10 конструкций обсадных колонн водозаборных скважин

6 March
Обзор десяти конструкций обсадных колонн скважин на воду
Обзор десяти конструкций обсадных колонн скважин на воду

Схемы конструкций обсадных колонн водозаборных скважин

Выбор того или иного типа конструкции водозаборной скважины зависит от многих факторов: глубины скважины, способа бурения, состояния и параметров водоносного пласта, характеристик горных пород, располагающихся выше этого пласта.
В этой статье очень коротко рассмотрены 10 основных схем устройства водозаборных скважин.

Общие элементы конструкции

Принцип работы всех водозаборных скважин одинаков: воду добывают из водоносных пластов с помощью глубинных насосов. Различия состоят только в способе бурения. Кроме того, имеются конструктивные различия в подземном оборудовании.

Все скважины обязательно имеют следующие элементы конструкции:

  • кондуктор или шахтное направление;
  • одну или несколько колонн обсадных труб;
  • забойный фильтр.

Обсадные трубы собираются в колонну с помощью резьбовых соединений. Сварка труб над устьем возможна, но обычно не применяется.

Чаще всего именно в фильтровом оборудовании имеются отличия. Существуют также бесфильтровые скважины, эксплуатируемые без глубинных фильтров.

Одноколонные скважины с сетчатым фильтром

Одноколонная скважина для добычи воды из рыхлых водоносов (песок и т.п.)
Одноколонная скважина для добычи воды из рыхлых водоносов (песок и т.п.)

Такая конструкция используется чаще всего. Эти скважины просты в бурении и надёжны в эксплуатации.

Сетчатые фильтры используют при добыче воды из песчаных пород разной степени зернистости. Конструкция фильтра и его типоразмер зависят от индивидуальных характеристик скважины и водоносного слоя. Размеры ячеек подбираются в зависимости от диаметра твёрдых фракций, преобладающих в данном пласте.

Одноколонная скважина с фильтром с проволочной обмоткой и гравийной обсыпкой

Одноколонная скважина "на песок" с фильтром и обсыпкой
Одноколонная скважина "на песок" с фильтром и обсыпкой

Скважины такой конструкции строят для добычи воды в крупнозернистых и гравийных пластах.

Конструктивно такие скважины почти не отличаются от описанных в предыдущем разделе. Исключение составляет забойный фильтр. Он состоит из каркаса, на который вместо сетки намотана проволока.

Для таких фильтров, как правило, в качестве дополнительного фильтрующего элемента используют так называемую гравийную обсыпку. Сегодня применяют 2 основных вида таких забойных фильтров: собираемые на устье скважины и формируемые непосредственно в забое.

Скважина с фильтром, смонтированным впотай и гравийной обсыпкой

Скважина на песок с фильтром установленным впотай и обсыпанным гравием
Скважина на песок с фильтром установленным впотай и обсыпанным гравием

Скважину такой конструкции применяют при разработке сыпучих водоносных пород, как правило - песка.

Установку фильтра «впотай» осуществляют при условии, если надфильтровая труба не выходит на устье скважины. При такой конструкции необходим монтаж сальника, герметизирующего кольцевой зазор между колоннами спущенных в скважину труб.

Для очистки добываемой воды от твёрдых фракций, обычно делают гравийную обсыпку фильтровой части трубы.

Скважина с фильтром впотай и расширенным контуром гравийной обсыпки

Обсадная колонна с фильтром впотай и увеличенной гравийной обсыпкой
Обсадная колонна с фильтром впотай и увеличенной гравийной обсыпкой

Применяются для добычи воды в мелкозернистых породах или с большим количеством мелких фракций в твёрдой породе.

Принципиально эти скважины не отличаются от описанных в предыдущем разделе. Только при такой конструкции в скважине устраивают более широкую зону гравийной отсыпки. Это позволяет осуществлять глубокую очистку добываемой воды непосредственно на забое.

Отметим, что устройство широкого гравийного фильтра требует большего количества гравийной смеси, а также проведения некоторых специальных работ. Это увеличивает время строительства скважины и её стоимость.

Бесфильтровая скважина в рыхлых породах

Одноколонная бесфильтровая скважина для добычи воды из рыхлых водоносных слоев
Одноколонная бесфильтровая скважина для добычи воды из рыхлых водоносных слоев

Такие скважины строятся при отсутствии необходимости очистки добываемой воды на забое. Это характерно для артезианских скважин, добывающих питьевую воду из известняковых пластов. Если же такая скважина пробурена на песок, то воду из неё обычно используют для технических нужд. Но не стоит забывать о том, что мелкие фракции могут быстро вывести из строя скважинный насос.

При эксплуатации скважины без подземного фильтра на забое устраивают искусственную каверну для накопления воды.

Бесфильтровая скважина в скальных породах

Бесфильтровая скважина для добычи воды из водоносных известняков
Бесфильтровая скважина для добычи воды из водоносных известняков

Подобные конструкции встречаются очень редко, так как водоносные пласты, как правило, не располагаются в скальных породах. Но если всё же такое редкое явление выявляется, то заказчик понесёт минимальные затраты на бурение и эксплуатацию скважины.

По достижении скальных пород последующую проходку осуществляют без спуска и монтажа обсадной колонны, так называемым «открытым стволом».

Скважина с опорным каркасом в скальных породах

Обсадная колонна скважины для добычи воды из ломких известняков с опорным каркасом
Обсадная колонна скважины для добычи воды из ломких известняков с опорным каркасом

Данная конструкция скважины является модификацией предыдущей, описанной в прошлом разделе. В этом случае при бурении твёрдых или скальных пород по различным причинам принимают решение об установке обсадной трубы с последующим её цементированием на всю глубину скважины. Затем на глубине расположения водоносного пласта в скважине монтируют трубчатый фильтр с опорным каркасом.
Обычно такую конструкцию применяют при неустойчивости кровли водоносного пласта.

Скважина с фильтром, установленным в скальных породах и гравийной обсыпкой

Обсадная колонна с фильтром установленным впотай для добычи воды из известняков
Обсадная колонна с фильтром установленным впотай для добычи воды из известняков

При наличии в водоносном пласте крупных или мелкодисперсных частиц в скважины, пробуренные в твёрдых и скальных породах, устанавливают фильтры, а также производят гравийную обсыпку этих фильтров.

В этом случае обсадная колонна достигает кровли водоносного пласта. Затем устанавливают сальник, обеспечивающий герметизацию полости скважины. После сальника в открытый ствол на всю длину водоносного слоя спускают фильтр. В таких скважинах необходимо устройство отстойника, который устанавливается в нижней фильтровой конструкции и упирается в дно скважины.

Для улучшения качества добываемой воды, дополнительно производят обсыпку фильтра гравийной смесью.

Двухколонная скважина

Такая конструкция скважины применяется в случае необходимости достижения максимальной производительности водоносного слоя.

В одном кондукторе производится бурение двух параллельных стволов. В каждый опускается и цементируется обсадная колонна труб. Обе колонны достигают глубины несколько ниже кровли водоносного пласта.

В первую колонну монтируют обычный фильтр соответствующей длины. В нижней части второй колонны устанавливают обводную трубу. Обводная труба обычно меньшего диаметра и присоединяется ко второй колонне через переходник, образуя телескопический переход. В обводную трубу вода поступает из отстойника первой колонны.

Добыча воды в зависимости от потребности может производится по одной из колонн или сразу из двух.

Скважина с регулируемым притоком по длине фильтра

Если планируется эксплуатация только некоторой части водоносного слоя, в скважину опускают фильтр с глухими вставками по длине.

Для обеспечения притока воды внутрь фильтра устанавливают специальную трубу, которая обеспечивает регулировку притока и поступление воды из нижних частей фильтра.

При необходимости можно задействовать либо всю длину фильтра, либо только его часть. Так достигается регулировка притока.

Рекомендуемая литература

Для получения более подробной информации, рекомендуем ознакомиться со следующей научной литературой.

  1. Д.Н. Башкатов, В.А. Роговой «Бурение скважин на воду», издательство «Колос», Москва, 1976 год
  2. А.М. Курганов, Е.Э. Вуглинская, «Водозаборы подземных вод» учебное пособие, издано Санкт-Петербургским государственным архитектурным университетом, СПБ, 2009 год
  3. Э.А. Морозов, А.В. Стецюк, «Справочник по эксплуатации и ремонту водозаборных скважин», издательство «Будiвельник», 1984 год

Посмеяться и расслабиться:

40 шуток о ВОДкЕ (первая часть из 10 штук)

10 анекдотов про рыбалку

9 анекдотов о воде в твердом состоянии

8 анекдотов про воду, пар и баню

7 анекдотов про воду

Наша радость от комментариев безгранична :))))).
Заинтересовал канал? Подпишитесь.
Пост интересен другу? Сделайте ссылку в соцсетях.
Ссылки на новые посты публикуем в соцсетях: ВК, ОК, ФБ, TW

Спасибо за время и внимание.