Екатеринбург, ул. 8 марта 29В
Часы работы: 09:00-19:00
Выходной: СБ-ВС
+7 343 268-17-07
Заказать звонок
Лицензии, сертификаты

 

Главная / Услуги / Технология бурения скважин на воду

Технология бурения скважин на воду

 

 

Технология бурения скважин на воду

 

Подземные воды складчатого Урала

 
В первую очередь очень важно кратко ознакомить Вас с особенностями геологии и гидрогеологии Свердловской области и складчатого Урала.
 
Рассмотрим вопрос залегания подземных вод и их качества:
 
Необходимо понимать и в полной мере осознавать, что АРТЕЗИАНСКИХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ СКЛАДЧАТОГО УРАЛА В НАСТОЯЩИЙ МОМЕНТ НЕТ, НЕ БЫЛО В ПРОШЛОМ, И НЕ ПОЯВИТСЯ В БУДУЩЕМ. Это исключено, абсолютно невозможно, поскольку по определению артезианские воды - это воды межпластовые, залегающие в песках, глинах, опоках и т.д.
 
Такие геологические разрезы в Екатеринбурге и окрестностях в радиусе 50 км отсутствуют. Для нашей местности характерно наличие подземных вод хорошего качества в скальных породах (таких как гранит, сланцы, и т.д.), поэтому артезианские воды можно встретить только в Зауралье и Приуралье (восточнее Талицы или в Тюменской области, например).
 
(можете почитать: Общая Гидрогеология, Шварцев С.Л., Москва «Недра» 1996)
 
Воды, залегающие на складчатом Урале – это безнапорные жильные подземные воды, которые по качеству могут ничем не уступать артезианским, но это не артезианские воды. Информация, распространяемая лицами, обещающими организацию добычи артезианской воды, и теми, кто предлагает вскрыть подземные реки и озера в местных условиях заведомо ложная.
 
Безнапорные жильные подземные воды залегают в разломах и трещинах скальных пород. При этом толщина разломов такого типа сравнима с толщиной карандаша, а в подавляющем большинстве случаев, и того меньше. Лица, утверждающие обратное, и дающие ложные обещания в подавляющем количестве случаев занимаются профанацией или дезинформацией в маркетинговых целях, другими словами, либо сами не обладают, даже начальными, необходимыми знаниями, либо предоставляют Вам заведомо ложную информацию с целью получения прибыли.
 
В обоих случаях, от сотрудничества лучше отказаться, поскольку оно сулит лишь потерю финансов и разочарование в ожиданиях.

 


 

Внимание!

 

Рассматриваемые здесь гидрогеологические условия и конструкции скважин относятся к Свердловской области и характерны для складчатого Урала. В других областях геологический разрез может существенно отличаться.

 


 

Конструкции скважин, оптимальные для Свердловской области, могут быть неэффективны в других районах.
 
В излагаемых ниже разъяснениях с целью достижения максимальной краткости, а также улучшения восприятия информации понятия были упрощены, глубины – усреднены, а рисунки – выполнены в виде схем.
 

1. Геологический разрез

 
Для лучшего понимания коротко ознакомим Вас с особенностями геологии и гидрогеологии Свердловской области и складчатого Урала.
 
Рассмотрим залегание пород и водоносные слои.
 
Слой 1 - осадочные породы (глины, пески, суглинки, галечники);
 
Слой 2 - породы средней плотности (глинисто-щебнистая кора выветривания коренных пород);
 
Слой 3 - «коренные» породы – породы, слагающие скальное основание (габбро, граниты, базальты, кварциты, сланцы, известняки и пр.).
 

2. Подземные воды

 
Воды, залегающие в этих слоях, условно можно разделить на:
 
1. «Верховодка», залегающая в приповерхностной, рыхлой части разреза;
2. Воды, содержащиеся в коре выветривания;
3. Трещинно-жильные подземные воды 
 
«Верховодка» залегает на глубине до 10 метров, в первом слое пород – осадочном. Это вода, имеющая непосредственную связь с поверхностью, содержащая канализационные стоки, химикаты и другие примеси. «ВЕРХОВОДКА» – НЕ ПИТЬЕВАЯ вода, она мутная, с осадком.
 
Для водоснабжения «верховодку» не используют, поэтому при бурении скважин ее необходимо тщательно изолировать обсадными трубами, чтобы избежать загрязнения расположенного ниже водоносного слоя. Она может быть использована для полива, мытья автомобилей и других технических нужд.
 
Воды коры выветривания залегают на глубине от 10 до 30 метров, во втором слое пород – средней плотности.
Их основной минус – содержание глинистых и песчаных частиц, которые делают воду мутной, а скважину – недолговечной, потому что, скапливаясь на дне скважины, илистые отложения в течение не большого времени перекрывают водопритоки и скважина выходит из строя.
 
Далеко не всегда они являются питьевыми, так как могут легко загрязняться стоками из выгребных ям, животноводческих ферм. В них часто встречаются примеси хлора, железа и прочих нежелательных элементов. Для хозяйственного и питьевого водоснабжения воды коры выветривания использовать невозможно.
 
Трещинно-жильные подземные воды залегают ниже – обычно на глубине от 25 метров, в третьем условном слое пород – в «коренных» твёрдых породах, в трещинах кристаллических пород. Эти воды обычно хорошо защищены от загрязнения с поверхности залегающими выше рыхлыми отложениями. Трещинно-жильные подземные воды не содержат примесей песчаных и глинистых частиц и практически всегда пригодны для хозяйственно-питьевого водоснабжения.
 
Водоносные зоны тектонической трещиноватости имеют локальное распространение в виде линейно вытянутых узких структур (потоков), в полях слабопроницаемых горных пород. В скальных породах ширина сопутствующих небольшим тектоническим нарушениям водоносных зон трещиноватости, которые представляют практический интерес при поисках источников автономного водоснабжения на небольших площадях, обычно не превышает несколько метров, протяженность их – несколько десятков метров, вертикальная мощность – 50-80 м, реже 100-120 м.
 
Рассмотрим вопрос артезианских вод более подробно: 
 
Дело в том, что АРТЕЗИАНСКИХ ВОД НА ТЕРРИТОРИИ СКЛАДЧАТОГО УРАЛА НЕТ, НЕ БЫЛО и НЕ БУДЕТ. Артезианские воды - это воды межпластовые, формирующиеся в условиях артезианских бассейнов, приуроченных к осадочным разрезам – глинам, пескам и пр. Такие геологические разрезы характерны для Зауралья и Предуралья, а в Екатеринбурге и окрестностях (радиус - 50 км), вообще отсутствуют. Таким образом, артезианские воды можно встретить только восточнее Талицы или, например, в Пермской области. (можете почитать: Общая Гидрогеология, Шварцев С.Л., Москва «Недра» 1996).
 
Воды, залегающие на складчатом Урале – это безнапорные трещинно-жильные подземные воды, которые по качеству могут ничем не уступать артезианским, но это не артезианские воды. Не стоит верить тем, кто обещает вам добыть артезианскую воду, и тем более тем, кто говорит, что вскроет подземные реки и озёра, в местных условиях этого тоже нет. Безнапорные жильные подземные воды содержатся в разломах и трещинах скальных пород (ширина трещин редко превышает несколько миллиметров), а тот, кто говорит иное – вероятнее всего занимается профанацией или дезинформацией в маркетинговых целях, т.е. либо сам не обладает, даже начальными, необходимыми знаниями, либо морочит Вам голову с целью получения Ваших денег. В обоих случаях связываться с такими людьми не стоит.
 

 

3. Опасности смешивания подземных вод и важность правильного крепления стенок скважины

 
При бурении скважин для водоснабжения, «верховодку» необходимо тщательно изолировать обсадными трубами, чтобы избежать загрязнения расположенного ниже водоносного слоя и не отбирать глубинным насосом воду неудовлетворительного качества, залегающую на глубине 5 м, из скважины глубиной более 30 м.
 
Также, если не поставить обсадную трубу, или поставить ее на недостаточную глубину (не менее 3 метров в слой «коренных» пород) или не проводить работы по изоляции верховых вод, в скважину происходит попадание слабых (рыхлых) пород - например, глины и песка. Эти загрязнения образуют ил, который с течением времени слёживается и уплотняется. Постепенно ил накапливается, а затем, поднимаясь все выше, начинает затруднять доступ воды в скважину («заиливание»).
 
В худшем случае, слабые породы могут затянуть скважину, и привести к тому, что она обрушится - сомкнётся.
 
Кроме этого, некачественно обсаженная скважина, открывая путь «верховодке» в продуктивный, ниже залегающий горизонт, вредит всем окружающим, даже правильно пробуренным скважинам. Вспомните пресловутую «ложку дегтя в бочке меда».
 
Скважина, заложенная с соблюдением всех нормативов (правильно пробуренная и обсаженная материалами, предназначенными для этих работ), при условии штатной эксплуатации, гарантирует минимум 25-40 лет стабильной работы до первого сервисного обслуживания.
 
Особенности конструкции скважины
 

Как долго может работать скважина, обсаженная одной трубой?

 
Ежегодно, с мая по сентябрь представители нашей компании принимают от 3 до 40 звонков в день с просьбой отремонтировать скважину, обсаженную одной трубой. Основные жалобы – скважина дает малое количество воды неприемлемого качества.
 
Детальная ревизия этих скважин в 95% случаях определяет их неремонтопригодность. Но бывают и такие случаи, когда на смежных участках имеется скважина, обсаженная одной трубой, эффективно работающая на протяжении более 10-15 лет со стабильной производительностью и хорошим качеством воды. Причем, у скважин одинаковая глубина.
 

В чем же причина выхода из строя части скважин? 

 
I. Однотрубная обсадная колонна в конструкциях скважин для добычи воды
 
Скважины с однотрубной колонной, созданные в хозяйственно-питьевых целях (колонна из стали)
Скважины с однотрубной колонной, созданные в технических целях (колонна из пластика) 
 
А) Скважины с однотрубной колонной, созданные в хозяйственно-питьевых целях (колонна из стали)
 
Данный вид обсадной колонны устанавливается в тех районах, где коренные скальные породы расположены близко к поверхности (например, гранитные массивы в районе озера Таватуй, Большое Седельниково, Палкино, Уктус и т.д.), либо в районах с крайне сложной геологической обстановкой, где монтаж стальной трубы является единственным решением, гарантирующим стабильную работу скважины на протяжении долгого периода.
 
Особенностью заложения скважины с такой конструкцией является установка стальной трубы в коренные скальные породы в глубину на 3-5 метров. Коронка на конце трубы в этом случае «намертво» притирается к скале (зачастую просто «вплавляясь» в неё), обеспечивая надежное отсечение рыхлых пород и содержащейся в них «верховодке». Обсадную колонну, смонтированную таким образом, извлечь уже невозможно.
 
На рисунке слева мы видим случай, когда коренные породы расположены очень близко; справа - когда мощность рыхлых пород существенна.
 
Фото: коренные породы расположены близко к колонне Фото: большая мощность рыхлых пород близко к колонне
 
Фото: обсадная труба из стали марки ст45 Фото: обсадная труба из пластика Фото: обсадная труба из стали категории Д
 
*Хочется заострить Ваше внимание на том, что такая конструкция скважины жизнеспособна и выполняет свои функции только в случае установки обсадной трубы, изготовленной из стали марки ст.45, либо из стали категории Д. Почему? Все дело в содержании углерода и добавок (присадок), обеспечивающих надлежащую прочность и коррозийную стойкость.
 

Выбор марки стали для обсадки скважины с однотрубной колонной

 
Существуют несколько видов трубы, отличающихся по качественному составу материала изделия.
 
Строительная сталь 2-3 (ст.2, ст.3) непригодна для использования при обсадных работах, поскольку является слишком мягкой и, корродируя, буквально растворяется в скважине, как мыло. Есть еще одна серьезная опасность: мягкая стальная труба может, что называется, «обойтись» (то есть сломаться в скважине, порваться, треснуть по шву, деформироваться по точке соединения). Об этом будет знать буровик, но заказчика чаще всего не информируют, что по причине использования неподходящих материалов произошло нарушение конструкции. Подобную ситуацию исключает применение трубы из качественных материалов.
 
Сталь 10-20 (ст.10, ст.15, ст.20) можно использовать как кондуктор (внешнюю технологическую колонну), однако в качестве рабочей колонны ст.10, ст.15 - неприменимы для скважины с однотрубной колонной, ст.20 – подходит по самому краю допуска (конструкция получается недолговечной, вода постоянно «несет» ржавчину). Наши специалисты НЕ используют такие трубы для рабочей колонны. Их применение возможно только в качестве кондуктора в двухтрубной конструкции. 
 
Оцинкованная труба неприменима даже в качестве кондуктора, из-за вредных соединений, образующихся в процессе эксплуатации. На границе «воздух-вода» происходит реакция окисления, цинк выпадает в осадок, окисляется и превращается в канцероген. Оцинкованные трубы для скважин использовать категорически НЕЛЬЗЯ.
 
Сталь 45 (ст.45) можно и нужно использовать для обсадки скважины. При толщине стенки трубы 5-8 мм износ вследствие коррозии составит примерно 1-2 мкр за год, а для локального пробоя потребуется лет 50. По советским нормативам большинство скважин обсаживалось сталью именно этой марки. Срок службы скважин, при использовании трубы из ст.45, составляет 20-40 лет.

 
Сталь категории Д – отличный, практически «вечный» материал. Некоторые скважины, обсаженные трубами из такой стали, работают без нареканий с 60-х годов прошлого века, до сих пор не подавая признаков выхода из строя. Ревизионные работы, проводившиеся нашей компанией на подобных объектах, не выявили износа конструкции, несмотря на более чем полувековой срок эксплуатации. 90-100 лет – не предел для нормальной работы скважины, обсаженной трубами из стали категории Д.
 
*Обращаем Ваше внимание на то, что трубы марок стали, предназначенных для обсадных работ, выпускаются по ГОСТам, а значит, имеют определённые диаметры (это связано с особенностями бурового инструмента). Обсадная труба из качественной стали может быть только диаметрами: 219 мм, 168 мм, 146 мм, 127 мм, 110 мм.
 
В завершение описания стальных однотрубных конструкций скважины перечислим их преимущества и недостатки:
 
В сравнении с двухтрубными и многотрубными конструкциями, скважина, обсаженная одной трубой, не всегда, но, как правило, выигрывает по стоимости.
 
Имеет отличные показатели по жесткости и морозоустойчивости.
 
При условии использования надлежащих материалов и правильном монтаже (для потребителя разница между качественным и некачественным материалом, как правило, составляет не менее 40%), а также соблюдении условий эксплуатации и грамотном подборе насосного оборудования, скважина будет работать 40-50 лет без нареканий и необходимости в обслуживании.
 
К минусам можно отнести появление небольшого количества ржавчины в воде при долгосрочном перерыве в эксплуатации (любая сталь корродирует в воде), но этот недостаток легко устраняется путем установки фильтра, задерживающего механические частицы, либо прокачки скважины в течение 2-3 минут перед началом работы.
 
Б) Скважины с однотрубной колонной, созданные в технических целях (колонна из пластика)
 
При решении задачи водоснабжения в технических целях, на короткое время, допустимо использование конструкции однотрубной пластиковой колонны. Примерами таких целей являются нужды строительства (например, подготовка бетонных смесей для заливки), наблюдение за уровнем грунтовых вод (когда необходимо узнать, на какой глубине находятся грунтовые воды, чтоб правильно выбрать тип фундамента), наполнение пожарной ёмкости и т.д. Срок эксплуатации однотрубной скважины с пластиковой колонной составляет 1, а реже - 2 сезона. Она применяется в случаях, когда качество воды не важно - запах, мутность, наличие механических примесей, отрицательные микробиологические показатели не играют никакой роли.
 
Процесс создания такой скважины крайне прост: бурение без центрирующих устройств, коронкой одного диаметра, больше внешнего диаметра трубы на 5-8 мм. Материалом может послужить любой вид пластиковых труб, обычно наиболее дешевый из имеющихся в наличии. Средняя глубина подобных скважин составляет от 10 до 25 метров, труба устанавливается на любую глубину, насколько позволяет кривизна «скважины» и твёрдость породы. Труба либо ставится на более-менее твёрдую породу, а далее открытый ствол; либо - на всю глубину, при этом труба перфорируется (сверлятся отверстия) по всей длине. 
 
На представленном рисунке мы видим слева колонну с перфорацией на всю длину, справа - трубу до скалы.
 
В завершение описания пластиковых однотрубных конструкций перечислим их преимущества и недостатки.
 
Положительными сторонами являются:
 
Безусловный плюс - низкая стоимость.
При отсутствии претензий к качеству воды, грамотно расположенная скважина такой конструкции может обладать большой производительностью, поскольку мы выкачиваем по пути все подряд - и «верховодку», и «грунтовку», и встречающиеся безнапорные подземные воды.
 
Отрицательными сторонами являются:
 
Наличие биологических загрязнений (такую воду использовать в качестве питьевой НЕЛЬЗЯ).
Наличие механических примесей.
Сезонная зависимость производительности скважины (при небольшой глубине скважина зимой перемерзает – вода «заканчивается», точно также она может отсутствовать и в засушливое лето).
Краткий срок службы (при работе скважины вместе с водой, высасывается гумус, песчинки и прочий «мусор», который наслаивается на забои и довольно быстро забивает перфорацию. Как только это происходит, скважина «умирает»).
 
*На сегодняшний день порядка 20-45% всех предложений на рынке составляют именно скважины с однотрубной конструкцией, при этом декларируется стоимость в 2-3 раза дешевле, чем на конструкции, обсаженные по всем правилам и нормативам. Безусловно, существуют ситуации, когда ресурсов такой скважины вполне достаточно. Но помните о том, что она проживет не дольше пары лет. Очень скоро Вы заметите ухудшение без того плохого качества и снижение количества поступающей воды. Гарантий от исполнителей работ, утверждающих, что «никаких проблем не будет», как правило, на такие скважины Вы не получите. Впоследствии ремонтировать подобные конструкции всегда нерентабельно и опасно. Однозначно ее придется ликвидировать и бурить новую, затратив при этом немалые средства.
 
Для скважины долговременного использования существует отработанная годами, проверенная технология - не стоит «экспериментировать». Ведь чтобы надежно запереть двери, Вы выбираете качественный замок с защитами, а не перематываете петли «прочным» скотчем. То же самое сравнение уместно и здесь. Даже если, Ваш сосед утверждает, что его скважина с однотрубной обсадкой «нормально работает», Вам предстоит тратить собственные деньги, и хорошо, если Вы будете заранее знать, чем рискуете. 
 

Выводы

 
Подведем итог раздела. В каждой ситуации всегда выбирается конкретная конструкция и материалы. Не забывайте, что есть экономия, а есть псевдоэкономия. Часто переделки конструкции и ремонты, а также дополнительные затраты, связанные с проведением работ, оказываются более дорогим вариантом, чем изначально сделанная добротная скважина, которая является не только более надежной, но и дает более качественную воду. Принимая решения об удешевлении, Вы должны четко знать поставленные задачи и возможные последствия каждого конкретного варианта выполнения, чтобы сделать осознанный, правильный выбор между экономией и качеством.
 

Двухтрубные обсадные колонны в конструкциях скважин на воду

 

Зачем нужна вторая труба?

 
Почему в скважину необходимо монтировать две трубы, если добыть воду можно и с одной? Почему все нормативы на промышленные скважины требуют установки МИНИМУМ двухтрубной конструкции? Ответ на эти вопросы, как бы это не парадоксально звучало, заключается в том, что такой подход является наиболее выгодным с экономической точки зрения.
 
Как известно, на стоимость любой конструкции влияют 4 компонента. Первый – это цена закупа оборудования. Второй – стоимость монтажа оборудования. Третий – расходы на обслуживание. И, наконец, четвертый – затраты на демонтаж старого/ монтаж нового оборудования при замене по истечении срока службы.
 
Допустим, мы покупаем насос для скважины (для примера возьмем средние цены). Первый вариант - насос Грундфос (30 тысяч рублей), монтируем его в скважину (еще 10 тысяч). Итого 40 тысяч рублей. Второй вариант - насос Водолей (8 тысяч рублей), монтаж (5 тысяч). Итого: 13 тысяч рублей. На первый взгляд, что тут думать – разница почти в 3 раза. Но если Вы планируете эксплуатировать скважину в течение длительного времени, то продолжите расчеты по нескольким пунктам.
 
Затраты на эксплуатацию. Насос Грундфос потребляет 700 Вт/ч каждый час, а Водолей 1280 Вт/ч при одинаковой производительности. Каждый час разница составляет полкиловатта. Сегодня электричество стоит не так уж и дорого, а сколько оно будет стоить через 3-5 лет? Уже в первые 7 лет эксплуатация Грундфоса даст ощутимую экономию в 50-40%, без учета, что с каждым годом оплата за электроэнергию растет.
 
Срок службы. У насоса Грундфос – 20 лет, в течение которых, кроме амортизации, он не потребует от Вас никаких затрат – ни временных, ни трудовых. У Водолея – 7 лет, заложенных конструкцией. Что дальше? Демонтаж (5 тысяч рублей), покупка нового насоса (9 тысяч – за это время цена подрастет), монтаж нового насоса (5 тысяч). Итого: общая сумма за 7 лет 32 тысячи рублей, не считая энергозатрат. Новый насос проработал еще 7 лет и снова потребовал замены по той же схеме: демонтаж + покупка + монтаж.
 
Итого: за 14 лет эксплуатации с насосом Водолей мы проиграли в расходах на электричество (40-60%), двойной монтаж/демонтаж, покупку нового оборудования. В долговременной перспективе выясняется, что насос Грундфос был изначально более экономичным вариантом (при этом у него есть еще дополнительные защитные функции, предохраняющие от поломок и замены в аварийных ситуациях, что тоже экономит Ваши деньги). Дальновидный расчет на завтра помогает выбрать наиболее выгодный вариант сегодня. Как гласит известная поговорка, мы не так богаты, чтобы покупать дешевые вещи.
 
Тот же самый алгоритм относится и к выбору конструкции скважины. Конечно, для эксплуатации на 1 сезон уместен и бюджетный вариант. Но если Вы планируете решить вопрос с водоснабжением дома, коттеджа, садового участка один раз и на долгие годы, есть смысл заглянуть на пару шагов вперед.
 
В скором времени дешевую конструкцию однозначно придется переделывать, а скважину ремонтировать. Именно поэтому промышленные скважины выполняют с расчетом на то, чтобы переделок было как можно меньше – это не только затраты на монтаж/демонтаж старого/нового оборудования, но и неминуемая остановка производственного процесса, которая повлечет за собой колоссальные убытки, в несколько раз большие, чем будут потрачены на бурение новой скважины.
 

1. Общие характеристики и отличия двухтрубной от однотрубной обсадной колонны

 

Что такое двухтрубная конструкция скважины и каковы ее особенности?

 
Скважиной с двухтрубной обсадкой называют конструкцию, состоящую из двух колонн (кондуктор и рабочая колонна), вставленных одна в другую по принципу телескопа. Обе трубы должны выходить на поверхность и выступать на высоту 0,5 метра (согласно установленным нормативам на заложение скважины).
 
Внешняя технологическая колонна - кондуктор - монтируется на глубину до разборной скалы и упирается в неё. Кондуктор является первым эшелоном защиты от верховых вод, задает механическую прочность конструкции, значительно увеличивает срок эксплуатации, а также обеспечивает сохранность скважины от ударов и механических повреждений на поверхности во время работ, проходящих в непосредственной к ней близости (земляных, общестроительных, ландшафтных и пр.).
 
Внутренняя колонна – рабочая – должна монтироваться на глубину не менее 3-5 метров в коренные скальные породы (т. е. 20-50 м от поверхности). Рабочая колонна служит для отсечения «верховодки», залегающей в приповерхностной, рыхлой части разреза, и подземных вод, содержащихся в коре выветривания, обеспечивая добычу подземных вод из скальника стабильно высокого качества. 
 

Зачем нужна двухтрубная конструкция, в каких случаях она ставится?

 
Бурение скважины с монтажом двухтрубной конструкции в условиях Складчатого Урала не требуется только в случаях выхода скальной породы на глубине 0,5 метра от поверхности, или когда скважина бурится с целью отбора верховой воды в технических целях. Во всех остальных случаях, которые составляют 95% от общего числа скважин - двухтрубная конструкция с использованием внешней стальной трубы необходима.
 
Давайте более подробно ознакомимся с механизмом влияния внешних факторов на срок службы скважины и нейтрализацию этих воздействий при правильном бурении скважины и монтаже двухтрубной конструкции.
 
В радиусе 60 км от Екатеринбурга наиболее часто встречаются два типа разрезов в соответствии с типом местности:
 
  • Первый тип - заболоченная в различной степени местность (на рисунке геологического разреза можно увидеть последовательность слоев: торф, дресва, спрессованный песок, крепкая скала - в основном гранитоиды и габброиды);
  • Второй тип - равнинно-холмистая местность (растительно-почвенный слой, глина, глина с водой и щебнем, разборная скала, дресва и крепкая скала; это в основном вулканогенные и метаморфические комплексы пород – различные сланцы, туфы и пр.). Такой разрез пород мы можем наблюдать на восточном, юго-восточном и южном направлениях.
 
Ясно, что при бурении (и обсадке) скважины необходимо обсаживать торфяные и глинистые отложения стальной трубой, иначе горизонтальные подвижки и вымораживание грунта нарушат конструкцию.
 
Ставить пластиковый кондуктор не имеет смысла – он недостаточно прочен для того, чтобы сопротивляться кольцевой нагрузке: его сжимает, рвет и выталкивает на поверхность. (Кольцевая нагрузка - это постоянное боковое давление, механическая нагрузка, идущая перпендикулярно или под углом к трубе вследствие горизонтальных подвижек грунта.)
 
Условиями, требующими монтажа именно стального кондуктора, являются:
 
Сдавливание мерзлотными водами. Для установки любой обсадной трубы нужно пробурить породу чуть большим диаметром и вставить в образовавшееся пространство трубу. При этом образуется небольшой зазор между трубой и грунтом (он называется «затрубное пространство»). Спустя некоторое время мелкие камешки со стенок начинают неравномерно осыпаться, и затрубное пространство заполняется рыхлым грунтом с пустотами.
 
Весной в дневное время при положительных температурах растаявший снег превращается в воду и просачивается в затрубное пространство (пустоты и рыхлый грунт его заполняющие). В ночное время при отрицательных температурах просочившаяся вода замерзает и расширяется (есть у нее такое свойство), соответственно расширяются пустоты и затрубное пространство. Давление оказывается как на породу, так и на трубу, которую сдавливает, но не строго перпендикулярно, а разнонаправлено, толкая ее в разные стороны – под углами, вниз или вверх, на поверхность.
 
На следующий день вода в расширившемся затрубном пространстве тает, уменьшаясь в объёме. Но образовавшееся свободное пространство заполняет растаявший снег с талой водой с поверхности, а вечером температура снова опускается ниже нуля. Эти циклы повторяются вновь и вновь, постоянно толкая трубу, расширяя затрубье, до того момента, пока не установится относительно постоянный положительный температурный режим.
 
Сдавливание замерзлым грунтом. Многие виды глинистого грунта, даже при отсутствии грунтовых вод, изменяются в объеме при колебаниях температуры, проще говоря, при замерзании глину пучит. Как правило, при понижении температуры грунт стремится расшириться и выталкивает из себя любые инородные тела на поверхность, даже если тело цельнометаллическое, не имеющее внутри полостей и пустот (например, чугунная болванка). Это явление особенно ярко выражено в случае глинистых грунтов, однако в разной степени проявляет себя и при любом другом разрезе грунта.
 
Повреждение при монтаже. Если кондуктор не из буровой стали, а из строительной, и тем более, если трубы электросварные, а не горячего ката бесшовные, то высока вероятность появления брака во время монтажа.
 
При монтаже буровая установка осуществляет давление на трубу. Если сталь низкосортная, то резьбовое соединение может лопнуть, деформироваться, сорваться, сдвинуться и т.д. Такие повреждения приведут к попаданию в пространство между трубами - в уже рабочий водонос - «верховодки», рыхлых сыпучих пород, песка и всевозможных нечистот. Причем о повреждении трубы такого рода заказчик может узнать только от буровика – внутрь скважины Вы заглянуть не сможете и визуально не определите (а буровик, кстати, не заинтересован в том, чтобы афишировать столь существенные недостатки своей работы, скорее всего, Вам никто об этом не сообщит).
 
Повреждения кондуктора при монтаже скважины (с перфорированной рабочей колонной) равносильны отсутствию кондуктора: через отверстия начинает затягивать песок, гумус, глину, и все это Вы будете выкачивать. Данную ситуацию можно считать аварийной, поскольку она приводит к получению воды только технического качества. С течением времени скважина заилится и «умрет», ее срок жизни сократится максимум до 1-5 сезонов, при этом быстро износится и насос.
 
возможность просадки стальной трубы (в отличие от пластиковой). При смерзании и размораживании, а также вымораживании грунта, горизонтальных подвижках, вызванных колебанием уровня грунтовых вод (на глубине от 0 до 8 м), почва оказывает давление на внешнюю технологическую колонну - кондуктор. Если колонна кондуктора пластиковая, то трубу может попросту выдавить на поверхность, деформировать либо порвать.
 
Стальная же труба, в случае качественной установки без нарушения технологии, продолжает выполнять свои функции длительный период без вероятности возникновения каких-либо проблем. 
Другими словами, даже если во время очередного цикла замерзания-размерзания ее выдавило на 0,5 см, когда потеплеет, она просто просядет обратно (пластиковая так «не умеет»). 
 
Абсолютно неграмотно «менять слагаемые местами» – делать пластиковую трубу внешней, а внутреннюю - стальной. Почему это халтура? Внутренняя стальная труба будет давать ржавчину воде, а внешний пластик не справится с технологической нагрузкой и не обеспечит никакой защиты от механических повреждений, фактически послужит просто «украшением».
 
Мы помним, что стальной кондуктор должен притираться к скале, внутри должна быть установлена пластиковая труба – только в этом случае работа называется корректной. Потому что сталь будет защищать пластик, а пластик сохранять воду нормального качества.
 
Стальная труба обязательно должна быть внешней, а не внутренней. В противном случае мы получаем только минусы. Если же мы хотим добиться хороших результатов, то стальная труба должна быть из качественной буровой стали и должна быть вмонтирована на коронку в скальный грунт. Только так все преимущества использования данной конструкции сохраняются и можно выбирать любой тип пластика для создания внутренней рабочей колонны.
 
Выше уже прозвучал вопрос - почему нужно использовать две трубы, когда можно обойтись одной стальной трубой? Есть еще один момент: стальная труба надлежащего качества отличается достаточно высокой ценой, и при этом даже стальная труба категории Д будет в небольшом количестве давать ржавчину, не говоря уже о других, низкоуглеродистых сортах стали. Чем ниже качество стали, тем всегда будет хуже качество воды.
 
Пластиковая труба не оказывает негативного влияния на воду, поскольку не боится коррозии, однако подвержена механическим повреждениям и подвижкам, она более хрупкая и более мягкая, а значит, её может смять, порвать и/или вытолкнуть на поверхность.
 
Оптимальное решение по соотношению «цены-качества» – в комбинации двух этих материалов: сталь + пластик. При совмещении обоих видов труб долговечность и прочность конструкции обеспечивается стальным кондуктором, не соприкасающимся с водой, а качество воды в скважине сохраняется благодаря использованию рабочей колонны из пластиковой трубы.
 
Подведем очередной итог. Трудно спорить, что двухтрубная конструкция скважины дороже, чем однотрубная, особенно пластиковая – разница по стоимости примерно в 3 раза. Но однотрубная пластиковая с самого начала будет работать хуже и проработает меньше. Выбирая 2-трубную технологию, мы минимизируем расходы на установку фильтров, без которых не обойтись при 1-трубной пластиковой колонне, особенно, если труба некачественна и выделяет в воду вредные вещества (например, ПНД из вторичного сырья), или установлена с ошибками.
 
Сочетание стальной и пластиковой трубы позволяет сохранить конструкцию в лучшем виде во время и монтажа, и эксплуатации. Таким образом, в долгосрочной перспективе мы разумно сэкономим бюджет. Не потребуется перебуривать скважину уже через 3-5 лет, сомневаться в качестве воды, чего не будет при использовании одного пластика либо одной стали.
 
Вспомним пример с расходами на установку насоса, который мы привели в начале раздела – логика та же: первоначально 2-трубная конструкция несколько дороже, но она однозначно более надежна, долговечна, более безопасна и полностью окупается за длительный период эксплуатации.
 
Двухтрубная конструкция скважины наиболее распространенная и надёжная конструкция скважин для условий складчатого Урала. Но если неправильно подобрать тип и обсадный материал, то скважина выйдет очень дорогой, сложной при монтаже и не эффективной с точки зрения добычи воды надлежащего качества. 

 

Типы двухтрубных конструкций

 
  • Глухая-глухая (не полная обсадка)
  • Глухая-перфорированная (полная обсадка «до забоя»)
  • Глухая-перфорированная (не полная обсадка)
 

Глухая-глухая (не полная обсадка)

 
Основной причиной установки глухой колонны является требование Полного отсечения водоносных интервалов выше определенной отметки, с целью отсечения вод имеющих химические и/или бактериологические, а так же механические загрязнения в концентрациях существенно превышающих допустимые. Как правило, такими загрязнениями обладают верховая вода («верховодка») и верхние грунтовые воды (см. подраздел термины), которые залегают в рыхлых породах. Оптимальным решением задачи добычи воды оптимального качества будет полное отсечение всех вод до глубины выхода коренных. Дело в том, что «верховодка» залегает на глубине от 1 до 8 метров в среднем. Она набирается за счёт осадков, не профильтрована почвой, это вода с полей, канализационные стоки, химикаты и прочие примеси. «Верховодка» – не питьевая вода, мутная, с осадком, её необходимо тщательно изолировать, чтобы избежать загрязнения расположенного ниже водоносного слоя и получать воду только из него. Далее залегают на глубине от 10 до 30 метров верхние грунтовые воды, Подземные воды этого типа могут питаться за счет инфильтрации (просачивания) в глубину верховой воды по всей площади распространения водоносного слоя. Далеко не всегда они являются питьевыми, так как могут легко загрязняться стоком из выгребных ям, животноводческих ферм. В них часто встречаются примеси хлора, железа и прочих нежелательных элементов. Они находятся в рыхлых породах, поэтому их добыча без дополнительных мероприятий по водоподготовке и создания зон сан охраны дает результат в виде воды, содержащей большое количество механических примесей(скважина пескует, либо выдаёт глинистый осадок) и наличия в воде мутности, цветности, а иногда и резких запахов.
 
На данный момент существует 2 основных типа конструкций и комбинация этих двух типов, позволяющих отсечь верховые и верхние грунтовые воды:
 
Первым из них, является конструкция, разработанная и успешно применявшаяся в советское время. При монтаже используется 2 стальные трубы из буровой стали, горячекатаные бесшовные трубы, оборудованные коронками. Внешняя технологическая колонна устанавливается до глубины выхода разборной скалы, а внутренняя, рабочая - на глубину + 5 метров после выхода коренной скальной породы. 
 
Рабочая колонна при этом, притирается очень плотно к скале, что позволяет отсечь верховые и грунтовые воды, а также рыхлые породы. Точка окончания трубы находится на глубине 5 метров в коренных скальных породах имеющих большую плотность и твёрдость, категории VII –IX по буримости (сланцы, базальты, габры, граниты, кварцы). Скальные породы этих категорий уже не обрушаются. Поэтому далее идёт голый ствол, через который осуществляется подпитка скважины водами, которые благодаря давлению породы поднимаются вверх до глубины 5-20 м. Скважины заложенные по такой технологии исключительно долговечны, срок эксплуатации составляет 25-50 лет. К минусам данной конструкции можно отнести очень высокую стоимость и работ и материалов, а также коррозию с течением времени.
 
Вторым из них, является конструкция, использующая трубу нПВХ, которая позволяет создать гидрозатвор. Разработанная немецкими коллегами, специально для замены дорогостоящей обсадной трубы из буровой стали. нПВХ обладает плотностью 1,4 относительно воды (труба тонет) и резьбовым, раструбным соединением усиленным резиновым уплотнительным кольцом. 
 
При монтаже труба устанавливается раструбом на плечо переходов диаметров (сужение диаметра бурения). Раструб при этом работает как пробка, образуя гидрозатвор, и отсекает верховые и грунтовые воды, а также рыхлые породы. Точка сужения диаметров, обязательно должна находится на глубине 5 метров в коренных скальных породах имеющих большую плотность, для того, что бы исключить трещиноватость, по которой возможно просачивание верховых вод в обход гидрозатвора, далее как и в первом случае залегают скальные породы, которые не обрушаются, а следовательно дальнейшая установка трубы нецелесообразна. Поэтому далее идёт голый ствол, через который осуществляется подпитка скважины. Подробнее о использовании нПВХ её эксплуатационных свойствах и механизмах в основе гидрозатвора, вы можете посмотреть в разделе обсадная труба нПВХ. Конструкция такого типа является наиболее выгодной в соотношении цена-качество и срок эксплуатации до регламентного обслуживания.
 
Третьим и последним типом конструкции с глухой обсадной колонной является комбинация первых двух. В данном случае внешняя колонна выполняется трубой из буровой стали и притирается коронкой к коренному скальнику и дополнительно устанавливается гидрозатвор при помощи нПВХ трубы. 
 
Такая конструкция наиболее надежна и монтируется в случаях сильных осложнений по геологическому разрезу. Скважина имеющая такую конструкцию наиболее защищена от микробиологической опасности имеет наиболее длительный срок эксплуатации. Отсутствует влияние на воду стальной составляющей конструкции, нПВХ труба же абсолютно инертна и никак на воду не влияет.
 

Глухая-перфорированная (полная обсадка «до забоя»)

 
Конструкция предусматривающая перфорированную рабочую колонну имеет цель отбора воды из неустойчивых – обрушающихся пород (силицидхлоритовые сланцы, интенсивно трещиноватые – выветренные гранитойды, известняки, доломиты, гибсы). Такая необходимость возникает при отсутствии твёрдых пород категории VII – IX на глубине доступной для проведения работ, отсутствие водоносов в породах надлежащей плотности, регламентированным требованиями по глубине обсада, вытекающих из рекомендаций по глубине загрузки насоса или технических требований, возникающих при установке обсадной трубы изготовленной из некоторых материалов (например при конструкции использующей в качестве рабочей колонны обсадную трубу ПНД) .
 
Рассмотрим подробнее требования к установки перфорированной трубы.
 
Обязательными и необходимыми условиями установки перфорированной трубы в качестве рабочей колонны являются: 
 
1) Цементация 
2) Установка Кондуктора из стали категории «Д» или стали марки ст. 45. 
3) Интервалы перфорации устанавливаются строго напротив водоносов
 
*Единственным допустимым отклонением от установленных условий, является смещение отрезков трубы с перфорацией на 2-3метра ниже водоносных интервалов.
 
Цементация кондуктора проводится в обязательном порядке. Если цементация не проведена, то верховые воды начинают моментально просачиваться в затрубье, и далее из под «башмака» («башмак» - точка опоры трубы на грунт) рабочей колоны вода поступает в используемый водонос. Происходит загрязнение рабочего водоноса. Кроме того, после того как вода проделала проход под «башмак», в водонос вместе с водой начинает попадать торф, глина, песок (прочие рыхлые породы) и вся микробиология. Активный водонос быстро засоряется и скважина перестаёт работать. Вместе с тем, вода в скважине будет представлять химическую и биологическую опасность для конечного пользователя.
 
Кондуктор должен быть изготовлен из стали (категории Д или стали марки ст. 45.) Пластиковые кондукторы запрещены всеми нормами (нигде не регламентировано их использование, цементация пластикового кондуктора не эффективна, осуществить притирку к скальнику на коронку невозможно). При использовании пластикового кондуктора, уже в первый сезон эксплуатации будет обязательно и неизбежно происходить микробиологическое загрязнение рабочего водоноса. Кроме того, пластиковый кондуктор может покоробить, сдавить, вытолкнуть на поверхность и т.д. Одним из требований установки кондуктора является монтаж его на «коронку» в разборную скалу. Для пластиковых кондукторах «коронок» нет. Пластиковый кондуктор монтируется с целью удешевления скважины, с целью облегчить работу буровому мастеру, для здоровья заказчика и срока жизни - процесса эксплуатации конструкции полезной нагрузки не несет. Воду из такой скважины пить, как правило, нельзя. Использование оцинкованной трубы также запрещено. Оцинкованная труба быстро разлагается. Под воздействием блуждающих токов, которые находятся в почве, происходит электрохимическая реакция на гранит, цинк выносится в осадок, железо коррозирует образуя локальные пробоины. Сам по себе цинк не опасен, но окисляясь получается оксид цинка, а это канцероген. К тому же локальные пробоины дают загрязнение верховыми водами и все вышеперечисленные перечисленные неприятности сопряженные с попаданием рыхлых пород в скважину.
 
Неправильная обсадка перфорированной трубой приводит к разрушению скважины. Развиваются сифузионные процессы, которые ведут к быстрому выходу скважины из строя (скважина начинает постоянно песковать, присутствует мутность, прочие мех. примеси, водоносный интервал перекрывается скважина прекращает работать). Кроме того эти процессы ведут к проникновению верховых вод и загрязнению рабочего водоноса, что делает скважину опасной не только для непосредственного пользователя, но и соседних скважин и их пользователей соответственно в радиусе 50 м.
 

Глухая-перфорированная (полная обсадка не до конца)

 
Конструкция предусматривающая перфорированную рабочую колонну с не полной обсадкой имеет цель отбора всей имеющейся воды и из неустойчивых – обрушающихся пород, и из коренных пород. Если для неустойчивых пород требуется обсадка с перфорацией, то для изъятия воды из коренных, твёрдых пород категории – IX и выше обсадка уже не требуется, т.к. обрушений при такой крепости уже не происходит.
 
Обязательными и необходимыми условиями установки обсадных колон при данной конструкции как и случае с перфорации с обсадкой до забоя будут: Цементация, Установка Кондуктора из стали категории «Д» или стали марки ст. 45., Интервалы перфорации устанавливаются строго напротив водоносов.

 

 

Стоимости работ по заложению скважины

 

Наименование работ/материалов

Ед.

Стоимость

Примечания

I. Основные и дополнительные работы

1

Бурение комбинированным способом с продувкой сжатым воздухом
(колонковым, шнековым  и ударно-вращательным с использованием пневмоинструмента)

М

1000,00р.

Стандартные условия

2

Бурение с прямой промывкой

М

2 700,00р.

Для скважин
со сложными геологич. усл.

3

Монтаж герметизирующего пакерного устройства

ШТ

Цена договорная.

Для скважин хоз.пит. назначения

4

Цементация затрубного пространства

ШТ

Цена договорная.

Для скважин хоз.пит. назначения

5

Транспортные расходы

КМ

35,00р.

Удаление объекта свыше 60км

II. Обсадные трубы(сталь и пластик), курсивом выделены стандартные материалы

Сталь

1

стоимость трубы сталь45         Ø 168*8,0 мм (г/к)

М

3500,00р.

хоз.пит./тех

2

стоимость трубы сталь45         Ø 146*5,0 мм (г/к)

М

2 000,00р.

хоз.пит./тех

3

стоимость трубы сталь45         Ø 127*5,0 мм (г/к)

М

1 450,00р.

хоз.пит./тех

4

стоимость трубы сталь10-20 Ø 159*5,0 мм (э/св)

М

1150,00р.

хоз.пит./тех

5

стоимость трубы сталь 20         Ø 152*3,5 мм (э/св)

М

1100,00р.

хоз.пит./тех

6 стоимость трубы 152 мм ст. 10-20 (э/св) раструб 159 мм ст. 45 (г/к) М 1150,00р. хоз.пит./тех

нПВХ

1

стоимость трубы нПВХ Ø 140*8, 0мм пр-во г. Ярославль

М

750,00р.

хоз.пит./тех

2

стоимость трубы нПВХ Ø 125*5,0 мм пр-во г. Ярославль

М

500,00р.

хоз.пит./тех

3

стоимость трубы нПВХ Ø 125*6,0 мм пр-во г. Ярославль

М

650,00р.

хоз.пит./тех

4

стоимость трубы нПВХ Ø   90*5,0 мм пр-во г. Ярославль

М

450,00р.

хоз.пит./тех

нПВХ

1

стоимость трубы нПВХ Ø 165*7,5 мм пр-во г. Дзержинск

М

750,00р.

хоз.пит./тех

2

стоимость трубы нПВХ Ø 140*6,5 мм пр-во г. Дзержинск

М

650,00р.

хоз.пит./тех

3

стоимость трубы нПВХ Ø 125*5,0 мм пр-во г. Дзержинск

М

500,00р.

хоз.пит./тех

4

стоимость трубы нПВХ Ø 125*6,0 мм пр-во г. Дзержинск

М

600,00р.

хоз.пит./тех

5

стоимость трубы нПВХ Ø  90*5,0 мм пр-во г. Дзержинск

М

400,00р.

хоз.пит./тех

ПНД

1

стоимость трубы ПНД Ø 160*9,1 мм пр-во г. Москва

М

750,00р.

хоз.пит./тех

2

стоимость трубы ПНД Ø 140*8,0 мм пр-во г. Москва

М

650,00р.

хоз.пит./тех

3

стоимость трубы ПНД Ø 128*7,3 мм пр-во г. Москва

М

500,00р.

хоз.пит./тех

4

стоимость трубы ПНД Ø 125*7,1 мм пр-во г.Москва

М

450,00р.

хоз.пит./тех

5

стоимость трубы ПНД Ø 110*7,0 мм пр-во г.Москва

М

400,00р.

хоз.пит./тех

III . Оголовок

 

Оголовок скважинный стальной «антивандальный» (под навесной замок)

ШТ

1 500,00р.

 


 

Если у вас возникли вопросы,
мы готовы на них ответить: