Сколько прослужит объект недропользования
Средний срок службы глубинного водозабора составляет порядка 50 лет. По истечении этого срока, нередко сопровождаемого существенным снижением дебета, появлением посторонних примесей, требуется ликвидация артезианской скважины.
Демонтировать оборудование и закрыть отверстие не получится — необходимо провести ряд специальных мероприятий, направленных на безопасную её ликвидацию с обеспечением защиты недр.
Тампонаж артезианской скважины представляет собой множество довольно сложных мероприятий, причём процедура эта обязательно должна отражаться документально. О ликвидации, консервации объекта природопользования необходимо сообщать в надзорные органы. Работа должна проводиться силами специализированной организации, осуществляющей услуги по монтажу, обустройству, ремонту, консервации, ликвидации объектов водоснабжения.
Сохраните статью в соцсети:
21 апреля 2017
Задайте свой вопрос по статье
Достоинства и недостатки артезианской скважины
Артезианская скважина считается ценным источником высококачественной воды. Ее ценят за такие качества:
- Уровень воды в артезианской скважине постоянный и не зависит от поры года, осадков, паводков и других явлений.
- Срок эксплуатации источника может достигать 50 лет.
- Толстый слой грунта очищает поступающую с поверхности жидкость от всех механических загрязнений, поэтому вода из артезианской скважины идеально чистая.
- Из источника можно выкачивать более 3 м3 жидкости в час, что позволяет снабжать водой сразу несколько участков.
- Колодец не меняет свою водоотдачу даже после длительной непрерывной работы насоса. В доме можно открыть сразу несколько кранов, и при этом давление в системе будет постоянным.
- Правильно построенная своими руками артезианская скважина не требует постоянного обслуживания.
Кроме того, нужно знать о недостатках таких источников:
- В жидкости может быть большое количество минералов и химических соединений, вредных для человека. При обнаружении опасной концентрации вещества следует устанавливать специальные фильтрационные системы.
- Высококачественная вода расположена глубоко, поэтому себестоимость работ по созданию источника очень высокая.
- Для бурения артезианской скважины необходимо получить специальное разрешение, т.к. такая вода считается ценным природным ресурсом. Акты выдают специалисты на основании государственных нормативных документов, что требует значительных финансовых вложений. Оформление разрешений может затянуться надолго.
- Каждый квартал следует выплачивать налог за пользование природными ресурсами.
- Такая вода содержит большое количество солей кальция и магния, которые повышают ее жесткость. При ее нагревании в бойлере или чайнике выпадает осадок, жидкость мутнеет, а нас стенках емкости и на нагревательных элементах образуются солевые наслоения.
Погружные насосы
Если глубина шахты превышает 10 м, оборудование для скважины под воду включает в себя погружной насос. Чтобы правильно подобрать оптимальную модель помпы и рассчитать высоту ее подвешивания внутри обсадной трубы, потребуется соответствующий опыт. В перечень обязательных приборов подачи воды входит гидроаккумулятор и автоматический модуль. Погружные насосы могут поднимать воду на большую высоту, по сравнению с поверхностными аналогами.
Кроме того, отсутствуют любые ограничения по точке монтажа закрытого гидроаккумулятора. Мембранную емкость и управляющие блоки разрешается устанавливать на любой дистанции от скважины: расстояние до точки водозабора не скажется на эффективности работы системы.
Как пробурить скважину для воды своими руками
Говоря о том, как пробурить скважину, обычно подразумевают абиссинскую или песчаную разновидность, поскольку артезианские варианты сооружений выполняются только профессионально.
Для работ необходимо:
- подготовить место бурения. На участке выкорчевываются корни деревьев (при необходимости подрубаются, для работ на глубине лучше использовать топор с удлиненным топорищем), удаляется любая растительность;
- выкопать яму глубиной 1…1,5 м, сечением не менее 1х1 м. Она необходима для удаления верхних рыхлых слоев грунта, удобства выполнения дальнейших работ и обустройства приямка или кессона;
- установить бурильную установку.
Бур для скважины может быть самодельным. Для этого подготавливаются несколько труб с диаметром 120 мм (они в дальнейшем будут выполнять роль обсадных). Нижний конец нижней трубы оснащается зубъями или буром, противоположный и оба конца последующих труб – резьбой для соединения.
При использовании промышленного бура вначале выполняется «прокол» грунта, потом в него опускаются обсадные трубы.
Для небольших по глубине «проколов» достаточно согласованной работы двух исполнителей. Шнековый бур извлекается после прохода каждых 10…15 см грунта, в противном случае избыточный вес налипшей земли может привести к поломке бура. По мере заглубления можно навесить груз на ручки ворота, в этом случае рабочим придется прикладывать меньше усилий.
Данный метод работ считается ответом на вопрос: как пробурить одному, без оборудования, скважину небольшой глубины? Это действительно реально, но все же работать лучше с помощником.
Гидробурение
Если для бурения используются трубы, дополнительно потребуется емкость для воды (бочка) объемом не менее 200 литров и насос. После первичного заглубления трубы в землю к ней подключается насос и под давлением подается вода. Жидкость постепенно размывает грунт возле нижнего конца трубы, позволяя постепенно заглублять ее методом вращения.
При этом разрушенный грунт вымывается наружу струей воды, которая откачивается из приямка помпой (ручной или механизированной). Поэтому метод получил название гидробурения скважин на воду. Своими руками сделать пробой нужной глубины проще и быстрее, чем другими способами. При небольшой глубине колонны можно исключить сращивание труб резьбовым методом.
Приведенная схема относится к профессиональному буровому оборудованию. При самостоятельном проведении работ достаточно обеспечить подачу воды в будущую скважину и ее естественный отток наружу.
Важно: выясняя, можно ли зимой бурить скважину под воду, следует учитывать температуру воздуха. В морозы работа с влажным грунтом и водой невозможна
Даже подача горячей жидкости не всегда решает проблему. Работы допустимы при отсутствии промерзания грунта.
Бурение ударно-канатным методом
Для этого необходимо использовать специальную вышку.
Она может быть выполнена из металлического профиля или бревен (брусьев) подходящего сечения. Обязательно устройство лебедки или противовеса для извлечения обсадной трубы, располагается вышка так, чтобы ее вершина находилась точно над местом бурения.
Вначале в выкопанную яму устанавливается обсадная труба. Толщина ее стенки должна составлять не менее 5 мм, используется бесшовная труба. После чего в получившуюся направляющую конструкцию опускается желонка (стакан), который с помощью лебедки (ворота) поднимается и опускается (свободное падение) на высоту около метра. Таким образом грунт разбивается и заполняет внутреннее пространство обсадной трубы. После ее наполнения грунтом на 2/3 и более труба извлекается и освобождается на наполняющей ее земли. Процесс повторяется до достижения необходимой глубины – то есть водоносного песчаного слоя.
Важно: при бурении любой скважины верхняя ее часть существенно шире, чем диаметр обсадной трубы. Для укрепления и стабилизации конструкции зазор между обсадной трубой и стенками ямы засыпают щебнем.. Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:
Чтобы более детально разобраться в вопросе, мы предлагаем посмотреть несколько видео по теме:
Ударно-канатное бурение
Ручное гидробурение
Способы бурения
Произвести установку индивидуального водоснабжения на участке — дело ответственное. Есть много компаний, которые занимаются такими установками, но их услуги стоят дорого. Поэтому, если бюджет не позволяет обратиться к такой компании, можно установить скважину самому. Есть несколько способов бурения скважин.
Шнековое бурение
Один из самых простых способов. Шнековое бурение осуществляется с помощью бура (шнека), на котором размещены заточенные спиральные лопасти. На месте, где должна быть скважина, устанавливается тренога. Вершина её должна быть над местом скважины. На вершине устанавливается ролик, через который проходит трос. Один конец троса крепится к шнеку, другой — к лебёдке или ручному вороту. Это облегчит извлечение бура и поможет избежать искривлений скважины. А искривление очень нежелательно, потому что отклонение от вертикали приведёт к деформации скважины, и будет невозможно сделать нормальную обвязку.
После установки треноги шнек ввинчивается в землю с помощью ручного ворота или электромотором строго вертикально. Когда бур войдёт в грунт полностью, его с помощью лебёдки поднимают наверх, очищают от грунта (шлама) и снова опускают. Шнек по надобности доращивают трубой, которую крепят резьбой или шпилькой.
Эта технология больше всего подойдёт для ручной установки скважины. Но она имеет и свои недостатки.
- Если почва имеет скалистый слой или встречаются большие камни, то это сделает невозможным прохождение шнека.
- Если почва слишком сыпучая, при выемке бура грунт будет обваливаться.
- Наличие грунтовых вод тоже очень затруднит работу.
Колонковая технология
Эта технология во многом похожа на шнековое бурение. Отличается только устройство бура. Бур предоставляет собой трубу, снизу которой наварены зубцы из высокопрочного металла. При вращении труба вгрызается в землю и заполняется грунтом. Когда весь цилиндр заполнен шламом, его вынимают и вычищают. Этот метод бурения позволяет получить воронку очень точного диаметра. Для самостоятельной установки скважины такая технология используется редко.
Гидробурение скважин
При таком способе бурение происходит при помощи воды, которая подаётся под высоким давлением. Перед началом работ нужно подготовить участок. Возле будущей скважины выкапываются две ямки размером 1х1 м. Они нужны для откачки воды и фильтрации шлама. В первой яме, которая ближе к скважине, будет оседать грунт, а во второй — отстаиваться вода. После отстаивания её снова подают через шланг в помпу, а помпа перекачивает воду к буру. Таким образом воды используется немного, она все время циркулирует. Если вода сильно загрязнена, её нужно заменить.
Такой вид бурения широко используют для промышленных целей и для геологоразведки. Применяется он также для бурения скважин под артезианский колодец. Для этого есть специальное оборудование, которое можно арендовать или купить. Сложность в использовании гидробурения на дачном участке в том, что на всей вертикали горизонта грунт неоднородный. При попадании воды на более твёрдую породу окружающий пласт будет размываться и обваливаться. Но использовать эту технологию можно на участке в том случае, если была произведена геологоразведка, почва имеет однородную структуру и глубина нахождения воды точно известна.
Ударно-канатный метод
Самый простой и доступный метод бурения скважины. Он в сравнении с другими более трудоёмкий, но и самый доступный, поскольку не требует специального оборудования. Процесс бурения происходит посредством последовательных ударов специальным буром в место будущей скважины. Бур в этой конструкции — пустой цилиндр, нижние грани которого специально заточены. Он с помощью лебёдки или вручную поднимается на определённую высоту и свободно опускается. После нескольких таких подъёмов-спусков цилиндр наполняется почвой, после чего он очищается.
При появлении признаков воды бурильный стакан заменяется на бур другого вида — желонку. Он отличается тем, что имеет клапан, который, набирая в себя мокрый грунт, закрывает конструкцию и не даёт вытекать жиже.
Среди плюсов этой технологии:
- доступность для любого пользователя;
- возможность проведения работ на любой почве;
- нет необходимости в специальном оборудовании;
- контроль структуры грунта.
Недостатками такого метода являются длительность процесса и огромная затрата физической силы. Но если оптимизировать механизм и подключить электромотор, можно свести к минимуму физическую нагрузку.
Способы бурения и инструменты
Как самому пробурить скважину для воды? Для любительского исполнения доступны следующие виды бурения:
- ударный;
- роторный и ударно-вращательный;
- ударно-канатный.
Ударный
Применяется для создания скважины-иглы, также называемой абиссинским колодцем. По сути, грунт буквально прокалывается трубой с заостренным наконечником, имеющей в диаметре от 25 до 120 мм. По ее торцу осуществляют серию ударов специальным тяжелым инструментом – бабкой.
Вращательный (роторный) и ударно-вращательный
При данном способе буровой снаряд закрепляют на конце так называемой буровой колонны или штанги, состоящей из нескольких последовательно скрепленных труб.
По мере углубления скважины буровая колонна наращивается путем присоединения к ней все новых колен.
Вращают колонну с помощью вделанного в верхнее колено рычага, заставляя таким образом бур погружаться в землю. При ударно-вращательном бурении буровую штангу периодически приподнимают и сбрасывают, разрыхляя грунт, либо бьют по ней кувалдой.
Инструменты:
- Шнек. Используется двухзаходный вариант, поскольку одно заходный будет уходить в сторону и быстро застрянет. При вращательном бурении шнеком проходят связные грунты однородной плотности – почву, мягкую глину, суглинок, влажные супеси.
- Ложковый бур. Применяется при вращательном или ударно-вращательном бурении для разработки рыхлых и сыпучих грунтов, которые не могут удерживаться между лопастями шнека.
После бурения скважины следует провести работы по ее благоустройству
Очень важно соорудить надежный оголовок для защиты скважины от паводковых вод. Оголовок для скважины своими руками: ход работ по изготовлению, разновидности и маркировка
Ударно-канатный
Самый простой способ. Тяжелый буровой снаряд подвешивается на канате, конец которого перекинут через блок. Вручную или с помощью лебедки снаряд приподнимают, а затем сбрасывают, разрыхляя или извлекая грунт (в зависимости от применяемого инструмента).
Виды буров:
- Долото: нижняя часть снабжена острыми зубьями. Применяется для разрушения валунов и разрыхления плотных грунтов.
- Желонка: имеет вид перевернутого стакана с клапаном. Применяется для выборки сыпучих и полужидких грунтов: когда желонка сбрасывается, ее полость заполняется породой. Инструмент вытаскивают на поверхность и опорожняют.
- Забивной стакан (бур Шитца): принцип работы такой же, как у желонки, только без клапана. Применяется для выборки вязких, налипающих грунтов, которые удерживаются в полости стакана за счет трения.
Причины, требующие углубления скважины
Часто причиной ухудшения ситуации являются природные факторы — например, промерзание грунтов на глубину, превышающую расчетное значение, сдвиг подземных пластов, засуха. Чтобы убедиться в причине, стоит расспросить соседей. Но если у них все в порядке, причина заключается в самой скважине. Например, ее дебит может быть исчерпан, и следует искать способы углубления.
Скважина на песок служит недолго. Глубина залегания водоносного горизонта составляет до 45 м. Скважина на известняк отличается большей глубиной. Она достигает тех пластов, где объем воды больше, что увеличивает срок эксплуатации системы. Так, если песчаная скважина служит всего 10 лет, то у конструкции на известняк показатель составляет 50 лет в среднем.
Существуют и другие причины, по которым требуется углубление:
- Наличие плывунов в песчаных слоях. Они могут быть истинными или ложными, но отличие между ними состоит только в объеме песка. Из-за них пополнить запасы воды становится практически невозможно.
- Нарушение технологии устройства скважины. Не все дефекты проявляются сразу, некоторые из них имеют отсроченные последствия, например, искривление ствола скважины или разгерметизацию швов. Не всегда можно исправить эти недочеты, иногда приходится бурить новую скважину.
- Заиливание системы.
- Попадание посторонних предметов, например камней.
Также донные фильтры могут засоряться естественным образом при повышении плотности водоносного слоя. Тогда требуется их замена.
Классификация и общая характеристика способов бурения
Процесс бурения состоит из разрушения породы на забое шпура (скважины) буровым инструментом и удаления продуктов разрушения (буровой мелочи) из него.
При всех способах бурения выполняются следующие основные операции: подготовка и установка бурильной машины для начала работ, бурение (разрушение породы) с очисткой забоя скважины от продуктов разрушения, наращивание бурового става для достижения требуемой глубины бурения и его разборка после окончания работ, смена изношенного бурового инструмента и передвижение машины на новую точку бурения шпура или скважины.
В настоящее время применяются вращательный, ударно-поворотный, ударно-вращательный и вращательно-ударный способы бурения шпуров и скважин (механические способы бурения), а также огневое и комбинированное бурение. Исследуется эффективность применения энергии ВВ при взрывном бурении скважин, а также высоковольтных электрических разрядов при электроимпульсном бурении.
При вращательном бурении инструмент вращается вокруг оси, совпадающей с осью шпура или скважины и одновременно с определенным усилием подается на забой. Величина усилия задается из условия превышения предела прочности породы на вдавливание на площади контакта режущих лезвий инструмента с породой. При этом происходит последовательное разрушение от вдавливания и скалывание частиц породы с забоя. Продукты разрушения удаляют с помощью витых штанг (при бурении шпуров), шнеков (при бурении скважин), промывкой забоя водой или продувкой воздухом.
На горных предприятиях применяют: вращательное бурение шпуров резцами с помощью ручных и колонковых сверл; вращательное (шнековое) бурение скважин резцами и алмазным инструментом с помощью буровых станков.
При ударном способе бурения инструмент (долото или коронка) наносит удар по забою и разрушает породу под лезвием. После каждого удара инструмент поворачивается на некоторый угол, чем обеспечивается последовательное разрушение всей площади забоя и получение круглого сечения шпура или скважины.
При ударно-поворотном бурении обычным и погружными бурильными молотками (перфораторами) инструмент поворачивается прерывисто только в промежутках между ударами вмонтированным в молоток поворотным устройством. В некоторых конструкциях бурильных молотков поворот инструмента происходит в период нанесения удара поршнем по инструменту.
При ударно-вращательном бурении погружными пневмоударниками и бурильными молотками с независимым вращением удары наносятся по непрерывно вращающемуся инструменту. Разрушение породы при этих способах бурения происходит только в результате внедрения буровой коронки при ударах.
При вращательно-ударном бурении удары наносятся по непрерывно вращающемуся под большим осевым усилием инструменту. Разрушение происходит как в результате внедрения инструмента при ударах, так и вследствие скола породы при вращении инструмента.
Бурение шарошечными долотами выполняется как при ударном способе долотами чистого качения и при вращательно-ударном — долотами со скольжением, в которых зубцы, наряду с перекатыванием по забою, срезают породу скользящим движением вдоль поверхности забоя.
При огневом бурении разрушение породы на забое скважин происходит за счет термонапряжений, возникающих при быстром нагреве поверхности породы потоками раскаленных газов (2000°С), вылетающих из сопел горелки со сверхзвуковой скоростью (2000 м/с и более).
При взрывном бурении разрушение породы на забое скважин происходит последовательными взрывами небольших зарядов ВВ. Известны два метода взрывного бурения: патронный — с помощью патронов жидких или твердых ВВ, взрывающихся на забое от удара или детонатора, и струйный, при котором через бур на забой подаются жидкие компоненты ВВ (горючее и окислитель) и происходит формирование жидкого плоского заряда. Взрыв этого заряда вызывается впрыскиванием капли инициирующего состава (эвтектического сплава калия и натрия).
При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).
Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).
