Специфика колонкового бурения
Колонковый метод является вращательным. Рабочий инструмент оснащен коронкой (твердосплавной или алмазной). Применяется этот способ редко. Он может быть задействован для подготовки к роторному или шнековому бурению. Иногда его применяют совместно с канатно-ударным методом.
Колонковое бурение — механический вращательный метод, при осуществлении которого глинистый или плотный песчаный грунт извлекается в виде керна цилиндрической формы.
Используемое оборудование и инструменты
Тут скважины бурятся при помощи специального оборудования: 3иФ 650, 3иФ 1200. Установку можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы такие инструменты:
- колонковая труба и штанги для ее наращивания;
- буровые коронки;
- труба для устранения шлама;
- муфты, переходники между фрагментами труб, промывочный сальник.
Технология колонкового бурения
Во время прохождения бура порода полностью сохраняется внутри трубы. Этот тип бурения предусматривает такие этапы работ:
- Соединение колонковой трубы со штангами для наращивания бурильной коронки.
- Закрепление рабочего инструмента в станке.
- Постепенное ввинчивание коронки в грунт.
- Очищение трубы от содержимого через каждые полметра.
Все действия проводятся до тех пор, пока не будет вскрыт водоносный слой. После этого следует углубиться еще на 50 см. Шлам удаляется промывкой с использованием большого объема воды или при помощи продувания.
Веские достоинства и недостатки
Если целью устройства скважины не является водоносный слой в песчаных отложениях, бурение до достижения скальных пород может проводиться с промывкой.
Данная технология изготовления скважины имеет такие преимущества:
- высокая скорость проведения работ;
- возможность применения на твердых породах;
- изготовление скважин глубиной до 100 м;
- компактность, что позволяет использовать установку в труднодоступных районах;
- мобильность.
Недостатки метода таковы: быстрый выход из строя рабочей поверхности, небольшой диаметр шахты (нельзя использовать погружные насосы высокой мощности). Такой способ изготовления глубинного колодца считается самым быстрым.
Способы расположения скважины на участке
Водоносный слой может пересохнуть, если к нему подведено несколько скважин
Первый вариант осуществляют еще до строительства коттеджа. Здесь действуют скорее по принципу «где нашел, там пробурил». Потом приступают к планировке здания, уже исходя из того, что имеют. Плюсы такого бурения заключаются в следующем:
- наличие скважины в почти обогреваемом подвальном помещении, а значит, исключение промерзания системы зимой;
- минимальные расстояния для транспортировки воды, что требует менее мощного насосного оборудования.
Минусов здесь больше:
- постоянная влага в подвале;
- шум работающего насосного оборудования;
- сложности с подведением спецтехники в случае необходимости проведения ремонта, промывки источника.
Таким образом «внутренне» бурение скважины — не самый лучший вариант. К тому же он сильно расходится с санитарными требованиями.
Что касается локации гидротехнического сооружения снаружи здания, то здесь преимуществ больше:
- удобство подъезда спецтехники при необходимости выполнения технического обслуживания;
- меньше шума от работающего насоса;
- возможность свободного полива сада, огорода без необходимости тянуть длинный шланг из подвала;
- обустройство кессона или оголовка в интересных ландшафтно-дизайнерских вариантах.
Из минусов — необходимость монтажа защитной площадки и утепления верхней части обсадной колонны, чтобы избежать промерзания системы зимой.
Чтобы выбрать хорошее место под бурение, важно учитывать такие параметры:
Глубину водоносного пласта
Причем если на него уже устроены несколько соседских сооружений, важно удалить новое максимально, чтобы все они не питались от одного участка горизонта. Иначе производительность всех скважин упадет.
Наличие насаждений в предполагаемом месте устройства источника
Здесь лучше выбирать менее озелененные (окультуренные) зоны.
Рельеф участка. Скважину не делают в нижней его части на склонах, поскольку в сезон дождей сюда будет стекаться большое количество атмосферных осадков, и кессон будет подтапливаться.
Виды водных пластов
Качество и чистота грунтовых вод зависит от глубины их залегания. В каждом регионе глубина отличается и имеет свои особенности.
Существует три основных вида пластов с обилием воды:
Верховодка залегает на глубине 3-10 метров. В нее входят отфильтрованные осадки. Для питья такая вода не годится, однако может использоваться для поливки огорода и технических потребностей. При бурении на данную глубину редко попадаются скальные породы. Поэтому абиссинский колодец можно сделать вручную при помощи лопат и другого подручного инструмента. Производительность такого источника будет не больше 0,5 м³/ч.
Следующий слой воды залегает на глубине 10-35 метров, между первым и вторым суглинистыми слоями. Она является более качественной, однако для употребления в качестве питья ее необходимо подвергать дополнительной очистке. Вручную копается колодец глубиной примерно 15 метров. Для достижения большей глубины целесообразно применить механическое бурение. Такой водозабор обладает производительностью до 1 м³/ч, чего вполне хватает для удовлетворения потребностей одной семьи.
Самая привлекательная вода находится на глубине 30-250 метров
Здесь целесообразно использовать механическое бурение, важно достичь известняк, где находится самая чистая вода. Зачастую вода самостоятельно поднимается на поверхность, однако это будет зависеть от мощности пласта и правильности конструкции скважины
Производительность артезианского водозабора составляет 3-5 м³/ч.
Несмотря на глубину залегания, перед употреблением, воду необходимо проверить в СЭС, так как от ее ежедневного употребления будет зависеть Ваше здоровье и долголетие.
Способы изготовления необходимого оборудования
Для любого из перечисленных способов потребуется использование специфического оснащения. Основным достоинством буровых приспособлений является то, что они позволяют обойтись без использования заводских устройств и оборудования. Все, что нужно для работы, дачник сможет сделать своими руками.
Прежде всего необходимо подготовить:
- вышку или самодельное устройство для бурения;
- бур, соответствующий диаметру скважины;
- лебедку и канат;
- стальную трубу.
Ручной шнековый бур
Для того чтобы изготовить стандартный шнек, необходимо произвести следующие действия:
- Соединить держатель, наточенные режущие лопасти и части штанги при помощи специальных муфт. Трубы для наращивания колонны желательно приобретать металлические.
- Для обеспечения надежности всей возводимой конструкции отдельные крепежные фитинги дополнительно затягиваются болтами. Это необходимо для того, чтобы при вращении приспособления в обратную сторону исключить вероятность развинчивания стержней.
- Лопасти делаются из прочных стальных пластин. Толщина листа должна составлять 3 мм или больше.
Абиссинская скважина-игла
Конструкция данного инструмента состоит из следующих элементов:
- наращиваемой металлической трубы, внутренний диаметр которой 1-2 дюйма;
- конусообразного стального наконечника, диаметр которого чуть больше, чем трубы, чтобы уплотненный грунт не повредил установленное над ним оборудование;
- 80-сантиметрового щелевого фильтра, устанавливаемого на иглу и выполненного из мелкой сетки.
Участок перфорации обматывается проволокой или сеткой из нержавеющей стали. Над фильтром внутри трубы крепится обратный клапан. Для обустройства абиссинского колодца не понадобится тренога, шнек для бурения и промывочный насос.
Желонковое бурение
Желонковое бурение.
Основным рабочим инструментом является желонка. При ее помощи происходит извлечение слоя грунта после его разбивания ударно-канатным способом.
Изготавливают ее из достаточно тяжелого отрезка трубы, имеющей заостренный острый край или зубья для разрыхления породы. Это достаточно простая конструкция, оснащенная плоским клапаном.
Шарнирное соединение фиксирует пластину для клапанного механизма, благодаря чему обеспечивается свободное открытие и закрытие. В данном приспособлении ограничителем выступает металлический стержень. К внутренней части клапана при помощи сварки приваривается прут.
Гидробурение
При данной технологии грунт разрушается напорной струей. Здесь также используется желонка, с помощью которой формируется круглое отверстие. Для подачи воды на отрезке толстостенной трубы крепится шланг. Компрессор обеспечивает необходимое давление подаваемого водного потока. Между резервуаром и скважиной устанавливается насосное оборудование.
Кессон или адаптер — в какого типа скважинах устанавливают
Для обеспечения водой индивидуальных домов пробуривают скважины, которые условно делят на три категории:
Абиссинские. Подобный тип скважин устраивают при малой глубине расположения водоносных пластов от поверхности, гидравлическим бурением занимаются частные лица и организации. Абиссинскую скважину проходят в течение суток, вместо обсадных труб берут отрезок ПНД-трубы с фильтратором на конце. Глубина абиссинки зависит от расположения водоносного бассейна и лежит в диапазоне 5 — 30 м. Зеркало воды в абиссинке не должно снижаться ниже 9 м, для втягивания воды применяют наружные центробежные электронасосы или станции, которые располагают в непосредственной близости от источника.
Для защиты наружного насоса от атмосферных осадков и морозов в зимнее время в зоне расположения абиссинки оборудуют утепленный кессонный колодец.
Скважины на песке. Это главный тип при водном зеркале от уровня поверхности земли ниже 9 м, глубина скважин лежит в диапазоне от 20 до 60 м, для забора используют погружаемый насос. При установке глубинного электронасоса проще и экономически выгоднее подключать его через адаптер, вкрученный сбоку на стенку обсадной трубы, кессон при этом не монтируют.
Артезианские. Для доступа к водным артезианским бассейнам бурят скважину средней глубины 100 м, в бытовых источниках водоснабжения она может быть и больше, но на глубинах более 200 м и без того значительные расходы резко возрастают в связи с применением промышленной технологии проходки таких расстояний.
Из-за давления пластов земли на глубинный водный бассейн, вода из артезианских скважин нередко поднимается на большую высоту и даже выходит на поверхность, для подачи используют поверхностный электронасос и соответственно монтируют кессонный колодец. Никто не запрещает извлекать воду из артезианского источника глубинным насосом, обладающим более высокими КПД и характеристиками, при его установке для отвода воды в дом экономичнее применять скважинный адаптер.
Хотя использование адаптера более рационально при эксплуатации глубинных насосов для забора воды, кессонный колодец имеет преимущества в удобстве при необходимости извлечения и обслуживания погружного электронасоса, к тому же он защищает скважинный канал от промерзания в зимнее время. Поэтому кессон часто ставят при подъеме воды погружным насосом, размещая в нем автоматику: реле давления и сухого хода, манометр, гидравлический аккумулятор.
Поверхностные насосы и насосные станции
Нефтяная и газовая скважина. Газлифтный метод эксплуатации
Это позволит возобновить приток добываемого продукта. Такой способ добычи называется газлифтным.
Достоинства этой методики таковы:
- оборудование, с помощью которого обеспечивается такая добыча, расположено на поверхности, что значительно упрощает его техническое обслуживание и ремонт;
- конструкция применяемого оборудования достаточно проста, и его эксплуатация – тоже;
- подъем сырья можно обеспечивать в больших количествах, которые не зависят ни от глубины скважинного ствола, ни от его диаметра;
- дебит добываемой продукции достаточно просто не только контролировать, но и задавать самостоятельно (для этого необходимо лишь изменить объём подаваемого в скважину газа);
- газлифтовая технология позволяет эксплуатировать даже те газовые или нефтяные горные выработки, которые либо были залиты водой, либо были пробурены в горных породах с высоким содержанием песка;
- при таком способе эксплуатации исследования в скважинах проводить и быстрее, и проще.
Как установить обсадку
Установка обсадной трубы выполняется двумя способами.
Первый вариант. Бурят створ по диаметру больше, чем обсадная труба, затем опускают трубу в ствол, или несколько. Чтобы колона не рухнула, используют так называемые бурильные ворота – одним придерживают трубу, уже ушедшую в ствол, другой ставят на новую, прежде чем убрать первый. После этого колонну осаживают вглубь, если она не опускается сама.
Второй вариант. Обсадную нижнюю трубу снабжают режущими зубцами, а бур выбирают меньшего диаметра. Забурившись на несколько метров, бур вытягивают, а трубу осаживают принудительно, а режущие зубцы срезают лишний грунт. Такой способ несколько медленнее, так как перед новым циклом бурения необходимо выбирать осыпавшуюся породу.
Технология бурения скважин
В большинстве случаев применяют роторный способ бурения скважин, чтобы добраться до водоносных слоев глубоко под землей. Как это происходит:
- Проводится гидрогеологическая разведка. Изучением видов породы и конфигурации водоносных слоев занимаются специализированные организации: предпринимателю нужны лишь результаты их работы по конкретному району.
- На основании такой информации разрабатывают проект скважины, включая нюансы проходки разных слоев почвы, способы укрепления стенок шахты и глубину бурения. Это позволяет подобрать соответствующее оборудование.
- По приезду на место готовят рабочую площадку, чтобы разместить оборудование для бурения под скважину. Если участок уже благоустроен, задача усложняется: нужно убрать заборы, проложить доски для проезда. Что должно получиться:
- для подъезда буровой установки нужна площадка шириной 3 метра;
- возле места бурения необходима свободная территория 4 х 10 метров;
- позади машины нужно еще 6 метров для сборки буровых штанг;
- вышка высотой 10 метров не должна зацепить ветки или провода.
- Поскольку технология бурения скважин на воду требует промывки, недалеко от скважины выкапывают небольшой бассейн для бурового раствора. В него сливают грязную воду, которую после оседания твердых частиц снова закачивают в скважину.
- В бассейне готовят буровой раствор. Для неустойчивых пород в воде растворяют бентонит, позволяющий укрепить стенки скважины. Для бурения твердых скальных отложений и известняка воду используют в чистом виде.
- В предполагаемом месте бурения рабочие выкапывают небольшой приямок глубиной до полуметра, чтобы обозначить направление движения бура. Далее с применением разных насадок проходят мягкие слои породы и углубляются до водосодержащих.
- Перед проходкой известковых водоносных слоев устанавливают обсадные трубы и промывают ствол, чтобы избежать загрязнения горизонта. Далее используют бур меньшего диаметра и с промывкой обычной водой вскрывают подземный бассейн.
- После появления чистой воды углубляют скважину еще на 1–2 м, а затем монтируют оставшиеся обсадные трубы и устанавливают снизу цилиндрический сетчатый фильтр для защиты насоса от крупных твердых частиц.
- В зависимости от наличия загрязнений, скважину прокачивают несколько часов или дней, пока из нее не начнет поступать чистая вода. Во время прокачки определяются верхний и нижний уровень воды в горизонте, дебит и химический состав источника.
- В соответствии с требованиями клиента и физическими характеристиками скважины подбирают тип и мощность насосного оборудования. Поверхностные насосы работают при глубине источника до 10 метров. В остальных случаях нужны погружные.
- При необходимости вокруг скважины выбирают грунт для установки кессона. В нем монтируют системы автоматического включения, ресивер и прочее оборудование. Ниже уровня промерзания почвы делают отвод и прокладывают трубу в дом.
- По завершении работ буровой мастер составляет паспорт скважины. Здесь указывают ее глубину и тип водоносного слоя, производительность. Также нужно упомянуть в паспорте материал обсадных труб, тип фильтра и статический уровень воды.
Какой способ бурения выбрать
Выбор метода зависит от типа грунта, диаметр сечения шахты, глубины бурения. Кроме того, учитываются следующие критерии:
- объем воды, необходимый для обеспечения домовладения;
- частота использования скважины;
- качество жидкости;
- стоимость монтажа глубинного колодца.
Колонковый способ хорошо подойдет при работе с пластичными глинистыми породами. Роторное бурение применяется в том случае, если участок находится на скальном грунте. Если требуется неглубокая скважина с небольшим дебетом, разрешается применять шнек.
При обустройстве неглубоких скважин нужно учитывать внешние факторы: условия климата и погоды, сезонные изменения водного горизонта. Влияние оказывает близкое нахождение сельскохозяйственных полей, вредных производств. Если планируется обустройство артезианской скважины, то требуется разрешение санэпидстанции, оформление соответствующих документов.
Способы и типы бурения скважин
Выбор способа бурения скважин для организации водоснабжения зависит от особенностей грунта, залегания водоносного слоя и от ряда иных факторов.
Какие существуют способы бурения
Эти работы производятся при помощи разных инструментов (долота и коронок, которые крепятся на буровую колонну). Это позволяет пробурить скважину нужного размера. По принципу работы бурового инструмента бурение можно разделить на следующие категории:
1. Вращательный способ бурения. Этот способ сооружения скважин производится путем вращения породаразрушающего инструмента вокруг своей оси. Этот способ высокопроизводителен, буровые работы стоят ниже, этим способом можно пробурить наклонные, горизонтальные и вертикальные скважины.
2. Вращательно-ударный способ бурения. Эффективный способ прохождения крепких горных пород. Принцип действия основан на том, что на вращательный элемент дополнительно воздействует пневмоударник, который крепится на буровую колонну.
3. Ударно-вращательный способ бурения. При этом способе основную функцию выполняет ударный компонент, а вращательный играет вспомогательную роль. Интенсивность и частота ударов здесь выше, а вращение – ниже, чем ц предыдущего способа.
4. Вибрационный способ бурения. При этом способе бурение производится путем передачи вибрационных или виброударные импульсов породоразрушающему инструменту. Этот способ применяется для бурения мягких рыхлых пород.
5. Вибрационно-вращательный способ бурения. Этот способ подразумевает наряду с вибрационным воздействием на породу оказывается вращательное воздействие и осевая нагрузка. Этот метод применяется для разрушение более плотных пород.
6. Способ бурения задавливания. Породоразрушающий инструмент погружается в мягкий грунт, и бурение производится за счет осевой нагрузки установки.
В основном, для бурения скважин на воду, применяется вращательный метод. Этот способ экономичен, и позволяет соорудить скважину в любом грунте. В зависимости от вида породы и глубины скважины применяются три разных типа бурения.
Колонковое бурение
Этот вид буровых работ производится на песчаных и мягких глинистых грунтах. Бурение скважины на песок производится при помощи долота или коронки, которая крепится на трубу. Этот вид применяют и на более твердых породах, но в таком случае необходимо подавать промывочную жидкость. Иногда для очистки скважины применяется продувка воздухом, который подается при помощи компрессора.
Шнековое бурение
Этот вид применяется для сооружения скважин для целей водоснабжения в частных хозяйствах. Бурение скважины на воду производится с помощью шнека. Шнек представляет собой стержень с лопастями. Шнек так ввинчивается в породу, что вместе с погружением происходит извлечение грунта. Такой вид рекомендован в среднеплотных грунтах на глубину не более 30 метров. На более глубоких уровнях порода перестает извлекаться, поэтому этот метод применять для более глубоких слоев нецелесообразно.
Роторное бурение
Роторное бурение применяется для сооружения скважин до 130 метров в глубину. Этим способом можно произвести бурение артезианской скважины для воды высокого качества. Роторная установка справляется с грунтами любой плотности. Использование ротора подразумевает обязательную подачу промывочной жидкости. Именно поэтому роторное бурение невозможно применять при низких температурах.
Современные технологии позволяют решить любую задачу, связанную с бурением. Нужно только определиться с видом работ.
Где не стоит бурить скважину
Хотя главным условием для успешного бурения является наличие водоносного пласта, есть еще несколько факторов, о которых нельзя забывать.
Например, выбирая место где бурить скважину на участке, стоит помнить, что источник должен быть надежно защищен от загрязнений. Поэтому лучше отдавать предпочтение экологически чистому уголку. Ни в коем случае нельзя размещать скважину вблизи источников загрязнений. От отстойников и септических резервуаров она должна быть удалена на 15 м как минимум. До выгребных ям и сточных колодцев приемлемо расстояние от 50 м. От промышленных предприятий, складских помещений, мусорных куч и свалок скважины нужно удалять на сто метров и более.
Эффективные способы поиска воды
Способов определения близости воды к поверхности существует более десятка. Поиск воды под скважину можно осуществить, используя один из приведенных ниже действенных способов.
Барометрический способ
Показания 0,1 мм ртутного столба барометра соответствуют разнице в перепаде высоты давления в 1 метр. Для работы с прибором необходимо сначала измерить его показания давления на берегу существующего поблизости водоема, а после вместе прибором переместиться в место предполагаемого обустройства источника добычи воды. На месте бурения скважины замеры давления воздуха делаются вновь, и высчитывается глубина залегания вод.
Наличие и глубину залегания подземных вод успешно определяется также с помощью обычного барометра анероида
Например: показания барометра на берегу реки составляют 545,5 мм, а на участке – 545,1 мм. Уровень залегания грунтовых вод рассчитывается по принципу: 545,5-545,1=0,4 мм, т. е. глубина скважины будет составлять не менее 4 метров.
Разведочное бурение
Пробное разведочное бурение является одним из самых надежных способов по поиску воды для скважины.
Разведочное бурение позволяет не только обозначить наличие и уровень залегания вод, но также и определить характеристику грунтовых слоев, залегающих до и после водоносного слоя
Бурение производится с применением обычного садового ручного бура. Поскольку глубина разведывательной скважины в среднем составляет 6-10 метров, необходимо предусмотреть возможность наращивать длину его ручки. Для проведения работ достаточно использовать бур, диаметр шнека которого составляет 30см. По мере заглубления бура с тем, чтоб не сломать инструмент, выемку грунта необходимо проводить через каждые 10-15 см почвенного слоя. Влажный серебристый песок можно наблюдать уже на глубине около 2-3 метров.
Место под обустройство скважины должно располагаться не ближе, чем 25-30 метров относительно дренажных траншей, компостных и мусорных куч, а также других источников загрязнения. Самое удачное размещение скважины – на возвышенном участке.
Повторяющие рельеф местности водоносные слои на возвышенных местах являются источником более чистой отфильтрованной воды
Дождевая верховодка и талая вода всегда стекает с возвышенности в низину, где постепенно дренируется в водоупорный слой, который в свою очередь вытесняет чистую отфильтрованную воду до уровня водоносного слоя.
Метод сейсмической разведки
Метод поиска основан на «простукивании» энергетическим устройством земной коры посредством воздействия звуковых волн и улавливании ответных колебаний с помощью сейсмочувствительного прибора.
В зависимости от структуры и материала слоев земной коры волны по-разному проходят сквозь них, возвращаясь затухающими отраженными сигналами, по свойствам и силе которых судят о породах представляющих эти слои, о пустотах и наличии водоносных слоев, о скоплении вод между прочными водоупорными пластами. Учитывают не только силу возвращенного колебания, но и время, за которое волна приходит обратно.
Тестирование осуществляется в нескольких точках участка, все показатели вносятся в компьютер и обрабатываются специальной программой для выяснения места присутствия водоноса.
Сравнивают полученные данные, собранные в местах со сходной геологией, непосредственно поблизости от водоемов, с данными, собранными на предполагаемом участке бурения. Либо выясняют стандарт сейсмосигнала, характерный для большинства точек конкретного места и по отклонению от этого стандарта выявляют предполагаемый участок залегания водоносного слоя. Артезианские воды дают высокий сейсмический фон, в разы превышающий стандартный.
Метод электрического зондирования
Метод позволяет с помощью приборов зафиксировать наличие воды по показателям удельного сопротивления слоев земли. Используется специальная зондирующая аппаратура.
В почву забивают четыре трубы-электрода длиной до полутора метров. Две из них являются создающими поле электрического напряжения, а две другие выполняющими роль тестирующих устройств.
Их последовательно разводят в стороны. При этом фиксируют данные, по которым измеряют удельное сопротивление, выясняют разность потенциалов, таким образом, последовательно выявляя показатели на разных уровнях земной коры.
Так электроразведка выясняет недоступную сейсмоспектральному методу информацию, будучи менее затратным способом поиска.
Недостаток метода в том, что если местность поиска обогащена ископаемыми металлами или находится в близости к железнодорожным путям, то зондирование станет невозможным.
Выбор и установка насоса
Чтобы после бурения правильно обустроить скважину на воду, выбирают тип электронасоса с необходимыми характеристиками, от его параметров зависит выбор кессонного колодца или адаптера при обустройстве источника водоснабжения. Все электронасосы по способам расположения относительно скважины делят на две большие группы, отличающиеся друг от друга своими параметрами.
Поверхностные
Поверхностные центробежные насосы с КПД около 50% чаще других типов используют для подачи воды, у большинства моделей глубина всасывания не превышает 8 м, поэтому их размещают рядом со скважиной или на небольшом удалении от нее.
При большом расстоянии между насосом и источником каждый метр водяного столба по вертикали переводят в 7 м по горизонтали при диаметре труб 1 дюйм с учетом гидравлических потерь в арматуре, отводах, тройниках. Таким образом, поверхностный насос можно размещать не только в кессоне, но и доме, если водный уровень близок к поверхности почвы, к примеру, при зеркале (статическом уровне) в 5 м электронасос можно установить в подвале коттеджа на 20 м от скважины.
Отдельно стоящие наружные насосы очень редко используют в бытовом водоснабжении, обычно их эксплуатируют в составе станций, где на один каркас ставят электронасос, гидравлический аккумулятор, напорное реле и манометр, соединяя их через фитинги и гибкую подводку.
Поверхностные бытовые насосные станции способны прокачивать воду объемом до 5 м3/ч при максимуме напора около 50 м, что делает их пригодными для снабжения водой дома с семьей из пяти человек.
Центробежный поверхностный насос – внутреннее устройство
Погружные
Большая группа глубинных насосов работает по центробежной схеме, такие агрегаты обладают наивысшим КПД среди всех видов, доходящим до 65% у высокотехнологичных дорогих моделей Grundfos. По параметрам погружные насосы значительно превосходят наружные, объем прокачиваемой жидкости в бытовых моделях доходит до 20 м3/ч, максимальный напор достигает 300 м благодаря использованию ряда ступеней с рабочими колесами, последовательно повышающими давление.
На рынке насосного оборудования встречаются другие виды погружных электронасосов с иным принципом действия, их список состоит из следующих типов:
Вибрационные
Популярные бытовые модели электромагнитного принципа действия, всасывающие воду за счет обратного и поступательного движения встроенного поршня, присоединенного к якорю электромагнитной катушки. Максимальный объем подачи вибрационных помп не превышает 1,5 м3/ ч, напор доходит до 80 м при КПД около 35%.
Средняя цена вибрационных помп лежит в районе 1400 руб., в быту их не используют для постоянного водоснабжения из-за низких технических характеристик, применяя в основном для полива, дренажных работ, прокачки скважин, заполнения бассейнов и резервуаров водой, других хозяйственных целей. Вибрационные помпы могут откачивать сильно мутную и грязную воду без повреждения электрической части и корпуса (поэтому их используют для прокачки скважин), но резиновые поршень и клапан обратного хода истираются частицами песка и через некоторое время могут потребовать замены.
Центробежный и вибрационный погружные электронасосы – внутреннее устройство
Шнековые
Агрегаты такого принципа действия часто называют винтовыми, по принципу действия они напоминают бытовую мясорубку, в которой жидкость перемещается за счет вращения спирального шнека. Винтовые модели не столь популярны на рынке, их преимуществом является возможность работы с вязкими и мутными средами. КПД шнековых агрегатов не превышает 50%, подача до 15 м3/ч, напор доходит до 100 м.
Вихревые
В подобного типа электронасосах вода всасывается лопастями рабочего колеса через отверстие сбоку корпуса и выталкивается крыльчаткой через боковой патрубок в той же плоскости. Расстояние между лопастями и стенками рабочей камеры для снижения гидравлических потерь минимально, поэтому вихревые модели работают только с чистой водой из артезианских скважин. КПД таких устройств также невысок (около 50%), бытовые агрегаты имеют средние технические параметры с наивысшими подачей в 5 м3/ч и напором 100 м.
Винтовой и вихревой насосы — конструкция
Ударно-канатное бурение
Этот способ бурения скважин является очень старым и впервые его стали применять древнем Китае. Некоторые особенности всё же отличаются от ударно-канатного бурения сегодня, однако, принцип в целом один и тот же. В древности конусообразный груз подкидывали вверх, после чего при падении он раздвигал почву и уплотнял землю. Сегодня для создания скважин таким способом берутся забивные стаканы и всевозможные желонки. Желонка представляет собой простой снаряд, который бросают в скважину с высоты. Когда происходит удар о землю, снаряд заходит в грунт и из-за специального клапана остаётся в нем. После этого оборудование достаётся наверх, из неё выбирают землю и заново бросают. Также используется забивной стакан, который также представляет собой желонку, но только без специального клапана, вследствие чего земля остаётся в стакане под силой трения.
Используя желонки и забивные стаканы, делают скважины в обводных грунтах, а также на песке. Благодаря использованию забивного стакана можно делать скважины на глинистой земле, на суглинке, на вязкой земле в целом. Когда стакан отрывается, такая земля остаётся внутри него и хорошо достаётся.
Такой способ бурения скважин довольно сложный и занимает много сил и времени. Порой для того, чтоб пробить твердые каменные грунты применяют ударно-канатное бурение с использованием бурового патрона. С его помощью пробивают твердые породы грунта. Породу удаляют из скважины, используя желонку.
Ударно-канатным бурением создаются большие и глубокие шахты – до трёхсот метров глубины. Однако, если глубина скважины большая, то здесь не обойтись без телескопической структуры. Это значит, что верхняя часть скважины создаётся из трубы, которая обладает наибольшим диаметром. После этого, проходя определённую глубину, следуют трубы меньшего диаметра, затем ещё меньше и меньше. Также для удобства используют переносные буровые станки, которые подходят для бурения ударно-канатным методом.
Подобное бурение скважин отнимает много времени, весь процесс медленный и занимает много сил и времени, в отличие от шнекового бурения, однако, чтоб создать скважину таким образом, не нужно много специально оборудованного места.
Методы бурения
Процесс создания скважины для добычи нефти может осуществляться несколькими способами:
- Ударно-канатный метод.
- Работа с применением роторных механизмов.
- Бурение скважины с использованием забойного мотора.
- Бурение турбинного типа.
- Бурение скважины с использованием винтового мотора.
- Бурение скважины посредством электрического бура.
Первый способ относится к наиболее известным и проверенным методам, и в этом случае шахту пробивают ударами долота, которые производятся с определенной периодичностью. Удары делаются посредством влияния веса долота и утяжеленной штанги. Поднятие оборудования происходит из-за балансира оборудования для бурения.
Работа с роторным оборудованием основана на вращении механизма при помощи ротора, который ставится на устье скважины через трубы для бурения, которые осуществляют функцию вала. Бурение скважин малого размера производится посредством участия в процессе шпиндельного мотора. Роторный привод соединен с карданом и лебедкой: такое устройство позволяет контролировать скорость, с которой вращаются валы.
Бурение при помощи турбины производится посредством передачи вращающегося момента колонне от мотора. Такой же способ позволяет передавать и энергию гидравлики. При этом методе функционирует только один канал подачи энергии на уровне до забоя.
Турбобур – это особый механизм, который преобразует энергию гидравлики в давлении раствора в механическую энергию, которая и обеспечивает вращение.
Процесс бурения нефтяной скважины состоит из опускания и подъема колонны в шахту, а также удерживание на весу. Колонной называется сборная конструкция из труб, которые соединяются друг с другом посредством специальных замков. Главной задачей является передача различных типов энергии к долоту. Таким образом осуществляется движение, приводящее к углублению и разработке скважины.
Забой колодца
Абиссинский колодец можно забить без специальных бурильных устройств. Для этого понадобится:
- Металлическая или ПВХ-сетка с мелкими ячейками;
- Толстостенные металлические трубы с диаметром, как у насоса, и по длине в глубину забоя;
- Дрель;
- Трубы с резьбой;
- Наконечник острый конусообразный.
Нижняя часть колонны будет буром, потому на конце трубы, над наконечником, устанавливают фильтр. Длина его будет до метра. По окружности трубы нужно высверлить отверстия под углом 45о с диметром 5-8 мм в шахматном порядке. Сверху перфорированную часть трубы обматывают сеткой и крепят проволокой, хомутами или другим удобным способом.
Инструмент для бурения скважин углубляют на метр в грунт, проверяют строительным уровнем вертикальность, которая должна быть соблюдена.
