Організація індивідуального водопостачання від глибоководної свердловини - процес досить складний, що вимагає професійного втручання і застосування спеціалізованої техніки та механізмів. Створення водоносної свердловини являє собою цілий цикл об'ємних заходів з поетапним поділом процесу.
Поняття про цикл будівництва свердловини
Цикл будівництва свердловини включає в себе етапи:
- Підготовчі заходи, засновані на геологічному дослідженні особливостей місцевості із з'ясуванням основних порід пластів землі і розташуванні водоносних пластів.
- Вибір місця буріння свердловини і підбір з підготовкою необхідного обладнання, машин і механізмів.
- Монтаж надземного обладнання та підготовка до буріння свердловини.
- Сам процес буріння і очищення свердловини.
- Зміцнення свердловини системою обсадочной труб, промивання водоносного джерела і введення його в експлуатацію.
Залежно від геологічних особливостей місцевості і розташування водоносного шару будова свердловини може істотно відрізнятися від типового, а поетапне будівництво свердловини може зажадати додаткових заходів.
Типове будова свердловини
Будова свердловини повинно гарантувати виконання окремих умов та факторів:
- Розкриття продуктивних горизонтів водоносних шарів з мінімальною необхідністю фільтрування рідини і як можна тривалим терміном експлуатації свердловини з низьким темпом падіння водоносного дебету. Тобто будівництво свердловини повинно гарантувати забезпечення розрахункових параметрів водоносної продуктивності з заданим експлуатаційним терміном.
- Для забезпечення стабільної якості забору води будова свердловини повинно гарантувати надійну гідроізоляцію між водоносними горизонтами, тобто не повинно виникати проникнення грунтових вод в «артезіанську» свердловину.
- Глибина буріння водоносної свердловини може варіюватися від 10 до 100 і більше метрів в залежності від залягання водоносних шарів. При цьому глибше не завжди означає краще, тому що ускладнюється підйом води на поверхню, а сама глибина не гарантує підвищення водоносности.
- З метою мінімізації використання матеріалів для будівництва свердловини і подальшого виключення можливості деформації трубного стовбура під власною масою і пересуванням шарів грунту діаметр водозабірної колони підбирається якомога меншим, допустимим для установки відповідного по потужності насосного обладнання.
- Конструкція свердловини повинна забезпечувати можливість проведення ремонтно-відновлювальних робіт, для чого діаметр свердловинного ствола не повинен бути сильно звужений.
Типове будова свердловини складається з:
- Надземної частини, яка обладнується у вигляді герметизуючої свердловину циліндричної конструкції з підводять комунікаціями.
- Підземної частини, що складається власне з водоносного стовбура зі встановленою обсадочной трубою, при цьому обсадочной-герметизирующая конструкція може мати різну будову в залежності від геологічних особливостей місцевості:
- Хмарно обсадочной труба встановлюється у випадках середньостатистичних стандартних геологічних умовах (середньої твердості грунти), коли в водоносному вапняку присутній надлишковий тиск, виштовхує рідину нагору.
- У випадках відсутності підйомного тиску в свердловині в водозабірну частина стовбура встановлюють додаткову пластикову трубу, що забезпечує захист насоса від заклинювання в свердловині внаслідок переміщення грунту.
- Установка кондуктора (додаткової труби великого діаметру в верхній частині свердловини) проводиться при виявленні в верхніх шарах грунту плавунів. Кондуктор виконує функцію герметизації для подальшого безперешкодного буріння свердловини.
- Будівництво свердловини з телескопічною конструкцією обсадочной труб виконується при виявленні на шляху буріння твердих порід. Телескопічна установка труб дозволяє проводити буріння особливо глибоких свердловин без обвалень.
Особливості будівництва свердловини
На підставі зібраної інформації про геологічні особливості місцевості розраховується гранична глибина буріння свердловини, від якої залежить сама будівля свердловини і етапи її будівництва:
- Буріння свердловини в основному виробляється шнековим способом. але при виявленні скелястих порід грунту навіть спеціалізовані насадки з твердосплавними різцями стають неефективними, тому застосовується ударно-канатний спосіб, який розбиває скельні породи на окремі фрагменти.
- Цикл будівництва свердловини з відносно невеликою глибиною 10-20 м внаслідок малого обвалення пробуреного стовбура значно спрощений, тобто в пробурену свердловину до водоносного шару вставляються металеві труби одного діаметру з герметизацією відрізків.
- М'які, обсипаються грунти або виявлення прошарків вод підгрунтя змушує використовувати зміцнюючу конструкцію у вигляді металевої труби великого діаметра (кондуктора) для подальшого безперешкодного буріння свердловини. Щоб не виникало зсуву кондуктора, виробляють його тампонаж, тобто закачують цементно-піщаний розчин в проміжок між стінкою труби і грунтом.
- Тампонаж проводиться всіх обсадочной труб, при цьому особливу важливість має якість проведення заходу, від якого залежить термін експлуатації свердловини і якість забірної води.
- Будівництво свердловин великої глибини більше 20 м ускладнюється підйомом на поверхню грунту, тому в цикл будівництва свердловини включають періодичну і постійну промивку Бурим стовбура, для чого організовується циркуляційна закачування води.
- Остаточним етапом створення свердловини є її ретельна промивка з початкової сторонньої примусової циркуляційної подачею води, і кінцевої тривалої відкачуванням води до нормалізації її технічних параметрів. Після чого проводиться очищення відкачуваного обладнання, установка його на робоче місце, герметизація свердловини від проникнення в неї сміття, і власне введення в експлуатацію водозабірної свердловини, для чого встановлюються додаткові автоматичні системи управління насосом.
Варто окремо відзначити, що при великих глибинах артезіанських свердловин для підйому води часто потрібно послідовна установка двох насосів на різних рівнях.