Бурение скважин на воду.

Скважины на воду бывают двух основных типов: так называемые песочные (2) и артезианские (3).

Колодец (1) - это не скважина, он устроен несколько иначе. Вода в колодце – это, фактически, грунтовые воды, залегающие, обычно, на глубине до 20 м. Грунтовые воды сильно подвержены влиянию осадков и стоков с поверхности земли, перенасыщены бактериями, нестабильны по составу, особенно в межсезонные периоды года.

Вода в колодце, по сути, является слегка отфильтрованными поверхностными стоками. Да да, стоками! Т.е. водой, богатой продуктами органического распада (гниения) растений (таннины, лигнины, фульвокислоты, бактерии), животных инкрементов, продуктами жизнедеятельности почвенных бактерий (нитраты, нитриты, сероводород, аммоний)...

Не следует сравнивать колодец с уникальными источниками: родниками. Родниковая вода не имеет ни малейшего отношения к колодезной воде.

Поэтому, мы не будем рассматривать колодец как источник качественной воды, достаточной для водоснабжения дома и участка

Вода из песочной (2) скважины (глубина до 40 м) по качеству несколько лучше колодезной, но незначительно. При этом, ее качество, в отношении микроорганизмов и органики все же гораздо хуже артезианской воды. Кроме того, в неглубоких скважинах, весьма велика вероятность обнаружить в воде растворенный подземный газ – радон, который приводит к необратимым изменениям в организме (опухоли и т.п.). К тому же, вода в песчаной скважине может, запросто, "покинуть" ваш источник (высохнуть). Потому, что дебет такой скважины (производительность скважины по воде) - весьма низок и нестабилен во времени. При непостоянном использовании песчаной скважины, происходит ее "заиливание" (забивание глиной и песком). Таким образом, для надежного водоснабжения всесезонного дома такая скважина тоже не годится (только для дачи).

Вода из артезианской (3) скважины (глубина от 40 до 200 м) - это вода более глубоких водоносных горизонтов, залегающих ниже уровня залегания твердых известковых пород (как правило, это "серый известняк"). Такие скважины более надежно защищены от влияния извне и их состав отличается большой стабильностью. В таких скважинах, как правило, вода не "уходит". Срок службы таких скважин измеряется десятками лет. Поэтому, здесь мы рассматриваем только бурение артезианских ("на известняк") скважин.

Самый распространенный способ бурения - роторный. Роторная (она же - вращательная) технология подразумевает использование специальной бурильной трубы, внутри которой расположен вал с наконечником-долотом (буром). Долота и шнеки бывают разными. В зависимости от особенностей грунтов подбирается оптимальное долото, чтобы скорость проходки не снижалась. Потому что там, где залегают мощные пласты глин или присутствуют валуны, - обычные долота вязнут или их заклинивает. Иногда роторное бурение комбинируют шнековым и др. способами. Нагрузку обеспечивает гидравлический привод. Роторным способом можно бурить скважины на любую глубину на большинстве грунтов.

Порода вымывается с помощью бурильного раствора, который подается насосом внутрь трубы. Раствор с породой выходит самотеком в затрубное пространство. Данный способ называется прямая промывка.

Для создания скважин больших диаметров используют бурение с обратной промывкой. Обратная промывка осуществляется с помощью промывочной жидкости (как правило, это вода), которая поступает самотеком из приемной емкости в забой по кольцевому пространству и через отверстие в долоте направляется (эрлифтной откачкой с помощью компрессора или гидроэлеватором) по внутреннему сечению колонны. Жидкость проходит несколько (или одну) ступеней очистки от частиц грунта, далее очищенный раствор поступает в приёмный блок буровых насосов для подачи его в скважину, после чего цикл повторяется. Такая циркуляционная система (см. фото) предназначена для очистки бурового раствора от выбуренной породы и приготовления бурового раствора заданной плотности, состава и качества (в раствор добавляют реагенты).

Обычно артезианскую скважину выполняют в виде двухтрубной конструции. На рисунке это колонны: (2) - обсадная и (3) - эксплуатационная (она же "рабочая"). Самая верхняя колонная (1), называемая также "кондуктором" - это техническая колонная, выполняется, как правило, из глинисто-цементной буровой смеси. Кондуктор применяется против обрушения стенок скважины, если в верхних слоях присутствуют "плывуны" - насыщенные водой слои грунта, обычно это песок или супеси с содержанием глины и речных камушков. Внутри кондуктора, если он есть, находится обсадная колонна, внутри которой - эксплуатационная колонна - пластиковая труба, голубого цвета, как на рис., под ном. (3) и (4).

Пластиковую трубу в зоне фильтровой части (4) рабочей колонны перфорируют (делают много отверстий) и заглушают снизу. Двухтрубная конструкция артезианской скважины, чаще всего, имеет обсадную металлическую трубу диаметром 159 или 133 мм и эксплуатационную пластиковую трубу диаметром 133 или 117 мм соответственно. Обсадная труба из металла доходит до известняка, затем в нее помещается пластиковая труба, которая проходит от верха земли до водоносного слоя (на глубину залегания кровли продуктивного горизонта), либо только в зоне водоносного известняка.

Между пластиковой трубой и обсадной трубой делают паккер (зона внутри (Ц) на рисунке) - сальниковое уплотнение для предотвращения перетока верхних вод во внутрь рабочей колонны (т.е. к насосу). Как еще одна мера борьбы с перетоком верхних вод и подвижками породы, затрубное пространство обсадной колонны цементируют (Ц) в нижней ее части - между колонной и стенкой земной коры заливается специальный жидкий бетон.

Для глубоких артезианских скважин применяют телескопическую конструцию, основанную на использовании двух и более обсадных труб. Такая конструкция позволяет при прохождении породы применять все более меньший диаметр бурового инструмета, облегчая тем самым нагрузку на буровую машину и повышая скорость проходки породы.

Нередко в некоторых районах наблюдается такое явление, как самоизлив подземных вод. Стоит отметить: чем ближе производятся буровые работы к водохранилищу и рекам, тем больше становится риск столкнуться с самоизливанием вод, когда вода из скважины изливается самостоятельно за счет внутреннего давления водоносного горизонта. Есть районы, где самоизлив наиболее вероятен. Но не факт, что именно на вашем участке получится такая скважина – для образования самоизливающейся скважины необходимо сочетание многих природных факторов.

Бурение на воду в районе, где есть водный горизонт с большим давлением - не так-то просто. Тяжело ставить кессон в котлован, который постоянно наполняется водой - приходится куда-то откачивать воду требуется достаточно производительным дренажным насосом. Еще один вопрос, возникающий у хозяина такой скважины – как потреблять воду зимой. Выход воды происходит прямо на поверхность, и трубы от скважины до дома могут лопнуть от замерзшей в них воды.

Поэтому, воду необходимо забирать еще до выхода на поверхность, для чего потребуется кессон и герметичный оголовок, выдерживающий давление воды. Такой оголовок устанавливается внутри кессона, что позволит проложить в дом водопровод ниже уровня промерзания грунта. Если же установить кессон не получится, то в обсадную колонну делают врезку (вариант со скважинным адаптером), через которую будет осуществляться забор воды из скважины. Далее, в ту часть колонны, которая заведомо промерзнет, опускается кусок шланга, закрытого с обоих концов пробками - лед в таком случае будет давить не на стенки колонны, а на шланг, т.е. он будет принимать на себя все давление, сохраняя тем самым трубу от разрыва. Верхняя часть обсадной колонны заглушается.