Артезианская скважина

Артезианская скважина является сложным гидротехническим сооружением, долгий срок эксплуатация которого, а значит, комфорт и качество жизни за городом, напрямую зависят от правильности и квалифицированности проведения вскрытия водоносного горизонта, грамотно сделанной изоляции, тщательности подбора и установки эксплуатационного оборудования.

Первоначально скважину защищают от осыпания неустойчивых грунтов (гравия, песка, валунов), для этого проводится установка кондуктора  металлической обсадной трубы, ее диаметр может быть от 114 до 324 мм. Обсадная труба устанавливается до водоупорного слоя. Чтобы вода, которая поступает из верхних водоносных горизонтов, не загрязняла скважину глиной и песком, стекая по внешней стороне трубы, на всю ее высоту делают цементацию затрубного пространства.

На следующем этапе делается бурение в известняке, но уже меньшего диаметра, до вскрытия водоносного слоя. Он представляет собой совокупность разломов и трещин, заполненных водой. Изнутри скважина обсаживается герметичной эксплуатационной колонной, изготовленной из пластика, который соответствует санитарным нормам, разработанным для пищевых пластмасс. Такая конструкция предотвращает возможность контакта воды с обсадной колонной, увеличивая тем самым срок эксплуатации скважины.

В нижнюю часть пластиковой колонны входит перфорированная фильтровая часть. Через ее отверстия вода поднимается из известнякового водоносного горизонта по пластиковой колонне на определенный уровень, который называют статическим. Для предотвращения попадания воды в пространство между трубами выше фильтровой части устанавливается паккер (уплотнительное кольцо), опирающийся на слой известняка. Сверху на него насыпается слой гравия или крупнозернистого песка, а затем гранулированная компактонитовая глина. Ее особенность в том, что гранулы имеют свойство в 2,5 раза увеличиваться в объеме. Таким образом образуется герметизирующий глиняный замок, который предотвращает проникновение в водоносный горизонт воды из верхнего слоя.

Технология бурения артезианской скважины

После определения места для будущей артезианской скважины приезжает машина, оснащенная буровым оборудованием, для выполнения работ. При выборе места необходимо учитывать, что для бурения потребуется площадка размером 4 х 9 м, а также подъездной путь для транспортного средства шириной от 3 м.

Способов разрушения пород существует множество, наиболее часто используемые:

• механический;
• термический;
• электрический;
• взрывной.

Для артезианских скважин бурение производят механическим способом с использованием различных породоразрушающих инструментов. В зависимости от выбранного способа бурения порода будет разрушаться по всему забою или по кольцу. В последнем случае в центре будет образовываться неразрушенный столбик, который называют керн.

Способов удаления разрушенной породы несколько:

• гидравлический — используется промывочная жидкость (глинистый раствор или обычная вода), которая выносит на поверхность частицы разрушенной породы;
• пневматический — для выноса разрушенной породы используется сжатый воздух;
• механический — применяют специальное буровое оборудование (спиральный или ложковый бур, шнек, буровой стакан, желонка);
• комбинированный — подразумевает использование двух-трех способов одновременно или по очереди.

Во избежание разрушения стенок скважин их закрепляют обсадными трубами, битумом, цементом, вяжущими промывочными жидкостями. Для этих целей используют специальный глинистый раствор, который связывает рыхлые породы и благодаря повышенной плотности создает противодавление на стенки.

Виды обсадных труб

После бурения артезианской скважины до водоносных горизонтов ее обсаживают металлическими и пластиковыми трубами. В пласт водоносной породы вставляют перфорированную трубу диаметром 98-114 мм, которого достаточно для проникновения воды. В некоторых ситуациях применяют технологию двойной обсадки: вовнутрь металлической помещают пластиковую эксплуатационную трубу, которая обладает достаточной прочностью и при этом изготовлена из пищевого материала. Такой способ обсадки защищает внутреннюю трубу от сжатия и попадания вод с поверхностных слоев. Эти трубы делают с резьбой на краю («труба в трубу»), разработаны специально для строительства скважин. От технических и эксплуатационных свойств и материала изготовления обсадной трубы зависит срок службы скважины и качество добываемой из нее воды. Для водозаборных скважин трубы должны соответствовать гигиеническим стандартам, регламентированным санитарными нормами, и не должны выделять в окружающую среду вредные компоненты.

Полипропиленовые трубы для артезианской скважины

Полипропиленовые трубы безопасны с экологической точки зрения, поэтому пригодны для использования в скважинах. Кроме того, в них не образуются бактериальные и минеральные осадки, загрязняющие воду. Основные преимущества полипропиленовых обсадных труб:

• экологическая безопасность;
• большой эксплуатационный период (50 лет);
• антикоррозионная стойкость;
• низкая стоимость;
• удобство монтажа;
• независимость от условий климата;
• удобство транспортировки.

Стальные трубы

Для обсадки артезианских скважин чаще всего используют именно стальные обсадные трубы, чугунные и асбестоцементные используются намного реже. Обсадные трубы производят из стали марок: Е, Л, М С, Д, К, Р.

Стальные трубы могут иметь два типа соединений:

• муфтовые;
• на резьбе.

Сама труба может быть изготовлена как бесшовным, так и электросварным способом. Резьба бывает короткой, нормальной и удлиненной. Согласно ГОСТ, для обсадки скважин, имеющих большой диаметр, используются электросварные трубы. Для неглубоких скважин будет достаточно короткой резьбы, для глубоких — потребуется труба с удлиненной резьбой. Также используется сварное соединение труб. В последние годы часто используют обсадные трубы из полимеров: ПНД и ПВХ. Они характеризуются небольшой плотностью и стойкостью к коррозии, что облегчает их доставку и монтаж. Однако они быстро стареют и разрушаются под воздействием ультрафиолетовых лучей.

Мы рекомендуем внешнюю обсадную колонну делать из стальной трубы, а рабочую — из пищевого пластика.

Способы бурения артезианских скважин

Для бурения скважин для воды чаше всего используют следующие пять способов:

• роторный с промывкой (прямой или обратной) или продувкой воздухом;
• шнековый;
• ударно-канатный;
• ударно-вращательный;
• комбинированный.

Для бурения скважин большой глубины чаще всего применяют роторный способ с промывкой. Сам процесс бурения осуществляют передвижные буровые установки на базе КАМАЗ и ЗИЛ с использованием шарошечных долот различного диаметра (76-215 мм) из твердых сплавов. Начинают работу с большего диаметра с использованием промывки. Этот метод позволяет разрушить даже скальные породы. В этом случае разрушение пород производится вращением долот ротором, размещенном на поверхности, именно поэтому такой способ бурения называют роторным.

Используемый для удаления пробуренных пород раствор подается через штангу. Жидкость вымывает частицы породы и поднимает их на поверхность, откуда самотеком она попадает в отстойник. Далее из отстойника под напором жидкость с помощью насоса направляется внутрь буровых штанг, через которые она снова попадает в скважину, таким образом осуществляется круговорот промывочной жидкости.

Если бурение необходимо вести в неустойчивых породах, промывку делают глинистым раствором. Его можно получить естественным образом, если верхний слой породы является глиной. В других случаях раствор готовят из бентонитовой глины. Глинистый раствор защищает стенки от обрушения, поскольку создает гидростатическое противодавление столба промывочной жидкости, которая заполняет скважину и уменьшает водонепроницаемость пород, находящихся вокруг нее.

Если работы ведутся на твердых породах, например, известняке, то промывку делают обычной водой. Чтобы усилить нагрузку на долото, между ним и бурильными трубами устанавливают утяжеленные бурильные трубы.

На бурение артезианской скважины потребуется от трех дней, скорость проведения работ зависит от твердости и свойств пород.

Порядок выполнения работ

Сначала ведется бурение в верхних песчано-глинистых пластах. После того как будет достигнут известняковый слой, опускаются стальные трубы (обсадная колонна). Они необходимы для предотвращения осыпания стенок, в зависимости от типа грунта может использоваться две или три колонны.

Затем долотом с меньшим диаметром производится вскрытие в известняке водоносного слоя. Делается это при постоянной промывке частиц разрушенных пород. После этого в скважину опускают эксплуатационную колонну с перфорированными стенками.

Слой известняка — это естественное хранилище воды, которое состоит из многочисленных трещин, полостей и пор, вода циркулирует в нем по принципу сообщающихся сосудов. В этом слое могут встречаться песчаные или глиняные прослойки, их наличие определяет буровик, рассматривая состав промывочной жидкости. Если такие участки имеются, они подлежат обязательному перекрытию, для этого используются обсадные трубы меньшего диаметра. При бурении также могут встретиться сплошные известняки, не имеющие трещин и пор, следовательно, в них нет воды. В этом случае бурение производится до достижения водоносного слоя, присутствие которого буровик определяет по характеристикам промывочной жидкости.

Таким образом, процесс бурения артезианской скважины условно можно разделить на три этапа:

• разрушение породы;
• вынос разрушенной породы;
• крепление стенок скважины.

Бурение скважин — сложный технологический процесс, который требует большого опыта и квалификации, поэтому к выбору буровой компании нужно подходить ответственно, ведь от этого будет зависеть срок службы скважины. Основной сложностью при бурении артезианской скважины является изоляция нижних слоев воды от загрязненных верхних. Если изоляцию произвести неправильно, может загрязниться весь водоносный горизонт, и, как результат, качество воды станет таким же, как у скважины на «песок», а срок ее эксплуатации сократится в разы.

Самой большой популярностью в последние годы пользуется способ изоляции гранулами сухой глины (компактонита). Когда они разбухают, увеличиваются в размере и слипаются, образуется герметичный водонепроницаемый слой. Метод этот сравнительно дорогой, но гарантия того, что вода не будет со временем загрязнена, является почти 100 %.

После установки водоподъемного оборудования и откачки до визуально чистой воды отбирают пробы воды для химического и бактериологического анализов.  Анализ воды проводят в специализированных лабораториях.

Стоимость

Стоимость бурения Артезианской скважины от 1800 до 3100 рублей за погонный метр в зависимости от типа труб и района, в котором будет производиться бурение.

Вы можете получить подробную консультацию по ценам у наших менеджеров написав нам или позвонив по телефону.