Принцип работы скважины

Принцип работы скважины

Как и в колодце вода в ней находится в водоносном слое. С помощью установленного насоса она подается наверх. Для укрепления выработки монтируют обсадную трубу, в качестве которой используют пластиковые, стальные, перфорированные или асбестоцементные изделия. Если этого не сделать, тогда со стенок грунт начнет осыпаться, из-за чего скважина впоследствии перестанет функционировать.

Скважина имеет следующую схему работы:

• Из водоносного слоя подается вода, которая сначала проходит через фильтр, а потом уже попадает в выработку круглого сечения;
• Включенный насос нагнетает жидкость по водонапорной трубе;
• После чего вода поступает в приемник и перемещается по водопроводу.

Хотя схема может меняться, все зависит от типа используемого насоса.

Разновидности буровых выработок

Абиссинский колодец ― это забивная скважина, которая является самым простым вариантом. Чтобы ее обустроить на участке водяной пласт должен иметь глубину до 12 метров. Качество воды в ней зависит в основном от строения почвы. Такую выработку при необходимости можно устроить в подвале.

Песчаная скважина, схема которой пользуется большим спросом, подходит лишь для личного пользования. Вода из нее по своим свойствам характеризуется как техническая, поэтому используется только для купания или полива огорода. В среднем водоносные слои в этой скважине залегают на глубине около 10—50 метров.

Кстати, буровые работы при таких пластах реально выполнить своими руками, главное, чтобы на участке через несколько метров не проходил сланец. Пройти его без помощи профессионалов навряд ли получится.

Разумеется, песчаные скважины имеют некоторые недостатки. Главный минус такой выработки ― перебой подачи воды. Связана проблема с сезонными перепадами уровня живительной влаги. Вдобавок ее нужно периодически обслуживать, особенно касается дачников, которым вода нужна лишь в летнее время. В этой ситуации фильтр, находящийся в скважине, со временем заиливается. Вот почему подъем воды должен быть регулярным. Кроме этого, срок службы такой скважины составляет не более 15 лет.

Артезианская выработка хоть и считается самой дорогой, но является наиболее эффективным методом централизованной подачи воды. Для ее бурения используется крупная техника, позволяющая углубиться примерно на 200―300 метров.

Из артезианской скважины вода лучше и качественнее, нежели из песчаной. Еще в ней фильтр почти не засоряется. Он монтируется в нижней части подающей трубы диаметром 219 мм. Эта выработка гарантирует на 99% постоянную подачу живительной влаги, а срок ее службы составляет 50 лет.

Правда, такие скважины тоже обладают недостатками. Например, иногда требуется монтаж дополнительных систем фильтрации, поскольку в составе воды могут содержаться различные соединения железа. К тому же, как упоминалось ранее, ее обустройство стоит дорого. Еще обязательно придется получать разрешение на бурение такой выработки и согласовывать проект.

Выбор необходимого оборудования

Самым важным этапом в обустройстве скважины является подбор оборудования, поскольку именно от него будет зависеть ее период эксплуатации и качество работы. В основном следует обратить внимание на выбор:

• кессона;
• гидроаккумулятора;
• оголовка;
• насоса.

Кессон

Он необходим для защиты устья от внешних негативных воздействий. Подобное устройство служит своеобразной емкостью, предохраняющей верхние метры ствола выработки от воздействия низких температур в земле.

Герметичный контейнер кессона еще может использоваться как технологический объем для установки разного оборудования, которые обслуживают скважину. Монтаж в нем автоматики, очистительных фильтров и прочих устройств позволяет сэкономить пространство в доме.

Производят кессоны из разных материалов: пластика, металлических конструкций или бетонных отливок. Установка этого оборудования особенно подходит в наших климатических условиях, ведь при суровых зимах грунт на дачной территории промерзает на глубину до полутора метров. Поэтому горизонтально проходящие трубопроводы должны располагаться ниже уровня промерзания.

Кессонный люк, установленный на верхней части устройства, как правило, утепляется листовым пенопластом. Внутри оборудования можно разместить лестницу.

Насосные устройства

Насос выступает основным элементом всей системы. При этом он может быть следующих типов:

• Погружной. Этот вибрационный насос является бюджетным вариантом. Его довольно редко применяют для обустройства системы водоснабжения, поскольку он имеет слишком низкую производительность. Более того, он способен даже разрушить стенки скважины.
• Центробежный. Такой агрегат является профильным оборудованием для водоснабжения из выработки.
• Поверхностный. Применяется лишь тогда, когда в скважине динамический уровень живительной влаги не опускается ниже семи метров.

Сегодня на рынке представлено много моделей скважинных насосов. Выбор их параметров происходит по характеристикам скважины и системы водоснабжения.

Кстати, в случае поломки насоса придется не только приобретать новый, но и платить за поднятие сломанного и монтаж купленного. Именно поэтому следует подходить более серьезно при выборе производителя.

Конструкция гидроаккумулятора

Данное оборудование для скважины используется для предотвращения гидроудара и регулировки давления содержимого трубопроводов. Еще гидроаккумулятор поддерживает минимальный уровень жидкости в системе.

Внутри этого устройства при нормальном функционировании находится запас живительной влаги, а также поддерживается минимальное давление. При использовании гидроаккумулятора насос включается реже, да и изнашивается меньше.

Конструкция такого устройства схожа с компенсационным баком, который применяется в отопительных системах. Но изготавливается гидроаккумулятор из других материалов, они не контактируют с водой и не меняют ее качество. Мембрана в нем создается из пищевой резины.

Оголовок для обсадной трубы

Предназначено это устройство для защиты от попадания мусора в ствол. Помимо этого, оно является опорой для подвески водоподъемной колонны и насоса. Оголовок создается из металла или пластика. В первом случае он способен выдерживать до 500 кг, а во втором ― до 200 кг. Соединение должно быть герметичным с применением резиновой прокладки.

Технология бурения скважины на воду

Прежде чем заняться бурением, необходимо сначала выкопать шурф, иначе говоря, углубление размером 1,5х1,5 метра. Стенки его нужно зашить досками. Потом над ним монтируется буровая вышка, представляющая собой треногу из металлических труб или бревен. На ее вершине фиксируется лебедка, к которой крепится колонка для бурения. Она может состоять из нескольких метровых штанг, скрепленных между собой в единое целое.

Бурение нужно выполнять с помощником. Один должен ключом поворачивать штангу вокруг своей оси, а другой ― молотком бить сверху, создавая тем самым дополнительную нагрузку. Вообще, желательно, чтобы эту работу выполняли 4 человека: двое исполнителей занимались прокруткой бура, а остальные осуществляли его подъем и опускание лебедкой.

Бур необходимо вытаскивать через каждые 50 см и хорошо очищать от грунта. Определить нужную глубину можно по уровню воды в выработке. Затем в скважину устанавливается обсадная труба с фильтрующей системой. Промежуток между трубой и землей следует залить бетонным раствором. Она будет возвышаться над грунтом.

После этого выполняется обустройство глиняного замка вокруг скважины. Если его не сделать, то все время в выработку будет проникать с поверхности дождевая и талая вода, что ухудшит ее качество.

На страховочный трос фиксируется насос с трубой для подачи жидкости и силовой кабель. Трубу подачи необходимо вывести наверх и приварить к кессону.

При глубоком залегании водоносного слоя бурение следует проводить с помощью спецтехники. Тем более что в некоторых ситуациях приходится выполнять несколько контрольных бурений для определения наилучшего источника.

Перед бурением требуется выполнить экспертизу. Запрещено обустраивать скважину на воду около септиков, выгребных ям и скоплений мусора.

Источник: nashgazon.com

Разновидности скважин

По глубине бурения скважины делятся на два типа:

• Водоносные скважины на песок.
• Артезианские скважины.

Скважина на песок

Великолепный источник воды в тех местах, где централизованная магистраль недоступна. Подойдет как для приусадебных участков в дачном кооперативе, так и для загородного дома. Преимуществами этой скважины является простота и относительно небольшая стоимость работ. Время, которое уйдет на обустройство системы, составляет приблизительно 2-3 дня. Все будет зависеть от глубины залегания водоносного слоя.

Скважину такого типа можно выполнить двумя способами:

• Ручной. Прохождение слоев грунта производится канатно-ударным способом.
• С привлечением малых буровых установок. Для обеспечения выполнения работ на участок привозится небольшая станция, которая под контролем специалистов и выполняет процесс бурения.

Многие специалисты рекомендуют прибегать ко второму методу, так как он позволяет провести монтаж обсадной трубы с диаметром, необходимым для установки погружного насоса.

Однако, у этих скважин есть некоторые недостатки. Первый и основной в этом списке — перебои с подачей воды, связанные с сезонными перепадами уровня живительной влаги в водоносном слое. Второй и не менее важный фактор — необходимость периодического обслуживания скважины. Это по большей части касается владельцев дачных домиков, в которых вода необходимо только по сезону.

Все заключается в том, что фильтр, который устанавливается непосредственно в скважине подвергается заиливанию. Поэтому подъем воды должен быть постоянным. Ну и последний важный момент — срок службы. В зависимости от интенсивности использования ресурсов, он может составлять от пяти до пятнадцати лет.

Артезианская скважина

Более дорогостоящий и в тот же самый момент эффективный способ централизованной подачи воды.
и обустройстве скважин такого типа применяется крупная техника, которая позволяет углубиться приблизительно на 200-300 метров. Качество извлекаемой на поверхность воды намного лучше, чем у той, которая выкачивается из песчаного слоя. Также практически не засоряется фильтр, который устанавливается в нижней части подающей трубы, диаметр которой может составлять 219 мм. Постоянство наличия живительной влаги может быть гарантирована на 99%, а срок службы достигает 50 лет.

Но даже и такие скважины имеют свои минусы:

• В зависимости от глубины залегания водоносного слоя, вода может содержать в своем составе самые разные соединения железа, которые требуют установки дополнительной системы фильтрации.
• Высокая стоимость проведения бурильных и монтажных работ.
• Обязательное согласование проекта и получение разрешения на бурение артезианской скважины.

Принцип работы скважины

Для начала кратко о самой конструкции. В почве бурится отверстие, в которое потом опускается обсадная труба с установленным на конце фильтром. Его функция заключается в очистке воды от мелких частиц песка или иных нерастворимых составов. Далее, вода под естественным давлением грунта заполняет пустоту обсадной трубы на определенный уровень, который принято называть статическим.

Существует и второй показатель — динамический уровень. Он указывает отметку в стволе скважины, ниже которой при интенсивном использовании ресурса вода не опускается. В зависимости от насыщенности водоносного слоя и его толщины, она может быть разной и при бурении скважин на песок настоятельно рекомендуется устанавливать насосное оборудование с защитой от сухого хода.

После того как бурильные работы окончены и установлена обсадная труба, в ствол скважины опускается насосное оборудование, к которому заранее подсоединен обратный клапан, напорная труба и питающий электрический кабель. Как правило, это глубинный погружной насос, мощность которого необходимо рассчитать исходя из удаленности водоносного слоя от поверхности земли и расстояния от скважины до потребителя.

После того как напорный трубопровод выведен наверх, к нему подсоединяется автоматическая система контроля давления в магистралях потребителей и специальный гидроаккумулятор. Конечно, это немного повлияет на стоимость обустройства скважины, но впоследствии поможет избежать неприятностей, связанных с преждевременной остановкой насосного оборудования.

Источник: 1decor.org

Способы бурения

Перед выяснением ответа на вопрос, как устроена скважина, вполне логично будет изучение методов и устройств, способствующих её формированию. Возможные варианты бурения:

• Алмазное бурение . Названо по типу рабочего инструмента. Применяется крайне редко из-за его высокой стоимости.


• Турбинное бурение . Скважины на воду появляются благодаря применению турбобура. При обороте турбины он совершает поступательные движения. В процессе используются бурильные трубы.
• Электробур . Эксплуатация устройства предполагает его предварительное подключение к источнику энергии. Процесс бурения легко контролируется с поверхности.
• Гидродинамическое бурение . Его использование актуально для создания бесфильтровых конструкций. Незаменимо в случаях, когда важно строго придерживаться формы.
• Шнековое бурение разрушает породу, которую после подымают наверх. Применяют при работе с мягкими породами для неглубоких скважин. Подобная методика очень популярна, но совершенно не подходит для работы с твёрдыми участками.
• Пневмоударное бурение . Актуально для применения на небольших глубинах. Отличается высокими энергозатратами, поэтому редко используется владельцами дач.
• Винтовые двигатели . Работа с ними напоминает турбинное бурение. Относительно небольшие габариты винта делают более комфортной его эксплуатацию. Часто используется для создания водозаборных систем на дачных участках.

Основные этапы бурения на следующем видео:

Принцип работы скважины

Принцип работы идентичен для всех разновидностей водозаборных скважин. В чём он заключается?

1. После бурения скважины производится монтаж обсадной трубы. Она может быть стальной или пластиковой, перфорированной или асбестоцементной. Подобное устройство защищает стенки от осыпания, в результате которого вода загрязняется, а источник со временем перестаёт функционировать.
2. Первичную очистку жидкости от твёрдых частиц исполняет фильтр. Его фиксируют к нижней части обсадной колонны. Для этого выжигают или высверливают отверстия. Перфорированную часть устройства покрывают фильтровальной сеткой.
3. Для герметизации устья используют оголовок
4. Насос по трубам поднимает воду. Его устанавливают после устройства обсадной колонны.

Важно! Предварительно к насосу подсоединяют обратный клапан, кабель и напорную трубу. Мощность оборудования рассчитывается на основании данных – удалённость скважины от потребителя; расстояние между водоносным слоем и землёю.

1. Водоподъёмную трубу присоединяют к водопроводной.
2. Утепляют скважину.
3. Устанавливаются все необходимые элементы для автоматизации водоснабжения, в том числе и система контроля давления.

Функциональные узлы скважины

Скважина имеет достаточно много элементов:

• Водозабор. Для его устройства характерно наличие сетки и обратного клапана.
• Всасывающая магистраль. Через неё вода поступает в корпус насоса или насосной станции.
• Непосредственно насос. Всасывает жидкость и под давлением поднимает её вверх.
• Реле давления.
• Гидроаккумулятор. Защищает от гидроударов.
• Электромотор.

Инвентарь для обустройства скважины

Чтобы наладить работу скважины, нужно использовать следующие элементы:

• Насос со страховочным тросом и электрокабелем для последующего подключения.
• Автоматическое устройство, которое будет регулировать напряжение и беречь двигатель от перегревания.
• Гидропневмобак. Его задача – защитить от гидравлических ударов, отрегулировать давление, уменьшить частоту включений-выключений насоса. Размеры бака варьируют от 10 до 10000 литров. Оптимальный объём для среднестатистического дома – 100 л.
• Кессон. Стальной бак служит для защиты оборудования, необходимого для подъёма воды. Устанавливается на глубине 0,5-1 м.

Внимание! Конструкцию обязательно нужно утеплить и гидроизолировать.

• Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).

Последовательность подключения элементов

Схема подключения скважины на воду имеет следующий порядок:

• Снаружи обустройство водопровода начинается с определения показателей: глубина источника и мощность насоса. Большинство насосных агрегатов имеют встроенный обратный клапан, в противном случае его нужно будет установить.

Важно! Обратный клапан удерживает воду под давлением.

• Присоединение трубопровода не должно вызывать каких-либо сложностей. Их монтируют после соединение обсадных труб с оголовком и муфтой. Следует обязательно убедиться в герметичности мест стыковки, иначе труба может сорваться в процессе эксплуатации. Диаметр водопроводных труб должен превышать 3,2 см.
• Между скважиной и домом вырывают ров. Трубы прокладывают на глубине 0,5-1 м и утепляют минватой.
• Решив поставлять воду при помощи надземных коммуникаций нужно также позаботиться об их утеплении. Иногда для этого прокладывают греющий электрокабель.
• В заключение внешних работ в фундаменте здания пробивают отверстие около 5 см. вставляют в него гильзу и вводят трубы. Участок герметизируют монтажной пеной.

Обустройство скважины на воду можно посмотреть на видео:

Схема устройства скважины

Обустройство скважины может иметь различные вариации. Схема зависит от материалов изготовления и вида скважины.

В целом схема устройства выглядит так:

• Вода поднимается из водоносного слоя, проходит сквозь фильтр и оказывается внутри выработки с круглым сечением.
• Включённый насос направляет жидкость по водопроводной трубе.
• Вода движется вверх и попадает в приёмник, а оттуда в водопровод.

Конструкция артезианской скважины наглядно отражена на фото:

Источник: vodakanazer.ru

Как устроена скважина

Как и в колодце, вода в скважине располагается на уровне водоносного слоя либо выше, что делает необходимым использование насоса. Устройство скважин на воду предусматривает применение специальных обсадных труб, препятствующих осыпанию почвы. Что же касается материала, из которых они изготавливаются, то таковым может быть:

• прочный пластик;
• асбестоцемент;
• сталь.

Система фильтрации устанавливается в нижней части трубы, для чего нужно просверлить или выжечь отверстия. После ту часть, которая является перфорированной, оборачивают фильтрующей сеткой. На рынке имеются и особые обсадные трубы, являющиеся перфорированными. Схема скважины на воду является следующей:

• вода, поступающая из горизонта, проходит сквозь установленный фильтр и направляется в скважину;
• работающий насос нагнетает воду, перемещая ее по трубе;
• вода подается вверх и, достигая приемника, попадает в водопровод.

Стоит добавить, что в соответствии с особенностями ситуации данная схема может меняться. Так, на нее могут повлиять такие факторы, как тип насоса, наличие функционирующего в холодную пору года водопровода и т.д.

Разновидности скважин

Рассказывая о том, что представляет собой принцип работы скважины на воду, нужно сказать об основных типах последних, определяемых глубиной горизонта.

1. Абиссинская. Представляет собой простой вариант скважины забивного типа. Ее бурение возможно в местах, где водоносные слои находятся на глубине, не превышающей 12 метров. Качественные показатели добываемой подобным образом воды, напрямую зависят от специфики состава грунта. Такую скважину можно бурить не только на участке, но и в подвале.
2. Песчаная. Предусматривает подачу воды из пластов, находящихся на глубинах до 50 метров. Отличается большей сложностью работ по бурению и обустройству, которая с лихвой компенсируется высоким качеством добываемой живительной влаги. Качественные показатели последней напрямую связаны с глубиной залегания водоносного слоя. Служит до пятнадцати лет.
3. Артезианская. Именуется известняковой – по названию пласта, из которого добывается вода. В случае с такой скважиной на воду, принцип работы и схема являются наиболее сложными, так как ее глубина может доходить до 200 и более метров. Вода в ней является наиболее чистой, а установленный фильтр не засоряется. Такую скважину бурят между водоупорными слоями, вследствие чего добываемая влага поднимается ощутимо выше, а нередко и бьет фонтаном. Служит такая скважина десятилетиями – в районе полувека.

Есть два типа бурения скважин – ручной и машинный. Первый чаще всего применяется в случаях, когда нужно добраться до водоносного слоя, залегающего не слишком глубоко, а второй актуален для ситуаций, предусматривающих бурение на несколько десятков или сотен метров.

Выбор диаметра и используемого насоса

Одним из основных параметров любой скважины является ее диаметр. Чтобы корректно определить его, учитывайте ключевые факторы.

1. Объем воды. Если вам достаточно пропускной способности до 3 кубометров в час, то можете использовать диаметр скважины, не превышающий 75 миллиметров. Глубина последней в таком случае может быть до 50 метров – практика показывает, что этого вполне достаточно. Если же вы желаете получить больше воды за единицу времени – используйте трубу большего сечения.
2. Разновидность насоса. В большинстве своем современные погружные насосы имеют диаметр, составляющий 10 сантиметров. Для них нужны трубы с сечением, составляющим 11 сантиметров, и скважину, диаметр которой будет равняться сумме сечения трубы и двойной толщины стенки. Если же вы используете самовсасывающий насос, то в такой ситуации хватит диаметра выработки в 50 миллиметров.
3. Цена. Существует прямая зависимость: чем большим является диаметр скважины, тем более высока стоимость ее бурения и дальнейшего обустройства. Если стоимость итоговой сметы кажется вам чересчур высокой, можете сделать выбор в пользу менее производительного решения или реализовать проект большой пропускной способности вскладчину с соседями.
4. Отдельно стоит отметить, что насос представляет собой центральный элемент системы добычи воды из скважины – вне зависимости от того, к какому типу она принадлежит.
5. Погружной. Такой насос можно считать вариантом, относящимся к бюджетной ценовой категории. Его производительность довольно скромна, а потому при обустройстве скважин его используют все реже.
6. Центробежный. Оптимальное решение для обеспечения дома и участка водой из выработки.
7. Поверхностный. Данный тип насосов есть смысл использовать только в тех случаях, когда динамический уровень воды не уходит ниже, чем на 7 метров.

Подходите к выбору насоса внимательно, так как от данного решения напрямую зависит степень эффективности всей вашей хозяйственной деятельности. Практика показывает, что погоня за дешевизной в ущерб качественным параметрам изделия ни к чему хорошему не приводит, сопровождаясь низкой производительностью и частыми поломками устройства.

Использование датчиков и другого оборудования

Помните, что одной из главных угроз для работы насоса является функционирование без воды, способное привести к его быстрому перегреву и остановке, а иногда и к полному выходу из строя. Предотвратить подобные проблемы в состоянии специальные датчики, установку которых предусматривает любое устройство скважины на даче, соответствующие действующим требованиям безопасности.

1. Поплавковый выключатель. В случае, если уровень воды падает ниже допустимой отметки, происходит отключение устройства – путем размыкания электроцепи.
2. Датчик давления. Задача – это слежение за уровнем давления на выходе.
3. Датчик протока. Устанавливается в проточной области насоса и срабатывает при снижении объема пропускаемой воды до недопустимого значения.

Стоит добавить, что в отдельных ситуациях обустройство скважин не предусматривают применения датчиков.

Подобное бывает на объектах, в которых за корректным функционированием насоса неустанно следит персонал. В остальных случаях использование датчиков рекомендуется безотносительно того, как устроена скважина для воды, так как польза от них является поистине неоценимой. Полноценное обустройство скважины невозможно без использования специализированных устройств, непосредственно влияющих на ее производительность и продолжительность эксплуатации.

1. Кессон, нужный для обеспечения защиты устья от негативных температурных воздействий извне. Может быть бетонным, металлическим или пластиковым.
2. Гидроаккумулятор, применяемый для управления давлением в системе, поддержки минимально допустимого уровня воды и защиты от гидроудара. Способствует увеличению эксплуатационного ресурса насоса.
3. Оголовок. Используется для предотвращения попадания мусора в ствол обсадной трубы. Также, он выполняет опорную функцию – для насоса и подвески подъемной колонны. Изготавливается из пластика или металла.

Кроме того, возможно применение некоторых других элементов схемы, определяемых спецификой скважины и пожеланиями ее владельца.

Источник: vodospec.ru

Другие статьи по теме:

Как пробурить скважину под воду своими руками Глубина колодца Насос для прокачки скважины Бур для скважины своими руками чертежи Бурение на известняк Как пробурить скважину вручную