Добывающая скважина: устройство, типы и эксплуатация

Добывающая скважина — это вертикальная горная выработка цилиндрической формы, пробуренная с поверхности земли до водоносного горизонта для извлечения подземных вод. Добывающая скважина обеспечивает частный дом автономным водоснабжением независимо от центрального водопровода: при правильном обустройстве она работает 30–50 лет без капитального ремонта.

Добывающая скважина — основной тип водозаборной скважины для частного водоснабжения. Её задача — вскрыть водоносный горизонт (водонасыщенный слой породы: песок, известняк или трещиноватые горные породы) и обеспечить стабильный приток воды к насосу. В отличие от колодца, добывающая скважина уходит значительно глубже — от 20 до 150 м, — что позволяет добраться до горизонтов, недоступных для поверхностного загрязнения.

Конструкция добывающей скважины состоит из нескольких обязательных элементов:

• Обсадная труба — стальная или пластиковая труба, укреплённая в стволе добывающей скважины по всей её длине. Обсадная труба предотвращает осыпание стенок ствола, изолирует водоносный горизонт от поверхностных вод и создаёт канал для подъёма воды. Стальные трубы используют при глубинах свыше 50 м, пластиковые (НПВХ) — в неглубоких добывающих скважинах на песок.
• Фильтровая колонна — нижняя часть обсадной трубы с перфорацией (отверстиями или щелями), через которую вода из водоносного горизонта поступает в ствол добывающей скважины. Тип фильтра подбирается по фракции водовмещающей породы: для мелкозернистого песка — проволочная намотка, для известняка — перфорация без обсыпки.
• Затрубная цементация — заполнение пространства между обсадной трубой и стенками ствола добывающей скважины цементным раствором. Цементация герметизирует скважину от проникновения верховодки — поверхностных загрязнённых вод — к водоносному горизонту.
• Оголовок скважины — герметичная крышка на верхнем торце обсадной трубы. Оголовок защищает добывающую скважину от попадания дождевых вод, грызунов и мусора, а также является точкой крепления кабеля насоса и водоподъёмной трубы.
• Кессон — герметичная камера вокруг оголовка добывающей скважины, устанавливаемая ниже глубины промерзания грунта (1,2–1,8 м в средней полосе России). Кессон защищает оголовок от промерзания и предоставляет место для установки насосной станции, гидроаккумулятора и запорной арматуры.

Добывающая скважина на песок

Скважина на песок вскрывает водоносный горизонт в песчаном пласте на глубине 15–50 м. Дебит — объём воды, который добывающая скважина отдаёт в единицу времени, — составляет 0,5–3 куб.м/ч. Этого достаточно для водоснабжения семьи из 2–5 человек. Срок службы — 10–15 лет: фильтр постепенно заиливается, и добывающую скважину со временем требуется промыть или заменить. Стоимость бурения ниже, чем у артезианской скважины.

Артезианская добывающая скважина

Артезианская добывающая скважина достигает водоносного известнякового горизонта на глубине 50–150 м и более. Вода в артезианском горизонте находится под напором — в ряде случаев она самостоятельно поднимается к поверхности без насоса. Дебит артезианской добывающей скважины — 3–10 куб.м/ч и более. Срок службы — 30–50 лет. Для бурения артезианской добывающей скважины требуется лицензия на водопользование.

• Выбор места. Добывающую скважину располагают не ближе 30 м от септика, выгребной ямы и скотного двора. Расстояние до дома — не менее 3–5 м для удобства обслуживания.
• Метод бурения. Для добывающих скважин на частных участках применяют роторное бурение с промывкой или шнековое бурение. Диаметр ствола — 133–168 мм под обсадную трубу 125–159 мм.
• Обсадка и цементация. После достижения водоносного горизонта ствол обсаживают трубами с одновременной установкой фильтровой колонны. Затрубное пространство цементируют снизу вверх.
• Прокачка. Новую добывающую скважину прокачивают насосом 10–20 часов для удаления бурового шлама и мелких частиц породы. После прокачки берут пробу воды на химический и бактериологический анализ.

• Погружной насос — основной подъёмный агрегат добывающей скважины. Опускается непосредственно в ствол скважины ниже динамического уровня воды. Производительность подбирается не выше дебита добывающей скважины во избежание «сухого хода».
• Гидроаккумулятор — накопительный бак с мембраной объёмом 50–500 л. Выравнивает давление в системе водоснабжения и снижает частоту включений насоса, продлевая его ресурс.
• Реле давления — автоматика, включающая насос при падении давления ниже нижнего порога (1,5–2 атм) и выключающая при достижении верхнего (3–3,5 атм).
• Система фильтрации — механический фильтр, обезжелезиватель и умягчитель. Состав фильтрационного комплекса определяется по результатам анализа воды из добывающей скважины.

• Регулярный отбор воды. Добывающая скважина не должна простаивать более 1–2 месяцев без прокачки: застойная вода создаёт условия для развития бактерий и отложения осадка на фильтре.
• Контроль качества воды. Анализ воды из добывающей скважины рекомендуется проводить раз в 2–3 года: изменение цвета, запаха или вкуса — сигнал для внеплановой проверки.
• Осмотр оголовка и кессона. Ежегодно весной проверяют герметичность оголовка добывающей скважины, состояние кабеля насоса и водоподъёмной трубы.
• Промывка фильтра. При снижении дебита добывающей скважины на 30% и более выполняют промывку или замену фильтровой колонны. Периодичность — раз в 5–10 лет в зависимости от состава воды.

• Добывающая скважина — вертикальная выработка для подъёма подземных вод из водоносного горизонта; обеспечивает автономное водоснабжение на 30–50 лет.
• Конструкция добывающей скважины включает обсадную трубу, фильтровую колонну, затрубную цементацию, оголовок и кессон.
• Скважина на песок — дешевле, дебит 0,5–3 куб.м/ч, срок службы 10–15 лет; артезианская — дороже, дебит от 3 куб.м/ч, срок службы 30–50 лет.
• Оборудование добывающей скважины: погружной насос, гидроаккумулятор, реле давления и система фильтрации — состав фильтров определяется по анализу воды.
• Ежегодный осмотр оголовка, контроль качества воды раз в 2–3 года и своевременная промывка фильтра обеспечивают бесперебойную работу добывающей скважины.