Строительство артезианской скважины что это такое

Согласно википедии артезианская скважина — это буровая скважина, которая пробурена для эксплуатации артезианских вод (подземных вод, заключённых между водоупорными слоями и находящихся под гидравлическим давлением).

В Московской области и прилегающих районах соседних областей под артезианской понимают скважину, пробуренную на известняковые водоносные горизонты.

Природа устроила так, что под нами находятся несколько пластов известняка, в трещиноватой структуре которого содержится вода.

Википедия поясняет, что такое известняк — осадочная горная порода органического происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция (CaCO₃) в виде кристаллов кальцита различного размера.

На территории Московской области было древнее море, дно которого совпадает с кровлей известнякового пласта.

Поскольку известняковых пластов, расположенных друг над другом, несколько, можно утверждать, что в процессе эволюции моря простиралось над этими территориями несколько раз.

✅Всё про бурение скважин на воду! Что нужно знать перед бурением? Отзыв. (2021)⚡️

Роль артезианских скважин в нашей жизни

С практической точки зрения, такие водозаборные источники играют огромную роль в нашей жизни:

Техногенные загрязнения пока не проникли так глубоко;

Запасы воды огромны;

Воду несложно сделать пригодной для хозяйственно-бытовых нужд человека.

От артезианской скважины возможно организовать водоснабжение как целого города, так и отдельного коттеджа или дачи. Вопрос в начальном диаметре бурения и производительности насосного оборудования.

Компания «Системы для Дома» специализируется на водоснабжении частных загородных домов. Рассмотрим вопрос именно с этой точки зрения.

Устойчивая тенденция к пересыханию верхних песчаных водоносных горизонтов склоняет людей заказывать бурение артезианских скважин, которые гарантированно решат задачу водоснабжения на 30 – 50 лет. Индивидуальная артезианская скважина имеет производительность более 3000 литров в час, что с запасом покрывает потребности в воде, даже с учетом летнего полива участка.

На схеме 1 показаны различные варианты артезианских скважин в зависимости от точки бурения.

Самоизлив скважины — редкое явление для Московской области.

Конструкции артезианских скважин

По конструкциям скважины можно разделить на 3 группы.

Однотрубная конструкция

Возможна при одновременном выполнении 2-х условий:

• давления воды в пласте достаточно, чтобы уровень поднялся более 10 метров над кровлей;
• известняк чистый и однородный, без песчаных и глиняных прослоек.

Такое удачное сочетание встречается не часто, по статистике в одном варианте из десяти.

На схеме 1 – это варианты 1 и 2. Вариант 1 соответствует самоизливу и встречается редко.

Двухтрубная конструкция

Применима в большинстве вариантов, когда наблюдается хотя бы одно условие из трех:

• когда напор воды в горизонте небольшой;
• в известняке имеются прослойки мягких или сыпучих пород;
• по желанию Заказчика.

На схеме 1 это варианты 3 и 4.

Телескопическая конструкция

Когда наблюдаются геологические осложнения:

• сухие пласты, поглощающие буровой раствор;
• невозможность посадить обсадную колонну до нужного уровня.

Схемы 2 и 3 иллюстрируют возможные сложности.

Обсадные трубы

От качества обсадных колонн, которые собираются из отдельных обсадных труб зависит долговечность артезианской скважины. Когда обсадная колонна подвержена сквозной коррозии или разрушению, водозаборный узел прекращает выполнять свои функции.

— Стальные трубы

Обсадная колонна состоит из отдельных труб диаметром 133 или 159 мм, соединенных друг с другом на резьбе (фото 4 слева).

На резьбовых соединениях появятся первые проявления сквозной коррозии – свищи. Чем позже это произойдет, тем долговечнее скважина.

По расчетам и опыту эксплуатации сквозная коррозия не страшна в течение 25 – 30 лет.

Муфтовое резьбовое соединение служит дольше на 10 – 15 лет (фото 5).

Очевидно, что чем меньше толщина стенки трубы, тем быстрее она сгниет. Для стальных труб минимальная толщина стенки 4 мм при оптимальном значении 4,5 мм (фото 6).

Для артезианской скважины на один коттедж достаточно диаметра 133 мм, а для нескольких домов – 159 мм.

Трубы диаметром 159 мм применяют в качестве кондуктора (схема 2).

— Трубы ПНД

Пластиковые трубы ПНД (полиэтилен низкого давления) применяют для внутренних обсадных колонн, соединяя их на резьбе (фото 4 справа). Рекомендуемая толщина стенки 7,5 мм и больше.

Поскольку материал не подвержен коррозии, срок эксплуатации труб более 50 лет.

Применяемые диаметры 117 и 125 мм.

— Трубы нПВХ

Пластиковые трубы из нПВХ можно использовать в качестве наружной (основной) обсадной колонны с глубиной монтажа до 100 метров. Минимальная толщина стенки при диаметрах 125мм, 140 мм и 170 мм – 7,5 мм, 8 мм, 8 мм соответственно. Колонна собирается на раструбном резьбовом соединении (фото 7).

Материал не подвержен коррозии, срок эксплуатации более 50 лет.

Использование труб с толщиной стенки 6 мм и менее недопустимо.

Глубины залегания артезианских водоносных горизонтов в Московской области

Водоносные известняки на юге Московской области могут выходить на поверхность, а на севере – залегать на глубине 200 метров.

На карте нанесена информация по глубинам артезианских скважин в каждом районе.

Вопрос: Заказчики часто задают вопрос, с какой глубины скважина считается артезианской. Ни закон, ни здравый смысл не позволяют ответить на этот вопрос. В поселке Михнево Ступинского района глубина около 40 метров, а в Хотьково Сергиево-Посадского района – 220 метров.

Способы бурения артезианских скважин

Артезианские скважины бурятся вращательным способом с промывкой буровым раствором.

Буровой станок УРБ 2А-2 с середины 60-х годов успешно справляется с этой задачей. Как правило, буровые станки ставят на шасси вездеходов ЗИЛ 131, Урал или Камаз (фото 8).

На обустроенных участках, где ожидаемые глубины не превышают 100 метров, используются малогабаритные буровые установки (фото 9).

Цены на бурение артезианских скважин

Средние цены по Московской области на начало 2019 года:

Конструкция	Цена, руб/метр
Однотрубная, 133*4,5 мм металл	1800
Двухтрубная, 133*4,5 мм металл + 117 мм ПНД	2200
Двухтрубная, 140*8 мм нПВХ + 117 мм ПНД	2400
Двухтрубная, 170*8 мм нПВХ + 117 мм ПНД	2600

При бурении малогабаритной установкой цена каждой позиции увеличивается на 300 руб/метр.

Важно: обращайте внимание на толщину стенки обсадной трубы. Основной трюк с ценами – предложить тонкостенную трубу.

Качество воды

Типовой протокол химического анализа воды из артезианского водоносного горизонта:

Поскольку вода находится в известняке, она насыщена солями кальция и магния. То есть с повышенной концентрацией солей жесткости. К сожалению, это норма, а не исключение. Направлять жесткую воду в системы нагрева и отопления нецелесообразно, накипь быстро выведет из строя оборудование. Наглядный пример – накипь в чайнике.

Что бы сделать воду питьевой и безопасной для оборудования, необходимы фильтры.

3 и 4 места делят сероводород (когда вода имеет резкий запах) и марганец.

Современные системы водоподготовки легко справляются со своими функциями, доводя воду до питьевых норм (фото 10).

Обустройство артезианских скважин

Скважины обустраивают кессонами (фото 11) и скважинными адаптерами (при монтаже насоса до 60 метров). Обустройство кессоном более затратное, примерно на 25000 – 30000 рублей, но более надежное и долговечное.

По статистике компании «Системы для дома», на обустройство кессоном приходится 75%, а адаптером – 25%.

В качестве насосов предпочтительными считаются Grundfos (Дания) и Belamos (Хороший Китай). Основное их отличие от других торговых марок – гарантия 2 года (у остальных – 1 год).

Гарантия на скважину

Стальные конструкции

Компания «Системы для Дома» предоставляет базовую гарантию 3 года. При условии заключения договора на обустройство срок гарантии продлевается до 5 лет.

Полимерные конструкции

Базовая гарантия 5 лет. При заключении контракта на монтаж насосного оборудования гарантия продлевается до 10 лет.

При условии ежегодного обслуживания насосного оборудования силами нашего предприятия срок гарантии продлевается на 5 лет. Таким образом, максимальная гарантия – 15 лет.

Звонок нашим инженерам поможет Вам принять правильное решение: (495) 649-8593

11 советов, как сделать выбор. Описаны уловки, к которым прибегают недобросовестные компании.

Узнайте какая именно техника приезжает на загородный участок для проведения буровых работ: заезд буровой техники.

Какое оборудование необходимо, чтобы организовать автономное водоснабжение на загородном участке.

Источник: www.vodaservis.ru

Артезианская скважина

В статье рассмотрим, что такое артезианская скважина, откуда такое название, принцип её работы на простом примере из учебника по физике за 7 класс. Кроме того обсудим качество воды, а в заключении основные достоинства и недостатки.

Определение

Артезианская вода — это напорная подземная вода, заключенная в глубоких водоносных пластах между водонепроницаемыми слоями. Такое определение содержится в ГОСТ 30813-2002 «Вода и водоподготовка».

Опираясь на это можем определить понятие артезианской скважины.

Артезианская скважина — это скважина, пробуренная для эксплуатации напорных подземных вод, заключенных в глубоких водоносных пластах между водонепроницаемыми слоями.

Первые артезианские скважины

Артезианские скважины давно существуют в самых разных странах, однако получили свое название в честь провинции Артуа (лат. Artesium) на севере Франции. Там, в 1126 году, впервые в западной Европе, был построен артезианский колодец, в котором вода сама поднималась на поверхность.

В начале 19 века — это явление было описано во французской специальной литературе, в дальнейшем название закрепилось и напорные воды называют артезианскими.

В некоторых источниках утверждается, что это первое зарегистрированное упоминание самоизливающейся скважины, однако, скорее всего это не так, артезианские скважины существовали ещё в древнем Китае и Египте.

Принцип действия артезианского колодца

Принцип действия артезианского колодца или скважины легко объяснить на примере задачи из учебника по физике за 7 класс.

рис. 121

Задача: На рисунке 121 изображён артезианский колодец в разрезе. Почва, суглинок и песок легко пропускают воду. Глина и известняк, наоборот, водонепроницаемы. Объясните действие такого колодца.

Задача из главы о сообщающихся сосудах. На рисунке скважина изливается. Такой эффект происходит потому что вода заперта между двумя водонепроницаемыми пластами и находится под давлением. Поверхность воды в сообщающихся сосудах устанавливается на одном уровне.

Рисунок можно продолжить для большей наглядности:

Красная линия – уровень поверхности жидкости.

Далее рассмотрим более подробно как образуются артезианские источники.

Артезианский бассейн

Артезианские воды обычно встречаются в пределах относительно крупных геологических структур, к ним относятся: мульды, впадины, моноклинали, синклинали и т.д. Условия в которых образуются артезианские воды весьма разнообразны и приурочены к сложной схеме разломов и трещин. Они могут быть значительными по площади и иметь один, два и больше напорных водоносных горизонтов, такие структуры называют артезианскими бассейнами.

У каждого артезианского бассейна выделяют три области:

Иллюстрации на рисунке ниже, а далее определение терминов.

Схема артезианского бассейна (по А.М. Овчинникову).
А — пределы распространения артезианских вод.
а — область питания (и частично стока);
б — Область напора;
в — Область разгрузки;
Б — пределы распространения грунтовых вод;
H1 -напорный уровень выше поверхности земли;
H2 — Напорный уровень ниже поверхности земли;
М — Мощность артезианского горизинта;
1 — Водоносный пласт;
2 — Водоупорные породы;
3 -Уровень воды;

Область питания — это место выхода на поверхность водопроницаемых пластов, которые участвуют в строении артезианского бассейна, на поверхность земли.

Питание происходит за счет атмосферных осадков, инфильтрации из рек и озер, других источников, питание может осуществляться в том числе и из другого водоносного слоя или бассейна.

Область напора — это площадь развития артезианского бассейна, где проявляется напорность подземных вод.

Напор может быть измерен в атмосферах или как расстояние от кровли водоносного горизонта до пьезометрического уровня.

Пьезометрический уровень — условно это тот уровень, в котором установится равновесие поверхности воды в сообщающихся сосудах.

Напор может быть положительным или отрицательным, в зависимости от отношения пьезометрического уровня к поверхности земли.

Область разгрузки – это территория выхода напорных вод, область на которой происходит разгрузка может быть открытой или закрытой, артезианские воды на поверхности земли выходят в долины рек, морей и т.п.

На какой глубине артезианская вода

Глубина артезианской скважины от 30-100 метров. В зависимости от местности артезианские воды могут находиться на глубине 100-1000 метров. Обычно скважины хозяйственно-бытового назначения имеют глубину не более 150-300 метров.

Обратите внимание, артезианские воды в определенной местности могут отсутствовать вообще, например, в складчатых областях.

Особенности эксплуатации

Правильно выполненная артезианская скважина первые 20 лет не требует обслуживания, срок эксплуатации может достигать 40-50 и более лет. В отличии от скважины «на песок», артезианская не заиливается, а производительность её стабильна.

Артезианские скважины высокопроизводительны. Для оценки производительности скважин используют термин — дебит.

Дебит — это объем воды стабильно поступающей из скважины за единицу времени (обычно м3/час или м3/мин).

Названные ниже цифры условны, дебит зависит от особенностей местности и конструкции скважины.

Дебит артезианской скважины, обычно от 2-3 м3/час, это 33,3- 50 литров воды в минуту. Столько добываемой воды достаточно для водоснабжения частного дома.

Коллективные скважины на воду позволяют получать 20 и более м3/час, этого достаточно для водоснабжения даже дачного поселка.

Если скважина самоизливается дебит может достигать 70 м3/час и больше.

Самоизлив скважины – это естественный подъем воды из скважины выше поверхности земли без использования водоподъемного оборудования. Этот эффект еще называют фонтанирование или проточная скважина.

Самоизлив скважины может происходить непрерывно или время от времени. Условия для самоизлива могут быть геологическими или топографическими.

Самоизлив важно контролировать, бесконтрольное поступление воды может приводить к затоплениям, обрушениям грунта и к другим серьёзным неприятностям. Про самоизливные скважины готовится отдельная статья.

Качество артезианской воды

Как правило в верхней части разреза примерно 100-600 метров залегают слабоминерализованные пресные воды, а с глубиной их минерализация возрастает, на большей глубине могут находиться высокоминерализованные воды (рассолы).

Артезианская вода в отличии от поверхностных вод как правило не содержит вредных бактерий и вирусов, в замкнутой среде им холодно и нечем питаться. Однако не всегда артезианские воды соответствуют нормативным требованиям и безопасны по параметрам микробиологических и токсикологических показателей.

Артезианская вода может нуждаться в очистке от тяжелых металлов, солей жесткости, которые обуславливают свойства химического состава подземных вод. При этом в ней могут присутствовать ионы недоокисленных металлов, т.к. вода находится в замкнутом контуре, где отсутствует связь с атмосферой.

На качество воды и ее свойства влияют скважины промышленных и химических предприятий предприятия, химчисток, автодороги, автозаправочные станции, предприятия сельскохозяйственной и животноводческой деятельности, а также свалки, уличные туалеты и т.п.

Важно время от времени проводить лабораторный анализ качества воды из любой скважины, в том числе артезианской, на соответствие нормативам СанПин. После анализа можно подходить к выбору системы фильтрации и очистки, конечно если это необходимо.

Достоинства и недостатки

Артезианская вода является одним из главных источников водообеспечения населения и как правило она лучше всего по качеству, в сравнении с другими подземными источниками.

Срок эксплуатации 40-50 лет и более, причем, правильно выполненная скважина не требует обслуживания первые 20 лет эксплуатации.

Возможно понадобится водоподготовка, собственно, как и для любой другой скважины. Обычно очистка требуется от железа и марганца.

В определенной местности из-за геологических или топографических особенностей скважина может самоизливаться.

Источник: burenieinfo.ru

Что такое артезианская скважина — как бурят, документы, обустройство

Одна из основных задач на участке с частным домом, лишенном каких-либо коммуникаций — обеспечение индивидуального водоснабжения из скважины или колодца, при этом первая насчитывает несколько разновидностей. Чтобы выбрать подходящий тип скважинного источника, следует знать ответ на вопрос — артезианская скважина, что это такое.

Стоит отметить, что скважины артезианского типа относятся к наиболее дорогим как с технической точки зрения, связанной со сложностью проводимых работ и высокими затратами на монтаж, так и по бюрократической линии. Поэтому любому пользователю, решившему заняться ее разработкой, полезно изучить информацию о ситуациях, когда необходимо официальное документальное оформление процедуры проведения буровых работ.

Рис. 1 Разновидности скважин

Какую скважину называют артезианской

В индивидуальном водоснабжении используют три типа скважин, отличающихся в первую очередь глубиной залегания. Самая мелкая из них — абиссинская, располагается на глубине от 5 до 30 метров и рассчитана на водозабор из первого поверхностного водоносного пласта. Абиссинки многие домовладельцы своими руками бурят вручную или с использованием труда наемных рабочих, специализирующихся на такой разновидности бурения.

Шахту проходят ручным буром (намного реже желонкой) небольшого диаметра без использования дорогих и сложных механизмов, специальной техники, водозабор проводят с помощью поверхностного электронасоса. Фильтр обсадки стараются размещать в водоносном пласте без опоры на песчано-илистое дно, поэтому выкачиваемая питьевая вода обладает неплохим качеством.

Отвечая на вопрос, что такое артезианская скважина , в первую очередь говорят о ее глубине, которая лежит в диапазоне от 35 до 300 м. При ее прохождении доходят до твердых известковых пород, над которыми располагается водоносный пласт, поэтому вода отличается высокой прозрачностью и отсутствием песчано-глинистых примесей. Колонна при установке в канал испытывает высокие поперечные нагрузки грунта, поэтому в скважине практикуется использование прочных стальных труб. Для водного забора используют погружные насосы наибольшей мощности — благодаря значительному давлению почвы на водоносный бассейн, наполняемость в единицу времени (дебет) артезианского источника является наивысшей среди других видов скважин.

Рис. 2 Артезианская скважина – устройство

Артезианская скважина, что это такое, конструктивные разновидности

На конструктивные особенности бытовых артезианских скважин оказывают влияние глубина их залегания, состав грунта, финансовые возможности заказчика, технология выполнения работ фирмами или частными лицами. Если бурится артезианская скважина, сколько метров ее предполагаемая глубина определяют по геологическим картам и разрезам почв для данной местности, и на основе этих показаний заранее планируют нужную структуру и подбор необходимых материалов.

Основными конструктивными элементами артезианских скважин являются трубные колонны, которые делят на следующие группы:

Эксплуатационные. В них непосредственно находится вода и размещен погружной электронасос, основной материал изготовления — непластифицированный поливинилхлорид НПВХ. Эксплуатационная колонна пронизывает насквозь верхний пласт известняка и располагаются в водном бассейне, опираясь на его дно из аналогичной породы. В придонный области колонна имеет фильтр, обычно состоящий из ряда хаотичных круглых отверстий в стенках нижней трубы.

Обсадные. Предназначены для формирования скважинной шахты, предотвращения осыпания грунта и защиты эксплуатационного трубопровода от поперечной деформации пластами земли. Сооружение обсадки обычно выполняется из стальных или пластиковых труб с резьбовым соединением, она проходит на всю глубину шахты до верхнего известкового пласта, лежащего над водным бассейном.

Кондуктор — дополнительная техническая колонна, размещаемая поверх обсадки, располагается в верхней части шахты и используется в процессе бурения для предотвращения обрушения и впитывания сыпучими песками слишком большого количества буровой промывочной жидкости, которая должна совершать циклическое движение от забоя (дна) на поверхность и внутрь буровых штанг. Второе предназначение кондуктора — предотвращение проникновения поверхностных или загрязненных грунтовых вод в затрубное пространство и затем в водный бассейн. Кондуктор, устанавливаемый поверх обсадки, имеет ограниченную высоту в зависимости от условий бурения.

Рис. 3 Скважины с одной колонной и кондуктором

Классическая для малых глубин

В данных видах артезианских скважин поперечная нагрузка на эксплуатационную колонну незначительна, поэтому применение металлической обсадки не требуется и с задачей неплохо справляются трубы из НПВХ. Для размещения погружного электронасоса стандартным наружным диаметром 4 дюйма или 100 мм подойдет обсадная труба из НПВХ наружным диаметром 125 мм с нормированной толщиной стенки 5, 6, или 7,5 мм, соответственно внутренний диаметр колонны равен 115, 113 и 110 мм.

Для ликвидации проникновения грунтовых вод в пространство за колонной и затем в водный пласт, околотрубную полость вверху иногда бетонируют на некоторую глубину. Так как давление грунта на водный бассейн при небольших глубинах его размещения не слишком велико, вода редко поднимается на высоту выше половины длины шахты и поэтому погружной электронасос в основном располагают в придонной области.

С кондуктором

Кондуктор используют при возникновении многих проблем, связанных с однотрубным бурением. Чаще всего его устанавливают при наличии рыхлых грунтов, приводящих к осыпанию скважинного канала, и для герметизации трещин в породе, через которые уходит промывочный раствор, необходимый для нормального процесса бурения (подъем шлама, создание корки на стенках скважины, предотвращение их разрушения) и охлаждения бура.

Возникновение перечисленных выше проблем при бурении значит прекращение проходки — на поверхность извлекают буровые штанги с долотом и бурение проводят с большим диаметром бура. Далее в проделанный канал вставляют стальную трубу нужной высоты, после чего начатые ранее буровые операции продолжают по прежней технологии, вводя бур внутрь колонны кондуктора.

Если при устройстве обсадной колонны для погружного электронасоса используются стандартные НПВХ трубы диаметром 125 мм, в качестве кондуктора может выступать стальная труба с наружным диаметром 140, 146 мм.

Рис. 4 Конструктивное исполнение скважины с двумя колоннами

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Ища информацию, что такое артезианская скважина, возможно будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

С двумя колоннами

Для проходки на большие глубины наиболее часто используемый вариант — конструкция артезианской скважины из внутренней коррозионностойкой пластиковой колонны НПВХ и наружной обсадной защитной оболочки из низкоуглеродистой стали. При бурении доходят до известняка, после чего монтируют обсадную металлическую колонну, далее известковый слой пробивают буром меньшего диаметра, приблизительно равным внутреннему сечению обсадного канала, и помещают в шахту эксплуатационную колонну из НПВХ с дырчатым фильтром на конце.

Необходимость наличия наружной стальной обсадной трубы при бурении глубинных артезианских скважин вызвана еще одной причиной. Дело в том, что иногда при прохождении известкового слоя вода от большого давления поднимается по стволу и начинает фонтанировать. В этом случае на верхнюю стальную трубу обсадной колонны приваривают заглушку с краном и пользуются водой без применения погружного электронасоса. Если бы обсадка изначально делалась пластиковыми трубами, избыточное давление воды внутри колонны могло бы вызвать ее повреждение и затруднить монтаж запорного вентиля.

Телескопическая

Подобную конструкцию используют, если верхних слоях грунта при бурении натыкаются на большое количество валунов и сыпучих песков. Основная труба доводится до проблемного слоя, далее проходка проводится буром меньшего диаметра с установкой стальной обсадной колонны до верхнего слоя известняка. Для размещения эксплуатационной трубы из НПВХ в известковом слое бурят меньшее по диаметру отверстие и помещают в водоносный слой последнюю колонну.

Рис. 5 Телескопическая артезианская скважина с тремя колоннами

Как бурят артезианскую скважину

Для проведения буровых работ на профессиональном уровне используют самоходные установки на шасси крупнотоннажных вездеходов Урал, Краз, Камаз. В настоящее время при бурении скважин применяют следующие два основных способа проходки:

Шнековый. При этом методе формирование скважинного канала осуществляется с помощью шнековых (винтовых, спиралеобразных) штанг (первая из них имеет резак на конце), которые постепенно вкручиваются в землю, по мере погружения добавляются новые элементы. Подъем грунта наверх происходит за счет его перемещения по спиралеобразным пластинам на штанге. Благодаря компактности способа и бурового оборудования в виде небольшой вышки, шнеками можно бурить скважины внутри построенного дома.

Метод отличается высокой скоростью и простотой проходки, относительно низкой стоимостью, рассчитан на работу в мягких и рыхлых грунтах суглинистого и смешанного типа. Ответом на вопрос, с какой глубины шнек может поднять грунт, будет невысокий максимальный показатель в 50 м.

В зависимости от особенностей грунта используют различные типы концевых проходных резцов, они могут иметь вид лопастей, круглых или конусообразных головок. К недостаткам шнекового метода бурения помимо невысокой глубины проходки относят невозможность работы в сыпучих, с валунами и твердыми скальными, известковыми грунтами, а также ограниченный диаметр проходного канала, не превышающей 200 мм.

Рис. 6 Скважинное бурение на базе автомобильных тягачей

Роторный. Данный метод относят к современным способам бурения, проходная штанга представляет собой полую трубу с резьбой, на конце которой находятся различного вида буровые насадки с вкручиваемым резьбовым патрубком. По мере погружения к проходной трубе подсоединяются полые штанги, через которые в скважинный канал подается буровой раствор — разведенные в обычной воде полимерные или глинистые сыпучие составы с различными добавками. Благодаря технологии гидробурения производительность роторного метода доходит до 300 м в смену, а его главным преимуществом считается возможность проходки твердых известковых и скальных пород.

Роторный метод позволяет получать скважинные каналы значительных диаметров для промышленной эксплуатации, с его помощью проще бурить сложные скважины с несколькими кондукторами или обсадными колоннами. К недостаткам относят более высокую стоимость работ и необходимость присутствия дополнительного оборудования в виде специальной подающей и всасывающей водяной помпы, цистерны с водой на автомашине.

Рис. 7 Шнековое и роторное бурение

Понятно, что для пробивки артезианской скважины подходит только роторный метод, процесс обустройства стандартного источника из двух оболочек колонковым методом состоит из следующих этапов:

• Вначале проводят подготовительные операции, для этого выкапывают два приямка (зумпфа), соединенных между собой и скважинным устьем (выходом) канавками на расстоянии не более 1 м от точки бурения. Первый зумпф служит для сбора шламовых вод, представляющих собой растворенный и извлекаемый из шахты грунт, во второй приямок набирают отстоявшуюся от осадка буровую промывочную жидкость. Многие буровики не усложняют подготовительный процесс и используют один приямок с канавкой от скважинного устья — в него собирает промывочную жидкость, а шлам отбрасывают в сторону лопатой по мере наполнения канав и зумпфа.
• Готовят колонковую трубу для проходки до известкового слоя, с одного конца к ней прикручивают хвостовик, а на второй помещают режущую часть в виде коронки с выступающими твердосплавными победитовыми зубцами диаметром 132 мм (позднее она врезается в известняк и вместе с колонковой трубой в нем остается) и подвешивают ее к элеватору машины.

В данном варианте рассматриваемой проходки вначале использована колонковая труба с победитовой коронкой, многие буровики осуществляют пробивку грунта на всех этапах шарошечным долотом.

Рис. 8 Победитовые буровые коронки и шарошечные долота

• Погружают в зумпф всасывающий рукав насоса, расположенного на автомашине, и выходной шланг от цистерны, наполняют приямок водой из емкости, высыпают в него из мешка смесь для подготовки бурового раствора.
• Включают насос, подающий внутрь полой колонковой трубы приготовленный раствор, и начинают бурение. По мере прохождения подсоединяют к колонку дополнительные буровые штанги, перед эксплуатацией их резьбу покрывают графитовой смазкой.
• Так как проходная колонковая труба с победитовой коронкой полая, в процессе погружения она периодически забивается глиной, поэтому ее через определенные промежутки времени извлекают на поверхность и промывают.
• После контакта коронки с известняком (определяют по смыву через сито) приступают к обустройству обсадки. Для этого колонок с победитовой коронкой извлекают на поверхность, демонтируя штанги.

Рис. 9 Подготовка к бурению

• Начинают устанавливать обсадку (часто используют недорогие стальные трубы наружным размером 133 мм и толщиной стенки 4,5 мм), первым помещают в шахту колонок с коронкой. По мере погружения, трубы соединяют между собой с помощью конической резьбы, нанесенной на их внутренние и наружные стенки, перед началом работ их промазывают графитовой смазкой.
• Для вращения труб во время резьбового соединения по мере опускания в пробуренную шахту используют концевик, которой прикручивают к резьбе верхней трубы и помещают во вращающийся элеватор буровой машины.
• После установки стальной обсадки на известняк, вкручивают в него насухую всю колонну. Это необходимо для герметичного отсекания от водоносного бассейна поверхностных и грунтовых вод, которые могут проникнуть в забой (донную область) источника и ухудшить качество питьевой воды.
• Болгаркой с диском по металлу обрезают последнюю трубу на высоте около 0,5 м от поверхности земли.
• В концевую трубу меньшего размера вкручивают шарошечное долото из высокопрочного карбида вольфрама, предназначенное специально для пробивания твердых пород, и продолжают проходку с помощью штанг. Бурение проводят до прохождения верхнего слоя известняка, водного бассейна и до нижнего пласта, для погружения в него на расстояние 3 — 5 м берут долото еще меньшей окружности. Это делается для того, чтобы полученное углубление в дне выполняло роль отстойника мелких фракций.

Рис. 10 Начальные этапы проведения буровых работ

• После извлечения из шахты колонка с шарошечным долотом, начинают монтаж эксплуатационной колонны из НПВХ, для указанного выше диаметра и толщины стенок стальной трубы внутренний проходной канал равен 124 мм и для погружения в него лучше подойдет труба из НПВХ стандартным наружным диаметром 113 мм и толщиной стенки 5 мм, проходной канал для погружного электронасоса при этом имеет значение 103 мм.
• Первым опускают в шахту фильтр с дырочной перфорацией — в отличие от монтажа в скважинах на песке он не имеет на конце конической заглушки и участка отстойника. Далее к фильтру прикручивают трубы из НПВХ, вращая их с помощью переставляемого концевика, последнюю обрезают на уровне стальной обсадки и на этом монтаж скважины можно считать законченным.
• Так как в артезианской скважине, в отличие от песчаной, чистая вода без примесей, она не нуждается в прокачке по технологии обратной подачи из цистерны в герметично закрытый скважинный канал под давлением. В скважину погружают глубинный электронасос, в качестве удерживающего троса и напорного трубопровода используют полые буровые штанги, к которым через переходник прикручивают агрегат. После откачки некоторого объема находящаяся в скважине вода обычно становится прозрачной и пригодной для бытового использования.
• По окончании процесса бурения хозяину участка выдается паспорт на скважину с указанием ее технических параметров (высоты и диаметров колонн), дебета, статического и динамического уровней.

Рис. 11 Монтаж колонн

Плюсы и минусы артезианских скважин

Артезианские источники обладают следующими положительными свойствами:

1. Проведение буровых работ занимает короткий промежуток времени, при мягких породах скорость проходки достигает 300 м за смену, а средняя скорость бурения при монтаже двух колонн в среднем составляет около 40 м в день.
2. Извлекаемая на поверхность вода не содержит песчаных и глиняных примесей — это позволяет экономить средства на фильтрах грубой и тонкой очистки.
3. Также глубинное расположение артезианских водных бассейнов препятствует проникновению в источник поверхностных загрязненных вод, микробов, болезнетворных бактерий, вредных стоков от септиков, промышленных предприятий, открытых выгребных ям.
4. Определение артезианская скважина подразумевает срок эксплуатации от 50 лет и больше, в то время, как скважины на песке работают в среднем не более 5 лет.
5. Артезианские источники обладают наивысшим дебетом — это позволяет использовать их для водоснабжения не только индивидуальных жилых домов, но и небольших поселков частной застройки, дачных кооперативов или многоэтажек при использовании промышленных способов проходки.
6. Скважинные источники артезианского типа в отличие от песчаных, не нуждаются в периодическом обслуживании, им не грозит заиливание при больших перерывах в водопотреблении.

Недостатки артезианских скважин:

1. Основной недостаток артезианской скважины — высокая стоимость бурения, часто требующая оплаты за применение двух колонн.
2. Также кристально чистая артезианская вода нередко обладает повышенной минерализацией — в ней присутствуют соли железа, калия, марганца, иногда содержится сероводород. Указанные химические элементы для извлечения из водных масс требуют использования дорогостоящих при покупке и в процессе эксплуатации установок обезжелезивания и прочих видов очистки.
3. Так как артезианские водные бассейны относят к стратегическим водным ресурсам, для бурения скважин может потребоваться согласование со значительным пакетом документов и выполнение ряда необходимых условий при их размещении. Основные запрещающие нормы имеют следующий вид:

• Все жилые постройки и насаждения на участке должны находиться к скважине не ближе чем на 30 м.
• Источники биологического загрязнения (канализационные отстойники, фильтрационные поля, фермы) обязаны располагаться не ближе чем на 200 мм, химические предприятия, автомастерские и заправки — в радиусе от 300 м.
• Расстояние между двумя скважинами должно быть не менее 100 м.

Статья по теме:

Скважина на даче – способы и этапы бурения, обустройство. Возможно будет интересно более подробно узнать про виды скважин на даче, возможные варианты бурения, а также, способы их обустройства

Рис. 12 Схема установки обезжелезивания для дома

Какие требуются документы и как оформляются

Документальное оформление и процесс бурения артезианской скважины промышленного образца состоит из следующих пунктов:

1. Получение лицензии на право пользование водными ресурсами.
2. Разработка проектной документации и ее согласование с Роспотребнадзором.
3. Проведение буровых работ с устройством эксплуатационной скважины согласно проекту.
4. Осуществление комплекса геофизических исследований грунта и лабораторных анализов качества воды.
5. Оформление паспорта на скважину с учетом физических параметров водных ресурсов.
6. Постановка скважины на учет с присвоением ей кадастрового номера.
7. Монтаж насосного оборудования в кессоне, доме, отдельном помещении.
8. Разработка проектной документации по устройству водозаборного узла.
9. Проведение монтажных работ по сборке узла для водопотребления.

Что касается бурения индивидуальных скважин, то согласно законодательству (статья 19 закона РФ О недрах) хозяева индивидуальных участков обладают правом собственности на общераспостраненные полезные ископаемые, и в их числе на водные ресурсы, если соблюдены три условия:

• Объем потребляемой воды не превышает 100 кубических метров в сутки.
• Добытые водные ресурсы используются для удовлетворения собственных нужд, а не для коммерческого применения.
• Эксплуатируемый водный бассейн должен быть расположен выше водоносного горизонта, используемого для нужд централизованного водоснабжения.

Так как водные ресурсы на индивидуальном участке не числятся на государственном балансе и фактически приравнены к земле, для бурения артезианских скважин на частной территории их собственнику не требуется разрешительная лицензия и какое-либо дальнейшее документальное оформление при соблюдении вышеперечисленных трех пунктов.

Понятно, что в затруднительной ситуации могут оказаться лишь собственники, устанавливающие глубокие артезианские скважины в густонаселенных районах, где велика вероятность попасть в водный бассейн, используемый для нужд централизованного водоснабжения. В этом случае им придется проходить все бюрократические процедуры, указанные выше, для обустройства и документального оформления скважин промышленного образца.

Рис. 13 Артезианская скважина с адаптером — схема обустройства

Обустройство и эксплуатация артезианской скважины

Следует отметить, что для водозабора из артезианских скважин в основном используют погружные электронасосы, обладающие более высокой производительностью и коэффициентом полезного действия по сравнению с поверхностными моделями в составе популярных насосных станций. После монтажа обсадной и эксплуатационной колонн приступают к обвязке скважинного источника, для этого используют два основных метода:

Монтаж кессонного колодца. Для установки кессона в земле выкапывают яму глубиной около 2 м, помещает в нее емкость из стали, пластика или делают помещение из бетонных колец, обсадную колонну обрезают сверху на высоте около 0,5 м от уровня грунта. Накрывают трубу скважинным оголовком, пропускают через него напорный трубопровод с подключенным и подвешенным на трос электронасосом и опускают всю конструкцию в скважину, привязывая трос к оголовку. Через боковую стенку кессонной камеры на глубине ниже точки промерзания подсоединяют к напорной трубе электронасоса водопроводную линию из полиэтилена низкого давления ПНД, идущую по глубинной траншее в дом. Автоматику управления электронасосом, включающую в себя гидроаккумулятор, реле давления и сухого хода, манометр, размещают в кессонном колодце или доме.

Установка адаптера. В последнее время высокой популярностью пользуется бюджетное подключение наружной водопроводной магистрали к напорной трубе, идущей от электронасоса, через адаптер, монтируемый на стенках обсадной колонны.

При проведении работ около обсадной трубы вырывают яму глубиной около 1,5 м размером для размещения специалиста, далее в боковой стенке колонны вырезают отверстие и монтируют в нем адаптер. Установку насоса проводят с помощью монтажной штанги, напорный трубопровод подсоединяют ко входному патрубку адаптера внутри колонны. Снаружи к выходному патрубку адаптерного переходника подключают идущую в дом водопроводную ПНД магистраль, после чего траншею зарывают песком, а колонну накрывают крышкой, к которой привязывают насос.

Рис. 14 Подключение электронасоса в кессоне к водопроводу — схема

Статья по теме:

Пластиковый кессон для скважины – преимущества, конструкция, выбор и монтаж. После того, как артезианская скважина пробурена, ее выход нужно обустроить, возможно будет интересно более подробно узнать про пластиковые кессоны. Их виды, нюансы выбора и монтажа, популярных марках.

Артезианские скважины являются одними из распространенных источников водоснабжения, предназначенных для обеспечения чистыми водными ресурсами большого числа людей, при их обустройстве расход финансовых средств будет максимальным в сравнении с другими типами водозаборных объектов. При бурении артезианских скважин в густонаселенных районах велика вероятность попадания в водоносный бассейн, используемый для нужд централизованного водоснабжения — в этом случае понадобится получение лицензии на бурение и проведение всех буровых работ в соответствии с регламентом, что вызовет существенное финансовые расходы, потери времени и в некоторых случаях сделает бурение с соблюдением технологического процесса и законодательства невозможным.

Источник: montagtrub.ru

Устройство артезианской скважины: плюсы и минусы, документальное оформление, виды и работы по бурению

Для решения проблемы с водоснабжением при отсутствии магистрального водопровода используются артезианские скважины. Это гидротехническое сооружение не требует больших затрат, а в дальнейшем избавляет от расходов на воду для питья и бытовых нужд. В сравнении с традиционными колодцами они отличаются в лучшую сторону.

Что обозначает термин артезианская скважина

Артезианская скважина — это глубоко пробуренное отверстие в земле, достигающее артезианского слоя, из которого самопроизвольно вырывается поток чистой, с минимальным количеством вредных примесей, воды. В таких условиях земля представляет собой естественный фильтр, впитывающий различные вещества из жидкости.

Плюсы и минусы

У этого вида источника есть свои преимущества и недостатки.

Основными достоинствами этого сооружения являются:

1. Относительно высокая производительность — до 3 м³/ч. Большие объемы водоносного слоя между пластами известняка являются гарантией непрерывного поступления жидкости на поверхность. Повышенное давление на глубине обеспечивает стабильную водоотдачу даже при длительном заборе воды в больших объемах, ее запасы практически не ограничены. Производительность не зависит от времени года и климатических изменений, в отличие от других видов источников.
2. Качество воды соответствует самым высоким требованиям. Находящаяся глубоко от поверхности земли, она надежно защищена толстым слоем грунта от загрязнения, в том числе промышленными отходами, пестицидами, талыми водами, продуктами жизнедеятельности. Это делает скважину источником биологически и химически чистой воды.
3. Продолжительный период эксплуатации. В зависимости от того, какая использовалась технология бурения и конструкция, срок службы скважины может составлять от 30 до 50 лет. Срок службы такого сооружения также зависит от особенностей водоносного слоя.
4. Проводить буровые работы можно в любое время года.
5. Есть возможность распределить стоимость источника питьевой воды между несколькими хозяйствами, которые могут пользоваться им одновременно.
6. Повышается стоимость участка при продаже.

К отрицательным сторонам этого типа источников можно отнести:

На какую глубину бурят артезианскую скважину

Глубина бурения для устройства такого вида скважины может составлять от 35 до 250 м, от этих значений зависит стоимость работ. Существуют специальные карты, но точную глубину залегания слоя и качество воды может определить только геологоразведка. Если есть необходимость, то может быть проведено пробное бурение и взята проба для лабораторного анализа. Большое значение имеют рельеф и особенности местности. Даже в пределах одного земельного участка глубина залегания линзы может быть разной.

Как определить место под будущую скважину

Во избежание возникновения в будущем проблем с эксплуатацией место бурения скважины должно отвечать следующим требованиям:

• возможность подъезда автотранспорта к объекту, где проводятся работы;
• должна быть выделена специальная зона, где будут размещаться установка для бурения и различное оборудование;
• если по плану работ предусмотрено бурение с промывкой, то следует предусмотреть возможность для отвода использованной жидкости;
• расстояние от скважины до места ввода должно быть минимальным, это сократит объем земляных работ и длину водопровода, будет способствовать снижению стоимости объекта;
• участок, на котором предусматривается проведение работ, должен быть ровным, площадью не меньше 48 м² (примерно 12х4 м);
• место для бурения должно быть ограждено;
• на объекте, где проводятся работы, и вокруг него на расстоянии до 2 м не должно быть электрических проводов.

Рекомендуется проконсультироваться со специалистами, которые будут заниматься бурением. Они помогут выбрать оптимальный вариант.

Виды конструкций

1. Классическим. Применяется одна металлическая труба, которая необходима для обсадки, а в дальнейшем используется в качестве эксплуатационной. При бурении таких скважин можно отказаться от дополнительных обсадных элементов, если в известняковом слое отсутствуют прослойки глины или песка. До известняка применяется водовод, а на завершающем участке необходимости в нем нет, т.к. вероятность деформации там низкая. Наиболее используемый диаметр труб — 133 или 159 мм. При такой схеме вода поднимается примерно до середины скважины, а насос устанавливается на ее конце.
2. С двойной обсадной трубой. При таком способе применяются 2 обсадных элемента в прослойках с сухими известняковыми залежами. Металлическая колонна доводится до водоносного горизонта, внутри нее пропускается пластиковая труба меньшего диаметра, которая проходит через известняковые породы до линзы. Эта конструкция используется, когда на верхних уровнях обнаруживаются прослойки глины.
3. С использованием кондуктора. Если в верхних слоях почвы обнаружены плывуны, то для защиты от них перед обсадным элементом устанавливается насадка из трубы большего диаметра. Такое конструктивное решение позволяет оградить скважину от чрезмерного давления.
4. С телескопическим устройством. Так называются конструкции с использованием двух и более обсадных звеньев, которые устанавливаются в случае нестабильности грунта выше известняковых слоев. Сначала в пробуренное отверстие опускается металлический водовод самого большого диаметра, достигающий слоя валунов. Через него пропускается следующая обсадная часть меньшего диаметра. При обнаружении глиняных прослоек вставляют пластиковую трубу, достигающую линзы.

Документальное оформление

Согласно действующему законодательству РФ, для бурения артезианских скважин необходимо специальное разрешение. Чтобы получить лицензию, следует представить документы на собственность или арендный договор. Действия по получению разрешения выполняются в таком порядке:

1. Подготавливается вся требуемая документация: о праве на собственность и земельные планы — генеральный, кадастровый и ситуационный.
2. Выполняется подсчет предполагаемого потребления воды, который согласовывается с комитетом по водным ресурсам.
3. Получается согласие Роспотребнадзора на обустройство санитарной зоны на месте бурения.
4. Оформляется разрешение Центра государственного мониторинга состояния недр на выполнение проектных работ.
5. Весь собранный пакет документов представляется в Департамент по недропользованию, ответственный за выдачу лицензий.
6. После получения разрешения заключается договор с проектной организацией.
7. По завершении обустройства артезианского источника следует поставить скважину на учет. После изучения документации присваивается индивидуальный номер Государственного водного кадастра.

Пользоваться скважиной разрешается только после выполнения всех этих процедур.

Перечень работ по бурению

В связи со сложностью работ по устройству артезианского источника необходимо пользоваться услугами организаций, располагающих специальной техникой. До начала бурения следует провести геологические работы, которые в будущем помогут избежать загрязнения водоносного горизонта.

В число необходимого оборудования входят:

• бур;
• лебедка;
• вышка для бурения;
• трубы;
• штанги.

Технология выполнения работ предусматривает следующую последовательность:

1. При помощи буровой вышки, установленной на подготовленной площадке, бур погружается в почву до тех пор, пока не достигнет водоупорного слоя.
2. Выполняется обсадка и проверяется ее целостность.
3. Монтируются насосы для откачки, производится наладка электрооборудования и электропроводки.
4. Мутная жидкость выкачивается при помощи насосного оборудования, в результате этого жила заполняется чистой водой.
5. Прокладывается водопровод к точкам потребителя.
6. Проводятся теплоизоляционные работы на наружных элементах.
7. Оформляется внешний вид источника.

По завершении работ по бурению и обустройству выдается паспорт. Разрешение на использование в качестве источника питьевой воды необходимо получить в Санэпидемслужбе после лабораторного анализа.

Обязательным требованием является устройство огороженной санитарной зоны на расстоянии 30 м. Не допускается наличие в этой зоне кустарников, деревьев и строений.

Рекомендации и правила эксплуатации

Соблюдение правил эксплуатации является гарантией долговременного пользования как скважиной, так и оборудованием:

• необходимо регулярно проверять фильтры и заменять их при необходимости;
• ежегодно проводить лабораторный анализ воды, в случае изменения состава принимать меры по очистке скважины и приведению в норму фильтрующих элементов;
• при возникновении сбоев в работе оборудования не рекомендуется исправлять их самостоятельно, следует обратиться в специальные организации;
• при снижении производительности скважины, ослаблении напора воды необходимо вызывать бригаду специалистов для ремонта.

Калькуляторы для расчета

Стоимость всех выполняемых работ и используемых материалов при обустройстве водозабора зависит от многих факторов:

• глубина залегания артезианского слоя воды на данном участке земли;
• сложность выбранной конструкции;
• применяемая методика бурения и количество используемой спецтехники и оборудования;
• мощность устанавливаемого насосного и электрического оборудования;
• количество труб и других материалов, зависящие от длины прокладываемого до потребителя водопровода;
• внешнее обустройство источника.

Традиционно при предварительном подсчете стоимости предстоящих работ за единицу измерения берется 1 погонный метр проходки. Цена такой единицы может составить от 2000 до 4000 руб. Полная сметная стоимость по обустройству источника питьевой воды может варьироваться в пределах 150000-300000 руб.

Для самостоятельного подсчета примерной стоимости скважины можно воспользоваться онлайн-калькулятором. В него нужно ввести исходные технические данные. При этом земляные работы и стоимость магистрали от источника к потребителю в расчет не берутся.

Источник: vodasovet.ru