Некоторые особенности устройства водозаборных скважин, пробуренных до известняковых водоносных пластов

 

 

Как известно, наиболее предпочтительным источником устойчивого водоснабжения любого загородного объекта является артезианская скважина. Вода, добываемая из известняковых водоносных пластов, как правило, обладает всеми необходимыми свойствами, позволяющими использовать её в качестве питьевой.

 

Существует несколько конструкций таких скважин. Они различаются в основном, характеристиками подземного оборудования, глубиной залегания водоносного пласта, устройством самой скважины, и производительностью.

 

Одним из важнейших элементов конструкции водозаборной скважины является обсадная колонна труб.

 

Ранее по теме:

 

 

Как правильно определять схему устройства обсадных колонн артезианских скважин

 

При выборе конструкции обсадной колонны руководствуются следующими критериями:

  • Планируемый период эксплуатации скважины;
  • Особенности геологического строения подземных горных пород в данной местности;
  • Возможность выполнения ремонтных работ в скважине;
  • Необходимое количество воды, которую надо получить из скважины.

Если раньше все скважины оборудовались только стальными обсадными колоннами, то в настоящее время появилась возможность использования специально изготавливаемых для обсадных колонн пластиковых труб. Во многих случаях применение таких труб увеличивает срок службы скважин, а также значительно увеличивает их ремонтопригодность.

 

Рассмотрим наиболее распространённые схемы устройства обсадных колонн таких водозаборных сооружений.

 

В самом общем случае артезианская скважина имеет такую конструкцию.

 

Как видно на схеме, обсадная колонна изолирует верхние пласты пород, находящиеся выше водоносного слоя, тем самым предотвращая загрязнения добываемой воды. Затем колонна чаще всего опускается в известняк, в ней выполняют отверстия, через которые вода поступает в колонну.

 

В некоторых скважинах колонна не опускается в водоносный слой. Так делают, если верхние слои пород устойчивы. Водоносный пласт затем разбуривают открытым стволом. В этом случае внутрипластовое давление должно быть достаточно высоким, чтобы вода поступила в скважину, так как обсадная колонна одновременно будет являться эксплуатационной. Подобная однотрубная конструкция применяется редко, потому что такое сочетание природных факторов встречается нечасто.

 

Более распространённым вариантом является двухтрубная конструкция. В такой скважине обсадная колонна опускается до верхней границы водоносного известняка, а затем вместо стальных труб используют пластиковую обсадку. В зависимости от конкретных условий пластиковая труба может проходить через весь водоносный известняковый пласт, до самого дна скважины. Необходимый для планируемого дебита скважины участок обсадной колонны перфорируют, обеспечивая приток воды в скважину.


Ещё одним видом конструкции скважины является телескопическая обсадная колонна. В этом случае обсадную колонну монтируют из нескольких участков, каждый из которых имеет меньший диаметр по сравнению с верхним участком. Так строят скважины в тех местностях, где имеется сложное геологическое строение. Чаще всего телескопическая обсадка применяется при разбуривании каменистых или других особо твёрдых пород.

 

При строительстве артскважин на участках с поверхностными плывунами или другими неустойчивыми слоями верхних пород при начале бурения устанавливают кондуктор. Затем все остальные работы производятся уже через эту трубу. Такая конструкция применяется в промышленных водозаборных сооружениях с высоким дебитом. Ниже приведена примерная схема конструкции таких скважин с кондуктором и направлением.

 

Существует ещё несколько основных типов конструкций водозаборных скважин. Чаще всего они различаются устройством глубинных фильтров. Например, трубчатые, щелевые или с опорным каркасом. Надо заметить, что скважины, пробуренные на известняк, обычно не нуждаются в подземных фильтрах сложной конструкции так как вода, добываемая из таких сооружений, достаточно чистая, не нуждающаяся в дополнительной фильтрации.

 

Следует также отметить, что материал обсадной колонны никак не влияет на качество добываемой воды.

 

 

Преимущества и недостатки различных схем монтажа обсадных колонн известняковых водозаборных скважин

 

Исходя из указанных выше критериев оценки конструкций водозаборных сооружений рассмотрим их сравнительные характеристики.

  1. Самой невысокой стоимостью обладают артскважины с однотрубной обсадной колонной. Кроме того, использование пластиковых труб вместо стальных позволяет ещё более удешевить стоимость строительства. Но такая схема скважины имеет существенный недостаток, по сравнению с двухтрубной конструкцией: такие скважины имеют менее высокую ремонтопригодность. Это объясняется тем, что при проведении ремонтных, особенно аварийных работ, некоторые операции произвести невозможно.
  2. Использование пластиковых труб увеличивает срок эксплуатации скважины. Специалисты утверждают, что артезианские скважины с обсадными колоннами из стальных труб служат в среднем примерно около 25 лет, а сооружения с пластиковыми обсадками способны проработать и 50 лет.
  3. Самой низкой ремонтопригодностью отличаются мелкие скважины с небольшими диаметрами обсадных колонн. Кроме того, это относится также к сооружениям с телескопической конструкцией обсадной колонны. Это обусловлено тем, что при уменьшении диаметра обсадки значительно сокращается возможность применения тех или иных способов ремонта. Например, если диаметр нижней обсадной трубы мал, то при возникновении необходимости произвести добуривание до другого водоносного пласта, выполнить такой ремонт уже не удастся. В таком случае придётся скважину ликвидировать и бурить новую. Затраты на проведение капитального ремонта соответственно возрастут многократно.

 

Технологии строительства водозаборных скважин с использованием обсадных труб, изготовленных по новейшим технологиям.

 

В последнее время всё большее применение находят обсадные трубы, изготовленные по новой технологии – стеклопластиковые. Такие трубы значительно прочнее и намного легче стальных, что значительно облегчает монтаж обсадки. Кроме того, стеклопластиковые трубы служат гораздо больше труб, изготовленных из традиционных материалов.

 

Но такие трубы имеют существенный недостаток – они очень дорогие. Возможно, с дальнейшим развитием такой технологии, они станут более дешёвыми и тогда их применение станет массовым.

 

 

Заключение

 

Подводя итог информации, описанной в этой статье, надо сделать вывод о том, что оптимальные схемы строительства артезианских сооружений, в том числе устройство их обсадных колонн следует определять индивидуально, исходя из местных условий в каждом конкретном случае. Ни в коем случае нельзя однозначно говорить о какой-то одной универсальной схеме. Например, в одних скважинах оптимальной может комбинированная конструкция обсадной колонны, составленная из стальных и пластиковых труб, в другом случае наиболее целесообразным будет применить только стальную или только пластиковую обсадку.

 

В любом случае конструкцию скважины могут правильно определить только квалифицированные специалисты, имеющие опыт строительства таких гидротехнических сооружений. Буровики тщательно изучат результаты геофизических исследований, работу уже имеющихся в данной местности артскважин и примут единственно правильное решение, исходя из технического задания заказчика.