Из чего состоит скважина

Конструкция скважины на воду — это, пожалуй, самый важный после выбора водоносного горизонта, параметр. От нее зависит объем воды, который Вы сможете получить и долговечность Вашего водозабора.

Скважина состоит из обсадной колонны, фильтра и отстойника. Может еще добавляться водоподъемная колонна, но это только в том случае, если Вы используете промышленный насос центробежного типа. Подъем воды по шлангу или легким трубам в этом случае не получится. Вот основные моменты, на которые строит обратить внимание.

1. Конструкция обсадной колонны.

садная колонна — это часть скважины от поверхности до фильтра. Это трубы, герметично (в идеале) соединенные между собой. Если у Вас не грунтовые воды, а, скажем, третий от поверхности горизонт, то таких колонн будет три. Сначала бурится первая колонна до первого горизонта и изолирует его, потом вторая внутри первой и т.д. Их задача не дать заплыть стволу скважины и не пропустить не нужную Вам воду внутрь. Затрубное пространство между колоннами обязательно цементируется.

2. Фильтр (рабочая часть) — самая важная часть скважины. Это отрезок трубы, размещенный в водоносном горизонте, через который в скважину поступает вода. Его конструкция зависит от водовмещающих пород. Если это известняк или другой скальный и полускальный грунт — можно спокойно ставить обычную перфорированную трубу, а некоторых случаях вообще обходятся без трубы. А вот если песок или иной дисперсный грунт (например, щебень или галечник), то здесь возможно масса вариантов. Конечно лучше, если специалист выбирает тип фильтра, а если его нет в бригаде?

Обычно делается фильтр с щелевой перфорацией и гравийной обсыпкой. Размер частиц обсыпки зависит от размера частиц водовмещающих пород. Толщина обсыпки тоже. Еще применяют проволочную обмотку, диаметр проволоки также зависит от размера частиц. Наконец, возможно комплексирование этих конструкций или применение сетчатой обмотки тоже с обсыпкой. Это не просто и часто буровики просто ленятся или не умеют делать как положено. Итог — через пару лет скважина заполняется песком и приходится бурить новую… Подробнее о конструкциях и типах фильтров можно посмотреть здесь.

Длина фильтра обычно составляет 3-5 м, но может быть и больше, все зависит от мощности горизонта и требуемого объема воды. Желательно, если горизонт маломощный (6-8 м), делать фильтр на весь горизонт, но ни в коем случае он не должен выходить за его пределы. Тогда в скважину пойдут глинистые частицы от водоупора, против которых любой фильтр бессилен.

3. Отстойник — нижняя часть скважины, обычно 2-3 м длиной. Низ обязательно должен быть затампонирован. В него будут оседать мелкие частицы грунта, которые фильтр неизбежно пропустит.

4. Диаметр скважины должен быть оптимальным, чтобы в него свободно помещался насос. Стандарт — 127 мм. Чем больше диаметр — тем больше воды будет приходить в скважину, но от него зависит цена на бурение.

5. Материал труб — вопрос сложный. Раньше делали только железные, но с появлением пластиковых труб многие предпочитают именно их. Да, они долговечнее, не ржавеют, но их недостатком является неплотное соединение между трубами и ограничение по конструкции самой скважины. Идеальный вариант — это комплекс из стальных труб снаружи и пластика внутри, но цена, естественно, будет выше.

Главная—>Подземные воды—>Конструкция скважины

Источник: sprosigeologa.ru

Схема и принцип работы

Я уже писал о преимуществах и недостатках скважин и даже составил таблицу для сравнительного анализа. Предлагаю рассмотреть схемы и принцип работы самых популярных из них.

Скважина на песок

Скважина «на песок» самый простой вариант добычи воды после колодца и открытого водоёма. Она представляет собой тонкую трубу (d −100 мм), погруженную в грунт на глубину 15-30 м. На конце трубы находится сетка из нержавеющей стали, выполняющая роль фильтра.

Свое название скважина получила от основного требования — водоносный слой должен находиться в песке или в песчаных смесях. Это условие не столько технологии, сколько возможностей. Сквозь рыхлый субстрат воды будет проходить легко, поэтому можно обойтись простым насосом.

Скважина игла

Этот вариант скважины получил ещё название абиссинского колодца. Скважина игла проще, чем скважина на песок, но во многом с ней похожа. Кроме простоты и дешевизны абиссинский колодец выгодно отличается тем, что с его помощью можно качать очень чистую воду. Игла берёт воду, пропущенную через песок, в то время как скважина «на песок» качает воду из горизонта суглинка.

Колодцем эта скважина называется потому, что глубина забора воды у неё как и у обычного колодца. Получается, что это колодец шириной в одну трубу.

Скважину называют иглой потому, что это фактически вбитая в землю труба. Как будто в грунт ввели иглу. Несомненным достоинством такой иглы является дешевизна, быстрая установка и долгий срок службы — до 30 лет. На поверхности земли она занимает мало места, поэтому можно разместиться в подвальном помещении дома. Достают воду в такой скважине с помощью помпы или насоса.

Недостатки

• малая производительность;
• вероятность снижения запасов воды зимой или в засушливый период;
• возможность установки только на рыхлых грунтах;
• невозможность использования нескольких точек забора воды без ущерба для напора;
• вероятность заиливания при перерывах в использовании;
• отсутствие возможности подключить несколько водоразборных точек без снижения напора.

Существуют два метода устройства иглы: забивной и бурением. Забивание — просто и дёшево, но есть вероятность проскочить водоносные пласты или попасть в камень, после чего придётся начинать всё сначала. По мере продавливания трубы вниз, в неё всё время подливается вода. Когда вода начнёт уходить в грунт, можно начинать установку насоса.

Дебит воды в абиссинском колодце примерно такой же, как и в обычном (от 0,5 до 3 м³/час).

Нужно учесть

• Использовать следует металлические или пластиковые трубы на 1 или 1,5 дюйма, которые режутся на 1-2 метровые отрезки. После погружения одного отрезка производится наращивание трубы с помощью резьбовых соединений с другим отрезком.
• В качестве уплотнителя лучше используется силикон, краска, муфты.
• Диаметр наконечника трубы должен превышать диаметр самой трубы. В конце трубы должен находиться специальный фильтр. При этом наконечник и труба должны быть сделаны из одного материала.

Артезианская скважина

Артезианская скважина — это самый трудоёмкий, дорогой и в тоже время надёжный способ поднятия воды на поверхность. При этом вода достаётся из слоёв, где залегает известняк. На такую глубину обычно загрязняющие вещества не проникают. Такая скважина часто имеет несколько обсадных труб и распределяюще-запирающие устройства типа оголовка, кессона и адаптера.

Недостатки

Недостатком артезианской скважины скважины является не только цена бурения на большую глубину и необходимость оформлять разрешение, но и непредсказуемость минерального состава воды. Чаще всего вода имеет низкий уровень минерализации.

Но всегда есть вероятность добуриться до залежей с «минералкой», обладающей кислой или щелочной реакцией.

Сложность скважины зависит от того, на какую глубину бурить. На глубине 50-100 метров необходимо установить обсадную трубу диаметром 133 мм. Внизу, от известкового слоя вверх, должна располагаться вторая труба с меньшим диаметром (125 мм), в которой находится насосное оборудование. На глубину от 100 метров необходимо уже устанавливать телескопические колонны. Они составляются из труб с постоянно уменьшающимся диаметром в интервале от 133 до 125 мм.

В артезианской скважине вода поднимается под собственным напором до середины или 2/3 конструкции, поэтому на данной глубине и нужно устанавливать насосы.

Скважины делятся на однотрубные и имеющие дополнительные трубы. В последнем случае внутри металлической трубы, забитой до известкового слоя, помещается более тонкая труба пластиковая. Именно эта труба и входит в грунтовые воды. При неустойчивом грунте скважину нужно оснастить кондуктором. Это дополнительная труба, которая существенно шире обсадной трубы. Она устанавливается сверху в целях защиты обсадной трубы от чрезмерного давления. Когда артезианская скважина будет полностью готова к работе, необходимо установить кессон и оголовок.

Источник: otlad.ru

Конструкция скважины зависит от целей, геологических условий, глубины, техники бурения, метода разработки месторождения и других факторов.
Определяется глубиной начального и конечного диаметра бурения, числом, Ø и длиной спущенных обсадных колонн, толщиной их стенок, Ø различных участков ствола, углом наклона скважины или отклонением ее от вертикали.

Исходными данными при проектировании и обосновании являются:

• координаты устья;
• глубина и способ бурения;
• диаметры колонн для каждого интервала, планируемые по показателю планируемого дебита;
• данные геологоразведки конкретного региона и данные геологических разрезов;
• особенности конкретных горных пород, в аспекте методов бурения;
• наличие в пластах жидкостей и их состав;
• назначение и тип скважины;
• профиль;
• интервалы нефтегазоносных пластов;
• способы дальнейшей эксплуатации;
• значения внутрипластового давления;
• показатели давлений для определения гидравлического разрыва (ГРП).

Элементы, входящие в понятие конструкции скважины:

• обсадные колонны,
• интервалы бурения,
• интервалы цементирования,
• устье, стенки и забой скважины,
• продуктивный горизонт и зона перфорации.

Обсадные колонны — это трубы, применяемые в скважинах для изоляции ствола скважины от пластовых флюидов и укрепления стенок ствола скважины.
Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, чаще всего изготовляются из стали с 2^мя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые c раструбным концом).

Интервал бурения – это часть траектории скважины, сооруженная с помощью долота одного диаметра и преимущественно с применением одной запроектированной технологии бурения.

Интервал цементирования – это интервал, в котором цементируется конкретная обсадная колонна.
Обсадные колонны могут цементироваться до устья (в основном, направление и кондуктор) и «внахлест» с предыдущей (обычно, технические и эксплуатационные).
Для нефтяных скважин величина перекрытия предыдущей колонны – 150 м, для газовых скважин – 500 м.
Обсадные колонны разведочных скважин цементируются обычно на всю длину.

Устье скважины – верхняя, приповерхностная, часть скважины.

Забой скважины – самая нижняя часть скважины, «дно».
Стенки скважины – боковая часть цилиндрической основы скважины.
Продуктивный горизонт – пласт в разрезе, в котором находятся природные ресурсы.
Зона перфорации – часть обсадной колонны в интервале продуктивного пласта, в которой делаются отверстия для эксплуатации.

Источник: neftegaz.ru