Какое бывает бурение скважин. Какие бывают скважины на воду. Конструктивные виды скважин

Кроме того есть еще и самая древняя технология добычи воды – это колодец. Опишем эти способы.

Колодец

Когда-то, при Царе-Горохе не было бетонных колец диаметром 1 – 1,5 метра, а колодцы надо было делать. Поэтому их делали из камней, из стволов мореных деревьев, сооружая сруб. Если первый способ был очень трудоемким, то второй – недолговечным. Сочетание земля — влага-дерево — воздух дает почти 100% гниение дерева в течение нескольких лет. Вот если бы это сочетание было бы таким: дерево – вода, то есть без доступа кислорода, то древесина через 60 лет стала бы морёной.

Однако в последнее время (более 100 лет назад) изобретен бетон и железобетон, и колодцы стали делать из бетонных колец диаметром 1 – 1,5 метра. Процесс копки следующий – ставится на землю кольцо, внутри из него начинается выкапываться земля, кольцо постепенно опускается вглубь земли. Потом на него ставится второе кольцо, снова вынимается грунт – и так далее. По мере заглубления в водоносный горизонт на несколько метров углублять колодец перестают. Чтобы землекопы не утонули, воду из строящегося колодца выкачивают насосом. Скажем прямо — копка колоца — это каторжный труд.

Какие же плюсы и минусы в этом способе?

Плюсы — во первых колодец можно сделать практически везде. В этой статье мы рассматриваем регион центральной России.

Вода будет находиться в избытке – ведь колодец это накопитель, в котором в любой момент будет находиться 1-2 кубометра воды.

Вода, как правило, мягкая.

Относительно небольшая стоимость колодца. 1 кольцо диаметром 1 метр стоит 2500р, закопать одно кольцо стоит примерно столько же. Простая арифметика подсказывает, что колодец в 8-10 колец будет стоить соответственно 40-50 тысяч рублей в ценах 2010 года. Хотя вариант с абиссинским колодцем будет еще дешевле — процентов на 40.

Недостатки – в колодец запросто может попасть верховодка, особенно в болотистой местности. Кроме того может попасть сверху пыль, грязь и другие нежелательные компоненты.

Колодец может пересохнуть, это может быть, например, в случае, когда колодец выкопали весной, а летом он пересох.

Колодец необходимо периодически чистить, чтобы он не заилился. Если колодец заилится, то вода поступать, опять таки, не будет.

Бактериологическая опасность. Вполне можно выпить сырой воды из колодца, а через 2 недели (инкубационный период инфекционных заболеваний), в энтерологическом отделении врач вам скажет, что было в колодце.

Скважина на песок

Этот вид скважины глубиной 15-30 метров, технология бурения такова – эта скважина на ближайший водоносный горизонт, как правило, шнековым способом. Скважина представляет из себя трубу диаметром больше 100 мм, на конце трубы находится фильтр – труба с перфорацией, обмотанная сеткой галунного плетения из нержавейки или латуни. Фильтр устанавливается в крупнофракционных песках с примесью гальки. Дебет скважины на песок составляет 0,6 – 1,2 кубометра в час. Если одновременно открыть 2 крана, то из каждого крана будет идти струя воды 80 – 160 грамм в секунду. То есть стакан будет заполняться за 2-3 секунды. Это конечно немного, однако для небольшого водоразбора на даче сгодится.
Срок службы скважины на песок относительно небольшой – от 5 до 15 лет, при условии регулярного использования. Если же скважиной пользоваться раз в месяц, то она почти гарантировано выйдет из строя через 2-3 года. Что же делать с заилившейся скважиной? Ее можно прочистить большим напором воды, но при этом есть вероятность что порвется фильтр. Бывает также, что промывка под давление не помогает, а это означает, что придется бурить новую скважину. Поэтому наш вам совет – лучше один раз потратиться на артезианскую скважину – и иметь гарантированную воду в течение 50-70 лет, чем каждые 7 лет переделывать песчаную скважину.

Артезианская скважина

Название эта скважина получила от французской провинции «Артуа», где впервые была пробурена такая скважина, при этом наблюдался самоизлив из этой скважины воды. В нашей практике далеко не все артезианские скважины обладают способностью к фонтанированию. При бурении артезианской скважины не нужно ставить сетчатый фильтр на скважину. Артезианские воды находятся в пластах известняка. Причем не в каждом известняке будут такие воды. Известняк должен быть пористый. В сплошных известняках не будет воды. Артезианскую скважину отличает большое количество воды – дебит составляет 3-10 кубометров в час. Вода никогда не кончается, скважина очень долговечна – срок службы по самым скромным подсчетам составляет 60 лет. Вода гарантировано не будет содержать органических загрязнителей – болезнетворных микробов, аммиака, мочевины и др. Буровая машина для бурения на известняк чаще всего используется УРБ-2А. Недостатком этой скважины может быть то, что не на всякий участок может заехать эта буровая машина. Для бурения этого вида скважины на воду требуется площадка размером минимум 4х6 метров.
Высокая стоимость этой скважины оправдывается обилием воды и долговечностью. Если вы еще не значитесь в списках «Форбс», а вода все таки нужна, то попробуйте скооперироваться с соседями и сделать одну скважину на несколько домов. Даже если от одной скважины будет питаться три дома, то при одновременном включении воды во всех трех домах будет из крана будет набираться 1 литр воды в 3 секунды.

Абиссинский колодец

Абиссиния – это страна в Африке, современная Эфиопия, в которой в XIX веке английские войска благополучно использовали изобретение американца Нортона – трубчатый колодец. Это наиболее дешевый вариант водоснабжения. Часто используется для самостоятельного бурения скважин на воду . В отличие от обычного колодца в абиссинский не попадет верховодка, пыль, грязь, споры. Этот колодец берет воду из глубины 8-12 метров. Вода в большинстве случаев питьевая и чистая, без излишнего содержания минералов и солей жесткости. У автора этого сайта в деревенском доме стоит именно абиссинский колодец.

Земля - планета воды. Если Вы хотите независимости, Вам нужна своя вода. Если Вам нужна вода - Вам не обойтись без бурения скважины на своем участке.

• Какие бывают скважины?

Бурение фильтровой (песчаной) скважины ведется на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах, и глубина ее составляет обычно 20-30 м, скважина состоит из обсадной колонны из труб диаметром 127-133 мм и галунного плетения сетчатого фильтра. Ее дебит составляет до 1 м 3 /час. Бурение скважины производится достаточно быстро - в течение одного-двух рабочих дней.

Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию, и срок эксплуатации их напрямую зависит и от мощности водоносного горизонта, и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (на практике до 15 лет, чаще - 5-8 лет).

Глубоких ("артезианских") скважин (на известняк) производится до водоносного слоя, залегающего в пределах Москвы и области в известняке на глубинах 20-200 м, и отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 100 м 3 /час), но и сложностью бурения. Такие скважины бурятся обычно большего диаметра и большей глубины, чем "скважины на песок". Этим обусловлено и большое количество обсадных колонн в скважине, и более высокая , т.к. цена погонного метра бурения скважины напрямую зависит от диаметра обсадных труб и, следовательно, их стоимости. увеличивается до 5 и более дней в зависимости от породы и глубины. Цена бурения скважины на известняк выше, однако срок службы значительно дольше - 50 и более лет, так как фильтром в таких скважинах является сама водоносная порода (известняк) и заиливания не происходит.

• Какова глубина артезианской скважины?

Примерные залегания
водоносных горизонтов

• Каков диаметр скважины?

• Какие трубы в скважине?

• Нужен ли пластик?

Впрочем, для взыскательных заказчиков устанавливаются внутри обсадной колонны пластиковые трубы (от коррозии они не спасут, но придадут комфортности работе насоса, отсекая частички ржавщины со стенок стальной колонны от дорогостоящего механизма), цена метра бурения такой скважины на 400-700 р. дороже. Иногда, в сложных геологических условиях, пластиковая колонна внутри стальной может оказаться полезной, т.е. пластик используется не вместо стальных труб, а вместе с ними.

Пластик вместо стали иногда используют на мелких скважинах, но надо подходить к нему с осторожностью: стальная колонна прочнее пластиковой и лучше противостоит подвижкам грунта.

• Но ведь "черная труба" - железная, а в воде и так железа много...

Железо или фтор, присутствующие в химическом составе воды из артезианской скважины, определяются с помощью химанализа и удаляются с помощью специальных фильтров-обезжелезивателей (путем окисления и перевода его в осадок). Фильтры - необходимая атрибутика автономного водоснабжения.

• Какая скважина лучше?

При этом не надо забывать о несравненной водообильности водоносных известняков и верховодки. А если учесть экологию и близость водоносных песков к поверхности земли с ее ливневкой, выгребными ямами и микроорганизмами, то уж и вовсе все станет понятным. Впрочем любая задача решается, исходя из цели: для полива - мелкая скважина, для круглогодичного жизнеобеспечения коттеджа - артезианская.

• Что входит в стоимость бурения скважины?

• Некоторые фирмы включают хим. анализ в стоимость бурения метра скважины...

• На каком расстоянии от дома возможно устроить скважину?

• Что такое "обустройство"?

• Почему бурение артскважины дороже?

• Почему некоторые фирмы бурят дешевле...

• Нужна ли лицензия на на право пользования недрами?

• А если воды не будет?

• Какие насосы лучше?

• Можно ли очистить заилившуюся мелкую скважину?

• Можно ли устроить скважину прямо в доме?

• Вместо заключения

Если уж не сложилось со скважиной сразу, не отчаивайтесь - можно и потом, в любом случае собственная скважина придаст завершенность Вашему владению, а Вам - чувство независимости.

• Post Scriptum

Виктор Свирин

При цитировании статьи, пожалуйста, не забудьте дать ссылку на источник. Спасибо.

Какие бывают скважины?

Подземные воды – распространенный способ решения проблемы, отсутствия круглогодичного источника водоснабжения. Скважины бывают: “на песок” и “на известняк”. В скважинах “на песок” – вода, как можно догадаться из названия, содержится в слое песка. Соответственно в скважинах “на известняк”, вода добывается из толщи известняка.

Возникает самый распространённый вопрос: что лучше? Однозначно на этот вопрос ответить нельзя. Во-первых, для того чтобы из горизонта (слоя) песка можно было добывать воду, он (песок) должен быть распространен в геологическом разрезе. А это далеко не всегда бывает. Во-вторых, чтобы вода в этом горизонте не иссякла, этот горизонт (слой) песка должен иметь большое распространение по площади и по глубине. Узнать это лучше всего опросив соседей. Если поблизости есть несколько скважин на песок, которые давно и благополучно эксплуатируются, это верный знак, что шанс есть.

Известняк же распространен на всей территории Московской, Калужской, Тульской и др. областей. Разница лишь в том, на какой глубине он залегает. Поэтому скважины “на известняк” самые распространенные.

Скважина на песок

Про скважины “на песок” можно и нужно сказать много. Как правило, это неглубокие скважины 20-30 м, на первый от поверхности горизонт грунтовых вод. Эти скважины имеют ряд особенностей, которые нужно знать. Первой особенностью скважин “на песок” является то, что так как “питание” слоя грунтовых вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков (дождь, снег), то уровень и водообильность этого слоя зависит от сезона (зимой меньше, весной и осенью больше, летом в зависимости от количества дождей). А значит, в случае малоснежной зимы или засушливого лета, возможны перебои с водой из такой скважины. Второй особенностью таких скважин является ограниченность этого слоя подземных вод, то есть, чем больше скважин соседей “висит” на этом горизонте, тем меньше в нём воды. Вообще, скважины “на песок” диаметром ∅ 133 мм могут обеспечивать объемом воды не более 1 м 3 /час. Третьей особенностью скважин “на песок”, является её уязвимость к загрязнению с поверхности. Удобрения, локальные очистные сооружения, компостные ямы, туалеты, какое-либо производство, гаражи и т.п. поблизости (в радиусе 1 км и менее) могут безнадежно и надолго испортить качество воды. И последнее неудобство, которое причиняют скважины “на песок”, это более частое (по сравнению со скважинами “на известняк”) обслуживание. Раз в 3-5 лет, в зависимости от интенсивности пользования и фракции песка, фильтр скважины необходимо продувать, чтобы избавить его от налета, мешающего прохождению воды.

Поэтому скважину “на песок” бурят в том случае, когда горизонт известняков залегает очень глубоко, и альтернативы ей нет.

До принятия решения бурения такой скважины, необходимо: собрать максимум информации у всех соседей имеющих такие скважины, взять воду из их скважины и сдать ее на расширенный анализ воды (включая анализы на органику, микробиологию и т.п.), затем посоветоваться с геологами (то есть с нами), и тогда только принимать решение о бурение такой скважины. Бурение же таких скважин “на удачу”, может обернуться пустой тратой денег.

Скважина на известняк

Известняк - это прочные скальные породы, залегающие мощным чехлом практически на всей территории центрального региона России. Но породы эти сильно трещиноватые и кавернозные, как на фото.

Эти трещины и каверны заполнены водой. Именно это делает известняк универсальным и практически неиссякаемым источником воды для водоснабжения домов, предприятий, да и целых городов. Разница лишь в том, на какой глубине залегает известняк. Уточнить глубину залегания известняка, вы можете на карте глубин .

Эти горизонты (слои) воды в известняках надежно защищены от загрязнения вышележащими глинистыми водоупорными слоями. А количество воды, которое из них можно добывать, ограничивается лишь диаметром скважины и мощностью насоса. Например, из скважин диаметром ∅133-110 мм, можно “брать” воды до 3-4 м 3 /час. Но это максимумы, которые в быту семьи не пригодятся. Как правило, один стандартный кран в ванне или кухне выливает в среднем 0,75 кубометра воды в час. То есть, насос дающий 1,5-2,0 кубометра воды в час, вполне обеспечивает дом, с учетом пиковых потреблений утром и вечером.

Конструкция скважины

Конструкция скважины влияет на её долговечность и бесперебойность использования. Ранее существовали ГОСТы по обустройству скважин, где все было продумано и прописано. Исполнители выполняли все по ГОСТ и такие скважины были рассчитаны на многие десятилетия. Такая скважина и раньше была дорогим мероприятием, но ставились они, в основном, на предприятиях, хозяйствах, поселках и т.п. для коллективного потребления воды. Поэтому такая ГОСТовская конструкция, для индивидуального потребления, является финансово неподъемной. Кроме того, со времен выхода последнего ГОСТа, утекло много воды и в жизни изобретено и внедрено немало технических новшеств, например, пластиковые трубы. Поэтому рынок предложил некоторые упрощения, и соответственно удешевление в конструкции скважин, для возможности ее применения отдельными домохозяйствами.

На данный момент существуют две принципиальные схемы конструкции скважин:

• 1-трубная конструкция - обустройство металлом + открытый ствол по известняку;
• 2-трубная конструкция - обустройство металлом + пластиковая колонна по известняку до верха.

1-трубная конструкция

Эту конструкцию можно коротко охарактеризовать словами – “дешево и сердито”. Оговоримся сразу, количество воды и ее качество не зависит от её конструкции скважины.

Если однотрубная конструкция сделана с умом и качественными трубами, то она надежна и прослужит несколько десятилетий без проблем.

Металлическая колонна ставится на поверхность известняков, удерживая ствол скважины в верхних рыхлых породах – глинах, песках. Известняк же скальная порода, а потому отлично держит ствол скважины подобно бетону, исключая его обвал и разрушение.

Важным моментом является соединение колонны труб. Соединение металлических труб должно быть резьбовое. Только резьбовое соединение может обеспечить достаточную надежность конструкции. Есть недобросовестные исполнители, которые делают это соединение сваркой. Это неприемлемо. Во-первых, качество сварочного шва в полевых условиях, сильно зависит квалификации сварщика, сварочного аппарата и многих других факторов. Во-вторых, при ее монтаже часто возникают трещины, которые нарушают герметичность колонны и возможно загрязнение воды через эти дефекты. В-третьих, такая скважина практически исключает, возможность гарантийного обслуживания и ремонта.

Резьбовые соединения тоже бывают разные. Обычное резьбовое соединение требует высокой квалификации от бурового мастера. Редко, но все же бывает, что резьбы лопаются при монтаже, что обеспечивает почти те же проблемы, что и при сварном соединении, описанными выше.

Исключает такие проблемы применение скважин усиленных труб. Усиленные трубы выполняются в условиях производственного цеха, на специальном оборудовании, обеспечивающее высокое качество. Резьбы усиленных труб сделаны из цельно тянутых труб и приварены к трубе на специальном трубоварочном станке полуавтоматической сваркой.

2-трубная конструкция

Эта конструкция предусматривает наличие второй трубы – эксплуатационной колонны. Эксплуатационная колонна представляет собой пластиковую ПНД трубу, которая ставится внутрь металлической на протяжении от самого низа, до самого верха скважины, и служит дополнительной герметичной защитой от вышележащих вод, а также дополнительной защитой от рыхлых пород. Металл под воздействие грунтовых вод и грунтов со временем разрушается коррозией. Сколько точно он прослужит точно сказать нельзя, это очень зависит от агрессивности пород и химического состава воды. Это может быть и 20-30 лет (минимум) и 40-60 лет и больше. Но даже по истечении этого срока, пластиковая ПНД колонна будет держать ствол скважины от разрушения и продлит срок ее жизни.

Тут тоже есть, на что обратить внимание. Пластик бывает разного качества. Наилучшее качество у труб синего цвета, она выполнена из первичного сырья. Если трубы других цветов и грязноватых оттенков, это говорит о том, что в использовании труб применен вторичный пластик (как правило, это пластиковые бутылки). Да, вторичный пластик нужно применять повторно, и есть масса изделий, где он подходит, но его использование в скважине для воды недопустимо из-за недостаточной надежности и долговечности. Этот пластик дешевле, а потому использование его некоторыми буровыми компаниями, значит получать дополнительную выгоду за счет неосведомленности об этом заказчика.

Наша организация - одна из немногих, кто имеет собственное производство усиленных труб .

Различные варианты скважин

1. скважина на песок, обустройство "летний вариант"
2. скважина на известняк, 1-трубная конструкция, обустройство с адаптером
3. скважина на известняк, 2-трубная конструкция, обустройство с адаптером
4. скважина на известняк, 2-трубная конструкция, обустройство с кессоном

Бурение скважин на несколько домов (сооружений)

Бурение одной обычной (133 мм металл + 117 мм пластик) скважины на несколько домовладений возможно. Воплощение этой идеи имеет ряд особенностей, требований и рисков, но потенциальная возможность уменьшить расходы на скважину в 2-4 раза, разделив ее стоимость на несколько владельцев, часто может быть стимулом для проработки этого решения.

Все множество вопросов, связанных с таким проектом можно разделить на 3 группы:

1. Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины;
2. Особенности конструкции скважины;
3. Особенности обустройства скважины оборудованием и ввод в дома.

Вопросы взаимоотношений между будущими пользователями скважины

Как показывает опыт, часто задумка о совместной с соседями скважине не преодолевает именно этот этап. Тут стоит упомянуть, что существуют практические решения, регулирующие доли потребления электроэнергии и ресурса скважины, а итоговый результат может помочь сообща сэкономить.

Особенности конструкции скважины

Совместное использование скважины имеет два существенных отличия. Первое - требуемый дебит скважины, второй – характеристики (параметры) насоса, способного поднять этот дебит на поверхность. В среднем водопотребление одного домохозяйства из 4 человек составляет 1-1,5 м 3 /ч, с учетом пиковых нагрузок. То есть двум или трём таким домохозяйствам в пиковые часы требуется соответственно 3 и 4,5 м 3 /ч. До недавнего прошлого увеличение требуемого дебита от скважины до величины 4-7 м 3 /ч требовало установки насоса диаметром не менее 6 дюймов, что влекло за собой увеличение диаметра эксплуатационной колонны труб до 219 мм, а следовательно - значительное увеличение стоимости скважины. Сегодня насосы диаметром 3 дюйма (75 мм) способны поднимать до 5–7 кубических метров в час с глубин 40-70 метров. А 4-х дюймовые (100 мм), работающие от одной фазы способны дать до 10 кубов с этих глубин. При наличии 3 фаз возможности 4-х дюймовых насосов вырастают в разы и иногда на порядок. Следует заметить, что региональные питьевые водоносные горизонты в известняках (Подольско-Мячковский, Каширский, Алексинско-Протвинский и др.), распространенные на территории Московской, Тульской и Калужской областей в большинстве случаев имеют значительную водообильность. Однако, при проектировании таких скважин следует провести работу по изучению гидрогеологических архивных материалов по близлежащей территории, а после бурения проверить опытной откачкой. Но даже самое тщательная проработка архивных материалов дает прогноз. И только после опытной откачки окончательно становиться ясно какой дебит может дать скважина.

Особенности обустройства скважины, оборудования и ввода в дома

Также есть две особенности обустройства скважин на несколько домов. Первое обуславливается режимом работы скважины. Режим характеризуется как постоянный, с относительно высоким дебитом, приближенный к режиму работы промышленных скважин. Для надежной и бесперебойной эксплуатации таких скважин требуется установка оборудования с повышенным запасом износоустойчивости и надежности. Например, важной в этом случае технической характеристикой насоса является его ограничение по количеству запусков в час. Эта величина у большинства насосов колеблется от 20 до 30 раз в час. Нарушение этого ограничения быстро приводит к выходу из строя насоса. Однако, некоторые бренды насосов (например, «Grundfos») имеют модуль плавного запуска, исключающего это ограничение по количеству включений. Гидроаккумуляторы и реле давления для подобных условий работы также следует подбирать с повышенным ресурсом прочности.

Второй особенностью обустройства таких скважин является её схема запитывания электричеством и регулировка разводки во все дома из кессона скважины.

Учет этих нюансов и особенностей обеспечит надежную и бесперебойную работу скважины десятилетиями. «Московская Буровая Компания» имеет опыт бурения и обустройства подобных скважин.

Обустройство скважин

Какое обустройство скважины мне нужно?

Тип обустройства зависит от потребностей пользователей, типа дома (летний дачный дом или капитальный дом круглогодичного проживания), глубины скважины, финансовых возможностей.

Принципиальных схем обустройство три:

• «летнее обустройство»;
• адаптер;
• кессон.

«Летнее обустройство» - самый простой, быстрый и дешевый способ обеспечить участок водой. Заключается он в присоединении к насосу водоподъемной трубы и страховочного троса и опуск насоса. Как понятно из названия, этот способ подходит на участках, где вода нужна только летом, а главное неудобство этого способа заключается в том, что для того что бы включить/выключить воду, надо каждый раз рукам вставлять/вытаскивать электрическую вилку в розетку или поставить в цепь выключатель. А также то, что напор и поток воды нельзя регулировать кранами, так как это быстро приведет к порче насоса.

Также этот способ используют как промежуточный вариант к более серьезному типу обустройства, например, на период строительства на участке или на период чтобы скопить денег на дальнейшее обустройство. В этом случае “подземная” часть оборудования (насос, водоподъемные трубы, обратный клапан, тросик и т.д.) уже есть и может быть использована для дальнейшего обустройства.

Адаптер. Скважинный адаптер – это относительно новое устройство на рынке. Он устанавливается в скважине на глубине ниже глубины промерзания, позволяя повернуть на 90 градусов поток воды из водоподъемной трубы в скважине в водопроводную трубу в траншее.

Главной его особенностью является то, что он на 25-30% дешевле кессона и позволяет сэкономить деньги. При этом в случае необходимости, он дает возможность простого демонтажа насоса и водоподъемной трубы без земляных работ.

Скважинный адаптер имеет несколько особенностей и ограничение, которые нужно знать. Главное ограничение связано с глубиной скважины. Как правило, адаптером оборудуют скважины глубиной не более 50-60 метров. Все потому что большую нагрузку это приспособление может не выдержать, а сам монтаж насоса в скважину (и тем более демонтаж или обслуживание) на глубину больше, чем 60 метров, требует от бригады проявить недюжинную силу и ловкость.

Особенностью адаптера является то, что оборудование автоматики (гидроаккумулятор, реле давления и т.п.) необходимо разместить в доме. Причем, лучше под это отвести место, вроде котельной или теплого гаража, так как при работе это оборудование автоматики издает негромкие, но специфические звуки.

В остальном, если эти особенности и ограничения учесть и соблюсти, скважинный адаптер является отличным выбором.

Кессон. Кессон представляет собой металлическую герметичную емкость, которая зарывается непосредственно над скважиной. Дно кессона располагается на глубине 2,0 метра, то есть ниже глубины промерзания грунта, что обеспечивает круглогодичную возможность пользование.

Обустройство кессоном является надежным и проверенным способом обустройства скважины. Все оборудование (гидроаккумулятор, реле давления и т.п.) располагается внутри кессона. Добротно изготовленный кессон (мы сами изготавливаем кессоны) и инженерный подход при установке гарантируют его службу в течение нескольких десятилетий, а в случае необходимости, сделает простым и возможным его обслуживание (чистка, замена насоса, продувка скважины и т.п.).

Водоочистка

Наиболее часто встречающиеся в воде из скважин превышения от нормы (ГОСТ-«Питьевая вода») в Московской, Калужской и Тульской областях - по «железу» и «жесткости». Железо в воде (двух-, трехвалентное) дает специфический запах и цвет, кроме того на сантехнике появляется желтые («ржавые») разводы, полосы, а белое бельё навсегда теряет свою белизну.

Превышение по жесткости связано с превышением солей кальция и магния, проявляется накипью в чайнике, мыло и порошки плохо мылят.

На сегодняшний день «нормализация» этих показателей до нормы не является проблемой и выполняется за счет установки систем водоочистки.

Как подобрать установку по очистке воды в загородном доме?

Для того чтобы система по очистке воды работала корректно при подборе оборудования необходимо учесть следующие факторы:

1. качество исходной воды (химический анализ воды);
2. источник водоснабжения: артезианская скважина, колодец, фильтровая скважина или открытый водоем;
3. целевое назначение: необходимо
4. технические условия: электричество (220В, 380В, отсутствует), канализация (модель, залповый сброс), материал и диаметр водопроводных труб.
5. параметры системы:
   • водопотребление: периодическое/непрерывное;
   • производительность подающего насоса (м 3 /ч);
   • рабочее давление в системе максимальное и минимальное (атм);
   • общее водопотребление (м 3 /сутки);
   • пиковое водопотребление (м 3 /ч);
   • количество проживающих, постоянно/максимально (чел.);
   • число точек водоразбора (мойки, санузлы, краны, душевые кабины, стиральные и посудомоечные машины и т.п.).

Иметь на собственном участке независимый источник водоснабжения, причем с абсолютно чистой питьевой водой - заманчивое преимущество. Но, чтобы вода была действительно чистой, а подрядчики не взяли с вас лишнего, нужно хотя бы в общем представлять какие есть скважины, какой у них ресурс и какое нужно оборудование. Давайте рассмотрим все эти тонкости как можно подробней.

Какие подземные источники существуют

Большие города снабжаются водой из наземных водоемов, эта вода проходит многоступенчатую очистку и непременно хлорируется. В подземных источниках роль естественного фильтра выполняет грунт, поэтому если провести исследование, то вы обнаружите, что далеко не во всех источниках вода одинаково чистая.

Строение земли напоминает многослойный пирог, где относительно рыхлые породы чередуются с плотными слоями. Вода, проходя через этот «пирог» самоочищается и чем глубже залегает водоносный горизонт, тем он чище. Плотные слои удерживают подземные реки на определенной глубине.

Верхний водоносный слой

Верхний водоносный слой больше известен как верховодка. Считается, что верховодка - это разновидность грунтовых вод. Залегает она на малой глубине, в среднем от 2 до 8 м. Большинство колодцев и мелких скважин наполняются из этого горизонта.

Плюс у таких скважин только один - это сравнительно простое, соответственно малозатратное бурение. Выкопать колодец или пробурить скважину на верховодку можно даже своими руками, но об этом я расскажу чуть позже, а пока поговорим о минусах.

• Верхние слои грунта мягкие и рыхлые, поэтому фильтрующая способность у них низкая и качество воды плохое. Более того дождевая и талая вода смывает с земли всю грязь, после чего она попадает в мелкие колодцы и скважины;
• По санитарным нормам если источник питающийся от верховодки находится ближе 50 м от сливной ямы или иного подобного места, то воду из него используют только для полива;
• Колодец стоящий рядом с полем, где активно используются удобрения, может быть опасен, ведь эта химия обязательно попадет в верхний водоносный слой;
• Верховодка пополняется только из атмосферных осадков, поэтому эксплуатационный ресурс из таких источников низкий, в засушливое лето эти колодцы часто пересыхают.

Грунтовые воды

Если верховодка есть далеко не в каждой местности, то грунтовые воды имеются везде. Зачастую они находятся сразу за первым водоупором, а глубина залегания может доходить до 20 м. Вода здесь уже чище и большинство таких источников питьевые, правда проверять качество воды из этих колодцев желательно каждый год.

Естественные природные родники, которые славятся чистотой, питаются от грунтового горизонта. Но грунтовые горизонты, хоть и в меньшей степени, но все же подвержены тем же опасностям, что и верховодка. Пересыхают они реже, так как подпитываются не только от дождей, но еще и от верховодки.

Водоносные горизонты между пластами

Водяные слои, которые находятся между твердыми пластами, уже не нуждаются в дополнительной очистке и периодическом контроле качества воды. Таких горизонтов может быть несколько. Все, что находится между грунтовыми водами и известняком или меловым уровнем называют межпластовыми горизонтами.

Вода здесь аккумулируется в песках и супесях зажатых между глиной или скальными породами. Глубина залегания стартует от 20 м и доходит до 100 м. Проходя через множество пластов, вода хорошо очищается и каждый последующий слой будет чище предыдущего.

Но эти горизонты имеют свои особенности:

• С одной стороны на такой глубине вода находится под большим давлением и скважина быстрее наполняется;
• А с другой, если вам удалось попасть в такой горизонт - дальше бурить нельзя. Велика вероятность пробить подстилающую породу и вместо скважины вода уйдет на нижний уровень и не факт, что он окажется таким же водоносным.

Существует такой термин «скважина на песок», так вот в такие скважины вода поступает именно из межпластовых горизонтов. Для обустройства здесь уже нужна серьезная буровая техника.

Несовершенство этих горизонтов в том, что скважины нужно оборудовать дополнительными фильтрами, потому как они быстро заносятся песком. Но даже с хорошими фильтрами при сезонной эксплуатации с большими перерывами, этим скважинам нужен ремонт и чистка примерно 1 раз в 5 лет.

Артезианский источник

Так называемый артезианский водоносный слой находится в известняке или меловых породах. Возраст таких подземных озер может насчитывать миллионы лет, поэтому вода в них абсолютно чистая. В среднем артезианские водоносные слои располагаются на глубине от 50 до 200 метров, все зависит от местности.

Известны случаи, когда артезианские озера находили на глубине 20 м, такие места действительно есть, но разведка должна вестись в низинах и впадинах.

Особенность таких источников в том, что добыча воды может вестись в больших объемах. Именно на артезианских скважинах работает большинство компаний торгующих водой. Но без профессиональной буровой техники до известняка не добраться, а цена на услуги бурильщиков серьезная, поэтому такую скважину есть смысл делать на несколько домов.

Какие существуют скважины

Видов скважин достаточно много, но все эти виды можно условно разделить на 2 широких направления:

1. Промышленные скважины - ими заведует нефтегазовый и геологоразведочный департаменты, о какой-либо кустарной разработке здесь речи быть не может;
2. Скважины на воду - назначение этих инженерных сооружений понятно из названия. Примерно треть таких скважин можно обустроить своими руками, для остальных нужно профессиональное оборудование.

Промышленные и разведывательные скважины

Скважины, через которые добывают нефть и газ бывают трех типов - это прямые вертикальные, наклонные и горизонтальные. Нефтяной и газовый горизонты залегают на довольно больших глубинах, поэтому и устройство у таких скважин особое, зачастую они состоят из 3 частей:

1. Вначале при помощи буров большого диаметра обустраивается так называемое направление. Глубина направления составляет порядка 30–40 м и располагается оно строго вертикально. В направление вставляется несколько мощных обсадных колон, а пространство вокруг цементируется. Основная задача - укрепить и защитить ствол;
2. Далее до глубины 500–800 м обустраивается кондуктор, который состоит из труб меньшего диаметра. Вокруг кондуктора также заливается цемент. Задача здесь та же, защитить основной продукт от смешивания с водой и прочими субстанциями, плюс предотвратить проникновение этих субстанций в соседние слои;
3. За кондуктором идут трубы еще меньшего диаметра, этот сектор называют эксплуатационной колонной и через него ведется непосредственная добыча нефти и газа.

Геологоразведка охватывает не только нефтегазовую отрасль, она предназначена, чтобы определить местонахождение любых полезных ископаемых и узнать насколько перспективно, то или иное месторождение. Но в отличие от нефтяных и газовых скважин здесь бурят только прямые, вертикальные скважины.

В геологоразведке одними из главных исследований для определения перспективности месторождения является каротаж - это процесс подразумевающий запуск в скважину геофизических зондов при помощи которых изучается состав каждого слоя.

С видами и общим устройством промышленных скважин разобрались, теперь перейдем к более прикладным вещам, а именно, какие скважины на воду сейчас есть и как они обустраиваются.

Скважина игла

Свое название этот вид скважин берет от способа обустройства - грунт как-бы протыкается стальной иглой. Но это просторечное, народное название, в специальной литературе такие скважины именуются «Абиссинскими».

Данное сооружение можно назвать самым простым и недорогим, но и ресурс у него очень слабый, ведь скважина питается либо от верховодки, либо от грунтового горизонта. Здесь все зависит от особенностей местности и от того удалось ли вам попасть на хорошую водоносную жилу.

Главная деталь в такой конструкции - это сама игла, она представляет собой перфорированную трубу с острым наконечником из высокопрочных марок стали. Диаметр трубы около 2–3 дюймов, а диаметр острого наконечника должен быть чуть больше диаметра трубы.

В грунт игла забивается строго вертикально, для этого сооружается направляющая башня с тяжелой металлической бабкой (на схеме ниже показан один из вариантов конструкции). По мере забивания ствол наращивается обычными стальными трубами того же диаметра. В кустарных условиях при мягком грунте без камней иглу можно забить до 8 м.

Зачастую срок эксплуатации иглы не превышает 5 лет и это при условии, что вы будете эксплуатировать ее круглый год. На дачах с сезонным проживанием эти скважины нормально работают не более 3–4 лет. Дальше нужно либо бить новую скважину рядом, либо заказывать капитальную прочистку.

Некоторые «умельцы» пытаются делать иглу своими руками, они расплющивают и затачивают конец обычной трубы. Но забить такую самоделку удается только на 3–4 м, плюс простую сталь коррозия съедает за 2–3 года, поэтому лучше брать заводские модели из нержавейки.

Из-за малого сечения трубы прочистить иглу своими силами вряд ли получится, здесь нужно нанимать фирму, у которой есть ГИРС (гидроэмульсионная распылительная система), базируется такая аппаратура на автомобильной платформе.

По опыту, люди приезжают и несколькими гидродинамическими ударами за пару часов вымывают все наслоения из вашей скважины. Затраты практически те же, что и на новую скважину, зато быстро и качественно.

В этой статье хотелось бы вкратце пробежаться по теме нефтяных скважин. Разберемся с вопросами: Что такое скважина? Какие они бывают в нефтяной промышленности? Разберем типовую конструкцию скважин, категории скважин по назначению и т.п. Профессионалы-нефтяники могут эту статью благополучно пропустить, так как ничего нового вы здесь не найдете. А вот тем, кто еще не очень хорошо разбирается в нефтяных скважинах, статья может оказаться весьма полезной.

Ну что ж, с введением закончили, теперь давайте перейдем напосредственно к скважинам. Начнем с элементарного вопроса:

Что такое скважина?

Скважина - это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Какие еще признаки делают скважину скважиной? Мы знаем, что есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину - нет. Таким образом, скважина – это горная выработка без доступа в нее человека . В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м . Но это, как говорят американцы, optional .

Верхняя часть скважины называется устье , нижняя – забой . Стенки скважины – это ствол скважины.

Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. Скважины - это сложные капитальные сооружения. Их, кстати говоря, относят к основным средствам предприятия, а затраты на бурение скважин и их обустройство - к капитальным вложениям.

Конструкция скважины

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

• конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
• конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
• конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
• кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление , и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор . Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной . Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

Типы скважин

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

• вертикальная;
• наклонно-направленная;
• горизонтальная;
• многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина .

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону - ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными) .

Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?

Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС) . Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют многозабойной (МЗС) .

Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.

Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).

Категории скважин

По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:

• поисковые;
• разведочные;
• эксплуатационные.

Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.

Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.

При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин :

• основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
• резервный фонд скважин;
• контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
• оценочные скважины;
• специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;
• скважины-дублеры.

Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.

Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.

Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.

Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:

• наблюдательные - для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
• пьезометрические - для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С 1 .

Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:

• водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
• поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.