующие технологические процессы. К одному из концов испорченного шланга присоединяется трос от лебедки; шланг по всей длине нагревается паром при температуре 100–105 °C и затем медленно вытягивается лебедкой из трубопровода. После этого повторяется весь процесс реконструктивных работ. Полное удаление конденсата может быть осуществлено в процессе промывки восстановленного участка водопровода. После испытания, промывки и приемки восстановленный трубопроводный участок подключается к действующей системе водоснабжения.

В рассмотренных технологиях используются технологические процессы (подготовка внутренней поверхности ветхого трубопровода и процесс отверждения клеевой композиции в условиях пропаривания), качество выполнения которых трудно контролировать. В то же время от их качественного выполнения зависят как прочность самой оболочки, так и адгезионная связь со стенкой восстанавливаемого водопровода. Для обеспечения долговременной эксплуатации (как заявляют разработчики – 50 лет) обязательным является использование прочностного ресурса труб.

Для реконструкции водопроводов, которые сильно изношены, и на прочностной ресурс которых в длительной перспективе нельзя рассчитывать, и/или для которых имеется острая необходимость в увеличении их пропускной способности, следует применять другие бестраншейные технологии.

Применение для реконструкции метода протягивания возможно только при условии, когда наружные размеры нового трубопровода меньше минимальных размеров поперечного сечения полости старого водопровода. Поэтому полимерные трубы выбирают из действующих сортаментов по максимальным значениям средних наружных диаметров. Учитывают также габариты соединений, которые предполагаются к использованию: при сварке встык – максимальные размеры получаемого грата с внешней стороны сварного шва; при сварке враструб и склеивании – наружный диаметр раструбов; при соединении раструбами на резиновых кольцах – наружные диаметры желобков.

Выбранные по типу и диаметру полимерные трубы проверяют гидравлическим расчетом на соответствие реконструированного участка действующей водопроводной сети другим участкам. При необходимости увеличения пропуска расходов по реконструированному участку повышают напор в водопроводной сети, если прочность остальных ее участков достаточна для восприятия увеличенного сверх проектной величины напора. Выбор труб по длине (в отрезках или бухтах) связан с принимаемым к реализации технологическим способом прокладки нового трубопровода в старом.

Выбор типовых технологических схем производства реконструктивных работ на ветхих водопроводных сетях, на базе которых должны разрабатываться конкретные технологические схемы, определяется принятыми способами размещения новых трубопроводов в старых.

Ширина котлованов (траншей) принимается в зависимости от диаметра протягиваемых труб: должны быть обеспечены нормальные условия для удобной установки опорных и прижимных направляющих роликов.

При больших глубинах заложения трубопроводной сети, а также в стесненных условиях и на поверхности земли применение способа прокладки трубных плетей не всегда возможно из-за отсутствия свободного достаточного пространства для размещения плетей, оборудования и оснастки и невозможности создания надлежащих условий для манипулирования с ними. В таких случаях для проведения работ по реконструкции трубопроводов следует использовать другие типовые технологические схемы, связанные с прокладкой длинных труб.

Использование таких технологических схем предполагает сборку нового трубопровода непосредственно в котловане. При этом применяют трубы длиной, определяемой условиями промышленного изготовления, либо специально заготовляемые на некотором отдалении от места проведения реконструктивных работ секции, включающие две-три трубы и более. В котлован (траншею) трубы (секции труб) подаются вручную с помощью подъемного крана, автокрана, трубоукладчика и т. д. в зависимости от их массы.

Перед началом проведения восстановительных работ необходимо также осуществить диагностирование камер переключения, выявить наличие просадок, смещений, а затем по возможности определить наличие и место обвалов, просадок труб и т. д. При подготовке к проведению диагностирования, которое выполняется из камер переключения, прекращается подача воды и разъединяются задвижки и тройники.

В случае сильного обрастания стенок водопровода изнутри перед проведением собственно реконструктивных работ производят очистку его внутренней полости методами, выбираемыми в зависимости от размеров трубопровода и видов отложений на его стенках.

Для ведения реконструкции по схемам, основанным на технологических способах прокладки трубных плетей и длинных труб, обычно разрабатывают два котлована – входной и приемный. Входной котлован служит для обеспечения ввода протаскиваемой плети в старый трубопровод или для ведения работ по сборке нового трубопровода. Через приемный котлован организуется тяжение нового полимерного трубопровода. Если позволяют местные условия, тяжение можно осуществить через камеру переключения – в этом случае приемный котлован не разрабатывается.

Место для разработки котлованов выбирают с учетом конкретной обстановки: застроенности территории, наличия подземных и надземных инженерных и транспортных коммуникаций, удобства расположения оборудования и размещения протаскиваемых труб, а также с учетом состояния элементов восстанавливаемого водопровода.

С целью уменьшения объемов земляных работ котлованы следует разрабатывать в местах наименьшего заглубления водопроводов либо в местах, где имеются просадки на сети. При разработке котлованов с вертикальными боковыми стенками, в неустойчивых грунтах, а также при глубине больше 1,5 м в любых грунтах должны устанавливаться крепления стенок котлована. В местах, где имеются хорошие условия для производства работ, допускается разработка стенок котлованов с углами естественного откоса.

Окончание статьи читайте в следующем номере журнала.

Реконструкция водозаборных скважин в сельской местности

Аннотация

Рассматриваются мероприятия по реконструкции простаивающих и действующих скважин сельскохозяйственного водоснабжения. Мероприятия включают восстановление производительности скважин реагентными методами, перераспределение притока к фильтру на ранее не задействованные интервалы с помощью специальных устройств, ликвидацию пескования путем установки дополнительного щелевого фильтра из поливинилхлорида. Рекомендации ориентированы в первую очередь на скважины, каптирующие рыхлые водовмещающие отложения.

Доля подземных вод в хозяйственно — питьевом водо снабжении сельской местности составляет 80–85%. Это пред определяет повышенные требо вания к качеству и надежности водозаборных скважин . Однако в России скважины сельскохо зяйственного водоснабжения не рассматриваются как соо ружения , требующие гидрогео логического , гидродинамического и конструктивного обос нования . Обычно это низкока чественные скважины , имеющие небольшой срок службы , низкий удельный дебит , часто выходящие преждевременно из строя из — за пескования или не возможности отбора требуемого количества воды .

Число простаивающих сква жин в сельской местности пре вышает число эксплуатирую щихся . Основная доля нерабо тающих скважин приходится на регионы , где подземные питьевые воды приурочены к рыхлым отложениям . В лучшем случае скважины тампониру ются , а чаще оставляются без присмотра , являясь источни ком загрязнения эксплуатируе мых водоносных горизонтов . Взамен вышедших из строя скважин сельские администра ции заказывают бурение дорогостоящих новых скважин , не задумываясь о возможности ре монта существующих , хотя сто имость мероприятий по восста новлению скважин составляет в среднем 25–30% стоимости новых аналогичных скважин . Во многих регионах восста новление производительности скважин не производится из — за отсутствия специализированных организаций , а буровые фирмы заинтересованы в сооружении новых скважин .

Многие из простаивающих скважин могут быть возвращены к работе после реконструк ции , которая подразумевает восстановление производи тельности и дооборудование . Это же относится и к действую щим скважинам , реконструк ция которых позволит продлить срок их службы .

Средняя продолжительность эксплуатации скважин сель скохозяйственного водоснабжения , каптирующих рыхлые водовмещающие отложения , составляет 10 лет , что нельзя признать нормальным явлени ем . Основные причины кроют ся прежде всего в весьма низком уровне проектирования и соо ружения скважин , применении некачественных материалов и технологий . Сюда же входит отсутствие требований со сто роны заказчика по достижению определенной производитель ности новой скважины , а также контроля при ее сооружении . Как правило , скважины размещаются на участках с неутверж денными запасами подземных вод , что позволяет буровикам сдавать заказчику скважину с параметрами « что получилось », а не что должно быть .

Типичная характеристика скважины сельскохозяйствен ного водоснабжения : производительность 6–16 м 3 / ч , удель ный дебит 0,3–0,6 м 3 /( ч · м ), обо рудована сетчатым фильтром из латунной сетки галунного плетения на перфорирован ном трубчатом каркасе длиной 10 м и диаметром 168–219 мм , установленным впотай или на общей колонне . Фильтры изготавливаются в кустарных усло виях , зачастую прямо на месте бурения , применяемые сетки – из тех , что в наличии без учета состава пород пласта . Водо носный горизонт вскрывается с помощью глинистого раствора с неконтролируемыми парамет рами . На освоение скважин не затрачивается много уси лий , общей практикой является лишь эрлифтная прокачка , причем водоподъемные трубы эрлифта устанавливаются вы ше фильтра .

При таком освоении скважин частичное разрушение глинистой корки и удаление мелких частиц шлама и водо вмещающих пород из при фильтровой зоны достигаются только в верхних интервалах фильтра , тогда как остальная часть фильтра остается неосво енной . Обусловлено это гидравликой фильтров скважин , в соответствии с которой при ток к фильтру неравномерен по его длине и сосредоточивается в части , примыкающей к вса сывающему отверстию насоса ( эрлифта ).

По результатам исследова ний отечественных и зарубеж ных специалистов , основная часть притока к фильтру приходится на 10–15% его длины [1–4]. При размещении насоса выше фильтра работают верх ние его интервалы . Если насос помещается в отстойнике , то максимальный приток имеет место в нижней части фильтра . При кольматаже работающего интервала фильтра приток не перераспределяется на другие интервалы [4], что чаще обус ловлено некачественным освоением скважины при бурении . Но даже в хорошо освоенных фильтрах приток не перерас пределяется по длине со време нем , поскольку неработающие интервалы также подвержены кольматажу , причиной кото рого служат аэробные условия , создаваемые в фильтре при экс плуатации скважин .

Скважины сельскохозяйст венного водоснабжения из — за некачественного вскрытия водоносного пласта и освоения уже в начале эксплуатации име ют повышенное сопротивление прифильтровой зоны , а непосредственно сетчатый фильтр характеризуется наихудшими гидравлическими свойствами . Вследствие этого при эксплуатации скважин создаются бла гоприятные условия для быст рого кольматажа фильтра и прифильтровой зоны . Наиболее интенсивно кольматационные процессы протекают на самом нагруженном участке фильтра , где за счет турбулизации потока облегчается доступ кислорода в прифильтровую зону , что ак тивизирует химический и био логический кольматаж . Высо кие входные скорости обеспе чивают непрерывный подвод питания для микроорганизмов и способствуют механическому кольматажу за счет подтя гивания мелких частиц пласта к фильтру . Одновременно ин тенсифицируются процессы химической и биологической коррозии конструктивных эле ментов фильтра , усугубляемые электрохимической коррозией в присутствии разноименных металлов . Продукты коррозии вносят существенный вклад в снижение проницаемости фильтра , закупоривая его проходные отверстия .

Роль биологического коль матажа фильтров и прифильт ровых зон в нашей стране до настоящего времени недооце нена . Результаты исследований , проводимых за рубежом , сви детельствуют о том , что в составе кольматирующих отложений в большинстве случаев продук ты биологической деятельно сти превалируют над химичес кими осадками [5]. Основной вклад вносят железобактерии и сульфатвосстанавливающие бактерии , хотя наряду с этим фиксируется большое число других видов бактерий . В связи с этим особое внимание уделя ется контролю биологической активности в скважинах и сво евременному их обеззараживанию .

Зона кольматации фильт ра по форме повторяет эпюру входных скоростей и имеет вид перевернутого конуса . В верх ней части фильтра размеры зоны могут достигать 20–30 см ( для сетчатых фильтров ), суще ственно сокращаясь в ненагруженном интервале . В неработа ющих частях фильтра кольма тант представлен продуктами электрохимической коррозии и отложениями гидроксидов железа , которое практически всегда присутствует в подзем ных водах . Кислород , необхо димый для процессов окисления , диффундирует из воздуха в стволе скважины . Причем со временем за счет роста пони жения уровня интенсивность аэрации увеличивается .

В результате кольматаци онных процессов уже в первые 3–5 лет эксплуатации удельные дебиты скважин падают на 50– 70%, из — за чего динамические уровни часто понижаются до всасывающих отверстий насо сов , обусловливая их выход из строя . Обычно через 8–12 лет скважины списываются из — за невозможности отбора требуемых объемов воды .

До конца 1980- х годов в Рос сии существовала специали зированная служба по ремонту скважин сельскохозяйственного водоснабжения – трест « Ремсельбурвод ». Имея филиа лы во многих регионах России , трест занимался не только тра диционной заменой насосов , но и восстановлением произ водительности скважин раз личными методами с помощью специализированной техники и оборудования . Для регенерации скважин применялись реагентные и импульсные методы , включающие обработку электрогидроударами , пневмо импульсами , вибрационными воздействиями . Наибольший эффект достигался при ком бинации импульсных и реагентных методов . Пескующие скважины , фильтры которых частично или полностью за несены песком , в большинстве случаев признавались неремон топригодными и списывались .

С распадом СССР специали зированные организации пре кратили свое существование , а функции по техническому обслуживанию и ремонту водо заборных скважин в сельской местности перешли к буровым фирмам . Ремонт скважин за ключается , главным образом , в замене вышедших из строя погружных насосов и извлечении из забоя упавших насосов . Не которые организации осущест вляют механическую чистку внутренней поверхности
фильтра , свабирование сква жин . Единичные фирмы при меняют импульсные методы восстановления производи тельности ( пневмоимпульсная и электрогидроударная обра ботка ). Реагентные методы регенерации скважин в сельской местности практически не используются .

Следует отметить , что при менительно к сетчатым фильт рам импульсные методы дают кратковременный результат , поскольку малая часть раз дробленного кольматанта проходит через сетку при прокач ке скважины . Межремонтный период после импульсной обработки не превышает 6–8 месяцев . Более эффективна реа гентная обработка , которая обеспечивает растворение кольматанта и наиболее полное его извлечение из прифильт ровой зоны . Межремонтный период после реагентной об работки достигает 2–3 лет . Подробное описание применяемых реагентов , технологических приемов обработки дано в специализированной литературе [6]. Использование реагентной обработки скважин сдерживается из — за нежела ния буровых организаций заниматься несвойственной для них деятельностью , а также из — за отсутствия специальных установок , реализующих необходимые технологические операции . Тем не менее поло жительный эффект реагентной обработки и грамотная реклам ная кампания могут послужить развитию этого направления , тем более что спрос на такого рода услуги очевиден .

В ОАО « НИИ ВОДГЕО » была разработана концепция облегченной установки для ре агентной обработки скважин . Установка предназначена толь ко для проведения технологи ческих операций и не снабжена шасси и грузоподъемным меха низмом [7]. Опытный образец такой установки ( рис . 1) прошел успешные испытания при обработке более 10 скважин в различных условиях . Установка имеет небольшую массу и размеры , транспортируется на прицепе или в кузове любо го грузового автомобиля . Она включает емкость с перегород кой для приготовления раство ра порошкообразного реаген та объемом 1 м 3 , химический центробежный насос , эжектор для создания вакуума , узлы распределения реагента и воздуха . Установка комплектуется набором пневматических паке ров для герметизации скважин различных диаметров , универсальным оголовком и гибкими рукавами различных диаметров . Пневматические пакеры с проходным отверстием явля ются стандартным оборудованием , выпускаемым промыш ленностью . Разжимаются паке ры с помощью автомобильного компрессора .

Растворы порошкообраз ных реагентов готовятся в установке и закачиваются в гер метизированную скважину химическим насосом , а соля ная кислота подается прямо из полиэтиленовых канистр , в которых поставляется , с по мощью вакуума , создаваемого в скважине . Установка предна значена для обработки скважин в гидродинамическом режиме с помощью циклического вакуумирования либо циклического отдавливания реагента сжатым воздухом . Нестандартным обо рудованием являются только емкость с наклонным днищем , эжектор и оголовок . Такая уста новка может быть изготовлена в любых мастерских , причем с любыми усовершенствования ми . Строгих требований по ее комплектации стандартным оборудованием не имеется , главное – возможность выпол нения необходимых технологи ческих приемов .

Максимальная степень вос становления производительности скважин достигается при обработке на ранних ста диях развития кольматацион ных процессов . При снижении удельного дебита на 25–30% скважина должна подвергаться профилактической обработке . Однако в сельской местности это практически нереализуемо , поскольку контроль удельных дебитов скважин отсутствует . Необходимость обработки воз никает тогда , когда дальнейшая эксплуатация невозможна или неэффективна . В таких случаях обработка скважин городских водозаборов , оборудованных гравийными фильтрами , не обеспечивает 100- процентно го результата , в лучшем случае удельный дебит восстанавлива ется на 60–80% относительно первоначального . Реагентная обработка низкодебитных скважин с сетчатыми фильтрами на поздних стадиях эксплуатации нередко дает результаты , пре вышающие полученные при бурении . Это обусловлено разрушением ( диспергацией ) гли нистой корки , оставшейся за фильтром в результате некачественного освоения скважины при бурении , и доосвоением скважины при поинтервальной эрлифтной прокачке фильт ра , что является обязательной операцией после регенерации скважины .

В максимальной степени восстанавливается проницаемость ненагруженных интер валов фильтра , поскольку осад ки в меньшей степени уплотнены и зона их накопления за стенкой фильтра минимальна . Однако при дальнейшей экс плуатации скважины эти ин тервалы опять не задействуются , так как насос расположен выше фильтра . Темп кольмата ции работающего верхнего ин тервала фильтра увеличивается после обработки из — за наличия в прифильтровой зоне нерас творенных осадков .

В связи с этим после реге нерации скважин целесообраз но нагружать другие , ранее не задействованные интервалы фильтра . Наиболее простым вариантом реализации этого предложения является установ ка насоса в нижней или средней части фильтра . Обязательное условие при этом – оснаще ние насоса кожухом охлажде ния . Учитывая малый диаметр фильтров скважин сельскохо зяйственного водоснабжения , для этой цели могут быть ис пользованы насосы « Grundfos », снабжаемые штатными кожу хами охлаждения . Наружный диаметр насосов SP 8 SP 14 с кожухом охлаждения составляет 115 мм , а насосов SP 17 SP 30 – 145 мм в большом диапазоне напоров . Такие насосы могут быть установлены в фильтрах диаметром 168 мм . Охлаждающие кожухи снабжены приемными сетками с большой пло щадью поверхности , что мини мизирует величину локальных скоростей входа воды в фильтр скважины .

Производители погружных насосов не рекомендуют устанавливать их в фильтре скважины , аргументируя это воз можностью суффозионного выноса песка при возникнове нии больших локальных ско ростей притока . Однако в правильно подобранных фильтрах такая опасность отсутствует , а что касается низкодебитных скважин , то при отборе , напри мер , 20 м 3 / ч с двухметрового интервала фильтра диаметром 168 мм входная скорость не превысит 0,05 м / с при скважности фильтра 10%. Такая скорость не вызывает суффозион ного выноса песка и допустима при проектировании фильтров скважин [8].

Второй вариант , исключающий установку насоса в фильтре , предусматривает его традиционный монтаж , но с модернизированным кожухом охлаждения . Вместо приемной сетки к кожуху приваривает ся резьба для присоединения к колонне труб из ПВХ , нижний конец которой заканчивается в нужном интервале фильтра ( рис . 2). Легкие трубы из ПВХ с раструбными резьбовыми соединениями выпускаются в России в качестве обсадных колонн скважин . Если фильтр диаметром 168 мм установлен впотай , этот вариант допускает применение и отечественных насосов типа ЭЦВ 6, охлажда ющий кожух для которых может быть изготовлен на любом производстве . Рекомендуемые диаметры приемной колонны труб – 90–125 мм . При расходах до 25 м 3 / ч скорость потока в трубе меньшего диаметра не превысит 1,5 м / с .

С целью снижения локаль ных входных скоростей потока целесообразно в нижней части приемной трубы установить щелевой фильтр из ПВХ с щелью 1–1,5 мм с заглушенным концом . Длина перфорированного участка не должна превы шать 2–3 м , что соответствует величине интервала макси мального водопритока . Это в свою очередь будет способ ствовать выравниванию эпюры входных скоростей в работающем интервале фильтра .

Вне зависимости от места расположения приемной трубы насоса приток к фильтру будет локализован в примыкающем к ней интервале . Величина ин тервала максимального водо притока не превышает 2–3 м . Поэтому для вовлечения в ра боту других участков фильтра потребуется перемещение насоса либо его приемной трубы на следующий интервал . Шаг перемещения не должен пре вышать 3 м . Периодичность смены работающего интервала фильтра зависит от многих факторов , определяющих ин тенсивность кольматацион ных процессов , и в идеальном случае должна обосновываться снижением удельного дебита скважины на 20–25%. В общем случае в скважинах после реге нерации эту процедуру целесо образно выполнять раз в полго да . Число точек расположения приемной трубы насоса для фильтра длиной 10 м равно 3, а через 1,5–2 года скважину необходимо повторно обработать « мягким » порошкообразным реагентом , например сульфа миновой кислотой .

Эти рекомендации отно сятся и к новым скважинам с той лишь разницей , что пе риодичность перемещения всасывающей трубы насоса на новый интервал может составить 1–1,5 года . Обязательным условием для этого является ка чественное освоение всей дли ны фильтра при сооружении скважины . Во всех случаях необходимо контролировать динамический уровень , который должен располагаться выше насоса при его расположении над фильтром и выше фильтра при размещении насоса внутри него .

Важно подчеркнуть , что приведенные рекомендации применимы для непескующих скважин . Как правило , новые скважины с сетчатыми фильт рами пескуют редко , но песко вание может проявиться в процессе эксплуатации за счет кор розионного разрушения сетки . В ряде случаев пескование является следствием импульсной или реагентной обработки скважины , когда ослабленная коррозией сетка разрушается на отдельных участках . Практически всегда коррозионные участки приурочены к верхним , наиболее нагруженным , интер валам фильтра . Интенсивность пескования нарастает во вре мени вследствие абразивного увеличения размеров отвер стий , пропускающих песок . Ес ли этот процесс не остановить вовремя , пескование приве дет к фатальному заносу всего фильтра .

Остановка пескования на ранних стадиях его проявления возможна путем выключения из работы верхних интервалов фильтра с помощью приведенных выше мероприятий , однако такая возможность предварительно должна быть доказана путем эрлифтной прокачки нижних интервалов фильтра . Эрлифтная откачка должна вы полняться с использованием отдельной водоподъемной колонны , а не по стволу скважи ны , что обычно практикуется буровиками . Если выключение из работы верхнего интерва ла фильтра не дает ожидаемых результатов , единственной воз можностью дальнейшей экс плуатации пескующей скважи ны остается монтаж дополни тельного фильтра .

Для этой цели лучше исполь зовать щелевые фильтры из ПВХ с шириной щели 0,3–0,5 мм , выпускаемые ООО « Пластиковые трубопроводы », или их импортные аналоги . Фильтры с указанным размером щелей применимы для большинства гидрогеологических условий , поскольку обеспечивают задер жание мелкозернистого песка с d ₅₀ = 0,10,2 мм . Тем не ме нее выбор размера щели h дол жен быть обоснован анализом гранулометрического состава выносимого песка с использо ванием критерия h = d ₅₀ d ₇₀ в зависимости от коэффициента неоднородности песка [8]. Дополнительный фильтр с от стойником соответствующей длины целесообразно устанав ливать впотай . Низ отстойника должен быть заглушен .

В первую очередь в скважине должна быть ликвидирована песчаная пробка . Наилучший способ – эрлифтная чистка без создания понижения уровня в скважине для исключения притока из пласта . Это достигается циркуляцией откачиваемого объема через промежуточную емкость . В освобожденный от песка существующий фильтр опускается щелевой фильтр на колонне буровых труб с левым переходником . Верх нового фильтра снабжается металли ческим патрубком , на котором фиксируются пеньковый или резино — металлический саль ник , муфта с левой резьбой и направляющий конус . Диа метр щелевого фильтра 125 или 165 мм для фильтров соответ ственно 168 и 219 мм .

После установки щелевого фильтра обязательной опера цией является реагентная обработка прифильтровой зоны и сетчатого фильтра с последую щей поинтервальной эрлифт ной прокачкой нового фильт ра . Шаг перемещения водо подъемной колонны эрлифта составляет 1 м . В скважинах с низким положением статического уровня эрлифтная откач ка должна сопровождаться доливом воды для обеспечения оптимального коэффициента загрузки эрлифта . Импульсные методы в щелевых фильтрах не применимы из — за хрупкости ПВХ .

Важно помнить , что после любого вмешательства в скважину требуется обеззаражива ние ее ствола и водоподъемного оборудования . Обеззаражива ние целесообразно выполнять после установки насоса путем закачки в скважину раствора ги похлорита натрия или кальция с концентрацией 100–150 мг / дм 3 по активному хлору . Время вы держки раствора 8–12 ч . Сброс первых порций хлорной воды , как и остаточного реагента по сле регенерации , должен осу ществляться в автоцистерну с последующим вывозом в места размещения отходов .

В скважинах с новым фильт ром диаметром 125 мм насос устанавливается в обсадной колонне , а при необходимости перераспределения водопритока на другие интервалы фильт ра в качестве всасывающего патрубка насоса могут быть использованы трубы из ПВХ диаметром 90 мм . Работы по реконструкции скважин выполняются специализирован ными организациями , которые в дальнейшем должны брать на себя их сервисное обслуживание .

Безусловно , скважины с фильтрами , имеющими трой ную фильтрующую поверхность ( сетка – трубчатый каркас – щелевой фильтр ), обладают повышенным гидравлическим сопротивлением , однако они способны подавать воду без песка с дебитом 10–15 м 3 / ч , что в большинстве случаев удовлетворит нужды сельского по требителя .

Выводы

Подземные воды являются основным источником водо снабжения в сельской местно сти , однако их забор сопряжен с большими материальными за тратами из — за низкого качества сооружаемых скважин . Низкий срок службы скважин , частый преждевременный их выход из строя вынуждает бурить новые скважины , увеличивая число простаивающих . Часть нерабо тающих скважин может быть возвращена к эксплуатации с помощью реконструкции , за траты на которую составляют в среднем 25–30% стоимости аналогичной новой скважины .

Реконструкция скважин предусматривает комплекс ме роприятий , включающий восстановление производительно сти , ликвидацию пескования , повышение эффективности работы фильтра за счет перераспределения притока по его длине . Это позволит продлить срок службы действующих скважин и снизить затраты на подъем воды . Рекомендации ориентированы в первую очередь на низкодебитные сква жины сельскохозяйственного водоснабжения , но могут быть полезны и для скважин городских водозаборов .

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Грикевич Э. А. Гидравлика водозаборных скважин. – М.: Недра, 1986.
2. Ehrhardt G., Pelzer R. Wirkung von Saugstromsteue¬rungen in Brunnen // BBR. 1992. № 43 (10).
3. Nuzman C. E. Well Hydraulic Flow Concept. Recent Advances in Ground Water Hydrology. – American Institute of Hydrology, 1989.
4. Алексеев В. С. Влияние неравномерности нагрузки фильтров на приток к скважине // Водоснабжение и сан. Техника. 2008. № 8.
5. Cullimore R. Microbiology of well biofouling. – Lewis Publishers, 2000.
6. Алексеев В. С., Гребенников В. Т. Восстановление дебита водозаборных скважин. – М.: Агропромиздат, 1987.
7. Александров В. А., Тесля В. Г. Установка для реагентной регенерации водозаборных скважин / Водоснабжение, водоотведение, гидротехника и инженерная гидрогеоэкология. – М., 2007.
8. Алексеев В. С., Тесля В. Г. Критерии проектирования фильтров водозаборных скважин // Водоснабжение и сан. техника. 2009. № 11.

Рассматриваются мероприятия по реконструкции простаивающих и действующих скважин сельскохо зяйственного водоснабжения. Мероприятия вклю чают восстановление производительности скважин реагентными методами, перераспределение притока к фильтру на ранее не задействованные интервалы с помощью специальных устройств, ликвидацию пес­ кования путем установки дополнительного щелевого фильтра из поливинилхлорида. Рекомендации ориен тированы в первую очередь на скважины, каптирующие рыхлые водовмещающие отложения.