Как выбрать скважину на воду для дачи, участка или загородного дома?

Песчаные скважины

Такой источник прост по своей конструкции и не требует длительного времени на монтаж. Скважины ориентированы на добычу воды в рыхлых межпластовых водоносных слоях. Как правило, это песок, галечник, гравий . Вскрытое месторождение используют для автономного водоснабжения загородного дома. В зависимости от глубины нахождения горизонта песчаные скважины делят на два вида:

1. На мелкий песок – до 40 метров.
2. На глубокий песок (песчаник) – от 40 до 90 метров.

По своей конструкции скважины, обустраиваемые на песчаных горизонтах, представляют собой ствол, в котором находится стальная или пластиковая обсадная труба диаметром более 10 см. Нижняя труба имеет перфорацию для просачивания влаги, а дно оснащают фильтрующей сеткой. Проходка породы выполняется шнековой бурильной установкой. Подъем воды осуществляется посредством погружного насоса.

Преимущества

• Достаточна глубина для получения чистой воды, по сравнению с перечисленными выше источниками.
• У скважин на глубокий песок стабильный объем.
• Химический состав воды в песчаниках вписывается в санитарные нормы.
• Высокая производительность от 1 до 2 м3/ч.
• Для вскрытия водоносного пласта не требуется разрешений.
• Время проходки с установкой обсадной трубы занимает не более 2-х дней.
• Срок эксплуатации таких водяных скважин до 30 лет.

Недостатки

• Объем воды у скважин на мелкий песок более зависим от уровня осадков.
• Химический состав воды из неглубоких источников не постоянен и чувствителен к антропогенным и техногенным факторам.
• Наличие мелкозернистого песка способствует заиливанию скважины.

Первая нефтяная скважина в России и мире:

Первое в мире бурение скважины для целей нефтедобычи проведено в 1846 году в посёлке Биби-Эйбат недалеко от Баку, входившем в Российскую империю. Глубина нефтяной скважины составляла 21 м. Скважина была разведочной.

В 1864 году первая в России эксплуатационная скважина была пробурена на Кубани, в селе Киевском, в долине реки Кудако.

Первую американскую нефть из буровой скважины глубиной 15 м добыли в 1857 году в Эннискиллен. Однако чаще всего считают, что первая американская нефть из промышленной скважины была получена 27 августа 1859 года.

Примечание:  Фото //www.pexels.com, //pixabay.com

Найти что-нибудь еще?

карта сайта

Коэффициент востребованности
5 670

Устройство скважины

Устройство всех скважин для воды в частном доме примерно одинаковое — это глубокая яма до залегания воды и обсадная труба, которая позволяет направлять и управлять потоком воды снизу вверх. Отличия заключаются в дополнительных устройствах, повышающих надёжность и производительность скважины.

Любая скважина обладает характеристиками, которые позволяют выбрать оптимальное устройства для забора воды

Важной характеристикой таких устройств является дебит скважины

Кессон

Кессон — это резервуар для размещения и гидроизоляции приборов. Кессон для скважины бывает металлический и пластиковый. Для контрастного климата лучше подходят металлические, но они дороже и подвержены коррозии, но зато их можно ремонтировать. Пластиковые кессоны не ржавеют и стоят гораздо дешевле. Однако пластик может порваться, к тому же он не ремонтно пригоден.

Для металлического кессона цена отличается только в верхнем пределе и составляет разницу от 17 000 до 60 000 рублей. Дело в том, что кессон из металла можно собрать по частям, каждая из которых продаётся отдельно.

Оголовок

Оголовок для скважины — устройство, которое крепится на верхнюю часть обсадной трубы. Оголовок герметичен и служит для крепления вывода водонапорной трубы и кабеля для насоса. Оголовок обеспечивает приток воды, увеличивает дебит скважины за счёт создания низкого давления воздуха внутри труб. Производятся из пластика или чугуна.

Адаптер

Адаптер для скважины — устройство, позволяющее герметично соединять скважину с наземным водопроводом. Обычно адаптер используют в технических помещениях с оборудованием для водоснабжения. Одна часть адаптера крепится к обсадной колонне, другая — к шлангу с насосом. Использовать адаптер необходимо там, где концентрируется оборудование, которые нужно в защитить от воды.

Пакер

Пакеры для скважин, он же уплотнитель — это устройство, позволяющее перекрывать и герметизировать отдельные части скважины или внутренней стенки трубы. Кроме того, с помощью пакера можно разделять внутреннюю полость скважины от внешней, затрубной. С его помощью также можно отделить одну часть трубы от другой.

Обсадная труба

Обсадная труба — основной элемент скважины, предназначенный для подачи воды от источника в водопровод. Своё название эти трубы получили из-за функции — предотвращать обсыпание пробуренного отверстия в земле. Обсадные трубы опускают в грунт после того как скважина окончательно будет пробурена. Пространство между стеной скважины и трубой заливают бетоном. После этого приступают к установке остального оборудования.

Обводные трубы отличаются по размеру и материалу. Обычно их производят из металла (чугуна или стали), дерева, асбеста, пластмассы.

Цена на обсадные трубы для скважин измеряется в погонных метрах и зависит от материала и диаметра. Если взять за основу самый распространённый диаметр труб 133 мм, то цена будет от 200 до 500 рублей за метр для пластиковых труб и от 400 до 800 рублей за метр для металлических.

Типы скважин по профилю

До достижения полезного ископаемого шахта может пересекать несколько слоев грунта

Важно правильно выбрать метод для бурения скважины. В зависимости от числа плоскостей, где шахта искривляется — могут быть следующие виды скважин:

• искривленные в плоскости;
• искривленные в пространстве.

Это зависит от изгиба шахты. В связи с этим, искривление в плоскости может иметь следующие разновидности:

• ровный столб, в нижней части заканчивающийся наклоном;
• S — образный изгиб;
• J — образная конструкция.

Указанные изгибы образуются в результате разной плотности слоев грунта. В свою очередь, искривление в пространстве может проявляться в более сложных геометрических формах при бурении нефтяных и газовых скважин. Шахты для воды в своем большинстве делаются прямыми, изгибы могут применяться для обхода скальных пород.

Понятие о скважине

По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.

Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.

При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом, подвешенным на канате. Буровой инструмент включает также ударную штангу и канатный замок. Он подвешивается на канате, который перекинут через блок, установленный на какой-либо мачте (условно не показана).

В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.

Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.

Турбобур — это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель — это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.

По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна — цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.

Скважина — горная выработка круглого сечения, пробуренная с поверхности земли или с подземной выработки без доступа человека к забою под любым углом к горизонту, диаметр которой много меньше ее глубины. Бурение скважин проводят с помощью специального бурового оборудования

Различают вертикальные, горизонтальные, наклонные скважины. Начало скважины называется её устьем, дно — забоем, внутренняя боковая поверхность — стенками. Диаметры скважин колеблются от 25 мм до 3 м. Скважины могут иметь боковые стволы (БС), в том числе горизонтальные (БГС)

По назначению различают буровые скважины: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные, эксплуатационные, геотехнологические и инженерно-технические (горнопроходческие, вентиляционные, дренажные, барражные, взрывные и т. д.).

Скважина газовая — скважина, которая пробурена к газоносному горизонту и используется для извлечения газа и газового конденсата.

Скважина нефтяная — скважина, которая пробурена к нефтеносному горизонту или чаще всего нефтегазоносному и используется только для извлечения нефти. Скважина не может использоваться для добычи газа — это связанно с устройством самой скважины, а главное — спецификой подготовки нефти к транспортировке, газ перед транспортировкой очищается и осушается согласно СНиП, ТУ и других нормирующих документов.

Плюсы и минусы

Бурение малогабаритной установкой

Как и любой источник, рассматриваемые сооружения имеют свои положительные и отрицательные стороны.

К достоинствам можно отнести:

• короткий срок выполнения буровых работ (один-два дня при отсутствии затруднений);
• проходка производится малогабаритной установкой, что удобно при проведении работ в труднодоступных местах или на ограниченной территории;
• не требует получения разрешений и лицензирования;
• долгий срок службы при правильной эксплуатации;
• простой доступ к размещенному в скважине оборудованию, что позволяет быстро извлечь насос для обслуживания или ремонта;
• итоговая стоимость работ значительно ниже, чем при бурении артезианских источников.

Из недостатков специалисты выделяют следующие:

• низкая предсказуемость формирования водоносного горизонта;
• водоносный слой расположен близко к поверхности, что влияет на качество воды, в которую попадают химикаты и органика с поверхности;
• объем зависит от уровня осадков;
• риск заиливания;
• невысокий дебит;
• требует регулярной очистки скважины.

В КАКИХ СЛУЧАЯХ СТОИТ ВЫБИРАТЬ АБИССИНСКУЮ СКВАЖИНУ

Как уже отмечалось ранее, скважина игла обеспечивает водой низкого качества. Такую воду можно использовать исключительно для бытовых нужд и полива. В пищевых целях воду из скважины иглы не рекомендуется использовать без наличия нескольких фильтров и дополнительной обработки. Поэтому источник данного типа наилучшим образом подойдет для водоснабжения дач и огородов.

Верхний грунт может быть источником бактерий и инфекций, способных нанести вред организму. Поэтому следует заранее установить, есть ли рядом с будущей скважиной рассадники загрязнений. Наиболее оптимальным обустройством «иглы» будет подвальное помещение внутри дома или же рядом с ним. При обустройстве «иглы» требуется учитывать водоотдачу. Если она слабая, потребуется установка дополнительного накопительного резервуара.

Обзавестись абиссинской скважиной можно и без бурения, использовав метод забивания. Но такой метод может оказаться более трудновыполнимым, чем обычное бурение. Наличие абиссинского колодца имеет как преимущества, так и недостатки. Их необходимо обязательно учесть перед началом работ.

Основные схемы заканчивания скважин

Заканчивание скважин с открытым забоем

При этой схеме заканчивания скважина эксплуатируется без обсадной колонны в районе нефтеносной зоны. В скважину спускается обсадная колонна, но лишь до верхней границы продуктивного интервала, нефть поступает на поверхность через НКТ.

• Небольшие затраты, простота конструкции.
• Радиальный приток жидкости в скважину (360º).
• Хороший доступ к трещинам в пластовой породе.
• Высокий уровень гидродинамического совершенства.
• Влияние глинистой корки на продуктивность скважины, пока стенки не очистятся.
• Добываемая жидкость будет проходить через все поврежденные интервалы.
• Отсутствие защиты от обвала стенок необсаженного интервала ствола.
• Отсутствует изоляция различных интервалов.

Рис. 1. Особенности заканчивания скважин с открытым забоем

1. Обсадная колонна должна перекрывать верхний пласт, иначе существует опасность, что верхние пласты могут повредить скважину за счет обвала или поступления в ствол нежелательных жидкостей.
2. Изоляция интервалов невозможна. Если какой-либо интервал должен быть отсечен или подвернут обработке по интенсификации притока, его изоляция невозможна.
3. Углеводороды поступают непосредственно в ствол скважины, который должен быть достаточно прочный, чтобы выдержать поток.
4. Флюид должен проходить через поврежденную призабойную зону. Глинистая корка на стенках ствола будет снижать продуктивность скважины.

Заканчивание с открытым забоем подразделяется на подвиды:

• Открытый забой. Применяют при устойчивом коллекторе, низкой пористой (2) и трещинной (2) проницаемости и высоком пластовом давлении (градиент давления > 0,01 МПа/м).
• Открытый забой с фильтром в колонне. При относительно неустойчивом коллекторе, высокой пористой (> 0,1 мкм2) и трещинной (> 0,01 мкм2) проницаемости и высоком пластовом давлении (градиент давления > 0,01 МПа/м).
• Открытый забой со вставным фильтром. При неустойчивом коллекторе, не зависимо от пористой и трещинной проницаемости и низком пластовом давлении (градиент давления

Заканчивание скважин с забоем закрытого типа

Большинство скважин в мире заканчивают забоем закрытого типа. Применяется для  неоднородных коллекторов с чередованием устойчивых и неустойчивых пород, водо- и газовмещающих пропластков с разными пластовыми давлениями.

• Отсутствие необходимости очищать глинистую корку.
• Перфорации могут обойти поврежденные зоны (при правильных расчетах).
• Хорошая изоляция интервалов и зон.
• Возможно многопластовое заканчивание скважины.
• Хорошая герметичность скважины при хорошем качестве цементажа.
• Защищенность ствола от обвалов.

• Возможность возникновения скин-эффекта из-за того что ствол не открыт на 360º.
• Ухудшение проницаемости из-за обломков породы от бурения и перфорирования продуктивного интервала.
• Высокая стоимость.

Рис. 2. Общий принцип заканчивания скважин с закрытым забоем

Заканчивание скважин с забоем смешанного типа

1. Забой частично перекрытый колонной применяют при устойчивом коллекторе и в однородной залежи для изоляции напорных горизонтов, расположенных близко от кровли объектов.
2. Забой частично перекрытый колонной со вставным фильтром используется в случаях при неустойчивом колекторе и в однородной залежи для изоляции напорных горизонтов, расположенных близко от кровли объектов

Разновидности скважин

Кроме типа подземных вод большое значение имеет использующееся оборудование для скважины под воду. В зависимости от этих двух моментов различают следующие виды:

Абиссинская скважина

Для небольшого дачного участка можно использовать разные виды скважин на воду. Самой неглубокой, потому требующей меньших затрат является абиссинская, которую называют еще скважиной Нортона, по имени ее изобретателя.
Прокладывается с помощью стальной трубы со специальным острым наконечником—фильтром, — вся конструкция в итоге напоминает большую иглу. Металлическую трубу поднимают над землей посредством специального блока и опорной треноги, затем забивают в грунт, постепенно прикрепляя дополнительные секции. Диаметр скважины совсем небольшой — 1-2см, а глубина редко когда превышает 5-10м — поэтому таким способом можно получить только верховодные и грунтовые воды.

Преимущества абиссинского колодца в простоте установки — для обустройства не требуется сложной габаритной техники и больших денежных затрат, а расположить его можно в любом месте участка. Минусы — малое количество получаемой воды и ее невысокое качество. Конструкция скважины не допускает использования погружного насоса, поэтому поставку воды производят с помощью поверхностного вручную, а зимой добывать воду нельзя без дополнительного оборудования.

Скважина на песок

При решении какую скважину выбрать для дачного участка, выбор зачастую падает именно на нее — водозаборная выработка на песок не требует больших вложений и предоставляет более качественную воду и в большем объеме, чем абиссинская. Свое название эта скважина под воду получила благодаря свойствам первого водоносного горизонта межпластовых вод залегать в рыхлых и пористых породах, чаще всего в песке.
Чтобы вырыть шахту такой конструкции потребуется специальная бурильная установка — ее обычно можно взять в аренду на небольшой срок и провести все работы самостоятельно, что позволит сэкономить средства. Глубина залегания первых межпластовых вод — от 15 до 100м, поэтому качество воды довольно высокое, и она подходит для питья.
Конструкция скважины на песок представляет собой металлическую трубу, нижняя часть которой перфорирована для забора воды и закрыта сетчатым фильтром, чтобы защитить от загрязнения. Иногда используют двойную колонну из пластиковой трубы, которая не подвержена коррозии, а сверху закрытой еще одной металлической, чтобы предотвратить повреждения в сложных видах грунта.
Подъем воды из песчаной шахты происходит с помощью погружного насоса и колонки. Служит песчаная скважина значительно дольше, чем абиссинская — от 8 до 15лет, срок службы можно еще продлить, если прочищать ее регулярно от песка и ила.

Вариант устройства скважины на песок с применением трубы ПВХ

Минусы выработки на песок тоже довольно значительны — главный из них, что пригодный для использования водоносный горизонт на песке есть не в каждой местности. Поэтому если нет точных сведений, желательно провести разведку и взять замер грунта на водонасыщенность.

Артезианская шахта

В случае если нужна надежная скважина в доме, без перебоев дающая чистую воду в достаточном количестве — то несомненно лучшим выбором будет именно артезианская. После первых слоев межпластовых вод с горизонтами в рыхлых породах, на большей глубине пролегают гораздо более обширные водоносные слои в известняке — с чистой водой, находящейся под большим давлением. Скважина водозаборная на известняке и называется артезианской.

Глубина такой шахты может быть от 40 до 200м, это и является причиной исключительной чистоты воды — в нее не попадают примеси из грунтовых вод. Зато содержание минеральных солей и железа зачастую выше нормы, что в больших количествах неполезно для здоровья — поэтому даже артезианскую воду многие отфильтровывают. Забор воды производится с помощью глубинных насосов, сама шахта почти не подвержена загрязнению и не нуждается в уходе, если все работы были произведены правильно.Минусы артезианской выработки в дороговизне сложности установки — бурение проводится с помощью крупногабаритной техники, и требует довольно большого пространства — после завершения работ вокруг шахты на 30м нельзя ставить постройки и проводить электрические провода. Также для получения разрешения на бурение артезианского колодца требуется собрать определенные документы, а для дальнейшей эксплуатации нужно оформить и оплатить лицензию.
Но несмотря на то, что ее обустройство потребует больших вложений и помощи специалистов, такая выработка может стать источником воды высокого качества для целого поселка.

Основные характеристики

В зависимости от назначения скважины потребуется анализ по ряду параметров, которые описывают уровень изобильности водоносного слоя, скорость восстановления водного ресурса после водозабора. Эти данные необходимы для выяснения того, сможет ли она полноценно решить задачу обеспечения водой в конкретном случае. В целом все виды водозаборов характеризуют по следующим параметрам:

• Пьезометрический уровень. Измеряется глубина от поверхности грунта до вскрытого водоносного горизонта.
• Уровень водопроводимости скважины измеряется кубометрами, которые способна выдать точка водозабора в течение 24 часов.
• Динамический уровень вычисляется во время активного использования скважины, проверяют и фиксируют уровень, на который поднимается вода по длине трубы.
• Установление показателя по статистическому уровню скважины происходит через час после прекращения водозабора. В этот период забойное давление приходит в баланс с давлением пласта, расположенного над водоносным участком, уровень воды фиксируется, она перестает подниматься.
• Исходя из статической и динамической характеристик скважины, вычисляют дебет точки водозабора. Рассчитывается как соотношение извлеченной воды и ее притока. Выясняют основную характеристику, показывающую, сколько воды способна давать скважина в конкретный временной период.

Как видите, виды водозаборных конструкций имеют свои плюсы и минусы. То, что подходит для большого селения, может быть неэффективным для частных лиц и наоборот. При выборе типа скважины необходимо учесть не только экономические особенности, но и геологические параметры, гидрогеологические условия.

Артезианская скважина

Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.

Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы

Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ

Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.

При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.

Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов. Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.

Преимущества

• Высокое качество воды.
• Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м3/ч.
• Бесперебойное водоснабжение.
• Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.

Недостатки

• Применение тяжелой буровой техники.
• Необходимо составление проекта.
• Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
• Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
• Высокая стоимость работ и материалов.
• Продолжительные сроки проходки и обустройства.