Добавить в закладки
Статьи

Устройство скважины под воду: основные элементы и советы по подбору комплектующих

Что такое скважина? Ответ вроде бы очевиден: дырка в земле, из которой выкачивается вода. Очевиден и … ошибочен. Перед нами целый комплекс оборудования — от фильтра с отстойником до системы автоматического включения насоса. Тема этой статьи — устройство скважин на воду.

Одна из возможных схем.

Одна из возможных схем.

Компоненты

Итак, из чего состоит скважина? Сразу оговорим: нами обсуждается сооружение скважины относительно небольшой глубины (до 70-100 метров) с дебитом, достаточным для обеспечения водой жителей одного или двух-трех частных домов. Промышленные скважины, способные отдавать десятки кубометров воды в час и берущие воду с нижних горизонтов, устроены сложнее.

Двинемся по стволу скважины снизу вверх.

  • Отстойник. Это труба с глухими стенками, заглубленная в водоупорный пласт ниже фильтра.
  • Собственно фильтр, обеспечивающий очистку поступающей к насосу воды от песка и частиц грунта.
  • Обсадная труба, обеспечивающая стабильность стенок скважины. Именно благодаря ей узкий вертикальный колодец не осыпается в первые же дни эксплуатации.
  • Приямок или кессон, находящиеся в устье скважины. Цель сооружения этого неглубокого колодца двояка: он защищает трубу, по которой подается вода, от замерзания и предотвращает осыпание грунта над обсадной трубой.

Любопытно: в теплых регионах скважины часто обходятся без этого элемента. В частности, в Крыму с его положительной температурой самого холодного зимнего месяца можно наблюдать обсадные трубы, торчащие непосредственно из земли; вода поступает в дом по незаглубленному вводу.

У теплых краев - своя специфика. Труба подачи воды не перемерзает даже без теплоизоляции.

У теплых краев — своя специфика. Труба подачи воды не перемерзает даже без теплоизоляции.

  • Насос, обеспечивающий подъем воды с глубины.
  • Напорная труба, по которой вода поступает из скважины в дом.
  • Обратный клапан, препятствующий обратному току воды при остановке насоса.
  • Автоматика управления насосом.
  • Гидроаккумулятор или накопительная емкость, позволяющие насосу простаивать.

В этом порядке мы и разберем устройство скважины на воду более детально.

Подземная часть скважины

Обсадная колонна

Фильтр и отстойник  являются частью обсадной колонны и опускаются в пробуренную своими руками или с привлечением техники скважину как единое целое. Колонна, как правило, собирается на месте из отрезков трубы, снабженных замками (чаще всего резьбовыми).

Диаметр обсадной колонны обычно незначительно превышает диаметр насоса; для наиболее распространенных 4-дюймовых  насосов используется 125-миллиметровая труба.

Какие материалы могут быть использованы и каковы их ключевые особенности?

  • Традиционный материал для обсадной колонны — черная сталь. Несмотря на подверженность коррозии, срок ее службы достигает 50 и более лет благодаря солидной толщине стенок — 5-6 миллиметров. Толстостенная труба не боится любых подвижек грунта и гарантирует работоспособность скважины при любых условиях; единственный недостаток этого материала — высокая цена.
Долговечность стальной трубы обеспечивается толщиной ее стенок.

Долговечность стальной трубы обеспечивается толщиной ее стенок.

  • Асбестоцементные трубы куда дешевле; куда ниже и их прочность. Материал подходит исключительно для стабильных грунтов при небольшой глубине скважины (бурение «на песок»).
  • Полиэтилен низкого давления (ПНД) — еще более экономичный материал. Он обладает практически неограниченным сроком службы — с одной оговоркой: механическим воздействиям мягкий пластик противостоять не может.

Полезно: в качестве обсадных используются исключительно напорные трубы, отличающиеся прочностью и толщиной стенок.

  • Непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ) — компромисс между прочностью стали и дешевизной полиэтилена. Трубы несколько жестче изготовленных из ПНД; резьбовые соединения позволяют легко объединять их в колонну.
Обсадная труба из поливинилхлорида опускается в скважину.

Обсадная труба из поливинилхлорида опускается в скважину.

Каким бывает фильтр, отсеивающий загрязнения?

  1. Стальные обсадные колонны обычно комплектуются плетенным фильтром из нержавеющей проволоки.
  2. В пластиковых фильтр представляет собой зону перфорации. Мелкие отверстия с небольшим интервалом располагаются на протяжении 1-3 метров трубы после примерно метрового участка отстойника.

Статьи по теме:

Приямок, кессон

Приямок представляет собой колодец, отрытый несколько ниже уровня промерзания. Стенки бетонируются или выкладываются из красного кирпича (силикатный плохо переносит длительный контакт с водой). Вокруг возвышающейся в середине приямка обсадной трубы формируется глиняный замок, защищающий ствол скважины от попадания воды с поверхности.

Сверху приямок накрывается бетонной плитой или толстыми досками и утепляется любым доступным способом.

Кессон — готовое решение, пластиковый, стальной или бетонный колокол, часто снабжающийся люком. Кессоны пользуются большим спросом из-за существенной экономии времени на стадии оборудования скважины.

На фото - пластиковые кессоны.

На фото — пластиковые кессоны.

Насос

Каким может быть устройство, поднимающее воду на поверхность?

В магазинах можно встретить три типа скважинных насосов.

  1. Поверхностный располагается в приямке или кессоне и поднимает воду, создавая разрежение в опущенной вниз трубе. Понятно, что с большой глубины таким способом воду не поднять: этот тип насосов используется исключительно при оборудовании скважин «на песок» при глубине зеркала воды не более 10 метров.
  2. Мембранный погружной насос обеспечивает напор благодаря циклическим колебаниям соленоида с парой мембран. Набор шариковых клапанов обеспечивает движение воды в нужном направлении на обеих фазах цикла.

Эти устройства обеспечивают неплохой напор при компактных размерах и невысокой стоимости; однако для глубинных скважин их использовать не стоит. Инструкция связана с относительно небольшим (не более 2 лет) ресурсом между ремонтами: мембраны в процессе работы непрерывно деформируются, накапливая так называемую усталость материала, и требуют периодической замены.

Принцип работы мембранного насоса.

Принцип работы мембранного насоса.

  1. Наконец, в основе наиболее популярной схемы — центробежного насоса — лежит обычная центробежная крыльчатка. От своего близкого родича — вихревого насоса — центробежный отличается большим расстоянием между крыльчаткой и корпусом (таким образом, производители избегают ускоренной эрозии неизбежными абразивными частицами) и наличием нескольких ступеней, компенсирующим неизбежное падение напора при увеличении зазора.

Каждая ступень состоит из отдельной крыльчатки и диффузора; при этом крыльчатки насажены на вал общего для всех электромотора. Одна ступень увеличивает напор на выходе насоса на 5-10 метров.

Устройство центробежного скважинного насоса.

Устройство центробежного скважинного насоса.

Надземное оборудование

Как выглядит устройство скважины для воды выше уровня грунта?

Буфер

В этой роли выступает гидроаккумулятор или накопительная емкость.

Каждое решение имеет свои преимущества и недостатки.

  • Гидроаккумулятор способен создавать большее давление в водопроводе, при этом может быть размещен в любой точке системы водоснабжения. Однако гидроаккумуляторы имеют относительно небольшой объем и довольно дороги.
  • Накопительная емкость, напротив, при умеренной стоимости может иметь весьма значительный объем, который позволит без дискомфорта перенести отключение электроэнергии или ремонт насоса. Однако располагать ее придется в верхней точке строения.
Накопительная емкость расположена на чердаке.

Накопительная емкость расположена на чердаке.

Справка: чтобы обеспечить в водопроводе приемлемое давление в 1 кгс/см2, емкость придется поднять на высоту 10 метров, что примерно соответствует трем этажам.

Автоматика

Она представляет собой датчик, по команде с которого реле включает и выключает питание насоса.

Тип датчика зависит от типа буферной емкости:

  • В случае гидроаккумулятора насос включается при падении давления в водопроводе ниже порогового значения.
Схема с гидроаккумулятором и датчиком давления.

Схема с гидроаккумулятором и датчиком давления.

  • В накопительной емкости размещается поплавковый датчик уровня воды.

Статьи по теме:

Заключение

Если читатель не получил ответа на какие-либо вопросы — возможно, он найдет их в видео в этой статье. Успехов!

Нажимая на кнопку, вы даёте согласие на обработку своих персональных данных


Добавить в избранное Версия для печати
Поделитесь:
Опубликовано: 18.10.2014


Остались вопросы? Задайте их в нашей группе вконтакте