что такое зеркало воды при бурении скважины
Зеркало воды в скважине
В теплое время года больше заказов на гидробурение. Ведь автономное водоснабжение нужно организациям и владельцам частных усадеб. И это касается как загородных домов, так и дач. Но с того момента, как начали появляться фермерские хозяйства, также появилась потребность в поливе полей. И для этого на участках земли делаются автономные источники. Специалисты по бурению говорят непонятную для непосвященного человека фразу про зеркало воды в скважине. Что это означает?
§ Что такое зеркало воды в скважине
Необходимо сразу отметить следующее: глубина бурения и зеркало — разные понятия. Во-первых, существует не один водоносный слой. Просто каждый слой находиться на разной глубине. Обычно, первый слой используют только при рытье колодцев, и здесь уровень определить легко.
А во-вторых, много зависит от способа бурения источника. Например, если работать шнековым буром, то при прохождении сухой породы проще определить, когда достигли влаги. При гидробурении постоянно идет подача жидкости, поэтому узнать, когда достигли водоноса будет сложнее.
Что означает это выражение, и зачем это человеку, который заказал бурение? Ответ на простой: это расстояние от верха гидросооружения до поверхности воды. К примеру, общая глубина скважины достигает 15 метров, а до ее поверхности окажется только 8 метров.
Вот и получается следующее: расстояние от устья скважины до воды в ней — зеркало.
§ Как определить зеркало воды
А теперь разберёмся, как определить столб жидкости при разных методах работ.
При выборе насоса нужно знать расстояние до зеркала воды. Особенно это касается ситуации, когда используется не глубинный, а поверхностный насос или насосная станция.
Рассчитайте, с какой глубины насос будет поднимать влагу на поверхность. Слабый насос не справится, а чрезмерно мощный будет неоправданно дорого стоить.
Что такое зеркало воды? Значимость понятия
Что такое зеркало воды? Значимость понятия
При бурении и эксплуатации скважины существует такое понятие, как «зеркало воды». Для стабильного водоснабжения требуется подходящая мощность насоса.
Зеркало воды
Артезианская скважина является надежным источником автономного водопотребления для частных домовладельцев или организаций. При вычислении необходимой производительности насосного оборудования, требуемого для закачки водного ресурса в трубопровод и обеспечения силы напора прохождения жидкости, нужно знать глубину шахты и линию зеркала воды.
Водоносные прослойки расположены на разной глубине. Самый ближний слой к поверхности земли широко используется для колодезной жидкости. Артезианский водный ресурс находится в глубоких водоносах.
Чтобы достичь водного горизонта, используются различные способы бурения. Момент достижения влаги довольно просто определить шнековым буром, который сначала проходит сухую породу. При этом оборудование работает под нагрузкой.
Достигнув водоносного горизонта, создаются совсем другие условия, при которых ведутся работы. Жидкость из первого водоноса пополняет буровое пространство. Во влажной среде нагрузка заметно снижается, а земля становится мокрой.
При использовании технологии гидробурения подача жидкости в процессе работы идет постоянно. Водный поток способствует размягчению породы, вымывая ее наверх. Давление пласта поднимает столб жидкости. Работать в мокрой среде легче, но водонос выявить бывает значительно сложнее, чем в шнековом варианте.
Зеркало воды перед обсадкой оказывается выше водоносного слоя. Бурение продолжается до следующего водонапорного горизонта. Обсадная труба перекроет доступ к верхним водоносам, в которые проникает грязь с поверхности.
После окончания бурения, установки обсадной трубы, водоносный горизонт наполняет пространство. Образуется зеркало воды, которое может опуститься до линии водоноса.
Выполняя артезианское бурение, жидкость выходит через обсадку на поверхность. При этом образуется фонтан, поскольку с большой глубины вода выталкивается наверх под давлением, создаваемым пластами земной коры. В этом случае зеркала воды не создается.
При необходимости пробурить артезианскую скважину можно заказать работы в компании Кимберия. Профессиональные специалисты этой организации выполняют бурение вращательным способом с промывкой, а также оказывают услуги в дальнейшем обустройстве водоисточника.
Важные характеристики
Скважина является сложным гидросооружением, которое имеет свои технические параметры, требующие систематического контроля. Основными характеристиками скважинного водоисточника являются:
При неработающей помпе зеркало воды находится на определенной глубине в спокойном состоянии. Этот уровень называется статическим.
Данная характеристика считается достаточно важной. Поэтому гидромониторинговая служба замеряет ее в различных регионах, используя наблюдательные скважины. Такая информация необходима, чтобы учесть водяные запасы.
В неглубоких шахтах зеркало воды зачастую находится наравне с УГВ, поскольку безнапорный водонос и УГВ связаны гидравлически между собой. При этом не обязательно, что в скважину проникают загрязнения.
Другой важный параметр — динамический уровень определяется при включенном насосе. Этот показатель также измеряется расстоянием, начиная от нулевой точки на земле. Зеркало воды стабилизируется в обсадной трубе при постоянно выкачиваемом водном ресурсе. Используя насосное оборудование разной производительности, значения бывают различными. Динамический урез необходим, чтобы правильно определить высоту, на которую требуется подвесить скважинное насосное устройство.
Задачей насосного оборудования является подъем жидкости на поверхность. Чтобы подобная функция успешно выполнялась, необходимо рассчитать глубину скважины, правильно определиться с производительностью насоса.
Ориентировочно глубину нахождения водоносных горизонтов может узнать у соседей. Трубопровод для подведения воды к дому прокладывается глубже линии промерзания грунта. В Московской области этот уровень расположен на расстоянии 1,5 метров ниже поверхности земли.
Замеры
Для измерения глубины зеркала воды используется простое приспособление. Кусок трубки длиной сантиметров 10 с заглушкой сверху обвязывают шпагатом и опускают в шахту. При касании зеркала воды раздается звук шлепка.
Такой инструмент позволяет измерить динамический урез. При этом насосное оборудование включается, трубка опускается вниз. Периодически проверяется зеркало воды. Настает момент, когда жидкость перестает опускаться. Это означает достижение динамического уровня. Поэтому шпагат следует привязать и продолжать откачивание еще где-то около часа, время от времени проверяя линию поверхности зеркала. Если она не опускается, но можно замерять глубину. Шпагат поднимают, замеряют длину, значение которой является величиной динамического уровня.
Вычисление дебита
Для правильного выбора эксплуатационного насосного устройства нужно узнать дебит скважины. Этот параметр позволяет оценить возможность объемов поставки водного ресурса. Снижение дебита свидетельствует о имеющихся проблемах с водозабором.
Для расчета расходной характеристики водоисточника нужно знать размеры выработки и расстояние до зеркало воды, изменяющееся в зависимости от технических причин, времени года. Дебит можно вычислить по упрощенному способу. Вычисляя расход, производительность помпы определяют удельный и реальный дебиты.
Исходными данными для расчета являются значения уровней в стволе, высота столба воды. Последовательность операций при вычислении такая:
Дебит водоисточника определяется при известной производительности насосного оборудования и установленных уровнях (статического, динамического). Например, разница статического и динамического уровня составляет 5 метров с насосом 1 куб/час. Дебит гидросооружения с водяным столбом в 16 метров равен примерно 16/5 = 3 куб/час, что составляет 200 л на метр.
Водоотдача скважины тем больше, чем меньше разница между уровнями. В артезианских водоисточникам урезы (динамический, статический) совпадают.
Насосное оборудование
Чтобы поднять водный ресурс из скважины на поверхность необходим насос. Важными факторами при выборе оборудования являются:
Насосные устройства бывают поверхностными, погружными, механическими ручными. Для артезианской скважины лучше всего подходит погружная модель. Поверхностные, ручные качают жидкость с небольшой глубины. (до 10 метров). Некоторые модели могут осилить глубину до 30 м.
Хорошее оборудование играет важную роль для бесперебойного водоснабжения. Глубина артезианских скважин зависит от глубины залегания водоносных пластов. Она может составлять более ста метров. В таких условиях применяются специальные насосы, способные работать в артезианских водоисточниках.
Стабильная подача водного ресурса по трубопроводу обеспечивается благодаря погружному насосному оборудованию. Погружной или глубинный насос монтируют в месте водозабора. Минимальный диаметр такого устройства — 3 дюйма, что составляет 76,2 мм. Наиболее популярны 4-дюймовые приборы. Их размер — 101,6 мм.
Такой насос подходит для обсадной трубы с диаметром в 120 мм. Производительность прибора подбирается индивидуально. Глубинное оборудование может поднимать воду со скоростью 20-200 литров в мин. Устройство следует выбирать в зависимости от необходимого объема жидкости для потребительских целей.
Насосное оборудование обладает определёнными параметрами и возможностями. Задачей насоса является создание требуемого напора при перекачке водного ресурса в систему водоснабжения. Для монтажа удобной считается цилиндрическая форма устройства. Иногда к конструкции насоса предъявляется требование перекачки жидкости с примесями песка, глины. Загрязненная вода служит, например, для полива. Чтобы потреблять питьевую воду, она предварительно очищается.
Приобретая требуемый товар, нужно рассчитывать на длительный срок эксплуатации. Выпускаемые модели оборудования различаются качеством изготовления, заводом-производителем, техническими характеристиками. Насосы бывают центробежными, вибрационными.
Производительность погружного вибрационного устройства обычно невысокая. Поэтому он подходит только для скважины небольших глубин. Функционирование такого насоса можно регулировать с помощью вибрационного механизма.
Погружной центробежный насос рассчитан на длительный период использования. Он имеет две основных части: гидравлический элемент (насос) и электродвигатель. При вращении колес вокруг оси производится нагнетание жидкости. Вода поступает в патрубок устройства, создает давление, благодаря которому она поднимается в водопроводную систему.
Достоинства таких моделей:
Насосной частью являются рабочие колеса, закрепленные на валу и размещенные в нержавеющем корпусе. Погружные центробежные насосы имеют, независимо от моделей, сходные конструкции. Некоторые модели способны извлекать и перемещать воду с песчаными примесями. К самым износоустойчивым относятся устройства, в которых важные детали выполнены из нержавеющей стали.
Погружные модели демонстрируют отличную производительность при достаточно лояльной величине электропотребления.
Прокачка
Буровые работы относятся к сложному процессу, в результате которых появляется устойчивый поток жидкости. Однако после окончания процедуры бурения необходимо выполнить прокачку.
Добытая жидкость поначалу может напоминать поток грязи. Пригодный питьевой ресурс можно будет получен после раскачки и выполнения ряда других операций.
Грязный поток получается из-за попадания в шахту мелкого грунта и нерастворимых включений. При бурении происходит сильное заиливание. После прокачки загрязнения удаляются.
Однако проблема заиливания может появиться также впоследствии, поскольку внизу ствола накапливаются различные включения. Это бывает обычно при нерегулярном использовании водоисточника.
Создаваемые отложения вызывают существенные проблемы, решаемые при использовании способа откачки больших объемов водного ресурса
Зеркало вод
Смотреть что такое «Зеркало вод» в других словарях:
Зеркало грунтовых вод — поверхность “свободной” воды в почве или грунте. Определяется при бурении скважин. Экологический энциклопедический словарь. Кишинев: Главная редакция Молдавской советской энциклопедии. И.И. Дедю. 1989. Зеркало грунтовых вод поверхность… … Экологический словарь
ЗЕРКАЛО ГРУНТОВЫХ ВОД — поверхность (верхняя граница) грунтовой воды, отделяющая безнапорные гравитационные воды от капиллярной каймы зоны аэрации. Очертание З. г. в. изображается с помощью гидроизогипс. Син.: скатерть грунтовых вод, поверхность грунтовых вод свободная … Геологическая энциклопедия
Зеркало грунтовых вод — свободная поверхность грунтовых вод … Геологические термины
зеркало грунтовых вод — Поверхность грунтовой воды, отделяющая безнапорные, гравитационные воды от капиллярной каймы зоны аэрации. [Словарь геологических терминов и понятий. Томский Государственный Университет] Тематики геология, геофизика Обобщающие термины… … Справочник технического переводчика
ЗЕРКАЛО — ЗЕРКАЛО, а, мн. ала, ал, алам, ср. 1. Предмет со стеклянной или металлической отполированной поверхностью, предназначенный для отображения того, что находится перед ним. Напольное, стенное, настольное, ручное з. Стены в зеркалах. Туалетный столик … Толковый словарь Ожегова
зеркало грунтовых вод — Поверхность, ниже которой водопроницаемые породы насыщены водой … Словарь по географии
ЗЕРКАЛО ВОДНОЕ — водная поверхность наземныхи подземных ненапорных вод. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия
зеркало водное — Водная поверхность открытых водоёмов или подземных ненапорных вод [Терминологический словарь по строительству на 12 языках (ВНИИИС Госстроя СССР)] Тематики гидротехника EN water surface DE Wasserspiegel FR nappe d eauplan d eau … Справочник технического переводчика
зеркало — а; мн. зеркала, кал; ср. 1. Гладкая, отполированная поверхность, отражающая находящиеся перед ней предметы. Настенное з. Карманное з. З. с ручкой. Смотреться в з. Причёсываться перед зеркалом. Шкаф с зеркалом. З. телескопа. Медицинское з. Боковое … Энциклопедический словарь
Зеркало свободной воды — воображаемая поверхность в обводненной почвенно грунтовой толще, на которой гидравлическое давление почвенной влаги равно нулю. В природе обнаруживается в виде “зеркала”, т. е. поверхности вод грунтовых, вод почвенно грунтовых или вод почвенных в … Толковый словарь по почвоведению
Абиссинская скважина – доступный источник воды в загородном доме
Выбираете энергоэффективные решения?
Обратите внимание на геотермальные тепловые насосы FORUMHOUSE
Геотермальный тепловой насос EU (старт/стоп)
Геотермальный тепловой насос IQ (псевдоинвертор)
Геотермальный тепловой насос IQ (инвертор)
Пользователи FORUMHOUSE знают, что комфортная жизнь за городом немыслима без надёжного источника водоснабжения. Первое, что приходит на ум – вырыть колодец или пробурить артезианскую скважину, но оба эти способа имеют свои недостатки. Бурение дорого и требует применения специальной техники, а самостоятельная копка колодца под силу далеко не каждому. Однако есть третий, более доступный вариант – абиссинская скважина, или как её ещё называют, «игла».
Абиссинская скважина: что это за устройство
Абиссинская скважина – это водозаборная металлическая или пластиковая труба диаметром 2.5–4 см, установленная в водоносный пласт глубиной до 10-15 м. В нижней части трубы находится фильтр и наконечник скважины, так называемая «игла». Сверху на трубу устанавливается ручной насос или насосная станция, работающая на электричестве.
Абиссинка привлекает загородных жителей возможностью решить проблему водоснабжения своего участка, бани и даже загородного дома постоянного проживания без заезда тяжёлой техники.
Производительность абиссинки, в зависимости от «мощности» водоносного пласта, может достигать 3–5 м3 в час.
Преимущества абиссинской скважины
Среди преимуществ абиссинского колодца можно отметить:
Как сделать фильтр для абиссинской скважины
Долговечность «иглы» во многом зависит от химических особенностей водоносного слоя и эффективности её фильтра.
Хороший фильтр рекомендую делать так: покупаем оцинкованную толстостенную трубу длиной 1.5 м. Нарезаем с двух сторон резьбу. На основание трубы навинчиваем заострённый наконечник «иглу» (он раздвигает грунт) диаметром на 20 мм больше, чем диаметр трубы (место соединения наконечника с трубой можно для прочности проварить).
От основания трубы нужно отступить на 0.5 м. Это расстояние оставляем для отстойника под песок. Затем, через каждые 50 мм, в шахматном порядке сверлим отверстия диаметром 10 мм. Участок трубы с отверстиями обматываем нержавеющей проволокой диаметром 1.5 мм. После этого дополнительно наматываем в два слоя нержавеющую сетку с отверстиями малого диаметра.
Сетку сверху не провариваем, а закрепляем её хомутами из нержавейки. Для лучшей фильтрации трубу можно обмотать геотекстилем и закрепить его стальными хомутами.
Если в водоносном слое содержится большое количество примесей, а фильтр абиссинской скважины изготовлен с технологическими нарушениями, то она заилится, что приведёт к снижению качества воды и быстрому выходу из строя.
Недостатки абиссинской скважины
При всех своих плюсах, этот тип водоснабжения имеет несколько недостатков. Абиссинский колодец можно устроить не везде – есть участки, где с «иглой» лучше даже не связываться.
Абиссинская скважина: необходимые условия
Прежде чем взяться за работу по устройству «иглы», необходимо понять, подойдёт ли она вашему участку. Поэтому в первую очередь выясняем глубину залегания водоносного пласта (даже в разных районах в окрестностях Москвы глубина нахождения водоносного слоя может колебаться до 250 метров) и вид грунта.
Для поиска воды применяются разные методы: от лозоходства до геодезических карт, на которых отображены грунты и водоносные слои.
Абисинские скважины и особенности участков
Многое зависит и от индивидуальных особенностей участка. Чтобы усилия и деньги не были потрачены впустую, и абисийская скважина не осталась бесполезным памятником вашей беспечности, до ее самостоятельного устройства следует выяснить ряд моментов:
Хороший водонесущий пласт под «иглу» находится в жиле с крупным (речным) песком.
Самая совершенная конструкция абиссинской скважины не спасёт, если водоносный слой имеет слабую водоотдачу и малую мощность.
В случае, если водоотдача абиссинки невелика, придётся докупать и устанавливать накопительную ёмкость для воды на 500-1000 л.
Водоотдачу уже устроенной скважины можно узнать так – засекаем время наполнения мерной ёмкости и смотрим, за сколько наполняется 10-литровое ведро. Не прекращая откачку, повторяем процедуру ещё 2-3 раза через 10-15 минут, и получаем среднее значение – удельный дебет скважины.
Как сделать абиссинскую скважину самостоятельно: ручные способы
Существует два основных способа устройства абиссинской скважины:
Шнековое бурение предполагает наличие специального и не всегда доступного оборудования, поэтому подробнее остановимся на ручных методах устройства скважины.
Абиссинская скважина: забивание стальной «бабой»
При забивании скважины «бабой» на трубу надевается специальная металлическая чушка весом 40-50 кг, с отверстием в центре и двумя ручками по бокам. На трубу крепится «подбабок» – специальный стягиваемый болтами хомут. «Подбабок», являясь упором для «бабы», при ударе передаёт всю энергию трубе и «игле», которая постепенно входит в землю. По мере продвижения трубы вглубь породы, на трубу, друг за другом, через муфты навинчиваются дополнительные колена до тех пор, пока «игла» не достигнет заданной глубины.
Также на оголовок трубы можно накрутить специальную насадку, по которой будут наноситься удары. Данный способ устройства абиссинской скважины требователен к качеству резьбы, т.к. на неё ложится большая нагрузка.
«Иглу» я собирал на стальных муфтах и на пакле (льне) с пастой, т.к. чугунные фитинги от ударов могут лопнуть. Во время забивки постоянно подтягивал колонну ключом по часовой стрелке.
Для контроля глубины погружения колонны и облегчения прохождения грунта в трубу заливается вода.
При достижении водоносного слоя вода с характерным шумом уходит из трубы. После этого можно добить колонну ещё на один метр, (чтобы весь фильтр оказался в водяном пласте) и попытаться прокачать «иглу».
При заправке воды в трубу она может уходить либо в пространство между трубой и глиной/сухим песком, либо в водоносный слой. Раскачиваем колонну ручным поршневым насосом. И только потом подключаем электрический.
После забивки абиссинки у меня сначала шла мутная вода с мелким песком и взвесью.
После прокачки порядка 500 литров вода пошла чистая. Где-то после 1000 литров воду стали использовать для питья.
По мере прокачки скважины и намывания вокруг фильтра «иглы» водяной линзы вода будет идти всё чище и чище. Предлагаем вам познакомиться с нашей статьей, где подробно рассмотрено устройство абиссинской скважины методом забивания стальной «бабой».
Абиссинская скважина: забивание прутком
Существует и другой способ забивки скважины – изнутри трубы, при помощи металлической штанги – толстого арматурного прутка.
Я думаю, что забивать скважину лучше не «бабой», а штангами.
В этом случае арматура бьёт по тыльной стороне «иглы», размещённой в головной части трубы первой секции перед фильтром. Наконечник необходимо хорошо приварить к трубе.
Арматурой я забивал так: выкопал яму глубиной около полуметра и установил в неё первую трубу с наконечником.
Над трубой поставил треногу, и через блок, на тросе, опустил в трубу стальной пруток весом 40 кг. Забивал на замах.
Если веса прутка недостаточно, то по мере углубления скважины друг на друга навинчиваются новые секции штанги.
Я пришёл к выводу, что дюймовую трубу лучше забивать снаружи «бабой», а трубу дюйм с четвертью лучше изнутри, штангой.
Метод забивки скважины прутком исключает возможность устройства «иглы» в ограниченном пространстве, в подполе.
Казалось бы, устройство забивной скважины предполагает использование только прочной металлической трубы. Однако пользователю FORUMHOUSE с ником максим саныч удалось забить полипропиленовой трубу!
Я не хотел использовать трубу из чёрного металла или оцинковки. Труба из нержавейки стоит дорого. Поэтому решил забить полипропиленовую трубу. Купил 6 м трубы сороковки, армированной стекловолокном. Сделал метровый фильтр и забил скважину прутком изнутри. Всё отлично работает. Трубу не сломало. Теперь думаю и соседям так сделать.