Артезіанська свердловина – на якусь глибину, як і чим буриться; від чого залежить глибина, якість води та вартість
Підключення до водопроводу забезпечує постійний доступ до чистої води, але така опція доступна не всім власникам приватних будинків. Альтернативою централізованого водопостачання є артезіанська свердловина. Читайте далі і ви дізнаєтеся, яку свердловину вважають артезіанською, як вона закладається, які виникають труднощі при видобутку, і що впливає на її вартість.
Розбираємось із термінологією: про що говорить назва
Навряд чи знайдеться людина, яка ніколи не чула про артезіанську свердловину і що це є одним із найкращих варіантів водопостачання. Артезіанською свердловиною називається вироблення круглого перерізу, пробурене до водоносних пластів з певними властивостями.
Деякі підземні водоносні шари пролягають між водонепроникними пластами. Міжпластові води можуть бути ненапірними та напірними; останні називаються артезіанськими. Назва походить від історичної області Артуа на північному сході Франції. Тут з 12 століття, вперше в Європі, навчилися влаштовувати колодязі, що фонтанують.
Артезіанські шари розташовуються у певних геологічних структурах (у западинах, згинах, прогинах). Те, на якій глибині залягає артезіанська вода, залежить від геологічних умов. Водоносні пласти утворюються різних глибинах, від 100 до 1000 м, для побутового використання найчастіше розробляються джерела з глибиною трохи більше 150-200 м.
Артезіанський водоносний горизонт складається з осадової гірської породи: вапняку, піску, доломіту або гравію. Вода заповнює порожнечі, порожнини та тріщини пухкого матеріалу. Водоносний шар укладений між водотривкими шарами (зазвичай глиною), тому вода в ньому знаходиться під тиском.
Артезіанський водоносний горизонт складається з осадової гірської породи: вапняку, піску, доломіту або гравію. Вода заповнює порожнечі, порожнини та тріщини пухкого матеріалу. Водоносний шар укладений між водотривкими шарами (зазвичай глиною), тому вода в ньому знаходиться під тиском.
Якість води
Артезіанська свердловина – це доступ до напірної міжпластової води, яка знаходиться у природній ізоляції. Глиняні водотривкі шари служать природними фільтрами, затримуючи будь-які домішки. Завдяки надійному захисту вода не змішується з поверхневими водами, має постійний хімічний склад і високу якість.
Нерідко вода в напірному вапняковому шарі додатково збагачується солями та мікроелементами, стає мінеральною. Вміст залізистих домішок чи солей може перевищувати стандартні показники. У цьому випадку очищають воду фільтрами, щоб зробити її придатною для пиття.
Переваги та недоліки свердловин на вапняк
У подібного способу забезпечення чистою водою є кілька важливих переваг :
- Довговічне джерело високоякісної питної води із тривалим періодом експлуатації.
- Безперебійне постачання, що не залежить від сезону чи кліматичних змін.
- У міжпластових напірних вод постійний хімічний склад, їх якість не страждає від атмосферних опадів чи діяльності людей.
- Обсягу води, що видобувається (від 5 до 20 кубометрів на годину) вистачає на забезпечення кількох господарств. Сусідам вигідно об'єднатися та закласти загальну свердловину під воду.
Недоліками вважаються :
- Велика глибина буріння із залученням важкої техніки, головна причина високої вартості.
- Для подачі води потрібне обладнання підвищеної потужності, що також збільшує бюджет.
- Мінералізована вода негативно впливає на труби та котли, викликаючи утворення накипу.
- Якщо джерело насичене солями, це може спричинити проблеми зі здоров'ям. У цьому випадку не обійтись без фільтрів водоочищення.
- Іноді, через нещасливі особливості грунтів, буріння затягується на тижні, а іноді і на місяці.
- На артезіанське джерело необхідно отримувати ліцензію.
Технологія буріння артезіанських свердловин
Якщо ви знаєте, що таке артезіанська свердловина, простіше буде розібратися в процесі її буріння. Воно виконується двома способами :
- З використанням великогабаритної бурової установки на базі вантажного автомобіля (наприклад, ГАЗ-66 або ЗІЛ-131).
- З використанням переносної бурової установки. Її вибирають, якщо великогабаритна техніка неспроможна заїхати місце буріння.
Насправді застосовується кілька методів буріння. Найбільш поширений обертальний спосіб з прямим промиванням; його частка становить близько 90% всіх обсягів буріння. Процес включає такі етапи:
- Бурова машина руйнує та розмиває породу в робочій зоні, використовуючи спеціалізований інструмент та буровий розчин. Відходи вимиваються у спеціальну яму.
- В результаті роботи установки утворюється виробіток. Її діаметр перевищує діаметр обсадних труб на 40-50 мм.
- Коли вироблення сягає водоносного горизонту, в свердловину опускають (саджають) обсадні труби, з'єднуючи в колону.
- При обсаджуванні використовують труби на різьбовому з'єднанні. Вони бувають металевими чи пластиковими. Обсадка потрібна з двох причин: вона не дає свердловині обсипатися і запобігає забрудненню ґрунтовими водами.
- Підготовлену колону опускається бурова головка меншого (на 30-50 мм) діаметра. Вона розкриває водоносний шар та промиває свердловину чистою водою.
- Хазяїна запрошують на підняття бурових штанг, щоби заміряти глибину свердловини. Бурові штанги – порожнє обладнання, яке служить передачі обертання і водночас подачі бурового розчину.
- Монтується інше обладнання, фільтри, насос.
Параметри буріння
У багатьох випадках забезпечити ділянку водою зможе лише артезіанська свердловина; скільки метрів буде її глибина, питання не пусте, він значною мірою визначає підсумкову вартість робіт. Особливість водоносних вапняків у тому, що вони залягають нерівномірно.
Ближче до поверхні на глибині 20-40 м залягають ненапірні міжпластові води. Глибина напірних джерел у Російській Федерації досягає 200-250 м. До початку робіт глибину свердловини оцінюють орієнтовно, точну кількість можна дізнатися тільки після буріння.
Існує кілька характеристик артезіанської свердловини; крім питання, на
скільки метрів вона піде вглиб, важливий її діаметр та спосіб буріння. Для промислових потреб вибирають діаметр 219-325 мм, що залежить від продуктивності та глибини, свердловини та характеристик насоса.
Діаметр свердловини для приватного сектора визначається параметрами найпопулярніших побутових глибинних насосів. Їхній діаметр рідко перевищує 102 мм, тому для них бурять свердловину з діаметром труб 127-159 мм.
Виробники пропонують насоси з меншим діаметром не більше 50-76 мм, які можна монтувати з трубами діаметром від 76 мм. Варіант здавалося б вигідним, оскільки дозволяє заощадити. Насправді такі девайси малопродуктивні, а ті, які забезпечують прокачування в потрібному обсязі, коштують недозволено дорого. Також не варто забувати, що свердловини малих діаметрів, як правило, не підлягають ремонту.
Корисне відео
Особливості експлуатації
Безнапірна свердловина на пісок розрахована на середній термін служби 5-7, рідко більше років. На відміну від свердловини на пісок, артезіанська свердловина з глибиною від 100 м відрізняється високим ступенем надійності. Джерела з такої глибини експлуатуються за 40-50 років. Термін служби залежить від глибини і напору водоносного горизонту, що розкривається; можливі наступні варіанти :
- Свердловини, пробиті до водоносного горизонту близького поверхні залягання, працюють трохи більше 25-30 років. Неглибокі джерела замулюються, тому потребують ремонтних робіт раз на 7-10 років.
- Безнапірна свердловина на вапняк прослужить 20-30 років. Термін служби можна продовжити, якщо використовувати двотрубну конструкцію.
- Артезіанська свердловина на глибокий пісок пропрацює 20-25 років, якщо не порушувати правила експлуатації.
Термін служби свердловини знизиться, якщо:
- Не встановити свердловинний фільтр, коли породи водоносного шару відрізняються рухливістю.
- Встановити насос, що перевищує продуктивність водоносного шару. Це може призвести до виходу з ладу фільтра.
- Порушувати обмеження максимального водовідбору.
Від чого залежить вартість
Щоб пробурити свердловину під воду з водоносного артезіанського шару, в середньому потрібно 5-7 днів. Вартість артезіанської свердловини на вапняк, що виконується під ключ, перевищує вартість джерела з піскового безнапірного горизонту дрібного залягання.
Висока вартість виправдовується довговічністю експлуатації та поступовою окупністю. На підсумкову ціну впливають такі причини :
- Через велику глибину буріння відрізняється підвищеною складністю, залучається важка бурова техніка.
- Глибоке джерело вимагає більшого діаметру вироблення та більшої кількості обсадних труб. Це підвищує собівартість буріння та оплату бурових робіт.
- Глибоке залягання потребує використання високоякісних матеріалів, здатних служити десятиліттями.
- Кошторис зростає, якщо виникає необхідність у додаткових роботах. Так, при обсаджуванні свердловини іноді проводять затрубну цементацію.
Корисне відео
Висновок
Воду з артезіанських пластів навчилися видобувати багато століть тому. Спосіб став загальнодоступним; він використовується у тих місцях, де водоносні шари залягають у потрібній геологічній структурі, на глибині, доступній для спеціалізованих бурових установок.
Вода з артезіанських джерел надходить безперебійно, відрізняється чистотою та постійним хімічним складом. Залежно від глибини залягання буріння використовують важку техніку або переносну бурову установку. Точну глибину можна визначити лише після підняття бурових штанг.
Свердловини з різною глибиною залягання мають різний термін служби та експлуатуються по-різному. На їх вартість впливає обсяг та собівартість буріння, вибір матеріалів, необхідність додаткових робіт.
