Что представляет из себя скважина на известняк и как происходит ее бурение

Какое оборудование используется

Скважина функционирует с помощью кессона. Это гидроизолированный и утепленный короб, в котором устанавливаются:

• фильтры;
• насос;
• измерительное оборудование;
• трубопровод и запорная арматура;
• приборы автоматики.

Виды кессонов

Делаются коробы из различных материалов.

Пластиковые емкости. Их преимущества:

• хорошая теплоизоляция, внутри такого короба и без утепления температура держится на +5º;
• продолжительный срок службы;
• отличные гидроизоляционные свойства;
• малый вес, поэтому устанавливать емкость просто.

Единственный минус пластика — его невысокая жесткость. Кессон может смяться, и оборудование будет сломано. Это можно предотвратить, залив вокруг короба бетон слоем в 8-10 см.

Стальные резервуары. Они используются чаще всего. Из металла можно сделать короб любой формы без особых усилий. Надо только сварить элементы кессона друг с другом, а потом покрыть его антикоррозийным покрытием.

Чтобы резервуар не сминался, листы стали должны иметь толщину не меньше 4 мм. Если нет возможности сварить кессон на месте, то можно купить уже готовое изделие.

Железобетонные кессоны. Их достоинства — долговечность и прочность. Недостатки — большая стоимость и масса. Чтобы установить такую емкость, нужно нанимать спецтехнику. Тяжелый резервуар со временем проседает, деформируя трубопровод. Из-за этих недостатков железобетонные кессоны сейчас используются редко.

Скважинный насос

Конструкция скважины предусматривает использование насоса. Подбирать его надо, учитывая такие факторы:

• уровень нагрузок на водозабор;
• запланированный дебит скважины;
• глубину расположения горизонта.

Исходя из длины скважины, выбирается вид механизма:

• для шахт, глубина которых меньше 9 м, ставится поверхностный самовсасывающий агрегат;
• если протяженность ствола больше 9 м монтируется скважинный прибор.

Насос опускается в забой на глубину ниже статического уровня жидкости. С агрегатом монтируются:

• провод, питающий электромотор механизма;
• труба из пластика, подающая влагу;
• страховочный трос из нержавеющей стали.

Шнур фиксируется на оголовке водозабора. Иногда оборудование для подъема воды и систему автоматики планируется монтировать в доме. Тогда кабель и подающая труба заводятся в техническое помещение. Также все оснащение можно разместить в кессоне.

Напорный бак и системы автоматики

Без гидроаккумулятора (напорного бака) система подачи воды нормально функционировать не будет. Он уменьшает нагрузки на насос и поддерживает в трубопроводе заданное давление.

В напорный бак поступает заданный запас жидкости. Когда ее объем уменьшается, автоматически подключается насос, и восстанавливает резерв.

Емкость резервуара может колебаться от 10 литров до 1000. Он может монтироваться в кессоне или техническом помещении.

Как сделать дренаж на участке своими руками? – здесь больше полезной информации.

В последнюю очередь ставится система автоматики. В большинстве случаев она состоит из реле, которое поддерживает нужное давление и управляющего пульта. Система автоматики:

• контролирует работу реле тепла и давления;
• следит за датчиком сухого хода;
• включает и выключает насос.

Предохранители, установленные в пульт управления, защищают агрегаты от перепадов напряжения.

Вас заинтересует эта статья – Как выбрать септик для частного дома?

Оборудование для бурения

При обустройстве скважины на известняк все положенные технологии нужно соблюдать в точности. В противном случае используемое для выполнения такой работы оборудование может просто-напросто выйти из строя. К тому же и вода в неправильно пробуренной скважине в последующем будет некачественной.

К видам лицензионных работ обустройство скважин на известняк не относится. Однако и самостоятельно такую шахту пробурить, конечно же, невозможно. Приглашать специалистов для ее обустройства придется в любом случае.

Глубина скважины на известняк обычно бывает значительной. А поэтому используется для ее обустройства очень мощное оборудование. Применяться профессионалами для артезианских скважин могут, к примеру, буровые установки УРБ 2А-2 на базе автомобилей КАМАЗ, ЗИЛ или УРАЛ. Такое оборудование дополняется специальными породоразрушающими инструментами, называемыми шарошечным долотом. Это приспособление вращается за счет крутящего момента, передающегося через штанги от двигателя установки, маршевого или палубного.

Артезианская скважина: глубина, химический и органический состав жидкости

Органических составляющих в артезианской воде нет, но это не означает, что вода абсолютно безвредна. Список и концентрация химических элементов может быть намного выше, чем в грунтовой жидкости. Ведь на какой бы глубине ни находился источник, вода в нем продолжает насыщаться разными химическими веществами. В зависимости от особенностей пластов, между которыми находится артезианская вода, жидкость может быть пресной, минеральной или концентрированной. А вода с такими составляющими может не подходить для употребления в пищу.

Специалисты не рекомендуют применять соленые воды из артезианского источника для полива сельскохозяйственных угодий из-за опасения засаливания грунта. Это может привести к его непригодности для вспахивания. Грунтовые воды для этого подходят больше, но зато чаще содержат возбудителей серьезных заболеваний, таких как кишечная палочка или холерный вибрион.

Кроме того, химический анализ показывает, что очень часто количество нитратов в грунтовых водах в несколько раз превышает все допустимые нормы. Взрослые менее восприимчивы к такой воде, но в случае отравления маленьких детей возможны даже летальные исходы.

Поскольку артезианская вода залегает очень глубоко, это обуславливает в ней наличие всех необходимых для организма минералов и микроэлементов

Особенности глубокого залегания артезианской воды обеспечивают не только высокий уровень чистоты, но и повышенную концентрацию железа, кальция, магния и фтора. Если состав и концентрация веществ не соответствуют допустимым нормам, то артезианскую воду подвергают дополнительной очистке для нормализации химического состава.

Статья по теме:

В случае если артезианская жила подходит близко к поверхности и начинает получать подпитку из грунтовых вод, то характерные показатели воды изменяются. Поэтому перед вводом в активное применение рекомендуется провести анализ как грунтовых, так и артезианских вод.

Среднестатистическому человеку неизвестно, на сколько метров артезианскую скважину придется бурить, пока шахта наполнится чистой водой. Определить это можно с помощью карты артезианских скважин, которая составляется для определенного региона страны.

Артезианская вода не содержит нитратов и других вредных веществ, которые можно обнаружить в обычных грунтовых водах

Данные сведения есть в свободном доступе в открытых источниках и в базах специализированных организаций, которые готовы поделиться этой ценной информацией. Но в том случае, если глубина бурения влияет на стоимость артезианской скважины, то без консультации специалиста не обойтись. Это необходимо даже при условии, если допускать, что водный горизонт расположен не очень глубоко.

Характеристика роторного бурения

Роторное бурение — метод вращательного бурения, при котором разрушение грунта осуществляется при помощи долота, приводимого в движение в забое скважины от ротора буровой установки. Ротор вращается от двигателя автомобиля или отдельно установленного электродвигателя посредством приводного вала. Разработанный грунт вымывается из шахты скважины методом прямой или обратной промывки. Промывочный раствор может подаваться как самотёком, так и насосной станцией.

Роторное бурение применяется для разработки скальных и полускальных грунтов при устройстве глубоких скважин до 150 м. Роторная буровая установка с правильно подобранным долотом и утяжеленными бурильными трубами отлично справляется со скальными породами.

Специалисты-буровики рекомендуют использовать этот метод бурения при соблюдении следующих условий:

1. Гидрогеологический разрез участка изучен достаточно хорошо. Известно, что бурить предстоит скальные породы. Известен уровень залегания водоносной зоны в коренных породах.
2. Подземная вода обладает характерным для артезианских скважин напором
3. Имеется возможность бесперебойной доставки технической воды для промывки скважины.

В южных районах роторное бурение можно производить круглый год, а в северном климате применение этого способа ограничено из-за возможности замерзания промывочной жидкости.

Применяемое оборудование и инструменты

Роторное бурение водоносных скважин осуществляется с применением рамной или решётчатой вышки, на которой расположено подъёмное оборудование и остальные элементы буровой установки. Вышка даёт возможность поднимать и опускать в скважину бурильные колонны.

В состав буровой установки роторного типа входит:

• рамная или решётчатая вышка;
• двигатель с приводом;
• ротор и бурильная колонна;
• насосное оборудование и система очистки промывочной жидкости;
• подъёмное оборудование, напорная магистраль, вертлюг, сальники и т.д.

В самоходных установках в качестве двигателя используется ДВС автомобиля, на базе которого размещен буровой комплекс. В данном случае мощностью двигателя регулируются обороты бурового инструмента.

Ротор при помощи зубчатого устройства передаёт вращение на ведущую трубу, которая в свою очередь сообщает его на основной бурильный инструмент — долото. Долото может иметь различную форму и изготавливается из высокопрочных материалов: композиты, сталь с алмазным напылением и др. Для каждого типа грунта подбирается особый размер и форма долота, обеспечивая тем самым высокую эффективность и скорость проходки.

Шнек — наиболее подходящий бур для ручного бурения. Ручным станком со шнековым снарядом можно пройти скважину до 10 -12 м.

Шнек поступательными движениями завинчивается в грунт, отвал выносится на лопастях снаряда. Одновременно с проходкой устанавливается обсада.

Для наращивания высоты буровой колонны применяются штанги, соединяемые друг с другом резьбовыми муфтами.

Своеобразие роторной технологии

Роторное бурение скважин на воду осуществляется в три этапа:

1. Разрушение породы при помощи долота.
2. Вынос разрушенной породы на поверхность потоком нагнетаемой воды.
3. Укрепление стенок скважины обсадными трубами.

Вынос разрушенного грунта производится путём обратной или прямой промывки. Выбор способа промывки зависит от конкретных условий: глубины скважины, типа грунтов, наличия необходимого объёма промывочной воды. Как правило, в частных хозяйствах используется технология бурения с прямой промывкой, которая включает в себя следующие этапы:

• заглубление в грунт долота большого диаметра;
• вращение долота под воздействием ротора;
• установка бурильных труб и монтаж утяжелённых труб между ними и долотом;
• удаление отработанного грунта напором жидкости при помощи насоса;
• монтаж обсадной трубы, чтобы предотвратить обсыпание грунта внутри скважины;
• бурение долотом меньшего диаметра и повторение всего цикла.

Вода самотёком поступает в предварительно подготовленный резервуар, где происходит её очистка от грунта и шлама, и возвращается в бурильную колонну за новой порцией отработанной породы.

Достоинства и недостатки роторного бурения

Главным достоинством роторного способа является возможность бурить глубокие скважины с забором воды в трещиноватом известняке. Кроме этого данный метод бурения имеет следующие преимущества:

• высокое качество вскрытия водоноса в коренных скальных породах;
• возможность устройства скважины большого диаметра до 200 см;
• высокая скорость бурения, небольшие затраты энергоресурсов.

Существенным недостатком роторного бурения можно назвать необходимость организации промывки скважины.

Специфика колонкового бурения

Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.

Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.

Используемое оборудование и инструменты

Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:

• колонковая труба и штанги для ее наращивания;
• буровые коронки;
• труба для устранения шлама;
• муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.

Технология колонкового бурения

Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:

1. Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
2. Закрепление рабочего инструмента в станке.
3. Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
4. Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.

Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.

Веские достоинства и недостатки

Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.

Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:

• высокая скорость проведения работ;
• возможность применения на твердых породах;
• изготовление скважин глубиной до 100 м;
• компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
• мобильность.

Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.

Этапы бурения

Проходка скважин колонковым методом производится с промыванием, чтобы удалить буровой шлам, либо без него. При первом типе к применяемому оборудованию добавляется еще и насос высокого давления, что делает техпроцесс несколько более сложным, но существенно повышает его эффективность.

Рассмотрим общую схему бурения.

• Подготовительные работы на месте, где будет размещаться станок. Выбранную территорию следует очистить от всего лишнего, что может мешать проведению работ – мусора и посторонних предметов. А также участок следует максимально разровнять.
• Прохождение шурфа для раствора и отведения жидкостного потока. Яму следует расположить рядом с будущей скважиной. Ее глубина должна быть более 2-х метров. Для этих целей можно использовать сварные баки, а также иные емкости.
• Монтаж буровой установки, ее оснастка и сборка. На этом этапе верхнюю трубу закрепляют в станочном вращателе.
• Бурение. Снаряд проходит в землю, совершая вращательное движение, а также благодаря осевому давлению, которое переходит на торец коронки армированного типа. В то же время в забой скважины попадает вода или раствор для промывки.
• Разгрузка приемника для керна. В зависимости от того, какая технология используется, производятся действия либо с вытаскиванием буровой колонны, либо без него. Во втором случае это будет возможно, если оснастка всей установки предполагает применение керноприемника, который можно демонтировать. Извлечение материала из трубы для получения образца производится при помощи легкого постукивания молотком по корпусу цилиндра.
• Возвращение колонны или керноносителя в скважину и возобновление бурения с чередованием действий до достижения глубины выработки, указанной в плане.

Следует добавить, что состав жидкости для промывки может варьироваться. Он будет зависеть от состояния слоев породы, а также категории коронки, что используется. Если осуществляется алмазное бурение, то применяют специальную эмульсию, а в остальных случаях – раствор на основе глины.

Делаем скважину в ручную

Бесспорно, артезианская вода – самая лучшая вода. Однако, если не имеется достаточных финансовых средств для оборудования подобной скважины, можно выбрать экономичный вариант, выполнив ручное бурение скважины: несмотря на некоторую сложность, это вполне выполнимо.
Конструкции скважин могут различаться количеством обсадных колонн, их параметрами (диаметром, длиной) и интервалами между цементированными пространствами.

Этапы работы по ручному бурению скважины

Такая работа делается своими силами, однако вам потребуется пара помощников.Вся работа будет выполняться в следующей последовательности:

• Рытьё шурфа: для предотвращения последующего осыпания верхнего слоя земли. Стенки шурфа (1,5*1,5 метров, глубина -2 метра) обшиваются досками.
• Подготовка буровой вышки: изготовить треногу из брёвен диаметром 15-20 см, и между ними закрепить лебёдку.
• Буровая колонка: конструкция из шести и более штанг, которые посредством соединительных переходных муфт преобразованы в единую целостную трубу. На самой нижней штанге укрепить опускаемую на забой буровую головку, тип которой необходимо подобрать в зависимости от породы грунта.

Для проходки выработки в качестве буровой головки могут применяться:

• Спиральный бур (змеевик);
• Бур-ложка: для связанных глинистых грунтов (суглинков, супесей), с углублением на 30-40 см за одну зарубку;
• Бур: долото для работы с твёрдым грунтом;
• Желонка: для отделения песка от воды, гальки, гравия, рыхлого шлама после бурения, щебня с песчаным наполнителем. Желонка может быть простая, грейферная, пневматическая или поршневая.
• Нижнюю (первую) штангу соединить с тросом, перекинутым через лебёдку, и прикрепить буровую головку к опускаемому на забой концу штанги. Далее, штангу с головкой погрузить в пространство планируемого бурения.
  По мере заглубления последовательно присоединить первую штангу ко второй, затем остальные. В процессе бурения на забое, в зависимости от грунта, рекомендуется производить смену буровой головки.

• Бурение производить до появления воды, после чего скважину необходимо тщательно очистить с использованием желонки.
• На дно скважины опустить фильтр, мелким гравием и крупным песком засыпать пространство между стенками и фильтром.
• В завершение работы следует облагородить шурф кессоном, установить водоподъёмную трубу и электрический насос.

Преимущества и недостатки скважин на известняк

У подобного способа обеспечения чистой водой имеется несколько важных преимуществ:

• Долговечный источник высококачественной питьевой воды с длительным периодом эксплуатации.
• Бесперебойное снабжение, не зависящее от сезона или климатических изменений.
• У межпластовых напорных вод постоянный химический состав, их качество не страдает от атмосферных осадков или деятельности людей.
• Объёма добываемой воды (от 5 до 20 кубометров в час) хватает на обеспечение нескольких хозяйств. Соседям выгодно объединиться и заложить общую скважину под воду.

Недостатками считаются:

• Большая глубина бурения с привлечением тяжёлой техники, главная причина высокой стоимости.
• Для подачи воды необходимо оборудование повышенной мощности, что также увеличивает бюджет.
• Минерализованная вода негативно влияет на трубы и котлы, вызывая образование накипи.

Всегда рядом Источник ecoindustry.ru

• Если источник насыщен солями, это может привести к проблемам со здоровьем. В этом случае не обойтись без фильтров водоочистки.
• Иногда, из-за несчастливых особенностей грунтов, бурение затягивается на недели, а иногда и на месяцы.
• На артезианский источник необходимо получать лицензию.

2 Оборудование для бурения

Бурение скважины на известняк, точно так же как и на песок требует использования специального оборудования. Если бить обычный колодец для водоснабжения технической водой можно обойтись и собственными силами, сделав ямобуры своими руками. Но в случае с артезианскими (известняковыми) скважинами, простыми подручными средствами не обойтись — так как глубина «артезианки» может достигать 300 метров.

В данном случае необходима только специальная буровая техника, которая имеется в специализированных компаниях. Поэтому здесь просто не обойтись без помощи специалистов квалифицирующихся на бурении «артезианок».

Кроме того, вам понадобится следующее оборудование для обустройства артезианской скважины.

Кессон, позволяющий сделать абсолютно герметичным устье скважины, защищая при этом от промерзания не только трубы, но и саму непосредственно скважину. Он является своего рода бункером для вмонтированного оборудования.

Сам же кессон представляет собой емкость с горловиной, которую утепляют пенопластом и прикрывают сверху крышкой люка. Высота его составляет около 2 метров, что позволяет обеспечить нужную защиту вашего источника от замерзания. При этом диаметр его главной части (около 1 метра) позволяет исключить возможность проникновения грунтовых вод и песка.

Оголовок колодца (скважины) изготавливается как в виде пластиковой конструкции, так и чугунной. Главной его функцией является предотвращение попадание в устье скважины различного рода загрязнений.

Процесс прокачки скважины

Насос, благодаря которому осуществляется перекачка воды.

Обсадные трубы. Благодаря ним сохраняется целостность канала известняковой скважины.

Гидроаккумулятор. Его основное предназначение – это смягчение гидроударов и поддержка давления в системе.

Конструкцию артезианской скважины после бурения своими руками определяет необходимое количество обсадных колонн, которые опускают вниз, их длина, диаметр, а также интервалы между цементированием пространства.

2.1 Этапы бурения

Итак, основными этапами бурения скважины на известняк являются следующие:

1. С помощью ударно-канатного метода и специального приспособления (шнека) бурится шурф, глубина которого определяется водоупором (глиной).
2. Делается стальная обсадка диаметром не менее 160 миллиметров, в некоторых случаях не менее 225 миллиметров.
3. Задавливаем и забиваем в глину (водоупор) стальную обсадную колонну на глубину не менее 1-го метра. Благодаря этому мы надежно перекрываем первый горизонт.
4. После этого в известняке бурится шурф сквозь обсадную стальную колонну меньшим диаметром при помощи шнеков, пневмоударником либо колонковым снарядом.
5. По достижении необходимой глубины необходимо очистить шурф от шлама посредством эрлифта и желонки, после чего опускаем эксплуатационную колонну из ПВХ либо полиэтилена. Её наличие обязательно, так как она защищает от вывала неустойчивых известняковых прослоек.
6. Для доступа воды нужно сделать перфорацию на самой нижней части колонны, высота которой должна составлять 10-12-ти метров (но при необходимости можно больше).

голоса

Рейтинг статьи

Как устранить и предотвратить заиливание скважины

Все вышеописанное говорит об имеющейся неисправности, и бороться нужно с ней, а не с последствиями.
Вы можете почитать советы как почистить скважину своими руками от отложений, как промыть ее от песка или вызвать буровую бригаду, они приедут и почистят. Это восстановит изначальную глубину, но через некоторое время ситуация повторится. Ваша скважина будет вечно забиваться песком, пока не устранена причина.
Чистить скважину своими руками довольно опасно, ведь можно что-то уронить, оно там застрянет, и вам придется заплатить буровикам 30000 руб за выезд и попытку достать эту вещь. Именно попытку, никто не даст гарантию, что получится достать, но деньги за трату времени и перегон техники заплатить придется.

Чистить скважину бесполезно, вам не поможет ни лимонная кислота, ни компрессор, ничего, здесь требуется ремонт. Чтобы устранить заиливание, нужно позвонить буровикам, они приедут, установят причину, будут обсаживать, цементировать, перекрывать… Стоит это дорого, занимает много времени и не все буровые бригады согласятся браться за эту работу. Далеко не каждая компания имеет нужный опыт или готова потратить время на это. Они лучше где-то пробурят скважину и заработают больше денег.Неглубокие скважины восстанавливать не имеет смысла, дешевле пробурить новую.

Предотвратить заиливание очень просто — не нужно заказывать бурение у компаний, которые вчера купили буровой станок, написали заказных отзывов, и сегодня они «опытные мастера с 10 летним стажем».
Таких, к сожалению, очень много.

Вас заинтересует:

Когда лучше бурить скважину на воду

Санитарные зоны артезианских скважин

Песчаная скважина на воду

Лицензия на артезианскую скважину

Выбор места для скважины

Скважина или центральный водопровод

Тонкости при проходке

Способ разработки при расконсервации скважин и нефтяной залежи в целом.

Довольно часто колонны в скважину спускают секциями. Такой спуск является секционным, а сама колонна — многосекционной. При сложном бурении используют многоколонные конструкции горных выработок. В таких природных условиях буровые работы занимают много времени. В результате происходит значительный физический износ буровых и обсадных труб.

Для предотвращения преждевременного износа используют специальные протекторные кольца. Протекторы также относятся к конструкции скважины и представляют собой 2 резиновые оболочки в металлическом каркасе. Соединяются оболочки между собой с использованием металлических штырей. Протектор устанавливают на рабочих площадках или над ротором буровой при спусковых и подъемных операциях.

Для разделения пластов применяют цементирование. Производится цементирование с использованием специальных растворов. Цементный раствор готовят из специальных составов на воде с дополнительным введением химических ингибиторов и реагентов. Химия вводится для повышения качества, изменения характеристик и скорости твердения растворов. Эти растворы называются тампонажными. От тампонажного раствора напрямую зависит надежность разделения пластов и крепления конструкции скважины.

Выводы

Артезианские скважины обладают многими достоинствами. Они дают питьевую воду хорошего качества. Уровень водоотдачи стабилен в течение года. Количества воды хватает для обеспечения крупного хозяйства. Срок службы длится 50-60 лет (у песчаной скважины от 1 года до 15 лет).

Бурение на известняк требует вложений, но они окупятся в дальнейшем. Вопреки стереотипу, для частных лиц нет налога на потребление артезианской воды. Эксплуатация скважины потребует меньше расходов за 50 лет.

Песчаный источник необходимо прочищать от заиливания, чтобы продлить срок службы. Но раз в 10 лет придется повторять бурение на песок. С учетом увеличенного времени эксплуатации, в долгосрочной перспективе выгоднее заказывать бурение на известняк.