Обустроиство скважин

Обустройство бесфильтровых скважин производится в тех случаях, когда породы устойчивы или твердые слои залегают над водоносными песками.

Крепление стенок выполняется пластиковыми или стальными трубами. При свободной посадке труб толщина стенок составляет 7-8 мм, при принудительной 10-12 мм. Пластиковые трубы используются для обустройства неглубоких скважин (до 200 м). Они гигиеничны, стойки к коррозии, весят намного меньше, чем стальные.

Крепление стенок обсадными трубами

Для крепления стенок в канал спускают обсадную колонну. Она состоит из несущего башмака (опоры), фильтра (при необходимости), труб и стального патрубка (оголовка). Кольцевой зазор между стенками канала и колонны цементируют. При обустройстве неглубокой скважины трубы при спуске обматывают канатом, закрепленным на бурильной установке. Вытягивание свободного конца предотвращает соскальзывание колонны при наращивании очередной секции. Поскольку пластиковые трубы могут изгибаться в начале спуска, их вращают по часовой стрелке.


При обустройстве скважины с помощью технологии вытеснения необходим точный расчет объема цемента. Метод неполного цементирования требует дополнительных мер по герметизации устья. Цементный раствор должен иметь жидкую консистенцию, но при этом важно предотвратить растрескивание. Дальнейшие работы выполняются не ранее чем через 12 часов, для того чтобы раствор схватился. При обустройстве скважины пластиковыми трубами не рекомендуется использовать ускорители схватывания цемента, поскольку их действие сопровождается выделением тепла, из-за которого колонна может деформироваться.

Устье размещают в наземной или подземной камере с учетом удобства размещения технологического и электрооборудования. Конструкция должна обеспечивать надежную защиту от атмосферных осадков и грунтовых вод. Верхняя часть эксплуатационной колонны труб должна выступать над уровнем земли на 0,5 м.

Водоподъемное оборудование

Основной элемент водоподъемного оборудования для обустройства скважины — насос. При отсутствии электроснабжения используются ручные поршневые устройства прямого и рычажного действия. Они просты, надежны, но требуют затрат времени и сил на откачку воды. Поэтому при обустройстве скважины для автономной системы водоснабжения частного дома или жилого квартала устанавливают электрический насос.

Наиболее рентабельное решение при обустройстве скважины для небольшого объекта — погружной агрегат с лопастями. Он выбирается с учетом внутреннего диаметра трубы и необходимой производительности. Насос устанавливают выше фильтра. Его спускают на гибкой трубе и оборудуют автоматикой. Входящая вода проходит по герметичному корпусу электродвигателя и охлаждает агрегат. При обустройстве скважины с погружным насосом важно, чтобы поддерживалась достаточная скорость потока.

Винтовые насосы стоят дороже и более сложны в монтаже, но их механизм более долговечен из-за пониженной скорости вращения и стоек к воздействию песка.

Всасывающие насосы используются для обустройства скважины при уровне подземных вод до 7 м от поверхности. Самозаполняющиеся центробежные агрегаты устанавливаются вне трубы. Их важное преимущество — возможность подключения к любому двигателю: электрическому, дизельному, бензиновому. Они производительны и долговечны.

Разновидности фильтров

Фильтры устанавливаются при обустройстве скважин с целью предотвращения обрушения водоприемника и очистки воды от механических примесей. Их конструкция состоит из надфильтровой и рабочей части, отстойника с нижней пробкой. В отстойнике скапливаются прошедшие через рабочую часть частицы. Его длина составляет от 1,5 до 10 м.

При выборе фильтра для обустройства скважины учитывают: максимальную пропускную способность при качественной очистке; механическую прочность и антикоррозионные свойства; способ изготовления и стоимость.

По типу конструкции выделяют каркасные фильтры без покрытия, с тонкими фильтрующими покрытиями, фильтрующим заполнением и с засыпкой.

Фильтры без покрытия подходят для обустройства скважины в неустойчивых скальных и полускальных породах, гравийных отложениях и крупнозернистых песках. Они могут быть трубчатыми, стержневыми или тарельчатыми. Первые подходят для обустройства скважины любой глубины, остальные — до 200 м.

Трубчатый фильтр — наиболее доступное решение. В трубе высверливают отверстия или делают прорези. Важно, чтобы их размеры при этом были меньше размеров частиц. Водопропускная способность рассчитывается отношением площади отверстий к общей площади фильтра. У щелей она составляет 10-15 %, у отверстий 25-30 %.

Для обустройства скважины с каркасно-стержневым фильтром используют соединительные патрубки с кольцами и приваренными стержнями диаметром 10-18 мм и длиной 2-3,5 м. Водопропускная способность достигает 60 %.

Каркасный тарельчатый фильтр используют для обустройства скважин в песках (от тонко- до крупнозернистых). Он представляет собой набор плоских и конических колец из ударопрочного полистирола. Рабочая поверхность укрепляется стержневой обрешеткой.

Каркасно-проволочные, сетчатые и фильтры с коническими отверстиями относят к фильтрам с тонким фильтрующим элементом. Каркасно-проволочные конструкции подходят для обустройства скважин на гравелистых и крупнозернистых водоносных песках. Это стержневые и трубчатые фильтры, обмотанные проволокой 1,5-3 мм из нержавеющей стали с шагом 1-6 мм. При обустройстве скважин в песчаных пластах используются сетчатые фильтры с трубчатым каркасом, обтянутым снаружи сеткой из латуни, нержавеющей стали, пластика, стекловолокна. Фильтры с коническими отверстиями с оболочкой из листовой стали менее долговечны и используются в обустройстве скважин при разведочных работах.

Блочные фильтры с пористым заполнителем представляют собой цилиндрические блоки из гравия, пропитанного цементным или битумным связующим. Фильтры с засыпкой состоят из каркасно-проволочной или сетчатой конструкции, погруженной в гравий или крупнозернистый песок. При обустройстве засыпку помещают между каркасом фильтра и стенками скважины или внутри специального кожуха. По мере засыпки постепенно поднимают обсадную колонну.

Установку фильтров при вращательном бурении производят на колонне труб. Наиболее надежной считается технология обустройства скважины фильтром с помощью гидротурбинного расширителя. Конструкцию опускают на бурильных трубах.

Дополнительное оборудование для обустройства скважины

Комплектация водоподъемным и контрольным оборудованием зависит от способа подачи воды. Она может происходить самоизливом из напорных горизонтов. В этом случае насос может не использоваться.

При обустройстве скважины с насосом к нему подключается водоподъемная труба, электрический кабель и станция управления.

Дополнительно устанавливаются:

• уровнемеры для наблюдения за уровнем воды;
• трубопровод для транспортировки потока при прокачке;
• водомер для определения расхода;
• кран для отбора проб воды;
• клапан для выпуска воздуха;
• обратный клапан и запорная арматура.

Обустройство скважины — сложный технологический процесс, требующий профессионального проектирования и выполнения.