Водоснабжение дома из скважины
Подземные воды по собственному высококачественному составу больше соответствуют требованиям, предъявляемым к источникам питьевого водоснабжения. Они лучше защищены от наружных загрязнений и поболее умеренно, чем поверхностные воды, распределены по местности суши. Артезианские воды свободны от таких загрязнений как нитраты и нитриты, томные металлы и бактериальные загрязнения.
Более лучший метод водоснабжения личного дома — это артезианская скважина. Конструкция скважины находится в зависимости от гидрогеологических критерий, метода бурения, требований санитарной защиты и эксплуатации.
К конструктивным элементам относятся: оголовок, кондуктор, техно и эксплуатационная колонны труб, цементная защита (затрубная, подбашмачная), отстойник, фильтр, надфильтровая колонна и сальник.
Скважина характеризуется разными сочетаниями обсадных труб, которые служат для крепления ее стен и гидроизоляции отдельных водоносных пластов. Исходный и конечный поперечникы труб определяются глубиною скважины; эксплуатационный (рабочий) поперечник должен соответствовать поперечнику намечаемого водоподъемника, а конечный — водопропускной способностью фильтра. Глубина спуска обсадных колонн, количество их и поперечник зависят от методов бурения скважины, необходимости изоляции водоносных горизонтов и цементирования затрубных и межтрубных пространств.
В рыхловатых и неуравновешенных, скальных и полускальных породах ствол скважины от водоприемной части до устья закрепляют обсадными трубами; в границах водоносного горизонта устанавливают фильтровую колонну, состоящую из фильтрующей (рабочей) части, надфильтровой трубы и отстойника. Фильтр устраивают как впотай, так и с выводом трубы до устья скважины.
В сложных гидрогеологических критериях, когда нужно накрепко перекрыть вышележащие неэксплуатируемые водоносные горизонты либо предупредить прорыв высоконапорных вод по затрубному месту, устанавливают дополнительные обсадные трубы. От загрязнения с поверхности и проникания воды из неиспользуемого водоносного горизонта скважины защищают подбашмачной цементацией (затрубная цементация методом подачи цементного раствора под ботинок), затрубной цементацией с доведением цементного раствора до отметок, предусмотренных проектом, закреплением устья скважины 2-мя колоннами труб (кондуктором и рабочей) либо одной колонной с затрубной цементацией до устья (последние два метода — для защиты от поверхностных вод). Конструкцию скважины выбирают из расчета требуемого дебита воды при наименьшем динамическом уровне.
Поперечник эксплуатационной колонны выбирают достаточным для оборудования скважины насосом с подачей, соответственной расчетному расходу воды. Качество воды, получаемой из скважины, должно соответствовать составу воды избранного водоносного горизонта. В водоприемную часть скважины не должны просачиваться глинистые и песочные частички из окружающих пород, при использовании подземных вод трещиноватых скальных пород стены бесфильтровой части скважины должны быть устойчивы. Конструкция скважины должна быть легкой, комфортной в эксплуатации, допускать проведение работ по ремонту и восстановлению дебита. Скважину закрепляют минимальным количеством колонн обсадных труб.
Железные трубы для скважин
Железные бесшовные трубы н муфты к ним выпускаются согласно ГОСТ 632—80 с недлинной и удлиненной треугольной резьбой, с трапецеидальной резьбой (ОТТМ) и с высокогерметичным соединением (ОТТГ). Стандартная длина труб —9,5—13 м. Для труб и муфт с треугольной резьбой шаг резьбы составляет 3,175, для соединений с трапецеидальной резьбой —5,08 мм. По точности и качеству производства предусматривается два выполнения труб —А и Б. К трубам выполнения Б предъявляются более высочайшие требования по точности, для их производства употребляются стали групп прочности К, Е, Л, М, Р, Т. Условное обозначение труб включает тип соединения (не считая труб с недлинной треугольной резьбой), поперечник условного прохода, толщину стены, группу прочности стали и номер эталона, а в условном обозначении муфт указывают к тому же вид муфты (для особых муфт к трубам ОТТМ и ОТТГ). Поперечник трубы и толщину стены выбирают зависимо от глубины и поперечника скважины, геологических критерий и метода бурения. При проходке неглубоких скважин в легких геологических критериях употребляют трубы с малой шириной стен, а при бурении в осложненных критериях, в особенности в валунно-галечниковых отложениях, независимо от глубины скважины используют трубы с утолщенными стенами.
Асбестоцементные и полимерные трубы для скважин
Наряду со железными, для крепления скважин употребляют асбестоцементные и полимерные трубы. Асбестоцементные трубы существенно легче железных, они не подвержены коррозии, дают экономию 50—60 кг металла на 1 м скважины и понижение цены на 60—65%. Их недочеты: хрупкость и ограниченная крепкость на гидростатический напор @,9—1,2 МПа), непригодность для забивки либо посадки расхаживанием, большая толщина стены, требующая на 75—100 мм роста поперечника скважины по сопоставлению с металлическими трубами. Применение этих труб ограничено глубиной 100 м. Для соединения асбестоцементных труб в обсадную колонну используются: асбестоцементные муфты с прямоугольной ленточной резьбой; асбестоцементные муфты на 6 нагелях; прямоугольная ленточная резьба «труба в трубу»; железные чугунные муфты с резьбой. В качестве обсадных рекомендуется использовать асбестоцементные трубы, рассчитанные на давление не ниже 0,6 МПа. т. е. трубы ВТ6, ВТ9, ВТ 12. Трубы ВТ6 используются до глубины 30—40 м. Недочет скважин, оборудованных обсадными колоннами из асбестоцементных и полиэтиленовых труб, состоит в том, что предстоящее бурение в их очень проблемно и они не подлежат ремонту.
Фильтры для скважин
В водоносных пластах, представленных рыхловатыми отложениями либо скальными неуравновешенными породами, в скважинах устанавливают фильтры. Основное их предназначение — стабилизация водоносного горизонта. По конструкции каркаса рабочей части фильтры бывают трубчатые и стержневые. Водоприемной фильтрующей поверхностью у их служат: боковая поверхность самого каркаса, проволочная обмотка, штампованный лист, железные или пластмассовые сетки, гравийная либо песчано-гравийная обсыпка, подаваемая на забой скважины, такая же обсыпка в кожухе вокруг отдельных звеньев рабочей части каркаса (кожуховые фильтры), пористый бетон (блочные фильтры). Гравийные фильтры сооружают с одно- и двухслойной обсыпкой. Поперечник фракций должен соответствовать гранулометрическому составу водоносного горизонта. При двухслойной обсыпке кропотливо подбирают 1-ый слой, контактирующий с грунтом. Этот слой — основной, фильтрационный, 2-ой и следующие — каркасные, поддерживающие 1-ый слой. Отношение размеров частиц различных слоев обсыпки должно быть наименьшим, чем отношение поперечников частиц первого (контактного) слоя и грунта; мощность контактного слоя должна быть больше мощности каркасного.
Использовать для обсыпки гравий неоднородного состава нецелесообразно из-за расслоения его в процессе засыпки с образованием слоев плотных и крупно-зернистых, через которые вероятна суффозия. Верно подобранная обсыпка должна допускать пескование скважин только в период строительной и опытнейшей откачек. Для обычной работы неких видов фильтров требуется определенный уровень рН. Предстоящая чистка воды предугадывает более совершенные технологии, такие, к примеру, как обратноосмотические системы.
Сальники
В скважинах, оборудованных фильтрами без гравийной обсыпки, в кольцевом пространстве меж фильтровой и эксплуатационной колоннами устанавливают сальники. Принцип производства сальника в скважине состоит в том, что меж 2-мя кольцами — нижним, наглухо закрепленным под верхней резьбой последней трубы фильтровой колонны, и верхним, надеваемым свободно на эту резьбу, — располагают материал, уплотняющийся в горизонтальном направлении при сжатии: резиновую манжету (цилиндр), резиновый разжимной сальник или пеньковую сальниковую набивку. После установки фильтровой колонны на забой при вращении муфты надфильтрового патрубка либо верхнего корпуса сальника верхнее кольцо сжимает резиновый цилиндр либо сальниковую набивку, или расширяет резиновую самоуплотняющуюся манжету, плотно перекрывая кольцевое отверстие меж трубами. При кольцевых зазорах более 100 мм на сторону используют древесные сальники-втулки длиной 0,4—0,6 м с заостренным нижним краем, наружный поперечник которого меньше внутреннего поперечника труб эксплуатационной колонны и больше внешнего поперечника фильтровой колонны. Древесную втулку после спуска в скважину вводят заостренным краем в зазор меж трубами и загоняют ударами сверху колотушкой. Разбухая в воде, дерево перекрывает кольцевое место. Так же устанавливают свинцовые и резиновые разжимные сальники, изготавливаемые из тонкоизмельченных отходов резины.