Строительство скважины

Организация индивидуального водоснабжения от глубоководной скважины – процесс достаточно сложный, требующий профессионального вмешательства и применения специализированной техники и механизмов. Создание водоносной скважины представляет собой целый цикл объемных мероприятий с поэтапным разделением процесса.

Понятие о цикле строительства скважины

Цикл строительства скважины включает в себя этапы:

• Подготовительные мероприятия, основанные на геологическом исследовании особенностей местности с выяснением основных пород пластов земли и расположении водоносных пластов.
• Выбор места бурения скважины и подбор с подготовкой необходимого оборудования, машин и механизмов.
• Монтаж надземного оборудования и подготовка к бурению скважины.
• Сам процесс бурения и очистки скважины.
• Укрепление скважины системой обсадочных труб, промывка водоносного источника и ввод его в эксплуатацию.

Типовое строение скважины

Строение скважины должно гарантировать выполнение отдельных условий и факторов:

• Вскрытие продуктивных горизонтов водоносных слоев с минимальной необходимостью фильтрования жидкости и как можно длительным сроком эксплуатации скважины с низким темпом падения водоносного дебета. Т.е. строительство скважины должно гарантировать обеспечение расчетных параметров водоносной продуктивности с заданным эксплуатационным сроком.
• Для обеспечения стабильного качества забора воды строение скважины должно гарантировать надежную гидроизоляцию между водоносными горизонтами, т.е. не должно возникать проникновения грунтовых вод в «артезианскую» скважину.
• Глубина бурения водоносной скважины может варьироваться от 10 до 100 и более метров в зависимости от залегания водоносных слоев. При этом глубже не всегда обозначает лучше, т.к. усложняется подъем воды на поверхность, а сама глубина не гарантирует повышение водоносности.
• С целью минимизации использования материалов для строительства скважины и дальнейшего исключения возможности деформации трубного ствола под собственной массой и передвижением слоев грунта диаметр водозаборной колонны подбирается как можно меньшим, допустимым для установки соответствующего по мощности насосного оборудования.
• Конструкция скважины должна обеспечивать возможность проведения ремонтно-восстановительных работ, для чего диаметр скважинного ствола не должен быть сильно заужен.

Типовое строение скважины состоит из:

• Надземной части, которая оборудуется в виде герметизирующей скважину цилиндрической конструкции с подводящими коммуникациями.
• Подземной части, состоящей собственно из водоносного ствола с установленной обсадочной трубой, при этом обсадочно-герметизирующая конструкция может иметь разное строение в зависимости от геологических особенностей местности:
• Сплошная обсадочная труба устанавливается в случаях среднестатистических стандартных геологических условиях (средней твердости грунты), когда в водоносном известняке присутствует избыточное давление, выталкивающее жидкость вверх.
• В случаях отсутствия подъемного давления в скважине в водозаборную часть ствола устанавливают дополнительную пластиковую трубу, обеспечивающую защиту насосу от заклинивания в скважине вследствие перемещения грунта.
• Установка кондуктора (дополнительной трубы большого диаметра в верхней части скважины) производится при обнаружении в верхних слоях грунта плавунов. Кондуктор выполняет функцию герметизации для дальнейшего беспрепятственного бурения скважины.
• Строительство скважины с телескопической конструкцией обсадочных труб выполняется при обнаружении на пути бурения твердых пород. Телескопическая установка труб позволяет проводить бурение особо глубоких скважин без обрушений.

Особенности строительства скважины

На основании собранной информации о геологических особенностях местности рассчитывается предельная глубина бурения скважины, от которой зависит само строение скважины и этапы ее строительства:

• Бурение скважины в основном производится шнековым способом, но при обнаружении скалистых пород грунта даже специализированные насадки с твердосплавными резцами становятся не эффективными, поэтому применяется ударно-канатный способ, который разбивает скальные породы на отдельные фрагменты.
• Цикл строительства скважины с относительно небольшой глубиной 10-20 м вследствие малого обрушения пробуренного ствола значительно упрощен, т.е. в пробуренную скважину до водоносного слоя вставляются металлические трубы одного диаметра с герметизацией отрезков.
• Мягкие, осыпающиеся грунты или обнаружение прослоек подпочвенных вод вынуждает использовать укрепляющую конструкцию в виде металлической трубы большого диаметра (кондуктора) для дальнейшего беспрепятственного бурения скважины. Чтобы не возникало смещения кондуктора, производят его тампонаж, т.е. закачивают цементно-песчаный раствор в промежуток между стенкой трубы и грунтом.
• Тампонаж производится всех обсадочных труб, при этом особую важность имеет качество проведения мероприятия, от которого зависит срок эксплуатации скважины и качество заборной воды.
• Строительство скважин большой глубины более 20 м осложняется подъемом на поверхность грунта, поэтому в цикл строительства скважины включают периодическую и постоянную промывку буримого ствола, для чего организуется циркуляционная закачка воды.
• Окончательным этапом создания скважины является ее тщательная промывка с начальной посторонней принудительной циркуляционной подачей воды, и конечной длительной откачкой воды до нормализации ее технических параметров. После чего производится очистка откачиваемого оборудования, установка его на рабочее место, герметизация скважины от проникновения в нее мусора, и собственно ввод в эксплуатацию водозаборной скважины, для чего устанавливаются дополнительные автоматические системы управления насосом.