3) Устройство водяных буровых скважин, порядок эксплуатации.

Назначение скважин:

Индивидуальные водозаборные водяные скважины служат для удовлетворения потребностей в питьевой воде, воде для полива приусадебных участков, а также для хозяйственных нужд индивидуального заказчика. Могут быть малой глубины (до 35 м) и с небольшим (до 1 м3/час) дебитом.

Коллективные (промышленные) водозаборные скважины отличаются от водяных скважин для индивидуального пользования диаметром и количеством обсадных колонн и служат для автономного водоснабжения производства, коттеджного поселка или садового товарищества, где необходимо большое количество воды.

Требуется установка мощного глубинного насоса, сооружение водонапорной башни ("башня Рожновского") или насосной станции второго подъема и обустройство обвязки и разводки водоподающих труб к потребителю.

Типы скважин:

Для водозабора существуют два типа водяных скважин: фильтровые (до 35 м - "скв. на песок") и глубокие (до 100 м и более - "скв. на известняк"), некоторые источники называют их "артезианскими".

Фильтровые (песчаные) скв. бурятся на ближайший водоносный горизонт, залегающий в песчаных грунтах, и глубина их составляет обычно 20-30 м. Скважина состоит из обсадной колонны из труб диаметром 127-133 мм и галунного плетения сетчатого фильтра. Дебит таких скважин составляет до 1 м3/час. Бурение на воду производится достаточно быстро - в течение одного-двух рабочих дней.

Однако эти скважины имеют тенденцию к заиливанию, и срок эксплуатации их напрямую зависит и от мощности водоносного горизонта и от интенсивности ее эксплуатации: чем чаще скважиной пользуются, тем дольше она служит (на практике до 15 лет).

Глубокие ("артезианские") скважины, "на известняк" бурятся до водоносного слоя, залегающего в известняке на глубинах 20-130 м, и отличаются не только своей глубиной и производительностью (до 100 м3/час), но и сложностью бурения. Такие скважины бурятся обычно большего диаметра (159-324 мм) и большей глубины, чем "скважины на песок". Этим обусловлено и большое количество обсадных колонн.

Продолжительность работ увеличивается до 4-х и более дней в зависимости от породы и глубины скважины. Цена бурения скважин на известняк выше, однако срок службы этих скважин значительно дольше - 50 и более лет, так как фильтром в в них является сама порода (известняк) и заиливания не происходит

В процессе эксплуатации буровых водных скважин их производительность падает,

что обусловлено кольматацией фильтров, гравийной обсыпки и водоносных пород

осадком механического, химического и биологического происхождения.

Механический кольматаж каркаса фильтра происходит в результате закупоривания

водопроницаемой поверхности фильтра мелкими частицами породы (глинистыми

минералами).

Химический кольматаж фильтра и прифильтровой зоны происходит в

результате выделения подземными водами кольматирующих соединений

Fe(OH)3, CaCO3, MgCO3.

Биологический кольматаж фильтра и прифильтровой зоны происходит в

результате биологического действия железа и марганцевых бактерий, которые

содержатся в подземных водах, которые выделяют железо и марганец и закупоривают водоприемную поверхность фильтра.

Водозаборные скважины (трубчатые колодцы) предназначены для добычи подземной воды в различных гидрогеологических условиях. Скважины сооружаются бурением в грунте вертикальных цилиндрических выработок с последующим укреплением стенок выработок обсадными трубами. Большая часть водозаборных скважин сооружается ударно-канатным и вращательным (роторном) способами.

Скважинные фильтры предназначены для предохранения от обрушения стенок скважин, пробуренных в неустойчивых породах, а также для предотвращения выноса частиц породы водоносного горизонта с потоком забираемой воды. Работа скважинных фильтров основана на подборе отверстий в элементах фильтра относительно размеров частиц водоносных горизонтов, при которых наблюдается так называемая геометрическая непросыпаемость (фильтры с частицезадерживающими отверстиями), либо частицы породы удерживаются от выноса за счет действия силы тяжести (гравитационные фильтры).

Бесфильтровые скважины могут сооружаться в водоносных горизонтах, сложенных из скальных и полускальных пород не склонных к обрушению. Кроме того, бесфильтровые скважины сооружаются и в случае если водоносные горизонты сложены из рыхлых пород и имеют кровлю из пород устойчивых к обрушению. В последнем случае в водоносном горизонте устраивают водоприемные полости, через поверхность которых происходит фильтрация воды и ее приток к скважине.

К основным параметрам водозаборных скважин относятся статический, динамический уровни, понижение, дебит, удельный дебит, глубина. При этом понижение и удельный дебит являются расчетными параметрами, а остальные измеряются при обследовании.

Статическим уровнем воды (Hст) - называется отметка поверхности воды в скважине при отсутствии из нее водоотбора. В ряде случаев величина статического уровня может быть подвержена сезонным, а иногда суточным колебанием, например, при гидравлической связи с поверхностными водами. При длительной эксплуатации водозаборов, как правило, происходит снижение статического уровня из-за снижения пьезометрического напора.

Динамическим уровнем воды (НД) – называется отметка поверхности воды в скважине при водоотборе из нее. Уровень воды в скважине снижается с увеличением величины водоотбора воды из скважины.