Распространённые виды скважин

Выбор скважина для участка

На вопрос о том, какая скважина будет оптимальной для конкретного участка, необходимо определить параметры водоноса, учесть потребность в воде и финансовые возможности. Абиссинскую скважину может оборудовать любой человек на своем участке, причем без каких либо согласований. Она обойдется дешево, но вода будет технической. Для превращения ее в питьевую необходима очистительная установка.

Артезианская скважина обеспечивает подачу качественной питьевой воды, но обходится очень дорого. Ее, как правило, бурят для обслуживания нескольких участков, а то и целого поселка. Кроме того, для обустройства такой скважины требуется специальное разрешения соответствующих органов.

Наибольшее распространение находят скважины на песок. В них оптимально сочетается качество воды, производительность и стоимость бурения. Их может обустроить один владелец участка или несколько хозяев. Бурение не требует крупногабаритной техники и осуществляется на любом участке специализированными компаниями. Разрешительные документы не требуются.

Типы бурения скважин

На сегодняшний день существует довольно большое разнообразие типов бурения скважин для питьевой воды, но более распространенными считаются:

• Роторное бурение;
• Бурение при помощи ударно канатного оборудования;
• Бурение буровым патроном;
• Гидравлическое бурение;
• Шнековое бурение;
• Абассинский колодец.

Все напрямую зависит от типа почвы и глубины скважины.

1. Первый тип бурения зачастую применяется для того, чтобы пройти сложные участки известняка или скальных пород. Благодаря специальной установке с большим долотом на конце, любая порода разбивается под воздействием шарошения, а буровая установка поднимает разбитую породу на поверхность. Непосредственно на буровой установке расположен роторный механизм, который приводится в действие мощным двигателем внутреннего сгорания на поверхности. Для повышения эффективности и производительности, на штангу одеваются специальные грузы, которые позволяют существенно повысить центр тяжести и улучшить проходимость труднодоступных пород.
2. Второй тип бурения считается методом прошлого века, поскольку им пользовались еще в те времена, когда в древнем Китае были известные императоры. Груз с конусной формой кидали с определенной высоты, за счет чего грунт раздвигался, после чего его уплотняли максимально сильно, чтобы стенки не осыпались. На сегодняшний день рабочие при таком методе используют специальные цоколи, внутри которых и происходит раздвижение грунта. Отработанный грунт попадает в желонку, которую вытягивают и вытряхивают. Такая последовательность продолжается до тех пор, пока не будет, достигнут, нужен уровень бурения. Такой метод зачастую применяется на тех участках, где грунт песчаный или с большим содержанием уровня влажности. Для глиняных грунтов, рабочие применяют стаканы. Если почва каменистая, то первые слои проходят буровым патроном.
3. Третий тип бурения используется в тех случаях, когда рабочим нужно пробурить скважину глубиной до 300 метров. Такое бурение осуществляется при помощи телескопических наконечников. Это говорит о том, что первая часть буровой установки будет широкой, а каждая последующая гильза, которую рабочие установят, для прохождения глубины будет постепенно уменьшаться в диаметре.
4. Последний метод, который называется гидробурение, использует в своей технологии водяную струю под огромным давлением с небольшим соплом. Такой тип считается менее продуктивным, чем все остальные, поскольку подходит только для рыхлой почвы с повышенным песчаным эквивалентом. Но, несмотря на тот факт, что такой метод считается максимально простым и быстрым, уплотнительные гильзы необходимо подготовить заранее, чтобы потом попросту установить их и предотвратить обрушение почвы.

Гидробурение весьма не эффективный метод, поскольку максимальная глубина скважины не будет превышать отметку в 15 метров, па диаметр при этом составит от 5 до 30 сантиметров.

1. Шнековое бурение – считается на сегодняшний день наиболее эффективным способом бурения скважин для питьевой воды, поскольку специальный бур и винтовые лопасти позволяют не только разрушать каменистую и глинистую породу, но еще и выводить ее на поверхность без необходимости менять патрон. Даже геологи используют такой тип бурения для того, чтобы разведать породу, которая залегает глубоко под землей. Но если вовремя не установить обсадные гильзы, то грунт может осыпаться в скважину и все придется начинать с самого начала. Гильзы забиваются при помощи мощных установок, которые при этом не повреждают резьбу, а вода подается наружу при помощи вакуумного насоса глубинной конструкции.
2. Бурение под названием Абиссинский колодец имеет целый ряд преимуществ. Качество воды будет наиболее высоким даже в том случае, что скорость напора будет составлять порядка 30 литров в минуту. Такой колодец можно соорудить даже в своем подвале, что существенно облегчит подачу воды в дом.

Поэтому каждый человек выбирает тот метод, который подходит для его участка лучше всего.

Абиссинский колодец

По имени своего изобретателя это сооружение еще называют скважиной Нортона. Отличительной особенностью является то, что ее не бурят, а пробивают. Происходит это при помощи стальной трубы диаметром 50-60 мм, на конце которой имеется острый наконечник с фильтром. Ее поднимают на некоторую высоту, используя треногу и блок, а затем резко обрушивают на грунт. После этого, трубу продолжают вбивать, нанося удары сверху.

Глубина такой скважины составляет 6-12 м, из нее можно добывать грунтовые воды либо верховодку. Поднимают их наверх при помощи поверхностного насоса или ручной колонки. Они вполне пригодны для питья и хозяйственных нужд, но также, как и вода из простого источника, нуждаются в очистке и обеззараживании.

Продолжительность службы абиссинского колодца 5-10 лет.

Скважина на песчаный водоносный горизонт

Наиболее часто используются для сезонного водоснабжения дачных участков. Если использовать такие источники для круглогодичного водоснабжения, то понадобятся кессон, промежуточная емкость и автоматизированная насосная станция, то есть затраты существенно возрастают.
Ограничены по глубине (не более 40-45 м) и бурятся шнековыми буровыми машинами.
По конструкции правильная песчаная скважина представляет собой металлическую или пластиковую обсадную колонну диаметром от 125 мм с сетчатым фильтром в нижней части, который препятствует проникновению твердых частиц (песка) к водозаборной части. Поэтому второе ее название – фильтровая.
Производительность до 1 м3 в час. Поэтому использование высокопроизводительных роторных насосов не рекомендуются. Вибрационные насосы типа «Малыш» или «Ручеек» – идеальное решение.
По мере эксплуатации их производительность уменьшается вплоть до полного заиливания. Одним из средств обслуживания таких скважин считается желонирование, что предполагает демонтаж насосного оборудования и заезд буровой техники. В некоторых случаях эти мероприятия необходимо проводить ежегодно.
Средний срок эксплуатации не превышает 10 лет. Иногда проблемы с эксплуатацией возникают спустя 1-2 года. Как следствие, гарантийный срок не превышает 1 года.
Стоимость фильтровой скважины слагается из бурения и вибрационного насоса с комплектом для монтажа (трос, шланг и хомут), что составляет доступную сумму.
Химический состав воды редко удовлетворяет нормативам питьевой воды

Песчаные водоносные горизонты подвержены техногенным загрязнениям на большей части Московской области, особое внимание следует уделять бактериологическим загрязнениям.

Ограниченная распространенность скважин на песок

Далеко не везде в Московской области водоносные пески залегают на доступной глубине.

Очень ограничено распространение песчаного горизонта в Ступинском, Подольском, Серпуховском районах. В Сергиево-Посадском и Дмитровском районах водоносные пески могут залегать на глубинах 60-90 метров, что усложняет технологию бурения и по техническим причинам исключает применение шнековых буровых станков.

Широкое распространение песчаные скважины нашли в Егорьевском, Шатурском, Павлово-Посадском, Орехово-Зуевском, Мытищинском, Красногорском, Истринском, Рузском, Можайском районах Московской области, а также в небольшом количестве населенных пунктов Раменского, Домодедовского, Ленинского, Солнечногорского, Клинского, Волоколамского, Наро-Фоминского, Шаховского, Коломенского, Лотошинского, Серебрянно-Прудского, Воскресенского, Луховицкого, Каширского и Озерского районов.

Выводы. При дешевизне песчаной скважины и быстром бурении мы видим ряд существенных ограничений:

1. Относительно небольшой срок эксплуатации.
2. Территориальные ограничения.
3. Неудовлетворительное качество воды.
4. Ограниченная производительность.
5. Необходимость периодического обслуживания в большинстве случаев.

Классификация свайных конструкций

Свайный фундамент сооружается с применением стоек и висячих конструкций. Когда на незначительной глубине залегает твёрдый грунт, то отдают предпочтение сваям-стойкам, прорезающим почву и передающим нагрузку на надёжный слой. Залегание твёрдого слоя грунта на существенной глубине вынуждает использовать висячие сваи, способствующие уплотнению почвы в процессе погружения.

Сваи изготавливаются из металла, древесины, железобетона. Конструкции различают исходя, из технологии опускания, выделяя следующие методики:

• буронабивные;
• забивные;
• завинчивающиеся.

Рис.: Типы свай

Фундаменты на забивных сваях

предназначены для возведения тяжелых зданий из кирпича и бетона. Они обладают максимальной несущей способностью, которой достаточно для многоэтажных домов и сооружений. Основания на буронабивных сваях промышленного изготовления (созданные с помощью буровых установок

) в плане эксплуатационных характеристик аналогичны фундаментам из забивных свай.

Рис: Этапы обустройства буронабивных свай с помощью буровой установки

Буронабивные опоры широко распространены в индивидуальном строительстве, где они изготавливаются с помощью ручных инструментов. Такие опоры (заложенные на глубину до 2,5-4 м.) могут использоваться для возведения одноэтажных домов из среднетяжелых материалов — бруса, пенобетона

Рис: Самодельные буронабивные сваи

Основания на винтовых сваях используются для строительства легких каркасных и деревянных домов, это наиболее быстровозводимый тип фундамента, который может быть обустроен за 2-3 дня.

Рис: Забивка железобетонных свай

Этапы изготовления фундамента на забивных сваях:

• Перебазирование строительной техники и доставка свай на объект;
• Разбивка свайного поля, состоящая из разметки точек погружения свай, базисных осей и нулевого уровня фундамента;
• Забивка свай. Цикл работы копровой установки состоит из подтягивания сваи к месту погружения, строповки и установки столба в вертикальное положение, забивки опоры до наступления отказа;
• Обрезка голов погруженных свай по нулевому уровню;
• Обустройство опалубки ростверка по периметру свайного поля;
• Установка в опалубку армокаркаса и его приваривание к выступающей из свай арматуре;
• Заливка ростверка бетоном.

Рис: Свайное поле из забивных железобетонных свай

Классифицирование установок по методу бурения

Для механического разрушения породы используется несколько способов бурения.

Буровые машины

Шнековое. Технический параметр работ подразумевает резцовое разрушение породы буровым механизмом с одновременным выбросом ее на поверхность.

Шарошечное. Разрушение породы происходит ударным способом, при котором порода истирается и выносится на поверхность воздушным потоком.

Ударно-вращательный способ бурения осуществляется машинами с установленным пневматическим ударником. Выброс породы происходит за счет работы дополнительного оборудования – компрессора.

Виды буровых установок, используемых для определенных пород

Установки вращательного типа бурения. К забою машины установлен вращающийся механизм, который вырезает породу. В качестве ударника используется утяжеленная коронка или долото.

Вращательно-ударные установки. Вырезка породы осуществляется одновременным вращением забоя и ударными тактами. Долото или ударная болванка имеет армирующий усилитель. В некоторых случаях устанавливается алмазная коронка.

Ударный (снарядный) способ. Для проделывания отверстий в рыхлых, осадочных породах, применяют метод на основе ударов по установленному забою. Метод ударного бурения используется для получения отверстий не более 100 м.

Схема ударного бурения

Конструкции вибрационного типа. Через магистрали двойных труб подается вибрация от генератора, который является вторичной машиной бурового модуля. Виброзонд осуществляет вырезку породы и по смежным механизмам выбрасывает ее наверх.

Комплекс огнеструйного бурения. Для установки скважины в твердых, кристаллических горных породах, используют газовые струи для разрушения основы грунта. Установка приводится в рабочее состояние с помощью газа, который производит горение в недрах.

Разрядно-импульсное бурение производит разрушение и выброс породы с помощью электроимпульсов. Применяется при глубинной работе.

Взрывное бурение применяют при геологоразведке в горных массивах и труднодоступных местах.

Классификация по типу бурового вращателя

В зависимости от специфики вращательного механизма, конструкции подразделяются на несколько видов.

Шпиндельный механизм вращателя. Машины с такой модификацией вращателя считаются технически устаревшими, используются для комплектации скважин до 200 м в небольших промышленных предприятиях.

Установка роторного вращателя позволяет эксплуатировать комплекс в осадочных и горных породах на глубину выше средней.

Подвижный вращатель – современная технология, применяемая во всех отраслях, позволяет получать отверстия как при сверхглубоком, так и при поверхностном бурении.

Артезианская

Эта скважина обладает большим рядом преимуществ.

• Высокий дебит, который позволяет обеспечивать водой долгое время сразу несколько дач или коттеджей.
• Срок службы не менее 50 лет, конечно, если все работы проведены по нормам и грамотно.
• Уровень воды в известковом водоносном пласте не зависит от выпадения осадков, от сезонности и так далее. В нем всегда есть вода, к тому же очень прохладная и высокого качества.

Если сравнивать два варианта, то выбор очевиден, но артезианская скважина – это огромный объем работ, сложных и капризных. Во-первых, это большие денежные вложения. Во-вторых, перед тем как на даче сделать скважину артезианского типа, необходимо получить лицензию на ее бурение и использование. Все дело в том, что артезианская вода считается собственностью государства, потому что это природный ресурс. Поэтому оптимально, если бурить песчаную скважину.

Артезианская скважина

Устройство и схема

На схеме показаны водяные пласты. Верховодка подпитывается осадками и залегает на глубине до 10 метров. Качество воды позволяет сразу ее использовать для питья. Источник с межпластовыми водами делается самостоятельно. Чтобы получить более качественную воду, изготавливается артезианская скважина.

Согласно СНиПам и установленным нормам источник защищается от любого рода загрязнений. От септика расстояние 15 метров. Выгребные ямы минимум за 50 м. От складских помещений, промышленных предприятий более 100 метров. Также учитывается расстояние от соседнего источника, жилых построек, курятников и хлевов.

Классификация скважин в США

Используемая
в настоящее время в США классификация скважин представляет собою лишь несколько
усовершенствованную классифи- кацию, предложенную Фредериком Лахи (F. H. Lahee)
в 1944 г.
Как отмечает Ф. Лахи, цель создания классификации сводилась к комплексному
учету геологических и экономических факторов и разработке наиболее приемлемой
терминологии, тесно увязанной с классификацией запасов нефти и газа.

В
соответствии с классификацией по Ф. Лахи все скважины подразделяются на две
основные категории: разведочные (exploratory wells) и эксплуатационные (field
wells). Разведочные скважины включают в себя пять групп: “дикая кошка на
новое месторождение” (new-field wildcat), “дикая кошка на новую залежь”
(new-pool wildcat), опробовательница нижней залежи или пласта” (dipper
pool (pay) test), “опробовательница верхней залежи или пласта”
(shallower pool (pay) test), “опережающая” или
“расширяющая” (outpost или extension test).

По
словам Ф. Лахи, предложенная пятичленная классификация разведочных скважин
является результатом тщательного обдумывания и длительного обсуждения. Она
легко увязывается с системой производства и учета геологоразведочных работ при
бурений как на новые пласты на площадях с существующей добычей нефти и газа,
так и на новые залежи на установленных структурах и новые залежи
неразрабатываемых регионов. Эта классификация позволяет оценивать степень
экономического риска при производстве геологоразведочных работ и придает более
глубокое содержание классификации запасов, открываемых на различных стадиях
этих работ. В современной трактовке назначение скважин следующее.

Дикая
кошка на новое месторождение – это скважина, расположенная на структурной или
неструктурной ловушке, в пределах которой до бурения этой скважины не
добывались ни нефть, ни газ. В районах с неизученными или слабо изученными
локальными геологическими условиями такие скважины располагаются на расстояниях
не менее 3,2 км
от ближайшей площади, на которой производится добыча нефти или газа.
Подчеркивается, что в связи с разнообразием геологических условий расстояние не
является определяющим фактором.

Более
важна степень риска, принимаемого на себя предпринимателем в связи с желанием
опробовать структурную или неструктурную ловушку, продуктивность которой еще не
доказана бурением.

Дикая
кошка на новую залежь – это скважина, закладываемая с целью разведки новой
залежи на структурной или неструктурной ловушке за пределами известных границ
продуктивной площади, где уже

Если Вам нужна помощь с академической работой (курсовая, контрольная, диплом, реферат и т.д.),
обратитесь к нашим специалистам. Более 90000 специалистов готовы Вам помочь.
Бесплатные корректировки и доработки. Бесплатная оценка стоимости работы.

Подробнее

Поможем написать работу на аналогичную тему

Реферат

Любая тема

От 250 руб.

Контольная работа

Любая тема

От 250 руб.

Курсовая

Любая тема

От 700 руб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному
проекту

Узнать стоимость

Страницы:

Стоимость бурения

Вне зависимости от выбранного типа бурения, стоимость рабочими будет рассчитываться исходя из одного погонного метра грунта, который предстоит пройти до желаемого источника. Также нужно учитывать другие факторы:

• Набор гильз и материал, из которого они изготовлены;
• Диаметр отверстия скважины;
• Толщина стенок гильзы.

При этом сам заказчик не сможет выбирать более дешевый вариант, поскольку параметра диаметра и толщины гильз выбираются исключительно исходя из типа почвы на участке, а также зависят от глубины скважины. В противном случае, если сэкономить на материалах, то подобная скважина может обрушиться достаточно быстро.

Каждый человек должен самостоятельно выбирать метод бурения и комплектацию готовых скважин, исходя исключительно из личных предпочтений и типа грунта на своем участке.

Здесь вы можете заказать расчет и бурение скважин на воду. Без субподрядчиков, на собственном оборудовании.

Конструктивные виды скважин

Используемые конструкции делят скважины на типы:

• с одной колонной;
• с двумя колоннами.

Вышеуказанные типы скважин подразумевают количество труб при бурении и эксплуатации шахты.

Одновременное использование обсадной и эксплуатационной трубы считается более дорогим вариантом, однако позволяет продлить срок эксплуатации. В таком случае даже артезианская скважина может иметь внутреннюю ПВХ трубу.

Виды фильтров из гравия, которые размещаются:

• между породой и водозаборной трубой при нижней заглушке;
• между обсадной и водозаборной колонами при нижней заглушке;
• в при забойной зоне с учетом поступления воды через низ водозаборной трубы.

Каждый из вышеуказанных фильтров имеет свои особенности и преимущества.

Самая распространённая классификация скважин

Если учитывать направление, назначение и глубину бурения, а также виды проходимых пород, можно выделить следующие типы скважин на воду:

• Абиссинский колодец
• Скважина на песок;
• Артезианская скважина (на известняк):
• Промышленная скважина.

Рассмотрим их более подробно.

Песчаная

Схема устройства песчаной скважины

Это самый популярный источник питьевой воды. Бурение её производится шнековым методом, в результате чего открывается верхний водоносный пласт, который обычно залегает на глубине 20-30 метров.

Какой должна быть песчаная скважина? Это труба, зачастую с диаметром в 10 см. На её конце (в крупнозернистом песке) монтируется фильтр в виде перфорационной трубки с латунной либо стальной обмоткой. Подобное обустройство способствует добыванию за час до 1 м3 – оптимальные объёмы водоснабжения для дачи.

Песчаные «колодцы» обладают следующей конструкцией:

• Специальный гусак возле устья;
• Кессон;
• Грунт насосный;
• Глина (посредине слоя располагается зеркало воды);
• Песок (между песком и глиной устанавливают фильтр):
• Ещё один слой глины (водоупорное дно).

Глубина песчаных источников, зачастую, находится в пределах 10-50 метров. Они обладают следующими положительными качествами:

• Минимальные сроки бурения. Как правило, уже после двух дней можно приступать к обустройству водопровода.
• Простота эксплуатации и достойное качество воды.
• Небольшой уровень затрат на организацию (к примеру, если сравнить с артезианской скважиной).
• Отсутствие необходимости получения каких-либо особых разрешений.

Тем не менее, песчаная скважина имеет и некоторые недостатки:

• Средние сроки эксплуатации – 5-7 лет, срок службы с непрерывным использованием редко превышает 15-летний рубеж.
• Угроза загрязнений в случае близкого расположения канализации.
• Эксплуатация зависит от погодных условий, поскольку не исключено возможное загрязнение осадочными и грунтовыми водами.
• Частое заиливание. Требует применения мощных фильтров и частой чистки системы.

Абиссинский колодец

Пример устройства абиссинского колодца

Речь идёт о сооружении, которое защищает источник от верхних вод и загрязнений в виде пыли, грязи и различного мусора. Абиссинский колодец позволяет добывать мягкую воду, не обогащённую повышенным количеством солей и минералов. Данный колодец создают из скважины на песок, углубляя её на 15-30 м, путём применения шнекового способа. Срок службы при постоянной эксплуатации – около 15 лет.

Артезианская

Схема устройства ствола артезианской скважины

Характерная черта артезианской скважины – её большая глубина. Определить данный показатель поможет слой известняка, в который и должна проникнуть обсадная колонна. Известняк с пористой структурой – фильтр природного происхождения, который ликвидирует многие химические элементы и болезнетворные бактерии. Чем выше глубина залегания породы, тем больше в воде будет минеральных солей.

Глубинные источники имеют максимальное количество положительных отзывов благодаря своим положительным характеристикам:

• Длительная эксплуатация (как правило, от 30 до 50 лет).
• Высокая производительность. Водоотдача может достигать 4 м3/час.
• Отличное функционирование не зависимо от погодных условий.
• Более того, артезианские источники не заиливаются.

Артезианскую скважину можно легко определить по её специфическому строению:

На половине первого участка расположено «зеркало» — статический уровень воды

• Характерное колебание ширины по всей длине скважины. По достижении известнякового слоя диаметр равняется 13,3 см, следующий участок имеет показатель – 11,4 см, а самый последний сегмент (уровень фильтрового отстойника) – 9,3 см.
• По первому участку устанавливают металлическую обсадную колонну. Она защищает стены от осыпания, исключает попадание в источник грунтовых вод и мусора.
• На половине первого участка расположено «зеркало» — статический уровень воды.
• Известняк находится после слоев песка и глины. Там же начинается второй сегмент. Он защищён перфорированным волокном.
• В известняке расположен водоносный слой, который и поставляет питьевую воду.
• На последней части (фильтровом отстойнике) полностью отсутствует защита.

Промышленная

Скважины промышленного типа имеют высокую отдачу (не менее 100 м3/час). Используют их для водоснабжения больших предприятий и различных комплексов. В структуре присутствует несколько обсадных колонн, диаметром не менее 21,9 см. Глубина источника – 300-1000 метров, но её значение может быть и выше. Длительность бурения – до 15 дней.

Многозабойный способ

Такой способ заключается в проведении двух стволов из главного забойного стакана, при этом главный ствол используется не единожды.

В таком случае растет рабочая площадь и поверхность фильтрации, но сокращаются объемы бурильной работы в поверхностном пласте.

В зависимости от вспомогательных стволов возможны следующие виды многозабойной конструкции:

• Радиальная – горизонтальный главный ствол и радиальные – вспомогательные.
• Разветвленная – состоит из наклонных двух стволов и наклонного главного.
• Горизонтально разветвленная – похожа на предыдущий тип, но угол вспомогательных стволов составляет девяносто градусов.

Выбор типа многозабойной конструкции определяется формой конструкции вспомогательных стволов и их размещением в пространстве.