Особенности и характеристики глубоких скважин
Эксплуатация промышленной артезианской скважины - это самый оптимальный способ добычи большого объема чистой воды со значительной глубины. Скважины другого типа не вырабатывают настолько же большого дебита воды высокого качества, подающейся под давлением, которое обеспечивает стабильный и хороший напор.
Такие гидротехнические сооружения используются в различных производствах, для орошения полей, водоснабжения многоквартирных домов и других крупных объектов.
Глубина залегания
Артезианские воды в зависимости от типа грунта и особенностей местности залегают на глубине от 50 до 300 метров. Такая особенность затрудняет ремонт промышленных артезианских скважин методами и средствами, пригодными для обычных бытовых скважин и делает невозможным самостоятельное, непрофессиональное обслуживание.
Производительность и срок службы
Артезианская вода добывается из пазухи между двумя водоупорными слоями (в большинстве случаев - известняковыми) и давление воды в такой скважине столь велико, что способно в некоторых случаях поднять водяной столб на поверхность даже без помощи насоса.
Производительность артезианских промышленных скважин одна из самых высоких - от 3 до 20 кубометров в час. Объемы добычи зависят от множества факторов: типа грунта, рельефа местности, мощности оборудования, наличия фильтров и так далее.
Срок службы такого гидротехнического сооружения может превышать отметку в 50 лет - при условии профессионального бурения, использования подходящего оборудования и, самое главное - своевременного обслуживания всех узлов конструкции.
Обязательное обслуживание артезианской скважины и его периодичность
Для продления срока эксплуатации скважины, поддержания её стабильной производительности и высокого качества воды необходимо проводить регулярное обслуживание сооружения.
Опыт показывает, что затраты на периодические сервисные работы во много раз меньше, чем оплата работ по восстановлению работоспособности конструкции в результате аварий оборудования и разрушений её узлов вследствие износа и ненадлежащего ухода.
Согласно Постановления Министерства Жилищно-Коммунального Хозяйства Республики Беларусь от 20.12.2010 г. "ОБ УТВЕРЖДЕНИИ И ВВЕДЕНИИ В ДЕЙСТВИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО КОДЕКСА УСТАНОВИВШЕЙСЯ ПРАКТИКИ ТКП "СООРУЖЕНИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ИСТОЧНИКОВ НЕЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ НАСЕЛЕННЫХ ПУНКТОВ. ПРАВИЛА И ПОРЯДОК ТЕХНИЧЕСКОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ" следует производить технический осмотр трубчатого колодца артезианской скважины с последующим обслуживанием не менее одного раза в год. Такая периодичность является оптимальной по нескольким причинам: не успевает накопиться цепочка проблем, когда одна неисправность порождает другую и в течении нескольких лет возникает целый снежный ком последствий, с которыми иногда бороться уже бесполезно; выявление и устранение проблемы в начальной стадии позволяют сохранить оборудование скважины и обойтись мелким ремонтом вместо дорогостоящей замены.
Прочистка скважины
Профилактическую чистку артезианских скважин необходимо проводить не реже, чем раз в год. Даже если нет видимых проблем с подачей воды и оборудованием - за год накапливается достаточно ила, песка, известкового налета и прочих загрязнений, которые необходимо удалить из системы.
В зависимости от типа загрязнения можно воспользоваться одним или несколькими из применяемых методов очистки:
Механизированный. Промывка ствола под большим давлением при помощи одного или нескольких насосов - один из самых популярных и простых методов очистки, который отлично справляется с илистыми пробками.
Электродный.Для удаления въевшихся загрязнений и окалины с обсадной конструкции используется электрод, который создает электрический потенциал, разрушающий отложения на стенках трубы.
Электромеханический.Этот способ подразумевает использования специальных жестких щеток в комплексе с насосами. Механическое трение удаляет загрязнения и налет, а давление воды удаляет грязь из скважины.
Химический.В редких случаях дляочистки приходится использовать специальные химические реагенты, разрушающие особенно стойкие загрязнения. Применение этого метода потребует особенно тщательной последующей промывки до полного удаления химикатов из конструкции.
Пренебрежение регулярной процедурой чистки зачастую приводит к плачевным последствиям. Качество воды в процессе загрязнения быстро ухудшается, что приводит к износу и засорению всей водопроводной системы и необходимости впоследствии менять её узлы.
В случае использования скважины в промышленных целях - вывод её из строя несет за собой остановку производства и значительные убытки владельца.
Оценка состояния ствола скважины и подключаемого оборудования
Перед тем, как выбирать тот или иной метод очистки гидротехнического сооружения, необходимо исследовать обсадные трубы скважины, основное и дополнительное оборудование на предмет дефектов.
Обсадная колонна исследуется на наличие трещин, сквозных отверстий, ржавчины и деформаций. Оценивается уровень износа отдельных узлов и электрооборудования, целостность электропроводки и так далее.
Приступать к работам по очистке без предварительного анализа состояния скважины чревато усугублением имеющихся проблем и выводом из строя действующей системы.
Замена неисправных устройств и элементов
После выявления дефектов и неисправностей в элементах конструкции необходимо произвести ремонт или замену испорченных деталей. Некорректная работа одной составляющей способна привести к ряду поломок во всем сооружении.
Например, забитые илом и мелкими частицами фильтрующие элементы приводят к уменьшению производительности источника и, в итоге, выводят из строя насосное оборудование.
Проверка обсадной трубы и оголовка на герметичность
Множество проблем возникает из-за нарушения, даже незначительного, герметичности обсадной трубы или оголовка. Небольшие трещины или отверстия со временем разрастаются и приводят к загрязнению воды грунтовыми водами, а дефекты оголовка позволяют грязи и органики с поверхности попадать в ствол скважины.
Загрязненная таким образом вода может содержать болезнетворные бактерии и её применение в быту и производстве (особенно пищевом) становится опасным.
Регулярное обследование позволит избежать возникновения подобного рода проблем.
Основные виды повреждений и дефектов скважин
В процессе эксплуатации можно столкнуться с множеством разнообразных проблем, но есть несколько аварийных ситуаций, которые встречаются чаще всего.
Обрыв, заклинивание насоса в обсадной трубе
Обрыв троса не всегда приводит к прекращению подачи воды из источника. Понять, что насос лежит на дне можно по резко ухудшившемуся качеству воды. При вводе скважины в эксплуатацию насос фиксируется строго на определенной глубине, и при изменении этой глубины он начинает перекачивать наверх донные отложения - грязь, ил и мелкие частицы.
Это приводит к снижению объемов подачи воды, её давления в системе и ухудшению качества.
Ввиду большой глубины артезианских промышленных источников для извлечения насоса используется специальное оборудование с цепляющими насадками. Самостоятельное извлечение при помощи лебедок и грубой силы настоятельно не рекомендуется, потому что без выяснения причины и всех сопутствующих условий можно только ухудшить ситуацию.
Трещины и перекосы в обсадной конструкции
Появление в воде примесей и неприятного запаха может так же говорить о дефектах обсадной конструкции. Через повреждения в скважину поступают грунтовые и поверхностные воды, она начинает заиливаться или запесочиваться.
Решить эту проблему можно заменой или ремонтом части обсадных труб. Если артезианская скважина оборудована донным фильтром, который получил повреждения, то извлекать придется всю колонну. Демонтаж старых труб и монтаж - трудоемкий и затратный процесс, и, к тому же, возможен к осуществлению только через небольшой (2-3 месяца) период с начала эксплуатации скважины. После этого срока грунт вокруг труб уплотняется, фиксируя обсадную конструкцию в почве.
Менее затратный и более простой в исполнении метод - установка внутрь колонны обсадных труб меньшего диаметра. Такой способ решения проблемы - самый распространенный на данный момент и позволяет избежать необходимости создания новой скважины и консервации старой.
Этапы проведения ремонтных работ
Вне зависимости от того, какую проблему приходится решать, все работы по ремонту и обслуживанию промышленной скважины можно условно разделить на несколько этапов.
Проверка состояния оборудования, узлов, обсадной конструкции и её целостности.
Предпринимать какие-либо шаги без исследования целостности обсадных труб и проверки оборудования скважины - категорически недопустимо. Для устранения загрязнений различного рода применяются совершенно разные методы и их несоответствие приведет как минимум к неэффективности процедуры, а как максимум - к повреждению колонны.
Замер фактической глубины скважины и определение уровня вод в текущем и близлежащих пластах
Без этого шага невозможно установить верную глубину для расположения насоса и провести полноценную очистку обсадной конструкции.
Ремонт оборудования
Интенсивная эксплуатация неисправного оборудования для промывки скважины после прочистки может привести к поломкам и авариям, поэтому перед проведением обслуживания необходимо устранить даже самые мелкие дефекты.
Ремонт или замена обсадной трубы
В случаях обнаружения трещин или перекосов обсадной трубы необходимо произвести замену или ремонт поврежденных участков, иначе в скором времени скважина выйдет из строя и все работы по её обслуживанию будут сведены на нет.
Запуск готовой скважины
После завершения работ необходимо проконтролировать правильное функционирование готовой конструкции. Предварительно скважина промывается достаточным количеством воды. По готовности производятся замеры производительности гидротехнического сооружения и замеряется давление водяного ствола.
Химический и микробиологический анализ воды
Последний, но немаловажный этап работ - лабораторное исследование воды на наличие минеральных и органических примесей. На основании заключения такого исследования принимается решение об установке дополнительных фильтров или прочих методов очистки воды в зависимости от целей, для которых её планируется применять. Использование воды до получения результатов анализа строго не рекомендуется.
Последствия нарушений в процессе бурения, эксплуатации и обслуживания скважин
Ошибки в процессе бурения
Неправильно выбранный участок для бурения и неверно рассчитанный водоносный слой приводят к перетеканию воды из одного водоноса в другой, и частичному разрушению горизонтов. Совмещение разных водоносных слоев приводит к перетоку воды по колонне возникновению химических реакций - окислению и разного рода осадкам.
Такая скважина будет быстро загрязняться и качество воды в ней будет колебаться в зависимости от протекающих внутри процессов.
Незаметная на первый взгляд, эта проблема со временем приведет к износу скважинного оборудования и значительно сократит срок эксплуатации источника.
Некачественные швы и материал обсадной конструкции
Экономия на материалах обсадной конструкции - одна из главных причин дальнейшей разгерметизации системы и её загрязнения. Шовные тонкостенные и, тем более, пластиковые трубы категорически не подходят для установки в артезианскую скважину. Такие трубы в течение нескольких лет после запуска деформируются, трескаются и приводят к выведению всего гидротехнического сооружения из строя.
Затраты на замену обсадных труб могут составлять до 60% от стоимости новой скважины и небольшая экономия на материале несоизмерима с дальнейшими потерями.
Неверно рассчитанная нагрузка на оборудование
При кустарном сооружении скважины практически не учитываются особенности грунта, водоносного слоя и будущего дебета. После установки насоса с чрезмерным водозабором дебет не увеличивается, а уменьшается ввиду слишком интенсивной нагрузки. Так же немало пробелем создает неверно подобранная ячейка фильтровой сетки - она может забиваться и перекрываться частичками породы и песка, так же снижая объемы подачи воды.
Слишком слабый насос наоборот, будет работать на пределе своего КПД и быстро выйдет из строя, пытаясь обеспечить необходимую производительность скважины.
