УСТРОЙСТВО СКВАЖИН. КРЕПЛЕНИЕ СКВАЖИН ОБСАДНЫМИ ТРУБАМИ
   Наиболее распространенным типом водозаборного сооружения для захвата подземных вод является скважина или трубчатый колодец. Скважины рекомендуется сооружать при залегании водоносного пласта на глубине более 10 м и его мощности более 5-6 м.
Принципиальная конструкция скважины приведена на рис. 23.1. Ствол скважины 1 представляет собой телескопическую систему труб, назначение которой - предотвратить обрушение стенок и препятствовать проникновению в скважину воды из не эксплуатируемых водоносных пластов. Верхняя часть скважины - устье 2 - оформляется в виде шахтового направления 1а и кондуктора 1б. В нижней части, в районе водоносного пласта, располагается фильтр 3. Устье 1 выходит в подземный колодец или павильон 4. Совокупность павильона или колодца и устья называется оголовком, назначение которого - предохранить подземный водоносный горизонт от загрязнения с поверхности земли. В оголовке также располагается оборудование для эксплуатации скважины. Внутри ствола устанавливается насос 5 для откачки воды из скважины. Конструкция ствола скважины, количество колонн и т.д., зависит, в основном, от способа бурения скважины. Бурение скважин на воду преимущественно осуществляется двумя основными способами: 1. ударно канатным, 2. вращательным (роторным). Ствол скважины изготавливают из стальных обсадных труб с толщиной стенок от 6 до 12 мм, которые соединяются между собой муфтами на конической резьбе. Наружный диаметр труб от 114 до 508 мм. Для крепления скважин диаметром более 500 мм применяют стальные электросварные трубы с толщиной стенок 7-12 мм, которые соединяются на сварке. Для крепления скважин глубиной до 250 м при свободной посадке обсадных труб (когда диаметр скважины несколько больше наружного диаметра трубы) допускается применение неметаллических труб с обязательной затрубной цементацией 5, (рис. 23.2) - чаще всего это асбестоцементные трубы марок ВТ-9 и ВТ-12.
Для обеспечения надлежащего санитарного режима скважины кондуктор стремятся забурить в верхний водоупорный слой. Пространство между кондуктором и следующей колонной обсадных труб цементируют (межтрубная цементация). Цементируют также пространство между кондуктором и стенкой скважины (затрубная цементация 5, рис. 23.2). Таким образом, грунтовые воды, собирающиеся на верхнем водоупорном слое, не будут проникать в ствол скважины. Все остальные элементы ствола называются колоннами обсадных труб. Та колонна, в которой располагается водоподъемное оборудование 5, называется эксплуатационной колонной. Все остальные - конструктивные и технологические. Технические колонны после завершения строительства частично или полностью извлекаются. Расстояние от низа, или как его еще называют - башмака предыдущей колонны называется выходом колонны, величина которого зависит от способа бурения. При ударно - канатном бурении в сухих, связных и полускальных породах выход колонн 25-30м. В тех же породах,но влажных и водоносных выход 35-45 м. При роторном бурении во всех видах пород выход до 1000 м. Следует стремиться к переходу с одной колонны на другую в водоупорном слое, причем башмак колонны заделывается на 3-5 м в водоупор. Кольцевой зазор между колоннами цементируется на глубину не менее трех метров (межтрубная цементация 4, рис. 23.2). После этого внутренняя колонна 2 для экономии труб обрезается и извлекается из скважины. Не эксплуатируемые водоносные пласты должны перекрываться двумя колоннами труб с межтрубной цементацией. Так как обсадные трубы соединяются на муфтах, наружный диаметр которых больше наружного диаметра соответствующих труб, то разница между предыдущей 6 и последующей 2 (рис. 23.2) колоннами обсадных труб должна быть не менее 50 мм. Диаметр эксплуатационной колонны должен быть при использовании насосов с погружным электродвигателями - равным номинальному диаметру насоса, а при использовании насосов с двигателями, расположенными в оголовке скважины - на 50 мм больше номинального диаметра насоса. Заливка цементным раствором межтрубного пространства (рис. 23.2) производится при помощи трубок 1. Открытый конец внутренней обсадной трубы 2 закрывается пробкой 2. Предварительно прогоняют воду и этим промывают межтрубное пространство, после чего накачивают цементный раствор 4. Для цементации применяют специальный портландцемент или тампонажный цемент. Контрольные вопросы 1. Классификация сооружений для забора подземных вод. 2. Основные понятия о движении подземных вод – статический, динамический уровни, дебит, понижение, воронка депрессии, взаимное влияние скважин. 3. Конструкции скважин – трубчатых колодцев. Крепление стенок скважин.
|
