При бурении и эксплуатации скважины существует такое понятие, как «зеркало воды». Для стабильного водоснабжения требуется подходящая мощность насоса.
Зеркало воды
Артезианская скважина является надежным источником автономного водопотребления для частных домовладельцев или организаций. При вычислении необходимой производительности насосного оборудования, требуемого для закачки водного ресурса в трубопровод и обеспечения силы напора прохождения жидкости, нужно знать глубину шахты и линию зеркала воды.
Водоносные прослойки расположены на разной глубине. Самый ближний слой к поверхности земли широко используется для колодезной жидкости. Артезианский водный ресурс находится в глубоких водоносах.
Чтобы достичь водного горизонта, используются различные способы бурения. Момент достижения влаги довольно просто определить шнековым буром, который сначала проходит сухую породу. При этом оборудование работает под нагрузкой.
Достигнув водоносного горизонта, создаются совсем другие условия, при которых ведутся работы. Жидкость из первого водоноса пополняет буровое пространство. Во влажной среде нагрузка заметно снижается, а земля становится мокрой.
При использовании технологии гидробурения подача жидкости в процессе работы идет постоянно. Водный поток способствует размягчению породы, вымывая ее наверх. Давление пласта поднимает столб жидкости. Работать в мокрой среде легче, но водонос выявить бывает значительно сложнее, чем в шнековом варианте.
Зеркало воды перед обсадкой оказывается выше водоносного слоя. Бурение продолжается до следующего водонапорного горизонта. Обсадная труба перекроет доступ к верхним водоносам, в которые проникает грязь с поверхности.
После окончания бурения, установки обсадной трубы, водоносный горизонт наполняет пространство. Образуется зеркало воды, которое может опуститься до линии водоноса.
Выполняя артезианское бурение, жидкость выходит через обсадку на поверхность. При этом образуется фонтан, поскольку с большой глубины вода выталкивается наверх под давлением, создаваемым пластами земной коры. В этом случае зеркала воды не создается.
При необходимости пробурить артезианскую скважину можно заказать работы в компании Кимберия. Профессиональные специалисты этой организации выполняют бурение вращательным способом с промывкой, а также оказывают услуги в дальнейшем обустройстве водоисточника.
Важные характеристики
Скважина является сложным гидросооружением, которое имеет свои технические параметры, требующие систематического контроля. Основными характеристиками скважинного водоисточника являются:
- дебит;
- динамический урез;
- статический урез;
- глубина шахты.
После проведения буровых работ заказчик получает паспорт, в котором зафиксированы данные показатели.
При неработающей помпе зеркало воды находится на определенной глубине в спокойном состоянии. Этот уровень называется статическим.
Данная характеристика считается достаточно важной. Поэтому гидромониторинговая служба замеряет ее в различных регионах, используя наблюдательные скважины. Такая информация необходима, чтобы учесть водяные запасы.
В неглубоких шахтах зеркало воды зачастую находится наравне с УГВ, поскольку безнапорный водонос и УГВ связаны гидравлически между собой. При этом не обязательно, что в скважину проникают загрязнения.
Другой важный параметр — динамический уровень определяется при включенном насосе. Этот показатель также измеряется расстоянием, начиная от нулевой точки на земле. Зеркало воды стабилизируется в обсадной трубе при постоянно выкачиваемом водном ресурсе. Используя насосное оборудование разной производительности, значения бывают различными. Динамический урез необходим, чтобы правильно определить высоту, на которую требуется подвесить скважинное насосное устройство.
Задачей насосного оборудования является подъем жидкости на поверхность. Чтобы подобная функция успешно выполнялась, необходимо рассчитать глубину скважины, правильно определиться с производительностью насоса.
Ориентировочно глубину нахождения водоносных горизонтов может узнать у соседей. Трубопровод для подведения воды к дому прокладывается глубже линии промерзания грунта. В Московской области этот уровень расположен на расстоянии 1,5 метров ниже поверхности земли.
Замеры
Для измерения глубины зеркала воды используется простое приспособление. Кусок трубки длиной сантиметров 10 с заглушкой сверху обвязывают шпагатом и опускают в шахту. При касании зеркала воды раздается звук шлепка.
Такой инструмент позволяет измерить динамический урез. При этом насосное оборудование включается, трубка опускается вниз. Периодически проверяется зеркало воды. Настает момент, когда жидкость перестает опускаться. Это означает достижение динамического уровня. Поэтому шпагат следует привязать и продолжать откачивание еще где-то около часа, время от времени проверяя линию поверхности зеркала. Если она не опускается, но можно замерять глубину. Шпагат поднимают, замеряют длину, значение которой является величиной динамического уровня.
Для правильного выбора эксплуатационного насосного устройства нужно узнать дебит скважины. Этот параметр позволяет оценить возможность объемов поставки водного ресурса. Снижение дебита свидетельствует о имеющихся проблемах с водозабором.
Для расчета расходной характеристики водоисточника нужно знать размеры выработки и расстояние до зеркало воды, изменяющееся в зависимости от технических причин, времени года. Дебит можно вычислить по упрощенному способу. Вычисляя расход, производительность помпы определяют удельный и реальный дебиты.
Исходными данными для расчета являются значения уровней в стволе, высота столба воды. Последовательность операций при вычислении такая:
- статический уровень определяют через 2 часа после отключения насосного устройства. Данная характеристика устанавливается по расстоянию от поверхности грунта до зеркала воды. Для этого достаточно опустить шпагат с грузиком до дна, отметить нулевое значение. После этого приспособление вытаскивают и измеряют на шпагате сухой участок;
- динамический уровень устанавливают при работающем насосном оборудовании, производительность которого влияет на данную величину. В этом случае помпа опускается в соответствии с падением уровня до момента стабилизации. Потом измеряют, где оказалось зеркало воды;
- высота столба рассчитывается арифметически. Это будет разность длины скважины и значения статического уреза.
Дебит водоисточника определяется при известной производительности насосного оборудования и установленных уровнях (статического, динамического). Например, разница статического и динамического уровня составляет 5 метров с насосом 1 куб/час. Дебит гидросооружения с водяным столбом в 16 метров равен примерно 16/5 = 3 куб/час, что составляет 200 л на метр.
Водоотдача скважины тем больше, чем меньше разница между уровнями. В артезианских водоисточникам урезы (динамический, статический) совпадают.
Насосное оборудование
Чтобы поднять водный ресурс из скважины на поверхность необходим насос. Важными факторами при выборе оборудования являются:
- конструкция скважины, ее диаметр;
- необходимое количество жидкости для потребления;
- статический урез для зеркала;
- прочие критерии.
Насосные устройства бывают поверхностными, погружными, механическими ручными. Для артезианской скважины лучше всего подходит погружная модель. Поверхностные, ручные качают жидкость с небольшой глубины. (до 10 метров). Некоторые модели могут осилить глубину до 30 м.
Хорошее оборудование играет важную роль для бесперебойного водоснабжения. Глубина артезианских скважин зависит от глубины залегания водоносных пластов. Она может составлять более ста метров. В таких условиях применяются специальные насосы, способные работать в артезианских водоисточниках.
Стабильная подача водного ресурса по трубопроводу обеспечивается благодаря погружному насосному оборудованию. Погружной или глубинный насос монтируют в месте водозабора. Минимальный диаметр такого устройства — 3 дюйма, что составляет 76,2 мм. Наиболее популярны 4-дюймовые приборы. Их размер — 101,6 мм.
Такой насос подходит для обсадной трубы с диаметром в 120 мм. Производительность прибора подбирается индивидуально. Глубинное оборудование может поднимать воду со скоростью 20-200 литров в мин. Устройство следует выбирать в зависимости от необходимого объема жидкости для потребительских целей.
Насосное оборудование обладает определёнными параметрами и возможностями. Задачей насоса является создание требуемого напора при перекачке водного ресурса в систему водоснабжения. Для монтажа удобной считается цилиндрическая форма устройства. Иногда к конструкции насоса предъявляется требование перекачки жидкости с примесями песка, глины. Загрязненная вода служит, например, для полива. Чтобы потреблять питьевую воду, она предварительно очищается.
Приобретая требуемый товар, нужно рассчитывать на длительный срок эксплуатации. Выпускаемые модели оборудования различаются качеством изготовления, заводом-производителем, техническими характеристиками. Насосы бывают центробежными, вибрационными.
Производительность погружного вибрационного устройства обычно невысокая. Поэтому он подходит только для скважины небольших глубин. Функционирование такого насоса можно регулировать с помощью вибрационного механизма.
Погружной центробежный насос рассчитан на длительный период использования. Он имеет две основных части: гидравлический элемент (насос) и электродвигатель. При вращении колес вокруг оси производится нагнетание жидкости. Вода поступает в патрубок устройства, создает давление, благодаря которому она поднимается в водопроводную систему.
Достоинства таких моделей:
- высокая производительность;
- возможность длительной эксплуатации;
- большой ассортимент выпускаемого оборудования с различными параметрами;
- хорошие напорные характеристики.
Насосной частью являются рабочие колеса, закрепленные на валу и размещенные в нержавеющем корпусе. Погружные центробежные насосы имеют, независимо от моделей, сходные конструкции. Некоторые модели способны извлекать и перемещать воду с песчаными примесями. К самым износоустойчивым относятся устройства, в которых важные детали выполнены из нержавеющей стали.
Погружные модели демонстрируют отличную производительность при достаточно лояльной величине электропотребления.
Прокачка
Буровые работы относятся к сложному процессу, в результате которых появляется устойчивый поток жидкости. Однако после окончания процедуры бурения необходимо выполнить прокачку.
Добытая жидкость поначалу может напоминать поток грязи. Пригодный питьевой ресурс можно будет получен после раскачки и выполнения ряда других операций.
Грязный поток получается из-за попадания в шахту мелкого грунта и нерастворимых включений. При бурении происходит сильное заиливание. После прокачки загрязнения удаляются.
Однако проблема заиливания может появиться также впоследствии, поскольку внизу ствола накапливаются различные включения. Это бывает обычно при нерегулярном использовании водоисточника.
Создаваемые отложения вызывают существенные проблемы, решаемые при использовании способа откачки больших объемов водного ресурса