Для автономного водоснабжения частных домов и предприятий промышленности необходим отдельный источник воды. Чаще всего выбирается водяная скважина. Зная конструктивные характеристики разных типов источников, основные компоненты и функциональные узлы, а также последовательность подключения оборудования, можно создать скважину под чистую воду самостоятельно.
Виды скважин и способы бурения
Понятие «скважина» очень широкое. Оно означает не только сооружение, применяющееся для того, чтобы поставлять воду. Есть и другие классы подземных шахт, распределяемые по назначению: для добычи нефти, газа, полезных ископаемых, геологоразведки, газификации углей, вентиляции подземных строений. Существуют скважины под трубопроводы, расположенные параллельно поверхности. Для их создания используют метод ГНБ – горизонтально-направленного бурения.
В быту скважинные шахты применяют для получения чистой воды, а также для отопления, если к ним подключают мощные тепловые насосы.
В зависимости от водного горизонта возводятся следующие виды скважин:
- источник, пробиваемый до песчаных пластов на глубину от 10 до 30 метров;
- абиссинский колодец;
- артезианский водозабор.
В последнем случае вода проходит между слоями известняка: при создании шахты пробуривают водоносный горизонт. Глубинный показатель такого источника – больше 40 м.
Вид водозаборного устройства определяет качество жидкости, сложность возведения и производительность гидросооружения.
В соответствии с российским законодательством – ФЗ «О недрах» – пробивка скважинной шахты и пользование гидротехническим объектом с первого водяного пласта возможны без регистрации.
В этой категории находятся не только водозаборные конструкции из верховодки, но и сооружение на песок, абиссинский колодец. Методы бурения для разных видов гидросооружений различаются.
Абиссинский колодец
Конструкция скважины отличается простотой, ее можно соорудить своими руками. Она подойдет для маленького домика или дачи. Подъем жидкости ведется с помощью ручного или наземного электронасоса через узкую герметичную трубу с острым концом, который выглядит как игла. В колодец не проникают грязные стоки с верховодки, при этом отсутствует сильная минерализация, поскольку шахта не слишком глубокая.
Минусом считается то, что сооружение колодца возможно на дачном или приусадебном участке, где водоносный слой проходит не глубже 8–10 метров.
Иначе напорное оборудование не сможет поднимать воду на поверхность. Зато такая скважина недорого стоит. Цена готовой конструкции, которую нужно лишь установить, начинается от 2500 рублей.
Обустройство забивной скважины ведется тремя способами:
- Штанговая пробивка земли. Применяется узкий прут арматуры, который сделан из прочного металла. Им наносятся сильные удары по хвостовику фильтра, пока тот не доберется до водоносной жилы.
- Использование «бабки». По принципу работы этот вариант схож с предыдущим. Но вместо ударного инструмента в шурф опускается груз с отверстием.
- Шнековое бурение. Для него применяется ручной винтовой бур. Это самый простой, безопасный и эффективный метод пробуривания абиссинского колодца. Но процесс осложняется тем, что высота ручного бура не позволяет достигать даже верховодного горизонта. После заглубления на полтора метра штангу наращивают дополнительными секциями.
При проведении работ нужно быть максимально аккуратным: если игла напорется на камень, произойдет разрушение всей конструкции.
Скважина на песок
Пробивается до водоносного слоя, находящегося под глиной в песчаном пласте. В конструкции используются обсадные пластиковые трубы диаметром от 125 мм.
Скважинные шахты на песок бурятся с помощью таких приспособлений:
- ручной садовый ямобур;
- механический шнековый бур;
- бурильное устройство, работающее на бензине;
- установка на автомобильном ходу.
Последний вариант отличается максимальной производительностью – для создания шахты потребуется всего три часа.
Если грунт сильно каменистый, используют специальное бурильное долото, как и при создании шпуров под анкера или для взрывных работ.
Для обеспечения нормального качества добываемой воды, чтобы ее можно было пить, нужны специальные фильтры грубой и тонкой очистки, обезжелезивания. Без этого жидкость лучше использовать только для технических нужд.
Плюсом такого варианта водозабора является отсутствие необходимости лицензирования и сравнительно невысокая стоимость. Цена вопроса – от 25000 рублей.
Артезианская скважина
Так называют источники, которые могут достигать 70–100 м в глубину, и сверхглубокие – больше 200 м. Вода из глубинных водозаборов намного чище и пригодна для питья, но такое гидрологическое сооружение требует получения лицензии с присвоением определенного кода и внесением в особый классификатор ОКОФ как недвижимого объекта. Для этого необходимо обращаться к руководству местного отдела природопользования.
При выборе этого вида скважин нужно учитывать, сколько они стоят. Сумма выходит немаленькой. Чтобы обустроить стометровый артезианский источник под ключ с оформлением и строительными работами, придется выложить не меньше 400000 рублей.
Важно выбирать проверенную компанию, были случаи, что буровики обманывали клиентов, устраивая некачественную и недолговечную скважину.
Чтобы сделать артезианскую скважину на участке, используют мощные буровые самоходные установки на базе КамАЗов. Если водный уровень не превышает 100 метров, можно применять малоразмерные буровые агрегаты. Мини-установки обладают небольшими габаритами, мобильны и позволяют пробурить шахту на участке со сложным рельефом и большим количеством строений.
Как устроена скважина
Стандартная установка состоит из обсадной трубы, которая защищает стенки от осыпания, сетчатого фильтра, оголовка, герметизирующего устье и магистралей водопровода. Иногда их оборудуют кессонами или адаптерами для защиты водоподъемного оборудования.
Устройства для забора воды подключаются последовательно по схеме, соединяющей следующие элементы:
- насосную станцию с электрическим приводом;
- обратный клапан;
- гидравлический аккумулятор или простой накопительный бак;
- реле давления;
- фильтры тонкой очистки.
Схема скважины на воду и принцип ее работы связаны. Жидкость поднимается из водоносного слоя, просачивается через фильтр внутрь шахты. Включенный насос направляет ее по магистрали водопровода к дому через гидроаккумулятор и фильтрующие установки.
Для подъема воды могут использоваться:
- погружные насосы;
- электроцентробежные установки – УЭЦН;
- штанговые напорные станции – ШГН.
Не только насосное оборудование применяются для добычи жидкости. При эрлифтном способе жидкость движется вверх под действием газа, который подается нагнетательным оборудованием в трубную колонну. Если же подъем осуществляется с помощью пластовой энергии, такой метод называется фонтанным. Его обычно используют для нефтедобычи.
Перед тем как бурить скважину, необходимо решить, зачем она нужна: только для хозбытовых нужд или для пищевых и питьевых целей. Затем следует рассчитать ее дебит по любой подходящей формуле – их в сети очень много – или с помощью онлайн-калькулятора. Дальше составьте схематический рисунок будущей системы водоподачи с учетом того, насколько близко расположены грунтовые воды. При проектировании лучше использовать картинку в разрезе. Затем следует хорошо обдумать, какое оборудование и материалы необходимы, составить смету.
После бурения проводится обвязка скважины, которая предполагает монтаж кессона, насоса, гидроаккумулятора и прочих узлов.
Особенности эксплуатации
Длительность работы скважинной шахты без перебоев зависит не только от правильно проведенного монтажа, но и от разумной эксплуатации, включающей регулярное проведение профилактических работ в определенные сроки:
- Ежедневно проверяют органолептические качества жидкости. Если вода стала мутной или начала плохо пахнуть, потребуется анализ образцов в условиях лаборатории.
- Проверку шахты гидросооружения проводят раз в два года.
- Фильтры обследуют, если надо, делают чистку раз в три месяца.
Регулярность профилактического осмотра напорного устройства должна быть указана в руководстве пользователя. Но даже если приборы работают без проблем, их надо проверять минимум раз в полгода. Время от времени требуется прокачивать скважину для избавления от возможных загрязнений. Определение периодичности прокачивания зависит от дебита водозабора.
Результаты профилактических проверок записываются в особом журнале, обязательно указывается дата. Эти записи используют для выявления потенциальных неполадок.
Если гидроустановка загерметизирована, для проверочных работ используют специальные устройства – лубрикаторы. Они предназначены для обеспечения спуска и подъема скважинных приборов на кабеле или проволоке без разгерметизации устья скважины.
Если сооружение оборудуется рядом с домом, где предполагается круглогодичное проживание, требуется подготовить его к зимним морозам. Чтобы не образовывалась ледяная пробка в обсадной колонне, производится ее утепление до уровня промерзания земли. Нужна также и теплоизоляция кессонной емкости.
Правильное устройство скважины для воды позволит обеспечить живительной влагой даже большой коттедж. При грамотной эксплуатации и соблюдении мер профилактики водозабор прослужит без ремонта не меньше полувека.
