Все о конструкции скважин на воду: как выглядит и как работает скважина

• 

Конструкция скважины на воду напрямую влияет на срок службы источника. Правильный подбор и установка оборудования обеспечит долгую и бесперебойную работу системы. Мы расскажем, как подобрать обсадные трубы и фильтры для разных типов источников.

Виды водоносных горизонтов в Московской области

В Подмосковье можно найти 3 вида водоносных горизонтов.

Грунтовые воды

Ближе всего к поверхности залегают грунтовые воды. На этот слой раньше своими руками копали колодцы. Первый водоносный слой дает мало воды, и качество жидкости плохое. Она загрязнена химикатами, тяжелыми металлами и органическими отходами.

Межпластовые воды

Еще глубже залегают межпластовые воды. Они находятся между двумя пластами породы, которая плохо пропускает жидкость. Качество воды лучше, чем в первом слое. Но жидкость может быть загрязнена металлами и солями.

Артезианский слой

Напорный или артезианский слой находится между двумя водонепроницаемыми породам. В нем жидкость находится под давлением. Когда буровая машина пробуривает верхний пласт, жидкость поднимается по стволу.

Напорные скважины на воду обладают высокой продуктивностью. Они могут давать до 5000-7000 литров за час. Источник питания горизонта находится за десятки или сотни километров от устья. Качество жидкости очень хорошее.

Таблица глубин водоносных горизонтов в Подмосковье

В таблице приведена средняя глубина залегания 3 видов водоносных горизонтов:

Тип водоносного горизонта	На какую глубину пробуривать
Грунтовый	от 1 до 5 м
Межпластовый безнапорный	от 12 до 25 м
Напорный	от 30 до 100 м (максимум до 450 м)

Мы рекомендуем использовать для добычи воды напорный горизонт. Напорные скважины могут работать до 50 лет. Напорный горизонт дает воду, в составе которой почти нет мелкодисперсных частиц. Обсадная колонна не будет заиливаться, даже когда система простаивает.

Прочие виды источников часто заиливаются, быстро исчерпывают свой ресурс. Они будут служить максимум 12-15 лет. Исключением являются только скважины на глубокий песок (песчаник). Они могут служить до 20-25 лет.

Грунтовые и межпластовые воды сильно загрязнены. Воду из некоторых источников опасно пить, ее можно использовать только для технических целей. Напорные источники дают воду хорошего качества. Иногда ее можно пить без дополнительной очистки.

От чего зависит конструкция водоносной скважины

Устройство скважины состоит из нескольких основных элементов:

1. Ствол. Вертикальная полость, в которую ставится обсадная колонна.
2. Обсадные трубы. Трубы из металла или пластика, которые удерживают стенки шахты.
3. Скважинный кондуктор. Он защищает трубы при бурении на сложных грунтах.
4. Устье. Устьем называется верхняя часть трубы, которая остается на поверхности.
5. Забой. Нижняя часть шахты, где на трубы устанавливаются скважинные фильтры.
6. Статическое зеркало. Глубина, на которой останавливается водяной столб после подъема.
7. Перфорированный фильтр — это элемент конструкции, который не дает крупным и мелким песчинкам попадать в ствол.

Конструкция обсадных труб и фильтров зависит от водоносного горизонта, на который проводится бурение. Далее мы расскажем, какое оборудование применяют для каждого вида источников.

Что такое абиссинская скважина-игла

Абиссинские скважины берут воду из межпластового ненапорного слоя. Средняя глубина ствола: 12-15 метров. Устройство конструкции требует установки трубы малого диаметра: не более 50-70 мм. Из-за узкого ствола подобная конструкция называется иглой.

Характеристики абиссинских источников:

• При бурении машина проходит сквозь песок и гравий.
• Дебит: 300-500 литров за час.
• Возможно устройство иглы в подвале жилого здания.
• Бурение абиссинской иглы занимает 1 день.
• Для работы используют малогабаритную буровую машину.
• Возможно создание иглы по ударно-канатному принципу.
• Срок эксплуатации: до 10 лет.

Абиссинскую иглу можно использовать для летнего снабжения участка. Тогда оборудование нужно будет консервировать на зиму и запускать весной.

Абиссинские источники подходят для полива растений. Но для стабильного водоснабжения они не подходят. Слишком короткий срок службы и маленький дебит.

Конструкция абиссинской скважины иглы

При бурении создается шурф, в который забивается обсадная колонна. Обсадная труба изолирует ствол от попадания дождевой и талой воды. На нижней части трубы располагается копьевидный наконечник с фильтром. Фильтровая зона с отверстиями защищена металлической сеткой.

Фильтр не дает песчинкам попадать в иглу. Длина копьевидного наконечника: до 20 см. Колонна собирается из труб длиной 2-3 м. Они крепятся друг к другу резьбовыми соединениями. Места стыков полностью герметичны. В месте выхода обсадной трубы на поверхность иногда заливают бетонный цоколь.

Для подъема воды необходимо установить ручной насос или поверхностный всасывающий насос. В иглу нельзя установить погружное оборудование из-за малого диаметра. Если абиссинская игла должна работать зимой, оборудование следует разместить в теплом помещении.

Что такое скважины на первый песок

Первый водоносный песок находится на уровне 5-30 метров. На большинстве участков бурение на песок проводится за 1 день. Но линзы воды в песке залегают неравномерно. Первые несколько попыток бурения могут оказаться неудачными.

Песчаный горизонт в среднем дает 500 литров за час. Этого количества не хватит для снабжения большого коттеджа. Песчаные источники подходят для дачных домиков, для полива растений на участке. Уровень водоотдачи нестабилен, зависит от погоды и сезона.

Первый песок бывает загрязнен органическими отходами, удобрениями, бактериями, металлами и их солями. Прежде чем пить воду, рекомендуется провести анализ и подобрать систему фильтров. Источник может прослужить 10-15 лет. Но средний срок службы источников: 5-7 лет.

Конструкция песчаной скважины

Устройство песчаных источников проводится по простой схеме. Для многих участков в Московской области характерен разрез грунта:

1. Плодородный слой почвы.
2. Суглинок.
3. Серая глина.
4. Водоносный песок.
5. Черная глина.
6. Сухой известняк.
7. Водоносный известняк.

Обсадная колонна проходит первые четыре слоя и упирается в черную глину. Конструкция состоит из одной трубы. Для песчаных источников подходят трубы нПВХ 125 мм. Фильтр устанавливается в песке. Для фильтрации воды применяется галунный фильтр с мелкой сеточкой. Стандартная длина сетки: 1-2 метра. Погружной насос всегда ставится выше фильтра.

Песчаные источники быстро заиливаются, особенно когда ими долго не пользуются. На фильтре скапливаются частицы песка. Самые мелкие песчинки проникают сквозь сетку и попадают внутрь ствола. Для защиты от песчинок фильтр осыпают снаружи щебнем или гравием. Но эта мера лишь замедляет процесс.

Чем отличаются скважины на первый песок и глубокий песок

В некоторых районах Московской области есть глубокий песок или песчаник. В нем также залегает питьевая вода, которую можно добывать. Средняя глубина залегания песчаника: 40-80 метров.

Прежде чем попасть в песчаник, вода проходит песок и глину. Они выступают в роли природного фильтра, который очищает воду от загрязнений.

Бурение на глубокий песок проводится в тех районах, где напорный горизонт залегают слишком глубоко (100 и более метров). Выбрав этот слой для добычи воды, можно сэкономить на работах.

Скважины на песчаник дают воду 20-25 лет. Качество воды хорошее, но анализы могут показать избыток солей жесткости. Эта проблема легко решается установкой фильтров.

При бурении на песчаник применяются те же способы обсадки, что и при бурении на известняк.

Что такое артезианские скважины

Напорный горизонт залегает между двумя пластами известняка. После вскрытия горизонта вода поднимается по стволу. Если давление внутри ствола сильное, она может дойти до поверхности и выплескиваться наружу. Такие источники называют самоизливными.

Преимущества бурения напорной скважины:

• Источник будет давать воду минимум 50 лет.
• Напорный горизонт дает до 5000-7000 литров за час.
• Уровень водоотдачи всегда стабилен.
• Хорошее качество добытой воды.
• Один источник может обеспечить несколько домов.
• Низкая себестоимость одного литра.
• Вложения в источник окупятся за время его эксплуатации.

Для напорных систем подходят насосы, работающие по погружному принципу. При обустройстве устанавливается оголовок, адаптер или кессон.

Варианты конструкции артезианской скважины

Однотрубная конструкция. Устанавливается одна труба с открытым стволом. Мы устанавливаем трубы нПВХ 125 мм. Вариант для почвы, легко поддающейся обработке.

Двухтрубная конструкция. Ставятся две обсадные трубы: внутренняя — пластиковая и наружная — металлическая. Вариант для грунта с сильными подвижками слоев.

Однотрубная конструкция с кондуктором. Кондуктор ставится на обсадную трубу при прохождении сыпучих пород или плывунов.

Двухтрубная конструкция с кондуктором. Вариант установки труб для сложных грунтов: сыпучие породы, плывуны.

Простая телескопическая конструкция. Состоит из нескольких моделей обсадных труб разного диаметра. При погружении широкие трубы сменяются более узкими трубами. Вариант служит для прохождения валунов, супесей, твердого известняка.

Сложная телескопическая конструкция. Диаметр обсадных труб сужается дважды. Вариант для труднопроходимых валунов или сыпучих пород.

Бурение скважины на воду от компании ЭКОБУР

Мы выполняем бурение на воду в Москве и Московской области. Выезжаем по заявкам в соседние регионы. Бурение проводится под ключ: от разработки проекта скважины до установки заглушки. Работы продолжаются от 1 до 7 дней (чаще 2-3 дня). Гарантия на бурение: 10 лет.

Основные принципы работы компании ЭКОБУР:

• Выезд по Московской области без предоплаты.
• Бесплатная консультация инженера.
• Строительство коммуникаций любой сложности.
• Организация водоснабжения участков под ключ.
• Работы выполняют опытные буровики.
• Применяем обычные и малогабаритные буровые машины.
• Устанавливаем технику известных брендов.
• Собственный автопарк из 9 буровых установок.

На следующем этапе мы выполняем обустройство скважины. Услуга включает монтаж скважинной техники, подключение частного дома к водопроводу. При обустройстве заказчик получает систему водоснабжения, готовую к запуску.

Получите расчет проекта скважины для вашего участка

Мы предлагаем готовые варианты конструкции скважины для загородных домов. Вы можете не составлять расчеты своими руками, а получить готовое решение от инженеров. Оставьте заявку на консультацию на сайте или по телефону.

Менеджер определит, какой тип скважины подойдет для вашего участка, и какой план конструкции лучше выбрать. Вы получите расчет сметы во время телефонного разговора.

Устройство скважины на воду

Сегодня многие домовладельцы приходят к выводу, что бурение персональной скважины для воды – оптимальное решение для создания автономного водоснабжения. При наличии средств можно заказать такую работу профессионалам. При желании самостоятельно пробурить скважину для воды придется познакомиться с технологией и особенностями процесса. Важно узнать и основные правила такой работы. Схема устройства скважины на воду должна быть тщательно разработана перед сооружением конструкции.

Виды скважин

Разобраться, как устроена скважина для воды, помогут простые описания ее отдельных элементов. Каждая деталь выбирается с учетом потребностей хозяев участка. Сначала стоит определиться с разнообразием таких конструкций. К примеру, самый простой прототип скважины на воду – обычный колодец. Только он имеет большой диаметр. Теперь стоит обратиться непосредственно к скважинам. Существует всего 2 вида таких сооружений:

• артезианская скважина на воду;
• песчаная.

Каждый из таких типов скважин имеет определенные особенности.

Песчаная

Такие скважины более популярны среди владельцев частных домов. Однако этот вариант не годится для общественного использования. Обычно такая вода годится лишь для полива огорода и купания.

Залегают песчаные водоносные слои примерно на уровне 10-50 м. Бурение скважины требует больших затрат времени и сил. Однако все работы можно выполнить своими руками. Если же на участке найден слой сланца, самостоятельно пройти его не удастся.

Преимущества установки песчаной скважины:

• Стоимость оборудования и проводимых работ довольно низкая.
• Бурение скважины выполняется довольно быстро. При работе втроем или вчетвером можно сделать все за пару дней.

Однако существует и несколько отрицательных сторон сооружения конструкции такого типа. Пласт может быть неравномерным, поэтому нельзя точно сказать, что вода будет там же, где и у соседей. Поскольку, вода залегает неглубоко, в нее могут попадать различные загрязнения. Пласт может оказаться нестабильным, в результате чего вода с течением времени уйдет из скважины. Бурение окажется напрасным.

Кроме того, место для бурения песчаной скважины найти довольно трудно. Оно должно располагаться на расстоянии минимум 20 м от различных источников загрязнений. Приобретение дополнительных систем очистки будет стоить довольно дорого. Служит скважина песчаного типа обычно не более 15 лет.

Артезианская скважина

Вода при устройстве таких скважин берется из глубоких пластов известняка. Поскольку такая порода является довольно крепкой, подземные воды, расположенные под ней, защищены очень надежно. Подобные озера существуют тысячелетиями. Именно поэтому качество воды из подобных скважин очень высокое.

Бурить артезианскую скважину своими руками не получится. Минимальное расстояние, на которое придется выполнять ствол скважины, составляет 50 м. При максимальном бурении придется углубляться на 200 м. Однако это не все ограничения. Без специальных приборов и инструментов бурение известняка окажется довольно сложным. Это объясняется высокой крепостью породы.

Артезианские скважины имеют множество преимуществ:

• Все пласты, между которыми располагаются подземные источники воды, отличаются высокой стабильностью. Кроме того, в местной геологоразведке можно получить подробные данные о залегающих на определенной территории пластах.
• Несмотря на высокую стоимость обустройства артезианской скважины, подобные стволы можно бурить даже под жилыми домами. Прослужить подобная скважина может более 50 лет.
• При бурении артезианской скважины водяной столб будет довольно высоким. Это обусловлено тем, что вода находится под большим давлением. Сразу после завершения бурения пласта над подземным озером вода устремляется вверх.
• На артезианские скважины не нужно монтировать дополнительные системы очистки.

Недостаток у таких скважин один – высокая стоимость бурения. Однако все затраты компенсируются высоким качеством воды.

Решив установить песчаную скважину, можно получить примерно 0,5-1,5 куб. м воды в час. Если выполнить бурение артезианской, за это же время будет прибывать до 10 куб. м воды. В этом случае можно обеспечить чистой водой большой загородный дом с бассейном.

Технология бурения скважины

Порядок работ при сооружении скважины довольно простой. Сначала потребуется найти подходящее место для бурения. К нему должен быть хороший доступ, чтобы проводить своевременное обслуживание. Располагать точку бурения скважины необходимо в самой нижней точке загородной территории. Затем бурят ствол, монтируют обсадные трубы и оборудование.

Если задумано бурить глубокую скважину, следует обратиться к профессионалам. Они обладают специальной техникой, что позволяет проводить бурение быстро и без лишних затрат. Особое внимание стоит уделить самостоятельному обустройству скважины.

Бурение ствола скважины

Прежде чем начинать бурение скважины на воду, следует сначала обустроить приямок. Он должен иметь размеры 1,5х1,5 м. Глубина приямка должна быть около 2 м. Он может и не обустраиваться. Однако с приямком можно использовать более длинные штанги при бурении.

Дальнейшая последовательность работ по бурению скважины такова:

• Необходимо обустроить буровую вышку. Она может представлять собой треногу, собранную из бревен и труб. Могут использоваться и полупрофессиональные вышки. Их часто берут напрокат для выполнения скважин на частной территории.
• При бурении понадобится определенное количество насадок. Каждая из них необходима для прохождения определенных пород. К примеру, чтобы пробурить мягкий грунт, понадобится змеевик. Когда будут буриться плотные слои грунта, следует использовать буровые ложки. Для разбивания камней используют долото. Чтобы удалять спесь и пройти плывун, понадобится желонка.
  
• Основным элементом, которым проводится бурение скважины, является буровая колонна. Она представляет собой металлическую трубу диаметром 25 мм. На нее надевают насадки. Колонна является составной. При погружении на определенную глубину трубу удлиняют дополнительными секциями. Элементы колонны соединяются как штифтами, так и при помощи резьбы.
• Один ход при бурении позволяет погрузиться в грунт на 0,5 м. Затем колонну следует вытаскивать и очищать. После вскрытия кровли пласта необходимо перейти на желонку. Она имеет обратный клапан. Водоносный пласт является довольно мягким. Его можно пройти довольно легко. Дальше, чем на 0,5 м, заглубляться не следует. Если при бурении не учитывать этот момент, можно пробить подошву, и вода начнет уходить вниз.

Можно воспользоваться и более простой технологией бурения – ударной. Принцип работы при этом довольно прост. Такой метод бурения включает следующие этапы:

• Мягкий слой грунта проходят шнеком.
• Затем из трубы необходимо выполнить снаряд. Его длина должна быть около 0,5 м. С нижней стороны снаряд затачивают и закаляют. Можно воспользоваться готовой буровой коронкой.
• С обратной стороны, чтобы утяжелить снаряд, понадобится приварить штангу, а к ней привязать шнур.

Бурение при помощи такой конструкции объясняется довольно просто. Снаряд бросают в ствол. Он заглубляется под своим весом. Затем его необходимо вытащить за шнур и очистить. Однако у такого способа имеется один недостаток. Стенки ствола не будут ровными. Его диаметр при этом окажется довольно маленьким. Такое бурение проводить довольно просто. Работа выполняется быстро и без особых усилий.

Обсадка колонны

Когда бурение ствола будет завершено, его укрепляют при помощи осадных труб. Существует 3 варианта, которые следует рассмотреть подробнее:

• Трубы из стали. Их используют при бурении, если грунт на участке нестабильный, а также при большой глубине бурения. Такие изделия очень прочны и надежны. Их единственным недостатком является подверженность ржавлению.
• Асбестоцементные трубы. Их используют для укрепления колонн довольно часто. Однако для таких задач подходят только напорные трубы, отличающиеся дороговизной. Соединяются они муфтой, что уменьшает диаметр колонны.
• Трубы из пластика тоже широко распространены при бурении скважин. Их стоимость довольно невысокая, такой материал не ржавеет, отличается экологической нейтральностью и долговечностью. Если грунт стабильный, а бурение проводится на глубину до 50 м, использоваться пластиковые трубы можно без опасений.

Фильтровальная колонна

Скважина не может эксплуатироваться без фильтровального комплекса. В конструкции обязательно располагается колонна, в которой имеется сетка для грубой очистки воды и перфорация. Перфорированный сектор дополняется фильтрующим слоем. В конструкции фильтрующей системы присутствует отстойник, в котором оседает шлам. Фильтр в колонне может быть щелевым или с дырчатой перфорацией.

Дырчатые фильтры выполняются довольно просто. Их можно сделать, если просверлить некоторое количество отверстий необходимого диаметра. Выполнять дырки нужно в шахматном порядке.

Большей эффективностью обладают щелевые колонны. Щели в них нарезают определенными секторами. Сетка для фильтрации, расположенная вокруг колонны, выбирается в зависимости от глубины бурения скважины.

Фильтр можно установить своими руками. Для этого следует выполнить ряд простых действий. Сначала из колонны удаляют шлам и заглушают ее низ. Чтобы решить такую задачу, необходимо выполнить небольшой мешочек (по размеру колонны) и засыпать цементной смесью. Состав должен содержать 1 кг песка и столько же цементного порошка. Мешочек опускают на дно колонны. Спустя трое суток, пробка надежно схватится.

Адаптер или кессон

Кессон представляет собой колодец, устанавливаемый в верхней части конструкции. Он необходим для возможности круглогодично обслуживать скважину. Одна из его основных функций – утепление. Кроме того, он также выполняет защитную функцию. В кессон помещают специальные приборы, которые позволяют скважине нормально функционировать. Одним из преимуществ установки кессона является отсутствие шума от работающего оборудования.

Кессоны выполняют из различных материалов. Они могут быть пластиковыми или железобетонными. Самыми распространенными являются изделия из металла и пластика. Это объясняется их долговечностью и герметичностью. При стабильном грунте лучше использовать пластиковые трубы. Это позволит сэкономить на устройстве скважины. При наличии плывуна или грунтовых вод устанавливают металлическую колонну.

Адаптер является специальным переходником, позволяющим сделать выход колонны из обсадной трубы абсолютно герметичным. Уго устанавливают ниже уровня промерзания грунта. Его стоимость ниже, чем у кессона. Однако спустя каждые 2-3 года в нем необходимо менять прокладки. По этой причине многие выбирают установку кессона.

Сопутствующая аппаратура

Принцип работы скважины на воду довольно простой. Вода в ней поднимается из подземных озер наверх за счет высокого давления. В дом она подается за счет насоса. Насос при этом играет основную роль в работе системы автономного водоснабжения. Бытовые насосы при монтаже скважины на воду использовать не следует. Они не подходят для долговременной эксплуатации. В результате постоянной вибрации ил, поднимающийся со дна, забивает систему фильтрации.

Прежде чем выбирать конкретный насос, следует определить уровень зеркала воды. Если он располагается на глубине 8 м, следует использовать самовсасывающие агрегаты. При уровне зеркала на 15 м применяют такие же приборы, но верхним эжектором. Для погружения на глубину более 20 м выбирают глубинные насосы.

В список сопутствующего оборудования входят:

• Оголовок для обсадной трубы. Благодаря этому элементу конструкции в ствол не попадает мусор. Его тоже изготавливают из пластика или металла. Пластиковый оголовок способен выдержать нагрузку до 200 кг. При использовании металлического изделия максимальная масса груза может составлять 500 кг. Соединение выполняют фланцевое. Оно является абсолютно герметичным. Для этого используется резиновая прокладка.
• Гидроаккумулятор предназначается, чтобы компенсировать гидроудар. За счет его использования насос эксплуатируется менее интенсивно. Его нередко называют мембранным баком. Емкость гидроаккумулятора выбирают исходя из мощности установленной конструкции. Устанавливают гидроаккумулятор в кессоне.

Другая аппаратура для скважины представляет собой реле давления. Оно контролирует включение насоса. Кроме того, за счет него включается манометр давления и клапан удаления воздуха из системы.

Выводы

Как может показаться, устройство скважины, как и принцип ее работы, отличаются простотой. Однако нельзя однозначно утверждать о легкости выполнения такой работы. Процесс обустройства системы автономного водоснабжения требует знания определенных особенностей технологии. Если появились сомнения в своих силах и знаниях, следует доверить бурение профессионалам. В этом случае установка скважины окажется дешевле.