Конструкция и устройство скважин

Трубчатые буровые колодцы (далее – скважины) устраивают путем бурения в земле вертикальных цилиндрических каналов – скважин.

Они могут использоваться для приема как безнапорных, так и напорных подземных вод. И в том, и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного пласта – «совершенные» колодцы (рис. 34 а, б) или заканчиваться в толще водоносного пласта – «несовершенные» колодцы (рис. 35 а, б).

Рис. 34. Расчетные схемы совершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта:

а – напорный пласт;

б – безнапорный пласт.

Рис. 35. Расчетные схемы несовершенных трубчатых колодцев при заборе воды из водоносного пласта:

а – напорный пласт;

б – безнапорный пласт.

Конструкция скважин зависит от глубины залегания подземных вод, характера проходимых горных пород и способов бурения. При небольшой глубине скважин ее принципиальная схема имеет следующий вид. Скважина состоит из следующих частей: 1 – Нижняя часть – водоприемная часть, устраивается в виде так называемого фильтра. Фильтр предназначен для предупреждения попадания в колодец мелких частиц породы эксплуатируемого водоносного слоя. Фильтр оканчивается отстойником в виде глухой трубы, в нем выпадают частицы породы, которые могут все же проникнуть через фильтрующие приспособления в колодец.

2 – Средняя часть – устье (оголовок), в котором заключена головка колодца, оборудованная средствами подъема воды и другими, из которых санитарные имеют очень большое значение.

В некоторых случаях принципиальная схема трубчатого колодца усложняется. Например, если колодец предназначен для использования нескольких водоносных пластов В₁ и В₂, то в этом случае (см. рис. 36,а) рабочая часть каждого звена (I и II) должна приходиться против соответствующего водоносного горизонта (В₁ и В₂). В этом случае (см. рис. 36,б) рабочая часть каждого звена (I и II) должна приходиться против соответствующего водоносного горизонта (В₁ и В₂).

а) б)

Рис. 36. Колодец для использования нескольких

водоносных пластов

Иногда, а именно в скважинах, получающих воду из таких трещиноватых пород, имеющих вполне устойчивые стенки, фильтры не ставятся. Здесь они не только не нужны, но и бесполезны, так как увеличивают гидравлическое сопротивление при поступлении воды и удорожают строительство.

При устройстве глубоких скважин (рис. 36,б) сначала ведут бурение на глубину n и закрепляют стенки полученной скважины обсадными трубами диаметром d₁. Эта колонка называется кондуктором. Затем пробуривают поочередно до глубин h₂, h₃ и т.д. диаметрами d₂, d₃ и т.д. до водоупора, даже ниже него. В результате скважина приобретает телескопический вид. В целях надлежащей защиты колодца от загрязнений важно оставлять невырезанными трубы d₁ и d₂. Первую обсадную трубу, т.е. кондуктор следует оставлять всегда.

В проектах водозаборных скважин наряду с разработкой их конструкций указываются требования к бурению, оборудованию и опробованию; даются конструкции фильтров, спецификации труб и других необходимых материалов. При этом нужно учитывать следующие общие положения:

- выход одной колонны обсадных труб можно принимать:

а) при ударно-канатном бурении в сухих грунтах 25 – зон, а во влажных грунтах 35 – 45 м;

б) при роторном вращательном – до 300 м.

- диаметр каждой следующей колонны отличается от предыдущей на 50 – 100 мм;

- заход вырезаемой колонны в предыдущую допускается на 3 м при глубине скважины до 30 м, при большей глубине этот вход должен быть не менее 5 м;

- глубина погружения первой колонны обсадных труб 30 – 50 м;

- длина отстойника фильтра – от 0,5 до 2-3 м;

- расстояние от водоупора до кромки фильтрующей поверхности – не менее 1,0 м.

Таблица 6. Категории надежности водозаборов из подземных источников

Конструкция головки (устья) имеет большое значение с санитарно-технической точки зрения. Оголовок должен:

1) предупреждать попадание в колодец загрязнений;

2) допускать возможность сравнительно простой и быстрой разборки в целях ремонта, чистки воды в колодце отверстие не менее 13-20 мм.

В зависимости от требуемой надежности, глубины залегания и мощности водоносных пластов типы подземных водозаборов рекомендуется принимать согласно таблице 6.

При определении числа скважины необходимо предусмотреть резервные скважины, число которых назначается по таблице 7 от количества рабочих.

Таблица 7. Определение количества резервных скважин

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: