Виды водозаборных скважин. Виды и типологии скважин на воду

Скважина на воду - уникальная конструкция, позволяющая обеспечить частный участок (а иногда и целый посёлок) достаточным количеством воды, взятой из подземных источников. Благодаря постоянной высокой производительности глубинного колодца использовать источник можно от 5 до 50 лет. Но продолжительность работы регулирует классификация скважин по назначению. Какие именно виды скважин бывают, и в чём их различия, разбираемся ниже.

Классифицируем колодцы

Разделить все вырытые колодцы на частном участке можно в соответствии с их глубиной, шириной и назначением. Так, среди профессионалов-геодезистов различают такие виды скважин на воду:

• Разведочные;
• Фильтровые;
• Артезианские;
• Промышленные.

Важно: абсолютно все типы скважин формируются методом бурения при помощи специального бурового оборудования. Разница лишь в количестве дней, затраченных на работу и в ширине/глубине готового колодца.

Виды скважин

Итак, мы увидели, какие бывают скважины для воды. Теперь разберёмся подробнее с каждым видом колодца.

Источник предварительной разведки

Такие виды скважин являются подготовительным этапом, позволяющим получить подробную информацию о наличии подземного источника, глубине его протекания и качестве воды в нём. Для формирования такого мини-колодца используется буровая машина малого сечения, а сама проходка ствола не отличается сложностью.

Актуально формирование такого колодца на тех участках, где водоносный грунт расположен достаточно глубоко и не представляется возможности узнать о его параметрах. Такое бурение существенно экономит денежные средства, поскольку не требует более мощного оборудования для выполнения работы.

Для бурения скважины с целью разведки используются три основных вида:

• Вращательный;
• Колонковый;
• Шнековый.

Первый считается самым быстрым и простым, к тому же не требующим дорогостоящего оборудования. Но если по предварительным данным скважина будет иметь большую глубину, то лучше использовать второй способ бурения – колонковый бур.

Шнековый метод формирования колбы используется при бурении колодца на глубину не более 50 метров. Работа такого бура и обойдётся в разы дешевле.

Фильтровая скважина

Здесь классификация скважин говорит о том, что такой колодец может располагаться на глубине 10-30 метров на уровне пластов песка, толщина которых может достигать 10 метров. Часто эти водоносные песочные пласты подпираются глинистой прослойкой грунта.

Фильтровая колба позволяет получить воду для орошения или водоснабжения участка. К сожалению, в качестве питьевой воды использовать такой источник не всегда представляется возможным, потому что качество жидкости оставляет желать лучшего.

Известно, что песчаный пласт может и не содержать большого количества источников. Но есть шанс попасть на подводные реки в том случае, если под пластом глины имеется прослойка из гравия.

Важно: производительность фильтрового колодца в среднем 0,8-1 м3/час. Но чем больше скважина даёт воды, тем большим должно быть сечение внутренней колбы колодца. Стоит также отметить, что эти категории скважин не служат долго. В среднем 5-8 лет в зависимости от заиливания фильтра на дне колбы. При этом нужно помнить, что дно колодца заилится и выйдет из эксплуатации в разы быстрее, если источником пользоваться редко. И наоборот, если колба-источник используется по полной, то фильтр не будет подвергаться атаке донного ила.

Из недостатков фильтрового колодца можно отметить:

• Риск загрязнения воды канализационными водами, проходящими рядом или осадочной грунтовой водой;
• Необходимость чистки заилившегося фильтра;
• Применение мощных фильтров и насосного оборудования, что часто выливается в большие финансовые затраты;
• Низкий срок службы такой источника.

Глубинная артезианская

Эти категории скважин относятся к минеральным, поскольку глубина залегания источника часто достигает от 50 до 200 метров. На таком уровне подземные источники проходят известняковую фильтрацию и насыщаются большим количеством минералов. Артезианская скважина обладает производительностью 3-4м3/час, что позволяет обеспечить чистой питьевой водой не просто одно частное владение, но целый посёлок или даже городской микрорайон.

Для бурения глубинной колбы может потребоваться от трех до двенадцати дней (в зависимости от залегания известняковых слоёв, в которых протекает вода). Для обустройства такого артезианского колодца используют стальные трубы. Часто диаметр обсадной трубы варьируется от 219 до 425 мм. Срок службы артезианского источника может достигать 50-60 лет с непадающей при этом производительностью.

Важно: для того чтобы бурить глубинную скважину на частном участке, необходимо обязательное получение лицензии. Иначе проведение всех работ и дальнейшая эксплуатация скважины будут считаться незаконными.

Промышленная скважина

Далее классификация скважин уже затрагивает более сложные процессы бурения и формирования колодцев-источников. В случае с промышленным назначением скважины бур углубляется до уровня артезианского источника. Но различие между двумя видами колодцев в том, что для промышленного источника требуется более сложное оборудование и обсадные трубы с большим сечением (от 219 мм).

Промышленная скважина имеет высокий уровень дебета и способна обеспечить водой большое предприятие, целый город или сельскохозяйственный комплекс. К сведению: один такой колодец способен давать в среднем около 100м3/час.

Важно: промышленная скважина отличается не только огромными трудозатратами на её формирование и обустройство, но и требует длительной бумажной волокиты с оформлением соответствующих документов.

Где именно бурить скважину на своём участке

Для того чтобы выбрать место под колбу на участке, необходимо учесть несколько факторов:

• Назначение производимой воды (питье, полив, периодическое использование или постоянное);
• Необходимое количество воды.

Исходя из этих данных, вы сможете сформировать потребность в том источнике, который предлагает современная классификация скважин.

Важно: стоит знать, что подземные воды есть практически везде и шанс наткнуться на источник равен 100%. Однако если вы не хотите попасть на верховодку (поверхностные грунтовые воды, которые часто пересыхают), бурите артезианскую скважину. А получить информацию о подземных водах лучше в государственном кадастре водных ресурсов РФ по своему району.

Несколько условий для бурения

Решив пробурить скважину, воспользуйтесь такими советами:

• Для проведения работ пригласите профессионалов;
• При бурении нужно обязательно учесть расположение систем коммуникаций по участку согласно строительного проекта;
• А место бурения всегда должно быть увязано с уровнем уклона земной поверхности.

Таким образом, если у вас есть средства и желание обеспечить себя качественной питьевой водой, то лучше остановите свой выбор на глубинном источнике.

vodakanazer.ru

Характеристика основных скважин

Виды скважин нужно знать в большей степени тем, кто занимается частным строительством, имеет свое хозяйство или занимается предпринимательской деятельностью. В первую группу входят буровые скважины. Они бывают разведочными, поисковыми, инженерно-техническими. Разведочные применяются для анализа уровня залегания подземных вод, газа. Они позволяют оценить геологические особенности участка. К этой группе относятся и геотехнологические, опорные сооружения. Вторая группа представлена скважинами для поиска и добычи нефти. Нефть — ценный продукт, который имеет высокую стоимость на мировом рынке. Запасы нефти с каждым годом исчерпываются. Глубина ее может быть различной, это зависит от расположения нефтеносного слоя.

Особое место занимают газовые скважины. Интересен тот факт, что каждая из перечисленных скважин имеет свои специфические черты. При этом использовать газовую скважину для добычи нефти не получится. Реже в повседневной жизни встречаются нагнетательные скважины. Они используются для того, чтобы нагнетать газ или жидкость в пласты для регулирования нужного давления. В общую классификацию входят и смотровые колодцы. Они широко применяются сегодня в системе водоснабжения. Они служат индикатором качества воды.

Разведочная скважина

Данные сооружения позволяют найти воду и оценить ее дебит. Но это не единственное ее предназначение. Она незаменима при геологоразведочных работах. Характерная черта ее в том, что она имеет легкую конструкцию и относительно небольшой диаметр отверстия. Существует несколько способов бурение данных скважин. Наиболее распространенными являются следующие:

• роторный;
• ударно-канатный;
• вращательно-колонковый;
• шнековый.

Наиболее быстрым из перечисленных является вращательный метод. Что же касается колонкового бурения, то его целесообразно использовать, если планируется скважина большой глубины. Наиболее экономически приемлемым является шнековый способ бурения. При этом грунт извлекается самостоятельно при помощи шнека. Им можно воспользоваться при небольших глубинах (менее 50 м). Наиболее часто используется роторный метод бурения.

Этот вид работ обладает высокой производительностью и экономит денежные средства. Необходимо помнить, что метод разведочных скважин для поиска подземных вод в простом частном секторе является дорогим. Стоимость определяется, исходя из глубины скважины. Разведочная скважина помогает определить уровень промерзания земли, характер породы, что очень важно в строительном деле.

Скважина на песок

Список скважин включает в себя те, которые используются для водозабора. При этом их глубина определяется уровнем расположения водоносного слоя. Самый 1-ый слой — это верховодка. Она не используется для питьевых нужд. 1-ый постоянный водоносный слой представлен грунтовыми водами. 2-ой — межпластовыми. В 1-ом случае для получения воды чаще всего возводятся колодцы, во 2-ом — скважины на песок. Такое название они получили потому, что водоносный слой представлен песчаными отложениями, именно там скапливаются подземные воды. Строительство скважин на воду распространено повсеместно в частном секторе, так как водой из центрального водопровода не всегда можно воспользоваться.

Глубина данных выработок составляет около 15-30 м. В большинстве случаев делается она при помощи шнекового бурильного оборудования. Устройство ее очень простое. Для возведения используются трубы диаметром более 10 см. На самое дно укладывается фильтрующая труба с сеткой. Если данный источник воды использовать постоянно, то он прослужит 2-3 десятка лет. Все зависит от качества труб. Таких скважин на воду хватит для небольшого частного дома или дачного участка. Единственная проблема заключается в том, что со временем возможно ее засорение. Нередко приходится бурить новую скважину.

Артезианская скважина

Для водоснабжения большого дома или сразу нескольких домов потребуется более надежный источник питьевой воды. В данной ситуации подойдет артезианская скважина. Глубина ее может доходить до 100 м и больше, это зависит от локализации слоя известняка, где скапливается чистейшая вода. Считается, что артезианскую воду можно пить без предварительной очистки, она полезна и имеет сбалансированный химический состав.

Преимущество артезианской скважины в том, что дебит воды в ней большой и постоянный.

При этом дебит не зависит от сезона, наличия осадков.

Важен и длительный срок службы сооружения. Недостатки — дороговизна и потребность в специальной технике. Для ее бурения потребуется специальная установка и большой участок земли. Зато после ее строительства вода будет в изобилии. Артезианскую воду можно найти не везде, при этом рекомендуется гидрогеологическая разведка. В отличие от колодцев, которые очень широко распространены, работы по ее обустройству окупятся через несколько лет.

Строительство колодца

В повседневной жизни чаще всего для питьевых нужд населения, проживающего в частных домах, используются простые колодцы.
е до недавнего времени они изготавливались из деревянного сруба. Подобный материал очень быстро разрушался, поэтому сейчас все чаще используются колодцы из железобетонных колец. Строительство колодцев занимает много сил. При этом используются кольца диаметром 1-1,5 м. Сам процесс довольно прост. В самом начале на участок, где планируется строительство колодца, ставится 1-ое кольцо. Внутри него вынимается грунт. По мере этого кольцо опускается, затем ставится 2-ое. И так до последнего.

Периодически требуется выкачивать грязь и воду при помощи насоса. Глубина колодцев может быть различной. В большинстве случаев она составляет примерно 10-15 м. Достоинство колодца в том, что в нем вода может депонироваться. В результате повышается дебит, что очень важно для проживающих рядом людей. Недостаток в том, что качество воды может изменяться, оно во многом зависит от наличия атмосферных осадков, а также от присутствия различных загрязняющих воду объектов. Вода в колодце скапливается чаще всего грунтовая, реже — межпластовая (при большой глубине). Она требует очистки и обеззараживания путем кипячения.

Все виды скважин на воду имеют свои положительные и отрицательные стороны. Выбор того или иного варианта зависит от потребностей. Если нужна чистая питьевая вода для снабжения нескольких семей, то оптимальный вариант — артезианская скважина. Наиболее простое решения для водоснабжения дома — колодец или скважина на песок. Скважины делаются путем бурения.

Выбор способа бурения определяется финансовыми возможностями и характером грунта. Таким образом, скважины незаменимы в частном секторе. Они составляют систему не централизованного водоснабжения. Важно, что перед бурением рекомендуется провести разведку характера земли, оценить возможный дебит и наличие водоносных слоев.

moyaskvazhina.ru

Виды подземных вод

Воду можно добывать из нескольких типов подземных источников.

Верховодка. Это неглубоко залегающий (2-8 м) водоносный слой. Снизу он ограничен плотными породами. Сверху такой источник почти не защищен фильтрующим грунтом. Большая часть органических и химических загрязнений с поверхности попадает в воду. Ее органолептические и санитарные качества очень низкие, она пригодна только для хозяйственных нужд.

Грунтовый горизонт. Это источник, залегающий над первым от поверхности обширным слоем плотных пород (водоупорная линза). Расположен на глубине 6-20 м. Грунтовый горизонт не защищен сверху плотными породами. Вода, добываемая из него, редко отвечает санитарным нормам. Но ее просачивание сквозь толстый слой грунта делает ее более чистой, чем верховодка.

Межпластовые воды. Это горизонт на глубине 20-80 м, сверху и снизу ограниченный слоями плотных пород. Влага в нем залегает в проницаемом рыхлом грунте. Вода, перед тем как достичь межпластового горизонта, просачивается сквозь толстый слой почвы и плотных пород. Они очищают ее от большей части загрязнений. Благодаря этому качество влаги становится питьевым.

Артезианские воды. Эти горизонты образуют объемные подземные резервуары на значительной глубине - 100-1000 м. Такие водоносные источники чистые и обильные. Располагаются они в трещиноватых и пористых породах осадочного происхождения. Чаще всего в известняке.

Как найти воду на участке для скважины

Вот три самых надежных способа самостоятельного нахождения влаги. Они не требуют услуг гидрологов.

Применение силикагеля:

Воду можно найти, используя барометр. Его показания в 0,1 мм рт. ст. равны разнице перепада высот в 1 м. Как найти воду на участке для скважины с помощью этого прибора:

Самый надежный способ нахождения воды - разведочное бурение. Оно дает возможность узнать местоположение и глубину залегания источника, а также свойства грунта до и после горизонта.

Шурфы делаются обыкновенным ручным буром. Их глубина может достигать 10 м. Для разведки применяется инструмент со шнеком, диаметр которого равен 30-35 см.

Перспективные точки для бурения скважины можно определить по надежному признаку. На глубине 2-3 м вы начинаете вынимать влажный песок серебристого цвета.

Какие скважины бывают

1. Абиссинский колодец из труб. Обустраивается на глубине 8-12 м. Его преимущество перед обычным колодцем состоит в том, что в него не проникают загрязнения.

Такая скважина не бурится, а забивается в грунт. Делается это с помощью стальной трубы сечением 5-6 см. Она вешается на треногу и блоком подтягивается на высоту. Потом обрушивается на почву. Первоначально погруженная в землю труба забивается до нужной глубины ударами сверху. На ее нижней стороне есть острый наконечник с перфорированным фильтром для влаги. Тот помогает водосбору в грунте с галькой и крупным песком.

2. Скважина на песок. Она бурится до первого горизонта, расположенного в песчанике. Глубина скважины колеблется от 20 до 30 м. Составляется она из обсадных труб сечением 12,5-13,3 см и фильтра из сетки галунного плетения. Дебит составляет до одного кубометра влаги в час. Такой водозабор часто заиливается.

3. Артезианская скважина на известняк. Бурится до водоносного горизонта, расположенного в осадочных породах. В редких случаях он залегает на глубине 20-50 м, обычно это 100-200 м. Минимальный дебит такого водозабора - 3 кубометра в час, а максимальный - 100.

Артезианская скважина похожа на песчаный аналог, только у нее большее сечение и нет нужды ставить фильтр внизу. Вода в известняке чистая, поэтому нет риска, что водосбор забьется песком. Достаточно в стенке труб внизу колонны сделать отверстия, а торец ее оставить открытым. Срок службы артезианской скважины составляет около 50 лет.

Отличие артезианской скважины от песочной, видео:

Каким образом обустраиваются скважины

Существует несколько техник бурения.

Роторный метод. При нем грунт разрушается шарошечным долотом. Вращает его двигатель автомобиля. Такая технология оптимальна для бурения артезианских скважин, проходящих сквозь известняк и скальные породы. Для извлечения разрушенного грунта из забоя применяется промывочный раствор.

Ударно-канатный способ. Тут породу может разрушать:

Гидробурение. Производится в песчанике и рыхлых породах. Обустройство скважины на воду этим способом разделяется на два подвида:

Шнековое бурение. Оно самое простое и дешевое. Породу тут разрушает вращающийся керноприемный бур (Архимедов винт ). Проходку он осуществляет быстро, поэтому обсадные трубы ставятся по мере углубления забоя. Этим пресекается осыпание стенок ствола. Пробурить скважину шнековым способом можно только в песчанике.

Как не надо обустраивать скважины, видео:

Какое оборудование используется

Скважина функционирует с помощью кессона. Это гидроизолированный и утепленный короб, в котором устанавливаются:

Виды кессонов

Делаются коробы из различных материалов.

Пластиковые емкости. Их преимущества:

Стальные резервуары. Они используются чаще всего. Из металла можно сделать короб любой формы без особых усилий. Надо только сварить элементы кессона друг с другом, а потом покрыть его антикоррозийным покрытием.

Чтобы резервуар не сминался, листы стали должны иметь толщину не меньше 4 мм. Если нет возможности сварить кессон на месте, то можно купить уже готовое изделие.

Железобетонные кессоны. Их достоинства - долговечность и прочность. Недостатки - большая стоимость и масса. Чтобы установить такую емкость, нужно нанимать спецтехнику. Тяжелый резервуар со временем проседает, деформируя трубопровод. Из-за этих недостатков железобетонные кессоны сейчас используются редко.

Скважинный насос

Конструкция скважины предусматривает использование насоса. Подбирать его надо, учитывая такие факторы:

Исходя из длины скважины, выбирается вид механизма:

Насос опускается в забой на глубину ниже статического уровня жидкости. С агрегатом монтируются:

Шнур фиксируется на оголовке водозабора. Иногда оборудование для подъема воды и систему автоматики планируется монтировать в доме. Тогда кабель и подающая труба заводятся в техническое помещение. Также все оснащение можно разместить в кессоне.

Напорный бак и системы автоматики

Без гидроаккумулятора (напорного бака ) система подачи воды нормально функционировать не будет. Он уменьшает нагрузки на насос и поддерживает в трубопроводе заданное давление.

В напорный бак поступает заданный запас жидкости. Когда ее объем уменьшается, автоматически подключается насос, и восстанавливает резерв.

Как сделать дренаж на участке своими руками? — здесь больше полезной информации.

В последнюю очередь ставится система автоматики. В большинстве случаев она состоит из реле, которое поддерживает нужное давление и управляющего пульта. Система автоматики:

Предохранители, установленные в пульт управления, защищают агрегаты от перепадов напряжения.

Вас заинтересует эта статья — Как выбрать септик для частного дома?

Сколько стоит пробурить скважину для воды, материалы и работа специалистов

Стоимость обустройства водозабора профессионалами складывается из таких факторов:

С учетом всего этого погонный метр водозабора обходится от 1700 до 2200 рублей.

Думая, сколько стоит пробурить скважину для воды, можно попытаться сэкономить и сделать все самостоятельно. Но без должных навыков от этого лучше отказаться. Кроме этого, работа специалистов имеет такие преимущества:

dimdom.ru

Артезианская скважина

Артезианские
скважины бурятся до известняковых водоносных слоев, обычно до первого.
Глубина зависит от местности: может придется бурить 40 метров, а может и
100. Это все приблизительные цифры. Когда вы обратиться в
специализированную фирму, которая будет бурить скважину, Вам точно
скажут, какой глубины будет ваша.

У артезианской скважины очень
много преимуществ перед любым другими источниками воды. Во-первых,
количество воды не ограничено. Поэтому Вы можете организовать любое
количество потребителей воды: система полива, бассейн, фонтан, домашний
водопровод и т.д. Для дома это вообще самый лучший вариант. Артезианская
скважина не заиливается, не высыхает и не требует никакого
обслуживания. Обычно фирмы дают гарантию 3-5 лет на скважину. Однако,
если в течение этого срока все в порядке, значит эта скважина прослужит
как минимум 40-50 лет. И, что важно,

Песчаная скважина

Глубина
песчаной скважины составляет от 10 до 35 метров. Вода из них более
мягкая, чем из колодца. Однако, здесь есть свои нюансы. После того, как
буровая машина закончит бурение скважины, на ее дно опускается
специальный фильтр. Со временем этот фильтр заиливается, и, как правило,
данная скважина становится непригодной для использования. Поэтому
песчаные скважины больше подходят как временный источник воды, например,
на время строительства. Точно сказать, сколько прослужит такая скважины
трудно: может прослужить и 20 лет, а может и меньше года. Если недалеко
от вашего участка есть песчаная скважина, которая работает давно, риск
того, что Ваша заилится быстро, снижается.

avr32.ru

Какие подземные источники существуют

Большие города снабжаются водой из наземных водоемов, эта вода проходит многоступенчатую очистку и непременно хлорируется. В подземных источниках роль естественного фильтра выполняет грунт, поэтому если провести исследование, то вы обнаружите, что далеко не во всех источниках вода одинаково чистая.

Строение земли напоминает многослойный пирог, где относительно рыхлые породы чередуются с плотными слоями. Вода, проходя через этот «пирог» самоочищается и чем глубже залегает водоносный горизонт, тем он чище. Плотные слои удерживают подземные реки на определенной глубине.

Верхний водоносный слой

Верхний водоносный слой больше известен как верховодка. Считается, что верховодка - это разновидность грунтовых вод. Залегает она на малой глубине, в среднем от 2 до 8 м. Большинство колодцев и мелких скважин наполняются из этого горизонта.

Плюс у таких скважин только один - это сравнительно простое, соответственно малозатратное бурение. Выкопать колодец или пробурить скважину на верховодку можно даже своими руками, но об этом я расскажу чуть позже, а пока поговорим о минусах.

• Верхние слои грунта мягкие и рыхлые, поэтому фильтрующая способность у них низкая и качество воды плохое. Более того дождевая и талая вода смывает с земли всю грязь, после чего она попадает в мелкие колодцы и скважины;
• По санитарным нормам если источник питающийся от верховодки находится ближе 50 м от сливной ямы или иного подобного места, то воду из него используют только для полива;
• Колодец стоящий рядом с полем, где активно используются удобрения, может быть опасен, ведь эта химия обязательно попадет в верхний водоносный слой;
• Верховодка пополняется только из атмосферных осадков, поэтому эксплуатационный ресурс из таких источников низкий, в засушливое лето эти колодцы часто пересыхают.

Грунтовые воды

Если верховодка есть далеко не в каждой местности, то грунтовые воды имеются везде. Зачастую они находятся сразу за первым водоупором, а глубина залегания может доходить до 20 м. Вода здесь уже чище и большинство таких источников питьевые, правда проверять качество воды из этих колодцев желательно каждый год.

Естественные природные родники, которые славятся чистотой, питаются от грунтового горизонта. Но грунтовые горизонты, хоть и в меньшей степени, но все же подвержены тем же опасностям, что и верховодка. Пересыхают они реже, так как подпитываются не только от дождей, но еще и от верховодки.

Водоносные горизонты между пластами

Водяные слои, которые находятся между твердыми пластами, уже не нуждаются в дополнительной очистке и периодическом контроле качества воды. Таких горизонтов может быть несколько. Все, что находится между грунтовыми водами и известняком или меловым уровнем называют межпластовыми горизонтами.

Вода здесь аккумулируется в песках и супесях зажатых между глиной или скальными породами. Глубина залегания стартует от 20 м и доходит до 100 м. Проходя через множество пластов, вода хорошо очищается и каждый последующий слой будет чище предыдущего.

Но эти горизонты имеют свои особенности:

• С одной стороны на такой глубине вода находится под большим давлением и скважина быстрее наполняется;
• А с другой, если вам удалось попасть в такой горизонт - дальше бурить нельзя. Велика вероятность пробить подстилающую породу и вместо скважины вода уйдет на нижний уровень и не факт, что он окажется таким же водоносным.

Существует такой термин «скважина на песок», так вот в такие скважины вода поступает именно из межпластовых горизонтов. Для обустройства здесь уже нужна серьезная буровая техника.

Несовершенство этих горизонтов в том, что скважины нужно оборудовать дополнительными фильтрами, потому как они быстро заносятся песком. Но даже с хорошими фильтрами при сезонной эксплуатации с большими перерывами, этим скважинам нужен ремонт и чистка примерно 1 раз в 5 лет.

Артезианский источник

Так называемый артезианский водоносный слой находится в известняке или меловых породах. Возраст таких подземных озер может насчитывать миллионы лет, поэтому вода в них абсолютно чистая. В среднем артезианские водоносные слои располагаются на глубине от 50 до 200 метров, все зависит от местности.

Известны случаи, когда артезианские озера находили на глубине 20 м, такие места действительно есть, но разведка должна вестись в низинах и впадинах.

Особенность таких источников в том, что добыча воды может вестись в больших объемах. Именно на артезианских скважинах работает большинство компаний торгующих водой. Но без профессиональной буровой техники до известняка не добраться, а цена на услуги бурильщиков серьезная, поэтому такую скважину есть смысл делать на несколько домов.

Какие существуют скважины

Видов скважин достаточно много, но все эти виды можно условно разделить на 2 широких направления:

1. Промышленные скважины - ими заведует нефтегазовый и геологоразведочный департаменты, о какой-либо кустарной разработке здесь речи быть не может;
2. Скважины на воду - назначение этих инженерных сооружений понятно из названия. Примерно треть таких скважин можно обустроить своими руками, для остальных нужно профессиональное оборудование.

Промышленные и разведывательные скважины

Скважины, через которые добывают нефть и газ бывают трех типов - это прямые вертикальные, наклонные и горизонтальные. Нефтяной и газовый горизонты залегают на довольно больших глубинах, поэтому и устройство у таких скважин особое, зачастую они состоят из 3 частей:

1. Вначале при помощи буров большого диаметра обустраивается так называемое направление. Глубина направления составляет порядка 30–40 м и располагается оно строго вертикально. В направление вставляется несколько мощных обсадных колон, а пространство вокруг цементируется. Основная задача - укрепить и защитить ствол;
2. Далее до глубины 500–800 м обустраивается кондуктор, который состоит из труб меньшего диаметра. Вокруг кондуктора также заливается цемент. Задача здесь та же, защитить основной продукт от смешивания с водой и прочими субстанциями, плюс предотвратить проникновение этих субстанций в соседние слои;
3. За кондуктором идут трубы еще меньшего диаметра, этот сектор называют эксплуатационной колонной и через него ведется непосредственная добыча нефти и газа.

Геологоразведка охватывает не только нефтегазовую отрасль, она предназначена, чтобы определить местонахождение любых полезных ископаемых и узнать насколько перспективно, то или иное месторождение. Но в отличие от нефтяных и газовых скважин здесь бурят только прямые, вертикальные скважины.

В геологоразведке одними из главных исследований для определения перспективности месторождения является каротаж - это процесс подразумевающий запуск в скважину геофизических зондов при помощи которых изучается состав каждого слоя.

С видами и общим устройством промышленных скважин разобрались, теперь перейдем к более прикладным вещам, а именно, какие скважины на воду сейчас есть и как они обустраиваются.

Скважина игла

Свое название этот вид скважин берет от способа обустройства - грунт как-бы протыкается стальной иглой. Но это просторечное, народное название, в специальной литературе такие скважины именуются «Абиссинскими».

Данное сооружение можно назвать самым простым и недорогим, но и ресурс у него очень слабый, ведь скважина питается либо от верховодки, либо от грунтового горизонта. Здесь все зависит от особенностей местности и от того удалось ли вам попасть на хорошую водоносную жилу.

Главная деталь в такой конструкции - это сама игла, она представляет собой перфорированную трубу с острым наконечником из высокопрочных марок стали. Диаметр трубы около 2–3 дюймов, а диаметр острого наконечника должен быть чуть больше диаметра трубы.

В грунт игла забивается строго вертикально, для этого сооружается направляющая башня с тяжелой металлической бабкой (на схеме ниже показан один из вариантов конструкции). По мере забивания ствол наращивается обычными стальными трубами того же диаметра. В кустарных условиях при мягком грунте без камней иглу можно забить до 8 м.

Зачастую срок эксплуатации иглы не превышает 5 лет и это при условии, что вы будете эксплуатировать ее круглый год. На дачах с сезонным проживанием эти скважины нормально работают не более 3–4 лет. Дальше нужно либо бить новую скважину рядом, либо заказывать капитальную прочистку.

Некоторые «умельцы» пытаются делать иглу своими руками, они расплющивают и затачивают конец обычной трубы. Но забить такую самоделку удается только на 3–4 м, плюс простую сталь коррозия съедает за 2–3 года, поэтому лучше брать заводские модели из нержавейки.

Из-за малого сечения трубы прочистить иглу своими силами вряд ли получится, здесь нужно нанимать фирму, у которой есть ГИРС (гидроэмульсионная распылительная система), базируется такая аппаратура на автомобильной платформе.

По опыту, люди приезжают и несколькими гидродинамическими ударами за пару часов вымывают все наслоения из вашей скважины. Затраты практически те же, что и на новую скважину, зато быстро и качественно.

Эта статья - для тех, кто собирается делать индивидуальное водоснабжение частного дома путём бурения и обустройства скважины на воду, но не представляет пока, с какой стороны взяться за решение этого вопроса. Мы расскажем, какие бывают виды скважин на воду, какова их глубина, характеристики. Какие существуют методы бурения скважин на воду и какова будет ориентировочная стоимость источника в зависимости от применённых технологий и оборудования.

Прежде чем начать разбираться, какие бывают скважины на воду, ознакомимся с типами подземных вод, доступных для добычи из относительно неглубоких и условно недорогих скважин. Грунты залегают разнородными пластами горизонтальной направленности.Водоупор -слой грунта значительной площади, образованный из плотных пород с минимальной водопроницаемостью. Объём фильтрации влаги через водоупор невысок, свободное перетекание воды невозможно. При бурении на небольшую глубину в основном сталкиваются с водоупорами, сложенными из плотных глин, реже - со скальными породами. Если над водоупором залегает слой рыхлого, пористого грунта (песка, гравия, известняка, мергеля, ила и т.д.) и условия местности позволяют накапливаться в нём достаточному количеству влаги, образуется водоносный горизонт . Из него-то и можно добывать воду, пробурив скважину либо выкопав колодец.Грунты своей слоистой структурой отдалённо напоминают всенародно любимый торт «Наполеон». Как коржики перемежаются кремом, так в грунтах водоупоры чередуютсяс рыхлыми породами, формируя водоносные горизонты. Последние тем чище и полноводнее, чем глубже залегают. Но это лишь общая тенденция, а глубина залегания тех или иных водоносных горизонтов на конкретном земельном участке зависит от структуры грунтов данной местности и от уровня осадков в регионе.

Грунты имеют слоистую структуру, породы различной плотности и водопроницаемости чередуются, образуя водоносные горизонты

Итак, с какими типами подземных вод мы можем столкнуться при бурении неглубоких скважин:

Верховодка

Верховодкой называют подземные воды, располагающиеся близко к поверхности над ограниченными по площади водоупорными линзами. Не везде такие фрагментарные водоупоры имеются, поэтому и верховодку можно найти не повсеместно.

Так как верховодка практически не защищена сверху фильтрующим слоем, значительная часть биологических и химических загрязнений с поверхности попадает в воду, из-за чего качество её весьма низкое в районах, где ведётся хозяйственная деятельность.Ограниченный водоносный горизонт подпитывается только за счёт осадков, поэтому обильным он может быть только после таяния снегов и в период дождей. В сухой сезон и в разгар зимы количество воды в колодце либо скважине, устроенной на верховодку, резко снижается либо она вовсе исчезает.

Единственная причина, по которой вообще есть смысл рассматривать низкокачественную верховодку в качестве потенциального источника для водоснабжения - небольшая глубина залегания, в среднем от 2 до 8 метров. Очень простые и малозатратныеметоды бурения скважины позволят дёшево добывать воду, пригодную для хозяйственных целей.

Грунтовые воды

Грунтовыми водами называют водоносный горизонт (водоносный горизонт со свободной поверхностью), залегающий над ближайшим от поверхности земли обширным водоупором. Как правило, залегает он на большей глубине, чем верховодка, в среднем от 6 до 20 м в средней полосе России.

Традиционные деревенские колодцы копают, как правило, до грунтовых вод

Грунтовые воды также не защищёны фильтрующим водоупором сверху и зачастую не соответствуют требованиям, предъявляемым к питьевой воде. Но прохождение поверхностных вод через более толстый слой почвы удаляет часть загрязнений, грунтовая вода качественнее верховодки. Что касается водонаполненности, то открытый горизонт в любом случае заметно подвержен сезонным колебаниям.В лесистой местности, регионе с достаточным количеством осадков вода в том или ином количестве будет поступать в скважину или колодец круглогодично. На территории с засушливым климатом грунтовые воды могут сезонно исчезать либо вообще отсутствовать.

Как ясно из названия, межпластовые воды представляют собой водоносные горизонты, расположенные между двумя слоями водоупорных пластов.

Межпластовые воды располагаются в слое водопроницаемого, рыхлого грунта, расположенного между двумя водоупорами

Мы уже упоминали, что водоупорных слоёв грунта может быть много, соответственно, горизонтов тоже немало. Межпластовые воды залегают относительно глубоко, от 20 до 80 м. Хотя отдельные горизонты могут подниматься близко к поверхности и даже выходить на неё родниками. Влаге, чтобы проникнуть в межпластовый горизонт, приходится преодолевать значительный слой почвы и толщу водоупорных пород, которые отфильтровывают значительную часть загрязнений. Поэтому качество межпластовых вод ощутимо выше, чем у верховодки и грунтовых вод. Не всякий горизонт несёт в себе достаточно влаги, поэтому в ходе бурения геологи ищут наиболее водонасыщенные слои. В целом, чем глубже, тем обильнее и чище межпластовые водоносные горизонты.Вода, зажатая между двумя малопроницаемыми слоями водоупора, под воздействием веса вышележащих грунтов находится под давлением. Поступая в рабочую колонну пробуренной скважины, она расширяется. Поэтому статический уровень воды в скважине может быть заметно выше отметки расположения водоносного горизонта. Встречаются межпластовые воды, давление которых настолько высоко, что при бурении на них скважины происходит самопроизвольный излив на поверхность, вода буквально бьёт из-под земли фонтаном. Это артезианские воды.

Отнюдь не все артезианские водоносные горизонты, являющиеся разновидностью межпластовых вод, способныфонтанировать. Но повышенное давление и, как результат, высокий уровень воды в скважине характерны для всех артезианских источников. Артезианские воды, образующие обширные подземные бассейны на относительно большой глубине (от 100 до 1000 м в среднем), обильны и чисты.

Чистые и обильные артезианские воды (7) расположены глубже других типов подземных вод

Как правило, артезианские горизонты находятся в пористых и трещиноватых осадочных горных породах, чаще в известняке. Из-за большой глубины методы бурения скважины на артезианскую воду являются весьма недешёвыми. Однако в редких случаях возможен выход артезианских горизонтов близко к поверхности, чаще такое явление встречается во впадинах рельефа местности. Если очень сильно повезёт, артезианскую воду можно найти и на глубине 25 м.

Виды скважин на воду

Итак, какие бывают скважины при бурении на воду в зависимости от типа питающих их грунтовых вод и технологии бурения?

Схема показывает, какие виды скважин на воду бывают в зависимости от глубин бурения и типов водоносных горизонтов, от которых они питаются

Абиссинский колодец (скважина Нортона)

Конструкцию абиссинского колодца придумал и впервые реализовал в XIXвеке британский инженер Нортон. С тех пор в технической литературе и среди специалистов используется термин «скважина Нортона». Её не бурят, а забивают в землю. Стальную трубу небольшого диаметра (50-60 мм) с помощью треноги и блока поднимают на высоту и затем обрушивают в грунт. Погрузив первоначально в грунт, продолжают забивать, нанося удары сверху. На конце трубы расположен острый наконечник с фильтром для приёма воды, благодаря чему абиссинский колодец также получил наименование «иглофильтра».

Фильтр абиссинского колодца представляет собой перфорированные отверстия на нижней секции. Желательно защитить их сеткой из нержавеющей стали

Буровую иглу забивают, по мере её углубления наращивая дополнительными секциями.Забить трубу глубоко не получится, особенно если в грунте попадаются камни.

Обычная глубина абиссинского колодца - 6-12 м и добыть с этой глубины можно лишь верховодку либо грунтовые воды. Поднимают воду с помощью традиционной ручной колонки либо поверхностногонасоса. Погружной в обсадную трубу малого диаметра не поместится. Иглофильтр не может служить полноценным источником воды для комфортабельного загородного дома, но с его помощью можно недорого и быстро организовать временное водоснабжение на стройке или даче.

Фильтр абиссинского колодца можно не только забивать, но и вкручивать, разместив на конце первой секции бур. Однако это возможно лишь в случае, когда грунт очень мягкий, без камней. Да и усилия потребуются значительные.

Скважина Нортона вряд ли прослужит долго. Скорее всего, лет за 5, максимум 10, она придёт в негодность.

Скважина на песок

Как мы уже упоминали, водоносные горизонты на небольших глубинах расположены в пористых породах. В основном это крупный песок, галька, их смесь. Полноценная скважина для водоснабжения частного дома должна быть пробурена до такого горизонта, до песка. Отсюда и наименование: «скважина на песок» или «песчаная скважина».Она может быть устроена на различные геологические слои, от грунтовых до межпластовых вод разных уровней. Можно выделить следующие виды бурения скважин на воду:

• Бурение с помощью малогабаритной передвижной либо самоходной установки. Передвижную установку во многих регионах можно взять в аренду и использовать самостоятельно, это обойдётся дешевле.

Полукустарная бурильная малогабаритная передвижная установка. Возможности ограничены, зато аренда такого оборудования относительно недорога

Мощность двигателей малогабаритных установок невелика, эффективно работают они только в мягких грунтах, не содержащих крупных камней. Производители таких установок декларируют глубину бурения до 40 и даже более метров, но на практике пройти вглубь более чем на 25-30 метров бывает сложно.

Малогабаритная бурильная машина на шасси УАЗика

• Бурение с помощью самоходной установки на шасси грузового автомобиля.Наиболее распространённые передвижные колёсные бурильные установки способны пробивать скважины глубиной до 300 м, работать с твёрдыми, даже скальными породами. Однако следует учитывать, что при бурении глубже 100 м сложность и цена работ значительно повышается.100 м, кстати, практически предел эффективной работы скважинных насосов, которые можно купить за разумные деньги. Можно бурить и намного глубже, но потребуется тяжёлая бурильная самоходная, передвижная либо стационарная техника.Цена изготовления и оборудования такой скважины резко возрастает.

Самоходная бурильная установка УРБ 2А2 теоретически способна «взять» глубину в 300 м. На практике это не всегда реализуемо, глубину ограничивает плотность грунта, наличие в нём крупных камней и другие факторы.

Срок службы скважины на песок зависит от качества водоносного горизонта и при условии правильной эксплуатации составляет в среднем 10-30 лет. Со временем она забивается песком и илом. Регрессировавшую песчаную скважину можно в той или иной степени восстановить, удалив загрязнения.

Устройство песчаной скважины

Обсадная труба (рабочая колонна) скважины может быть стальной или полимерной. Металлическая прочнее, но подвержена коррозии. Пластиковая не боится воды, дёшева, но может разрушиться в грунтах-плывунах. К тому же при восстановлении засорившейся скважины пластик легко повредить. Мы не рекомендуем использовать полимер в скважинах глубже 25 м. В глубоких и расположенных в проблемных грунтах скважинах рабочая колонна может быть составной: верхняя часть двойная, снаружи дополнительная рабочая труба, защищающая внутреннюю фильтровальную, идущую до нижней отметки. Торец обсадной трубы может быть открыт либо закрыт, в боковых стенках нижней секции сверлят множество отверстий, которые закрывают сетчатым фильтром из нержавеющей стали. Он препятствует проникновению внутрь колонны песка. Также могут быть установлены специальные устройства для сепарации песка ниже погружного насоса.

Скважинный буровой фильтр делают из нержавеющей сетки с мелкими ячейками

Над рабочей колонной устанавливается кессон, защищающий её от атмосферных воздействий. В нём может быть размещена и часть оборудования для водоснабжения.

Принципиальное устройство скважины на песок. По окончании бурения геологи обязаны измерить параметры скважины и оформить паспорт. На основании данных о динамическом, статическом уровне и дебите подбирается насосное оборудование

Скважина на известняк (артезианская скважина)

Артезианская скважина принципиально схожа с песчаной, но, как правило, устанавливать сетчатый фильтр в нижней секции не требуется. Сами артезианские воды достаточно чистые, илистых частиц в них нет, а водоносный горизонт обычно располагается в толще камня, известняка. Опасность того, что скважину забьет песком, в этом случае отсутствует. Зачастую достаточно того, что в стенках нижней секции делают перфорированные отверстия, а торец оставляют открытым. Дебит артезианских источников велик, минимум 3 м3/час. Дебит в 10 м3/час - обычное дело, но это отнюдь не предел. Так как артезианские воды отличаются высоким качеством и обильностью, но бурение на большую глубину обходится весьма недёшево, застройщики, желающие иметь комфортабельное индивидуальное водоснабжение за разумные деньги, нередко устраивают артезианскую скважину вскладчину на несколько домов.Срок службы артезианского источника большой, от 50 лет и более.

Устройство артезианской скважины на известняк.

Узнать ориентировочную глубину залегания тех или иных типов вод на конкретном земельном участке можно у геологов. Поможет в этом также карта бурения скважин либо колодцев. Зная глубины залегания водоносных горизонтов, можно примерно просчитать стоимость и определиться, какие виды скважин вам по карману.

Сколько стоит скважина

Многих, конечно же, интересует, какие скважины бывают по цене? Общая стоимость складывается из следующих затрат:

• Стоимость бурения. Её определяет виды бурения скважин, применяемые технологии и используемое оборудование. И глубина скважины, разумеется.
• Цена обсадных труб.

Комплект труб для устройства абиссинского колодца на 10 м стоит от 6 000 рублей. Стоимость бурения малогабаритной установкой может быть невысока, если вы возьмёте её в аренду. Два-три дня на работы плюс стоимость труб, от 200 рублей за погонный метр пластиковой обсады. Стальная дороже. Фильтр стоит от 2 500 рублей. Стоимость бурения песчаной или артезианской скважины самоходной установкой,безусловно, выше.

Средняя стоимость бурения песчаных скважин в центральных регионах с учётом цены обсадной трубы

Средняя стоимость бурения артезианских скважин

• Стоимость кессона. Готовый самый дорогой, но он герметичен и просто устанавливается. Кессон можно сделать из бетонных колодезных колец, это подешевле. Совсем дешёвая, но не совсем адекватная альтернатива кессону - скважинный адаптер.
• Оборудование для водоснабжения. Это погружной насос, гидроаккумулятор, автоматика управления и безопасности.

О кессонах и оборудовании, а также об их стоимости достаточно материалов на нашем сайте.

Напоследок пару слов о законодательстве в области использования природных недр. «Закон о недрах РФ» разрешает бурение на собственном земельном участке скважины глубиной до 5 м. В отдельных регионах местные нормативы увеличивают эту цифру до 20 и даже 40 м. На Украине и в Белоруссии действуют ограничения в 20 м. Хотите глубже - подавайте заявку, заказывайте проект. Разрешение частному лицу получить непросто, необходимо будет отвести территорию под защитно-санитарную зону. На практике мало кто обращается за разрешением, большинство бурит без согласования, не афишируя глубину скважины. Иначе можно «попасть» на немаленький штраф и предписание засыпать скважину. Чиновники это, конечно же, понимают, но пока что у них не доходят руки до контроля водозаборов во дворах частных домов.

Видео: методы бурения скважин на воду

Надеемся, что те, у кого хватило терпения прочесть статью до конца, получили общее представление о том, какие виды скважин бывают и от чего зависит их стоимость. Качественное индивидуальное водоснабжение - удовольствие не из дешёвых. Рекомендуем внимательно выбирать исполнителей и доверять бурение скважины, её обустройство, подбор и установку оборудования только опытным, надёжным профессионалам.

Владимир Хомутко

Время на чтение: 5 минут

А А

Что представляет собой нефтяная скважина?

Без нефтепродуктов сложно себе представить современную жизнь. Делаются они из нефти, которую добывают с помощью особых горных выработок. Многие из нас слышали термин «нефтяная скважина», но вряд ли все знают, что это на самом деле такое. Давайте попробуем разобраться, что собой представляет это сооружение, и какими они бывают.

Скважиной называется горная выработка цилиндрической формы, чей диаметр во много раз меньше общей длины её ствола (глубины).

Помимо скважины, есть еще такие горные выработки, как колодец и шахта. В чем их отличие от рассматриваемого нами определения? На само деле, все довольно просто. В шахту или колодец человек может попасть, а в скважину – нет. Таким образом, дополнительное определение этого сооружения таково – горная выработка, схема и форма которой исключает доступ в неё человека.

Верхнюю часть такой выработки называют устьем, а нижнюю часть – забоем. Уходящие вниз стенки образуют так называемый ствол.

Всем известно, что скважины делают при помощи бурения. Однако сказать, что их просто бурят было бы неверно. Эти капитальные сооружения, сложные в своем строении, под землей скорее строят, в связи с чем они относятся к основным средствам организации, а затраты на их бурение и обустройство являются капитальными вложениями.

Строительство нефтяных и газовых скважин

Конструкция скважины выбирается на этапе проектирования и должна отвечать следующим требованиям:

• конструкция должна предоставлять возможность свободного доступа к забою геофизических приборов и глубинного оборудования;
• конструкция должна не допускать обрушения стенок ствола;
• также она должна обеспечивать надежное разделение друг от друга всех проходимых пластов и не допускать перетекания флюидов из пласта в пласт;
• в случае необходимости, конструкция этой выработки должна давать возможность герметизировать её устье в случае возникновения такой необходимости.

Строительство и монтаж нефтяных и газовых скважин проводится следующим образом:

1. Первым делом бурится начальный ствол большого диаметра. Его глубина составляет около 30-ти метров. Затем в пробуренное отверстие опускается металлическая труба, которую называют направлением, а окружающее её пространство уставляется специальными обсадными трубами и цементируется. Задача направления – предотвратить размывание верхнего почвенного слоя в процессе дальнейшего бурения.
2. Далее до глубины от 500 до 800 метров бурится ствол меньшего диаметра, в который опускается колонна из труб, называемая кондуктором. Пространство между стенками трубы и горной породой также заливается цементным раствором на всю глубину.
3. Только после обустройства направления и кондуктора скважину пробуривают на заданную проектом глубину, и опускают в неё колонну труб еще меньшего диаметра. Эта колонная называется эксплуатационной. Если глубина залегания пласта – большая, то возможно использование так называемых промежуточных трубных колонн. Все пространство между стволом скважины и окружающей её горной породой заливается цементом.

В чем основное назначение кондуктора? Дело в том, что на глубинах до 500 метров располагается активная зона пресных вод, а ниже этой глубины (в зависимости от региона разработки) начинается зона с затрудненным водообменном, в которой много соленых вод и прочих подвижных флюидов (в том числе – газов и нефти). Так вот, основная задача кондуктора – это дополнительная защита, которая предотвращает засолонение поверхностных пресных вод и не позволяет проникать в них вредным веществам, которые сконцентрированы в нижних пластах.

Какие бывают скважины?

В зависимости от того, в каких геологических условиях расположены нефтяные месторождения, бурятся разные типы таких выработок.

Основные виды скважин:

• вертикальные;
• наклонно-направленные;
• горизонтальные;
• многоствольные или многозабойные.

Вертикальной называют скважину, угол отклонения ствола которой от вертикали – не более пяти градусов.

Если этот угол больше пяти градусов, то это уже – наклонно-направленный тип.

Горизонтальной называют скважину, если угол отклонения от вертикали её ствола приблизительно равен 90 градусов. Однако есть некоторые нюансы этого определения. Поскольку в живой природе редко встречаются «прямые линии», а разрабатываемые пласты чаще всего залегают с некоторым уклоном, то с практической точки зрения бурить строго горизонтальные скважины смысла, как правило, нет.

Проще и эффективнее направить ствол вдоль оптимальной траектории залегания. Исходя из этого, можно дать определение горизонтальному типу таких выработок как скважина, которая имеет протяженный ствол, пробуренный максимально близко к направлению целевого продуктивного пласта с соблюдением оптимального азимута.

Скважины, у которых два и более ствола, называются многоствольные или многозабойные. Их отличие друг от друга – в расположении точки разветвления, в которой от основного стола отходят дополнительные. Если эта точка располагается выше уровня продуктивного горизонта, то этот тип выработки называется многоствольным. Если эта точка располагается в пределах продуктивного горизонта, то это – многозабойный тип скважины.

Проще говоря, если основной ствол пробуривают до разрабатываемого пласта, а уже внутри него бурятся дополнительные отростки, то это – многозабойный тип (продуктивный пласт пробивается в одной точке). Все остальные выработки с несколькими стволами относятся к многоствольным (несколько точек пробития пласта). Также такой тип скважин характерен в случаях, когда пласты расположены на разных горизонтах.

Кроме того, бывают еще кустовые скважины. В этом случае несколько стволов расходятся под разными углами и на разную глубину, а их устья находятся близко друг к другу (как посаженный вверх ногами куст).

Эта классификация предусматривает следующие категории таких горных выработок:

Разведочное бурение производится на площадях, нефте- или газоносность которых уже установлена, с целью уточнения объемов обнаруженных залежей углеводородного сырья и для уточнения исходных параметров месторождения, которые необходимы при проектировании способа разработки промысла, поэтому разведке уделяется особое внимание.

Эксплуатационное бурение создает выработки следующих типов:

• основные (добывающие и нагнетательные);
• резервные;
• контрольные;
• оценочные;
• дублирующие;
• скважины специального назначения (поглощающие, водозаборные и так далее).

Сама добыча сырья производится через добывающие выработки, которые бывают насосными, газлифтными и фонтанными.

Назначение нагнетательных скважин – воздействие на разрабатываемый пласт с помощью нагнетания в него пара, газа или воды, а также прочих рабочих сред. Они бывают внутриконтурными, приконтурными и законтурными.

Резервные необходимы для разработки отдельных и застойных зон, а также зон выклинивания, которые не входят в контур основных скважин.

Контрольные нужны для наблюдения за текущим положением зон контакта добываемого ресурса и воды и прочими изменениями пласта, находящегося в разработке. Кроме того, с их помощью контролируют давление в продуктивных пластах.

Оценочные нужны для предварительной оценки подготавливаемых к разработке месторождений. Они помогают определить границы и размеры запасов, а также прочие необходимые предварительные параметры.

Дублирующие используются во время замены ликвидируемых вследствие физического износа или аварий скважин основного фонда.

Через специальные добывают техническую воду, сбрасывают промысловые воды, с их помощью ликвидируют открытые фонтаны и так далее

Процесс бурения нефтяной скважины по характеру своего воздействия на горные породы бывает:

• механическим;
• термическим;
• физико-химическим;
• электрическим и так далее.

Конструкция нефтяной скважины

Промышленное освоение месторождений подразумевает использование только механических способов, в которых используются разные режимы бурения. Все другие способы разбуривания находятся в экспериментальной разработке.

Механические методы бурения делятся на вращательные и ударные.

Ударный способ – это механическое разрушение горной породы, которые выполняется подвешенным на канате специальным инструментом – долотом. В состав такого бурового комплекса также входят канатный замок и ударная штанга. Это устройство подвешивается на канате, который перекинут блок, установленный на буровой мачте. Возвратно-поступательное движение долота обеспечивается специальным буровым станком. Цилиндрическую форму ствол приобретает вследствие поворота долота во время работы.

Очистку забоя от разрушенной породы выполняют при помощи желонки, которая напоминает длинное ведро с клапаном на днище. Инструмент вынимают из ствола, опускают желонку, открывают в забое её клапан. Ведро наполняется жидкостью с кусочками породы, клапан закрывается, и полная желонка поднимает на поверхность. Все, можно продолжать бурение.

В России на данный момент ударное бурение практически не применяется.

Вращательный метод основан на погружении долота в толщу пород с помощью одновременного воздействия на инструмент и вертикальной нагрузки, и крутящего момента. Вертикальная нагрузка позволяет погрузить долото в породу, а затем, с помощью крутящего момента, долото скалывает, истирает и дробит горную породу.

По способу расположения силового агрегата вращательное бурение делится на роторное и забойное. В первом случае двигатель стоит на поверхности, а крутящий момент долу передает колонны буровых труб. Во втором случае двигатель ставиться сразу за долотом, и вращения буровой колонны не происходит (вращается только долото).

Самой глубокой в мире скважиной является Кольская сверхглубокая (СГ-3). Её глубина – 12 262 метра. Её пробурили в Мурманской области для изучения глубинного строения Земли.

Виды скважин на воду: особенности и преимущества в частном доме. Эта статья предназначена для тех, кто хочет провести систему индивидуального на дачу посредством бурения и обустройства, но пока что не имеет представления о том, с какой стороны подойти к решению этого вопроса. Мы хотим рассказать вам, какие есть виды скважин, какой бывает глубина и характеристики.

Еще мы рассмотрим методы бурения и примерную стоимость этих работ в зависимости от того, какие будут применены технологии и оборудование.

Давайте рассмотрим типы подземных вод, которые существуют для добычи от не очень глубоких и дорогих . По горизонтально направленности залегают слои земли разными пластами. Первый слой грунта называется водоупором, и он занимает большую площадь, которая образована из пород плотного типа с мизерной водопроницаемостью. Так как фильтрация и ее объем в этом случае невелики, здесь недоступно свободное протекание воды.

Когда начинают бурение даже при небольшой глубине, вы первым делом встретитесь с водоупором, который часто сложен из глиняных плит, и намного реже из скальных пород. Если же на поверхности водоупора находится рыхлый и пористый грунт (известняк, гравий, песок, ила, мергель и другое), а условия местности дают возможность накапливаться в этом слое достаточному количеству воды, получается водоносный горизонт.

Именно из него можно добывать воду при малой глубине бурения. По своей слоистой структуре грунт напоминает любимый всеми тортик «Наполеон». Так как же, как крем смешивается с коржами, так и в земле водоупоры чередуется с рыхлой породой, что и становится причиной образования водоносного горизонта. Кстати, чистота и полноводность зависят от глубины. Но это считается общей тенденцией, так как глубина залегания на том или ином земельном участке зависит по большей части от особенностей размещения и структуры земли, а также от местности и осадков.

Разновидности подземных вод

Теперь давайте рассмотрим, какие именно есть виды вод.

Верховодка

Верховодка – это подземные воды, которые находятся близко к поверхности сверху водоупорных линз. Не везде есть такие водоупоры, поэтому найти верховодку бывает сложно, а иногда и невозможно. Из-за того, что верховодка почти незащищена фильтрующим слоем сверху, большая часть химических и биологических загрязнений, находящихся на поверхности, попадают в воду, и по этой причине качество воды ниже необходимого уровня. Такой горизонт воды подпитывается исключительно осадками, поэтому много воды в нем будет только после того, как растает снег, или выпадет много осадков в виде дождя. Такие виды скважин на воду для дачи удовлетворят только хозяйственные нужды в виде полива огорода.

Единственной причиной, по которой есть смысл рассмотреть возможность создания такой скважины – малая глубина залегания – обычно от 3 до 9 метров. Такие способы бурения скважины просты и недорогие, что даст возможность получать воду для хозяйственных нужд.

Грунтовые воды

Если вы выбираете виды скважин воды, которая будет пригодной и для питья, то остановите выбор на грунтовых водах (это горизонт водоноса со свободной поверхностью), которые находятся сверху ближайшего от земли обширного водоупора. Обычно они находятся на глубине от 7 до 21 метра (это относится только к средней полосе России).

Хотя грунтовые воды тоже не сильно защищены водоупором фильтрующего вида сверху и часто не являются водой, которая пригодна для питья, но при прохождении вод через толстый слой грунта удаляет большую часть загрязнений, и на выходе она намного качественнее, чем верховодка. Касательно наполненности водой, то и этот способ добычи воды будет во многом зависеть от сезонных колебаний. В лесистых местах, а также регионах с большим количеством осадков вода будет поступать в скважину постоянно, хоть и в разных количествах. А вот выбирать бурение, чтобы дойти до грунтовых вод, не стоит в засушливых регионах – в летний период вода может полностью пропасть.

Межпластовые воды

Как уже становится понятно из названия, эти воды расположены между 2-мя слоями пластов водоупора. Выше мы упоминали о том, может быть много водоупорных слоев земли, а значит, может быть много горизонтов. Воды межпластового вида находятся достаточно глубоко, примерная глубина от 25 до 78 м. Хотя некоторые виды горизонтов могут подниматься и выше, иногда даже выходя на поверхность в виде родников.

Влага для проникновения в межпластовый горизонт преодолевает большой слой грунта и толщину пород водоупора, благодаря чему естественная фильтрация воды на высоте. Отсюда и следствие, что качество такой воды высокое, чем у двух предыдущих видов. Не в каждом горизонте достаточно воды, поэтому геологи стараются найти самые насыщенные водой слои. Но ход дела таков – чем глубже, тем больше воды и тем она чище.

При выборе вида скважины следует при возможности выбирать именно этот вид. Вода, которая находится между двух слоев, имеет давление. При поступлении в рабочую колонну скважина будет расширяться. По этой причине статический уровень может быть куда выше горизонта воды. Есть и такие межпластовые воды, где давление так высоко, что она сама изливается на поверхность, бьет фонтаном из-под земли. Это уже артезианские воды.

Виды скважин на воду: особенности и преимущества

Есть несколько видов скважин на воду, а также один давно известный всем способ добычи воды – . Рассмотрим все виды скважин.

Колодец

Еще в очень далекие времена не были придуманы бетонные кольца, которые были бы в диаметре 1-1,6 метра, но колодцы всем были нужны. По этой причине их начали делать из камней, а также из стволов деревьев, делая срубы. Первый способ был достаточно трудоемким, а второй не таким уж и долговечным. При сочетании «грунт-дерево-влага-воздух» получилась гниение дерева в течение нескольких лет. А вот при сочетании «дерево-вода» без кислорода через 60 лет древесина стала бы мореной.

Но в последние 100 лет изобрели железобетон и простой бетон, и теперь уже колодец делали из бетонных колец. Процесс копания был таковым – на землю ставили кольцо, и внутри него начинали копать, постепенно, с увеличением глубины, опускали и кольцо. По мере углубления кольца в воду копать колодец переставали. Для того, чтобы работающие землекопы случайно не утонули, воду откачивали насосом. Да, копать колоец – труд каторжный.

Достоинства и недостатки способа

Плюсом является то, что выкопать колодец можно было везде. В этой статье мы рассмотрим центральный регион России. Воды будет предостаточно – колодец выступает в роли накопителя, в котором всегда будет 2-3 м 3 воды. Обычно такая вода мягкая. Еще к плюсам можно отнести небольшую стоимость, так как кольцо на 1 м в диаметре стоит около 2700 рублей, вкопать такое кольцо будет стоить столько же. По простой арифметике можно понять, что колодец, на который будет затрачено примерно 7-10 колец, обойдется вам в 50-55 тысяч рублей. А вот абиссинский колодец обойдется вам дешевле на 30%.

Недостатки – в колодец может легко попасть верховодка, особенно если вы проживаете в болотистой местности. Помимо этого, сверху идут засорения в виде пыли, грязи и прочих нежелательных вещей. Иногда колодцы пересыхают, к примеру, при выкапывании весной (когда в земле воды с избытком, можно случайно спутать скопление воды с источником). Периодически следует прочищать колодец, чтобы он не заиливался. Если такое случилось, то вода поступать не будет.

Еще один минус – опасность бактерий. Иногда такие проблемы проявляются не сразу после выпивания сырой воды из колодца, а после 2-х недель (инкубационный период).

Скважина на песке

Данный вид скважины на воду обладает глубиной от 16-ти до 30-ти метров, а технология бурения заключается в следующем – скважину на ближайший горизонт водоноса бурят шнековым способом. Она представляет собой трубу в диаметре больше 10 см, на ее конце находится фильтр – трубочка с перфорацией, которая обмотана сеткой галунного плетения из латуни/нержавейки. Фильтр ставят в крупнофракционных песках с добавлением гальки. Так, при одновременном открытии 2 кранов из каждого будет выходить по 90-165 грамм/сек. Получается, что заполнение крана будет около 2-4 секунд. Это не так много, но для дачи подойдет.

Срок эксплуатации скважины от 6-ти до 16-ти лет, все зависит от регулярности использования. Если же вы будете пользоваться скважиной 1-2 раза в месяц, то она выйдет из строя.. нет, не через 30 лет, а через 2-3 года. Что делать, если скважины заилилась? Попробуйте прочистить ее большим напором воды, но тогда знайте, что может порваться фильтр. Бывает и так, что промывание не дает результатов, а значит, придется заказывать вторичное бурение.

Совет! Иногда выгоднее потратиться на одну артезианскую скважину и у вас будет вода на протяжении 60-80 лет, чем каждые 8 бурить новую песочную.

Артезианская скважина

Свое название скважина получила неслучайно, и произошло это во французской провинции «Артуа», где такой вид скважин был пробурен впервые, при этом был самоизлив воды. На сегодняшний день в практике не всегда встречаются артезианские виды скважин, которые фонтанируют. Также при бурении такой скважины вам не придется устанавливать сетчатый фильтр, так как эти воды находятся в пластах известняка. Но и не в каждом известняке есть такие воды – только в пористых видах. Отличительной особенностью артезианской скважины является большое количество поступаемой воды – от 4 до 10 м 3 час. В такой скважине вода никогда не кончается, и даже минимальный срок службы составляет 65 лет. Вода 100% не будет содержать в себе аммиака, микробов, мочевины и других загрязнений. Чаще всего для известняка используют такую буровую машинку, как УРБ-2А.

Недостаток может заключаться в том, что не на каждый участок сможет заехать эта машина. Для бурения вам нужна будет площадка хотя бы 5*6 метров. Стоимость, которая кстати, довольно высока, полностью оправдана долговечностью и большим количеством воды. Если у вас не так много денег, а скважина очень нужна, попробуйте поговорить с соседями о том, чтобы пробурить одну скважину на несколько домов. Дажи при питании трех домов одновременно от одной скважины у вас все равно будет доступ воды 1 литр/3 сек.

Абиссинский колодец

Страна в Африке, а ныне современная Эфиопия, в начале XIX века смогла похвастаться тем, что в Абиссинии английские войска внедрили в жизнь изобретение Нортона (по национальности американца) трубчатый колодец. Это самый дешевый вариант водоснабжения из всех существующих. Его часто используют при самодельном бурении скважины для воды. В отличие от простого колодца сюда точно не попадет верховодка, грязь и пыль. Колодец выкачивает воду с глубины 9-13 м. В большинстве случаев вода пригодна для питья, не содержит много солей и минералов.

В этой статье хотелось бы вкратце пробежаться по теме нефтяных скважин. Разберемся с вопросами: Что такое скважина? Какие они бывают в нефтяной промышленности? Разберем типовую конструкцию скважин, категории скважин по назначению и т.п. Профессионалы-нефтяники могут эту статью благополучно пропустить, так как ничего нового вы здесь не найдете. А вот тем, кто еще не очень хорошо разбирается в нефтяных скважинах, статья может оказаться весьма полезной.

Ну что ж, с введением закончили, теперь давайте перейдем напосредственно к скважинам. Начнем с элементарного вопроса:

Что такое скважина?

Скважина - это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Какие еще признаки делают скважину скважиной? Мы знаем, что есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину - нет. Таким образом, скважина – это горная выработка без доступа в нее человека . В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м . Но это, как говорят американцы, optional .

Верхняя часть скважины называется устье , нижняя – забой . Стенки скважины – это ствол скважины.

Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. Скважины - это сложные капитальные сооружения. Их, кстати говоря, относят к основным средствам предприятия, а затраты на бурение скважин и их обустройство - к капитальным вложениям.

Конструкция скважины

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

• конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
• конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
• конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
• кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление , и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор . Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной . Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

Типы скважин

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

• вертикальная;
• наклонно-направленная;
• горизонтальная;
• многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина .

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону - ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными) .

Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?

Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС) . Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют многозабойной (МЗС) .

Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.

Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).

Категории скважин

По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:

• поисковые;
• разведочные;
• эксплуатационные.

Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.

Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.

При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин :

• основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
• резервный фонд скважин;
• контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
• оценочные скважины;
• специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;
• скважины-дублеры.

Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.

Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.

Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.

Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:

• наблюдательные - для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
• пьезометрические - для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С 1 .

Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:

• водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
• поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.