Что такое водозаборная скважина и зачем она нужна

Конструкция скважины на воду основные элементы

При бурении скважин принимают меры по защите канала от проседания, для этого в устройство для добычи воды скважин входит несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используются для усиления и герметизации скважины; основные материалы для их изготовления – металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы производятся из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные.

Помимо резьбы, трубы соединяются между собой сваркой или посредством стыков.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления HDPE, широко используемые в обычных песчаных карьерах. Колонна для производства пластика может состоять из труб длиной 3 или 6 метров, а их внешний диаметр, предусмотренный для установки погружных электронасосов, обычно составляет 90, 113 или 125 мм.

Донный фильтр

Устройство для добычи воды из скважин на песке обязательно включает в себя фильтр, который находится в нижней части обсадной колонны и погружается в водоносный горизонт. Существует несколько типов скважинных фильтров, различающихся по конструкции и принципу действия.

Гравийный

Самый простой вид создается путем насыпания на дно колодца мелкого щебня. Гравийная подушка предотвращает попадание грязи в скважину от песка и ила с забоя, тем самым снижая нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 скважинных фильтров – особенности конструкции

Щелевой

Простое устройство со стенкой кожуха, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде мелких надрезов. Вода хорошо проходит через узкие трещины, а мелкие песчинки просеиваются. Эта конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

это мелкая сетка из коррозионно-стойких материалов (пищевая нержавеющая сталь или стекловолокно) с высокой стойкостью к истиранию. Основным недостатком конструкции является большее сопротивление потоку воды (на 20-40%), в некоторых случаях при небольшом расходе это может привести к нехватке воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, когда требуется высокая прочность, представляет собой трубку с большим количеством круглых просветляющих отверстий. Перфорированный фильтр применяется в источниках с малым объемом подачи и низким давлением.

Проволочный

он изготовлен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированной обсадной трубе. Отличается высокой прочностью и долговечностью, что напрямую связано с сечением используемой в нем проволоки.

Варианты разводки воды в частном доме

Существует два основных способа подключения потребителей к водопроводу: при выборе варианта учитывается объем потребляемой воды и необходимое давление в системе.

Последовательное подключение (тройник). Контур состоит из общей трубы горячего и холодного водоснабжения, по которой вода подается потребителю по тройнику, недорогой и простой в установке. Его недостаток – резкое падение температуры при подключении к линии нескольких потребителей, и давление воды в системе последнего из них будет намного ниже нормы.

Параллельное подключение (коллектор). При использовании этого метода трубы берутся отдельно от общего коллектора в каждой точке потребления. Система отличается равномерностью давления и температуры воды во всем, но требует большого количества труб, что усложняет монтаж и стоит дороже, чем предыдущий вариант.

Рис. 3 Последовательное и параллельное распределение воды

Принципы правильного обустройства

  • Уплотнение грунта или заливка слоя бетона необходимо проводить вокруг устья.
  • Верхняя часть колодца заделывается с учетом геодезических характеристик местности.
  • Ящик должен быть утеплен.
  • Головка устанавливается и герметизируется сразу после просверливания и прокачки вала.
  • Насосное оборудование монтируется как можно ближе ко рту.
  • Обвязка источника выполняется с учетом его расхода.

Устьевой трубопровод – это установка оборудования для подачи воды на поверхность через вход в скважину. Насос, погруженный в картер или установленный на поверхности, соединен с трубкой, проходящей через крышку головки блока цилиндров.

Для установки кессона необходимо будет подготовить прочный и надежный фундамент. Вокруг рудника выкапывается земля и заливается ПГС. На хорошо утрамбованный фундамент бетон заливают слоем до 10 сантиметров. Такой фундамент выдержит как пластиковый кессон, так и кирпичный короб. Снаружи стены необходимо обработать гидроизоляционными материалами. Утеплить внутри.

Установка погружной помпы и ее подключение

Для установки погружного насоса обычно используют головку блока цилиндров, помещаемую в приямок кессона вместе с оборудованием, или переходник, врезанный в боковую стенку кожуха. В последнем случае все автоматические агрегаты располагаются в жилом доме или в отдельной пристройке.

Рис.13 Схема подключения и установки глубинных насосов

При выборе автоматики для насоса главным критерием является ее стоимость, связанная с используемым погружным насосом. При использовании недорогих бытовых электронасосов китайского производства достаточно использовать простейшие автоматические устройства – функции дорогих блоков управления с такими агрегатами не будут реализованы в полной мере. Если вы покупаете дорогое устройство (например электронасос Grundfos за 1000 у.е.) с частотным регулированием скорости вращения электродвигателя, то использование других устройств, кроме родного модуля Grundfos PM2, не имеет смысла.

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция колодца представляет собой совокупность элементов котлована в земле с диаметром, намного меньшим их длины, что обеспечивает прочное и надежное создание канала между земной поверхностью и обнаженной глубинной формирующей жидкостью. Основное назначение канала скважины – геологическое изучение и оценка подземных ресурсов, изучение структуры разреза, поддержание давления рабочего слоя, контроль эксплуатации месторождения, добыча природных ресурсов.

Скважины делятся на следующие составляющие:

  • Скважина – выемка земли, в которой расположены обсадные трубы и фильтрующие трубы.

  • Устье – это начало скважины из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.

  • Забой – дно скважинного канала, дно.

  • Цементное кольцо – смесь цемента и песка, закачиваемая в пространство между стенками ствола скважины и обсадной колонной, выполняет функции герметизации и укрепления канала ствола скважины.

Рис. 2 Схема колодца

  • Фильтр – нижняя часть обсадной колонны скважины, погружаемая в пласт с добываемым ресурсом. Часть колодца без футеровки используется как фильтр, на дно которого укладывается мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.

  • Обсадная труба – соединенная вместе и погруженная в скважину, обсадная труба используется для изоляции скважины от земли в скважине. Обеспечивает эффективную и надежную работу скважины, предотвращая попадание грунта в канал и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазовой промышленности колонны промежуточных рубашек используются для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных способов бурения скважины. В буровой отрасли используются следующие группы промежуточных скважин:

  • Твердый. Полностью перекрыть всю яму вне зависимости от расположения основного интервала.

  • Шэнкс. Колонны предназначены для заделки только открытого участка котлована с частичным перекрытием основного.

  • Флаеры. Специальные промежуточные строки обертки, которые служат только для закрытия дефектных пространств основной строки без учета последующих строк обертки.

Рис. 3 Скважинный участок

Схема подключения и обвязка гидроаккумулятора

Для надежной работы насоса он подключен к системе автоматического управления, состоящей из реле, манометра и гидроаккумулятора. Аккумулятор является наиболее массовым элементом и выполняет в системе следующие функции:

  • Предотвращает гидравлический удар во время циклов зажигания насоса.
  • Он сокращает время включения электронасоса за счет увеличения его продолжительности.
  • Поддерживает постоянное давление в системе.
  • Создайте определенное количество воды при отсутствии водоснабжения.

Выбор оборудования для водозабора подразумевает использование гидробака необходимого объема, который рассчитывается с учетом расхода воды, при покупке часто отдают предпочтение баллонным устройствам.

При установке гидроаккумулятор следует размещать рядом с основными устройствами автоматики, которые подключаются непосредственно к входному штуцеру гидробака или для его подключения выполняется ответвление в виде шланга армированного давлением необходимого сечения.

Рис.10 Установка погружного насоса

Колодезные трубопроводы – обязательное условие оптимального функционирования системы водоснабжения. Самый популярный вид – использование кессона – такая система защищает водопровод от замерзания зимой, а также в нем можно установить насосное оборудование из объемного гидробака и инструменты системы автоматического управления.

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для откачки воды из колодцев используются в основном поверхностные и погружные электронасосы с центробежным принципом действия. Преимуществом такой конструкции является возможность создания высокого напора на линии, благодаря использованию агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих увеличивать давление на каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), а виды с поверхности используются в источниках с водной поверхностью на глубине 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины ограждения надводных моделей иногда используются встраиваемые или погружные эжекторы, хотя их эффективность значительно снижается.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы насосного оборудования водозабора применяется автоматика скважины или насосная станция, состоящая из следующих устройств:

  • Гидроаккумулятор. Он представляет собой объемный металлический резервуар с резиновым баллоном внутри, который при работе электронасоса наполняется водой. Устройство предотвращает гидравлический удар в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.

  • Реле. Основным элементом системы автоматического управления является реле давления, которое подключается к линии через штуцер. Когда в системе появляется давление выше установленного, мембрана, встроенная в корпус реле через механическую систему, прерывает подачу напряжения питания на электронасос, и он отключается. После водопотребления при падении давления в системе реле замыкает контакты и включает электронасос.

  • Манометр. Устройство является одним из основных элементов любой гидравлической системы, оно позволяет контролировать давление и регулировать оборудование.

Рис. 12 Автоматизация в системе управления электронасосом

Конструктивное устройство колодцев не очень сложное; основные внутренние элементы, которые устанавливаются при бурении – это обсадные трубы и фильтр в районе забоя скважины. Для забора воды после установки колодца используется дополнительное инженерное оборудование и системы (мусорный бак, напор, переходник), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику с учетом его расположения и типа.

Интересно: ламинат влагостойкий: рассматриваем вместе

Устьевое оборудование

Корпус изготавливается из металла, пластика или полиэтилена. В зависимости от материала изготовления головка устанавливается по разным технологиям. К стальному кожуху приваривается фланец. К нему прилагается ответ, на котором будет размещено все оборудование. Крышка должна быть глухой. В верхней части монтируется резьба и распределительный узел, если используется станция, а не погружной насос. Через крышку пропускают шланг или шланг для подачи воды.

Головка для полиэтиленовой или пластиковой трубы практически не отличается от стальной. Фланцы и болты те же, но прокладка между стыками резиновая, а не паронитовая. В заводском исполнении крышка головки имеет отверстия с зажимом для трубы или трубки, которая погружается в вал вала. Кабель вставляется через резиновую заглушку. Для облегчения монтажа и ремонта крючки крепятся к фланцу с двух сторон.

Устройство артезианской скважины для загородного дома

На дачном участке необходимо заранее определить место расположения будущего. Владелец внимательно изучает проект, хотя лучше расположить колодец в подвале, так как он обеспечивает надежную защиту насосного оборудования и трубопровода.

Скважины глубиной 20 м оборудуются следующими материалами:

  • погружной насос;
  • датчики, фиксирующие верхний и нижний индикатор наличия воды;
  • устройство, обеспечивающее стабильное давление в водоводе, гидрофор.

При бурении на глубину менее 20 м устанавливается автоматическая откачка. Его основные компоненты – гидрофор и погружной насос.

Устройство насосной станции для артезианской скважины предполагает наличие инструментов для работы:

  • тонкий нейлоновый шнур;
  • змеевик для глинистых грунтов;
  • водоносные горизонты;
  • шуруповерт;
  • лопаты;
  • суставы;
  • ложки сверлильные.

С помощью веревки хозяин измеряет общее расстояние от уровня воды до поверхности земли. Перед бурением необходимо приобрести схему, показывающую геологический разрез рабочего участка скважины.

Для колодца менее 20 м устанавливается насосная станция, в которой обязательно должны присутствовать следующие важные узлы:

  • всасывающая линия;
  • водозабор;
  • насос;
  • реле;
  • гидроаккумулятор;
  • двигатель;
  • манометр.

При использовании насосов для устройства водяных скважин необходимо учитывать их положительные качества, а именно:

  • соответствие производительности реальным показателям;
  • рентабельность;
  • минимальное обслуживание;
  • возможность работы при низких температурах.

Другие модификации насосных станций могут иметь более серьезные неисправности в процессе эксплуатации:

  • отказ реле;
  • замерзание воды при низких температурах;
  • высокое потребление энергии.

https://youtube.com/watch?v=uAUMmgUgqpQ

требуется взвешенный подход к выбору насосной станции для артезианской скважины. Следует учитывать его глубину.

Для устройства колодца глубиной менее 10 м приобретается однотрубная установка, сокращающая время монтажа. Для более глубокого бурения необходимо смонтировать двухтрубную станцию. Более глубокие скважины требуют установки другого дорогостоящего оборудования.

В качестве наружных работ при строительстве колодца следует проводить монтаж насосной станции. Обшивка, выступающая из земли на высоту до 1 м, зимой защищена от мороза. Для усиления насосной станции в подвале приобретают такие инструменты и материалы, как:

  • сварочный аппарат;
  • трубы стальные квадратные;
  • угол;
  • якоря;
  • болты;
  • кирпич.

Станция устанавливается на световом столе или кирпичной площадке. Сварная конструкция фиксируется болтами. Для установки линий необходимо использовать эжектор.

Все соединения в эжекторе должны быть загерметизированы.

Для двухтрубной станции ставится головка или отвод необходимого диаметра, привариваемые к кожуху. В колодце дренажный бассейн соединен вертикальной трубой, идущей от магистрали. Соединение фиксируется ключом, а эжектор монтируется в колодце. Фильтры для очистки воды устанавливаются в точке выхода воды из насосной станции.

Грамотно созданный колодец, оборудованный насосной станцией, обеспечит загородный дом качественным питьевым водоснабжением на долгие годы.

Основные методы и оборудование для обустройства скважин

Для откачки воды из скважин используются погружные и внешние электронасосы, насосные станции, поверхностное насосное оборудование могут располагаться вблизи устья скважины или на определенном расстоянии от него. Для подключения электронасосов к скважинному источнику используются различные способы и оборудование, рассчитанные на разные типы электронасосов.

Оголовок

Если необходимо решить задачу крепления погружного электронасоса и защиты канала скважины от проникновения грязи и наносов, применяется насадка, которая устанавливается на обсадную колонну. Устройство рассчитано на стандартный диаметр, может быть изготовлено из пластика, стали или чугуна, выдерживает вес подвесного насосного оборудования до 250 кг в пластиковом исполнении и до 500 кг при использовании металла. Типичный проект предполагает размещение карабина для подвешивания электрического насоса и розетки, через которую проходит напорный шланг при подключении к линии.

Конструктивно ГБЦ состоит из двух частей, которые соединяются после погружения электронасоса в скважину. Для этого на кожух кладут фланец, прижимая его к земле, устанавливают резиновое кольцо, а поверх него кладут второй фланец с подвесным электронасосом, неподвижно фиксируя его болтами.

Рис. 7 голов

Адаптер

Адаптер позволяет подключить к скважине поверхностный центробежный насос или насосную станцию ​​через трубопровод, если они расположены на некотором расстоянии. При этом трубы расположены под землей, что исключает их промерзание зимой, вторым преимуществом такого подключения является увеличение глубины погружения напорного трубопровода в скважину за счет погружения ниже уровня земли, которая не превышает 9 метров в поверхностных насосах.

Адаптер выполнен в виде двух частей, одна из которых с подключенным напорным трубопроводом находится в канале скважины, а вторая с подключенным к ней водопроводом – снаружи. Обе части соединяются через стенки кожуха резьбой и изолирующей резиновой прокладкой.

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

Кессонная яма

Кессонный котлован применяется в тех случаях, когда электронасос и насосное оборудование для автоматизации его работы расположены вблизи устья скважины. Обычно котлован выполняется в виде заглубленного в землю бетонного кольца, иногда используются металлические или пластиковые сварные конструкции, покрытые битумной гидроизоляцией. Во избежание проникновения грунтовых вод в колодец по колодцу дно котлована засыпается цементно-песчаной стяжкой.

Обычно в кессонных колодцах размещают насосную станцию ​​или систему автоматического управления глубинным электронасосом: гидроаккумулятор, реле давления и реле минимума, манометр. Помимо изоляции от грунтовых вод, кессон защищает не только устье скважины от промерзания, но и всю водную сеть, которая в случае использования находится под землей.

Рис. 10 кассоне штраф

Принцип действия и разновидности

Принцип работы автоматики для скважинного электронасоса основан на изменении физических параметров воды в магистрали и источнике водозабора. Насос для скважины с автоматикой отключается и включается при изменении давления, высоты водяного столба в источнике, скорости потока жидкости по трубопроводу или ее исчезновения в магистрали.

При использовании погружных электронасосов в трубопровод устанавливаются отдельные блоки управления и гидроаккумулятор, в самых современных модульных моделях все устройства объединены в один блок.

При использовании наземных агрегатов все элементы управления монтируются на одной раме, модуль называется насосной станцией – пользоваться им намного удобнее, чем самостоятельно устанавливать все элементы в одну линию.

Какие факторы влияют конструкцию водозаборной скважины

Правильно подобранная конструкция колодца для воды определяет его важнейшие характеристики, к которым относятся:

  • Хорошо цена на воду.
  • Полнота выполненных работ, их качество.
  • Ремонтопригодность.
  • Состав и свойства добываемой воды.
  • Заряд устройства.

Факторы, от которых зависит структура собственности, включают:

  • Гидрогеологические характеристики района, на котором строится установка.
  • Требуется зарядка.

Зависимость гидрогеологии на конструкцию водозаборной скважины

В зависимости от гидрогеологии могут быть такие варианты устройства:

Единственная мантийная водозаборная скважина, в которой колонна является одновременно добывающей скважиной. Применяется для строительства в неглубоких, не более 35 метров, песчаных устойчивых породах. Чтобы удешевить устройство, можно использовать трубы пластикового кожуха. Оболочка опускается в двухметровый водоносный горизонт.

  • Однокорпусное устройство с открытым стволом. Чаще всего используется для неглубоких известняковых колодцев. В этом случае проволока проходит сквозь рыхлую породу и затем ударяется о известняк. Далее – карьер на глубине десяти метров от начала известнякового пласта.
  • Артезианская скважина с пластиковой эксплуатационной трубой. По конструкции он такой же, как и второй. Применяется в сооружениях с высоким уровнем воды.
  • Артезианский колодец с двойным ящиком. Одна стальная оболочка проходит через все слои над водоносным горизонтом, другая уходит глубоко в водоносный горизонт. Используется при низком уровне воды.
  • Артезианская скважина с несколькими обсадными трубами и кондуктором. Выполняется в случае сложной геологии, когда есть неустойчивые пласты, зыбучие пески. Первая трубка имеет наибольший диаметр, а кожух служит направляющей для остальных трубок.

Обсадные колонны

Кожух представляет собой особую систему труб. Такие элементы могут быть как первыми, так и последними. Они выделяются своей функциональностью. Обсадные колонны предназначены для одной цели – изолировать стенки скважины во время бурения от различных внешних воздействий. В первую очередь учитывается давление скважины. Чтобы обеспечить надежную изоляцию кольцевого пространства, пространство между обсадными колоннами необходимо заполнить суспензией.

Есть специальное разделение струн покрытия по назначению. Следует рассмотреть каждый вид такой продукции более подробно. У них есть свои плюсы и минусы, которые стоит учесть.

Источник – https://mr-build.ru/newsanteh/ustrojstvo-skvaziny.html
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Все об инженерных системах
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: