Классификация скважин по назначению, бурение скважин

Понятие и типология скважин

Скважина — выработка грунта на поверхности земли, имеющая форму цилиндра и направленная вглубь до достижения нужного водного пласта. Ее бурение производится при задействовании тяжелого бурового оборудования. Глубина конструкции значительно превосходит ее диаметр.

Виды, типы и нюансы скважины на воду

Шахта может буриться под прямым углом относительно поверхности земли и с необходимым отклонением в нужном направлении. Таким образом, есть возможность получить криволинейный профиль и добиться лучшего качества воды. Технология бурения дает возможность в короткое время добиться желаемого результата.

Типы скважин по профилю

До достижения полезного ископаемого шахта может пересекать несколько слоев грунта. Важно правильно выбрать метод для бурения скважины. В зависимости от числа плоскостей, где шахта искривляется — могут быть следующие виды скважин:

  • искривленные в плоскости;
  • искривленные в пространстве.

Это зависит от изгиба шахты. В связи с этим, искривление в плоскости может иметь следующие разновидности:

  • ровный столб, в нижней части заканчивающийся наклоном;
  • S — образный изгиб;
  • J — образная конструкция.

Виды, типы и нюансы скважины на воду

Указанные изгибы образуются в результате разной плотности слоев грунта. В свою очередь, искривление в пространстве может проявляться в более сложных геометрических формах при бурении нефтяных и газовых скважин. Шахты для воды в своем большинстве делаются прямыми, изгибы могут применяться для обхода скальных пород.

Типы скважин по глубине

Для производства собственного водозабора важным фактором является достижение определенного водоносного пласта. В свою очередь, каждый из них находится на разной глубине:

  • Первым находится «верховодка», в состав которого входят атмосферные осадки с грунтовыми водами. В зависимости от особенностей местности их глубина может достигать 25 метров. Для питья такая вода не годится, она может использоваться для ухода за приусадебным участком, поливки огорода. Для достижения глубины до 10 метров применяется забивная скважина, которая представляет собой толстостенную трубу с коническим наконечником, погруженную в грунт ударным способом.
  • Вторая вода находится на глубине 40-90 метров между первым и вторым слоями суглинистого грунта. Этот водоносный слой является наиболее популярным в бытовой сфере. Среднестатистическая производительность такой шахты 0,8-1,2 куб. м/час, чего вполне хватает для удовлетворения нужд семьи при проживании в загородном доме. Такая вода может использоваться в качестве питьевой после дополнительной фильтрации. На бурение такой скважины не требуется разрешение, за потребляемую воду не придется платить поквартальный налог.
  • Наиболее чистая артезианская вода находится на глубине до 200 метров, размещается в слое известняка. Природное давление на такой глубине самопроизвольно выталкивает воду на поверхность. Производительность такого водозабора может составлять 3-10 куб. м/час, чего будет достаточно для полноценной жизни нескольких семей. Вода является питьевой, может содержать растворенные минералы.

Несмотря на заявленное качество воды, перед ее употреблением необходимо сделать проверку в СЭС.

Существующие категории скважин

Согласно предназначению скважины бывают следующих категорий:

  1. Параметрические — позволяющие определить разрез вертикального слоя.
  2. Поисковые — имеют маленький диаметр, определяют перспективность бурения.
  3. Разведывательные — определяют потенциал полезных ископаемых.
  4. Эксплуатационные — способные извлечь полезное ископаемое из земных недр.

Скважины для добычи воды относятся к эксплуатационным, и делятся на дополнительные виды:

  • добывающие либо нагнетательные;
  • специализированные для технической и питьевой воды, в том числе и поглощающие;
  • для мониторинга и наблюдения за пластовым давлением;
  • дублеры для выработки;
  • оценочные при эксплуатации.

Каждая из них имеет свои особенности при бурении и во время использования.

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.

Нагнетательная

Фото 5

Используется для добычи нефтепродуктов, способом закачки жидкости в нужный пласт. Отталкиваясь от технологии разработки, источник может использоваться уже существующий.

Принцип действия. Устанавливается колонна обсадных. Внутрь обязательно опускается лифтовая труба, посредством которой происходит закачивание жидкости в пласт. В качестве арматуры используются задвижки, чтобы перекрыть поток воды. Освоение и организация нагнетательных скважин возможны в промышленных условиях.

Плюсы:

  • Поддерживать стабильное давление в пласте.
  • Самостоятельно задавать и регулировать темп отбора полезных ископаемых.
  • Способность качественно вытеснять нефтепродукты из пласта залегания.

Пьезометрическая

Фото 6

Необходима для проведения контроля по изменению давления в пласте. Происходит это методом регистрации и фиксации уровня жидкости в стволе. Пьезометрические скважины осуществляют измерения посредством глубинного манометра. Основное назначение и сфера использования при добыче нефтепродуктов.

Дренажная

Является важным элементом всей дренажной системы. Она изготавливается параллельно с прокладкой труб в траншеях на участке, который требуется защитить от излишней влаги.

Принцип действия. Бурение дренажных шахт осуществляется на глубину водоносного горизонта. Благодаря этому жидкость сверху будет быстро уходить. Устройство этого источника должно быть таким, чтобы не нарушилась система естественной фильтрации.

Плюсы:

  • Возможность оперативно отводить скопившуюся влагу на дачном участке.
  • Исключить заболоченные места.

Недостатки:

  • Если не соблюсти технологию по изготовлению фильтрации, то существует вероятность попадания в водоносный горизонт грязной воды.

Колодцы


Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра.

Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.

Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.

  • 1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
  • 2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
  • Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
  • Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
  • Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
  • Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
  • Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.

Основное преимущество колодцев не только в их доступности и простоте, а так же в хорошем коэффициенте пополнения извлеченного объема воды в благоприятные периоды года.

Недостатки

Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:

  • Временные и трудовые затраты.
  • Нестабильный объем в периоды засухи.
  • Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
  • Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
  • Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
  • Воду из колодца требует обязательного кипячения.

На местах, где бывают подтопления и паводки, заболоченности, колодцы для водозабора питьевой воды ставить не допустимо.

Артезианская скважина

Артезианская скважина

Схема артезианской скважины.

Название этого типа выработок пришло из французского языка — с места бурения первой фонтанирующей скважины: провинции Артуа. Большая протяженность ствола и прочные породы грунта, пересекаемые на пути к водоносному пласту, предполагают применение мощных буровых установок — шнековый способ не подойдет.

Строительству выработки предшествует этап документального оформления. Бурение артезианской скважины не относится к лицензируемому виду деятельности, но для пользования водой из нее необходимо оформить много разрешений и согласований, включая получение лицензии на недропользование. Процесс это длительный и затратный.

Основные этапы: согласование расположения участка и скважины, проект геологических изысканий, оформление лицензии на разведочные работы, бурение, составление отчета и постановка запасов на государственный баланс.

Артезианские скважины разделяют на 4 разновидности:

  1. Выработка с двойной обсадкой — в нижней части колонны на водоносном участке монтируют перфорированную трубу и размещают в ней насос, другая половина устанавливается сверху, доходит до известнякового слоя. Через отверстия в нижнем звене вода поступает в трубу и помпой выкачивается на устье. Применяется, когда давление в пласте слабое.
  2. Водоскважина с переходом устраивается при изменчивом геологическом разрезе. Монтируют 3 обсадные трубы — большого диаметра в верхней части, среднего — в камнях и песках, малого — непосредственно в продуктивном слое. Используется при хорошем подпоре воды.
  3. Скважина классическая — с одной обсадной трубой для нормальных условий.
  4. Ствол с кондуктором — из 2 обсадок: в верхней и нижней частях.

Технология бурения сложная. Строительство артезианского водозабора выполняется специализированными организациями.

Преимущества

Артезианская скважина преимущества

Преимущества артезианской скважины.

Главными достоинствами артезианской скважины являются удаленность водозабора от поверхности и залегание воды в пористых известняках, исключающих присутствие механических примесей в жидкости. Это позволяет откачивать подземный ресурс без установки на забое сетчатого фильтра.

Как следствие, проявляются и другие преимущества артезианских скважин:

  • экологическая чистота воды;
  • независимость от климатических и погодных условий;
  • бесперебойность водоснабжения: запасы подземных вод подтверждены геологическими изысканиями.

Источник остается неиссякаемым на протяжении ≥50 лет. При этом не потребуется тратить средства на периодические очистки фильтра: его нет.

Недостатки

Связаны с затратами на стадии организации строительства и бурения глубоких выработок. Продолжительность периода от проектирования до получения паспорта артезианской скважины — 2 года.

На ограниченной территории соорудить водозабор не получится: минимальные размеры площадки для буровой установки 6х9 м. Вода содержит минеральные образования, обретенные при фильтрации сквозь грунт, является жесткой.

Абиссинский колодец

Скважина игла или Абиссинский колодец еще один простой и доступный с точки зрения финансовых затрат вид гидротехнических сооружений. Состоит из узкой 1…1,5” трубы, на окончании которой находятся фильтр и иглообразный наконечник. Снарядом прошивают грунт на глубину от 10…25 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.

Для создания скважины иглы берутся двухметровые трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых соединений. На саму трубу ставят либо ручной, либо электрический насос, работающий по вакуумному принципу.

После организации водозабора, скважину прокачивают для получения чистой воды. Для питьевых целей она будет пригодна через сутки. Рекомендуется сделать химический анализ ее состава в СЭС или гидрогеологической лаборатории. Как показывает практика, после всех подготовительных и профилактических манипуляций с абиссинской скважиной вода будет соответствовать санитарным нормам.

Преимущества

Простая и эффективная конструкция, позволяющая удовлетворить потребности в небольшом количестве воды хорошего качества, обладает следующими преимуществами:

  • Срок службы колодца не менее трех десятилетий.
  • Малогабаритные размеры позволяют пробурить скважину в подвале частного дома.
  • Исключена вероятность загрязнения из почвенных горизонтов.
  • Не требуется разрешений.

Недостатки

Из негативных сторон присущих данному типу источника можно отнести следующие недостатки:

  • Поскольку абиссинский колодец делается из полуторадюймовой трубы и предполагает забор воды с только помощью насоса. Поверхностные насосы не эффективны после десятиметровой глубины.
  • Конструкция требует регулярной чистки трубы от заиливания и песка.
  • Возможность поставить абиссинскую скважину доступна лишь в условиях мягкого грунта.
  • Абиссинская конструкция привередлива к качеству водоноса и не будет работать на плывунах, бесперебойная эффективность возможна только на слое из крупнозернистого песка.

При засорении абиссинского колодца используют желонку – цилиндрический сосуд для извлечения грязи, ила, песка.

Песчаные скважины

Песчаные скважины

Схема песчаной скважины.

Бурятся шнековым способом — проходка осуществляется в мягких горных породах: суглинках, песке и галечнике. Диаметр выработки ≥100 мм.

По глубине различают песчаные скважины 2 типов:

  • до 40 м — на слой верхнего залегания с дебитом 1 м³;
  • 40-90 м — глубокие стволы с расходом воды в 2 раза большим.

В пробуренную выработку опускается обсадная колонна из металлических или пластиковых труб с фильтром в призабойной части скважины. Подъем воды производится погружным насосом.

Особенностью скважин этого типа является необходимость постоянного водопользования. При откачках 1-2 раза в месяц водозабор придет в негодность через 2-3 года. Восстановить приток воды можно, но не всегда.

Достоинства и недостатки

Основное преимущество — шнековый способ бурения, позволяющий построить скважину за 1-2 дня без особых усилий. Механизация всех операций обеспечивается конструкцией бурового станка на самоходном или передвижном шасси.

Другие достоинства:

  • чистота воды;
  • разрешение на строительство водозабора не требуется;
  • срок эксплуатации — до 30 лет.

Недостатки отмечаются на скважинах малой глубины: зависимость дебита от осадков, чувствительность состава воды к загрязнениям поверхности на участке расположения выработки. Другой минус уже обозначен — склонность к заиливанию водоприемника.

Какие бывают скважины?

Использование подземных вод — распространенные способ решения проблемы отсутствия круглогодичного источника водоснабжения. Скважины бывают двух типов: “на песок” и “на известняк”. В скважинах “на песок” вода, как можно догадаться из названия, содержится в слое песка. Соответственно в скважинах “на известняк”, вода добывается из толщи известняка.

Возникает самый распространённый вопрос: что лучше? Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. Во-первых, для того чтобы из горизонта (слоя) песка можно было добывать воду, песок должен быть распространен в геологическом разрезе. А это бывает далеко не всегда. Во-вторых, чтобы вода в этом горизонте не иссякла, этот горизонт (слой) песка должен иметь большое распространение по площади и по глубине. Узнать это лучше всего у своих соседей. Если поблизости есть несколько скважин на песок, которые давно и благополучно эксплуатируются, это верный знак, что шанс есть.

Известняк же распространен на всей территории Московской, Калужской и Тульской областей. Разница лишь в том, на какой глубине он залегает. Поэтому скважины “на известняк” самые распространенные.

Скважина на песок

Про скважины “на песок” можно и нужно сказать много. Как правило, это неглубокие скважины по 20-30 метров, на первый от поверхности горизонт грунтовых вод. Эти скважины имеют ряд особенностей, которые нужно знать. Первой особенностью скважин “на песок” является то, что “питание” слоя грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков (дождь и снег), уровень и водообильность этого слоя зависит от сезона (зимой меньше, весной и осенью больше, летом в зависимости от количества дождей). Это значит, что в случае малоснежной зимы или засушливого лета, возможны перебои с водой из такой скважины. Второй особенностью таких скважин является ограниченность этого слоя подземных вод, то есть, чем больше скважин соседей “висит” на этом горизонте, тем меньше в нём воды. Вообще, скважины “на песок” диаметром ∅ 133 мм могут обеспечивать объемом воды не более 1 м3/час. Третьей особенностью скважин “на песок”, является её уязвимость к загрязнению с поверхности. Удобрения, локальные очистные сооружения, компостные ямы, туалеты, промышленные производства, гаражи и т.п. поблизости (в радиусе 1 км и менее) могут безнадежно и надолго испортить качество воды. И последнее неудобство, которое сопутствует эксплуатации скважин “на песок”, это более частое (по сравнению со скважинами “на известняк”) обслуживание. Раз в 3-5 лет, в зависимости от интенсивности пользования и фракции песка, фильтр скважины необходимо продувать, чтобы избавить его от налета, мешающего прохождению воды.

Поэтому скважину “на песок” бурят в том случае, когда горизонт известняков залегает очень глубоко, и альтернативы ей нет.

До принятия решения о бурении такой скважины, необходимо собрать максимум информации у всех соседей имеющих такие скважины, взять воду из их скважины и сдать ее на расширенный анализ воды (включая анализы на органику, микробиологию и т.п.), затем посоветоваться с геологами (то есть с нами), и только тогда принимать решение о бурении такой скважины. Бурение же таких скважин “на удачу” может обернуться пустой тратой денег.

Скважина на известняк

Известняк — это прочные скальные породы, залегающие мощным чехлом практически на всей территории центрального региона России. Но породы эти сильно трещиноватые и кавернозные (на фото).

Кавернозный и трещиноватый известняк

Кавернозный и трещиноватый известняк

Эти трещины и каверны заполнены водой. Именно это делает известняк универсальным и практически неиссякаемым источником воды для водоснабжения домов, предприятий, да и целых городов. Разница лишь в том, на какой глубине залегает известняк. Уточнить глубину залегания известняка вы можете на карте глубин .

Эти горизонты (слои) воды в известняках надежно защищены от загрязнения вышележащими глинистыми водоупорными слоями. А количество воды, которое из них можно добывать, ограничивается лишь диаметром скважины и мощностью насоса. Например, из скважин диаметром ∅133 мм можно “брать” воды до 3-4 м3/час. Но это максимумы, которые в быту для частного дома не пригодятся. Как правило, один стандартный кран в ванне или кухне выливает в среднем 0.75 кубометра воды в час. То есть, насос дающий 1.5-2.0 кубометра воды в час, вполне обеспечивает дом с учетом пиковых потреблений утром и вечером.

Разновидности подземных вод

Теперь давайте рассмотрим, какие именно есть виды вод.

Верховодка

Верховодка – это подземные воды, которые находятся близко к поверхности сверху водоупорных линз. Не везде есть такие водоупоры, поэтому найти верховодку бывает сложно, а иногда и невозможно. Из-за того, что верховодка почти незащищена фильтрующим слоем сверху, большая часть  химических и биологических загрязнений, находящихся на поверхности, попадают в воду, и по этой причине качество воды ниже необходимого уровня. Такой горизонт воды подпитывается исключительно осадками, поэтому много воды в нем будет только после того, как растает снег, или выпадет много осадков в виде дождя. Такие виды скважин на воду для дачи удовлетворят только хозяйственные нужды в виде полива огорода.

Единственной причиной, по которой есть смысл рассмотреть возможность создания такой скважины – малая глубина залегания – обычно от 3 до 9 метров. Такие способы бурения скважины просты и недорогие, что даст возможность получать воду для хозяйственных нужд.

Грунтовые воды

Если вы выбираете виды скважин воды, которая будет пригодной и для питья,  то остановите выбор на грунтовых водах (это горизонт водоноса со свободной поверхностью), которые находятся сверху ближайшего от земли обширного водоупора. Обычно они находятся на глубине от 7 до 21 метра (это относится только к средней полосе России).

Хотя грунтовые воды тоже не сильно защищены водоупором фильтрующего вида сверху и часто не являются водой, которая пригодна для питья, но при прохождении вод через толстый слой грунта удаляет большую часть загрязнений, и на выходе она намного качественнее, чем верховодка. Касательно наполненности водой, то и этот способ добычи воды будет во многом зависеть от сезонных колебаний. В лесистых местах, а также регионах с большим количеством осадков вода будет поступать в скважину постоянно, хоть и в разных количествах. А вот выбирать бурение, чтобы дойти до грунтовых вод, не стоит в засушливых регионах – в летний период вода может полностью пропасть.

Межпластовые воды

Схема межпластовых вод
Как уже становится понятно из названия, эти воды расположены между 2-мя слоями пластов водоупора. Выше мы упоминали о том, может быть много водоупорных слоев земли, а значит, может быть много горизонтов. Воды межпластового вида находятся достаточно глубоко, примерная глубина от 25 до 78 м. Хотя некоторые виды горизонтов могут подниматься и выше, иногда даже выходя на поверхность в виде родников.

Влага для проникновения в межпластовый горизонт преодолевает большой слой грунта и толщину пород водоупора, благодаря чему естественная фильтрация воды на высоте. Отсюда и следствие, что качество такой воды высокое, чем у двух предыдущих видов. Не в каждом горизонте достаточно воды, поэтому геологи стараются найти самые насыщенные водой слои. Но ход дела таков – чем глубже, тем больше воды и тем она чище.

При выборе вида скважины следует при возможности выбирать именно этот вид.  Вода, которая находится между двух слоев, имеет давление. При поступлении в рабочую колонну скважина будет расширяться. По этой причине статический уровень может быть куда выше горизонта воды. Есть и такие межпластовые воды, где давление так высоко, что она сама изливается на поверхность, бьет фонтаном из-под земли. Это уже артезианские воды.

Бурение скважин на несколько домов (сооружений)

Бурение одной обычной (133 мм металл + 117 мм пластик) скважины на несколько домовладений возможно. Воплощение этой идеи имеет ряд особенностей, требований и рисков, но потенциальная возможность уменьшить расходы на скважину в 2-4 раза, разделив ее стоимость на несколько владельцев, часто может быть стимулом для проработки этого решения.

Всё множество вопросов, связанных с таким проектом, можно разделить на три группы:

  1. Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины;
  2. Особенности конструкции скважины;
  3. Особенности обустройства скважины оборудованием и ввод в дома.

Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины

Как показывает опыт, часто задумка о совместной с соседями скважине не преодолевает именно этот этап. Тут стоит упомянуть, что существуют практические решения, регулирующие доли потребления электроэнергии и ресурса скважины, а итоговый результат может помочь сообща сэкономить.

Особенности конструкции скважины

Совместное использование скважины имеет два существенных отличия. Первое — требуемый дебит скважины, второй — характеристики (параметры) насоса, способного поднять этот дебит на поверхность. В среднем водопотребление одного домохозяйства из 4 человек составляет 1-1,5 м3/ч с учетом пиковых нагрузок. То есть двум или трём таким домохозяйствам в пиковые часы требуется соответственно 3 и 4,5 м3/ч. До недавнего прошлого увеличение требуемого дебита от скважины до величины 4-7 м3/ч требовало установки насоса диаметром не менее 6 дюймов (150 мм), что влекло за собой увеличение диаметра эксплуатационной колонны труб до 219 мм, а следовательно — значительное увеличение стоимости скважины. Сегодня насосы диаметром 3 дюйма (75 мм) способны поднимать до 5–7 кубических метров в час с глубин 40-70 метров. А 4-хдюймовые (100 мм) насосы, работающие от одной фазы, способны дать до 10 кубов с этих глубин. При наличии 3 фаз возможности 4-х дюймовых насосов вырастают в разы, и иногда даже на порядок. Следует заметить, что региональные питьевые водоносные горизонты в известняках (Подольско-Мячковский, Каширский, Алексинско-Протвинский и др.), распространенные на территории Московской, Тульской и Калужской областей в большинстве случаев имеют значительную водообильность. Однако, при проектировании таких скважин следует провести работу по изучению гидрогеологических архивных материалов по близлежащей территории, а после бурения проверить опытной откачкой. Но даже самая тщательная проработка архивных материалов дает именно прогноз. И только после опытной откачки окончательно становится известен дебит конкретной скважина.

Особенности обустройства скважины, оборудования и ввода в дома

Есть две основные особенности обустройства скважин на несколько домов. Первая обуславливается режимом работы скважины: он характеризуется как постоянный, с относительно высоким дебитом, приближенный к режиму работы промышленных скважин. Для надежной и бесперебойной эксплуатации таких скважин требуется установка оборудования с повышенным запасом износоустойчивости. Например, важной в этом случае технической характеристикой насоса является его ограничение по количеству запусков в час. Эта величина у большинства насосов колеблется в диапазоне от 20 до 30 включений в час. Нарушение этого ограничения быстро приводит к выходу из строя насоса. Однако, некоторые бренды насосов (например, «Grundfos») имеют модуль плавного запуска, исключающего данное ограничение. Гидроаккумуляторы и реле давления для подобных условий работы также следует подбирать с повышенным ресурсом.

Второй особенностью обустройства таких скважин является схема электропитания и регулировка разводки во все дома из кессона скважины.

Учет этих нюансов обеспечит надежную и бесперебойную работу скважины десятилетиями. «Московская Буровая Компания» имеет опыт бурения и обустройства подобных скважин.

Подземные воды

Типы подземных вод различаются в зависимости от видов грунта на данном участке, его качеств — влагоемкости, а также глубины, на которой он залегает. Структура строения грунта слоистая — плотные глинистые или каменистые слои плохо пропускают влагу, поэтому называются водоупорами. Между ними залегают слои более рыхлого грунта — илистого или песчаного. Такой грунт обладает хорошей влагоемкостью и образует водоносный горизонт, из которого возможна добыча воды при помощи выработки.

От глубины залегания водоносного горизонта зависит чистота полученной воды

Структура грунтов значительно различается в зависимости от географического положения, поэтому как найти воду для скважины на участке подскажет знание типов грунта, которые преобладают в данной местности.

Схема залегания воды по земле1
Подземные воды, подходящие под скважину, бывают нескольких видов:

  • Верховодка — водоносный горизонт, образованный вблизи от поверхности (2-3м) над слоем более плотной почвы. На его обильность напрямую влияет наличие дождей или таяние снега, а из-за неглубокого залегания в воду попадают все загрязнения с поверхности. Поэтому, хотя верховодка удобна для добычи воды из-за своего расположения неглубоко под землей, качество этого типа вод очень низкое — их возможно использовать только для хозяйственных работ. Обычно при бурении шахты этот слой стараются изолировать, чтобы избежать загрязнения вод, расположенных ниже.
  • Грунтовые воды — нередко именно они используются для водозабора. Этот водоносный горизонт залегает сразу над первым водоупорным слоем и тоже не имеет достаточно надежного фильтра над собой, поэтому чистота воды во многом зависит от правильной защиты участка от загрязнения. Глубина залегания грунтовых вод — 7-20м. Из-за того, что слой является открытым, на него оказывают влияние погодные условия, например в сильно засушливый период грунтовые воды могут истощаться или пропадать. Благодаря довольно глубокому залеганию грунтовые воды чаще всего пригодны для питья, хотя требуют обязательной обработки.
  • Межпластовые воды — залегают между двумя водоупорными слоями плотного грунта. Глубина — от 20-40м и больше, так как подобных слоев может быть множество. Вырыть скважину для межпластовых вод сложнее, но зато они отличаются чистотой и относительно постоянным уровнем. Вода, находящаяся между водоупорными уровнями находится под давлением различной силы, поэтому некоторые водоносные горизонты при бурении скважины фонтанируют — такие слои называются напорными.
  • Артезианские воды — напорные слои подземных вод, обычно находящиеся под большим давлением и позволяющие получить высокий уровень воды в шахте. Артезианские воды залегают глубоко (от 100 до 1000м), их достоинства — высокая степень чистоты и постоянная наполненность скважины. Артезианские колодцы чаще всего бурят для добычи питьевой воды.

Вид подземных вод оказывает основное влияние на то, какая конструкция скважины будет выбрана, поэтому целесообразно вначале произвести разведку для выяснения, какие водоносные горизонты доступны на данном участке.

Разведочная шахта

Этот тип скважины отличается меньшим диаметром, бурение обычно проводят самым быстрым и малозатратным вращательным методом, или шнековым (если глубина скважины менее 50м). Если шахта предполагается глубокой, используют колонковый метод.
С помощью разведочной скважины проводятся следующие операции:

  • производится замер глубины залегания водоносного горизонта
  • берут пробы грунта из водоносного слоя для определения его водоемкости, уровня качества воды
  • берут пробы грунта из водоупорного слоя, чтобы узнать степень его надежности, определить возможность проседания выработки или ее засыпания

бурение разведочной шахты

Нередко после формирования разведочной шахты, выбирается компромиссное решение по дальнейшей работе — в таком случае уже вырытую скважину расширяют до размеров эксплуатационной. Этот вариант является более выгодным экономически, чем бурить новую скважину

Источники

  • https://vodatyt.ru/skvazhina/vidy.html
  • https://bouw.ru/article/vidi-skvazhin-na-vodu
  • https://WodaKachka.com/skvazhiny/burenie/vse-vidy-istochnikov-i-sposoby.html
  • https://komfort.guru/vodosnabzhenie/skvazhina/vidy-skvazhin-na-vodu.html
  • https://scvazina.ru/vidy-skvazhin
  • https://mosbur.com/info/kakaya-skvazhina-mne-nuzhna
  • https://domsdelat.ru/vodosnabshenie-doma/vidy-skvazhin-na-vodu-osobennosti-i-preimushhestva-po-glubine-dlya-dachi-i-v-chastnom-dome.html
  • https://oskvazhine.ru/vidy_skvazhin/vidy-skvazhin-na-vodu

[свернуть]