Физический процесс поступления воды в водозаборную скважину из пласта
Существует два основных вида водозаборных скважин. Различаются они по типу водоносного пласта – песок и известняк. Буровики обычно так и говорят: скважина на песок или на известняк. Глубина таких скважин отличается друг от друга. Известняковые пласты расположены, как правило, ниже песчаных и находятся в промежутке между двумя водонепроницаемыми горизонтами. Чаще всего ими являются глинистые слои. Скважины на известняк ещё называют артезианскими. Глубина их колеблется от 20 до 150 метров. Песчаные скважины более мелкие и чаще всего не превышают 30-50 метров.
Процесс поступления воды в призабойную зону скважин тоже отличается в зависимости от типа пласта. Рассмотрим это явление более подробно.
Поступление воды из песчаного пласта
Достигнув песчаного водоносного слоя, выполняют его вскрытие методом перфорации: в стенках обсадной колонны делают отверстия и устанавливают фильтр. Сетка фильтра является преградой для песка. Дополнительным фильтром служит гравийная смесь, которую засыпают в зону фильтра.
Профессиональные буровики при бурении водозаборных скважин специально стараются заглубиться в водоносный слой на несколько метров ниже проектной глубины. Делается это для образования каверны. Так называется воронкообразное пространство, формирующееся на забое. Каверна служит отстойником, в котором оседает песок. А если дно её заполнить гравием, то каверна станет первичным грубым фильтром. Такие каверны не стоит путать с кавернами, образующимися в процессе бурения и являющимися осложнениями при строительстве скважин.
Вода поступает в скважину за счёт разности давлений в пласте и в скважине. Нормальным считается перепад в 0,2-0,6 атмосфер. С потоком воды в скважину устремляются частицы песка. Более крупные задерживаются фильтром, а мелкие попадают в скважину. Часть из них с водой выносится на поверхность насосом, часть оседает на забое.
Прохождение воды через фильтр можно сравнить с просеиванием влажного грунта через сито. Всем известно, что чем больше промываешь грунт, тем сильнее засоряется сито. Неизбежно наступает момент, когда через сито уже ничего не проходит. То же самое происходит в скважине.
Постепенно вокруг фильтра образовывается непроницаемая для воды зона. Срок эксплуатации водозаборных песчаных скважин – 12-15 лет. Но чаще всего скважина перестаёт давать прежний дебит через 7-9 лет. Срок этот можно сократить или удлинить. Если насос подобран правильно, то скважина заиливается меньше. При неправильной эксплуатации – неверно подобранный насос, нерегулярная работа скважины, ошибки конструкции и т.д. - можно угробить скважину за один год.
При заиливании скважины выполняют капитальный ремонт. Существует несколько методов ремонта таких скважин, при которых применяется различные виды специального инструмента.
Поступление воды из известкового пласта
Структура известнякового пласта сильно отличается от песчаного. Известняк – достаточно крепкая и устойчивая порода, пронизанная трещинами. Поскольку такие слои залегают более глубоко, то вода в них находится под высоким давлением. Известны случаи, когда вскрыв известняковый водоносный слой, расположенный на глубине 100 метр, выявляли пластовое давление более 10 атмосфер. При таком давлении энергии пласта достаточно для того, чтобы вода поступала на устье скважины самостоятельно, без применения насосного оборудования. Такие артезианские скважины называются фонтанирующими.
В известняке отсутствует песок, поэтому нет необходимости в установке дополнительных фильтров. Артезианские скважины не заиливаются, в воде отсутствуют песчаные фракции. Поэтому срок службы таких скважин может достигать нескольких десятков лет.
Дебит артезианских скважин, как правило, на порядок выше производительности песчаных и может достигать нескольких десятков кубических метров в час. При этом исключается загрязнение грунтовыми водами, что делает добываемую воду чище и качественнее.
Есть вопросы? Имеете мнение? Пишите в комментарии.
Каждый подписчик мотивирует автора писать больше и интереснее.
Ссылки на новые посты публикуем в соцсетях: ВК, ОК, ФБ, TW
Спасибо за время и внимание.