Из каких элементов состоит скважина? Из чего состоит скважина

Конструкция скважины: составляющие элементы и их характеристика

Устройство водозаборной скважины, как и любой другой, не такое и сложное, но имеет свои нюансы и особенности. По сути, что это? Глубокий колодец с маленьким диаметром. Такое сооружение бывает разных типов, от этого зависит его глубина, и какое дополнительное оборудование понадобится. Из чего же состоит конструкция скважины, на какой глубине она должна размещаться? Давайте разберемся в этом.

На какую глубину бурится?

Глубина колодца может быть разной – этот момент зависит от расположения водоносного слоя. В среднем это от 30 до 50 метров. Но есть варианты с глубиной от 100 до 200 метров. Перед началом бурения почва исследуется, и выявляется водонапорный слой.

Естественно, чем глубже шахта, тем мощнее нужно оборудование для подъёма воды. Но при этом поднимаемая на поверхность жидкость будет наиболее чистой. Самыми глубокими и качественными считаются артезианские источники.

Разновидности скважин

Конструкция скважины зависит от поверхности водоносного слоя, она может быть:

песчаной;
земляной;
глиняной.

В зависимости от насыщенности почвы тем или иным элементом и делается определенная шахта. В случае с моделью на песок, например, бурение проводится до середины или до самого дна водоносного слоя, после чего обязательно устанавливаются фильтры.

Как выглядит конструкция?

Она состоит из фильтра, расположенного на дне. Он предназначен для очистки жидкости, не пропускает частицы глины и песка в колодец. Очиститель может быть встроенной или внешней конфигурации. В последнем случае он надевается на обсадную трубу, которая также способна защитить шахту от обвалов.

Кроме очистителя влаги и обсадной трубы, ни одна шахта не обходится без такого важного элемента, как насос. Последний элемент – отстойник. В итоге скважина имеет такую конструкцию:

Рассмотрим каждый приведенный элемент более подробно.

Конструкция обсадной трубы

Обсадная колонна – это основная часть всей конструкции. По сути, это обычная труба или несколько, соединённых между собой. Важно, чтобы была полная герметизация. Чаще всего она состоит из 3-х колон, которые постепенно устанавливаются в почву в процессе бурения.

Назначение такой конструкции — сдерживание обрушения почвы. Она же не пропускает загрязнённую влагу внутрь. Пространство, которое остается между земляной шахтой и обсадной колонной, должно цементироваться.

Система очистки

Фильтр – один из самых важных элементов, именно он отвечает за качество воды. Что это такое? Отрезок трубы, установленный на дне, в водоносном горизонте. Вся вода в колодец поступает, проходя через него. Его строение напрямую зависит от пород, через которые жидкость поступает в шахту. Обычно применяется простая перфорированная труба, особенно если почва известняковая – этот материал сам по себе природный фильтр.

Можно применить и защиту с гравийной обсыпкой или щелевой перфорацией. Толщина такого фильтра и состав зависят от почвы водоносного слоя. Нередко применяется и комбинирование – сетчатая фильтрация совместно с обсыпкой. Длина фильтра может достигать 5-8 метров, это обеспечит дом чистой водой.

Насос или станция

Без насоса воды из колодца не поднять. Чаще используются глубинные или погружные модели, особенно если подъем жидкости производится с больших глубин. Поверхностные насосы применяются только для небольших скважин. Так как диаметр столба небольшой, то погружной насос тоже имеет маленький диаметр, не более 10 см. Он погружается непосредственно в шахту до середины, ближе к дну.

Насос соединяется со шлангами, обеспечивающими водоснабжение дома. Если используется поверхностная модель, то она может быть установлена где угодно, даже в доме. Нередко применяются не одиночные аппараты, а целые насосные станции, обладающие высокой мощностью. В их комплектации может быть сразу несколько аппаратов для выкачивания жидкости.

Отстойник

Это последний элемент, обязательный для любой скважины. Это её нижняя часть, достигающая в высоту 3-х метров. Низ отстойника тампонируется. В нем оседают самые мелкие элементы, частицы грунта, в общем, всё то, что не смог задержать фильтр, а это неизбежно.

Для скважины можно использовать различные материалы, но чаще всего применяются пластиковые трубы или изделия из металлопластика. Они обладают такими же показателями, как и металлические, а в чем-то даже превосходят их. Но можно и комбинировать различные материалы. Для конструкции любой шахты самым идеальным вариантом будет использование обсадных стояков из нержавеющей стали, а внутри можно разместить пластиковые. В таком случае потребуется больше затрат как финансовых, так и по времени. Но зато такая система будет самой надежной и долговечной.

delovvode.ru

Понятие о скважине, ее элементах, конструкции. Схема скважины

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Горная выработка - это искусственное углубление в недрах земли. Начало скважины называется устьем, дно - забоем, боковые поверхности - стенками или стволом.

Скважины различного назначения - это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для извлечения полезных ископаемых, для нагнетания в пласты различных агентов, для контроля над разработкой месторождений и др.

Незакрепленный открытый ствол скважины не представляет собой надежный канал для соединения продуктивного пласта с дневной поверхностью вследствие неустойчивости горных пород, наличия пластов, насыщенных различными флюидами (вода, нефть, газ, их смеси), которые находятся под различным давлением, и др.

Крепление ствола скважины и разобщение пластов производится путем спуска труб, называемых обсадными, а все спущенные трубы представляют собой обсадную колонну.

Для крепления скважины применяют специальные стальные трубы различного сортамента по марке стали и диаметру.

Для исключения перетоков различных флюидов из пласта в пласт кольцевое пространство между стенкой скважины и спущенной в нее обсадной колонной заполняется тампонирующим материалом с инертными и активными наполнителями, с химическими реагентами с помощью насосов.

Из вяжущих веществ наиболее широко применяются тампонажные портландцементы.

Поэтому сам процесс разобщения пластов называется цементированием.

В процессе бурения скважин встречаются такие пласты горных пород, где возможны различные осложнения, без ликвидации которых путем спуска дополнительных обсадных колонн невозможно дальнейшее бурение.

В итоге создается устойчивое подземное сооружение определенной конструкции.

Под конструкцией скважины понимается совокупность данных о числе (d, l) обсадных колонн, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

Сведения о диаметрах, толщине стенок и марках стали обсадных труб, оборудовании низа обсадной колонны входят в понятие конструкции обсадной колонны - оснастки обсадной колонны.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные волны, эксплуатационная колонна.

Направление

Направление спускается в скважину для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктор

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах - либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточная колонна

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы).

Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовки.

Следует отметить, что чем совершеннее технология бурения и менее сложные геологические условия, тем проще конструкция скважины и меньше затраты на ее строительство. Ось скважины практически всегда имеет пространственное искривление, однако при небольшой интенсивности искривления (менее 0,1о доли градуса на 10 м. длины ствола) скважину называют вертикальной (при суммарном отклонении не более 1-2о).

При большой интенсивности искривления скважины называют искривленными.

Специально искривленные под необходимыми углами с заданной интенсивностью и в определенном направлении скважины называются наклонно - направленными.

При отклонении от вертикали на 90о скважины называются горизонтальными.

Несколько наклонно - направленных скважин, расположенных рядом (несколько метров между устьями), образуют куст. Разбуривание месторождений, таким образом, называют кустовым бурением.

Многорядная скважина - это такая скважина, когда в нее спущено несколько эксплуатационных колонн рядом для одновременной добычи нефти из нескольких горизонтов с различными пластовыми давлениями.

Для увеличения области дренирования иногда от основного пласта бурят несколько дополнительных наклонных стволов. Такие скважины называются многозабойные.

Различают скважины большого, нормального, уменьшенного и малого диаметров.

Скважины большого диаметра - это больше 760 мм.

Скважины, бурящиеся долотом 190,5 мм - уменьшенного диаметра.

Скважины глубиной менее 1000 м - мелкие скважины, до 5000 м - глубокие, свыше - сверхглубокие.

petrolibrary.ru

Водозаборная скважина это что такое

[содержание h3 h4 h5 h5 h6] Чтобы наладить независимое водоснабжение загородного дома, различных предприятий, фермерских хозяйств нужно запроектировать и возвести водозаборное сооружение. Обычно такие конструкции состоят из станций 1-го и 2-го подъёма. Водозаборная скважина и является гидротехническим сооружением первого подъёма. На этой конструкции устанавливается специальное оборудование для подъёма воды. Рассмотрим особенности возведение таких сооружений, их разновидности и нюансы оформления документации.

От чего зависит конструкция скважины?

Виды скважин в зависимости от глубины залегания водоносного слоя

От правильного выбора конструкции гидротехнического сооружения зависят следующие характеристики:

производительность скважины;
качество и свойства получаемой воды;
простота и удобство обслуживания и ремонта скважины;
стоимость конструкции.

На выбор той или иной конструкции скважины влияет желаемая производительность сооружения, глубина залегания водного пласта, особенности грунта, в котором будет выполняться бурение.

Рекомендуем к прочтению:

Разновидности водозаборных сооружений

Пример артезианской скважины с телескопической обсадной трубой

В зависимости от гидрогеологических особенностей местности может сооружаться одна из следующих разновидностей скважины:

Гидротехническое сооружение с одинарной обсадной трубой. При этом обсадная труба выполняет функции эксплуатационной обсадки. Такие конструкции сооружаются при неглубоком залегании воды (не более 35 м) в песчаных грунтах. Для уменьшения расходов на сооружение скважины можно использовать пластиковые обсадные трубы. Они должны заглубляться в водоносный горизонт не менее чем на 2 м.

Совет: чтобы увеличить производительность скважины, можно углубить колонну. Однако при этом мощность водоносного слоя должна быть достаточной.

Конструкция с одинарной обсадной колонной и фильтровальной или эксплуатационной пластиковой трубой. Эта разновидность сооружений называется скважина на песок. Она может сооружаться в устойчивых и неустойчивых грунтах. В устойчивых породах срок службы стальной обсадной колонны увеличивается.

Скважина с двойной обсадной трубой

Важно: такое сооружение рекомендуется делать для скважин сезонного использования, поскольку полностью исключается риск заиливания сооружения.

Гидротехническое сооружение с одинарной обсадной колонной и открытым участком. Такая конструкция обычно используется для скважин на известняк небольшой глубины. При этом труба проходит через рыхлую породу и упирается в известняковый слой. Затем ниже известняка идёт открытый участок на глубину не больше 10 м.
Артезианская водозаборная скважина с эксплуатационной колонной из пластика. Её конструктивное строение такое же, как и во втором варианте, только такие сооружения устраиваются на водоносных слоях, где воды находятся под напором.
Артезианское сооружение с двойной обсадной колонной. При низком давлении воды в горизонте выполняется конструкция, в которой стальная обсадная труба проходит через все породы до водоносного горизонта, а в сам горизонт заглубляется другая труба.
Артезианское гидротехническое сооружение с несколькими обсадными колоннами и кондуктором. Такие конструкции возводятся на местности со сложной геологией, где есть плывуны и неустойчивые породы. Самый большой диаметр делается у первой трубы. Обсадной элемент является направляющим для всех остальных.

Внимание: в любом гидротехническом сооружении проводится затрубная цементация. Это нужно для защиты стальной обсадной колонны от коррозии, а также для предотвращения попадания загрязнённых грунтовых вод в сооружение.

Охранные зоны скважин

Схема охранных зон водного источника

Любое гидротехническое водозаборное сооружение имеет три пояса санитарно-охранных зон. Они позволяют уберечь водозабор от загрязнителей различного происхождения. Каждый из поясов имеет свои размеры и назначение:

Первая охранная зона – это окружность, радиус которой равен 15-60 м. Этот пояс должен быть огорожен забором. В этом кольце нельзя возводить никакие сооружения, кроме тех, которые нужны для эксплуатации водозаборного сооружения.
Вторая охранная зона позволяет защитить источник от бактериального загрязнения. В пределах этой зона запрещено размещать объекты, которые представляют потенциальную угрозу с точки зрения бактериального загрязнения. К таким объектам относятся выгребные ямы, септики, навозные ямы, другие локальные очистные приспособления. Радиус этой зоны рассчитывается по специальной формуле и зависит от особенностей местности и глубины залегания вод.
Назначение третьей зоны в защите сооружения от химического загрязнения. В пределах этого кольца запрещено строить склады горюче-смазочных веществ, ядохимикатов, а также хранилища для удобрений. Радиус зоны также рассчитывается по формуле и зависит от разных факторов.

Особенности строительства водозаборного узла

Кессон и насосное оборудование для работы скважины

Монтаж водозаборного узла предполагает строительство следующих элементов и составляющих деталей конструкции (в зависимости от назначения скважины, некоторые приспособления могут не использоваться):

Рекомендуем к прочтению:

Для очистки воды от вредных примесей выполняется монтаж системы водоподготовки.
Чтобы хранить содержимое скважины, прошедшее процесс фильтрации, понадобится установить резервуар чистой воды.
Для обеспечения подачи чистой воды потребителям выполняется монтаж насосной станции 2-го подъёма. Также эта конструкция позволит поддерживать правильное давление в сети. Эта конструкция нужна только для скважин, обеспечивающих водой целые посёлки, крупные предприятия и фермерские хозяйства.
Также для скважин, обеспечивающих водой посёлки и крупные предприятия, понадобится установить пожарные насосы, которые будут выполнять подачу воды для нужд пожаротушения.
Для контроля функционирования оборудования и определения расхода воды понадобится установить контрольно-измерительное оборудование.
Необходимая автоматика позволит скважине работать в автоматическом режиме.
Дренажная система нужна для сброса воды, промывающей фильтры. Она понадобится для водоотведения в случае подтопления ВЗУ или переполнения РЧВ.

Резервуары для хранения очищенной воды можно размещать под открытым небом, а остальные элементы водозаборного узла размещаются в специальном временном или капитальном строении.

Необходимая документация

Для начала строительства скважины необходимо собрать все разрешительные документы

Сооружение скважины значительной глубины (более 50 м) требует получения лицензии. Лицензированием занимаются специальные комиссии, для которых нужно собрать пакет документов. Обычно это долгий и трудоёмкий процесс, занимающий от 6 мес. до года.

Для получения лицензии на скважину вам понадобится собрать следующие документы:

Для начала нужно получить разрешение на геологическое изучение недр с целью обеспечения водоснабжения того или иного объекта. Важно точно следовать условиям, описанным в документе.
Затем необходимо произвести регистрацию работ в соответствующих инстанциях.
После ознакомления с фондовым материалом нужно получить техническое задание на проведение работ.
Далее разрабатывается проект на поиск и исследование содержимого недр для обеспечения водоснабжения объекта.
Проект должен пройти геологическую экспертизу.
Далее выполняется согласование проектной документации в соответствующих органах.
Теперь можно проводить работы, описанные в проекте.
Проводятся опытно-фильтрационные изыскания.
Далее оцениваются объёмы запасов воды, и проводится оценка её качества (химико-бактериологические исследования). Также осуществляется наблюдение за подземными водами. Выполняются исследования воды на радиоактивность.
Проводится сбор показателей динамического уровня воды в скважине (дебет сооружения) и данных о техническом состоянии. Составляется отчёт об оценке запасов водоносного горизонта.
Выполняется проект санитарно-защитных зон гидротехнического сооружения.
Получение санитарного эпидемиологического заключения. Для этого необходимо обратиться в Роспотребнадзор.
Авторский надзор за выполнением работ.
Экспертиза. Получение лицензии и регистрация скважины.

Помогла статья? Оцените её

Загрузка...

vodakanazer.ru