По какому принципу классифицируют скважины на воду

МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Классификация и назначение скважинКонструкция скважинВлияние факторов на конструкцию скважинФизические процессы в призабойной зоне
Приток жидкости в скважинуГидродинамическое совершенство скважинТиповые конструкции забоев скважинОсновы вторичного вскрытия пласта
Взрывные методы перфорацииГидропескоструйная перфорация

Понятие скважины

– цилиндрическая горная выработка пространственной ориентации, диаметр которой существенно меньше ее длины, предназначенная для сообщения продуктивного горизонта с земной поверхностью.

– это приблизительно цилиндрическое сооружение в глубь Земли, включающее преимущественно вертикальную или наклонную горную выработку в непродуктивной зоне пород и соединенную с ней выработку любой направленности в продуктивной зоне горных пород, крепь в виде обсадных труб и цементных оболочек и фильтр, обеспечивающий надежную гидродинамическую связь скважины с продуктивным пластом.

Скважина создается последовательным разрушением горных пород и извлечением их на поверхность. Начало скважины называется устьем, дно скважины – забоем. Диаметр скважины находится в пределах 59. 1000 мм. При обычном бурении разрушается вся масса породы. При бурении с отбором внутреннего столбика породы (керна) разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а керн извлекается в неразрушенном состоянии для изучения геологического строения месторождения.

Классификация и назначение скважин

Целевое назначение скважин может быть различным. Все скважины, бурящиеся в целях региональных исследований, поиска, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений или залежей, подразделяются на следующие категории:

  1. Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных регионов, определения общих закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтегазонакоплений, с целью выбора наиболее перспективных направлений геолого-разведочных работ на нефть и газ.
  2. Параметрические скважины бурят для изучения глубинного геологического строения и сравнительной оценки перспектив нефтегазоносности возможных зон нефтегазонакопления, выявления наиболее перспективных районов для детальных геологических работ, а также для получения необходимых сведений о геолого-геофизической характеристике разреза отложений с целью уточнения результатов сейсмических и других геофизических исследований.
  3. Структурные скважины бурят для выявления и подготовки к поисково-разведочному бурению перспективных площадей (антиклинальные складки, зоны экранирования, выклинивания и т.д.). По полученным в результате бурения структурных скважин данным определяют элементы залегания пластов (тектонику, стратиграфию и литологию) в различных точках и составляют профили данной площади.
  4. Поисковые скважины бурят на площадях, подготовленных геолого-поисковыми работами (геологической съемкой, структурным бурением, геофизическими и геохимическими исследованиями или комплексом этих методов) с целью установления нефтегазоносности.
  5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоностью для оконтуривания месторождения, подсчета запасов и подготовки его к разработке.
  6. Эксплуатационные скважины бурят для разработки и эксплуатации залежей нефти и газа. В эту категорию входят оценочные (для оценки коллекторов продуктивных горизонтов), добывающие (добычные), нагнетательные (для закачки в продуктивные горизонты воды, воздуха или газа с целью поддержания пластового давления и удлинения периода естественного фонтанирования) и наблюдательные (контрольные, пьезометрические) скважины. К этой же категории относят скважины, предназначенные для термовоздействия на пласт при разработке месторождений с высоковязкими нефтями.
  7. Специальные скважины бурят для сброса промысловых вод, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа, разведки и добычи технических вод.

Бурение скважин применяется не только в нефтяной и газовой промышленности. Скважины бурятся также в целях разведки и добычи других полезных ископаемых, водоснабжения населенных пунктов, тушения подземных пожаров, газификации углей, вентиляции шахт, замораживания грунта при проходке шахт, исследования грунтов на месте предполагаемого возведения различных промышленных и гражданских сооружений и т.п.

Классификация и виды скважин для воды

Скважина на воду — уникальная конструкция, позволяющая обеспечить частный участок (а иногда и целый посёлок) достаточным количеством воды, взятой из подземных источников. Благодаря постоянной высокой производительности глубинного колодца использовать источник можно от 5 до 50 лет. Но продолжительность работы регулирует классификация скважин по назначению. Какие именно виды скважин бывают, и в чём их различия, разбираемся ниже.

Классифицируем колодцы

Разделить все вырытые колодцы на частном участке можно в соответствии с их глубиной, шириной и назначением. Так, среди профессионалов-геодезистов различают такие виды скважин на воду:

  • Разведочные;
  • Фильтровые;
  • Артезианские;
  • Промышленные.

Важно: абсолютно все типы скважин формируются методом бурения при помощи специального бурового оборудования. Разница лишь в количестве дней, затраченных на работу и в ширине/глубине готового колодца.

Виды скважин

Итак, мы увидели, какие бывают скважины для воды. Теперь разберёмся подробнее с каждым видом колодца.

Источник предварительной разведки

Такие виды скважин являются подготовительным этапом, позволяющим получить подробную информацию о наличии подземного источника, глубине его протекания и качестве воды в нём. Для формирования такого мини-колодца используется буровая машина малого сечения, а сама проходка ствола не отличается сложностью.

Актуально формирование такого колодца на тех участках, где водоносный грунт расположен достаточно глубоко и не представляется возможности узнать о его параметрах. Такое бурение существенно экономит денежные средства, поскольку не требует более мощного оборудования для выполнения работы.

Для бурения скважины с целью разведки используются три основных вида:

  • Вращательный;
  • Колонковый;
  • Шнековый.

Первый считается самым быстрым и простым, к тому же не требующим дорогостоящего оборудования. Но если по предварительным данным скважина будет иметь большую глубину, то лучше использовать второй способ бурения – колонковый бур.

Шнековый метод формирования колбы используется при бурении колодца на глубину не более 50 метров. Работа такого бура и обойдётся в разы дешевле.

Фильтровая скважина

Здесь классификация скважин говорит о том, что такой колодец может располагаться на глубине 10-30 метров на уровне пластов песка, толщина которых может достигать 10 метров. Часто эти водоносные песочные пласты подпираются глинистой прослойкой грунта.

Фильтровая колба позволяет получить воду для орошения или водоснабжения участка. К сожалению, в качестве питьевой воды использовать такой источник не всегда представляется возможным, потому что качество жидкости оставляет желать лучшего.

Известно, что песчаный пласт может и не содержать большого количества источников. Но есть шанс попасть на подводные реки в том случае, если под пластом глины имеется прослойка из гравия.

Важно: производительность фильтрового колодца в среднем 0,8-1 м3/час. Но чем больше скважина даёт воды, тем большим должно быть сечение внутренней колбы колодца. Стоит также отметить, что эти категории скважин не служат долго. В среднем 5-8 лет в зависимости от заиливания фильтра на дне колбы. При этом нужно помнить, что дно колодца заилится и выйдет из эксплуатации в разы быстрее, если источником пользоваться редко. И наоборот, если колба-источник используется по полной, то фильтр не будет подвергаться атаке донного ила.

Из недостатков фильтрового колодца можно отметить:

  • Риск загрязнения воды канализационными водами, проходящими рядом или осадочной грунтовой водой;
  • Необходимость чистки заилившегося фильтра;
  • Применение мощных фильтров и насосного оборудования, что часто выливается в большие финансовые затраты;
  • Низкий срок службы такой источника.

Глубинная артезианская

Эти категории скважин относятся к минеральным, поскольку глубина залегания источника часто достигает от 50 до 200 метров. На таком уровне подземные источники проходят известняковую фильтрацию и насыщаются большим количеством минералов. Артезианская скважина обладает производительностью 3-4м3/час, что позволяет обеспечить чистой питьевой водой не просто одно частное владение, но целый посёлок или даже городской микрорайон.

Для бурения глубинной колбы может потребоваться от трех до двенадцати дней (в зависимости от залегания известняковых слоёв, в которых протекает вода). Для обустройства такого артезианского колодца используют стальные трубы. Часто диаметр обсадной трубы варьируется от 219 до 425 мм. Срок службы артезианского источника может достигать 50-60 лет с непадающей при этом производительностью.

Важно: для того чтобы бурить глубинную скважину на частном участке, необходимо обязательное получение лицензии. Иначе проведение всех работ и дальнейшая эксплуатация скважины будут считаться незаконными.

Промышленная скважина

Далее классификация скважин уже затрагивает более сложные процессы бурения и формирования колодцев-источников. В случае с промышленным назначением скважины бур углубляется до уровня артезианского источника. Но различие между двумя видами колодцев в том, что для промышленного источника требуется более сложное оборудование и обсадные трубы с большим сечением (от 219 мм).

Промышленная скважина имеет высокий уровень дебета и способна обеспечить водой большое предприятие, целый город или сельскохозяйственный комплекс. К сведению: один такой колодец способен давать в среднем около 100м3/час.

Важно: промышленная скважина отличается не только огромными трудозатратами на её формирование и обустройство, но и требует длительной бумажной волокиты с оформлением соответствующих документов.

Где именно бурить скважину на своём участке

Для того чтобы выбрать место под колбу на участке, необходимо учесть несколько факторов:

  • Назначение производимой воды (питье, полив, периодическое использование или постоянное);
  • Необходимое количество воды.

Исходя из этих данных, вы сможете сформировать потребность в том источнике, который предлагает современная классификация скважин.

Важно: стоит знать, что подземные воды есть практически везде и шанс наткнуться на источник равен 100%. Однако если вы не хотите попасть на верховодку (поверхностные грунтовые воды, которые часто пересыхают), бурите артезианскую скважину. А получить информацию о подземных водах лучше в государственном кадастре водных ресурсов РФ по своему району.

Несколько условий для бурения

Решив пробурить скважину, воспользуйтесь такими советами:

  • Для проведения работ пригласите профессионалов;
  • При бурении нужно обязательно учесть расположение систем коммуникаций по участку согласно строительного проекта;
  • А место бурения всегда должно быть увязано с уровнем уклона земной поверхности.

Таким образом, если у вас есть средства и желание обеспечить себя качественной питьевой водой, то лучше остановите свой выбор на глубинном источнике.

Виды скважин на воду: особенности и преимущества по глубине для дачи и в частном доме +Фото и Видео

Виды скважин на воду: особенности и преимущества в частном доме. Эта статья предназначена для тех, кто хочет провести систему индивидуального водоснабжения на дачу посредством бурения и обустройства, но пока что не имеет представления о том, с какой стороны подойти к решению этого вопроса. Мы хотим рассказать вам, какие есть виды скважин, какой бывает глубина и характеристики.

Еще мы рассмотрим методы бурения и примерную стоимость этих работ в зависимости от того, какие будут применены технологии и оборудование.

Прежде чем разобраться в том, какие есть скважины на воду

Давайте рассмотрим типы подземных вод, которые существуют для добычи от не очень глубоких и дорогих скважин. По горизонтально направленности залегают слои земли разными пластами. Первый слой грунта называется водоупором, и он занимает большую площадь, которая образована из пород плотного типа с мизерной водопроницаемостью. Так как фильтрация и ее объем в этом случае невелики, здесь недоступно свободное протекание воды.

Когда начинают бурение даже при небольшой глубине, вы первым делом встретитесь с водоупором, который часто сложен из глиняных плит, и намного реже из скальных пород. Если же на поверхности водоупора находится рыхлый и пористый грунт (известняк, гравий, песок, ила, мергель и другое), а условия местности дают возможность накапливаться в этом слое достаточному количеству воды, получается водоносный горизонт.

Именно из него можно добывать воду при малой глубине бурения. По своей слоистой структуре грунт напоминает любимый всеми тортик «Наполеон». Так как же, как крем смешивается с коржами, так и в земле водоупоры чередуется с рыхлой породой, что и становится причиной образования водоносного горизонта. Кстати, чистота и полноводность зависят от глубины. Но это считается общей тенденцией, так как глубина залегания на том или ином земельном участке зависит по большей части от особенностей размещения и структуры земли, а также от местности и осадков.

Читайте также:  Что выбрать в качестве источника воды для частного дома и дачи: колодец или скважину

Разновидности подземных вод

Теперь давайте рассмотрим, какие именно есть виды вод.

Верховодка

Верховодка – это подземные воды, которые находятся близко к поверхности сверху водоупорных линз. Не везде есть такие водоупоры, поэтому найти верховодку бывает сложно, а иногда и невозможно. Из-за того, что верховодка почти незащищена фильтрующим слоем сверху, большая часть химических и биологических загрязнений, находящихся на поверхности, попадают в воду, и по этой причине качество воды ниже необходимого уровня. Такой горизонт воды подпитывается исключительно осадками, поэтому много воды в нем будет только после того, как растает снег, или выпадет много осадков в виде дождя. Такие виды скважин на воду для дачи удовлетворят только хозяйственные нужды в виде полива огорода.

Единственной причиной, по которой есть смысл рассмотреть возможность создания такой скважины – малая глубина залегания – обычно от 3 до 9 метров. Такие способы бурения скважины просты и недорогие, что даст возможность получать воду для хозяйственных нужд.

Грунтовые воды

Если вы выбираете виды скважин воды, которая будет пригодной и для питья, то остановите выбор на грунтовых водах (это горизонт водоноса со свободной поверхностью), которые находятся сверху ближайшего от земли обширного водоупора. Обычно они находятся на глубине от 7 до 21 метра (это относится только к средней полосе России).

Хотя грунтовые воды тоже не сильно защищены водоупором фильтрующего вида сверху и часто не являются водой, которая пригодна для питья, но при прохождении вод через толстый слой грунта удаляет большую часть загрязнений, и на выходе она намного качественнее, чем верховодка. Касательно наполненности водой, то и этот способ добычи воды будет во многом зависеть от сезонных колебаний. В лесистых местах, а также регионах с большим количеством осадков вода будет поступать в скважину постоянно, хоть и в разных количествах. А вот выбирать бурение, чтобы дойти до грунтовых вод, не стоит в засушливых регионах – в летний период вода может полностью пропасть.

Межпластовые воды

Как уже становится понятно из названия, эти воды расположены между 2-мя слоями пластов водоупора. Выше мы упоминали о том, может быть много водоупорных слоев земли, а значит, может быть много горизонтов. Воды межпластового вида находятся достаточно глубоко, примерная глубина от 25 до 78 м. Хотя некоторые виды горизонтов могут подниматься и выше, иногда даже выходя на поверхность в виде родников.

Влага для проникновения в межпластовый горизонт преодолевает большой слой грунта и толщину пород водоупора, благодаря чему естественная фильтрация воды на высоте. Отсюда и следствие, что качество такой воды высокое, чем у двух предыдущих видов. Не в каждом горизонте достаточно воды, поэтому геологи стараются найти самые насыщенные водой слои. Но ход дела таков – чем глубже, тем больше воды и тем она чище.

При выборе вида скважины следует при возможности выбирать именно этот вид. Вода, которая находится между двух слоев, имеет давление. При поступлении в рабочую колонну скважина будет расширяться. По этой причине статический уровень может быть куда выше горизонта воды. Есть и такие межпластовые воды, где давление так высоко, что она сама изливается на поверхность, бьет фонтаном из-под земли. Это уже артезианские воды.

Виды скважин на воду: особенности и преимущества

Есть несколько видов скважин на воду, а также один давно известный всем способ добычи воды – колодец. Рассмотрим все виды скважин.

Колодец

Еще в очень далекие времена не были придуманы бетонные кольца, которые были бы в диаметре 1-1,6 метра, но колодцы всем были нужны. По этой причине их начали делать из камней, а также из стволов деревьев, делая срубы. Первый способ был достаточно трудоемким, а второй не таким уж и долговечным. При сочетании «грунт-дерево-влага-воздух» получилась гниение дерева в течение нескольких лет. А вот при сочетании «дерево-вода» без кислорода через 60 лет древесина стала бы мореной.

Но в последние 100 лет изобрели железобетон и простой бетон, и теперь уже колодец делали из бетонных колец. Процесс копания был таковым – на землю ставили кольцо, и внутри него начинали копать, постепенно, с увеличением глубины, опускали и кольцо. По мере углубления кольца в воду копать колодец переставали. Для того, чтобы работающие землекопы случайно не утонули, воду откачивали насосом. Да, копать колоец – труд каторжный.

Достоинства и недостатки способа

Плюсом является то, что выкопать колодец можно было везде. В этой статье мы рассмотрим центральный регион России. Воды будет предостаточно – колодец выступает в роли накопителя, в котором всегда будет 2-3 м 3 воды. Обычно такая вода мягкая. Еще к плюсам можно отнести небольшую стоимость, так как кольцо на 1 м в диаметре стоит около 2700 рублей, вкопать такое кольцо будет стоить столько же. По простой арифметике можно понять, что колодец, на который будет затрачено примерно 7-10 колец, обойдется вам в 50-55 тысяч рублей. А вот абиссинский колодец обойдется вам дешевле на 30%.

Недостатки – в колодец может легко попасть верховодка, особенно если вы проживаете в болотистой местности. Помимо этого, сверху идут засорения в виде пыли, грязи и прочих нежелательных вещей. Иногда колодцы пересыхают, к примеру, при выкапывании весной (когда в земле воды с избытком, можно случайно спутать скопление воды с источником). Периодически следует прочищать колодец, чтобы он не заиливался. Если такое случилось, то вода поступать не будет.

Еще один минус – опасность бактерий. Иногда такие проблемы проявляются не сразу после выпивания сырой воды из колодца, а после 2-х недель (инкубационный период).

Скважина на песке

Данный вид скважины на воду обладает глубиной от 16-ти до 30-ти метров, а технология бурения заключается в следующем – скважину на ближайший горизонт водоноса бурят шнековым способом. Она представляет собой трубу в диаметре больше 10 см, на ее конце находится фильтр – трубочка с перфорацией, которая обмотана сеткой галунного плетения из латуни/нержавейки. Фильтр ставят в крупнофракционных песках с добавлением гальки. Так, при одновременном открытии 2 кранов из каждого будет выходить по 90-165 грамм/сек. Получается, что заполнение крана будет около 2-4 секунд. Это не так много, но для дачи подойдет.

Срок эксплуатации скважины от 6-ти до 16-ти лет, все зависит от регулярности использования. Если же вы будете пользоваться скважиной 1-2 раза в месяц, то она выйдет из строя.. нет, не через 30 лет, а через 2-3 года. Что делать, если скважины заилилась? Попробуйте прочистить ее большим напором воды, но тогда знайте, что может порваться фильтр. Бывает и так, что промывание не дает результатов, а значит, придется заказывать вторичное бурение.

Совет! Иногда выгоднее потратиться на одну артезианскую скважину и у вас будет вода на протяжении 60-80 лет, чем каждые 8 бурить новую песочную.

Артезианская скважина

Свое название скважина получила неслучайно, и произошло это во французской провинции «Артуа», где такой вид скважин был пробурен впервые, при этом был самоизлив воды. На сегодняшний день в практике не всегда встречаются артезианские виды скважин, которые фонтанируют. Также при бурении такой скважины вам не придется устанавливать сетчатый фильтр, так как эти воды находятся в пластах известняка. Но и не в каждом известняке есть такие воды – только в пористых видах. Отличительной особенностью артезианской скважины является большое количество поступаемой воды – от 4 до 10 м 3 час. В такой скважине вода никогда не кончается, и даже минимальный срок службы составляет 65 лет. Вода 100% не будет содержать в себе аммиака, микробов, мочевины и других загрязнений. Чаще всего для известняка используют такую буровую машинку, как УРБ-2А.

Недостаток может заключаться в том, что не на каждый участок сможет заехать эта машина. Для бурения вам нужна будет площадка хотя бы 5*6 метров. Стоимость, которая кстати, довольно высока, полностью оправдана долговечностью и большим количеством воды. Если у вас не так много денег, а скважина очень нужна, попробуйте поговорить с соседями о том, чтобы пробурить одну скважину на несколько домов. Дажи при питании трех домов одновременно от одной скважины у вас все равно будет доступ воды 1 литр/3 сек.

Абиссинский колодец

Страна в Африке, а ныне современная Эфиопия, в начале XIX века смогла похвастаться тем, что в Абиссинии английские войска внедрили в жизнь изобретение Нортона (по национальности американца) трубчатый колодец. Это самый дешевый вариант водоснабжения из всех существующих. Его часто используют при самодельном бурении скважины для воды. В отличие от простого колодца сюда точно не попадет верховодка, грязь и пыль. Колодец выкачивает воду с глубины 9-13 м. В большинстве случаев вода пригодна для питья, не содержит много солей и минералов.

Как выбрать скважину на воду

Обустройство системы водоснабжения на участке — крайне важный момент, ведь отсутствие свободного доступа к воде значительно усложняет все садовые работы и делает невозможным комфортное проживание на даче. Многие понимают, что им нужна скважина на воду.

Самым оптимальным решением проблемы является водозаборная скважина — эта конструкция позволяет получить воду лучшего качества, чем из колодца и может обеспечивать водой от одного до нескольких участков в течение многих лет. Само понятие о скважине выражается простым определением — так называют выработку в земной коре, преимущественно цилиндрической формы, позволяющую получить доступ к грунтовым и другим подземным водам.


Существует разделение видов скважин по назначению, в зависимости от наличия наклона или искривления шурфа, глубины выработки, типа добываемой воды. Последний момент является ключевым, именно от вида подземных вод зависит, какая разновидность шахты подойдет для конкретного участка.

Подземные воды

Типы подземных вод различаются в зависимости от видов грунта на данном участке, его качеств — влагоемкости, а также глубины, на которой он залегает. Структура строения грунта слоистая — плотные глинистые или каменистые слои плохо пропускают влагу, поэтому называются водоупорами. Между ними залегают слои более рыхлого грунта — илистого или песчаного. Такой грунт обладает хорошей влагоемкостью и образует водоносный горизонт, из которого возможна добыча воды при помощи выработки.

От глубины залегания водоносного горизонта зависит чистота полученной воды

Структура грунтов значительно различается в зависимости от географического положения, поэтому как найти воду для скважины на участке подскажет знание типов грунта, которые преобладают в данной местности.

Читайте также:  Как часто необходимо проводить обслуживание скважин на воду


Подземные воды, подходящие под скважину, бывают нескольких видов:

  • Верховодка — водоносный горизонт, образованный вблизи от поверхности (2-3м) над слоем более плотной почвы. На его обильность напрямую влияет наличие дождей или таяние снега, а из-за неглубокого залегания в воду попадают все загрязнения с поверхности. Поэтому, хотя верховодка удобна для добычи воды из-за своего расположения неглубоко под землей, качество этого типа вод очень низкое — их возможно использовать только для хозяйственных работ. Обычно при бурении шахты этот слой стараются изолировать, чтобы избежать загрязнения вод, расположенных ниже.
  • Грунтовые воды — нередко именно они используются для водозабора. Этот водоносный горизонт залегает сразу над первым водоупорным слоем и тоже не имеет достаточно надежного фильтра над собой, поэтому чистота воды во многом зависит от правильной защиты участка от загрязнения. Глубина залегания грунтовых вод — 7-20м. Из-за того, что слой является открытым, на него оказывают влияние погодные условия, например в сильно засушливый период грунтовые воды могут истощаться или пропадать. Благодаря довольно глубокому залеганию грунтовые воды чаще всего пригодны для питья, хотя требуют обязательной обработки.
  • Межпластовые воды — залегают между двумя водоупорными слоями плотного грунта. Глубина — от 20-40м и больше, так как подобных слоев может быть множество. Вырыть скважину для межпластовых вод сложнее, но зато они отличаются чистотой и относительно постоянным уровнем. Вода, находящаяся между водоупорными уровнями находится под давлением различной силы, поэтому некоторые водоносные горизонты при бурении скважины фонтанируют — такие слои называются напорными.
  • Артезианские воды — напорные слои подземных вод, обычно находящиеся под большим давлением и позволяющие получить высокий уровень воды в шахте. Артезианские воды залегают глубоко (от 100 до 1000м), их достоинства — высокая степень чистоты и постоянная наполненность скважины. Артезианские колодцы чаще всего бурят для добычи питьевой воды.

Вид подземных вод оказывает основное влияние на то, какая конструкция скважины будет выбрана, поэтому целесообразно вначале произвести разведку для выяснения, какие водоносные горизонты доступны на данном участке.

Разведочная шахта

Этот тип скважины отличается меньшим диаметром, бурение обычно проводят самым быстрым и малозатратным вращательным методом, или шнековым (если глубина скважины менее 50м). Если шахта предполагается глубокой, используют колонковый метод.
С помощью разведочной скважины проводятся следующие операции:

  • производится замер глубины залегания водоносного горизонта
  • берут пробы грунта из водоносного слоя для определения его водоемкости, уровня качества воды
  • берут пробы грунта из водоупорного слоя, чтобы узнать степень его надежности, определить возможность проседания выработки или ее засыпания

Нередко после формирования разведочной шахты, выбирается компромиссное решение по дальнейшей работе — в таком случае уже вырытую скважину расширяют до размеров эксплуатационной. Этот вариант является более выгодным экономически, чем бурить новую скважину

Разновидности скважин

Кроме типа подземных вод большое значение имеет использующееся оборудование для скважины под воду. В зависимости от этих двух моментов различают следующие виды:

Абиссинская скважина

Для небольшого дачного участка можно использовать разные виды скважин на воду. Самой неглубокой, потому требующей меньших затрат является абиссинская, которую называют еще скважиной Нортона, по имени ее изобретателя.
Прокладывается с помощью стальной трубы со специальным острым наконечником—фильтром, — вся конструкция в итоге напоминает большую иглу. Металлическую трубу поднимают над землей посредством специального блока и опорной треноги, затем забивают в грунт, постепенно прикрепляя дополнительные секции. Диаметр скважины совсем небольшой — 1-2см, а глубина редко когда превышает 5-10м — поэтому таким способом можно получить только верховодные и грунтовые воды.


Преимущества абиссинского колодца в простоте установки — для обустройства не требуется сложной габаритной техники и больших денежных затрат, а расположить его можно в любом месте участка. Минусы — малое количество получаемой воды и ее невысокое качество. Конструкция скважины не допускает использования погружного насоса, поэтому поставку воды производят с помощью поверхностного вручную, а зимой добывать воду нельзя без дополнительного оборудования.

Установить абиссинский колодец возможно только на участке с достаточно мягким грунтом, а срок его службы не превышает нескольких лет

Скважина на песок

При решении какую скважину выбрать для дачного участка, выбор зачастую падает именно на нее — водозаборная выработка на песок не требует больших вложений и предоставляет более качественную воду и в большем объеме, чем абиссинская. Свое название эта скважина под воду получила благодаря свойствам первого водоносного горизонта межпластовых вод залегать в рыхлых и пористых породах, чаще всего в песке.
Чтобы вырыть шахту такой конструкции потребуется специальная бурильная установка — ее обычно можно взять в аренду на небольшой срок и провести все работы самостоятельно, что позволит сэкономить средства. Глубина залегания первых межпластовых вод — от 15 до 100м, поэтому качество воды довольно высокое, и она подходит для питья.
Конструкция скважины на песок представляет собой металлическую трубу, нижняя часть которой перфорирована для забора воды и закрыта сетчатым фильтром, чтобы защитить от загрязнения. Иногда используют двойную колонну из пластиковой трубы, которая не подвержена коррозии, а сверху закрытой еще одной металлической, чтобы предотвратить повреждения в сложных видах грунта.
Подъем воды из песчаной шахты происходит с помощью погружного насоса и колонки. Служит песчаная скважина значительно дольше, чем абиссинская — от 8 до 15лет, срок службы можно еще продлить, если прочищать ее регулярно от песка и ила.

Минусы выработки на песок тоже довольно значительны — главный из них, что пригодный для использования водоносный горизонт на песке есть не в каждой местности. Поэтому если нет точных сведений, желательно провести разведку и взять замер грунта на водонасыщенность.

Такие типы скважин обычно не имеют достаточной глубины, чтобы избежать загрязнения из верхних слоев, а их наполненность зависит от атмосферных осадков и может колебаться в разные сезоны

Артезианская шахта

В случае если нужна надежная скважина в доме, без перебоев дающая чистую воду в достаточном количестве — то несомненно лучшим выбором будет именно артезианская. После первых слоев межпластовых вод с горизонтами в рыхлых породах, на большей глубине пролегают гораздо более обширные водоносные слои в известняке — с чистой водой, находящейся под большим давлением. Скважина водозаборная на известняке и называется артезианской.


Глубина такой шахты может быть от 40 до 200м, это и является причиной исключительной чистоты воды — в нее не попадают примеси из грунтовых вод. Зато содержание минеральных солей и железа зачастую выше нормы, что в больших количествах неполезно для здоровья — поэтому даже артезианскую воду многие отфильтровывают. Забор воды производится с помощью глубинных насосов, сама шахта почти не подвержена загрязнению и не нуждается в уходе, если все работы были произведены правильно.
Минусы артезианской выработки в дороговизне сложности установки — бурение проводится с помощью крупногабаритной техники, и требует довольно большого пространства — после завершения работ вокруг шахты на 30м нельзя ставить постройки и проводить электрические провода. Также для получения разрешения на бурение артезианского колодца требуется собрать определенные документы, а для дальнейшей эксплуатации нужно оформить и оплатить лицензию.
Но несмотря на то, что ее обустройство потребует больших вложений и помощи специалистов, такая выработка может стать источником воды высокого качества для целого поселка.

Особенности артезианской скважины в том, что ее наполненность не будет колебаться от сезонных изменений, а срок службы неизмеримо больше песчаных и абиссинских шахт — при использовании качественного оборудования она будет исправно работать более 50лет

Заключение

При наличии достаточных сведений о грунтовой структуре участка и знаний какие бывают скважины на воду, выбор подходящего колодца не составит труда. Для небольшого загородного дома или дачи оптимальным выбором будет скважина на песке, если источник воды нужен ненадолго или только летом подойдет и абиссинский колодец.

Если нужен надежный бесперебойный источник для большого дома или нескольких, или же для фермерского хозяйства, то лучшим выбором будет артезианская скважина

Виды и характеристика скважин на воду

Построив загородный дом на значительном удалении от коммуникаций, каждый собственник вынужден решать проблему с водоснабжением самостоятельно или сообща с соседями. Для получения стабильного доступа к подземным источникам используют различные виды скважин на воду. Из гидротехнических конструкций популярны шахтные колодцы, скважины на песок, на песчаник или известняк. В чем отличия таких сооружений? Каковы характеристики? В чем преимущества и недостатки основных видов?

Колодцы

Колодец один из самых популярных видов неглубоких скважин встречающийся повсеместно на частных подворьях. В былые времена стены колодца делали в виде деревянного сруба, что сказывалось на непродолжительных сроках его эксплуатации. Древесина большинства пород под воздействием влаги подвергается процессам гниения и разрушения. Единственным приемлемым вариантом, способным увеличить эксплуатационные сроки деревянных срубов колодезных шахт это использование древесины лиственницы или дуба. Данные материалы выдерживают десятилетия непрерывного воздействия водой. В наше время популярны колодцы из ЖБИ-колец метрового и полутораметрового диаметра.

Конструкция колодца дает возможность водозабора верховодки. Неглубокие источники в отличие от скважин могут использоваться только для технических целей, полива грядок на огороде. Для питья в сыром виде такая вода не годится. При заглублении шахты не менее, чем на 15 метров, высока вероятность выйти на воду более высокого качества.

Технология строительства шахтного колодца заключается в последовательной установке бетонных колец друг на друга.

  • 1-е кольцо устанавливается на почву, после чего внутри выбирается грунт. По мере выемки кольцо под собственным весом будет опускаться.
  • 2-е кольцо устанавливается после полного погружения 1-го. Дальнейшая выемка грунта позволяет равномерно опуститься следующему фрагменту стены колодца.
  • Последующие кольца устанавливаются аналогичным способом, пока шахта не углубится до водоносного слоя.
  • Поверх шахты устанавливается оголовок, состоящий из одного заглубленного кольца и одного верхнего.
  • Вокруг оголовка на расстоянии 0,6 м выбирается грунт на глубину до 1 метра от уровня почвы. Полость заполнятся глиной и уплотняется.
  • Поверх глины, из песка отсыпается отмостка.
  • Устанавливается крышка, препятствующая попаданию пыли и мусора.

Основное преимущество колодцев не только в их доступности и простоте, а так же в хорошем коэффициенте пополнения извлеченного объема воды в благоприятные периоды года.

Недостатки

Не лишены колодцы и недостатков. К таковым можно отнести:

  • Временные и трудовые затраты.
  • Нестабильный объем в периоды засухи.
  • Объем воды в колодцах обычно нестабилен и носит посезонный характер. В весеннее время вода становится малопригодной для питья.
  • Колодец требует регулярной очистки. Для этого его опорожняют с помощью насоса от воды и грязи.
  • Существует прямая зависимость качества воды от сезонов и количества осадков.
  • Воду из колодца требует обязательного кипячения.

На местах, где бывают подтопления и паводки, заболоченности, колодцы для водозабора питьевой воды ставить не допустимо.

Абиссинский колодец

Скважина игла или Абиссинский колодец еще один простой и доступный с точки зрения финансовых затрат вид гидротехнических сооружений. Состоит из узкой 1…1,5” трубы, на окончании которой находятся фильтр и иглообразный наконечник. Снарядом прошивают грунт на глубину от 10…25 метров до водоносного слоя, тем самым минуя нестабильную верховодку.

Читайте также:  Как установить и подключить автоматику на скважину

Для создания скважины иглы берутся двухметровые трубы и последовательно забиваются в грунт. По мере заглубления отрезки трубы соединяют между собой посредством резьбовых соединений. На саму трубу ставят либо ручной, либо электрический насос, работающий по вакуумному принципу.

После организации водозабора, скважину прокачивают для получения чистой воды. Для питьевых целей она будет пригодна через сутки. Рекомендуется сделать химический анализ ее состава в СЭС или гидрогеологической лаборатории. Как показывает практика, после всех подготовительных и профилактических манипуляций с абиссинской скважиной вода будет соответствовать санитарным нормам.

Преимущества

Простая и эффективная конструкция, позволяющая удовлетворить потребности в небольшом количестве воды хорошего качества, обладает следующими преимуществами:

  • Срок службы колодца не менее трех десятилетий.
  • Малогабаритные размеры позволяют пробурить скважину в подвале частного дома.
  • Исключена вероятность загрязнения из почвенных горизонтов.
  • Не требуется разрешений.

Недостатки

Из негативных сторон присущих данному типу источника можно отнести следующие недостатки:

  • Поскольку абиссинский колодец делается из полуторадюймовой трубы и предполагает забор воды с только помощью насоса. Поверхностные насосы не эффективны после десятиметровой глубины.
  • Конструкция требует регулярной чистки трубы от заиливания и песка.
  • Возможность поставить абиссинскую скважину доступна лишь в условиях мягкого грунта.
  • Абиссинская конструкция привередлива к качеству водоноса и не будет работать на плывунах, бесперебойная эффективность возможна только на слое из крупнозернистого песка.

При засорении абиссинского колодца используют желонку – цилиндрический сосуд для извлечения грязи, ила, песка.

Песчаные скважины

Такой источник прост по своей конструкции и не требует длительного времени на монтаж. Скважины ориентированы на добычу воды в рыхлых межпластовых водоносных слоях. Как правило, это песок, галечник, гравий . Вскрытое месторождение используют для автономного водоснабжения загородного дома.

В зависимости от глубины нахождения горизонта песчаные скважины делят на два вида:

  1. На мелкий песок – до 40 метров.
  2. На глубокий песок (песчаник) – от 40 до 90 метров.

Выбирая вид источника, учитывайте, что по водоотдаче мелкие скважины уступают глубоким (1 м 3 против 2 м 3 ).

По своей конструкции скважины, обустраиваемые на песчаных горизонтах, представляют собой ствол, в котором находится стальная или пластиковая обсадная труба диаметром более 10 см. Нижняя труба имеет перфорацию для просачивания влаги, а дно оснащают фильтрующей сеткой. Проходка породы выполняется шнековой бурильной установкой. Подъем воды осуществляется посредством погружного насоса.

Из-за наличия частиц песка центробежные насосы для поднятия воды не годятся. Очень быстро забивается фильтрующий элемент, что приводит к выходу устройства из строя.

Преимущества

  • Достаточна глубина для получения чистой воды, по сравнению с перечисленными выше источниками.
  • У скважин на глубокий песок стабильный объем.
  • Химический состав воды в песчаниках вписывается в санитарные нормы.
  • Высокая производительность от 1 до 2 м 3 /ч.
  • Для вскрытия водоносного пласта не требуется разрешений.
  • Время проходки с установкой обсадной трубы занимает не более 2-х дней.
  • Срок эксплуатации таких водяных скважин до 30 лет.

Недостатки

  • Объем воды у скважин на мелкий песок более зависим от уровня осадков.
  • Химический состав воды из неглубоких источников не постоянен и чувствителен к антропогенным и техногенным факторам.
  • Наличие мелкозернистого песка способствует заиливанию скважины.

Артезианская скважина

Один из сложных видов скважин по своей конструкции и проходке. При бурении вскрывается артезианский водоносный слой, расположенный на известняках. При вскрытии водоносного горизонта уровень воды в стволе устанавливается на порядок выше водоупорного слоя. Подпитывается источник удаленно, проходя многометровые слои пород, фильтрующие свойства которых обеспечивают очистку высокого уровня.

Глубина артезианских скважин зависит от расположения водоносного слоя в конкретной местности. Она может составлять 90 и более метров.

Качество воды – постоянное, не подвержено сезонным колебаниям. Однако без установки специального фильтрующего оборудования не обойтись. Проходя сквозь толщу различных пород, вода насыщается различными минералами, предельно допустимая концентрация которых может превышать установленные нормы. Поэтому очень важно после прокачки скважины сдать пробы воды на химический анализ.

Объем воды – стабилен. Его будет достаточно для обеспечения нескольких загородных домов с постоянным проживанием семей.

При вскрытии артезианского горизонта используют специальную буровую технику. В ствол шахты опускается обсадная труба. Для увеличения срока службы водозабора в обсадную трубу помещают трубу из непластифицированного поливинилхлорида (нПВХ). По завершении бурения устанавливают кессон, выполняющий роль тепло- и гидроизолятора.

Подъем воды осуществляют с помощью глубинных насосов. Для увеличения срока службы насосного оборудования используют гидроаккумулятор.

Преимущества

  • Высокое качество воды.
  • Высокий потенциал отдачи артезианских вод свыше 3 м 3 /ч.
  • Бесперебойное водоснабжение.
  • Длительный срок эксплуатации — до 50 лет и более.

Недостатки

  • Применение тяжелой буровой техники.
  • Необходимо составление проекта.
  • Требуется получение специального разрешения (лицензии) на пользование недрами.
  • Обязательная постановка на учет с присвоением Государственного водного кадастра.
  • Высокая стоимость работ и материалов.
  • Продолжительные сроки проходки и обустройства.

Основные характеристики

В зависимости от назначения скважины потребуется анализ по ряду параметров, которые описывают уровень изобильности водоносного слоя, скорость восстановления водного ресурса после водозабора. Эти данные необходимы для выяснения того, сможет ли она полноценно решить задачу обеспечения водой в конкретном случае. В целом все виды водозаборов характеризуют по следующим параметрам:

  • Пьезометрический уровень. Измеряется глубина от поверхности грунта до вскрытого водоносного горизонта.
  • Уровень водопроводимости скважины измеряется кубометрами, которые способна выдать точка водозабора в течение 24 часов.
  • Динамический уровень вычисляется во время активного использования скважины, проверяют и фиксируют уровень, на который поднимается вода по длине трубы.
  • Установление показателя по статистическому уровню скважины происходит через час после прекращения водозабора. В этот период забойное давление приходит в баланс с давлением пласта, расположенного над водоносным участком, уровень воды фиксируется, она перестает подниматься.
  • Исходя из статической и динамической характеристик скважины, вычисляют дебет точки водозабора. Рассчитывается как соотношение извлеченной воды и ее притока. Выясняют основную характеристику, показывающую, сколько воды способна давать скважина в конкретный временной период.

Скважины с высоким уровнем водоотдачи имеют разницу в динамическом и статистическом уровнях, не превышающую метра. Артезианские скважины характеризуются равноценными статическими и динамическими уровнями.

Как видите, виды водозаборных конструкций имеют свои плюсы и минусы. То, что подходит для большого селения, может быть неэффективным для частных лиц и наоборот. При выборе типа скважины необходимо учесть не только экономические особенности, но и геологические параметры, гидрогеологические условия.

Классификация скважин по целевому назначению и их характеристика

1. Опорные скважины – бурятся для изучения геологического строения и гидрогеологических условий залегания осадочной толщи пород и выявления закономерностей распространения комплексов отложений, благоприятных для нефтенакоплений. При бурении опорных скважин стремятся вскрыть фундамент, или, по крайней мере, бурят до технически возможных глубин (Пример: Кольская скважина). Результаты опорного бурения всесторонне исследуются в комплексе с другими геолого-геофизическими данными, полученными ранее, используют для выяснения общих закономерностей геологического строения района, предварительной оценки перспектив его нефте-и газоносности, составления перспективного плана геологоразведочных работ и подсчета прогнозных запасов нефти и газа.

2. Параметрические скважины – для более детального изучения геологического строения разреза, особенно на больших глубинах, и выявления наиболее перспективных площадей с точки зрения проведения на них геологоразведочных работ. По результатам бурения параметрических скважин уточняют стратиграфический разрез и наличие благоприятных для скопления нефти и газа структур, корректируют данные о нефтегазоносности района и прогнозные запасы нефти и газа.

3. Структурные скважины служат для тщательного изучения выявленных при бурении опорных и параметрических скважин структур и для подготовки проекта поисково-разведочного бурения на эти структуры. Результаты структурного бурения и геофизических исследований используют для изучения характера залегания, определения возраста и физических свойств пород, слагающих разрез, точной отбивки опорных (маркирующих) горизонтов и построения структурных карт.

4. Поисковые скважины бурят на подготовленных на основе результатов предыдущего бурения и геолого-геофизических исследований площадях с целью открытия новых месторождений нефти и газа или на ранее открытых месторождениях для поисков новых залеганий нефти и газа. При бурении поисковых скважин изучают разрез и его нефтегазоносность с отбором проб горных пород, воды, газа и нефти, а при вскрытии продуктивной толщи испытывают скважины на приток нефти и газа с помощью специальных механизмов и аппаратуры.

5. Разведочные скважины бурят на площадях с установленной промышленной нефтегазоносностью с целью оконтуривания месторождения и сбора исходных данных для составления проекта его разработки. В процессе разведочного бурения продолжают исследование разреза и его нефтегазоносности примерно в таком же объеме, как и при поисковом бурении.

6. Эксплуатационные скважины бурят на полностью разведанном и подготовленном к разработке месторождении. В категорию эксплуатационных скважин входят не только скважины, с помощью которых добывается нефть и газ, но и скважины, позволяющие организовать эффективную разработку месторождения (оценочные, нагнетательные, наблюдательные).

7. Оценочные скважины предназначены для уточнения режима работы пласта и степени выработки интересующих участков залежи, выявления и уточнения границ продуктивных полей.

8. Нагнетательные скважины служат для организации законтурного и внутриконтурного нагнетания в эксплуатационный пласт воды, газа или воздуха в целях поддержания пластового давления.

9. Наблюдательные скважины служат для осуществления систематического контроля за изменением давления, положением водо-нефтяного (ВНК), газо-водяного (ГВК) и газо-нефтяного (ГНК) контактов в процессе эксплуатации пласта.

10. Специальные скважины бурят для сброса промысловых вод в непродуктивные поглощающие пласты, разведки и добычи воды, подготовки структур для подземных газохранилищ и закачки в них газа, ликвидации открытых фонтанов нефти и газа.

Качество строительства всех типов скважин должно соответствовать следующим требованиям:

– проводка скважины не должна нарушать состояние окружающей среды (природы и недр), естественную разобщенность пластов и т.д.;

– профиль скважины должен быть выдержан по интенсивности искривления и отклонения забоя в пределах заданных пунктов;

– естественная проницаемость пласта должна быть сохранена при бурении скважины;

– эксплуатационная колонна должна иметь такой диаметр, чтобы обеспечивался пропуск ожидаемого количества нефти, газа, воды при минимальных затратах на их подъем и строительство скважины: Обычно диаметр эксплуатационных колонн нефтяных скважин составляет 140, 146 и 168 мм, а газовых – 146, 168, 194 и 219 мм;

– ствол скважины должен отвечать определенным требованиям по форме сечения и профилю, что необходимо для нормального дальнейшего углубления скважины и спуска в нее обсадных колонн.

Общие требования – буровые работы должны выполняться с соблюдением законов по охране труда, окружающей природной среды и недр.

|следующая лекция ==>
Режимы дренирования нефтяных и газовых залежей|Значение геофизических и гидродинамических исследований скважин

Дата добавления: 2017-08-01 ; просмотров: 641 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Ссылка на основную публикацию