Устройство, схема и принцип работы скважины

Устройство скважины

Устройство всех скважин для воды в частном доме примерно одинаковое — это глубокая яма до залегания воды и обсадная труба, которая позволяет направлять и управлять потоком воды снизу вверх. Отличия заключаются в дополнительных устройствах, повышающих надёжность и производительность скважины.

Как правило, скважины оборудуют устройством принудительного подъёма и распределения воды.

Любая скважина обладает характеристиками, которые позволяют выбрать оптимальное устройства для забора воды. Важной характеристикой таких устройств является дебит скважины.

Дебит скважины

Дебит скважины — это максимальный объем воды, полученный за единицу времени.

Измерять дебит можно в литрах в минуту, м 3 /сутки или м 3 /час. Это основной показатель производительности скважины.

Кессон

Кессон — это резервуар для размещения и гидроизоляции приборов. Кессон для скважины бывает металлический и пластиковый. Для контрастного климата лучше подходят металлические, но они дороже и подвержены коррозии, но зато их можно ремонтировать. Пластиковые кессоны не ржавеют и стоят гораздо дешевле. Однако пластик может порваться, к тому же он не ремонтно пригоден.

В зависимости от размера, цена на пластиковый кессон находится в диапазоне от 17 000 до 40 000 рублей.

Для металлического кессона цена отличается только в верхнем пределе и составляет разницу от 17 000 до 60 000 рублей. Дело в том, что кессон из металла можно собрать по частям, каждая из которых продаётся отдельно.

Оголовок

Оголовок для скважины — устройство, которое крепится на верхнюю часть обсадной трубы. Оголовок герметичен и служит для крепления вывода водонапорной трубы и кабеля для насоса. Оголовок обеспечивает приток воды, увеличивает дебит скважины за счёт создания низкого давления воздуха внутри труб. Производятся из пластика или чугуна.

Стоимость оголовков, рассчитанных на трубы диаметром 125-133 мм, колеблется от 2000 до 4000 рублей.

Адаптер

Адаптер для скважины — устройство, позволяющее герметично соединять скважину с наземным водопроводом. Обычно адаптер используют в технических помещениях с оборудованием для водоснабжения. Одна часть адаптера крепится к обсадной колонне, другая — к шлангу с насосом. Использовать адаптер необходимо там, где концентрируется оборудование, которые нужно в защитить от воды.

Адаптер экономит место. Его цена от 600 до 4000 рублей.

Пакер

Пакеры для скважин, он же уплотнитель — это устройство, позволяющее перекрывать и герметизировать отдельные части скважины или внутренней стенки трубы. Кроме того, с помощью пакера можно разделять внутреннюю полость скважины от внешней, затрубной. С его помощью также можно отделить одну часть трубы от другой.

Пакер используется для проведения технологических операций на локальном участке скважины.

Обсадная труба

Обсадная труба — основной элемент скважины, предназначенный для подачи воды от источника в водопровод. Своё название эти трубы получили из-за функции — предотвращать обсыпание пробуренного отверстия в земле. Обсадные трубы опускают в грунт после того как скважина окончательно будет пробурена. Пространство между стеной скважины и трубой заливают бетоном. После этого приступают к установке остального оборудования.

Обводные трубы отличаются по размеру и материалу. Обычно их производят из металла (чугуна или стали), дерева, асбеста, пластмассы.

Самой популярной считается металлическая и обсадная труба пнд для скважин с резьбой.

Цена на обсадные трубы для скважин измеряется в погонных метрах и зависит от материала и диаметра. Если взять за основу самый распространённый диаметр труб 133 мм, то цена будет от 200 до 500 рублей за метр для пластиковых труб и от 400 до 800 рублей за метр для металлических.

Схема и принцип работы

Я уже писал о преимуществах и недостатках скважин и даже составил таблицу для сравнительного анализа. Предлагаю рассмотреть схемы и принцип работы самых популярных из них.

Скважина на песок

Скважина «на песок» самый простой вариант добычи воды после колодца и открытого водоёма. Она представляет собой тонкую трубу (d −100 мм), погруженную в грунт на глубину 15-30 м. На конце трубы находится сетка из нержавеющей стали, выполняющая роль фильтра.

Свое название скважина получила от основного требования — водоносный слой должен находиться в песке или в песчаных смесях. Это условие не столько технологии, сколько возможностей. Сквозь рыхлый субстрат воды будет проходить легко, поэтому можно обойтись простым насосом.

Скважина игла

Этот вариант скважины получил ещё название абиссинского колодца. Скважина игла проще, чем скважина на песок, но во многом с ней похожа. Кроме простоты и дешевизны абиссинский колодец выгодно отличается тем, что с его помощью можно качать очень чистую воду. Игла берёт воду, пропущенную через песок, в то время как скважина «на песок» качает воду из горизонта суглинка.

Колодцем эта скважина называется потому, что глубина забора воды у неё как и у обычного колодца. Получается, что это колодец шириной в одну трубу.

Скважину называют иглой потому, что это фактически вбитая в землю труба. Как будто в грунт ввели иглу. Несомненным достоинством такой иглы является дешевизна, быстрая установка и долгий срок службы — до 30 лет. На поверхности земли она занимает мало места, поэтому можно разместиться в подвальном помещении дома. Достают воду в такой скважине с помощью помпы или насоса.

Недостатки

• малая производительность;
• вероятность снижения запасов воды зимой или в засушливый период;
• возможность установки только на рыхлых грунтах;
• невозможность использования нескольких точек забора воды без ущерба для напора;
• вероятность заиливания при перерывах в использовании;
• отсутствие возможности подключить несколько водоразборных точек без снижения напора.

Существуют два метода устройства иглы: забивной и бурением. Забивание — просто и дёшево, но есть вероятность проскочить водоносные пласты или попасть в камень, после чего придётся начинать всё сначала. По мере продавливания трубы вниз, в неё всё время подливается вода. Когда вода начнёт уходить в грунт, можно начинать установку насоса.

Дебит воды в абиссинском колодце примерно такой же, как и в обычном (от 0,5 до 3 м 3 /час).

Нужно учесть

• Использовать следует металлические или пластиковые трубы на 1 или 1,5 дюйма, которые режутся на 1-2 метровые отрезки. После погружения одного отрезка производится наращивание трубы с помощью резьбовых соединений с другим отрезком.
• В качестве уплотнителя лучше используется силикон, краска, муфты.
• Диаметр наконечника трубы должен превышать диаметр самой трубы. В конце трубы должен находиться специальный фильтр. При этом наконечник и труба должны быть сделаны из одного материала.

Артезианская скважина

Артезианская скважина — это самый трудоёмкий, дорогой и в тоже время надёжный способ поднятия воды на поверхность. При этом вода достаётся из слоёв, где залегает известняк. На такую глубину обычно загрязняющие вещества не проникают. Такая скважина часто имеет несколько обсадных труб и распределяюще-запирающие устройства типа оголовка, кессона и адаптера.

Недостатки

Недостатком артезианской скважины скважины является не только цена бурения на большую глубину и необходимость оформлять разрешение, но и непредсказуемость минерального состава воды. Чаще всего вода имеет низкий уровень минерализации.

Но всегда есть вероятность добуриться до залежей с «минералкой», обладающей кислой или щелочной реакцией.

Сложность скважины зависит от того, на какую глубину бурить. На глубине 50-100 метров необходимо установить обсадную трубу диаметром 133 мм. Внизу, от известкового слоя вверх, должна располагаться вторая труба с меньшим диаметром (125 мм), в которой находится насосное оборудование. На глубину от 100 метров необходимо уже устанавливать телескопические колонны. Они составляются из труб с постоянно уменьшающимся диаметром в интервале от 133 до 125 мм.

В артезианской скважине вода поднимается под собственным напором до середины или 2/3 конструкции, поэтому на данной глубине и нужно устанавливать насосы.

Скважины делятся на однотрубные и имеющие дополнительные трубы. В последнем случае внутри металлической трубы, забитой до известкового слоя, помещается более тонкая труба пластиковая. Именно эта труба и входит в грунтовые воды. При неустойчивом грунте скважину нужно оснастить кондуктором. Это дополнительная труба, которая существенно шире обсадной трубы. Она устанавливается сверху в целях защиты обсадной трубы от чрезмерного давления. Когда артезианская скважина будет полностью готова к работе, необходимо установить кессон и оголовок.

Устройство скважины для воды в частном доме

Одним из условий проживания человека, независимо от места, является обеспечение чистой питьевой водой. Однако на сегодняшний день необходимая для организма жидкость во многих регионах оставляет желать лучшего. Не являются исключением и места за городом. В таких ситуациях иногда единственных решением становится устройство скважины для воды в частном доме. Если правильно выполнить работы, можно обеспечить семью чистой и свежей жидкостью.

Принятие решение

Проживая за городом, причем неважно — постоянно или в летний период, основной проблемой практически всегда является источник чистой питьевой воды. Конечно, в некоторых населенных пунктах имеется возможность подключиться к централизованному водопроводу и забыть о проблеме. Но для многих это невозможно из-за отсутствия последнего, да и не всегда поступающая вода отвечает предъявляемым требованием.

В таком случае можно обустроить колодец, а еще лучше — скважину для дома. Для выполнения работ потребуется проведение определенных мероприятий:

• предварительные расчеты, схема либо проект планируемого водопровода;
• выбор места на участке, для чего лучше обратиться в специализированную компанию;
• непосредственное бурение;
• анализ воды;
• выбор и покупка нужного оборудования;
• сам монтаж системы водоснабжения.

Схема и расчеты

Прежде чем начать монтажные работы и осуществить задуманное, стоит учитывать, что предварительно нужно начертить схему и произвести некоторые расчеты, а только потом приступать к обустройству скважины.

Многие считают, что такие мероприятия можно проигнорировать. Это неправильно, поскольку тогда не получится узнать и принимать в расчет количество потребляемой жидкости, сечение труб, да и правильно выбрать оборудование не представляется возможным.

Сама схема особых сложностей не представляет. На чертеже просто указываются основные узлы системы водоснабжения, размеры и материал труб. Также наносятся места, где планируется установить и подключить то либо иное оборудование.

В ситуациях, если водопровод требует включения нескольких насосов, различных накопительных резервуаров и регуляторов давления, необходимо уже составлять проектную документацию, где следует учесть все условия и требования. А часто нужно развести систему на 2−3 здания, находящихся на участке. То есть учитывать дебет, автономную подачу воды либо вообще создавать несколько источников не каждому под силу. Здесь лучше довериться профессионалам, поскольку допущенные ошибки на начальных этапах скажутся на работоспособности всей системы в целом либо приведут к ее полной непригодности.

Выбор типа

Устройство автономного водоснабжения требует и правильного выбора типа самой скважины. Например, для частного дома идеально подходит абиссинский колодец. Но это только в том случае, если не планируется пить воду, поскольку часто, учитывая забор жидкости с поверхностных слоев, ее качество оставляет желать лучшего.

Но если качество не главное, то такой тип будет оптимальным. Это достаточный объем жидкости, простота монтажа, нет необходимости применять дорогостоящее оборудование. То есть абиссинская скважина не только снизит финансовые затраты, но и позволит довольно быстро получить источник воды без привлечения посторонней помощи. Через абиссинские колодцы жидкость подается при помощи поверхностных насосов. Что касается срока эксплуатации, то он достигает 25−30 лет, а иногда и выше при своевременном обслуживании.

Однако если необходимо получить действительно качественный источник воды, предыдущий вариант не подойдет. Специалисты рекомендуют бурить артезианскую скважину для питьевой воды в частном доме. Жидкость подается с глубоких слоев (часто от 80 м и выше), поэтому она чистая и пригодна для употребления. Но нужно учитывать, что самостоятельно сделать подобную систему невозможно, поскольку потребуется бурильная установка.

Необходимое оборудование

Определившись с типом системы, составив схему и проведя расчеты, приступают к выбору оборудования. Конечно, если работы производит специализированная организация, в проектной документации указан тип, производительность и марка оборудования.

Однако зачастую владелец участка приобретает комплектующие у разных производителей, ориентируясь на отзывы и качество. Несмотря на это, особо важным является именно насос — от него зависит работоспособность всей системы и обеспечение водой.

В этом случае действительно стоит обращать внимание на известность производителя, качество продукции которого проверено временем. В противном случае, решив сэкономить, риск поломки увеличивается.

Основной насос монтируется в самой скважине. Его задача — поддержание стабильного давления по всей магистрали. Также в систему могут дополнительно монтироваться 1−2 насоса с меньшей производительностью, цель которых — обеспечивать работу определенного оборудования.

Что касается показателей производительности, то насос приобретают с учетом 10−15% ниже того объема жидкости, который дает скважина за единицу времени. Это позволит избежать сухого хода, а также быстрого ремонта. Остальные элементы системы можно подбирать, ориентируясь на соотношение цена-качество.

Монтажные работы

Обустройство водопроводной системы начинается с выполнения земляных работ. То есть размечается, согласно схеме, планируемая магистраль от скважины к жилищу и производится выемка грунта вплоть до входа трубы в подвальное помещение либо цокольный этаж. Чтобы избежать замерзания в зимнее время, необходимо копать с тем расчетом, чтобы водопровод находился на положенной глубине. Эти значения есть на специальных картах, разработанных еще в Советском Союзе. Однако стандартно копают на глубину порядка 1,8 м.

Некоторые считают, что трубы можно проложить буквально на поверхности, если обеспечить соответствующий подогрев. Не стоит прислушиваться и экономить на земляных работах

Вода не замерзнет, но до того момента, пока неожиданно не отключат электроэнергию, что случается довольно часто, особенно в плохую погоду с сильным ветром. А если еще и хозяев не будет дома, чтобы успеть отключить либо слить жидкость, вся система придет в негодность буквально за пару часов. Даже если трубопровод и не прорвет, наладить подачу воды будет довольно проблематично.

Также важным моментом является обустройство кессона, который защищает скважину от проникновения различного мусора, талых вод и замерзания. Представляет собой своеобразную камеру в форме цилиндра либо прямоугольника, находящуюся непосредственно в земле. В кессоне также происходит соединение труб, размещается запорная арматура. А в случае необходимости производится плановый осмотр и ремонт. Поэтому и места там должно хватать хотя бы для относительно свободного передвижения одного человека с инструментами. Что касается материала, то кессон делаются из:

Что касается укладки труб в траншеи, то изделия могут быть из полипропилена, полиэтилена либо легированной стали. Если применять пластиковые трубы, то заранее нужно позаботиться о кирпичном либо же бетонном желобе, размещенном на песчаной подушке. Это позволит избежать воздействия морозного пучения, а также лишит возможности повредить конструкцию различным грызунам. Если применяются металлические элементы, то они должны быть с антикоррозионной обработкой.

Иногда предусматривается клапанная развязка. Например, она необходима в случаях, если к скважине идет подключение еще одного водопровода (для другого дома, хозпостроек). На вводе в жилище трубопровод требует обязательного утепления. Также его нужно обустроить специальной гильзой в месте, где он проходит через фундамент либо стену.

Правильно сделать скважину в частном доме вполне можно и самостоятельно. То есть выкопать траншеи, сделать кессон и уложить трубы сможет практически любой, кто хотя бы обладает минимальными познаниями. Это позволит значительно сэкономить бюджет.

В завершение проводится проверка: нужно испытать магистраль под давлением, которое в 2 раза превышает рабочий показатель. Это позволит выявить возможные нарушения и дефекты и своевременно обратить на них внимание.

После приступают непосредственно к установке технологического оборудования. В зависимости от системы, могут предусматриваться 1−2 накопительных резервуара, станции повышения показателей давления, фильтры, редуктор. Сюда же входит запорная арматура и другие элементы, необходимые для качественного функционирования водопровода.