Устройство скважины
Основное отличие скважины от обычных колодцев в том, с какой глубины берется для неё вода. Существует три основных пласта подземных вод, к которым человек может получить доступ:
- Верхний пласт. Находится не глубже, чем на 5 метров от поверхности земли. Очень непостоянен, поскольку зависит от осадков. В жару может полностью отсутствовать в почве, в период дождей, напротив, становится избыточен. Не используется для обеспечения нужд участков — вода считается слишком загрязненной, в ней есть и инфекции, и химикаты, и органические примеси, с которыми не могут справиться даже самые современные фильтры.
- Грунтовый пласт. Залегает на глубине до 40 метров, обычно между плотными породами вроде известняка и глины. Имеет примеси, которые требуют тщательной фильтрации, объем воды зависит от осадков, а также от присущих конкретной местности гидрологических особенностей — количества и расположения рек, от обилия подземных вод. Колодец к грунтовому пласту можно вырыть своими руками.
- Артезианский пласт. Глубина залегания этого пласта — не менее 50 метров. На такой глубине нет микроорганизмов, которые могли бы загрязнять воду, нет химикатов и вредных примесей. Вода требует минимальной фильтрации, обычно приятна на вкус и хорошо сказывается на здоровье. Однако выкопать скважину самостоятельно нельзя — нужны специалисты, у которых есть специальная аппаратура для бурения.
При этом в земле вода находится под давлением и часто требует минимальных усилий для поднятия на поверхность. В зависимости от особенностей почвы существуют разные виды артезианских скважин:
- Обычная. Состоит из единственной трубы, которая опускается до уровня сухого известняка и закрепляется в нем. Почва при этом не должна иметь прослоек песка и глины и быть, соответственно, устойчивой, чтобы не требовать дополнительной поддержки.
- Двойная. Состоит из двух труб — одна из них, металлическая, доходит до сухого известняка, вторая, пластиковая, непосредственно до водоносного слоя, чтобы вода не размыла пробуренный туннель и скважина не начала разрушаться. Иногда вторую трубу опускают вплоть до самого дня — если водоносный слой рыхлый и неустойчивый.
- С кондуктором. Если верхний слой изобилует плывунами — то есть при малейшем давлении или механическом воздействии готов размыться в грязь — поверх основной трубы устанавливают ещё одну, большего диаметра, которая необходима для защиты.
- Телескопическая. Состоит из нескольких труб — точное их количество зависит от того, какая общая глубина у скважины и насколько неустойчивы пласты, расположенные над водоносным.
Неважно, на какой глубине расположено дно скважины — поверх у всех конструкций все равно должен быть установлен насос и простейший фильтр, который отфильтрует излишек минеральных солей, если это необходимо
Автоматика артезианской скважины
Давайте разберёмся, для чего, помимо, основного оборудования, нужно приобретать ещё различные реле и датчики для артезианской скважины. Всё просто: вы не можете «на глаз» определить, много или мало воды в гидробаке, каково давление воды и показатели электросети, не перегружен ли двигатель. Автоматика скважины всё это контролирует, а значит, защищает насос от поломок и продлевает срок службы насосной станции. Кроме того, она экономит электроэнергию – насос включается только на то время, когда надо «подкачать» воду до определённого уровня. Скважину оборудуют автоматикой вместе с подключением насоса. Давайте подробнее разберёмся, какие именно приборы используются для его защиты:
— Поплавковые датчики, контролирующие уровень. Датчики опускаются в гидроаккумулятор, а если его нет – в саму скважину. Задаётся уровень воды, при достижении которого двигатель насоса автоматически отключается от электропитания. Для дополнительной защиты в систему устанавливают датчики рабочего давления и реле давления.
— Стабилизаторы напряжения и тепловые реле. Эти реле выключают насос во время скачков напряжения. Они также предохраняют двигатель насоса от перегрузок.
— Блоки контроля давления. Их монтируют либо в трубопроводе, либо внутри бака-накопителя. Устанавливают минимум и максимум давления воды. Если показатели падают, насос включается и работает до тех пор, пока давление не достигает предельного значения. Усовершенствованные модели реле снабжены встроенным манометром и датчиками защиты от «сухого хода» двигателя.
— Комплексные устройства. Это сложные системы, которые контролируют всю насосную станцию: и давление воды, и напряжение электросети, и работу двигателя. Это могут быть пуско-защитные приборы с использованием печатных плат, релейная автоматика или система с микропроцессорными контроллерами. Какую разновидность выбрать – это зависит от глубины и мощности скважины, расхода воды, а также ваших финансовых возможностей.
Защита артезианских скважин
Если устье скважинной трубы будет просто торчать из земли, в водозабор попадёт мусор, поверхностные воды, грязь. Поэтому артезианскую скважину обязательно защищают, накрывая оголовком. Он представляет собой крышку для трубы с выходными отверстиями для электропровода и переходниками для трубы. Размер подбираем в зависимости от пластиковой трубы, в продаже имеются оголовки от 90 до 160 мм в диаметре.
Оголовки делаются из пластика или металла (сталь или чугун). Изнутри к крышке прикреплён карабин, на который подвешивается трос с насосом. В зависимости от материала изготовления, оголовок выдерживает разный вес. Пластиковый – до 200 кг, из металла – до 500 кг. Чем глубже скважина, тем больший груз придётся подвешивать к оголовку, это и сам насос и метры стального троса.
Самодельные оголовки приваривают к обсадной трубе. Крышки промышленного производства просты в монтаже. На обсадную трубу надевается фланец, а затем резиновое кольцо-уплотнитель, причём его надо надеть с усилием. Затем к внутренней части оголовка крепится трос от насоса, в отверстие продевается кабель от насоса
Теперь опускаем насос в скважину, и когда трос натянется, осторожно накрываем трубу оголовком. Подтягиваем к нему снизу кольцо-уплотнитель, следом фланец и закрепляем всю эту конструкцию болтами
Только не переусердствуйте, чтобы не повредить уплотнительное кольцо. Теперь осталось зафиксировать кабель и присоединить водопроводные трубы через цанговый зажим.
Электроснабжение артезианских скважин
Так как насос постоянно находится в воде, для его питания используется специальный кабель, защищённый от воздействия влаги. Его припаивают к насосу и изолируют, используя термоусадочную муфту. Насос в скважине висит на тросе и кабеле. Их закрепляют между собой через каждые полтора-два метра. Для этого используют строительные стяжки.
Чтобы предохранить насос от скачков электричества, устанавливается стабилизатор напряжения. Система электроснабжения артезианской скважины непростая, поэтому не стоит экспериментировать самому без должных навыков. Лучше пригласите опытного электрика.
Когда все работы по подключению насоса окончены, кабель включаете в розетку. Сначала из системы выпускается воздух. Затем в гидробак начинает поступать вода. Проверьте, выполняются ли заданные настройки для работы насоса.
От электричества также работает блок управления насосом. Он устанавливается в техническом помещении дома и контролирует всю систему подачи воды.
звоните
Преимущества и недостатки
Основные преимущества артезианских скважин:
- Средняя долговечность – 30 лет. При использовании двухтрубной системы, этот показатель повышается до 50 лет.
- Известняковые слои славятся хорошей способностью к водоотдаче. Благодаря этому повышается производительность канала для подачи воды.
- Бесперебойная подача жидкости.
- Высокой качество воды. Связано это с тем, что глубокие известняковые слои имеют высокую плотность, меньше загрязнены.
Что касается чистоты, нельзя назвать артезианскую самой чисто. Связано это с тем, что она содержит большое количество солей жесткости, железа. Из-за этого ее нужно пропускать через специальные фильтры перед употреблением.
Недостатки:
- Чтобы обустроить производительную, бесперебойную систему подачи воды, нужно потратить большое количество денег.
- Нужна дополнительная очистка, что увеличивает конечную стоимость системы подачи жидкости.
Чтобы не потратить деньги зря, нужно взять пробу жидкости, отнести ее в лабораторию на проверку. После получения результата лабораторного исследования, можно принимать конечное решение.
Бурение артезианских скважин
Самостоятельно выполнить бурение скважин под артезианскую воду не представляется возможным, поэтому необходимо обращаться в специализированные фирмы, предлагающие соответствующие услуги. Специалисты расскажут, как выглядит используемое оборудование, с какой глубины скважина считается артезианской, и порекомендуют те или иные установки.
Это позволит всю работу провести в полном соответствии с законодательством, а в последующем будут отсутствовать какие-либо сложности с уложенными трубами и установленными насосами. Многие такие компании предлагают комплексные услуги, в том числе геологические работы, получение разрешений и сооружение скважины под ключ.
Для глубинного бурения потребуется следующая техника:
- глубинный бур;
- бурильная вышка;
- лебедка;
- штанги и трубы.
В каждом конкретном случае технология глубинного бурения будет отличаться, в зависимости от расположения артезианского водоносного слоя и типа характера грунта. Соответственно, стоимость такой работы будет существенно различаться, в особенности сложно работать с глиняной каменистой почвой, когда необходимо углубляться на 50−70 метров и более.
Само бурение выполняется следующим способом: вышка устанавливается на нужном месте, под бур выкапывают направляющие штробы, после чего, вращаясь по часовой стрелке, фреза углубляется в землю. Погружение выполняется до тех пор, пока рабочая головка не достигнет первого глубинного водоносного слоя. Сразу после этого выполняется откачка жидкости, устанавливают наружную и обсадную трубу, монтируют глубинный насос, после чего проверяют качество подачи воды.
После завершения работы выдается паспорт и разрешение на последующее использование скважины. Дополнительно рекомендуется подтвердить пригодность питьевой воды с помощью анализа санитарно-эпидемиологической службы. Обустроенная скважина должна полностью соответствовать своему первоначальному проекту, так как в последующем контролирующие органы имеют возможность проверки установленного оборудования и правильного обустройства всей конструкции.
Артезианская скважина: схема устройства ↑
Существует несколько видов конструкций водозаборов. Самые распространенные среди них:
- однотрубная;
- двухтрубная;
- телескопическая;
- с кондуктором.
Выбор схемы устройства артезианской скважины зависит от нескольких факторов:
- уровня залегания пласта;
- требуемой производительности;
- особенностей труб обсадной конструкции;
- типа водоподъемного оборудования.
Схема: устройство артезианской скважины на воду
Вариант #1: однотрубная конструкция ↑
Это самый простой тип обустройства водозабора. В пробуренный шурф устанавливают одну трубу, которая используется как обсадная и эксплуатационная одновременно. Ее диаметр обычно составляет 133 или 159 мм.
Такую конструкцию можно выбрать только в тех случаях, когда сооружение строится на известняковом грунте без песка и глины. В скважинах этого типа уровень воды достаточно высок, поэтому насос можно установить на глубине 2/3 трубы.
Однотрубная конструкция – самая выгодная, однако для ее обустройства нужны практически идеальные геологические условия, что бывает редко.
Схема артезианской скважины с одной обсадной трубой
Вариант #2: двухтрубная система ↑
Двухтрубную систему обустраивают на известняковых грунтах, где есть слои глины. В качестве обсадки устанавливают конструкцию большого диаметра – 159 или 133 мм. Она защищает эксплуатационную трубу от давления при движении грунтов.
Эксплуатационной колонной служит труба меньшего сечения – 133 или 117 мм. Ее устанавливают до водоносного горизонта, а если грунт неустойчивый – то до дна. Она может быть металлической или пластиковой. Выбор материала зависит от геологических условий местности и личных предпочтений владельца.
Схема двухтрубного устройства артезианской скважины
Вариант #3: «телескоп» из трех труб ↑
Такая технология устройства артезианской скважины применяется либо на слишком плотных грунтах, либо на сыпучих, склонных к обрушению. Конструкция состоит из труб, каждая из которых по диаметру меньше предыдущей.
Первая выполняет функцию обсадной. Вторую тоже используют как обсадную и ставят до слоя известняковой породы. Третья – эксплуатационная. Она наименьшего диаметра и, если предыдущие две обычно выполнены из металла, то эта может быть пластиковой. Устанавливают ее до водоносного пласта.
Схема телескопического устройства
Вариант #4: конструкция с кондуктором ↑
Это хороший вариант для грунтов с плывунами. Кондуктор представляет собой отдельную широкую трубу, задача которой – отсечь плывун. Труба предотвращает разрушение эксплуатационной колонны, защищая ее от избыточного давления, и может совмещаться с конструкцией кессона
Монтаж кондуктора – дорогостоящее мероприятие, и далеко не всегда в нем есть необходимость. Чтобы определить, насколько он уместен для конкретной скважины, нужны серьезные исследования. Их проводят профессионалы со специальным оборудованием.
Схема артезианской скважины с кондуктором
Во сколько обойдется артезианская вода из скважины
Бурение расценивается в зависимости от времени года, сложности грунта и прочих факторов. В среднем один погонный метр пробуренной скважины обойдется от 2 до 4 тысяч рублей.
Бюджет варьируется в соответствии с множеством факторов, среди которых можно выделить следующие:
- Глубина залегания водоносных пластов известняка в месте бурения. Чем глубже, тем дороже.
- Тип конструкции артезианской скважины. Сложность определяет трудоемкость и количество израсходованного материала.
- Количество и разнообразие технических средств. Работа спецтехники оценивается по времени, амортизации, трудозатратности.
Нужно помнить, что мощность насосного оборудования подбирается в соответствии с условиями, в которых оно будет эксплуатироваться. Цена на насосы зависит от производительности. Некоторые мощные модели стоят дорого, другие маломощные – дешевле.
Помимо явных расходов придется оплатить пробег спецтехники и доставку оборудования к месту бурения. Удаленность объекта – дополнительный фактор, влияющий на себестоимость буровых работ. Обустройство также потребует затрат. Гидроаккумулятор будет стоить дороже, если вместимость бака большая. Трубопровод нужно уложить в траншею, рытье которой также стоит денег.
Трубы утепляются, и утеплитель придется купить. Также нужно будет заказать материалы, бригаду сантехников, чтобы проложить разводку по дому. Дополнительное оборудование и оснащение увеличит себестоимость, которая может варьироваться в диапазоне 150-350 тыс. рублей. Сумма может колебаться в ту или иную сторону, в соответствии с прочими условиями, которыми характеризуется объект.
Инструкция по бурению артезианской скважины
Рассмотрим подробно процесс бурения артезианской однотрубной скважины:
- Соберите треногу для подъема бура со штангами. Ее изготавливают из брусьев диаметром 15-20 см. Высота конструкции должна быть такой, чтобы в собранном виде, с подвешенной лебедкой и рабочим инструментом, до земли оставалось не менее 2 м.
- К верхней части треноги закрепите проушину для подвешивания лебедки.
- Выройте яму, в которой может поместиться кессон. Обычно для его установки достаточно глубины 2 м. Размеры стен котлована — 1,5×1,5 м. Если планируется утеплить короб и защитить таким образом скважину от промерзания, яму копайте на 1 м шире, чтобы удобно было выполнять снаружи утеплительные работы. Внутри кессона можно будет разместить насос, фильтры и другое оборудование водопроводной системы.
- Установите над ямой треногу и подвесьте на крюке лебедку. Закрепите к ее цепи бур и опустите наконечником на землю, определив таким образом центр скважины.
- Если расположение шахты в яме вас не устраивает, сдвиньте треногу в необходимом направлении.
- Зафиксируйте конструкцию, вкопав ее опоры в землю на глубину 70-80 см.
- В отмеченном месте выкопайте лунку глубиной 40-50 см.
- Установите в нее шнек и проворачивайте с помощью съемного ворота, пока он не уйдет вниз на всю глубину.
- Извлеките инструмент и очистите от грунта.
- На дно ямы и сверху нее положите деревянные щиты, в которых выполнены по одному отверстию. Их диаметр должен быть равен диаметру обсадной трубы. Щиты временно зафиксируйте в положении, в котором центры отверстий располагаются по оси выработки.
- Установите в шахту, через отверстия в щитах, колено с фильтром и проконтролируйте вертикальность колонны. При необходимости обеспечьте ее вертикальность, перемещая в горизонтальной плоскости верхний настил над ямой.
- Зафиксируйте щиты от перемещения. Они будут служить кондуктором, который не позволит шахте наклониться.
- Опустите в обсадную трубу шнек до упора, он должен остаться висеть на съемном вороте.
- Закрепите к шнеку штангу длиной 1-1.5 м.
- Переставьте ворот на штангу и опустите конструкции с помощью лебедки до упора.
- Проворачивайте конструкцию, пока она не углубится на 30-40 см. Поднимите ее из шахты и очистите от грунта.
- Осадите колено до упора.
- Опустите бур в выработку и продолжите выемку грунта до тех пор, пока не начнется твердый известняковый пласт.
- Осадите обсадную трубу до упора в известковый пласт. Дальше бурите скважину без опускания колонны.
- С помощью водяной помпы промойте ствол от сыпучего грунта, чтобы не загрязнить водоносный слой.
- Продолжайте работу до тех пор, пока инструмент не пройдет водяной пласт насквозь и не упрется в твердую нижнюю известковую оболочку.
- Удалите шнек из шахты.
- Зафиксируйте ствол от перемещения в вертикальной плоскости.
- Выполните прокачку выработки водой с поверхности. После удаления мутной жидкости скважина будет готова к эксплуатации.
- Пригласите специалистов для обмера колодца, все параметры будут занесены в паспорт скважины.
Инвентарь для обустройства скважины
Пример установки металлического кессона на скважину
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). Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому)
Провод (который обеспечивает бесперебойное снабжение) и водопроводные трубы (выводят от кессона к дому).
Последовательность работ по бурению
- Рыхление породы.
- Забор шлама из скважины.
- Ввод обсадных труб.
- Монтаж оборудования для откачки воды.
Дальнейшее обустройство
Готовая система водоснабжения из артезианской скважины
После бурения скважины нужно провести ещё ряд обязательных работ:
- Монтаж кессона из пластика, бетона или стали.
- Встраивание глубинного насоса.
- Установку и наладку электропроводки и оборудования.
- Установку автоматического блока и гидроаккумулятора.
- Прокладывание труб к точкам водозабора.
- Оформление внешнего вида скважины. Тут есть полный простор для фантазии, можно задекорировать её под красивый колодец или беседку.
Определение глубины
Близко расположенные к поверхности земли артезианские воды – это редкость. И найти их можно легко по родникам. Остальные же располагаются глубоко в недрах земли. Обычно их месторасположения – это пространство между водоупорными пластами, которые отличаются высокой прочностью и плотностью. Через них вода просто так свободно пройти не может. А так как плотные слои давят на водоносный пласт, то вода внутри последнего всегда находится под давлением. И очень часто, пробурив скважину, хозяин дома получает фонтан из нее, который подтверждает наличие давления.
Но многих владельцев загородных участков волнует вопрос, который определяет глубину артезианской скважины – сколько метров надо будет бурить. Ведь именно от этого зависит и сложность проведения работ, и их стоимость. Точно сказать, на какой глубине, могут только геологи, у которых есть карта расположения водоносных слоев. Тем более, самостоятельно добуриться до артезианских вод не получиться. Здесь необходима спецтехника с буровым оборудованием на колесах. Тем более артезианская скважина оборудуется обсадной трубой диаметром минимум 133 мм. Это достаточно большая труба, которую можно опустить только при помощи спецтехники.
Особенности бурения
Российское законодательство «О недрах» четко оговаривает, что артезианская вода является собственностью государства, и чтобы пользоваться этими ресурсами, необходимо получить лицензию на артезианскую скважину. Выдает ее Роспотребнадзор.
Расположение артезианской воды
Получить лицензию, в принципе, несложно. Государство дает возможность пользоваться водой, но строго оговаривает некоторые требования.
- Во-первых, устанавливается объем потребления воды. Превышать его нельзя.
- Во-вторых, устанавливается санитарная зона, в пределах которой строительство запрещено. Ее размеры 60×60 м. Конечно, такой незастроенный участок – редкость, поэтому Роспотребнадзор может сузить размеры до 30×30 м. Но это должно быть обязательно указано в лицензии.
- В-третьих, заявитель должен быть владельцем участка, где будет буриться артезианская скважина на воду.
Процесс бурения
Иногда соседи по поселку объединяются и подают коллективное заявление на сооружении водозаборной установки. И на это Роспотребнадзор выдает лицензию. Это дает возможность снизить расходы на каждого соседа, плюс появляется возможность получить дополнительный участок, который будет ограничен санитарной зоной, не входящей на территорию ни одного застроенного участка.
Лицензия на артезианскую скважину дает право обратиться в компанию, которая занимается буровыми работами. Она сделает проект и проведет буровые работы в соответствии с нормами и требованиями СНиП. Кстати, не все компании могут бурить артезианские скважины, обычно артезианки сооружают фирмы, у которых есть оборудование для глубокого бурения.
Готовую скважину обязательно ставят на государственный учет. После чего проводится еще одна проверка со стороны геологической экспертизы, которая подтверждает правильность установки обсадки и оборудования и точные размеры санитарной зоны.
Лицензия
Выбираем источник водоснабжения для загородного дома
В отличие от городской квартиры с централизованной системой водоснабжения, для жизни за городом необходим собственный источник воды, и к нему предъявляются определённые требования.
Эксперт компании БИИКС (г. Москва) Дмитрий Поляшенко:
– Ключевой параметр комфортной жизни за городом – это постоянная, стабильная подача воды необходимого объёма каждый день.
Так же при выборе типа источника водоснабжения необходимо учесть, что надёжная работа таких важных систем загородного дома, как горячее водоснабжение, отопление и канализация зависит от эффективности и надёжности источника водоснабжения.
Заместитель технического директора компании «АкваБур» Евгений Касаткин:
– При отсутствии централизованной системы водоснабжения необходим источник воды, который не требует дополнительных затрат в течение всего периода его использования.
Есть четыре основных типа автономных источников водоснабжения:
Колодец – представляет собой гидротехническое сооружение в виде установленных друг на друга бетонных колец, заглубленных в землю на глубину водоносного слоя. Колодцы получили широкое распространение из-за простоты и относительной дешевизны устройства. Среди главных недостатков колодца можно выделить: сезонное колебание уровня воды (нестабильный дебит) и высокую вероятность попадания в воду загрязняющих элементов, из сточных ям или септиков.
Евгений Касаткин:
– Бурение «на песок» производится до ближайшего водоносного горизонта, располагающегося в песчаных грунтах на глубине 15-30 м. Дебит такой конструкции обычно не превышает 1 м3/час.
- Артезианская скважина бурится специальным долотом, способным пройти сквозь твёрдые породы.
- Артезианская вода находится в глубоко расположенных трещиноватых известняках. Мелких частиц в такой воде нет, поэтому, в отличие от песчаной, скважина на известняк не заиливается и не требует постоянной прокачки.
- Артезианская скважина не подвержена сезонным колебаниям уровня воды.
Дмитрий Поляшенко:
– Артезианская скважина конструктивно сложнее и дороже, чем «на песок». Но средний срок жизни глубинной скважины на известняк составляет 25-40 и более лет, а песчаной – только 5-7 лет.
Артезианская скважина круглый год имеет одинаково высокий и стабильный дебит, на который не влияют ни морозы, ни засуха.
Т.к. водоносный известняк отделён от поверхности толстым слоем водоупорной глины (который становится естественным фильтром), то вода в артезианской скважине надёжно защищена от любых природных и техногенных загрязнений.
Евгений Касаткин:
– Бурение артезианской скважины производится до известнякового водоносного горизонта.
Дебит артезианского колодца составляет от 2 до 25 м3/час.
