Дренирование скважины это

Для многих владельцев загородных участков проблемой являются грунтовые воды. Расположенные близко к поверхности они представляют опасность для фундаментов, подвалов и погребов, разрушая их или не давая использовать полноценно.

Необходимо отличать:

• постоянный горизонт грунтовых вод, который следует воспринимать как данность, так как с ним ничего вы сделать не сможете;
• верховодку, которая образуется от выпадения осадков или таяния снега. Минимизировать ее вредное влияние можно своими руками, быстро и без особых финансовых затрат.

Однако для решения вопроса необходимо разобраться, откуда берется верховодка, чтобы выработать механизм избавления от нее. Без знаний о характере почвы и ее особенности в вашем районе это сделать практически нереально.

Структура грунта

Обычно она у него неоднородная, где по очереди есть более или менее водопроницаемые слои. К первым относят песчаные грунты, называемые супеси, а ко вторым — глиняные или суглинки.

В грунт вода попадает сверху, когда происходит таяние снега или идет дождь. Как правило, самый верхний слой является водопроницаемым, поэтому влага быстро устремляется вниз, пока не встретит первый водоупорный слой.

Тогда она начинает накапливаться в «линзах» или подземных «озерах». Бывает, что такие запасы настолько велики, что их начинают принимать за постоянные грунтовые воды, устраивая скважины и колодцы.

Однако чаще всего здесь накапливается лишь несколько кубометров или даже сотни литров воды. Они постепенно проходят еще ниже и распределяются по нижним водопроницаемым слоям грунтов. Перетекая с одних водоупорных слоев на другие, вода с поверхности оказывается в постоянных грунтовые водах.

Что вас может ждать

Если у вас на участке песчаные грунты, действие верховодки вы начнете испытывать 1-2 месяца в году, когда интенсивно начинают таять снега или выпадать ливневые осадки. Однако и за этот период вода доставит немало хлопот, подмыв фундамент или подтопив подвал.

Когда грунт на территории преимущественно водоупорный, содержащий в большом количестве глину, верховодка доставляет неприятности круглый год, невзирая на холодное время зимой. Вода пропитывает грунт до такой степени, что он становится очень пучинистым (влага расширяется при замерзании на 9%), крайне затрудняя строительство.

Что нужно сделать

Для того чтобы облегчить себе жизнь за городом и избавить от верховодки, следует заняться дренажными работами. Они дадут возможность гарантировано и быстро отвести ее в определенное место. Чаще всего для этого используют дренажные скважины.

Пробурив водоупорные слои, мы откроем быстрый и прямой путь верховодке в самый низ. Сверлить до воды, как многие думают, это ошибка. Водоносный слой служит источником чистой питьевой воды, и добавлять к нему неотфильтрованную жидкость с поверхности, значит, заведомо испортить ее качество.

И даже, если сегодня все стараются употреблять воду из скважины через фильтр, не нужно усложнять ситуацию. Поэтому бурение дренажной скважины нужно проводить на минимально необходимую глубину.

Согласитесь, даже если вы «проткнете» 1-2 водоупорных слоя, получите в пользование целые горизонты, которые будут готовы принять верховодку. Нужно понимать, что основная проблема – именно самые верхние пласты грунта, и нередко достаточно пробурить лишь их, что бы убрать верховодку с участка.

Специалисты считают, что по периметру дренажной скважины получается гидроконус с углами раскрытия по 45˚ от вертикальной оси. Поэтому, чем ближе к скважине, тем лучше она осушает грунт. Однако это все достаточно условно, потому что в дело включается структура грунта, как расположены водоупорные пласты и другие факторы.

Но, в качестве отправной точки для расчета количества необходимых на территории участка дренажных скважин, их периодичности, расположения и глубины данный параметр вполне всех устраивает. Не имеет значения, какой диаметр будет у скважины, например, 100 мм или 150 мм обеспечит огромный отвод воды, те более, если их будет много.

Статьи по теме:

• Дренажные колодцы своими руками
• Скважина на участке
• Виды скважин

Устройство

Для того чтобы сделать дренажную скважину необходимо подготовить подручные материалы, цена которых вполне по силам каждому:

• керамзит или промытый крупный щебень;
• небольшое количество полипропиленовой ткани, она часто используется для изготовления мешков для мусора, или нетканый материал типа «Спанбонд», «Агрил», стеклоткани; степлер со скобами;
• тонкую деревянную рейку размером на глубину скважины.

Можно, конечно, использовать специальную дренажную трубу, даже самодельную. Хотя это увеличит стоимость работ, зато значительно их облегчит.

Ниже предлагается инструкция:

1. Просверлите буром скважину, глубину которой предварительно определите структурой грунта и нуждами. На некоторых участках достаточно 3-4 м, хотя обычно водоупорные пласты заканчиваются на 12 м. В данном случае необходимо обеспечить быстрый доступ к водопроницаемым слоям, которые могут принять воду в большом количестве и распределить ее.
2. Сделайте «чулок» из ткани, так вы сможете уберечь скважину от затягивания песком и быстрого заиливания. Изготовить его можно с помощью швейной машинки, если кто умеет ей пользоваться, или «пристрелить» степлером к деревянной рейке, оставив диаметр чуть больше пробуренной скважины.
   Ничего страшного, что дерево со временем сгниет в скважине. Оно необходимо только на первом этапе, чтобы придать «чулку» нужную форму до его засыпки щебнем.

Совет: жесткую дренажную трубу ничем не засыпайте.

Щебень позволяет сохранить скважине форму и является своего рода обсадной трубой. Его водопроницаемость – абсолютная, имеется в виду структура, вода через него уходит мгновенно,поэтому дренажный насос для скважины вам не понадобится. Засыпьте аккуратно скважину до самого верха промытым щебнем.

3. Накройте отверстие водонепроницаемой крышкой, нередко используют просто ПВХ-пленку, и засыпьте небольшим слоем грунта. Конструкция видна не будет, однако будет долгие годы выполнять свою работу, отводя талые и дождевые грунтовые воды вниз. Это даст возможность уберечь от разрушения фундамент и подвалы.

Совет: если у вас на участке сплошная глина, и трудно ее сверлить, а вода близко, необходимо все же пробурить хотя бы одну скважину, чтобы осушить грунт на территории.

Вывод

Создание дренажных скважин на участке избавит их владельцев от периодической или постоянной верховодки, воды, которая скапливается на поверхности грунта. Сделать их не трудно самостоятельно, причем особых финансовых затрат они не требуют. В представленном видео в этой статье вы найдете дополнительную информацию по данной теме.

kolodec.guru

Инструкция по созданию дренажных скважин

Бурение дренажных скважин необходимо для того, чтобы осушить высокие грунтовые воды и избавиться от излишней влаги. Это считается одним из наиболее эффективных способов обсушивания земли и предупреждения излишнего скопления поверхностных или подземных вод.

Этот процесс выполняют двумя способами: если скважина будет на мягких породах, можно пройтись вручную, а если на твердых – нужно будет использовать перфоратор. В случае бурения по рыхлому грунту, стараются провести его с одновременным креплением участков с неустойчивыми породами трубами, что приведет к увеличению исходного диаметра бурения. Материалом для подобных труб выступает высокопрочная пластмасса. Главный инструмент, который также используют во время бурения, это дренажный насос.

В место впадения воды в скважине следует закрепить кондуктор, который обеспечит изоляцию затрубного пространства и позволит применить превенторное устройство. Его применение при бурении позволит вскрыть водоносные горизонты с гидростатическим давлением до 20 атм.

Для того, чтобы соорудить дренажную скважину своими руками и отвести потоки грунтовых вод в грунт подальше от строений, необходимо провести дренажные работы. Но перед этим обязательно нужно изучить особенности грунта.

Сначала нужно в водоупорных слоях просверлить несколько скважин, по которым поверхностная вода сможет стекать вниз. Бурение нужно проводить на глубину самых проблемных верхних водоупорных слоев, не доходя уже до самой воды. В противном случае, в источник питьевой воды будет попадать нефильтрованная поверхностная вода, вследствие чего, в дальнейшем нельзя будет использовать эту воду для питья.

Пробурив скважину, необходимо оградить ее от затягивания песком и заиливания. Для этого нужно создать чехол на всю глубину скважины и чуть больше самого диаметра скважины. Чехол должен быть из незагнивающей ткани, которую можно прикрепить скобами к деревянной рейке до засыпки скважины щебнем.

Далее засыпаем внутрь чехла промытый щебень до самого верха. Если в скважине есть дренажная труба, то засыпать ее не нужно. После этого необходимо накрыть скважину водонепроницаемой пленкой ПВХ и присыпать землей. Так, грунтовые воды не будут опасными для построек.

Как бороться с затоплением подвалов?

Появление воды в подвале является серьезной проблемой, так как его затопление влияет на устойчивость всего дома. Если вода попадает внутрь погреба по стыках или щелях, необходимо провести работы по борьбе с затоплением водой.

Устройство дренажной скважины в подвале – это одна из технологий борьбы с водой, которая поможет перенаправить потоки воды вниз к материковым пескам. Для этого необходимо выкопать траншею глубиной и шириной по 40 см. Скважины делаются до уровня слоя песка на расстоянии между собой в 2 м. Глубина скважины определяется глубиной самого подвала. Для ограждения отверстий скважин подойдет металлическая решетка. Далее следует монтаж дренажных труб диаметром в 40 см. Эти пластиковые трубы и дно траншеи нужно завернуть в геоткань, а сверху засыпать гравием. Трубы следует устанавливать так, чтобы их верхний край выглядывал за нижний уровень стены погреба.

Если подвал размещен на большой территории, сооружают внутреннюю систему дренажа. Сначала выкапывают траншею по всему периметру погреба глубиной до 50 см. Дно засыпают гравием на 20 см, утрамбовывают и укладывают трубы, обмотанные геотканью. Их засыпают песком до уровня грунта. Таким образом, вода собирается и стекает в дренажный колодец, который должен быть в самом низком месте подвала. Его стены бетонируются, а внутрь помещается дренажный насос, который откачивает лишнюю воду. По трубам или шлангам она переходит в специально отведенное место.

Для того, чтобы предотвратить затопление фундаментов строений, подвальных помещений, садовых участков, необходимо принимать меры. Создание дренажных скважин является лучшим методом в борьбе с излишними водными потоками.

stroy-king.ru

Транскрипт

1 МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ПЛОЩАДИ ДРЕНИРОВАНИЯ ПЛАСТА ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗВЕДОЧНЫХ СКВАЖИН Сова В.Э. ОАО «СевКавНИПИгаз» В работе представлена методика оценки площади дренирования по результатам исследования разведочных скважин. Дано теоретическое обоснование метода и его практическое применение. Освещены условия и ограничения применения метода. Ключевые слова: площадь дренирования пласта, разведочная скважина, исследование, кривая восстановления давления, радиально-бесконечный приток, уравнение псевдо-установившегося режима. Оценка площади дренирования пласта разведочной скважиной крайне важна для уточнения данных сейсморазведки, подсчета запасов углеводородов и планирования дальнейших геологоразведочных работ на перспективной нефтегазоносной площади. В нефтегазопромысловой практике предложено множество методов для оценки площади дренирования пласта по результатам исследования скважин [1]. Однако данные методы основаны либо на длительном наблюдении за забойными давлениями скважины, работающей на одном и том же режиме (так называемое исследование на границы дренирования), либо же на регистрации скорости взаимовлияния соседних скважин исследование на интерференцию.
именение данных методов на разведочных скважинах перспективных нефтегазоносных площадей весьма ограниченно ввиду отсутствия систем промыслового нефтегазосбора для обеспечения длительной эксплуатации скважин, а также отсутствия соседних скважин. Однако зачастую возникает необходимость в ориентировочной оценке площади дренирования для валидации данных сейсморазведки именно при исследовании разведочных скважин. Данное обстоятельство вызвано противоречивостью между данными сейсморазведки, в частности по площади перспективного участка и выдержанности коллектора в его пределах, и реальным поведением системы скважина-пласт в процессе исследования. Нами предложен способ определения ожидаемой площади дренирования по результатам исследования разведочных скважин. Для иллюстрации данного способа мы приведем практический пример.

2 2 В 1977 году в результате сейсморазведки было выявлено газовое месторождение Dub, имеющее размеры 2,2 1,6 км и соответственно площадь дренирования 3,52 км 2. В 1983 году было окончено бурение разведочной скважины S-6, после выхода из бурения на ней были проведены газодинамические исследования. Предварительно мы проведем интерпретацию результатов газодинамических исследований с помощью автоматизированной системы интерпретации для определения фильтрационных свойств коллектора. Соответствующие исходные данные и результаты моделирования свойств насыщающих флюидов и горной породы в пластовых условиях приведены в таблицах 1 и 2.
блица 1 Исходные данные для расчета параметров продуктивного пласта Интервал залегания продуктивного пласта, м 1310,6-1332,6 Наименование параметра Значение Эффективная толщина, м 22 Пористость, доли единицы 0,17 Газонасыщенность, доли единицы 0,70 Водонасыщенность, доли единицы 0,30 Результаты моделирования свойств насыщающих флюидов и горной породы в пластовых условиях Таблица 2 Наименование параметра Объемный коэффициент — газа — воды Значение 0, ,003 Коэффициент сверхсжимаемости газа 0, Вязкость, спз: — газа 0, воды 0,67 Сжимаемость, (кгс/см 2 ) -1 : — газа — воды — скелета горной породы Плотность, кг/м 3 : — газа — воды 0, , , , ,82

3 3 Интерпретация, полученных по результатам исследований данных, осуществляется путем загрузки полной истории исследования, приведена на рис. 1. Для определения параметров продуктивного пласта использовалась кривая восстановления пластового давления (КВД), записанная после работы скважины на режиме с дебитом газа 167,40 тыс. м 3 /сут. 135 [kg/cm 2 ] [Mm3/D] Pressure [kg/cm2], Gas Rate [Mm3/D] vs Time [hr] Рисунок 1. История исследования скважины S-6 месторождения Dub и ее воспроизведение по результатам интерпретации исследований Обработка КВД осуществлялась путем построения графиков зависимости разницы псевдодавлений реального газа между текущим пластовым псевдодавлением и забойным псевдодавлением перед закрытием скважины на КВД и производной этой разницы по времени от времени остановки скважины в билогарифмическом масштабе рисунок 2. Определение параметров продуктивного пласта осуществляется путем наложения графиков зависимости разницы псевдодавлений реального газа между текущим пластовым псевдодавлением и забойным псевдодавлением перед закрытием скважины на КВД и производной этой разницы по времени от времени остановки скважины на модельные кривые Грингартена-Бордуета [1], наилучшим образом соответствующим действительным кривым.

4 4 1E+6 and derivative [atm2/cp] 1E E dt [hr] Рисунок 2. КВД по скважине S-6 месторождения Dub в билогарифмическом масштабе с наложенными типовыми кривыми Для скважины S-6 модель «скважина-пласт» наилучшим образом соответствует модели однородного радиально-бесконечного пласта, которая является стандартной моделью для большинства разведочных скважин, исследуемых после выхода из бурения. Это связано с удаленностью границ дренирования и малым временем исследования скважины, по сравнению со временем необходимым для достижения импульсом давления границ дренирования. Результаты определения фильтрационных параметров продуктивного пласта приведены в таблице 3. Заключительным этапом при интерпретации исследований является расчет и построение кривой притока для скважины на основании полученных фильтрационных параметров и рассчитанного средневзвешенного пластового давления. Следует отметить разницу между начальным пластовым давлением, полученным при интерпретации, и средневзвешенным: начальное пластовое давление это давление одинаковое в любой точке залежи до начала ее разработки; средневзвешенное давление это средневзвешенное по объему дренирования пластовое давление при работе скважины с постоянным дебитом в течении времени, достаточного для достижения условий псевдо-установившегося режима (достижения импульсом давления границ дренирования пласта скважиной).

5 5 Параметры продуктивного пласта по результатам исследований Параметр Численное значение Начальное пластовое давление, кгс/см 2 139,798 Пластовая температура, о С 45 Средняя проницаемость, мд 20,7 Скин-фактор: — постоянная составляющая — общий перед закрытием скважины на КВД — темп изменения скин-фактора, (тыс. м 3 /сут) -1 — потери депрессии на преодоление скинфактора, % от создаваемой депрессии Коэффициент влияния ствола скважины, м 3 / (кгс/см 2 ) Радиус, м: — исследования — дренирования Площадь дренирования, м 2 +21,1 +37,9 0,1 82,53 0,0803 Таблица границы дренирования не достигнуты границы дренирования не достигнуты Расчет средневзвешенного пластового давления производится исходя из дебита и забойного давления, предшествующих закрытию скважины на КВД. Расчет ведется по уравнению псевдо-установившегося режима вида (для газовой скважины) [1]: m p =m p wf 0,1491 T kh log A/r 2 w 0,351 0,87 S q C sc 0,1296 T A kh Dq, (1) sc 2 где m( p) — средневзвешенное пластовое давление в форме псевдодавления, атм 2 / спз; m(p wf ) — забойное давление перед закрытием скважины на КВД в форме псевдодавления, атм 2 /спз; Т — пластовая температура, К; k — средняя проницаемость продуктивного пласта, мд; h — толщина пласта, м; A — площадь дренирования, м 2 ; r w — радиус скважины по долоту, м; C A — форм-фактор зоны дренирования;

6 6 S — скин-фактор (постоянная составляющая); q sc — дебит газа в стандартных условиях, тыс. м 3 /сут; D — темп изменения скин-фактора, (тыс. м 3 /сут) -1. Переход от формы псевдодавления к действительному давлению осуществля-ется на основании функций свойств газа при данных термодинамических условиях. Используя значение площади залежи, полученное по данным сейсморазведки, и значение форм-фактора, соответствующего круговой конфигурации залежи (31,62), было рассчитано средневзвешенное пластовое давление, которое составило 140,399 кгс/см 2. Из таблицы 3 видно, что данное значение превышает начальное пластовое давление. Данное обстоятельство противоречит фундаментальным законам гидродинамики и может иметь место только в случае нагнетания флюида в залежь. Вышеприведенные расчеты и рассуждения позволяют говорить об отсутствии гидродинамической связи на всей площади залежи. Отсюда возникает неопределенность в размерах площади дренирования скважины S-6 и необходимость ее оценки сторонними методами. Известно, что при условиях радиально-бесконечного притока, когда время исследования скважины мало по сравнению со временем необходимым для распространения депрессионной воронки на значительное расстояние от скважины (чему способствует также низкая проницаемость коллектора и высокое значение скин-фактора), средневзвешенное пластовое давление можно приближенно считать равным начальному пластовому давлению [1]. Используя это допущение можно преобразовать уравнение (1) в выражение для определения площади дренирования: A=C A r w 2 10 m T pi m pwf 0,1296 0,1491 T kh q sc kh Dq 2 sc S 0,351 0,87, (2) где m( p i ) — начальное пластовое давление в форме псевдодавления, атм 2 /спз. Значение площади дренирования, полученное таким способом, составило 0,774 км 2. Следует отметить, что данное значение площади дренирования является максимальным, поскольку максимальным пределом для значения средневзвешенного пластового давления является начальное пластовое давление. Значение форм-

7 7 фактора при таких расчетах обычно принимается равным значению для круговой зоны дренирования (31,62), которое, в свою очередь, является макси-мальным в ряду аналогичных значений для других конфигураций зоны дрени-рования. На данный момент месторождение Dub окончено разработкой, и мы имеем возможность, используя историю разработки, определить площадь дренирования скважины S-6 сторонним методом, для оценки применимости и точности изложенной методики расчета площади дренирования разведочной скважины. Голан и Витсон [2] предложили следующее выражение для оценки площади дренирования скважины, используя данные добычи по скважинам месторождения: A w =A T q w q T, (3) где A w — площадь дренирования скважины, м 2 ; A T — площадь залежи, м 2 ; q w — дебит скважины, тыс. м 3 /сут; q T — суммарный дебит по месторождению, тыс. м 3 /сут. Следует отметить, что представленное выражение рассматривает залежь как единую гидродинамическую систему, при этом распределение площадей дренирования будет определяться лишь размером депрессионной воронки конкретной скважины. Площадь дренирования конкретной скважины будет являться динамическим параметром, изменяющимся в зависимости от изменения дебита скважины и числа скважин на месторождении. Как было отмечено выше зона дренирования скважины S-6, предположительно, не имеет гидродинамической связи с остальной частью залежи. В связи с этим, мы воспользовались выражением Голана и Витсона для оценки площади дренирования скважины S-6 по данным разработки месторождения, в следующей модификации: A w =A T G pw G, (4) где G pw — накопленная добыча газа по скважине на момент окончания ее эксплуатации, млн м 3 ; G — начальные запасы газа в залежи, млн м 3.

8 8 Площадь дренирования скважины S-6 определенная таким способом составила 0,981 км 2, относительное отклонение между значениями полученным по результатам исследований и данным разработки равно 21,10 %. Несмотря на более чем 20 % отклонение, полученные двумя разными способами значения весьма близки между собой и значительно отличаются от значения общей площади залежи, что служит своеобразным подтверждением предположения об отсутствии гидродинамической связи зоны дренирования скважины S-6 с остальной частью залежи. Ранее уже упоминалось, что значение площади дренирования, полученное по результатам исследований, является максимальным, поэтому несколько большее значение аналогичного параметра, полученное по данным разработки, может свидетельствовать не только об отклонении фактических параметров пластовых процессов от значений параметров, полученных по результатам интерпретации исследований, но и о некоторой неточности определения накопленной добычи газа, ввиду подключения к узлу замера газа, помимо скважин месторождения Dub, ряда скважин соседнего месторождения. Так или иначе, практический пример наглядно продемонстрировал эффективность применения предложенной методики, в плане получения удовлетворительного значения площади дренирования разведочной скважины, по результатам исследований. Ценность методики заключается в получении адекватных и обоснованных результатов в условиях ограниченного набора данных и высокой неопределенности. В заключении отметим основные условия и ограничения применения методики: 1) Методика применима только в условиях радиально-бесконечного притока к скважине в процессе исследования, наличие которого диагностируется по кривой восстановления (стабилизации) давления, построенной в билогарифмических координатах; 2) Наиболее подходящими кандидатами для использования методики являются скважины, вскрывающие слабопроницаемые (1-10 мд) и среднепроницаемые ( мд) коллектора, а также скважины со значительным скин-эффектом (потери депрессии на преодоления скин-эффекта 50 % и более);

9 9 3) Не рекомендуется применять методику для хорошо проницаемых ( мд) и очень хорошо проницаемых коллекторов (более 1000 мд), ввиду высокой скорости распространения депрессионной воронки в таких коллекторах, что приводит к установлению на значительной части площади дренирования давления, близкого к средневзвешенному пластовому давлению; 4) Также не рекомендуется применять методику в случае раннего проявления одной или нескольких границ дренирования на билогарифмическом графике, поскольку наличие близких границ дренирования приводит к новому перераспределению давления при малом времени исследования скважины. Как видно из формулы (1) значительные изменения площади дренирования не приводят к ощутимым изменениям средневзвешенного пластового давления, поскольку она находится под знаком логарифма, в тоже время небольшие изменения в величине начального пластового давления (приближение его к средневзвешенному) приводят к существенным изменениям в площади дренирования скважины. Именно поэтому применение методики ограниченно вышеобозначенными пределами. Литература 1. Bourdet, D. Well Test Analysis: The Use of Advanced Interpretation Models. Amsterdam: Elsevier, p. 2. Ahmed,T., McKinney, P.D. Advanced Reservoir Engineering. Gulf Professional Publishing, p.

docplayer.ru

Наличие тех или иных видов пластовой энергии и характер их проявления в процессе разработки нефтяной или газовой залежи определяют режим дренирования залежи (чаще его называют режим залежи).

Принято давать название режиму по преобладанию в рассматриваемый период времени главной движущей силы.

Большая часть нефтяных залежей обладает так называемым водонапорным режимом, при котором движение нефти в пласте к скважинам осуществляется под действием наступающей краевой (контурной) воды. В идеальном случае при этом режиме нефтяная залежь постоянно пополняется водой из поверхностных источников, в количествах, равных или несколько меньших количества отбираемой из залежи нефти. Источниками питания такой водонапорной системы могут быть атмосферные осадки, различные водоемы, ледниковые воды.

По мере извлечения нефти из залежи освобождающееся поровое пространство в ней будет заполняться наступающей краевой водой и водонефтяной контакт (граница нефти с водой) будет непрерывно передвигаться по направлению к скважине. Если количество поступающей в пласт с поверхности воды будет равно количеству извлекаемой из скважины нефти, производительность скважины и давление в пласте будут оставаться в процессе эксплуатации постоянными. Если же из пласта больше будет извлекаться нефти, чем поступать в него жидкости, то давление в пласте и производительность скважины будут постепенно снижаться. Это также наблюдается, когда нефтяная залежь не имеет сообщения с дневной поверхностью и, следовательно, не получает пополнения энергии извне.

При водонапорном режиме эксплуатация залежи прекращается, когда наступающая контурная вода достигает скважин и вместо нефти из пласта будет извлекаться только вода.

Однако полного вытеснения нефти замещающей ее водой никогда не происходит. Дело в том, что нефть и вытесняющая ее вода движутся в пористом пласте одновременно. В процессе замещения нефти вода, имеющая обычно меньшую вязкость, будет неизбежно опережать нефть. По мере эксплуатации количество воды в общем объеме добываемой пластовой жидкости будет постоянно увеличиваться. Нефть уже не вытесняется из пор, а скорее увлекается струей воды.

Чем больше вязкость нефти, тем на большее расстояние от начального водонефтяного контакта может распространяться процесс параллельного движения воды и нефти при постепенном возрастании содержания воды в потоке. И даже в том случае, если из скважины будет извлекаться чистая вода, в порах породы все же останется неизвлеченным то или иное количество нефти.

Показателем эффективности разработки нефтяной залежи служит так называемый коэффициент нефтеотдачи — отношение извлеченного из залежи количества нефти к начальным ее запасам.

Практикой установлено, что коэффициент нефтеотдачи для залежей нефти с водонапорным режимом может быть равным 0,5—0,8, т. е. из залежи возможно извлечь 50—80% общего количества нефти, имевшейся в ней до начала эксплуатации.

При больших размерах системы, питающей нефтяную залежь водой, даже в случае, если эта система не сообщается с поверхностью земли, в начальный период эксплуатации пластовая энергия выражается в виде упругого расширения пластовой жидкости и вмещающей ее породы при снижении давления в пласте. Объем воды при снижении давления на 1 МПа увеличивается в пределах 1/2000—1/2500 первоначального объема. Объем нефти при снижении давления на 1 МПа в зависимости от газонасыщенности увеличивается от 1/70 до 1/1400 первоначального объема, а объем породы при изменении давления на 1 МПа—от 1/10000 до 1/50000 своей величины.

Со снижением давления в залежи вода и нефть расширяются в объеме, а поровые каналы сужаются, вода в пласте занимает место нефти, вытесняемой в скважины. Несмотря на то, что упругое расширение пластовой водонапорной системы при снижении давления в пласте ничтожно мало, все же это явление играет большую роль при эксплуатации нефтяных месторождений, так как здесь в процессе принимают участие колоссальные объемы воды, окружающей и подпирающей нефтяную залежь. В некоторых случаях за счет упругой энергии из пласта можно извлечь значительное количество нефти.

Режим работы нефтяного пласта, при котором основной движущей силой является упругое расширение породы и жидкостей, заключенных в ней, называется упруговодонапорным (упругим) режимом.

В залежи нефти с упругим режимом активного продвижения контурных вод с полным замещением освободившихся от нефти пор не наблюдается, пластовое давление быстро падает и с течением времени режим работы залежи может перейти в газовый. В таких залежах обычно применяют искусственные мероприятия по поддержанию пластового давления путем закачки в пласт воды.

Наряду с напором пластовых вод и силами упругости пластовых водонапорных систем все нефтяные и газовые залежи обладают тем или иным запасом энергии газа, находящегося в пласте в свободном состоянии в виде газовой шапки или же растворенного в нефти. В нефтяных залежах с газовой шапкой значительного объема действуют силы, вызываемые напором и расширением сжатого газа. Давление газа в газовой шапке передается на зеркало газонефтяного контакта, а следовательно, и на весь объем нефти в залежи. При отборе нефти из залежи пластовое давление снижается, газовая шапка расширяется и, подобно поршню, вытесняет нефть в нижнюю часть залежи.

Режим работы пласта, при котором преобладающим видом энергии является энергия свободного газа, заключенного в газовой шапке, называется газонапорным.

Процесс вытеснения нефти газом аналогичен процессу вытеснения нефти водой с той только разницей, что вода вытесняет нефть в повышенные части залежи, а газ, наоборот, в пониженные.

Объем газа, находящегося под давлением в газовой шапке, всегда неизмеримо меньше объема водонапорной системы, окружающей нефтяную залежь, поэтому запас энергии здесь всегда ограничен. Кроме того, вязкость газа весьма мала по сравнению с вязкостью нефти, и в процессе вытеснения нефти и расширения газа в газовой шапке он будет прорываться к скважинам, расположенным недалеко от газонефтяного контакта. Прорыв же газа в скважины будет способствовать бесполезному расходу газовой энергии при одновременном уменьшении притока нефти.

Для увеличения коэффициента нефтеотдачи залежи с газонапорным режимом в повышенную ее часть следует нагнетать с поверхности газ, что позволит поддержать, а иногда восстановить пластовую энергию.

Газовый режим (режим растворенного газа) характерен для залежей с пологим падением пластов при отсутствии свободного газа и без напора краевой воды.

Высокий темп отбора жидкости даже при наличии в залежи краевых вод или газовой шапки также способствует проявлению газового режима, так как в этом случае вода или газ не успевают занять часть освобожденного нефтью объема и уже не играют роли активной напорной силы, оттесняющей нефть к скважинам.

Основной движущей силой при режиме, как уже говорилось, является газ, растворенный в нефти или рассеянный в виде мельчайших пузырьков в пласте вместе с нефтью. Со снижением давления в пласте газ начинает выделяться из нефти, отдельные пузырьки его расширяются в объеме и выталкивают нефть из порового пространства в зоны пониженного давления, т. е. к забоям эксплуатационных скважин.

Такой процесс вытеснения нефти при отсутствии других действующих в пласте сил характеризуется весьма малой эффективностью по следующим причинам: во-первых, количество газа в пласте, растворенного в нефти, ограничено; во-вторых, при снижении давления в залежи большие количества газа вхолостую проскальзывают к сважинам, не производя полезной работы по проталкиванию нефти. Это объясняется тем, что вязкость газа намного ниже вязкости нефти и пузырьки газа в своем движении к забоям скважин обгоняют капельки нефти.

Эффективность расходования пластовой энергии при газовых режимах характеризуется газовым фактором — количеством газа, приведенном к нормальным условиям, приходящимся на 1 т извлекаемой нефти.

В процессе эксплуатации нефтяной залежи, характеризующейся режимом растворенного газа, наблюдается непрерывное снижение пластового давления и увеличение газового фактора, что указывает на неэкономичное расходование пластовой энергии. Коэффициенты нефтеотдачи при этом режиме наиболее низкие и, как показывают экспериментальные данные, составляют 0,15—0,30,

Для восполнения пластовой энергии в нефтяных залежах, разрабатываемых на режиме растворенного газа, необходимо применять методы искусственного поддержания пластового давления путем закачки в залежь воды или газа.

Рассмотрим еще один источник пластовой энергии — силу тяжести.

Все нефтесодержащие породы залегают под некоторым углом к горизонтальной площади. Поэтому находящаяся в них нефть под действием силы тяжести стремится переместиться вниз по падению пластов. Чем больше угол наклона пласта, тем большей энергией силы тяжести обладает заключающаяся в нем нефть.

Энергия напора, возникающего вследствие проявления силы тяжести, оказывается иногда единственным видом энергии, продвигающей нефть к забоям нефтяных скважин. Режим дренирования таких залежей называется гравитационным.

Энергия силы тяжести имеет практическое значение в поздней стадии разработки нефтяных месторождений закрытого типа, когда энергия упругости газа уже израсходована и прекратилось продвижение контурных вод.

Нефтяная залежь редко разрабатывается на каком-либо одном режиме в течение всего периода ее эксплуатации. Так, например, месторождения с водонапорным режимом, разрабатываемые за счет лишь естественной энергии пласта, при высоких отборах могут перейти на режим растворенного газа.

В некоторых месторождениях различные их участки могут эксплуатироваться на различных режимах: например, нефть в краевые скважины может вытесняться за счет напора контурных вод, а внутренние области пласта могут дренироваться за счет энергии газовой шапки или истощения энергии растворенного в нефти газа.

Газовые залежи могут эксплуатироваться при водонапорном, газовом и смешанном режимах.

studfiles.net

ДРЕНАЖ (а. drainage; н. Dranage, Dranung; ф. drainage, assechement; и. drenaje, avenamiento) — способ осушения территорий месторождений полезных ископаемых, массивов горных пород путём сбора и отвода подземных гравитационных вод в естественные понижения (реки, озёра и т.п.) или искусственные сооружения (каналы, горные выработки и др.).

В горном деле дренаж применяется для защиты шахт и карьеров от подземных вод путём перехвата их при помощи дренажных устройств в период строительства и эксплуатации горных предприятий. Дренажные устройства разделяются на поверхностные, подземные и комбинированные. К поверхностным относятся вертикальные водопонижающие и водопоглощающие скважины, горизонтальные дренажные скважины, иглофильтровые установки и опережающие поверхностные траншеи, к подземным — дренажные штреки, сквозные фильтры, восстающие скважины, водопонижающие колодцы, а также опережающие выработки (горизонтальные и наклонные скважины). Комбинированные дренажные устройства включают комплекс поверхностных и подземных выработок. Дренажные устройства по схеме расположения в плане разделяются на кустовые, линейные, контурные, сетчатые, а в разрезе — на одногоризонтные и многогоризонтные, коллекторные и бесколлекторные (рис.); по срокам сооружения — на опережающие, параллельные и совмещённые; по срокам службы — на стабильные и скользящие (вслед за подвиганием забоя).

Водопонижающие скважины (диаметром 200-800 мм) проходят для снижения уровня (напора) в водоносных горизонтах, залегающих на глубине 25- 500 м, мощностью свыше 10 м, с коэффициент фильтрации более 1 м/сутки и их бурят до подошвы горизонта, при пересечении горизонта устанавливают фильтры или перфорированнные трубы (в трещиноватых породах). После прокачки и очистки (обычно эрлифтом) скважина оборудуется погружным насосом. Водопоглощающие скважины сооружают для перепуска воды из верхних горизонтов с низкими фильтрационными свойствами в нижние с более высокими фильтрационными свойствами, когда величина напора воды в нижнем горизонте ниже уровня залегания толщи разрабатываемых полезных ископаемых. Разность уровней в дренируемом и поглощающем горизонтах поддерживается обычно водопонижающими скважинами. По конструкции водопоглощающие скважины аналогичны водопонижающим.

Горизонтальные дренажные скважины (диаметр 50-300 мм) сооружают для самотёчного осушения уступов карьеров в песчаных породах. Их длина достигает 50-100 м. Иглофильтровые установки применяют для временного и локального понижения уровня подземных вод в песчаных и песчано-глинистых породах с коэффициентом фильтрации 0,2-0,3 м/сутки. Передвижные и лёгкие иглофильтровые установки позволяют снизить уровень воды до 7-8 м, а эжекторные — до 24 м. Опережающие траншеи сооружаются для снижения уровня воды в маломощных (до 10 м) и не глубоко (до 15 м) залегающих водоносных горизонтах при помощи специальных траншейных экскаваторов. Откачка воды из траншей производится центробежными насосами низкого давления. Дренажные штреки предназначены для дренажа полезных ископаемых и водоносных горизонтов, расположенных вблизи кровли и почвы полезных ископаемых дренаж осуществляется через стенки выработок, естественные трещины и тектонические нарушения, а при наличии водоупорных пород (мощностью более 2-3 м) в кровле и почве полезных ископаемых — с помощью дренажных скважин.

Дренажные штреки сооружаются на карьерах со сложными гидрогеологическими условиями; на шахтах обычно роль дренажных штреков выполняют подготовительные выработки. Сквозные фильтры — скважины диаметром 100-500 мм, пробуренные с земной поверхности до кровли подземной выработки (или дренажного штрека), обсаженные трубами, оборудованные фильтрами в интервале водоносных пород; предназначены для дренажа водоносных горизонтов мощностью более 15 м, залегающих над полезными ископаемыми на расстоянии свыше 30 м. Восстающие скважины (диаметром 50-125 мм) проходят из подземных горных выработок и оборудуют фильтрами в интервале водоносных горизонтов. Их применяют для дренажа водоносных горизонтов, залегающих на расстоянии 2-30 м от кровли выработок.

Водопонижающие колодцы — вертикальные горные выработки, служащие для снижения напора в водоносных горизонтах, залегающих ниже подошвы выработок, закладывают на пониженных участках почвы выработок. Откачка воды из них осуществляется центробежными насосами. Опережающие скважины (диаметром 70-200 мм) проводят из подземных выработок в направлении обводнённых участков, содержащих напорные воды, с целью предупреждения внезапных прорывов воды в подготовительные и очистные выработки, а также предварительного дренажа обводнённых пород, залегающих впереди фронта горных работ. Для повышения эффективности работы дренажных устройств и увеличения темпов осушения месторождений полезных ископаемых разработаны различные способы интенсификации дренажа. В скальных породах для интенсификации работы дренажных устройств применяют гидравлический разрыв пласта, Торпедирование скважин и их прострел, проходят многозабойные скважины; в карбонатных породах используют также кислотную обработку скважин.

Многозабойные скважины (наклонные или горизонтальные) сооружаются из основного вертикального ствола диаметром 600-700 мм, благодаря чему увеличивается водозахватная поверхность скважины. В песчаных породах увеличение дебита скважины осуществляется с помощью физических методов — вакуумирования скважин, нагнетания воздуха в водоносный горизонт, электроосмоса, а также методов, основанных на увеличении водозахватной поверхности скважины — путём проходки скважины большого диаметра, принудительного размыва песка водой и заполнения образовавшихся полостей гравием, создания суффозионных дренажных каверн, проходки лучевых скважин. Нагнетание сжатого воздуха применяется для интенсификации дренажа напорных водоносных горизонтов однородного строения, имеющих коэффициент фильтрации 0,5-10,0 м/сутки и перекрытых выдержанными слоями водоупорных пород. Физические методы интенсификации используют обычно на небольших участках и главным образом для снижения остаточных уровней подземных вод. Электроосмотический способ увеличивает дебит скважины за счёт движения воды к металлическому фильтру скважины при создании постоянного электрического поля в обводнённых песках. При этом дренажные скважины являются катодами, а специальные трубы, закладываемые в массив между дренажными скважинами, — анодами. Наибольший эффект этот способ даёт в обводнённых песчанистых глинах, суглинках, супесях и частично в пылеватых песках с коэффициентом фильтрации от 0,000001 до 0,5 м/сутки. Методы, основанные на увеличении водозахватной способности скважины, в отличие от физических методов, могут широко применяться для увеличения эффективности дренажных устройств на больших участках шахтных и карьерных полей.

Проходка скважины большого диаметра (до 500-700 мм) осуществляется по водонасыщенным пескам с расчётом обеспечения не менее чем 100 мм слоя зафильтровой обсыпки. Для интенсификации осушения мелкозернистых песков (глубина до 70 м) водоносный горизонт проходят с обсадными трубами и скважинами, в которые опускают колонну труб с проволочным фильтром меньшего диаметра. Затем обсадные трубы постепенно поднимают и образовавшуюся полость через межтрубное пространство засыпают разнозернистым гравием. Такие скважины имеют большой срок службы, а дебит их в 2-7 раз превышает дебит скважин с сетчатыми фильтрами. Образование суффозионных дренажных каверн производится за счёт разрушения и выноса песка из вскрытых водоносных горизонтов подземным потоком, а управление процессом развития суффозии — за счёт извлечения сетчатого щелевого или дырчатого фильтра и контроля за выносом песка в подземную выработку. Этот метод применяется в песках с коэффициентом фильтрации 0,3-10 м/сутки. При объёме каверн 0,6 м дебит скважины увеличивается более чем в 4 раза. Проходка лучевых скважин диаметром до 80 мм и длиной до 50 м производится из вертикальных скважинах диаметром 500-800 мм у подошвы обводнённых песков, что увеличивает дебит дренажных скважин в 5-10 раз. Применяются также методы декольматации фильтров (гидравлический удар и др.), осуществляемые при помощи различных устройств.

Дренажные системы по сравнению с барражом не исключают попадания (проскока) подземных вод через заградительный контур в горные выработки; величина проскока воды, например, на некоторых шахтах и карьерах достигает 40-50% динамического потока. Средние затраты на дренаж водоносных пород в карьерах, расположенных в сложных гидрогеологических условиях, составляют 15-20% от общих вложений в их строительство и эксплуатацию. Длительный дренаж водоносных горизонтов приводит к нарушению гидравлических и гидрохимических режимов подземных и поверхностных вод в районах эксплуатации месторождений (снижение уровня подземных вод в радиусе нескольких десятков километров и появление депрессионных воронок, истощение водных ресурсов, загрязнение поверхностных водотоков и водоёмов шахтными и карьерными водами), к изменению природного ландшафта на огромной территории и т.д. Эффективность дренажа на шахтах и в карьерах устанавливается соответствующими гидрогеологическими расчётами, окончательный выбор способа производится на основе технико-экономического сравнения нескольких вариантов.

Для осушения торфяных месторождений применяется трубчатый и беструбчатый (щелевой) дренаж в сочетании с открытой сетью осушительных каналов. Трубчатый дренаж осуществляют при влажности торфяной залежи не более 91,5% узкотраншейным способом на глубине 1,5-2,5 м. Длина отдельной трубчатой дрены 125-250 м, диаметр 40-110 мм. Вода сбрасывается в открытые коллекторные (валовые) каналы. Беструбчатый (щелевой) дренаж применяется при влажности торфяной залежи до 90% и пнистости дренируемого слоя до 3%. Дренаж закладывается с постоянной глубиной (до 1 м) и уклоном 0,02-0,03. Для беструбчатого дренажа сооружается узкая (до 150 мм) прямоугольная щель, которая закрывается сверху на 0,2-0,3 м. Сброс воды производится в открытые регулирующие (картовые) каналы. Расстояния между дренами при применении дренажа 5х10 м. Сопряжение в плане отдельных дрен с отводящими воду каналами (коллекторными, валовыми, картовыми) проводится под прямым углом. Трубчатый и беструбчатый дренаж на разрабатываемых торфяных месторождениях периодически перезакладывается, срок действия трубчатого дренажа до 5 лет, беструбчатого — 2 года. Дренаж торфяных месторождений обеспечивает равномерное понижение уровней грунтовых вод, снижает капиллярное подпитывание разрабатываемого слоя и способствует уменьшению длительности перерывов в добыче торфа после выпадения дождя.

www.mining-enc.ru

Дренажная скважина поможет решить проблему грунтовых вод

Многие владельцы загородных участков сталкиваются с проблемой грунтовых вод. Если количество выпадающих осадков больше, чем земля может поглотить, вода может представлять собой опасность — подтапливать фундамент дома, подвалов, погребов, что впоследствии приведет к их разрушению или неполноценному использованию. Регионы, которые подвержены таким затоплениям, должны быть обеспечены водоотводящими сооружениями. Именно дренажная скважина является одной из способов водоотвода, благодаря которой с поверхности уходит лишняя влага вниз. Дренаж – это способ высушивания определенной территории путем сбора и отвода подземных вод в естественные (реки) или искусственные (каналы) понижения.

Дренажная скважина бывает нескольких видов:

• горизонтальная — скважина в виде системы соединенных желобов в горизонтальном расположении (траншеи);
• вертикальная – скважина со специальным дренажным насосом (колодец);
• комбинированная – в виде горизонтального дренажа в соединении с колодцами, поглощающими излишнюю влагу.

Дренажная скважина для водоотвода является отличным способом избежать подтопления и размытия фундаментов строений, сырости в подвальных помещениях и защитить деревья на садовом участке.

Поглотительная скважина – это дренажное сооружение, предназначенное для осушения водоносных поверхностей, путем водоотвода из них самотеком по скважине в специальное место понижения. Водопоглотительные скважины осуществляют функции водопонизительного сооружения. Именно они помогают избежать подтопления и уберечь помещение от сырости.

Для того чтобы сделать поглотительную скважину на дренаж, необходимо:

• изучить грунт по всему участку и определить, какая глубина слоев грунта, способных принимать воду. Важно помнить, что если поверхность глиняная, то конструкцию нужно изготовлять довольно глубокую.
• Строить конструкцию нужно в далеком от различных построек месте.
• Конструкция должна быть больше глубины промерзания грунта.
• Необходимо учитывать, что чем меньше будет глубина водопоглащаемости грунта, тем больше и шире должна быть конструкция.
• Внизу также важно создать фильтровальную систему, которая может быть создана из гравия или щебня.

Основная функция данной конструкции – передавать собранную воду в грунт на большой глубине.

Инструкция по созданию дренажных скважин

Бурение дренажных скважин необходимо для того, чтобы осушить высокие грунтовые воды и избавиться от излишней влаги. Это считается одним из наиболее эффективных способов обсушивания земли и предупреждения излишнего скопления поверхностных или подземных вод.

Этот процесс выполняют двумя способами: если скважина будет на мягких породах, можно пройтись вручную, а если на твердых – нужно будет использовать перфоратор. В случае бурения по рыхлому грунту, стараются провести его с одновременным креплением участков с неустойчивыми породами трубами, что приведет к увеличению исходного диаметра бурения. Материалом для подобных труб выступает высокопрочная пластмасса. Главный инструмент, который также используют во время бурения, это дренажный насос.

В место впадения воды в скважине следует закрепить кондуктор, который обеспечит изоляцию затрубного пространства и позволит применить превенторное устройство. Его применение при бурении позволит вскрыть водоносные горизонты с гидростатическим давлением до 20 атм.

Для того, чтобы соорудить дренажную скважину своими руками и отвести потоки грунтовых вод в грунт подальше от строений, необходимо провести дренажные работы. Но перед этим обязательно нужно изучить особенности грунта.

Сначала нужно в водоупорных слоях просверлить несколько скважин, по которым поверхностная вода сможет стекать вниз. Бурение нужно проводить на глубину самых проблемных верхних водоупорных слоев, не доходя уже до самой воды. В противном случае, в источник питьевой воды будет попадать нефильтрованная поверхностная вода, вследствие чего, в дальнейшем нельзя будет использовать эту воду для питья.

Пробурив скважину, необходимо оградить ее от затягивания песком и заиливания. Для этого нужно создать чехол на всю глубину скважины и чуть больше самого диаметра скважины. Чехол должен быть из незагнивающей ткани, которую можно прикрепить скобами к деревянной рейке до засыпки скважины щебнем.

Далее засыпаем внутрь чехла промытый щебень до самого верха. Если в скважине есть дренажная труба, то засыпать ее не нужно. После этого необходимо накрыть скважину водонепроницаемой пленкой ПВХ и присыпать землей. Так, грунтовые воды не будут опасными для построек.

Как бороться с затоплением подвалов?

Появление воды в подвале является серьезной проблемой, так как его затопление влияет на устойчивость всего дома. Если вода попадает внутрь погреба по стыках или щелях, необходимо провести работы по борьбе с затоплением водой.

Устройство дренажной скважины в подвале – это одна из технологий борьбы с водой, которая поможет перенаправить потоки воды вниз к материковым пескам. Для этого необходимо выкопать траншею глубиной и шириной по 40 см. Скважины делаются до уровня слоя песка на расстоянии между собой в 2 м. Глубина скважины определяется глубиной самого подвала. Для ограждения отверстий скважин подойдет металлическая решетка. Далее следует монтаж дренажных труб диаметром в 40 см. Эти пластиковые трубы и дно траншеи нужно завернуть в геоткань, а сверху засыпать гравием. Трубы следует устанавливать так, чтобы их верхний край выглядывал за нижний уровень стены погреба.

Если подвал размещен на большой территории, сооружают внутреннюю систему дренажа. Сначала выкапывают траншею по всему периметру погреба глубиной до 50 см. Дно засыпают гравием на 20 см, утрамбовывают и укладывают трубы, обмотанные геотканью. Их засыпают песком до уровня грунта. Таким образом, вода собирается и стекает в дренажный колодец, который должен быть в самом низком месте подвала. Его стены бетонируются, а внутрь помещается дренажный насос, который откачивает лишнюю воду. По трубам или шлангам она переходит в специально отведенное место.

Для того, чтобы предотвратить затопление фундаментов строений, подвальных помещений, садовых участков, необходимо принимать меры. Создание дренажных скважин является лучшим методом в борьбе с излишними водными потоками.

Поделитесь с друзьями:

Дренажная скважина своими руками – защищаем участок от верховодки

Высокий уровень грунтовых вод приносит массу неудобств владельцам загородных участков. В таких условиях очень сложно выращивать корнеплоды и осуществлять их хранение в погребах, которые периодически подвергаются затоплению. Кроме того, повышенный уровень влажности негативно воздействует на строительные объекты, разрушая фундаменты. В этой ситуации настоящим спасением является дренажная скважина, которая способствует быстрому удалению верховодки и нормализует влагосодержание на участке.

Содержание

Для начала следует различать такие понятия, как постоянный водоносный горизонт и верховодка. Первое явление необходимо воспринимать как данность, поскольку сделать с ним что-то вряд ли получится. А вот бороться с верховодкой, образовавшейся в результате обильных осадков или таяния снега, вполне реально. Чтобы выработать наиболее оптимальный способ устранения данной проблемы, нужно иметь достаточные знания о структуре почвы в конкретной местности и причине большого объема поверхностных вод.

Как известно, грунт обладает неоднородной структурой, где каждый слой имеет разную водопроницаемость. К более проницаемым слоям относятся песчаные грунты, к менее проницаемым – глина и суглинок.

Размещение грунтовых слоев и водоносных горизонтов

Попадая в грунт в результате атмосферных осадков, вода устремляется вниз до первого водоупорного слоя, образуя так называемые линзы недалеко от поверхности. Постепенно влага просачивается сквозь слабопроницаемые грунтовые слои и насыщает нижние водоносные горизонты. Именно для ускорения данного процесса и применяются дренажные скважины, разрезающие водоупорный слой и способствующие быстрому уходу поверхностных вод.

Если на участке находится преимущественно песчаный слой, тогда верховодка будет приносить вред не более 2-х месяцев в году – вовремя ливневых дождей и паводков. Тем не менеедаже за такой промежуток времени высокая вода доставит хозяевам территории немало хлопот, подмывая фундамент и затапливая подвальные помещения.

В случае преобладания глинистого грунта поверхностные воды будут создавать неприятности на протяжении круглого года. В такой ситуациивлагазначительно пропитывает почву, затрудняя не только выращивание различных культур, но и строительные работы.

Обратите внимание. В процессе замерзания вода расширятся на 10%.Поэтому зимой пропитанная влагой почва может нарушить целостность фундамента.

Последствия процесса замерзания влаги в грунте

Чтобы существенно облегчить жизнь на загородном участке, необходимо как можно раньше заняться дренажем, разместив по периметру несколько дренажных скважин.Во время выполнения таких работ следует придерживаться определенных правил, которые позволят создать эффективную дренажную систему, не нарушая при этом общую структуру грунта и не влияя на качество грунтовых вод.

Существует распространенное заблуждение, что дренажную скважину нужно бурить на глубину постоянного водоносного горизонта, чтобы вода как можно быстрее уходила вниз. Не стоит забывать, что грунтовые слои выступают в роли естественного фильтра, очищая поверхностные воды от различных загрязнителей перед их попаданием в подземные водоносные слои. Для того чтобы сделать качественный дренаж, достаточно разрезать первый водоупорный слой, не нарушая общую фильтрационную структуру. Таким образом, влага будет быстрее впитываться в грунт, а грунтовые воды не пострадают от поверхностных стоков.

По мнению специалистов, скважина создаетгидроконус, обладающий 45-градусным углом раскрытия относительно вертикали. И хотя такие данные являются достаточно условными, с их помощью можно определить приблизительную территорию захвата и, соответственно, оптимальные точки расположения дренажа. Зная, на какую глубину будет буриться дренажная скважина, можно рассчитать площадь основания условного гидроконуса.

Пример расчета. При углах раскрытия 45° высота конуса (в нашем случае – глубина отверстия) равна радиусу осушаемой территории. Если взять глубину отверстия равной 2 м, тогдарадиус основания будет также равен 2 м. Исходя из этого, можно рассчитать площадьтерритории (S=πR²), которая будет равняться 12,56 м².

Гидроконус: h–глубинадренажной скважины, r — радиус осушаемой территории

Обычно дренаж размещают по периметру земельного участка, который требует осушения.Для защиты строительных объектов отверстия бурятся под фундаментом или в непосредственной близости от него.

Расположение дренажных точек

Для бурения дренажной скважины используют малогабаритные буровые установки, работающие по ударному или вращательному (роторному) принципу.

Ударно-канатное оборудование имеет достаточно простую конструкцию, состоящую из опорной рамы (треноги) и рабочего инструмента (патрона). Тяжелый патрон подвешивается на канате и бросается вниз, забирая часть грунта. Однако учитывая создаваемую вибрационную нагрузку во время рабочего процесса, данный метод не подходит для бурения скважины вблизи готового фундамента.

Для буровых работ, безопасных для построенных объектов, применяются буры вращательного типа. Подобное бурение можно осуществлять вручную или использовать МГБУ. Второй вариант, конечно, более затратный в финансовом плане, но зато позволяет обустроить дренаж на участке за минимально короткие сроки.

МГБУ для роторного бурения

Как уже отмечалось, бурить нужно не до водоносного горизонта, а на минимально требуемую глубину. Чтобы определить точную глубину, предварительно делается разведочное бурение, которое позволяет изучить разрез грунта и узнать расположение водоупорного слоя. При этом диаметр скважины не имеет большого значения. Даже 100-миллиметровое отверстие способно обеспечить достаточный отвод воды.

Чтобы обустроитьдренажную скважину своими руками, понадобятся следующие материалы:

• керамзит или щебень;
• стеклоткань или полипропиленовая ткань;
• деревянная рейка;
• ПВХ-пленка.

Работы выполняются следующим образом:

1. Пробуренную скважину нужно защитить от ила и песка. Для этого на всю глубину изготавливается чулок из полипропиленовой ткани, который для придания ему формы крепится к деревянной рейке с помощью скоб.
2. Чулок заполняется промытым щебнем или керамзитом. Это идеальный материал для таких целей, учитывая его абсолютную водопроницаемость.
3. Сверху скважина закрывается куском водонепроницаемой пленки ПВХ и засыпается землей.

Совет. Вместо чулка со щебнем можно использовать специальную дренажную трубу. В этом случае стоимость работ будет несколько выше, однако они пройдут гораздо быстрее.

Простой дренаж участка

Обустройство дренажной системы – серьезное мероприятие, которое не всегда можно выполнить самостоятельно. Если на небольшом участке пробурить несколько дренажных скважин своими руками вполне возможно, то защитить от верховодки большую территорию таким способом достаточно сложно.

Для крупных усадьб, как правило, оборудуют целые системы, состоящие из траншей с дренажными трубами, смотровых колодцев и коллекторов для сбора и удаления воды. Кроме того, глубина дренажной скважины в некоторых местностях может достигать 12 м, что затрудняет осуществление буровых работ подручными средствами и требует применения специализированной техники.

Перед осуществлением подобных работ специалисты делают геодезический план участка, где отмечается рельеф и структура грунта. В соответствии с данным планом создается дренаж территории – от наиболее высокой точки до самой низкой.

Полноценный дренаж участка

Осушить небольшуютерриторию, которая периодически испытывает проблемы с верховодкой, можно без посторонней помощи, пробурив в нескольких местахдренажные скважины. Однако для организации качественного дренажа на большомучастке лучше пригласить специалистов.

Рекомендуем похожие статьи

Локальная канализация загородного дома своими руками — сложно, но возможно

Дренажная скважина как самостоятельный объект и вкупе с колодцем

Дренажная скважина призвана отвести лишнюю влагу вниз, в песок. Еще одна ее «опция» — вместить колодец, выполняющий, помимо отвода жидкости, еще несколько функций. Скважина может быть без колодца. Некоторые колодцы могут обойтись без скважин. Можно ли в принципе обойтись без водоотводящего сооружения? Можно — в Сахаре, в максимальной удаленности от оазиса. В противном случае осадки, выпадающие гораздо интенсивнее, чем земля изволит их пропускать, подтопят фундамент, и прелестный домик с течением времени если и не превратится в карточный, то сложится не менее успешно.

Содержание

Глубина бурения дренажной скважины не нормируется издали: она напрямую зависит от толщины глинистого пласта на конкретном участке. Наиболее часто бурят на 4 м вглубь, но если вы возьмете «часто» за основу, вполне вероятны неприятные сюрпризы.

Толщина пласта может кардинально различаться даже на соседних участках. Если ваш сосед пробурил свои дренажные скважины на 4 м, это вовсе не означает, что вам тоже нужны эти 4 м. Может быть, понадобится больше, а может — меньше: пласт глины бывает и 2-метровым, и 6-метровым. Обратите внимание на высоту готовых колодцев (их много в продаже, красивых и разных) — она начинается с метра. Конструкции предлагают сборные (детали соединяют муфтами).

Определить нужную глубину дренажной скважины можно по результатам геологических исследований, а можно самостоятельно пробурить до песка, периодически поглядывая на выносимую породу, не кончилась ли глина (шнек отлично поставляет керн наверх). Есть одно но: специалисты сходу определят обводненность песка, а самостоятельно это затруднительно. В итоге может получиться, что вода не будет уходить, то есть все труды с приложением своих рук окажутся напрасными.

1. Бурим. Буром с диаметром 200 мм (как пример). Проходим сквозь пласт глины — и в глубь еще на метр-два, в песок.
2. В трубе ПВХ (диаметр — 160 мм) сверлим снизу и сверху отверстия (в шахматном порядке по всей поверхности): снизу на метровую высоту (если заглублять в песок на два метра, то надо делать отверстия на 1.5 м), сверху — на 35 см.
3. Опускаем трубу в скважину.
4. Заглубляем трубу (копаем яму небольшую) с таким расчетом, чтобы просверленные 35 см оставались снаружи.
5. Засыпаем затрубное пространство песком/щебнем.
6. Чтобы вода не уходила в глину через затрубное пространство, а поступала в скважину через отверстия, устраиваем отмостку — бетонируем участок вокруг трубы.
7. Трубу засыпаем песком или щебнем.
8. Закрываем глухой крышкой (чтобы дождевая вода не попадала в скважину и не перегружала ее).

Схема скважины (2 м вглубь песка)

На обустройство сооружения своими руками уйдет максимум 2 дня. Способ этот годен, только если на участке нет дренажной системы. Когда она есть, функциональность дренажной скважины повышается.

Конструкция представляет собой бездонный стакан (если просто) — к нему подключены дрены (дренажные трубы).

Есть несколько видов дренажных колодцев, выполняющих определенные функции:

1. Поворотные обустраивают на поворотах труб и по углам строения (если система пристенная) для упрощения доступа к дренам в случае их засора.
2. Ревизионные используют для проверки работоспособности трубопровода и ее восстановления. Это конструкции крупного размера (внутри спокойно размещается человек), их располагают в точках схождения труб, на прямых участках расстоянием около 20 м. Бывает, что ревизионный заменяет поворотный.
3. Поглотительные служат для отвода всей жидкости, поступающей по дренам. На дне — щебень, кирпичная крошка (чтобы вода легко уходила в песочный пласт).
4. Накопительные применяют для сбора поступающей по дренам жидкости в целях ее дальнейшего использования в поливе. Когда орошение не требуется, накопленную воду откачивают дренажным насосом. Накопительные в основном использует на грунтах с низкой пропускной способностью.

Колодец с насосом

Сделать его своими руками, как и дренажную скважину, не так уж сложно. На первом этапе проводим земляные работы: копаем котлован или бурим скважину, прокладываем траншеи для дрен (на дно обычно помещают геотекстиль).

1. Ставим соответствующие отметки на стенках трубы, по отметкам делаем отверстия для дрен.
2. На дне котлована/скважины устраиваем подушку (песок/бетон).
3. Опускаем конструкцию в скважину/котлован.
4. Подсоединяем дрены с использованием уплотнителей и герметиков.
5. Оборудуем колодец люком.
6. Уничтожаем затрубное пространство скважины путем засыпки в него грунта, щебня, песка.
7. Устраиваем отмостку (можно проложить геотекстилем), то есть бетонируем засыпанный зазор и пространство вокруг него (по аналогии с водозаборным).

Конструкция с подключенными дренами

Есть еще один вид колодцев — фильтрующий: конструкция не требует скважины вообще, потому о ней вкратце.

Фильтрующий дренажный колодец прост как 3 копейки: вода поступает в него самотеком и просачивается сквозь щебень дна. Естественно, конструкция (ее делают из бетона, пластика, кирпича и даже из автопокрышек — кто во что горазд) заглубленная.

Сам колодец прост, но требователен: размещают его ниже точки промерзания, но выше уровня грунтовых вод, при этом в глине делать его нельзя. Если грунтовые воды залегают высоко, устроить фильтрующий колодец тоже не получится.

Схема основательных колодцев круглогодичного использования

Совет: прежде чем окунаться с головой в дренажный ассортимент, оглянитесь вокруг — это поможет не выбросить деньги зря.

Здесь, как в анекдоте:

— Иду, гляжу — коронка Bosch, и вдруг за 3200…

— Бабушка, а бабушка, это не коронка Bosch, а специальная фреза исключительно для дренажных колодцев, 3200 стоит, а к ней направляющий элемент за 620 р.

— Ну я и говорю, иду гляжу — специальная фреза исключительно для дренажных колодцев, 3200 стоит, а к ней направляющий элемент за 620 р, подозрительно на стандартное сверло похожий, а присмотрелась — коронка Bosch за 700 р.

Будьте внимательны, господа Самоделкины! Не дайте себя чрезмерно загрузить. Покупайте только то специальное, чему в смежных и не слишком-то смежных областях аналогов на самом деле нет.

Рекомендуем похожие статьи

• Обустройство кессона для скважины своими руками из бетона и кирпича или установка готового модуля
• Как сделать абиссинскую скважину своими руками – простое решение вопроса водоснабжения участка
• Четыре эффективных способа самому пробурить скважину для воды с минимальными затратами

Навигация по статьям

Статьи о водоснабжении

• Насосное оборудование для дома и дачи: параметры и правила выбора
• Исследование водоносных горизонтов на участке с помощью приборов для поиска воды
• Автоматика для скважины: своими руками или с помощью профессионалов
• Бурение скважин малогабаритной техникой: питьевая вода на участке за 10 часов
• Как сделать дренажный насос максимально эффективным в эксплуатации

• Ремонт дренажного насоса: какие неисправности можно устранить своими руками
• Почему погружной насос не качает воду при работающем моторе: 7 основных причин
• Дренажный насос гудит, но не качает воду – причины и устранение неисправности
• Технология монтажа поверхностного насоса: подключение к водопроводу и системам полива
• Как собрать насосную станцию с погружным насосом: схемы и 8 полезных советов

И ответы нашего эксперта

Источники: http://stroy-king.ru/drenazhnaya-skvazhina-pomozhet-reshit-problemu-gruntovyx-vod.html, http://strmnt.com/dom/comm/d-water/drenazhnaya-skvazhina-svoimi-rukami.html, http://aqua-guru.ru/skvazhina/drenazhnaya-skvazhina.html

rusbyr.ru