Диаметр скважин в первую очередь подбирается в зависимости от габаритов установленного оборудования, размеров обсадной трубы, типа и мощности насоса.
Если планируется установка также и насосной станции, то для обеспечения водой придется применять шахты больших размеров с глубоким погружением гофрированной части обсадной трубы. Поэтому размер скважины играет ключевую роль при организации водоснабжения.
Основные параметры скважин
Скважины на воду обладают двумя важнейшими параметрами:
- Диаметр. Зависит от типа используемого насосного оборудования, его размеров, максимальных габаритов, конструкции. Диаметр скважины должен быть достаточным для установки трубы, фильтра, обеспечения необходимого объема поступления чистой воды.
- Глубина. Зависит от объема перекачиваемой воды, уровня ее загрязненности, сферы применения, мощности насосного оборудования.
В результате оптимальный размер шахты определяется расчетом с учетом глубины погружения и окружности трубы.
На оптимальные размеры шахт влияет несколько ключевых факторов, а именно:
- Тип почвы. Если почва песчаная, то шахта должна быть достаточно большой глубины чтобы не закачивать загрязненные грунтовые воды. Также с такой проблемой сталкиваются владельцы участков на суглинке с незначительным уровнем фильтрации, при этом все химикаты и загрязнители попадают в глубокие грунтовые горизонты.
- Рельеф местности. Глубина шахты, а соответственно и ее объем, напрямую зависит от глубины погружения насоса. Если шахта бурится в горной пересеченной местности, без предварительной геологической разведки не обойтись. Ведь водные горизонты, поставляющие пригодную для питьевых нужд воду, могут залегать на значительной глубине, и тогда придется не только подбирать оптимальный насос, но и рассчитывать внутреннюю окружность шахты.
- Поставленные задачи. Для производственных нужд достаточно неглубокой шахты и поставляемой ею неочищенной воды, не подходящей для питья.
Как подобрать оптимальный диаметр?
Диаметр скважины – это сечение эксплуатационной колонны (обсадной трубы). Чем шире сечение, тем больше площадь фильтра и выше производительность соответственно. Но и расходы на бурение при этом возрастают также. Потому при расчете оптимальной величины окружности шахты необходимо учесть максимально возможное потребление воды, подобрать насос и материал трубы.
Окружность шахты также зависит от финансовых возможностей заказчика и типа используемого оборудования. Для обычного глубинного насоса с небольшой производительностью окружность можно принять и поменьше. А вот для насосной станции – уже значительно большую, ведь объемы перекачиваемой воды будут весьма значительны.
Скважина под насосную станцию
Часто применяется для систем пожаротушения или производственных нужд. Станция устанавливается на поверхности, имеет самовсасывающий насос, который может подать воду с глубины до 10 метров. Потому диаметр скважины должен быть для станций до 50 мм – это оптимальное и рациональное решение.
Сейчас существует возможность приобретения станции с выносным эжектором, отличающиеся высокой производительностью и поднимающие воду с глубины около 50 метров. Но такая система стоит очень дорого, в ней используется шланг большого диаметра, потому окружность шахты должна быть не менее полутора диаметра шланга, в противном случае гофрированную трубу просто невозможно опустить на глубину.
Трубы для обсадки скважин
Имеется ряд требований к параметрам труб для обсадки. К ним, в первую очередь, относятся толщина стенок, внутренний и внешний диаметры трубы. Допустима погрешность в пределах 10%, но не больше внешнего диаметра самого отверстия.
На рынке строительных материалов можно найти продукцию с повышенными показателями точности. Для нее порог прямолинейности составляет:
- для труб внешним диаметром до 146 мм – 0,5 мм;
- для труб 89 мм – 0,3 мм.
Диаметр скважины для погружных насосов
Практически все погружные насосы имеют внешний диаметр до 100 мм. Поэтому и диаметр обсадной трубы для скважины также должен быть не менее 100 мм. Но есть и меньшие модели с диаметром 76 мм, использующиеся преимущественно для небольших домохозяйств, так как не отличаются высокой производительностью.
Однако, стоимость бурения шахты окружностью 100 и 80 мм практически одинакова, потому лучше добавить немного средств и приобрести насос с большей производительностью и обустроить шахту с оптимальным для насоса внутренним сечением.
Расчет объема скважины
Скважина с точки зрения геометрии – это классический цилиндр с небольшим диаметром и значительной длиной. Поэтому расчет объема скважины производится по известному математическому выражению.
Формула имеет вид:
V=0,785*D2*L
где, V – это объем скважины;
D – полезный диаметр;
L – длина обсадной трубы или глубина погружения буровой установки.
Например, если необходимо обеспечить питьевой водой небольшое хозяйство в горной местности, где глубина грунтовых вод составляет до 50 метров, то лучше использовать недорогую в бурении шахту диаметром 100 мм и достаточно мощный погружной насос. В результате объем составит:
0,785*0,1002*50 = 0,3925 м3
Из любой скважины необходимо сделать эффективный отвод шлама, который образуется на дне. Следует также рассчитать и реальный напор воды путем умножения объема на расход. Также необходимо использовать поправочные коэффициенты, зависящие от вида грунта, структуры грунтовых вод, загрязненности, типа глины и степени ее разбухания.
На объем скважины также в немалой степени влияет и величина окружности обсадной трубы. Она производится из различных материалов, сечение труб может существенно отличаться, как и структура залегающей на участке бурения почвы. Подбирать трубы следует с учетом собственных финансовых возможностей, ведь не каждый может позволить себе приобрести и заложить стальные трубы из нержавеющей стали.
Но есть и альтернативные материалы, а именно:
- асбестобетон;
- пластик;
- дерево.
Наиболее популярны сейчас пластиковые трубы, они имеют ряд очевидных преимуществ:
- пластик не поддается коррозии, не разрушается;
- срок эксплуатации превышает 50 лет;
- легко переносит дезинфекцию и чистку;
- обладает невысокой стоимостью;
- можно приобрести в любом строительном магазине.
Ключевой недостаток пластика – слабая надежность конструкции. Если возможны сезонные или сейсмические подвижки почвы, то пластик быстро разрушается. При таких условиях лучше сразу покупать стальные или асбестобетонные обсадные трубы.
Несмотря на то, что объем скважины можно назвать ключевым параметром, другие факторы также не менее важны. Ведь величина внутреннего диаметра влияет на производительность и мощность, глубина погружения – на качество воды. Чем глубже шахта – тем лучшего качества будет поступать вода.
