Свердловина. Правильне буріння артезіанської свердловини для заміського будинку
Коли її багато - ми дратуємося, коли її мало - ми в депресії, коли її рівно стільки, скільки треба - нам добре, і ми про неї не думаємо. Це про воду.
Водопостачання котеджу або дачі з артезіанської свердловини передбачає організацію робіт, починаючи від безпосередньо буріння свердловини, і закінчуючи встановленням системи очищення води. По-перше необхідно визначиться з глибиною залягання води, з так званої "водоносністю" ділянки.
Умовно вважають, що вода розташовується в піщаному або вапняковому шарах грунту
"Піщані" шари залягання води:
- колодязні 10-15 метрів,
- четвертинні 15-30 метрів,
- крейдяні 30-50 метрів.
"Вапнякові" шари залягання води: - від 30 до 230 м - називаються артезіанськими.
Для великої витрати води необхідні свердловини глибиною від 20 до 200 метрів, в залежності від залягання підземних вод. Поверхневі води в колодязях не в змозі впоратися із завданням забезпечення водоспоживання до 500 літрів на годину. Вони надійні при водоспоживання до 100 літрів на годину, але санітарну якість колодязної води, природно, дуже низька. Відходи промислових підприємств потрапляють навіть в найглибші рівні грунтів. Нітрати і нітрити, важкі метали, бактеріальні забруднення - джерело багатьох бід для здоров'я людини потрапляють в організм разом з водою.
Свердловина за сумарними витратами набагато дорожче колодязя, але ризик потрапляння неякісної води при правильній технології очищення води мінімальний.
Свердловини "на пісок" гарантовано забезпечать водою будинок має не більше двох точок водозабору - кран на кухні і кран для поливу. Так що для забезпечення водою сучасного будинку, який має кілька туалетів, пральну і посудомийну машини, і навіть басейн, необхідна глибока артезіанська свердловина. Термін служби свердловини "на пісок", навіть якщо вона встановлена строго відповідно до технологічних стандартів і якісно, не великий і становить в середньому - не більше 15 років. Водовіддача піщаної свердловини також не постійна і в посушливий час може і "пересохнути".
Зовсім інша справа артезіанська свердловина, яка може безперебійно працювати до 50 років.
Артезіанська свердловина вимагає установки обсадної колони, для запобігання обвалення стінок свердловини при проході через рихлі шари грунту. Для ізоляції стінок свердловини зараз широко використовують сучасні матеріали, так звані - компактоніти. які засипаються в свердловину у вигляді таблеток. Під дією води вони перетворюються на непроникну пластичну масу, яка утворює біля входу в цільовий горизонт надійну ізоляцію і не позваляет проникнути забруднень в воду. Серед внутрішніх обсадних труб зараз широко використовують труби з харчових полівінілхлоридних пластиків (ПВХ, ПНД), які легкі і міцні, довговічні, не бояться корозії.
Буріння свердловини проводиться спеціальними бурильними установками, після чого в свердловину встановлюють спеціальні сталеві труби. У них встановлюють погружной насос необхідного діаметра, після чого встановлюють напірний трубопровід, який від насоса виходить на поверхню і виводиться в будинок. Для того, що б виключити промерзання трубопроводу в зимовий період, необхідно щоб верхня частина свердловини з вступної трубою була поглиблена не менше ніж 1,5-2 метра в землю. Для виключення змішування води зі свердловини з грунтовими водами, необхідна установка кесона (колодязь у вигляді підземної металевої камери), яка забезпечує зручність експлуатації насоса і обслуговування системи водопостачання.
На першому поверсі будинку необхідна установка мембранного бака, достатньої ємності в залежності від продуктивності насоса. Цей бак необхідний для оптимізації роботи погружного насоса за рахунок зберігання запасу води під тиском. Вода надходить у відкритий кран не від насоса, а під тиском з цього бака, що збільшує термін служби насоса, оскільки він працює в автоматичному режимі, і включається тільки при великих витратах води або при зниженні тиску в системі до нижньої встановленої межі. При цьому він закачує воду в бак до тих пір, поки тиск в ньому не досягне максимального значення.
Буріння свердловини зазвичай займають до семи днів, в залежності від її глибини і складності. Визначення водоносного шару під силу тільки професіоналові бурильника.
Після установки свердловини необхідна тривала прокачування води для оцінки її продуктивності, а також вельми важливо зробити хімічний аналіз і переконається що вода відповідає вимогам ГОСТу. Після всіх робіт власнику видається паспорт на свердловину де вказані всі її основні характеристики і який може знадобитися як для органів місцевого нагляду, так і при ремонтних роботах.
Індивідуальні свердловини можна розділити на два типи (умовно): дрібні і глибокі.
Дрібна свердловина
Дрібні свердловини буряться, як правило, на водоносні піщані горизонти, що залягають на глибині 15-35 метрів. Буріння проводиться шнеками, які по вигляду представляють собою робочу частину штопора.
Типова схема дрібної свердловини:
- герметичний оголовок із замком і введенням-висновком для шланга від насоса
- обсадна колона (сталь 20, діаметр 127-159 мм, різьбове з'єднання)
- рівень води
- побутової занурюваний електронасос
- фільтр (сітка галуном плетіння з неіржавіючої сталі, 52-72 отвори на 1 кв.см)
- відстійник з гравійної підсипанням
- водоносний горизонт (пісок)
- водоупорами (глина)
Як обсадної колони використовуються безшовні гарячекатані труби (Сталь 20) діаметром 127-159 мм, тип з'єднання - різьбовий. Фільтр являє собою перфоровану сталеву трубу, оснащену сіткою галуном плетіння з неіржавіючої сталі або латуні № 52, 56, 68. Експлуатація свердловини здійснюється за допомогою насосів вібраційної дії ( "Малюк", "Водолій" тощо). Продуктивність її становить 0,3-0,5 м3 / год. В силу своєї малодебітних, свердловини даного типу мало придатні для водопостачання і застосовуються, в основному, для поливу садових ділянок. Втім, іноді вони можуть використовуватися для водопостачання невеликих дачних будиночків, при цьому застосовується бак-наповнювач. Як правило, вода з таких свердловин відноситься до розряду технічної та малопридатна для побутових потреб і пиття.
глибока свердловина
Для автономного водопостачання найкращим варіантом є артезіанська свердловина глибиною більше 30 метрів (вапнякові водоносні шари). Буріння в даному випадку проводиться з промивкою більш потужними установками роторного типу та подальшої цементацією затрубного простору. Як промивних рідин застосовують екологічно чисті бурові розчини і добавки до них, що мають сертифікат якості і виключають можливість забруднення розкриваються водоносних горизонтів. Для цементації затрубного простору використовують високоякісні цементні суміші, що забезпечують надійну ізоляцію і виключають вірогідність забруднення з поверхні розкритих водоносних горизонтів.
Вихід з глибокої свердловини може досягати 5 м3 / год. Оснастивши її відповідним водоподаючого обладнання можна створити систему комфортного водоспоживання.
Як обсадної колони, так званого кондуктора, служать труби (Сталь 20) діаметром 133 мм. Безпосередньо в інтервалі водоносного горизонту можлива установка перфорованої колони.
Існує кілька варіацій облаштування свердловин. Наприклад, багато фірм відповідно до своєї технології, як експлуатаційної колони використовує полівінілхлоридні труби (ПНДТУ 273) з товщиною стінки 12 мм і діаметром 135 мм, які відповідають вимогам, що пред'являються до харчових пластиків. До того ж на смакові якості води, на відміну від металевих, не впливають.
Типова схема для глибокої свердловини:
- обсадна колона (кондуктор - сталь 20, діаметр 159-219 мм)
- експлуатаційна колона (сталь 20, діаметр 133 мм, різьбове з'єднання)
- рівень води
- фільтр (відкритий стовбур діаметром 90 мм)
- чорні глини (регіональний водоупорами)
- вапняк тріщинуватий - водоносний горизонт
- нижній водоупорами
У загальну ціну робіт на об'єкті повинні бути включені проїзд до місця буріння, проведення робіт, вартість матеріалів, відкачування і гарантія на пробурену свердловину до декількох років.
Матеріали та обладнання
При монтажі водопостачання свердловини рекомендується використовувати екологічно чисті сертифіковані матеріали виробництва провідних вітчизняних і західних фірм, таких як: GRUNDFOS, WILLO (Німеччина), PEDROLLO (Італія) та ін.
Забезпечення автоматичного управління занурювальним насосом, як уже говорилося вище, проводиться за допомогою мембранного бака, але при цьому використовується реле тиску і система управління, які, взаємодіючи, здатні і підтримують постійний тиск в системі.
Системи очищення води
У сучасній техніці водопостачання реалізований цілий ряд пристроїв, що дозволяють вирішувати практично будь-які проблеми з водою. Всі ці складні системи можна назвати фільтрами. Вони можуть бути класифіковані по своєму застосуванню, тобто залежно від конкретної функції.
Вимагають рішення наступні властивості води:
- наявність нерозчинених механічних домішок;
- необхідність коригування рівня рН;
- розчинені у воді залізо і марганець;
- жорсткість;
- наявність присмаку, запаху, кольоровості;
- бактеріологічна забрудненість.
Необхідні фільтри і устаткування:
- фільтр осадовий;
- фільтр знезалізнення;
- пом'якшувач;
- бак-солерозчинник; -
- фільтр вугільний;
- ультрафіолетовий стерилізатор;
- система підготовки питної води.
Осадові системи:
Призначені для видалення з води механічних частинок, піску, суспензій, іржі, а також колоїдних речовин. Для видалення щодо крупних частинок (понад 20-50 мікрон) застосовують сітчасті або дискові системи. Недолік - порівняно низька грязеемкость. При сильному забрудненні води або великої продуктивності вони вимагають частої промивки. У цих випадках доцільно застосування автоматизованих систем засипного типу. В якості фільтруючого середовища застосовують в основному зневоднений алюмосилікат, що забезпечує фільтрацію частинок від 20 мікрон. Для більш тонкого очищення застосовують засипку із спеціальної кераміки.
Системи-коректори рН:
Необхідність в коректуванні рівня рН виникає у разі потреби боротьби з корозією, так як вода як з низьким (менше 6), так і з високим (вище 8) рН володіє підвищеним корозійним впливом. З іншого боку - для забезпечення оптимального режиму експлуатації систем очищення води, так як для нормальної роботи деяких видів фільтруючих середовищ потрібний певний рівень рН.
Для зміни рівня рН застосовуються засипки на основі природних кальцитом, які, поступово розчиняючись, збільшують рН. Також використовується дозоване додавання у воду хімічних речовин, що знижують рівень рН.
Системи видалення заліза:
Системи цього класу призначені головним чином для видалення з води заліза і марганцю, наявних там в розчиненому стані. В якості фільтруючого середовища використовуються різні природні речовини, що включають в свій склад двоокис марганцю (Birm, Filox, Greensand і т.п.). Двоокис марганцю служить каталізатором реакції окислення, при якій розчинені у воді залізо і (або) марганець переходять в нерозчинну форму і випадають в осад, який затримується в шарі фільтруючого середовища і надалі вимивається в дренаж при зворотній промивці. В процесі окислення заліза і марганцю деякі системи також ефективно видаляють розчинений у воді сірководень. Деякі з фільтруючих середовищ вимагають регенерації перманганатом калію. При великих концентраціях заліза і (або) марганцю застосовують спеціальні методики, що сприяють їх більш інтенсивному окислювання. Найбільш перспективним напрямком в цій галузі є озонування.
Системи-пом'якшувачі:
Обширний клас пристроїв, призначених для зниження жорсткості води. Завдяки застосуванню спеціальних засипок системи цього типу можуть володіти комплексною дією і здатні також видаляти з води певні кількості заліза, марганцю, нітратів, нітритів, сульфатів, солей важких металів, органічних сполук.
Активоване вугілля вже давно застосовується в водоочистці для поліпшення органолептичних показників води (усунення стороннього присмаку, запаху, кольоровості). Завдяки своїй високій адсорбційної здатності активоване вугілля ефективно поглинає залишковий хлор, розчинені гази, органічні сполуки. Однак, так як накопичується органіка важко виводиться з вугілля при зворотному промиванні, то можливий залповий скид забруднень у вихідну лінію. Для запобігання цьому явищу засипка з активованого вугілля вимагає періодичної заміни. В даний час для збільшення ресурсу роботи застосовують активоване вугілля з шкаралупи кокоса, адсорбційна здатність якого в 4 рази вище, ніж вугілля, одержуваного традиційними методами (наприклад з деревини берези). Для боротьби з біологічним заростанням застосовують також спеціальні вугілля з бактеріостатичними присадками, а також системи промивки зворотним струмом.
Ультрафіолетові стерилізатори:
Найбільш поширеним методом боротьби з бактеріологічним забрудненням (наявністю у воді мікробів і бактерій) є опромінення води ультрафіолетом. Параметри випромінювання підібрані таким чином, що гарантують майже повну стерилізацію води. Як стерилізаторів цього типу широко застосовуються спеціальні ультрафіолетові лампи, змонтовані в жорсткому корпусі, усередині якого протікає вода, піддаючись впливу ультрафіолетового випромінювання.
Системи підготовки питної води:
Найбільш прогресивними системами підготовки питної води в даний час є обратноосмотичні систем. Вода, що отримується за допомогою таких установок володіє прекрасними смаковими якостями і по своїх властивостях близька до талої льодовикової води. Ключовий компонент такої системи - напівпроникна мембрана, від якості і матеріалу якої залежить ступінь очищення води, що досягає 98-99%. Для забезпечення нормальної працездатності, система комплектується попередніми картриджними фільтрами, насосом і т.д. в залежності від параметрів початкової води. Встановлюються такі системи, як правило, на кухні і використовуються тільки для отримання води, що витрачається на харчові цілі. Також можуть бути використані комерційні системи підготовки питної води.
Вибір насосного обрудования
Одним з ключових механізмів водопостачання свердловини є насос. Глибинні свердловинні насоси здатні піднімати воду з глибини до 300 м, створюючи при цьому необхідний тиск води в будинку з витратою до 15 м3 / год. В цьому випадку при досить великих витратах застосовуються гідроакумулятори ємністю 300 л і більше. Розрахунок і підбір обладнання на стадії проектування системи автономного водопостачання проводиться на підставі вихідних даних про джерело водопостачання. У разі використання свердловини головною вимогою до насосного устаткування є надійність. Тому насоси провідних західних компаній мають декілька ступенів захисту: від "обсихання", перебоїв напруги, попадання в водозабір дрібних каменів і ін.
У кожному конкретному випадку вибирається оптимальний варіант насоса з урахуванням таких параметрів як внутрішній діаметр обсадної труби свердловини, глибина дзеркала води, необхідна витрата і тиск води.
Ще статті на тему "Артезіанська свердловина"
артезіанська вода
Артезіанська вода - це вода, яка перебуває на глибині 25-200 метрів під гідравлічним тиском і укладена між водотривкими шарами. В основному артезіанська вода залягає в доантропогенових відкладеннях, в межах великих геологічних структур, утворюючи артезіанські басейни (басейн підземних вод в межах однієї або декількох геологічних структур, які укладають напірні водоносні горизонти) ...