Конструкция скважины: как устроена и из чего состоит

Типичным объектом водозабора в России всегда был колодец. Но в настоящее время все большую популярность получают скважины. В чем-то причиной такого явления становится ухудшение экологической обстановки, связанное с жизнедеятельностью человека – качество жидкости из верховодных источников уже не удовлетворяет потребителя. Конструкция скважины позволяет производить забор воды из глубинных водоносных пластов, имеющих более мощные фильтрующие слои грунта.

Содержание статьи:

Основные элементы водозабора

Строение типовой скважины включает в себя следующие устройства:

шурф – отверстие в грунте, выполняемое бурением;
обсадная колонна – устройство, предохраняющее стенки шурфа от обрушения, на нижнем конце обсадной колонны устраивается фильтрующий участок;
донный гравийные фильтр, производящий первичную фильтрацию воды и перекрывающий нижний торец обсадной колонны от проникновения или и песка;
питающая труба – труба меньшего диаметра внутри обсадной колонны, на нижнем конце оснащается, в ряде случаев, фильтром тонкой очистки, верхним концом присоединяется к насосу для откачки воды;
возможен и часто применяется способ применения погружных или глубинных насосов не в наружном исполнении, а размещаемых непосредственно внутри обсадной колонны. В этом случае подача воды наверх производится по шлангу. Водозабор производится также через фильтр тонкой очистки, укрепляемый непосредственно на насосе;
обратный клапан – устройство для поддержания столба воды в заборной трубе при использовании наружных центробежных насосов;
оголовок – служит для защиты ее устья от попадания посторонних предметов и мусора. Также выполняет дополнительные функции – герметизация водозабора, увеличение дебета скважины за счет возможности создании отрицательного давления при откачке воды, надежное крепление подвесного оборудования и электропроводки к погружным насосам, упрощенный переход с размера на размер труб между водозаборной трубой и системой водоснабжения дома.

Колонна обсадная

Устанавливается по окончании бурения и вскрытия водоносного слоя. Часто установка обсадной колонны производится по ходу бурения скважины, что зависит от характеристики проходимых грунтов, на рыхлых и песчаных грунтах параллельное обсаживание неизбежно.

Рис.1. Труба обсадная муфтовая стальная

Соединение обсадных труб в колонну производится по мере заглубления шурфа. Может применяться как сборка с применением специальных муфт или непосредственно трубу к трубе на трубах с высаженными концами и нарезанной резьбой – с одного конца (на высадке) внутренней, на втором наружной.

Рис.2. Труба обсадная из поливинилхлорида с высаженными концами

При подборе размеров труб для обсадки стенок учитывается необходимый дебет скважины. Рачительный хозяин предпочтет применить увеличенный диаметр обсадки, предусматривая в дальнейшем возможность установки внутрь новой обсадки, когда старая износится и выйдет из строя. Это называется «ремонтный размер».

Фильтрующие устройства

Система фильтрации состоит из донного гравийного фильтра и фильтрующих элементов на первой трубе колонны.

Донный фильтр

Этот элемент нужно выполнить непосредственно по окончании процесса бурения. Чтобы устроить такой фильтр нужно засыпать в устье скважины несколько ведер гравия в смеси мелкой и средней фракций, затем несколько раз приподнять и опустить обсадную колонну. В результате таких действий гравий просыплется в затрубное пространство и создаст надежный замок от проникновения ила и песка внутрь обсадки.

Фильтр на обсадке

Такие фильтры устраиваются на нижней секции обсадной трубы. Для этого на ней выполняются проемы, которые могут иметь различный вид:

перфорированный в виде отверстий диаметром 12 – 15 мм в стенках трубы;

Рис.3. Проволочный многослойный фильтр на перфорированной трубе, намотка защищена от смещения сваркой продольным швом

щелевидный, в виде поперечных или продольных щелей, которые могут быть выполнены с применением «болгарки» непосредственно на месте выполнении работ;

Рис.4. Сетчатый щелевидный фильтр для скважины

вырезкой проемов с установкой продольных ребер, если фильтрующий элемент выполняется нержавеющей проволокой или с установкой спиральных ребер, если для фильтра применяется сетка.

По мере засорения фильтров, а это неизбежно, производится раскачка скважины для их очистки. Наиболее интенсивное заиливание водозабора происходит при длительном его простое.

Насосы

От правильного выбора агрегата для откачки воды из скважины зависит, насколько эффективным будет все строение.

Основными типами насосов для скважин являются:

погружные;
глубоководные;
поверхностные.

Параметры первичного выбора насоса следующие:

Соответствие наружного диаметра агрегата внутреннему диаметру обсадной трубы – он должен быть меньше примерно на 15 – 20 мм.
Мощность насоса должна быть оптимальной для данной скважины, ее дебита и потребности в воде.
Высота столба – характеристика, говорящая о способности агрегата поднимать воду на определенную высоту. Для глубоких водозаборов рекомендуются глубоководные насосы. Важно! Эти устройства не могут работать без воды, при попытке проверить его насухо, он мгновенно выйдет из строя.
Производительность (л/час) – основной показатель, учитываемый при подборе насоса, он должен быть не менее величины максимального единовременного потреблении воды в хозяйстве.

Внимание! В скважинах нельзя применять вибрационные насосы, которые приводят их к разрушению под действием вибрации насоса, особенно если наступает явление резонанса.

Обратный клапан

Служит для сохранения столба воды в заборной трубе. Применяются различные конструкции: лепестковые, шаровые и другие. Обеспечивает наличие воды в рабочей камере центробежного поверхностного насоса, без чего его работа невозможна. Состоит из корпуса и рабочего клапана.

Заключение

Современная скважина состоит из ряда последовательно расположенных узлов и агрегатов, позволяющих не только выкачивать воду из подземных водоносов, но и производить ее предварительную фильтрацию. Такое направление в водоснабжении представляется перспективным и имеет большое будущее.

Советуем почитать: Оголовок для скважины