Какая скважина считается артезианской

Бурение на известняк

Строительство требует тяжелой техники. Технология бурения артезианских скважин на воду зависит от глубины сооружения и вида грунта. Вначале делают геологические исследования. Разведка нужна для выбора способа бурения артезианской скважины.

Условно почвы делят на шесть типов в зависимости от твердости и структуры. На глубине состав земли может существенно изменяться. Поэтому выбирают тот способ, который достигнет водоносного слоя.

Для бурения артезианской скважины применяют только сложные буровые агрегаты, установленные на шасси УРАЛ или ЗИЛ. Малогабаритную технику не используют.  Артезианская скважина, пробуренная своими руками нам не встречалась.

Только бригада с мощными буровыми установками пробурит артезианский источник. Работы выполняют на основе ударного действия и вращательных процессов. Способ подбирают от грунта.

Сухое артезианское бурение

В бурении артезианских скважин применяют ударный метод разрушения плотного грунта. Подходит для работы в твердых скальных породах. В качестве разрушающего инструмента применяют долото плоского образца и втулки толчкового действия. Для выемки породы применяют гильзы клапанов и скребковый разгрузчик.

Особенность способа — бурение без промывки скважины. Для вывода плотного скального грунта и охлаждения бурового инструмента в ствол подают воду. Недостатком метода — длительность.

Ударно-канатный способ

В основе способа — ударное действие. Но главный инструмент — забивной снаряд, резкое падение которого разрушает твёрдые породы. Применяют для работы на почвах любой твёрдости. Метод применяют редко из-за большой трудоемкости и высокой цены.

Ударно-вращательное пневматическое бурение

В качестве ударного инструмента применяют долото с наконечником из твердых сплавов.
На картинке бур для ударно — вращательных работ:

Принцип действия установки — разрушение земли инструментом, который приводится в действие сжатым воздухом. Вода смешанная со шламом, включая мелкий песок поднимается вверх. Ударно — вращательную пневматическую технологию применяют только для твёрдой почвы.

Роторное бурение с промывкой

Производится долотом, которое прикрепляется к бурильной оправке. Движение инструмента обуславливает либо ротор, либо привод с вращательной головкой. Воды ослабляет связи между слоями почвы. Постоянная подача промывочной жидкости поднимает шлам наверх. Стабилизацию стенок достигают большим внутренним давлением внутри ствола.

Вращательное артезианское бурение

Работы проводят вращением инструмента с левосторонним выводом твёрдой почвы жидкостью. Избежать повышения давления до критической точки, при которой перестает выходиться промывочная вода, помогает ввод присадок, увеличивающих плотность жидкости. Технология требует трубопровода, по которому подается вода и выводится буровой шлам.

Гидробурение с эрлифтным насосом

При этой технологии подают сжатый воздух, который выталкивает промывочную жидкость. Эрлифный насос, подающий воздух, устанавливают на основании труб. Эрлифный насос выводит промывочную жидкость и разрушенные породы через трубопровод. Нужно сохранять чистоту жидкости, используемой для промывки. Поэтому перед подачей в скважину, вода проходит очистку в промывочном баке или в отстойнике.

Колонковый метод

Способ разрушения скалы режущим инструментом, который устанавливают на трубе. Вращательное движение передается ротором.

На картинке колонковый бур:

Разрушенная масса выводится промывочной жидкостью. Колонковая технология применяется для геологических исследований.

Типы артезианских скважин

Различают 4 типа водоскважин:

• отверстие с двойной обсадкой;
• водоскважина с переходом;
• классический колодец;
• колодец с кондуктором.

Общая схема залегания поземных вод для колодцев

Водоскважины с двойной обсадкой делают в тех видах почв, где присутствуют прослойки глины и песка. Подобные скважины роются в почвах, в которых водоносный слой имеет слабое давление. Для бурения используют две трубы обсадного типа. Одна из труб перфорированная и фиксируется прямо в водоносном слое. Она может устанавливаться как в верхней части слоя, так и в нижней. Внутри трубы находится насос. С помощью него через специальные отверстия вода поступает в трубу и закачивается вверх. Другая труба расположена выше и доходит только до известкового слоя.

Водоскважины с переходом вырываются в тех местах, где известковый слой имеет хорошее давление, но в нем присутствуют многочисленные прослойки из глины, песчаные линзы и крупные камни. При наличии внутри почвы сыпучих песков также рекомендуется бурить скважины такого типа.

При бурении артезианской скважины с переходом используются три обсадные трубы. Первая имеет самый большой диаметр и фиксируется до труднопроходимого слоя почвы, состоящего из камней, сыпучих песков и глины. Вторая имеет меньший диаметр и зарывается глубже вплоть до слоя извести. Третья имеет самый маленький диаметр по сравнению с первыми двумя и зарывается через каменные, песчаные и известковые слои до места, в котором пласт вскрывается.

Классические колодцы вырываются, когда в почве нет препятствий в виде прослоек из глины и песка, а водоносный слой имеет хорошее давление. При создании классической водоскважины используется одна обсадная труба. Ее зарывают до верхней части слоя, после чего в слое извести делают открытый ствол, имеющий меньший диаметр по сравнению с обсадной трубой. Внутри трубы устанавливают насос, который фиксируется на глубине 10 метров в зависимости от уровня воды. При помощи насоса и давления вода из скважины поступает в трубные отверстия и движется вверх.

Колодцы с кондуктором уместны при невозможности нормального пробуривания и при отсутствии в известковом слое глинистых и песчаных участков. При этом используются две трубы, одна из которых (кондуктор) больше по диаметру, чем обсадная. Эта труба фиксируется в верхних слоях почвы.

Способы бурения

Способы промышленного бурения

Параметры бурения

Требования для оформления колодца

Все скважины делятся на 2 типа: песчаные (до первого водоносного слоя) и артезианские. Песчаные скважины недолговечны, подходят для дач и участков. Их можно пробурить своими силами. Артезианские воды имеют хорошее качество, но их добычу необходимо оформить документально, а для бурения скважины нужно привлекать специалистов.

Скважина должна соответствовать многим требованиям. При их несоблюдении получить разрешение на бурение невозможно.

Основными требованиями являются:

• Отсутствие источников химического заражения на расстоянии не менее 300 м (предприятия, АЗС);
• Отсутствие рядом объектов биологической опасности (мусорных свалок и/или канализаций);
• Отсутствие построек, деревьев и растений на расстоянии от скважины не менее 30 м;
• Почва не должна содержать химические удобрения;
• Участок, на котором располагается скважина, должен быть обнесен забором.

Лицензию следует получать до начала бурения

Еще одним обязательным условием для выдачи разрешения является отсутствие коммуникаций под местом бурения.

Преимущество бурения артезианских скважин на воду

Артезианская скважина считается самым лучшим источником воды изо всех существующих. И не зря, ведь данный источник имеет ряд существенных преимуществ в сравнении с другими водоносными жилами, а именно:

• высокая производительность скважины. Известняк характеризуется большой водоотдачей, которая равна 1-3 кубическим метрам в час. Во время работы обычной грунтовой скважины удается добыть воды от 300 до 1000 л в час, что достаточно для обеспечения жидкостью небольшого коттеджа (на семью из трех человек). Источники артезианской воды способны давать более 150 л в минуту. Данная скважина может добывать очень большое количество воды, что позволяет обеспечить жидкостью садовое товарищество или микрорайон города;
• непрерывная подача воды. Размещать артезианскую скважину можно в любом месте, при этом напор воды будет постоянно производиться под высоким давлением. На напор никак не влияет время работы насоса: даже после трех часов работы водоотдача будет одинаково мощной. В случае если производительность составляет 3 кубометра в час, то разрешается одновременная работа от 3 до 5 точек водозабора воды. При этом в любой из них давление будет отличным. Если это простой артезианский колодец, насос сможет полноценно питать не более двух точек потребления воды. Если потребность в жидкости возрастает, то вода из кранов будет течь тонкой струйкой;

Бурение артезианской скважины производится на глубину до 100 м

• отлично работает независимо от времени года. Использование артезианской водяной скважины особенно актуально для регионов с продолжительным низкотемпературным периодом. Это происходит потому, что благодаря глубокому расположению водных горизонтов сохраняется стабильная и высокая производительность водоснабжения. Подобного не увидишь в работе традиционных песочных скважин. Кроме того, такой источник воды никогда не пересыхает, не зависит от погодных условий и количества атмосферных осадков;
• обильность водоносного слоя. Если на одном грунтовом водоносном горизонте пробить пару десятков объектов водоподачи, то продуктивность воды снижается. А в случае разработки какого-либо карьера или строительства огромного объекта работоспособность песчаных скважин может и вовсе прекратиться. На работу артезианской скважины любые подобные действия не оказывают абсолютно никакого влияния;

Расположение артезианской воды в пластах земли в сравнении с обычным колодцем

качество воды. Артезианская вода – это жидкость, которая защищена от попадания химических компонентов из внешней среды, свободна от микроорганизмов и возбудителей различных заболеваний. Данная вода очищена природным грунтовым фильтром. Кроме того, насыщение минералами такой жидкости значительно выше, чем добываемой из грунтовых пластов. Также вода из артезианского источника характеризуется высоким процентом содержания железа и солей жесткости – на основе кальция, магния и других макроэлементов.

Срок эксплуатации артезианской скважины зависит от жилы на которой она расположена

Недостатки устройства артезианской скважины

1. Цена артезианской скважины. Данный объект водообеспечения однозначно обойдется дороже, чем любая водная скважина или колодец. При этом на формирование стоимости бурения влияют следующие факторы: сезон (зимой бурение обойдется дешевле), применяемая технология бурения, цена насосного оборудования, кессона, автоматики. Отдельно оговаривается стоимость услуг бурщиков.
2. Необходимость установки водоочистительных конструкций. Высокое содержание железа – ключевой недостаток воды, добытой из артезианской скважины. Этот компонент невозможно увидеть невооруженным глазом, поскольку железо в двухвалентном состоянии не видно. А значит, вода, поднятая наверх, будет кристально чистой и прозрачной. Однако спустя некоторое время, после взаимодействия с воздухом железо переходит в трехвалентную фазу и выпадает в виде осадка. Именно такой осадок накапливается в чайниках, на ТЭНах бойлеров и других нагревательных элементах. Учитывая данный фактор, во время обустройства артезианской скважины необходимо выполнить монтаж системы очистки. Установка данного оборудования выполняется только после проведения анализа воды, который позволит определить количество железа в жидкости.

Во время бурения скважины необходим монтаж системы очистки, так как артезианская вода имеет очень высокий уровень железа

Оборудование

Роторное бурение невозможно осуществить без  специального оборудования, которое включает следующие приспособления и механизмы:

• вышка;
• ротор;
• буровая установка с приводом;
• насосное оборудование поршневого типа;
• буровой вертлюг;
• механизмы и оборудование для выполнения очистки при помощи промывочного раствора;
• талевая система, состоящая из кроноблока;
• желоб;
• вибросито;
• гидроциклоны (обычно используются при бурении нефтяных скважин).

В мобильной версии буровой установки для роторного бурения есть все вышеперечисленные составляющие механизмы, кроме системы очистки при помощи промывочного раствора.

История происхождения артезианских колодцев

Первое упоминание об артезианском колодце датируется 1126 годом. Рабочие французского селения копали землю, чтобы устроить источник воды. Пройдя слой глины, они стали опускаться глубже. Однако признаков присутствия воды не наблюдалось. Неожиданно дно колодца стало подниматься. Рабочие спешно поднялись на поверхность. А из-под земли хлынул поток, который превратился в бьющий фонтан. Так жители селения Артуа открыли грунтовые воды, способные подниматься на поверхность земли.

В России колодцы с артезианской водой набрали популярность в XIX веке. Благодаря большому количеству пробуренных скважин, люди получили возможность потреблять её в неограниченных количествах удобным для себя способом.

Технология проведения работ

До начала строительных работ необходимо взять разрешение и подготовить необходимые документы:

1. Бумаги, подтверждающие право собственности, и планы земельного участка. Среди них должны быть ситуационный, кадастровый и генеральный.
2. Производится расчет потребления воды. Расчет необходимо согласовывать с комитетом по водным ресурсам.
3. Чтобы обустроить санитарную зону в месте строительства скважины, получают согласие Роспотребнадзора.
4. На выполнение проектной работы обязательно нужно получить разрешение. Этими вопросами занимается Центр государственного мониторинга состояния недр.

Следующий этап — заключение договора с проектной организацией. Когда работы по строительству и монтажу колодца будут окончены, АС необходимо поставить на учет.

Этапы работ

Строительные работы по обустройству артезианского источника можно разделить на несколько этапов:

1. Определение глубины залегания водоносного слоя.
2. Поиск и подготовка участка для строительства.
3. Доставка строительного и бурильного оборудования на площадку.
4. Работы по разрыхлению грунта и его извлечению.
5. Монтаж труб.
6. Установка насосного оборудования.
7. Соединение водопроводной магистрали и оборудования.

Выбор технологии

Основным этапом строительства АС является бурение. Оно выполняется с применением специализированной техники. Могут быть использованы разные принципы работы, извлечение грунта выполняется по следующим технологиям:

1. Шнековое. Этот метод лучше всего подходит при устройстве колодца на легких песчаных грунтах. В этом случае главным рабочим инструментом является шнек — ось, оснащенная сплошной винтовой поверхностью. Преимуществами такой технологии можно назвать скорость проведения работ и относительно низкая стоимость. Однако использовать шнековое бурение можно только для устройства неглубоких источников. Если артезианский водоносный слой расположен глубоко, то стоит выбрать другую технологию.
2. Роторное. Процесс происходит с помощью бурового долота. В отличие от шнека этот инструмент обладает повышенной прочностью и справляется не только с рыхлыми почвами, но и с любыми твердыми породами, например с валунами. Недостаток состоит в более высокой стоимости выполнения работ.

Проведение бурения

Бурильные работы проводят в несколько этапов:

1. На участке размещают оборудование для бурения.
2. Выполняют рыхление породы согласно выбранной технологии.
3. Из скважины извлекают шлам — грунт, который образовался в ходе работы спецоборудования.
4. Вводится обсадная труба (или несколько труб в зависимости от того, какая схема конструкции была выбрана).
5. Выполняют сборку оборудования для артезианской скважины.

При электроимпульсном бурении разрушение пород на забое скважины происходит вследствие электрического пробоя его участка высоковольтным (до 200 кВ) разрядом. Мгновенно выделяемая энергия в канале пробоя разрушает породу, которую с забоя удаляют потоком диэлектрика, циркулирующего в скважине (соляровое масло, вода и т.п.).

Разрабатываются комбинированные способы бурения, в которых происходит совместное воздействие на забой ударного инструмента и шарошки (ударно-шарошечный способ), резцов и шарошек (режуще-шарошечный способ), шарошек и огневой горелки (термо-шарошечный способ), огневой горелки и ударного инструмента (термоударный способ).

Количество воды в скважине

Залежи артезианских воды, их еще называют артезианскими бассейнами, представляют пока что неисчерпаемый запас воды. Сразу после бурения скважина работает на всю мощность и пользователи никогда не ощущают недостатка. Из-за разницы в плотности слоев и давления вода в скважине поднимается выше уровня пролегания, а иногда фонтанирует под напором.

Обычные скважины и рядовые колодцы этим похвастать не могут. Более доступное бурение «на песок» достигает верхних водоносных пластов. Производительность таких источников нельзя назвать мощной. Небольшой дебит ощущается, если нужно большое количество воды ежедневно.

Непрофессиональное бурение и устройство обсадки артезианских скважин приводит к тому, что внутрь может попасть что-угодно из верхних слоев грунта, стоки, масла и прочая химия в том числе. Негативно сказывается на качестве воды близкое расстояние потенциальных источников загрязнения (свалки, фермы, стройки, большие города)

Особенности регистрации для юридических лиц

Отличительной чертой водоснабжения предприятий и организаций является необходимость строительства выработок с большим дебитом, который достигается на артезианской скважине. С ее помощью достигается второй уровень подземных водных залежей. Обладателям такого водозабора нужно зарегистрироваться как недропользователям.

Для юридического лица существует 3 варианта получения лицензии:

1. Скважина действующая, но без оформления. В этом случае получают документ, который разрешает геологоразведку и водопользование одновременно: бумага называется совмещенной лицензией.
2. Выработка для водозабора планируется на территории с изученной гидрогеологической обстановкой и подсчитанными водными ресурсами. Поисковые и геологоразведочные работы уже выполнены. На участок оформляется только добычная лицензия.
3. Заложение скважины осуществляется на неосвоенной территории при отсутствии информации о строении пород и гидрологической обстановке. Оформление права пользования заключается в получении двух лицензий: для геологического изучения недр, на добычу подземных вод.

Лицензирование можно осуществить на стадии бурения скважины.

Для юрлиц строительство или эксплуатация водозаборных сооружений без разрешений обернется штрафами. Чтобы узаконить артезианскую скважину, потребуется время: около года, если начинать с пустого места, 3 месяца, если сконцентрироваться на добыче воды.

Процесс бурения

Строительство артезианской скважины — дело непростое. Кроме того, что необходимо собрать полный пакет документов, стандартное устройство колодца требует кропотливого труда. Вся работа будет проходить в несколько этапов.

Первый этап предусматривает геодезическую разведку воды на участке. Если расположение позволяет, скважина может быть прорыта в подвале дома. Это можно сделать, если площадь помещения составляет 3 м². Преимуществом такого расположения будет дополнительная защита насоса от холодов. Желательно бурить колодцы поблизости дома, чтобы легче было проводить воду. Главное, чтобы скважина находилась на расстоянии 20 м от уличных туалетов и выгребных ям.

Второй этап предусматривает непосредственное бурение. Обычно это делается роторным методом. Существуют специальные фирмы, занимающиеся бурением и способные предоставить особые шарошечные долота на шасси тяжелых грузовиков. Если колодец делают в подвале, можно арендовать компактную мини-установку.

Еще один альтернативный способ рытья заключается в использовании шнека. Этот метод предполагает бурение спиралевидным лопастным резцом (шнеком). Особенность способа — возможность мгновенного установления закрепительных труб.

Третий этап заключается в установлении колонн или обсадных труб. Поскольку физика скважин такова, что вода чересчур сильно поднимается наружу, то трубы предназначены для ее стабилизации. Большая часть изготавливается из нетоксичного пластика, нижняя фильтрационная делается из нержавеющей стали. Затем колодец очищается от лишней грязи.

Четвертый этап предусматривает установку насосного оборудования в скважину. Монтаж происходит в зависимости от глубины и работы артезианского колодца. Если поверхность воды находится на расстоянии 8 м от края, можно поставить внешний насос с водонапорной станцией. Если зеркало воды находится ниже, то понадобится погружной насос.

Оптимальным решением станет установка автоматического насоса, который будет действовать при любой глубине скважины. К тому же она очень легка в эксплуатации, способна работать в самую плохую погоду и в лютый мороз.

Пятый (финальный) этап предусматривает установку системы проводки воды из скважины в дом. Во избежание прорыва в морозы, трубы и шланги обязательно должны быть закопаны под землю на 2 м. Желательно утеплять их песком или гравием, которым следует присыпать траншею. При входе в дом нужно поставить фильтр и гребенку, которая будет распределять воду в необходимые помещения: кухню, туалет, ванную комнату.

Параметры бурения

Во многих случаях обеспечить участок водой сможет только артезианская скважина; сколько метров будет её глубина, вопрос не праздный, он в значительной мере определяет итоговую стоимость работ. Особенность водоносных известняков заключается в том, что они залегают неравномерно.

Ближе к поверхности, на глубине 20-40 м, залегают ненапорные межпластовые воды. Глубина напорных источников в Российской Федерации достигает 200-250 м. До начала работ глубину скважины оценивают ориентировочно, точное число можно узнать только после бурения.

Существует несколько характеристик артезианской скважины; кроме вопроса, на

сколько метров она уйдёт вглубь, важен её диаметр и способ бурения. Для промышленных нужд выбирают диаметр 219-325 мм, что зависит от производительности и глубины, скважины и характеристик насоса.

Диаметр скважины для частного сектора определяется параметрами популярных бытовых глубинных насосов. Их диаметр редко превышает 102 мм, поэтому для них бурят скважину с диаметром труб 127-159 мм.

Бурение рядом с домомИсточник izion.pro

Производители предлагают насосы с меньшим диаметром, не более 50-76 мм, которые можно монтировать с трубами диаметром от 76 мм. Вариант на первый взгляд кажется выгодным, так как позволяет сэкономить. На самом деле подобные девайсы малопроизводительны, а те, которые обеспечивают прокачку в нужном объёме, стоят непозволительно дорого. Также не стоит забывать, что скважины малых диаметров, как правило, не подлежат ремонту.

О том, как правильно бурить скважину на воду в следующем видео:

Особенности эксплуатации

Безнапорная скважина на песок рассчитана на средний срок службы 5-7, редко больше, лет. В отличие от скважины на песок, артезианская скважина с глубиной от 100 м отличается высокой степенью надёжности. Источники с такой глубины эксплуатируются по 40-50 лет. Срок службы зависит от глубины и напора вскрываемого водоносного горизонта; возможны следующие варианты:

Скважины, пробитые к водоносному горизонту близкого к поверхности залегания, работают не более 25-30 лет. Неглубокие источники заиливаются, поэтому нуждаются в ремонтных работах раз в 7-10 лет.

Чистка от заиливанияИсточник global-bur.ru

• Безнапорная скважина на известняк прослужит 20-30 лет. Срок службы можно значительно продлить, если использовать двухтрубную конструкцию.
• Артезианская скважина на глубокий песок проработает 20-25 лет, если не нарушать правила эксплуатации.

Срок службы скважины снизится, если:

• Не установить скважинный фильтр, когда породы водоносного слоя отличаются подвижностью.
• Установить превышающий производительность водоносного слоя насос. Это может привести к выходу из строя фильтра.
• Нарушать ограничение по максимальному водоотбору.

Монтаж глубинного насосаИсточник bitrix24.ru

От чего зависит стоимость

Чтобы пробурить скважину под воду из артезианского водоносного слоя, в среднем требуется 5-7 дней. Стоимость артезианской скважины на известняк, выполняемой под ключ, превышает стоимость источника из безнапорного песчаного горизонта мелкого залегания.

Высокая стоимость оправдывается долговечностью эксплуатации и постепенной окупаемостью. На итоговую цену влияют следующие причины:

• Из-за большой глубины бурение отличается повышенной сложностью, привлекается тяжёлая буровая техника.
• Глубокий источник требует большего диаметра выработки и большего количества обсадных труб. Это повышает себестоимость бурения и оплату буровых работ.
• Глубокое залегание требует использования высококачественных материалов, способных служить десятилетиями.
• Смета растёт, если возникает необходимость в дополнительных работах. Так, при обсадке скважины иногда проводят затрубную цементацию.

Обсадные трубы ПВХИсточник o-trubah.ru

Коротко о главном

Воду из артезианских пластов научились добывать много столетий назад. Способ стал общедоступным; он используется в тех местах, где водоносные слои залегают в нужной геологической структуре, на глубине, доступной для специализированных буровых установок.

Вода из артезианских источников поступает бесперебойно, отличается чистотой и постоянным химическим составом. В зависимости от глубины залегания для бурения используют тяжёлую технику или переносную буровую установку. Точную глубину можно определить только после поднятия буровых штанг.

Скважины с разной глубиной залегания имеют разный срок службы и эксплуатируются по-разному. На их стоимость влияет объем и себестоимость бурения, выбор материалов, необходимость дополнительных работ.

Источник