Обустройство системы водоснабжения на участке - крайне важный момент, ведь отсутствие свободного доступа к воде значительно усложняет все садовые работы и делает невозможным комфортное проживание на даче. Многие понимают, что им нужна скважина на воду.
Самым оптимальным решением проблемы является водозаборная скважина - эта конструкция позволяет получить воду лучшего качества, чем из колодца и может обеспечивать водой от одного до нескольких участков в течение многих лет. Само понятие о скважине выражается простым определением - так называют выработку в земной коре, преимущественно цилиндрической формы, позволяющую получить доступ к грунтовым и другим подземным водам.
Существует разделение видов скважин по назначению, в зависимости от наличия наклона или искривления шурфа, глубины выработки, типа добываемой воды. Последний момент является ключевым, именно от вида подземных вод зависит, какая разновидность шахты подойдет для конкретного участка.
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.
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
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
Разновидности скважин
Кроме типа подземных вод большое значение имеет использующееся оборудование для скважины под воду. В зависимости от этих двух моментов различают следующие виды:
Абиссинская скважина
Для небольшого дачного участка можно использовать разные виды скважин на воду. Самой неглубокой, потому требующей меньших затрат является абиссинская, которую называют еще скважиной Нортона, по имени ее изобретателя.
Прокладывается с помощью стальной трубы со специальным острым наконечником-фильтром, - вся конструкция в итоге напоминает большую иглу. Металлическую трубу поднимают над землей посредством специального блока и опорной треноги, затем забивают в грунт, постепенно прикрепляя дополнительные секции. Диаметр скважины совсем небольшой - 1-2см, а глубина редко когда превышает 5-10м - поэтому таким способом можно получить только верховодные и грунтовые воды.
Преимущества абиссинского колодца в простоте установки
- для обустройства не требуется сложной габаритной техники и больших денежных затрат, а расположить его можно в любом месте участка. Минусы
- малое количество получаемой воды и ее невысокое качество. Конструкция скважины не допускает использования погружного насоса, поэтому поставку воды производят с помощью поверхностного вручную, а зимой добывать воду нельзя без дополнительного оборудования.
Установить абиссинский колодец возможно только на участке с достаточно мягким грунтом, а срок его службы не превышает нескольких лет
Скважина на песок
При решении какую скважину выбрать для дачного участка, выбор зачастую падает именно на нее - водозаборная выработка на песок не требует больших вложений и предоставляет более качественную воду и в большем объеме, чем абиссинская. Свое название эта скважина под воду получила благодаря свойствам первого водоносного горизонта межпластовых вод залегать в рыхлых и пористых породах, чаще всего в песке.
Чтобы вырыть шахту такой конструкции потребуется специальная бурильная установка - ее обычно можно взять в аренду на небольшой срок и провести все работы самостоятельно, что позволит сэкономить средства. Глубина залегания первых межпластовых вод - от 15 до 100м, поэтому качество воды довольно высокое, и она подходит для питья.
Конструкция скважины на песок представляет собой металлическую трубу, нижняя часть которой перфорирована для забора воды и закрыта сетчатым фильтром, чтобы защитить от загрязнения. Иногда используют двойную колонну из пластиковой трубы, которая не подвержена коррозии, а сверху закрытой еще одной металлической, чтобы предотвратить повреждения в сложных видах грунта.
Подъем воды из песчаной шахты происходит с помощью погружного насоса и колонки. Служит песчаная скважина значительно дольше, чем абиссинская - от 8 до 15лет, срок службы можно еще продлить, если прочищать ее регулярно от песка и ила.
Вариант устройства скважины на песок с применением трубы ПВХ
Минусы выработки на песок тоже довольно значительны - главный из них, что пригодный для использования водоносный горизонт на песке есть не в каждой местности. Поэтому если нет точных сведений, желательно провести разведку и взять замер грунта на водонасыщенность.
Такие типы скважин обычно не имеют достаточной глубины, чтобы избежать загрязнения из верхних слоев, а их наполненность зависит от атмосферных осадков и может колебаться в разные сезоны
Артезианская шахта
В случае если нужна надежная скважина в доме, без перебоев дающая чистую воду в достаточном количестве - то несомненно лучшим выбором будет именно артезианская. После первых слоев межпластовых вод с горизонтами в рыхлых породах, на большей глубине пролегают гораздо более обширные водоносные слои в известняке - с чистой водой, находящейся под большим давлением. Скважина водозаборная на известняке и называется артезианской.
Глубина такой шахты может быть от 40 до 200м, это и является причиной исключительной чистоты воды - в нее не попадают примеси из грунтовых вод. Зато содержание минеральных солей и железа зачастую выше нормы, что в больших количествах неполезно для здоровья - поэтому даже артезианскую воду многие отфильтровывают. Забор воды производится с помощью глубинных насосов, сама шахта почти не подвержена загрязнению и не нуждается в уходе, если все работы были произведены правильно.
Минусы артезианской выработки
в дороговизне сложности установки - бурение проводится с помощью крупногабаритной техники, и требует довольно большого пространства - после завершения работ вокруг шахты на 30м нельзя ставить постройки и проводить электрические провода. Также для получения разрешения на бурение артезианского колодца требуется собрать определенные документы, а для дальнейшей эксплуатации нужно оформить и оплатить лицензию.
Но несмотря на то, что ее обустройство потребует больших вложений и помощи специалистов, такая выработка может стать источником воды высокого качества для целого поселка.
Особенности артезианской скважины в том, что ее наполненность не будет колебаться от сезонных изменений, а срок службы неизмеримо больше песчаных и абиссинских шахт - при использовании качественного оборудования она будет исправно работать более 50лет
Заключение
При наличии достаточных сведений о грунтовой структуре участка и знаний какие бывают скважины на воду, выбор подходящего колодца не составит труда. Для небольшого загородного дома или дачи оптимальным выбором будет скважина на песке, если источник воды нужен ненадолго или только летом подойдет и абиссинский колодец.
Если нужен надежный бесперебойный источник для большого дома или нескольких, или же для фермерского хозяйства, то лучшим выбором будет артезианская скважина
Виды скважин на воду: особенности и преимущества в частном доме. Эта статья предназначена для тех, кто хочет провести систему индивидуального на дачу посредством бурения и обустройства, но пока что не имеет представления о том, с какой стороны подойти к решению этого вопроса. Мы хотим рассказать вам, какие есть виды скважин, какой бывает глубина и характеристики.
Еще мы рассмотрим методы бурения и примерную стоимость этих работ в зависимости от того, какие будут применены технологии и оборудование.
Давайте рассмотрим типы подземных вод, которые существуют для добычи от не очень глубоких и дорогих . По горизонтально направленности залегают слои земли разными пластами. Первый слой грунта называется водоупором, и он занимает большую площадь, которая образована из пород плотного типа с мизерной водопроницаемостью. Так как фильтрация и ее объем в этом случае невелики, здесь недоступно свободное протекание воды.
Когда начинают бурение даже при небольшой глубине, вы первым делом встретитесь с водоупором, который часто сложен из глиняных плит, и намного реже из скальных пород. Если же на поверхности водоупора находится рыхлый и пористый грунт (известняк, гравий, песок, ила, мергель и другое), а условия местности дают возможность накапливаться в этом слое достаточному количеству воды, получается водоносный горизонт.
Именно из него можно добывать воду при малой глубине бурения. По своей слоистой структуре грунт напоминает любимый всеми тортик «Наполеон». Так как же, как крем смешивается с коржами, так и в земле водоупоры чередуется с рыхлой породой, что и становится причиной образования водоносного горизонта. Кстати, чистота и полноводность зависят от глубины. Но это считается общей тенденцией, так как глубина залегания на том или ином земельном участке зависит по большей части от особенностей размещения и структуры земли, а также от местности и осадков.
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
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.
Виды скважин на воду: особенности и преимущества
Есть несколько видов скважин на воду, а также один давно известный всем способ добычи воды – . Рассмотрим все виды скважин.
Колодец
Еще в очень далекие времена не были придуманы бетонные кольца, которые были бы в диаметре 1-1,6 метра, но колодцы всем были нужны. По этой причине их начали делать из камней, а также из стволов деревьев, делая срубы. Первый способ был достаточно трудоемким, а второй не таким уж и долговечным. При сочетании «грунт-дерево-влага-воздух» получилась гниение дерева в течение нескольких лет. А вот при сочетании «дерево-вода» без кислорода через 60 лет древесина стала бы мореной.
Но в последние 100 лет изобрели железобетон и простой бетон, и теперь уже колодец делали из бетонных колец. Процесс копания был таковым – на землю ставили кольцо, и внутри него начинали копать, постепенно, с увеличением глубины, опускали и кольцо. По мере углубления кольца в воду копать колодец переставали. Для того, чтобы работающие землекопы случайно не утонули, воду откачивали насосом. Да, копать колоец – труд каторжный.
Достоинства и недостатки способа
Плюсом является то, что выкопать колодец можно было везде. В этой статье мы рассмотрим центральный регион России. Воды будет предостаточно – колодец выступает в роли накопителя, в котором всегда будет 2-3 м 3 воды. Обычно такая вода мягкая. Еще к плюсам можно отнести небольшую стоимость, так как кольцо на 1 м в диаметре стоит около 2700 рублей, вкопать такое кольцо будет стоить столько же. По простой арифметике можно понять, что колодец, на который будет затрачено примерно 7-10 колец, обойдется вам в 50-55 тысяч рублей. А вот абиссинский колодец обойдется вам дешевле на 30%.
Недостатки – в колодец может легко попасть верховодка, особенно если вы проживаете в болотистой местности. Помимо этого, сверху идут засорения в виде пыли, грязи и прочих нежелательных вещей. Иногда колодцы пересыхают, к примеру, при выкапывании весной (когда в земле воды с избытком, можно случайно спутать скопление воды с источником). Периодически следует прочищать колодец, чтобы он не заиливался. Если такое случилось, то вода поступать не будет.
Еще один минус – опасность бактерий. Иногда такие проблемы проявляются не сразу после выпивания сырой воды из колодца, а после 2-х недель (инкубационный период).
Скважина на песке
Данный вид скважины на воду обладает глубиной от 16-ти до 30-ти метров, а технология бурения заключается в следующем – скважину на ближайший горизонт водоноса бурят шнековым способом. Она представляет собой трубу в диаметре больше 10 см, на ее конце находится фильтр – трубочка с перфорацией, которая обмотана сеткой галунного плетения из латуни/нержавейки. Фильтр ставят в крупнофракционных песках с добавлением гальки. Так, при одновременном открытии 2 кранов из каждого будет выходить по 90-165 грамм/сек. Получается, что заполнение крана будет около 2-4 секунд. Это не так много, но для дачи подойдет.
Срок эксплуатации скважины от 6-ти до 16-ти лет, все зависит от регулярности использования. Если же вы будете пользоваться скважиной 1-2 раза в месяц, то она выйдет из строя.. нет, не через 30 лет, а через 2-3 года. Что делать, если скважины заилилась? Попробуйте прочистить ее большим напором воды, но тогда знайте, что может порваться фильтр. Бывает и так, что промывание не дает результатов, а значит, придется заказывать вторичное бурение.
Совет! Иногда выгоднее потратиться на одну артезианскую скважину и у вас будет вода на протяжении 60-80 лет, чем каждые 8 бурить новую песочную.
Артезианская скважина
Свое название скважина получила неслучайно, и произошло это во французской провинции «Артуа», где такой вид скважин был пробурен впервые, при этом был самоизлив воды. На сегодняшний день в практике не всегда встречаются артезианские виды скважин, которые фонтанируют. Также при бурении такой скважины вам не придется устанавливать сетчатый фильтр, так как эти воды находятся в пластах известняка. Но и не в каждом известняке есть такие воды – только в пористых видах. Отличительной особенностью артезианской скважины является большое количество поступаемой воды – от 4 до 10 м 3 час. В такой скважине вода никогда не кончается, и даже минимальный срок службы составляет 65 лет. Вода 100% не будет содержать в себе аммиака, микробов, мочевины и других загрязнений. Чаще всего для известняка используют такую буровую машинку, как УРБ-2А.
Недостаток может заключаться в том, что не на каждый участок сможет заехать эта машина. Для бурения вам нужна будет площадка хотя бы 5*6 метров. Стоимость, которая кстати, довольно высока, полностью оправдана долговечностью и большим количеством воды. Если у вас не так много денег, а скважина очень нужна, попробуйте поговорить с соседями о том, чтобы пробурить одну скважину на несколько домов. Дажи при питании трех домов одновременно от одной скважины у вас все равно будет доступ воды 1 литр/3 сек.
Абиссинский колодец
Страна в Африке, а ныне современная Эфиопия, в начале XIX века смогла похвастаться тем, что в Абиссинии английские войска внедрили в жизнь изобретение Нортона (по национальности американца) трубчатый колодец. Это самый дешевый вариант водоснабжения из всех существующих. Его часто используют при самодельном бурении скважины для воды. В отличие от простого колодца сюда точно не попадет верховодка, грязь и пыль. Колодец выкачивает воду с глубины 9-13 м. В большинстве случаев вода пригодна для питья, не содержит много солей и минералов.
Владимир Хомутко
Время на чтение: 5 минут
А А
Что представляет собой нефтяная скважина?
Без нефтепродуктов сложно себе представить современную жизнь. Делаются они из нефти, которую добывают с помощью особых горных выработок. Многие из нас слышали термин «нефтяная скважина», но вряд ли все знают, что это на самом деле такое. Давайте попробуем разобраться, что собой представляет это сооружение, и какими они бывают.
Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, чей диаметр во много раз меньше общей длины её ствола (глубины).
Помимо скважины, есть еще такие горные выработки, как колодец и шахта. В чем их отличие от рассматриваемого нами определения? На само деле, все довольно просто. В шахту или колодец человек может попасть, а в скважину – нет. Таким образом, дополнительное определение этого сооружения таково – горная выработка, схема и форма которой исключает доступ в неё человека.
Верхнюю часть такой выработки называют устьем, а нижнюю часть – забоем. Уходящие вниз стенки образуют так называемый ствол.
Всем известно, что скважины делают при помощи бурения. Однако сказать, что их просто бурят было бы неверно. Эти капитальные сооружения, сложные в своем строении, под землей скорее строят, в связи с чем они относятся к основным средствам организации, а затраты на их бурение и обустройство являются капитальными вложениями.
Строительство нефтяных и газовых скважин
Конструкция скважины выбирается на этапе проектирования и должна отвечать следующим требованиям:
- конструкция должна предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
- конструкция должна не допускать обрушения стенок ствола;
- также она должна обеспечивать надежное разделение друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
- в случае необходимости, конструкция этой выработки должна давать возможность герметизировать её устье в случае возникновения такой необходимости.
Строительство и монтаж нефтяных и газовых скважин проводится следующим образом:
- Первым делом бурится начальный ствол большого диаметра. Его глубина составляет около 30-ти метров. Затем в пробуренное отверстие опускается металлическая труба, которую называют направлением, а окружающее её пространство уставляется специальными обсадными трубами и цементируется. Задача направления – предотвратить размывание верхнего почвенного слоя в процессе дальнейшего бурения.
- Далее до глубины от 500 до 800 метров бурится ствол меньшего диаметра, в который опускается колонна из труб, называемая кондуктором. Пространство между стенками трубы и горной породой также заливается цементным раствором на всю глубину.
- Только после обустройства направления и кондуктора скважину пробуривают на заданную проектом глубину, и опускают в неё колонну труб еще меньшего диаметра. Эта колонная называется эксплуатационной. Если глубина залегания пласта – большая, то возможно использование так называемых промежуточных трубных колонн. Все пространство между стволом скважины и окружающей её горной породой заливается цементом.
В чем основное назначение кондуктора? Дело в том, что на глубинах до 500 метров располагается активная зона пресных вод, а ниже этой глубины (в зависимости от региона разработки) начинается зона с затрудненным водообменном, в которой много соленых вод и прочих подвижных флюидов (в том числе – газов и нефти). Так вот, основная задача кондуктора – это дополнительная защита, которая предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.
Какие бывают скважины?
В зависимости от того, в каких геологических условиях расположены нефтяные месторождения, бурятся разные типы таких выработок.
Основные виды скважин:
- вертикальные;
- наклонно-направленные;
- горизонтальные;
- многоствольные или многозабойные.
Вертикальной называют скважину, угол отклонения ствола которой от вертикали – не более пяти градусов.
Если этот угол больше пяти градусов, то это уже – наклонно-направленный тип.
Горизонтальной называют скважину, если угол отклонения от вертикали её ствола приблизительно равен 90 градусов. Однако есть некоторые нюансы этого определения. Поскольку в живой природе редко встречаются «прямые линии», а разрабатываемые пласты чаще всего залегают с некоторым уклоном, то с практической точки зрения бурить строго горизонтальные скважины смысла, как правило, нет.
Проще и эффективнее направить ствол вдоль оптимальной траектории залегания. Исходя из этого, можно дать определение горизонтальному типу таких выработок как скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.
Скважины, у которых два и более ствола, называются многоствольные или многозабойные. Их отличие друг от друга – в расположении точки разветвления, в которой от основного стола отходят дополнительные. Если эта точка располагается выше уровня продуктивного горизонта, то этот тип выработки называется многоствольным. Если эта точка располагается в пределах продуктивного горизонта, то это – многозабойный тип скважины.
Проще говоря, если основной ствол пробуривают до разрабатываемого пласта, а уже внутри него бурятся дополнительные отростки, то это – многозабойный тип (продуктивный пласт пробивается в одной точке). Все остальные выработки с несколькими стволами относятся к многоствольным (несколько точек пробития пласта). Также такой тип скважин характерен в случаях, когда пласты расположены на разных горизонтах.
Кроме того, бывают еще кустовые скважины. В этом случае несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину, а их устья находятся близко друг к другу (как посаженный вверх ногами куст).
Эта классификация предусматривает следующие категории таких горных выработок:
Разведочное бурение производится на площадях, нефте- или газоносность которых уже установлена, с целью уточнения объемов обнаруженных залежей углеводородного сырья и для уточнения исходных параметров месторождения, которые необходимы при проектировании способа разработки промысла, поэтому разведке уделяется особое внимание.
Эксплуатационное бурение создает выработки следующих типов:
- основные (добывающие и нагнетательные);
- резервные;
- контрольные;
- оценочные;
- дублирующие;
- скважины специального назначения (поглощающие, водозаборные и так далее).
Сама добыча сырья производится через добывающие выработки, которые бывают насосными, газлифтными и фонтанными.
Назначение нагнетательных скважин – воздействие на разрабатываемый пласт с помощью нагнетания в него пара, газа или воды, а также прочих рабочих сред. Они бывают внутриконтурными, приконтурными и законтурными.
Резервные необходимы для разработки отдельных и застойных зон, а также зон выклинивания, которые не входят в контур основных скважин.
Контрольные нужны для наблюдения за текущим положением зон контакта добываемого ресурса и воды и прочими изменениями пласта, находящегося в разработке. Кроме того, с их помощью контролируют давление в продуктивных пластах.
Оценочные нужны для предварительной оценки подготавливаемых к разработке месторождений. Они помогают определить границы и размеры запасов, а также прочие необходимые предварительные параметры.
Дублирующие используются во время замены ликвидируемых вследствие физического износа или аварий скважин основного фонда.
Через специальные добывают техническую воду, сбрасывают промысловые воды, с их помощью ликвидируют открытые фонтаны и так далее
Процесс бурения нефтяной скважины по характеру своего воздействия на горные породы бывает:
- механическим;
- термическим;
- физико-химическим;
- электрическим и так далее.
Конструкция нефтяной скважины
Промышленное освоение месторождений подразумевает использование только механических способов, в которых используются разные режимы бурения. Все другие способы разбуривания находятся в экспериментальной разработке.
Механические методы бурения делятся на вращательные и ударные.
Ударный способ – это механическое разрушение горной породы, которые выполняется подвешенным на канате специальным инструментом – долотом. В состав такого бурового комплекса также входят канатный замок и ударная штанга. Это устройство подвешивается на канате, который перекинут блок, установленный на буровой мачте. Возвратно-поступательное движение долота обеспечивается специальным буровым станком. Цилиндрическую форму ствол приобретает вследствие поворота долота во время работы.
Очистку забоя от разрушенной породы выполняют при помощи желонки, которая напоминает длинное ведро с клапаном на днище. Инструмент вынимают из ствола, опускают желонку, открывают в забое её клапан. Ведро наполняется жидкостью с кусочками породы, клапан закрывается, и полная желонка поднимает на поверхность. Все, можно продолжать бурение.
В России на данный момент ударное бурение практически не применяется.
Вращательный метод основан на погружении долота в толщу пород с помощью одновременного воздействия на инструмент и вертикальной нагрузки, и крутящего момента. Вертикальная нагрузка позволяет погрузить долото в породу, а затем, с помощью крутящего момента, долото скалывает, истирает и дробит горную породу.
По способу расположения силового агрегата вращательное бурение делится на роторное и забойное. В первом случае двигатель стоит на поверхности, а крутящий момент долу передает колонны буровых труб. Во втором случае двигатель ставиться сразу за долотом, и вращения буровой колонны не происходит (вращается только долото).
Самой глубокой в мире скважиной является Кольская сверхглубокая (СГ-3). Её глубина – 12 262 метра. Её пробурили в Мурманской области для изучения глубинного строения Земли.
Скважина на воду - уникальная конструкция, позволяющая обеспечить частный участок (а иногда и целый посёлок) достаточным количеством воды, взятой из подземных источников. Благодаря постоянной высокой производительности глубинного колодца использовать источник можно от 5 до 50 лет. Но продолжительность работы регулирует классификация скважин по назначению. Какие именно виды скважин бывают, и в чём их различия, разбираемся ниже.
Разделить все вырытые колодцы на частном участке можно в соответствии с их глубиной, шириной и назначением. Так, среди профессионалов-геодезистов различают такие виды скважин на воду:
- Разведочные;
- Фильтровые;
- Артезианские;
- Промышленные.
Важно: абсолютно все типы скважин формируются методом бурения при помощи специального бурового оборудования. Разница лишь в количестве дней, затраченных на работу и в ширине/глубине готового колодца.
Виды скважин
Итак, мы увидели, какие бывают скважины для воды. Теперь разберёмся подробнее с каждым видом колодца.
Источник предварительной разведки
Такие виды скважин являются подготовительным этапом, позволяющим получить подробную информацию о наличии подземного источника, глубине его протекания и качестве воды в нём. Для формирования такого мини-колодца используется буровая машина малого сечения, а сама проходка ствола не отличается сложностью.
Актуально формирование такого колодца на тех участках, где водоносный грунт расположен достаточно глубоко и не представляется возможности узнать о его параметрах. Такое бурение существенно экономит денежные средства, поскольку не требует более мощного оборудования для выполнения работы.
Для бурения скважины с целью разведки используются три основных вида:
- Вращательный;
- Колонковый;
- Шнековый.
Первый считается самым быстрым и простым, к тому же не требующим дорогостоящего оборудования. Но если по предварительным данным скважина будет иметь большую глубину, то лучше использовать второй способ бурения – колонковый бур.
Шнековый метод формирования колбы используется при бурении колодца на глубину не более 50 метров. Работа такого бура и обойдётся в разы дешевле.
Фильтровая скважина
Здесь классификация скважин говорит о том, что такой колодец может располагаться на глубине 10-30 метров на уровне пластов песка, толщина которых может достигать 10 метров. Часто эти водоносные песочные пласты подпираются глинистой прослойкой грунта.
Фильтровая колба позволяет получить воду для орошения или водоснабжения участка. К сожалению, в качестве питьевой воды использовать такой источник не всегда представляется возможным, потому что качество жидкости оставляет желать лучшего.
Известно, что песчаный пласт может и не содержать большого количества источников. Но есть шанс попасть на подводные реки в том случае, если под пластом глины имеется прослойка из гравия.
Важно: производительность фильтрового колодца в среднем 0,8-1 м3/час. Но чем больше скважина даёт воды, тем большим должно быть сечение внутренней колбы колодца. Стоит также отметить, что эти категории скважин не служат долго. В среднем 5-8 лет в зависимости от заиливания фильтра на дне колбы. При этом нужно помнить, что дно колодца заилится и выйдет из эксплуатации в разы быстрее, если источником пользоваться редко. И наоборот, если колба-источник используется по полной, то фильтр не будет подвергаться атаке донного ила.
Из недостатков фильтрового колодца можно отметить:
- Риск загрязнения воды канализационными водами, проходящими рядом или осадочной грунтовой водой;
- Необходимость чистки заилившегося фильтра;
- Применение мощных фильтров и насосного оборудования, что часто выливается в большие финансовые затраты;
- Низкий срок службы такой источника.
Глубинная артезианская
Эти категории скважин относятся к минеральным, поскольку глубина залегания источника часто достигает от 50 до 200 метров. На таком уровне подземные источники проходят известняковую фильтрацию и насыщаются большим количеством минералов. Артезианская скважина обладает производительностью 3-4м3/час, что позволяет обеспечить чистой питьевой водой не просто одно частное владение, но целый посёлок или даже городской микрорайон.
Для бурения глубинной колбы может потребоваться от трех до двенадцати дней (в зависимости от залегания известняковых слоёв, в которых протекает вода). Для обустройства такого артезианского колодца используют стальные трубы. Часто диаметр обсадной трубы варьируется от 219 до 425 мм. Срок службы артезианского источника может достигать 50-60 лет с непадающей при этом производительностью.
Важно: для того чтобы бурить глубинную скважину на частном участке, необходимо обязательное получение лицензии. Иначе проведение всех работ и дальнейшая эксплуатация скважины будут считаться незаконными.
Промышленная скважина
Далее классификация скважин уже затрагивает более сложные процессы бурения и формирования колодцев-источников. В случае с промышленным назначением скважины бур углубляется до уровня артезианского источника. Но различие между двумя видами колодцев в том, что для промышленного источника требуется более сложное оборудование и обсадные трубы с большим сечением (от 219 мм).
Промышленная скважина имеет высокий уровень дебета и способна обеспечить водой большое предприятие, целый город или сельскохозяйственный комплекс. К сведению: один такой колодец способен давать в среднем около 100м3/час.
Важно: промышленная скважина отличается не только огромными трудозатратами на её формирование и обустройство, но и требует длительной бумажной волокиты с оформлением соответствующих документов.
Где именно бурить скважину на своём участке
Для того чтобы выбрать место под колбу на участке, необходимо учесть несколько факторов:
- Назначение производимой воды (питье, полив, периодическое использование или постоянное);
- Необходимое количество воды.
Исходя из этих данных, вы сможете сформировать потребность в том источнике, который предлагает современная классификация скважин.
Важно: стоит знать, что подземные воды есть практически везде и шанс наткнуться на источник равен 100%. Однако если вы не хотите попасть на верховодку (поверхностные грунтовые воды, которые часто пересыхают), бурите артезианскую скважину. А получить информацию о подземных водах лучше в государственном кадастре водных ресурсов РФ по своему району.
Несколько условий для бурения
Решив пробурить скважину, воспользуйтесь такими советами:
- Для проведения работ пригласите профессионалов;
- При бурении нужно обязательно учесть расположение систем коммуникаций по участку согласно строительного проекта;
- А место бурения всегда должно быть увязано с уровнем уклона земной поверхности.
Таким образом, если у вас есть средства и желание обеспечить себя качественной питьевой водой, то лучше остановите свой выбор на глубинном источнике.
Эта статья - для тех, кто собирается делать индивидуальное водоснабжение частного дома путём бурения и обустройства скважины на воду, но не представляет пока, с какой стороны взяться за решение этого вопроса. Мы расскажем, какие бывают виды скважин на воду, какова их глубина, характеристики. Какие существуют методы бурения скважин на воду и какова будет ориентировочная стоимость источника в зависимости от применённых технологий и оборудования.
Прежде чем начать разбираться, какие бывают скважины на воду, ознакомимся с типами подземных вод, доступных для добычи из относительно неглубоких и условно недорогих скважин. Грунты залегают разнородными пластами горизонтальной направленности.Водоупор -слой грунта значительной площади, образованный из плотных пород с минимальной водопроницаемостью. Объём фильтрации влаги через водоупор невысок, свободное перетекание воды невозможно. При бурении на небольшую глубину в основном сталкиваются с водоупорами, сложенными из плотных глин, реже - со скальными породами. Если над водоупором залегает слой рыхлого, пористого грунта (песка, гравия, известняка, мергеля, ила и т.д.) и условия местности позволяют накапливаться в нём достаточному количеству влаги, образуется водоносный горизонт . Из него-то и можно добывать воду, пробурив скважину либо выкопав колодец.Грунты своей слоистой структурой отдалённо напоминают всенародно любимый торт «Наполеон». Как коржики перемежаются кремом, так в грунтах водоупоры чередуютсяс рыхлыми породами, формируя водоносные горизонты. Последние тем чище и полноводнее, чем глубже залегают. Но это лишь общая тенденция, а глубина залегания тех или иных водоносных горизонтов на конкретном земельном участке зависит от структуры грунтов данной местности и от уровня осадков в регионе.
Грунты имеют слоистую структуру, породы различной плотности и водопроницаемости чередуются, образуя водоносные горизонты
Итак, с какими типами подземных вод мы можем столкнуться при бурении неглубоких скважин:
Верховодка
Верховодкой называют подземные воды, располагающиеся близко к поверхности над ограниченными по площади водоупорными линзами. Не везде такие фрагментарные водоупоры имеются, поэтому и верховодку можно найти не повсеместно.
Так как верховодка практически не защищена сверху фильтрующим слоем, значительная часть биологических и химических загрязнений с поверхности попадает в воду, из-за чего качество её весьма низкое в районах, где ведётся хозяйственная деятельность.Ограниченный водоносный горизонт подпитывается только за счёт осадков, поэтому обильным он может быть только после таяния снегов и в период дождей. В сухой сезон и в разгар зимы количество воды в колодце либо скважине, устроенной на верховодку, резко снижается либо она вовсе исчезает.
Единственная причина, по которой вообще есть смысл рассматривать низкокачественную верховодку в качестве потенциального источника для водоснабжения - небольшая глубина залегания, в среднем от 2 до 8 метров. Очень простые и малозатратныеметоды бурения скважины позволят дёшево добывать воду, пригодную для хозяйственных целей.
Грунтовые воды
Грунтовыми водами называют водоносный горизонт (водоносный горизонт со свободной поверхностью), залегающий над ближайшим от поверхности земли обширным водоупором. Как правило, залегает он на большей глубине, чем верховодка, в среднем от 6 до 20 м в средней полосе России.
Традиционные деревенские колодцы копают, как правило, до грунтовых вод
Грунтовые воды также не защищёны фильтрующим водоупором сверху и зачастую не соответствуют требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Но прохождение поверхностных вод через более толстый слой почвы удаляет часть загрязнений, грунтовая вода качественнее верховодки. Что касается водонаполненности, то открытый горизонт в любом случае заметно подвержен сезонным колебаниям.В лесистой местности, регионе с достаточным количеством осадков вода в том или ином количестве будет поступать в скважину или колодец круглогодично. На территории с засушливым климатом грунтовые воды могут сезонно исчезать либо вообще отсутствовать.
Как ясно из названия, межпластовые воды представляют собой водоносные горизонты, расположенные между двумя слоями водоупорных пластов.
Межпластовые воды располагаются в слое водопроницаемого, рыхлого грунта, расположенного между двумя водоупорами
Мы уже упоминали, что водоупорных слоёв грунта может быть много, соответственно, горизонтов тоже немало. Межпластовые воды залегают относительно глубоко, от 20 до 80 м. Хотя отдельные горизонты могут подниматься близко к поверхности и даже выходить на неё родниками. Влаге, чтобы проникнуть в межпластовый горизонт, приходится преодолевать значительный слой почвы и толщу водоупорных пород, которые отфильтровывают значительную часть загрязнений. Поэтому качество межпластовых вод ощутимо выше, чем у верховодки и грунтовых вод. Не всякий горизонт несёт в себе достаточно влаги, поэтому в ходе бурения геологи ищут наиболее водонасыщенные слои. В целом, чем глубже, тем обильнее и чище межпластовые водоносные горизонты.Вода, зажатая между двумя малопроницаемыми слоями водоупора, под воздействием веса вышележащих грунтов находится под давлением. Поступая в рабочую колонну пробуренной скважины, она расширяется. Поэтому статический уровень воды в скважине может быть заметно выше отметки расположения водоносного горизонта. Встречаются межпластовые воды, давление которых настолько высоко, что при бурении на них скважины происходит самопроизвольный излив на поверхность, вода буквально бьёт из-под земли фонтаном. Это артезианские воды.
Отнюдь не все артезианские водоносные горизонты, являющиеся разновидностью межпластовых вод, способныфонтанировать. Но повышенное давление и, как результат, высокий уровень воды в скважине характерны для всех артезианских источников. Артезианские воды, образующие обширные подземные бассейны на относительно большой глубине (от 100 до 1000 м в среднем), обильны и чисты.
Чистые и обильные артезианские воды (7) расположены глубже других типов подземных вод
Как правило, артезианские горизонты находятся в пористых и трещиноватых осадочных горных породах, чаще в известняке. Из-за большой глубины методы бурения скважины на артезианскую воду являются весьма недешёвыми. Однако в редких случаях возможен выход артезианских горизонтов близко к поверхности, чаще такое явление встречается во впадинах рельефа местности. Если очень сильно повезёт, артезианскую воду можно найти и на глубине 25 м.
Виды скважин на воду
Итак, какие бывают скважины при бурении на воду в зависимости от типа питающих их грунтовых вод и технологии бурения?
Схема показывает, какие виды скважин на воду бывают в зависимости от глубин бурения и типов водоносных горизонтов, от которых они питаются
Абиссинский колодец (скважина Нортона)
Конструкцию абиссинского колодца придумал и впервые реализовал в XIXвеке британский инженер Нортон. С тех пор в технической литературе и среди специалистов используется термин «скважина Нортона». Её не бурят, а забивают в землю. Стальную трубу небольшого диаметра (50-60 мм) с помощью треноги и блока поднимают на высоту и затем обрушивают в грунт. Погрузив первоначально в грунт, продолжают забивать, нанося удары сверху. На конце трубы расположен острый наконечник с фильтром для приёма воды, благодаря чему абиссинский колодец также получил наименование «иглофильтра».
Фильтр абиссинского колодца представляет собой перфорированные отверстия на нижней секции. Желательно защитить их сеткой из нержавеющей стали
Буровую иглу забивают, по мере её углубления наращивая дополнительными секциями.Забить трубу глубоко не получится, особенно если в грунте попадаются камни.
Обычная глубина абиссинского колодца - 6-12 м и добыть с этой глубины можно лишь верховодку либо грунтовые воды. Поднимают воду с помощью традиционной ручной колонки либо поверхностногонасоса. Погружной в обсадную трубу малого диаметра не поместится. Иглофильтр не может служить полноценным источником воды для комфортабельного загородного дома, но с его помощью можно недорого и быстро организовать временное водоснабжение на стройке или даче.
Фильтр абиссинского колодца можно не только забивать, но и вкручивать, разместив на конце первой секции бур. Однако это возможно лишь в случае, когда грунт очень мягкий, без камней. Да и усилия потребуются значительные.
Скважина Нортона вряд ли прослужит долго. Скорее всего, лет за 5, максимум 10, она придёт в негодность.
Скважина на песок
Как мы уже упоминали, водоносные горизонты на небольших глубинах расположены в пористых породах. В основном это крупный песок, галька, их смесь. Полноценная скважина для водоснабжения частного дома должна быть пробурена до такого горизонта, до песка. Отсюда и наименование: «скважина на песок» или «песчаная скважина».Она может быть устроена на различные геологические слои, от грунтовых до межпластовых вод разных уровней. Можно выделить следующие виды бурения скважин на воду:
- Бурение с помощью малогабаритной передвижной либо самоходной установки. Передвижную установку во многих регионах можно взять в аренду и использовать самостоятельно, это обойдётся дешевле.
Полукустарная бурильная малогабаритная передвижная установка. Возможности ограничены, зато аренда такого оборудования относительно недорога
Мощность двигателей малогабаритных установок невелика, эффективно работают они только в мягких грунтах, не содержащих крупных камней. Производители таких установок декларируют глубину бурения до 40 и даже более метров, но на практике пройти вглубь более чем на 25-30 метров бывает сложно.
Малогабаритная бурильная машина на шасси УАЗика
- Бурение с помощью самоходной установки на шасси грузового автомобиля.Наиболее распространённые передвижные колёсные бурильные установки способны пробивать скважины глубиной до 300 м, работать с твёрдыми, даже скальными породами. Однако следует учитывать, что при бурении глубже 100 м сложность и цена работ значительно повышается.100 м, кстати, практически предел эффективной работы скважинных насосов, которые можно купить за разумные деньги. Можно бурить и намного глубже, но потребуется тяжёлая бурильная самоходная, передвижная либо стационарная техника.Цена изготовления и оборудования такой скважины резко возрастает.
Самоходная бурильная установка УРБ 2А2 теоретически способна «взять» глубину в 300 м. На практике это не всегда реализуемо, глубину ограничивает плотность грунта, наличие в нём крупных камней и другие факторы.
Срок службы скважины на песок зависит от качества водоносного горизонта и при условии правильной эксплуатации составляет в среднем 10-30 лет. Со временем она забивается песком и илом. Регрессировавшую песчаную скважину можно в той или иной степени восстановить, удалив загрязнения.
Устройство песчаной скважины
Обсадная труба (рабочая колонна) скважины может быть стальной или полимерной. Металлическая прочнее, но подвержена коррозии. Пластиковая не боится воды, дёшева, но может разрушиться в грунтах-плывунах. К тому же при восстановлении засорившейся скважины пластик легко повредить. Мы не рекомендуем использовать полимер в скважинах глубже 25 м. В глубоких и расположенных в проблемных грунтах скважинах рабочая колонна может быть составной: верхняя часть двойная, снаружи дополнительная рабочая труба, защищающая внутреннюю фильтровальную, идущую до нижней отметки. Торец обсадной трубы может быть открыт либо закрыт, в боковых стенках нижней секции сверлят множество отверстий, которые закрывают сетчатым фильтром из нержавеющей стали. Он препятствует проникновению внутрь колонны песка. Также могут быть установлены специальные устройства для сепарации песка ниже погружного насоса.
Скважинный буровой фильтр делают из нержавеющей сетки с мелкими ячейками
Над рабочей колонной устанавливается кессон, защищающий её от атмосферных воздействий. В нём может быть размещена и часть оборудования для водоснабжения.
Принципиальное устройство скважины на песок. По окончании бурения геологи обязаны измерить параметры скважины и оформить паспорт. На основании данных о динамическом, статическом уровне и дебите подбирается насосное оборудование
Скважина на известняк (артезианская скважина)
Артезианская скважина принципиально схожа с песчаной, но, как правило, устанавливать сетчатый фильтр в нижней секции не требуется. Сами артезианские воды достаточно чистые, илистых частиц в них нет, а водоносный горизонт обычно располагается в толще камня, известняка. Опасность того, что скважину забьет песком, в этом случае отсутствует. Зачастую достаточно того, что в стенках нижней секции делают перфорированные отверстия, а торец оставляют открытым. Дебит артезианских источников велик, минимум 3 м3/час. Дебит в 10 м3/час - обычное дело, но это отнюдь не предел. Так как артезианские воды отличаются высоким качеством и обильностью, но бурение на большую глубину обходится весьма недёшево, застройщики, желающие иметь комфортабельное индивидуальное водоснабжение за разумные деньги, нередко устраивают артезианскую скважину вскладчину на несколько домов.Срок службы артезианского источника большой, от 50 лет и более.
Устройство артезианской скважины на известняк.
Узнать ориентировочную глубину залегания тех или иных типов вод на конкретном земельном участке можно у геологов. Поможет в этом также карта бурения скважин либо колодцев. Зная глубины залегания водоносных горизонтов, можно примерно просчитать стоимость и определиться, какие виды скважин вам по карману.
Сколько стоит скважина
Многих, конечно же, интересует, какие скважины бывают по цене? Общая стоимость складывается из следующих затрат:
- Стоимость бурения. Её определяет виды бурения скважин, применяемые технологии и используемое оборудование. И глубина скважины, разумеется.
- Цена обсадных труб.
Комплект труб для устройства абиссинского колодца на 10 м стоит от 6 000 рублей. Стоимость бурения малогабаритной установкой может быть невысока, если вы возьмёте её в аренду. Два-три дня на работы плюс стоимость труб, от 200 рублей за погонный метр пластиковой обсады. Стальная дороже. Фильтр стоит от 2 500 рублей. Стоимость бурения песчаной или артезианской скважины самоходной установкой,безусловно, выше.
Средняя стоимость бурения песчаных скважин в центральных регионах с учётом цены обсадной трубы
Средняя стоимость бурения артезианских скважин
- Стоимость кессона. Готовый самый дорогой, но он герметичен и просто устанавливается. Кессон можно сделать из бетонных колодезных колец, это подешевле. Совсем дешёвая, но не совсем адекватная альтернатива кессону - скважинный адаптер.
- Оборудование для водоснабжения. Это погружной насос, гидроаккумулятор, автоматика управления и безопасности.
О кессонах и оборудовании, а также об их стоимости достаточно материалов на нашем сайте.
Напоследок пару слов о законодательстве в области использования природных недр. «Закон о недрах РФ» разрешает бурение на собственном земельном участке скважины глубиной до 5 м. В отдельных регионах местные нормативы увеличивают эту цифру до 20 и даже 40 м. На Украине и в Белоруссии действуют ограничения в 20 м. Хотите глубже - подавайте заявку, заказывайте проект. Разрешение частному лицу получить непросто, необходимо будет отвести территорию под защитно-санитарную зону. На практике мало кто обращается за разрешением, большинство бурит без согласования, не афишируя глубину скважины. Иначе можно «попасть» на немаленький штраф и предписание засыпать скважину. Чиновники это, конечно же, понимают, но пока что у них не доходят руки до контроля водозаборов во дворах частных домов.
Видео: методы бурения скважин на воду
Надеемся, что те, у кого хватило терпения прочесть статью до конца, получили общее представление о том, какие виды скважин бывают и от чего зависит их стоимость. Качественное индивидуальное водоснабжение - удовольствие не из дешёвых. Рекомендуем внимательно выбирать исполнителей и доверять бурение скважины, её обустройство, подбор и установку оборудования только опытным, надёжным профессионалам.
