По какому принципу классифицируют скважины на воду

Алан-э-Дейл       18.04.2022 г.

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.

Виды скважин

При бурении скважины на воду изначально ставится цель достичь нужного водоносного пласта. Каждый из таких пластов залегает на различной глубине, соответственно этому рассчитывается и глубина бурения скважины.

Самый верхний пласт называется «верховодка». Он залегает на небольшой глубине, обычно не превышающей 8 м. В составе этого водоносного слоя присутствуют грунтовые воды с атмосферными осадками. Такая вода не пригодна для питья, поскольку она не проходит через достаточное количество фильтрующих слоев и может содержать различные примеси. Но ее можно использовать в хозяйственных целях, например, для полива огорода. В некоторых местностях, при условии отсутствия источников сильного загрязнения и установке надежного фильтра такую воду употребляют в пищу. Для получения такой воды обычно применяют забивную скважину глубиной до 10 м. При таком методе в грунт ударным способом погружается толстостенная труба, имеющая конический наконечник.

Грунтовые воды залегают несколько глубже, чем верховодка, хотя глубина их залегания обычно не превышает 20 м. Большинство скважин и колодцев с питьевой водой роется именно на такую глубину. Такая вода считается более чистой, чем верховодка, так как благодаря большей толщине грунта над ней, она лучше фильтруется. Уровень вод в таких скважинах может меняться в зависимости от сезонных особенностей климата.

Наиболее чистая вода находится между пластами на глубине от 40 м. Она получает хорошую природную очистку пока проходит через пласты. И все же при употреблении такой воды в пищу желательно наличие фильтра.

Самая чистая и полезная вода – артезианская. Она располагается на глубине 100-200 м. Такую воду можно использовать в пищу без дополнительной фильтрации. В ней могут содержаться минеральные вещества, что делает такую воду особенно полезной для здоровья. Разработка таких скважин является дорогостоящей и чаще осуществляется в коммерческих целях.

Виды скважин различаются в зависимости от водоносных слоев, из которых они поднимают воду. Наиболее распространены следующие типы скважин:

— Разведывательные скважины бурятся обычно в местности, где ранее не осуществлялось бурение и, следовательно, нет достоверной информации, на каких глубинах залегают различные водоносные слои. В этом случае бурится скважина небольшого диаметра с использованием буровой установки, работающей по вращательному принципу. Стоимость такой скважины значительно ниже классической, поэтому выгодно использовать ее перед устройством основной скважины.

— Скважина-игла – самая простая и неглубокая из всех. В среднем она достигает глубины 8 м. Вода из такой скважины не отличается высоким качеством и может использоваться в хозяйственных целях.

— Песчаная скважина пробивается до фильтрующей основы, в качестве которой выступают песок либо галька. Она бурится шнековым методом с использованием специальных установок. Для каменистых грунтов подойдет ударный или роторный способ бурения. Обычно такая скважина достигает глубины 40 м.

— Артезианская скважина наиболее глубокая. Она может достигать глубины до 200 м. Для такой скважины не понадобится сооружать сетчатый фильтр, так как вода из нее не проходит через песчаные прослойки, поступая на поверхность прямо из водоносного слоя. Такую скважину нужно защищать от проникновения в нее грунтовых вод и осадков.

Выбирая подходящий вид скважины, нужно принимать во внимание количество и качество водоносных горизонтов в месте ее обустройства.

Плюсы обращения к профессионалам

Наличие собственной скважины позволяет использовать для своих нужд чистую не хлорированную воду из подземных источников. Работы по бурению такой скважины лучше доверить профессионалам, так как в этом случае владелец получает ряд преимуществ:

— специалисты проконсультируют относительно выбора наиболее подходящего вида скважины;

— при необходимости профессионалы проведут разведывательное бурение;

— все работы будут произведены быстро и качественно, благодаря использованию профессионального оборудования;

— специалисты сделают забор проб воды из скважины, чтобы убедиться в безопасности ее состава для здоровья человека;

— профессионалы помогут подобрать подходящий водяной фильтр и другое оборудование.

Только при наличии специального оборудования можно пробурить достаточно глубокую скважину, вода из которой подойдет для любых нужд, в том числе и для использования в пищу.

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.

Устройство нефтяной скважины:

Отличительной особенностью нефтяной скважины считается соотношение ее длины и диаметра – первый параметр всегда в несколько раз больше. Так, длина – это расстояние от расположенного на земле устья до забоя (нижней части), измеряемая по оси ствола. Глубина нефтяной скважины – это проекция длины ствола на вертикальную ось. Если разработка проводится вертикально, эти показатели идентичны, в остальных случаях (наклонные, искривленные скважины) они отличаются друг от друга.

Первым этапом добычи нефти считается проектирование будущей нефтяной скважины. Разработка конструкция выполняется с учетом таких требований:

– возможность получения свободного доступа к нижней части ствола всех необходимых геофизических приборов, оборудования;

– прочное крепление стенок ствола, исключающее его обрушение;

– качественное разделение проходимых пластов, исключение возможных перетеканий ископаемого и водных горизонтов из пласта в пласт;

– наличие возможности герметизации устья.

Для пород, легко поддающихся разрушению водой, где чаще всего и залегает нефть, требуется дополнительное укрепление стволов. В этом случае схема будущей нефтяной скважины слегка меняется: рядом со стволом добавляются колонны обсадных труб, расположенных концентрически, т.е. их размеры могут быть разными, но с единым центром.

Строительство – бурение нефтяной скважины происходит поэтапно:

  1. Бурение шурфа. Пробивают колодец до начала устойчивых горных пород, в среднем это 4-8 м. В него устанавливают трубу и укрепляют ее при помощи бутовых камней, залитыми бетонным раствором, которыми заполняют пространство между внешней стороной трубы и грунтом. Так образуется направление.
  2. Создание кондуктора. Представляет собой участок из обсадных труб, которыми укрепляется следующая часть скважины – новый, более глубокой, но менее широкий шурф. Длина его колеблется в пределах от 50 до 400 м, а диаметр составляет не более 90 см. Как и в первом случае, пространство вокруг заливают цементом для большей устойчивости. Установка кондуктора позволяет перекрыть водоносные горизонты и мягкие виды горных пород, чье наличие осложняет процесс добычи.
  3. Установка промежуточной колонны обсадных труб. Ее создают в ситуациях, когда нет возможности сразу пробурить скважину до нефтесодержащих пластов: имеются сложные горизонты или продуктивные пласты, которые на данном этапе добычи не планируются для разработки. Установка промежуточной колонны проводится по аналогии с кондуктором, при необходимости (слишком глубокое залегание породы) их может быть несколько.
  4. Установка эксплуатационной колонны. Это последняя в этапе бурения колонна обсадных труб. Ее задача – перекрыть продуктивный пласт и обеспечить поступление «черного золота» в эксплуатационную трубу. Пространство вокруг нее также подлежит цементированию (бетонное кольцо), т.к. это позволяет избежать утечки нефти в другие пласты и предотвратить возможное проникновение воды в непосредственно продуктивный пласт.

После создания конструкции скважины проводится непосредственно вскрытие пласта для извлечения из него полезного ископаемого. Практически в 90 % случаев это проводится бурением до подошвы продуктивного пласта. После в нижней части эксплуатационной колонны и бетонном кольце вокруг него пробивается несколько отверстий, через которые в скважину поступит нефть. Для этого используют специальные аппараты-перфораторы.

В оставшихся 10 % случаев разрабатываемая порода представлена плотным слоем и укрепление призабойной зоны цементом не требуется. Возможен другой вариант –  не опускать эксплуатационную колонну до подошвы пласта, достаточно сделать это до ее кровли. Такой метод называется открытым забоем.

Песчаная скважина

Основной способ бурения осуществляется при помощи малогабаритной буровой установки. Бурение скважины на песок (или как ее еще называют — поверхностной скважины) производится с помощью гидропромывки. При сооружении скважины бур или шарошечное долото разрушает породу. Работы могут вестись как несколько часов, так и несколько дней, в зависимости от типа грунта. Глубина таких скважин составляет от 15 до 100 метров. После того как вода найдена, буровая колонна вытаскивается, а скважину обсаживают пластиковой обсадной колонной. Далее скважину промывают, прокачивают насосом и она готова к работе. Поднимается вода с помощью погружного насоса.

Плюсы

  1. по сравнению с предыдущими скважинами, глубина позволяет использовать чистую воду.
  2. стабильный объем жидкости.
  3. длительный срок эксплуатации — более 30 лет.
  4. высокий дебит (производительность) скважины.

Минусы

  1. возможно периодическое засорение скважины. В этом случае придется вызывать специалистов и прочищать установку, а этот процесс затратный.

От чего зависит стоимость

Чтобы пробурить скважину под воду из артезианского водоносного слоя, в среднем требуется 5-7 дней. Стоимость артезианской скважины на известняк, выполняемой под ключ, превышает стоимость источника из безнапорного песчаного горизонта мелкого залегания.

Высокая стоимость оправдывается долговечностью эксплуатации и постепенной окупаемостью. На итоговую цену влияют следующие причины:

  • Из-за большой глубины бурение отличается повышенной сложностью, привлекается тяжёлая буровая техника.
  • Глубокий источник требует большего диаметра выработки и большего количества обсадных труб. Это повышает себестоимость бурения и оплату буровых работ.
  • Глубокое залегание требует использования высококачественных материалов, способных служить десятилетиями.
  • Смета растёт, если возникает необходимость в дополнительных работах. Так, при обсадке скважины иногда проводят затрубную цементацию.

Обсадные трубы ПВХИсточник o-trubah.ru

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.

Что выбрать из скважин

Скважина представляет собой отверстие в грунте определенной глубины. При этом уровень определяется тем, до какого вида источника она должна доходить. В земной толще залегает вода, которая отличается по своему составу. Выделяют такие виды:

  • верховодка;
  • грунтовые воды;
  • межпластовые;
  • артезианская.

Самой желанной является артезианская вода. По своим характеристикам она превосходит все вышеперечисленные. Но проблема состоит в глубине ее залегания. Обычно требуется пробурить шахту на 100 и больше метров, чтобы достичь требуемого водоносного слоя. Вода находится в пористом известняке. Она подается в скважину кристально чистой. В ней отсутствуют всевозможные вредные бактерии, но она обладает хорошей минерализацией. Верховодка есть не в каждой местности. Из названия понятно, что уровень ее залегания находится на небольшой глубине. И это действительно так, найти ее можно на уровне от 2 метров под землей. Нельзя назвать ее самым лучшим вариантом для питья. Небольшой слой грунта, который ей предшествует не успевает выполнить требуемую очистку, поэтому в воду могут попасть различные минеральные удобрения или химические вещества, которые являются побочным эффектом производства.

Грунтовая вода залегает ниже верховодки. Обычно ее можно найти на глубине более 8 метров, в некоторых случаях придется углубиться на 20 метров. Она несколько чище верховодки, но ее сложно назвать идеальным вариантом для питья. Только в тех местностях, которые находятся ближе к горам и не имеют поблизости никаких заводов и сельскохозяйственных угодий, отличаются чистыми грунтовыми водами. Уровень верховодки и грунтовых вод сильно зависит от осадков и температуры воздуха. В засушливые месяцы верховодка может уйти совсем, а уровень грунтовых вод сильно снижается. Во время таяния снегов или при сильных дождях уровень поднимается настолько, что подтапливает подвалы и погреба.

Межпластовые источники являются некой серединой между артезианскими и грунтовыми. Чаще всего они находятся между двух пластов породы, которые обладают высокой плотностью. Они держат воду в оковах, создавая высокое давление. Чаще всего получить такую воду можно за счет песчаной прослойки, из которой она просачивается в обсадную трубу. Такая вода чище, чем грунтовая и подходит для использования в пищу.

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.

По дебиту скважины делятся:

  • низкодебитные — до 20 м3/сутки;
  • малодебитные — 20 — 100 м3/сутки;
  • среднедебитные — 100 — 500 м3/сутки;
  • высокодебитные — более 500 м3/сутки.

Различают 3 основных способа добычи нефти:

  1. Насосная добыча — наиболее распространенный способ добычи нефти с помощью штанговых скважинных насосов и погружных центробежных электронасосов.
  2. Фонтанная добыча — способ, при котором подъем жидкости или газа на поверхность происходит под действием пластовой энергии.
  3. Газлифтная добыча — способ, при котором подъем жидкости на поверхность происходит за счет пластовой энергии и энергии сжатого газа, подаваемого в скважину с поверхности.

В КАКИХ СЛУЧАЯХ СТОИТ ВЫБИРАТЬ АРТЕЗИАНСКУЮ СКВАЖИНУ

Артезианская скважина является достаточно дорогим удовольствием, требующим много времени и сил. Обустроить артезианскую скважину в любом месте не получится, поскольку далеко не всегда источник воды находится на нужно глубине. Требования к водоснабжению связаны с тем, в каких случаях стоит выбирать артезианскую скважину. Скважина данного типа обеспечит качественной водой, не требующей фильтрации или дополнительной обработки. Такая вода наилучшим образом подойдет для пищевых целей. Не менее успешно ее можно использовать и в бытовых работах. Учитывая потребность людей в качественной чистой воде, артезианскую скважину можно использовать как источник дохода.

Бурить скважину можно на свободном от деревьев и домов участке. Если постройки или деревья будут расположены от будущей скважины в пределах тридцати метров, бурение запрещено. Ближайшие источники загрязнения должны находиться в двухстах метрах от места бурения скважины. Если они представлены в виде химических предприятий, минимальной расстояние увеличивается до трехсот метров. Соблюдение данных условий должно быть соблюдено на документальном уровне.

В числе необходимых документов также должны иметься: подтверждение прав собственности на участок с будущей водозаборной скважиной, проект, план, и другие. Кроме того, документальное оформление необходимо провести и после того, как работы по обустройству скважины будут завершены. В противном случае использование скважины попросту будет запрещено.

Колодцы

Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра. Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.

Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.

  • 1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
  • 2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
  • Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
  • Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
  • Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
  • Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
  • Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.

Недостатки

Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:

  • Временные и трудовые затраты.
  • Нестабильный объем в периоды засухи.
  • Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
  • Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
  • Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
  • Воду из колодца требует обязательного кипячения.

Конструкция нефтяной скважины

Скважины в основной своей массе строятся вертикально, хотя иногда бурение проходит под необходимым углом.

Конструкция состоит из трех отделов:

  1. Устье — верхняя часть, необходимая для того, чтобы предотвращать возможные обвалы, разрушения рыхлых пород.
  2. Забой — нижняя часть, создана для укрепления колонн на глубине и добычи полезного ископаемого из продуктивного пласта.
  3. Ствол — средняя часть, которая уходит вниз, задает путь бурению и удаляет разрушенные породы из скважины.

Строительство скважины происходит в несколько шагов:

  1. Буровая установка заглубляет ствол скважины благодаря разрушению пород.
  2. Удаляется природный материал, который возник в процессе бурения.
  3. Укрепляются стенки в момент погружения.
  4. Изучаются размеры слоя нефти.
  5. Колонна спускается на необходимую глубину.

Само ископаемое добывается двумя методами:

  1. Методом фонтанирования. Этот способ работает при накоплении в пластах чрезмерного давления, благодаря которому углеводороды вырываются наверх.
  2. Методом нагнетания. Вода, газ, различные смеси и прочие вещества подаются в скважину для того, чтобы создать искусственное избыточное давление.

Гость форума
От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.