Артезианская вода – эта та, что находится в водоносном слое (горизонте), расположенном между водоупорными слоями, под гидростатическим давлением. Для обеспечения доступа к ней бурят специальную скважину, производительность которой может достигать пятьдесят кубических метров воды в час, и работать она может не менее 50 лет.
Термины, понятия, определения
Что такое скважина
Так называется глубокое отверстие в земле в форме цилиндра, сделанное с использованием специального (бурового) оборудования. Для предотвращения попадания внутрь посторонних примесей (песка, воды) стенки укрепляют специальными трубами, называемыми обсадными. Забоем называется дно скважины, устьем – начало.
Какие они бывают
Горизонт, к которому прокладывается скважина, определяет её название. Вода обычно содержится в двух типах водоносных горизонтов:
- водоносные пески, содержащие грунтовые воды;
- водоносные известняки, содержащие артезианскую воду.
Для каждого типа водоносного слоя конструкция скважины своя, её название определяется по типу водоносного горизонта – “скважина на песок” или “скважина на известняк”.
Артезианская скважина и её устройство
Так называется специально устроенное гидротехническое сооружение, доходящее до водоносных известняков и обеспечивающее получение воды. Стенки скважины укрепляют обсадными трубами. Она имеет телескопическое строение, её диаметр уменьшается от устья к забою.
Технология создания
Используемое оборудование
Бурение скважин осуществляется, как правило, при помощи передвижных буровых установок. Такие установки типа УРБ-2 монтируют обычно на грузовых автомобилях УРАЛ, ЗИЛ, КАМАЗ. В качестве силового агрегата установки может использоваться как мотор автомобиля, так и дополнительный двигатель.
Для разрушения породы применяют специальные шарошечные долота разного диаметра, для верхних пород используют крупное долото, при бурении известняка используют долота меньшего диаметра.
Чтобы избегнуть осыпания скважины, в неё устанавливают обсадную колонну, которая ещё дополнительно изолирует верхние слои с грязной грунтовой водой. Обычно такие колонны изготавливают из труб, для которых используется сталь марки ст.20. Нельзя применять оцинкованные или анодированные трубы, так как соединения цинка чрезвычайно опасны для здоровья.
Стыковка обсадных труб производится либо сваркой, либо по резьбе, наиболее часто используется последний способ.
При бурении используют воду или другие жидкости, для их подачи в скважину применяют специальные насосы, называемые “грязевыми”.
Практикуют разные методы бурения, но сейчас будем рассматривать только одну технологию.
Бурение на воду с промывкой
При таком способе буровая установка вращает буровое долото, установленное на буровой штанге, а разрушенная порода удаляется гидравлическим способом. Осуществляется это следующим образом – через буровые штанги под давлением подаётся специальная жидкость, которая размывает разрушаемую породу и доставляет её на поверхность. Там эта жидкость попадает в отстойник, а потом по гибкому шлангу насосом опять подаётся в забой.
Именно поэтому такой метод называется бурением с промывкой. Глинистый раствор выполняет ещё и функцию укрепления стенок, удерживая их от обрушения.
Порядок выполнения работ получается следующим:
Первоначально осуществляется бурение верхних слоев (песок, глина, суглинок) до известняка. Применяют для этого крупные долота, для промывки породы используют глинистый раствор или воду.
При достижении известняка буровые штанги извлекают, устанавливают обсадные трубы и выполняют промывку.
Известняк служит природным хранилищем воды из-за присутствия в нём большого числа трещин, каверн, по которым вода перетекает из одного места в другое.
Дальше бурение осуществляют с использованием воды вместо глинистого раствора, при этом применяются штанги меньшего диаметра. Если попадаются участки, содержащие слои песка и глины, всё это отмечается в журнале буровым мастером.
При достижении водоносного слоя в пластах известняка, вода, поступающая извне, начинает ими поглощаться. Её количество восполняется при помощи воды, дополнительно подвозимой автоцистерной. По степени этого поглощения определяется дебет скважины. Как только дебет достигает нужного значения, бурение прекращают, устанавливают обсадные трубы, диаметр которых меньше используемой раньше обсадной трубы.
В ходе выполнения работ в журнале буровой мастер фиксирует, какие породы проходит долото. Определяют это по содержанию выходящего глинистого раствора.
На основании вышеизложенного видно, что создание артезианской скважины разбивается на следующие операции:
- разрушение породы;
- крепление стенок;
- транспортировка разрушенной породы на поверхность.
Разрушение породы осуществляется долотом, транспортировка измельчённой породы промывочным раствором, а для крепления стенок используют обсадные трубы.
Видео бурения скважины с промывкой
Окончание работ по бурению
После завершения бурения скважину промывают до получения чистой воды, для чего внутрь опускают на штангах скважинный насос. По времени этот процесс может длиться до суток. Однако окончательное заключение о качестве воды можно получить только через несколько недель после начала эксплуатации источника.
Кроме того, проводят необходимые замеры и оформляют паспорт скважины, в котором указывают её глубину, высоту уровня воды, дебит и другие характеристики.
