Конструкція свердловини на воду: будова, як виглядає та працює
За відсутності централізованого водопостачання забезпечити будинок водою можна за допомогою штучного автономного джерела – свердловини чи колодязя. Цей варіант багатьом здається набагато кращим за перший, оскільки дозволяє не залежати від роботи загальної системи і самостійно контролювати такі параметри, як напір і якість води. Порівняно з колодязем, конструкція свердловини більш надійна та ефективна, тому саме її власники заміських будинків обирають частіше.
З чого складається водяна свердловина
Якщо подивитися на свердловину в розрізі, то видно, що це довгий і вузький шурф, що йде в надра землі водоносних шарів. Від криниці вона відрізняється дуже невеликим діаметром у порівнянні з довжиною (глибиною) каналу. Влаштування свердловини залежить від її призначення, це може бути геологорозвідка з вивченням структури ґрунту, пошук родовищ природних ресурсів, видобуток газу, нафти, води.
Нас насамперед цікавить влаштування свердловини для води – з яких елементів вона складається, яким чином і за допомогою якого обладнання вода з неї подається споживачам.
Основні складові водяної свердловини – це стовбур, забій та гирло.
- Стволом називають вертикальне вироблення в землі, в яку опущені обсадні труби.
- Забій - це дно каналу, його нижня частина.
- Гирло – верхня частина свердловинної труби, що виступає над поверхнею ґрунту.
Проміжок між зовнішньою поверхнею обсадної труби та земляними стінками пробуреного каналу заповнюють цементним розчином, який робить конструкцію міцнішою і герметизує свердловину.
Конструкція свердловини це ще й обсадна колона, що складається з декількох труб, що ізолює канал з водою від земляних стінок стовбура і запобігає їх руйнуванню. Герметичність на стиках труб забезпечує їхнє різьбове з'єднання.
У нижній водозабірній частині свердловини знаходиться фільтр, що перешкоджає проникненню в канал піску, мулу та інших нерозчинних частинок, що забруднюють воду. А у верхній - оголовок або адаптер залежно від того, який насос застосовується для подачі води зі свердловини у водопровідну систему.
Труби для обсадження
Обсадні труби, що герметизують ствол підземного джерела, виготовляють із різних матеріалів. Раніше використовували азбестові та металеві вироби, в основному – з нержавіючої, оцинкованої або звичайної сталі, рідше – з емальованої.
Зараз більшою популярністю користується обсадка із труб ПНД (поліетилену низького тиску) та ПВХ (полівінілхлориду). Ці матеріали мають малу вагу і хорошу міцність, на відміну від азбесту, і не схильні до корозії та руйнування на відміну від сталі. Крім того, вони найдоступніші за ціною. Тому водяна свердловина виходить недорогою, довговічною, ремонтопридатною та не забруднює воду іржею.
Це важливо! Пластикові труби погано протистоять динамічним навантаженням і можуть не витримати тиску ґрунту на великій глибині. Тому їх використовують для обсадних колон порівняно неглибоких побутових свердловин.
Стандартним і найпростішим способом з'єднання труб в одну колону є різьблення, але можливе стикування із застосуванням зварювання та муфтових з'єднань. Самі труби мають довжину від 3 до 6 метрів, які діаметр адаптований до габаритів свердловинних занурювальних насосів, які є основним критерієм для вибору перерізу труб. Стандартні розміри перерізу, які можуть незначно відрізнятися у різних виробників:
- 89 мм;
- 108 мм;
- 114 мм;
- 127 мм;
- 133 мм.
Фільтри
Конструкція свердловини на воду обов'язково включає фільтруючий пристрій у вибої, завдання якого очищати воду від твердих домішок перед попаданням в обсадну колону. Існує кілька різновидів таких фільтрів.
- Гравійний .
Це просто подушка із гравію, засипана в забій свердловини, яка затримує основні забруднення з дна. Одного гравійного фільтра недостатньо для якісного очищення води, він застосовується лише як додатковий бар'єр.
- Перфорований .
Якщо водозабір виробляється з вапнякових або галькових порід, в яких відсутні дрібні домішки, досить грубого фільтра, що є трубою з просвердленими в стінках круглими отворами. Вони затримують великі частинки та уламки, здатні пошкодити насос.
- Щілинний .
Такий фільтр зазвичай влаштовують на пластикових трубах, роблячи довгі та тонкі прорізи у їх стінках. Води через них проникає легко, а пісок залишається зовні.
- Сітчастий .
Коли стовбур свердловини занурений у піщані шари ґрунту, робота насоса викликає рух піщин. Щоб не пропустити їх у канал, потрібен фільтр із дрібними отворами. Його роблять із сітки, стійкої до корозії та стирання. Матеріалом для неї може бути нержавіюча сталь, пластик, склотканина, капрон. Сітка кріпиться на каркасі – перфорованій трубі того ж діаметра та з того ж матеріалу, що й обсада.
Зверніть увагу! Сітчасті фільтри серйозно стримують потік води колону свердловини, знижуючи його на 30-40 %.
- Дротовий .
Замість сітки на каркас щільними спіральними рядами намотують дріт клиноподібного перерізу. Такий фільтр коштує дорожче сітчастого, але він міцніший і довговічніший.
Корисне відео
Довжина частини, що фільтрує, залежить від характеристик водоносного шару. Чим більше у ньому дрібних домішок, тим вона довша. У середньому вона становить 2 метри.
Оголовок
Від того, який насос використовується для забору води, занурювальний або поверхневий, залежить, як влаштовано свердловину для води у своїй верхній частині.
Занурювальне обладнання знаходиться безпосередньо в обсадній колоні на певній відстані від дна. Щоб зафіксувати його в заданому положенні та не допустити забруднення води через гирло, застосовують сталеві, чавунні або пластикові оголовки, що встановлюються на верхній зріз труби.
Це типова конструкція, що підходить до стандартних перерізів обсадних труб. Складається вона із двох фланців із гумовою прокладкою між ними, вихідними отворами для напірного трубопроводу та електричного кабелю, та карабіна для кріплення насоса на тросі. Спочатку на трубу надівається нижній фланець, потім через кільце ущільнювача до нього болтами притягують верхній з підвішеним насосом.
«Вантажопідйомність» оголовка залежить від матеріалу виготовлення:
- сталевий витримує вагу обладнання до 500 кг;
- пластиковий – до 250 кг.
Перехідник
Якщо пристрій свердловини на воду передбачає перекачування води поверхневим насосом, він забирає її через шланг або трубопровід, який входить в обсадну колону через її стінку. Цей вхід здійснюється через адаптер – конструкцію, одна частина якої встановлюється всередині свердловини та з'єднується з напірним трубопроводом, а друга накручується на неї зовні через отвір у стінці та з'єднується з водопровідною магістраллю. Герметичність з'єднання забезпечують гумові прокладки.
Якщо свердловина експлуатується цілий рік, точка введення розташовується нижче рівня промерзання грунту, щоб вода в магістралі, що подає, не замерзала взимку.
Корисне відео
Виготовлення та облаштування
Свердловина може постачати водою один будинок або ціле селище, від кількості споживачів залежить її потужність, глибина та інші параметри, що визначаються під час проектування.
Спосіб буріння підбирається з урахуванням особливостей ґрунту на ділянці та довжини майбутнього каналу. Власними силами вдається пробурювати лише неглибокі свердловини на пісок, в інших випадках вдаються до послуг фахівців, які професійно визначають оптимальний принцип буріння свердловин на воду та виробляють його із встановленням обсадних труб.
В отриманий ствол труби опускаються по черзі: спочатку фільтр, потім на нього накручується перша труба, коли її рівень опуститься до землі наступна і т.д.
Для збереження чистоти свердловини, нормальної роботи насосного обладнання та власної зручності гирло свердловини облаштують, оснащуючи оголовком або адаптером.
При використанні насоса заглибного або поверхневого, розташованого безпосередньо біля гирла свердловини, навколо нього влаштовують кесон - яму з утепленою кришкою і герметичними стінками і дном.
На малюнку видно, як виглядає свердловина на воду в розрізі, обладнана занурювальним насосом. У кесоні достатньо місця і для встановлення поверхневого відцентрового насоса, який підключається до джерела через адаптер, а потім трубою, прокладеною в землі, перекачує воду в будинок. Тут же розміщують гідроакумулятор та автоматику управління. Ця схема застосовується для будинків з постійним проживанням та дозволяє захистити саму свердловину та водопровідну магістраль від промерзання.
Кесон можна зробити своїми руками з бетонних кілець або монолітного залізобетону або купити готову металеву або пластикову ємність.
Корисне відео
Принцип роботи свердловини, що експлуатується тільки влітку, той же, але можна обійтися без заглибленого кесона, спорудивши над гирлом просте укриття від пилу та опадів. Але на зиму її консервують, відключаючи обладнання та утеплюючи оголовок.
Висновок
Будова свердловини дуже проста: це довгий вертикальний канал у землі, пробурений до водоносного шару, стінки якого укріплені обсадними трубами, а в донній частині встановлений фільтр. Щоб подавати воду з неї на поверхню, застосовують насоси, для нормальної та безпечної роботи яких свердловину оснащують додатковим обладнанням та інженерними спорудами.
