УДАРНО-КАНАТНЫЕ

БУРОВЫЕ УСТАНОВКИ

Что нужно для бурения скважин на воду

Примерно 97% запасов пресной воды находится под землей. Для извлечения воды из-под земли люди бурят скважины и копают колодцы. Эту воду используют в домашнем хозяйстве, в сельском хозяйстве, в промышленных целях, для обеспечения питьевой водой поселков и городов. Некоторые скважины дают горячую, или геотермальную, воду. Но чаще люди пользуются «холодными» скважинами. Кроме того, скважины бурят в научных и исследовательских целях, чтобы изучить качество и объемы воды, находящейся под землей. Такие скважины называются дозиметрическими колодцами или наблюдательными скважинами.

Независимо от предназначения, скважина – это искусственное отверстие, пробуренное с поверхности земли с целью добычи какого-либо жидкого вещества (воды, нефти или природного газа). Обычно у скважины небольшой диаметр – не более 3 метров. Мы рассмотрим более подробно водозаборные скважины.

Из чего состоит скважина

Верхняя часть скважины обычно называется устьем. Внешний вид устья скважины зависит от того, для чего она предназначена, когда и как ее бурили, какие материалы использовали при ее сооружении. Так, например, скважину с большим диаметром называют колодцем. Колодец может быть деревянным, обложенным камнем и т.п. Обычные скважины – это, как правило, трубы от 5 до 25 см в диаметре, выступающие над уровнем земли не больше, чем на 60 см. В холодном климате над устьем скважины часто делают надстройку (домик или сарай), чтобы защитить скважину от замерзания. Если скважина находится поблизости от дороги, ее размещают в подвале или сооружают ее под сводом. В таком подвале пол и стены цементируют, добавляют дренажную систему и железную крышу.

Типичные компоненты скважины: изолирующая прокладка, колонна обсадных труб, уплотнение затрубного пространства, скважинный фильтр и насос.

Обсадные трубы, скважинный фильтр и уплотнители

Изолирующая прокладка располагается в верхней части скважины, это своеобразная крышка, защищающая скважину от попадания в нее насекомых, мелких животных, грязи и пыли. В этой крышке обычно есть входное отверстие, предназначенное для проведения замеров уровня воды. Кроме того, в ней может быть фильтр-отверстие для выравнивания давления в скважине при поднятии уровня воды.

Обсадные трубы выполняют несколько очень важных функций. Во-первых, это трубопровод, не дающий стенкам скважины осыпаться в условиях рыхлых, неплотных грунтов. Во-вторых, это своеобразная опора для насосного механизма. В-третьих, обсадная колонна является неотъемлемой частью уплотнения затрубного пространства, предназначенного для предотвращения попадания поверхностных и неглубоко залегающих грунтовых вод в скважину и, соответственно, в глубинные воды.

Обсадная колонна обычно выступает над поверхностью земли не менее чем на 30 см в рыхлых породах (например, в песчаниках и галечных породах) и заполняет скважину по всей длине. В случае с твердыми, плотными формациями (базальтовыми или сланцевыми) обсадные трубы устанавливают только в верхней части скважины. Но даже при самых лучших условиях 5,5 метров – это минимальная длина обсадной колонны.

Уплотнение затрубного пространства является непроницаемой преградой, обычно из цемента или глины, расположенной между трубами обсадной колонны и окружающим их грунтом. Оно не дает поверхностным и некачественным грунтовым водам попасть в скважину или в глубинные воды. В глубинных скважинах уплотнение затрубного пространства забивается, по крайней мере, на 1,5 метра вглубь водоупора водоносного пласта. Иногда уплотнение делают даже на большой глубине между двумя разными водоносными пластами, так чтобы вода из первого не попадала во второй. В противном случае ресурсы верхнего водоносного пласта может иссякнуть или загрязнить нижний.

Скважинные фильтры отфильтровывают песок и гальку при поступлении потока воды в скважину. Фильтры могут быть различными: от высокотехнологичных, длиной больше 15 метров, до самых простых – несколько отверстий внизу обсадной колонны. Вид используемого фильтра зависит от типа геологической формации и предназначения скважины. Но скважинный фильтр требуется не всегда.

Насосы

Иногда вода из скважины поступает на поверхность земли под артезианским давлением. Однако для большинства скважин требуются насосные механизмы для забора воды. Как правило, используются центробежные насосы, поднимающие воду за счет вращения лопаточного колеса в корпусе насоса. Центробежные насосы обычно располагаются на поверхности земли, радом со скважиной. Они бывают различной мощности, но, как правило, качают воду с глубины не более 8 метров. Для более глубоких скважин используют подводные насосы (как мотор, так и сам насос находятся под водой), которые подвешивают в стволе скважины. Для глубинных скважин применяют турбинные насосы, при этом мотор насоса располагается на поверхности земли.