Артезианская скважина: устройство и глубина бурения

Индивидуальная артезианская скважина – сооружение, подающее воду из слоя известняка, за это её называют известняковой. Гидросооружения, берущие воду из других пластов артезианскими не называют.

Что такое артезианская скважина

Определение: скважина, в которой давление воды из водоносного горизонта заставляет жидкость подниматься в стволе на высоту над окружающей поверхностью грунта, считается проточной артезианской скважиной.

Избыточный поток из обсадной колонны можно периодически сливать, используя задвижку и выпускной патрубок для защиты от втягивания загрязняющих веществ через устье сливного крана. Лишняя жидкость сливается в заглубленную дренажную канаву, которая отводит воду в реку или пруд.

Картинка артезианская скважина

Однако не все артезианские скважины бывают проточными. Вода в артезианской скважине может подниматься выше уровня исходного водоносного горизонта, но не поднимается выше поверхности земли. Это артезианский колодец.

Устройство скважины

Обсадная колонна скважины — труба, которую применяют для герметизации и поддержки боков гидросооружения.

Колонна загоняется в пробуренное отверстие в земле до коренной породы — известняка, через которую вода поступает в скважину.

Затем вокруг стальной обсадной колонны закачивается бетон для герметизации боков обсадной колонны, чтобы предотвратить загрязнение скважины от дождя и талого снега.

Схема артезианской скважины со стальным кондуктором.

Картинка устройство артезианской скважины: буровая колонна, грунтовая вода и почва

Глубина артезианских скважин

Глубина источника зависит от места бурения. Средние значения известняковых источников по России это 70 — 300 метров. Чем больше глубина, тем дороже цена гидросооружения.

Вода из такого источника самая чистая. Качество зависит места и глубины. Жидкость расположена между водоупорными слоями, создающими гидравлическое давление. Пробурив верхний, происходит естественное поднятие глубинных вод на поверхность. Поэтому, устройство скважины для воды имеет высокую производительность. Отдача позволяет устроить автономное водоснабжение для нескольких хозяйств.

Карта глубин

Перед бурением нужно узнать глубину водоносных горизонтов.

Замкнутые водоносные горизонты покрыты непористыми слоями, которые, хотя и выталкивают статический уровень воды выше верхней части водоносного горизонта, труднее поддаются бурению.

  1. Обратитесь к геологическим картам. Хотя геологические карты менее полезны, чем записи о бурении скважин, они покажут расположение водоносных горизонтов, а также скальных образований.
  2. Топографические карты показывают особенности поверхности и применяют для планирования места бурения. Вместе эти карты подскажут количество грунтовых вод, чтобы сделать бурение рациональнее.
  3. Записи о пробуренных скважинах: карта глубин артезианских скважин. Доступ к этим записям открыт через интернет. Эти записи покажут глубину залегания грунтовых вод.

Перейдя по ссылке, введите на карте конкретное место, где будет пробурена скважина. Потребуется название населенного пункта, чтобы получить доступ к записям о глубине скважин.

На карте показано, какие гидросооружения пробурены на этом участке. Записи геологической разведки и отчеты о бурении зарегистрированных источников фиксируют глубину артезианских колодцев в этом районе.

Артезианская скважина: плюсы и минусы

Плюсы:

  1. Максимальная водоотдача. Главное преимущество — непрерывность подачи воды. Даже постоянная откачка не отражается на напоре. Несколько водозаборных точек могут работать одновременно с одинаковой постоянной водоотдачей. Ни засуха, ни время года, ни установка другого водозабора на прилегающей территории не влияют на её производительность.
  2. Высокое качество. При значительном залегании воды исключено заражение микроорганизмами и болезнетворными бактериями, которые поступают с поверхностными стоками.
  3. Срок работы 40 — 50 лет. Работа зависит и от качества монтажа, и материалов для обсадки.

Скважина песчаная или артезианская? В отличие от скважины на песок или абиссинского колодца, источник на известняк не заиливается при сезонной эксплуатации.

Минусы:

  1. Большая глубина бурения. Глубина залегания вод в каждой местности разная. Поэтому делают разведку. Верхний предел водоноса расположен на 50 — 200 метрах.
  2. Цена. На стоимость влияет выбор материалов и дополнительного оборудования. Для обсадки можно применять пластиковые или металлические трубы. Нужно сделать кессон, купить мощный насос и фильтр для очистки, автоматическую систему.
  3. Длительность работ. Бурение артезианского источника – процесс не быстрый. Сначала получают разрешение, а это займет время.
  4. Потребуется разработка проекта.

Артезианское водоснабжение подходит для организаций, сельских хозяйств и коттеджных посёлков. Которым нужно много воды для питья и технических целей, но нет доступа к центральным коммуникациям. Для водоснабжения одного частного дома источник делать невыгодно.

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.

Картинка бурение артезианских скважин

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.

Шнековое бурение для твёрдых пород и больших глубин не годится.

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:

Картинка бур с пневмоударником для бурения скважин на известняк

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:

Картинка колонковый бур для артезианского бурения

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

Обустройство артезианской скважины

Обвязка или обустройство артезианских скважин делают после завершения бурильных работ. Для утепления и заведения водопровода в дом устанавливают скважинное оборудование: оголовок, насосная станция с автоматикой. Оборудование монтируют в кессоне, либо строят отдельный домик с обогревом.

Оголовки необходимы на артезианских проточных скважинах в морозном климате. Без этого компонента верхняя обсадная колонна может быть расколота замерзающей водой.

Скважинный оголовок удерживается в нужном положении прижимным пауком и установочными винтами. Заглушка не выталкивается давлением воды, поднимающейся в обсадной колонне, а уплотнительные кольца герметизируют оголовок.

Картинка оголовки для обустройства артезианской скважины

В незамерзающем климате оголовок не нужен. Вместо этого устанавливают крышку скважины в верхней части обсадной колонны. Обслуживание артезианских скважин с крышкой проще, чем с оголовком.

Водоподъемные трубы

Для известняковых источников применяют два типа труб:

  1. В однотрубном варианте строительства потребуется металлическая труба для артезианской скважины диаметром 133 или 159 миллиметров. Однотрубная конструкция дешевле.
  2. Двухтрубный вариант предусматривает установку металлических обсадных труб диаметром 133 или 159 в ствол скважины. И пластиковых, диаметром 117 или 135 внутри металлических. Двухтрубная конструкция даёт воду без железистого вкуса и служит 40-50 лет.

Насосы для артезианских скважин

Известняковый источник подает воду под давлением. Но в безнапорные источники вставляют погружной насос для артезианской скважины.

Если закреплять насос ближе к верху скважины, то это уменьшит объем статического напора. Когда насос работает, он извлекает воду быстрее, чем поступает в артезианскую скважину из грунта. В этом случае запас воды, доступный насосу, представляет собой объём между верхним краем водяного столба и нижним краем в точке забора насоса.

Поэтому, насосы предназначены для подъема воды с глубины до 200 метров.
В связи с тем, что редко удается провести ремонт и профилактический осмотр таких насосов, технические требования к надежности в эксплуатации высокие.

Погружные скважинные насосы имеют значительно больший диаметр. Изготавливают из нержавеющей стали с высокими коэффициентами прочности.

Картинка насосы для артезианской скважины 100 метровДетали глубинных насосов закрыты в коррозиестойкий корпус. Внутри этого корпуса встроен асинхронный двигатель, пусковое реле и центробежный насос. На входе в погружной насос установлен фильтр от твердых частиц земли и горных пород в насос с водой. Ниже фильтра расположено отверстие для всасывания воды.

Современные погружные насосы оснащены несколькими степенями защиты, например, защитой от перегрева, обратным клапаном, защитой от «сухого хода». Некоторые модели насосов оснащены частотным преобразователем и системой плавного пуска.

Фильтр для артезианской скважины

Для известняковых скважин фильтр на дне не делают. Фильтр на артезианскую скважину служит для защиты источника от засорения песком и илом, которого в известняке нет.

По этому, в нижних секциях делают отверстия для лучшего водозабора и ставят металлическую приёмную сетку.

Картинка фильтр в скважину на известняк

Ремонт артезианских скважин

Если артезианская скважина пересохла, то нужно сделать диагностику. Ствол колонны обследует аппаратом для телеметрии.

Зонд на кабеле опускают в устье и смотрят на стенки труб в поисках трещин. Так делают каротаж.

Когда колодец сухой, то это может быть:

  • Утечка в скважине или поломка трубопровода.
  • Засорение приемной сетки.
  • Не работает насос, повреждено рабочее колесо или сломан вал.
  • Вода из скважины ушла.

Разрешение на артезианскую скважину

Лицензию выдают частным лицам и организациям.

Картинка разрешение на артезианскую скважину

Что бы получить разрешение потребуется:

  1. Отдельный огороженный земельный участок без посторонних строений минимальной площадью 30Х30 метров. Это требование санпин на артезианские скважины. Участок может быть в собственности либо в долгосрочной аренде.
  2. В отношении пригодности участка потребуется санитарное заключение в РОСПОТРЕБНАДЗОРЕ.
  3. Расчёт потребления воды. Расчёт потребуется согласовать с представительством РОСВОДРЕСУРСОВ.
  4. Заказать проект в коммерческой компании.
  5. После запуска в сооружения эксплуатацию необходимо привезти образец на анализ в РОСПОТРЕБНАДЗОР, и получить заключение о пригодности.

Производство воды из артезианской скважины на продажу облагается налогом по закону «О недрах». Налог на артезианскую скважину в частном доме не предусмотрен.

Цены за работу

На цену влияет глубина бурения и диаметра колонны. Минимум составляет 2 300 рублей за метр. Бурение с диаметром колонны 426 мм будет стоить 9 500 рублей за метр.

Скважина на известняк – сложное гидросооружение. Бурение связано с прохождением твёрдых почвенных пород. Работы нужно заказывать в буровых компаниях. Сделать артезианскую скважину своими руками без оборудования невозможно.
Что бы узнать точные расценки — оставьте запрос через форму «заказать скважину» на нашем сайте. Сделаем расчёт по телефону после уточнения деталей работы.

На этом закончим обзор, пишите отзывы как работает артезианская скважина на вашем участке.

Автор статьи буровой мастер Алексей Плотников.