Параметры скважины. Начало…
Источники воды.Здравствуйте, уважаемые читатели «Сан Самыча».
И вновь возникли какие-то непонятки при разъяснении, казалось бы, совершенно простых и однозначных вопросов, связанных с эксплуатацией скважин, только что сделанных и «уже в годах». А именно:
— Как прокачивать новую скважину?
— Что значит прокачать скважину? Т. е. что мы хотим добиться этим действием? Как и зачем?
— Что для этого нужно знать? И как получить эту информацию самостоятельно или проверить уже имеющуюся?
Конечно, в любом деле есть свои нюансы, которые зависят от конкретных условий и обстоятельств. Но, почему-то я считал, что физические законы, а следовательно и правила измерения необходимых параметров скважины, так же, как и принципы очистки воды после её бурения и обсадки (т. е. прокачивания), должны быть едины для всех: для тех, кто бурит, и для тех, кто пользуется. Как же я ошибался!!!
Интересно? Присаживайтесь. Разговор будет долгим.
Небольшое необходимое предисловие.
Как я уже много раз повторял, я — не бурильщик. И не имею отношения ни к каким бригадам и конторам, которые занимаются бурением скважин на воду.
Всю информацию о скважинах, способах их бурения и особенностях их обустройства и эксплуатации, я почерпнул из «открытых источников» и собственной практики.
А верить мне или нет — это личное дело каждого…
Общая информация
Дабы мы не путались в терминах, понятиях и определениях характеристик скважин, придется «начать с конца». А именно, чтобы иметь представление о процессах происходящих в скважине, уметь оценивать и анализировать их, надо бы, для начала, собрать информацию о своей скважине: о том, что имеется сейчас, на данный момент времени.
Какая это информация? Пока, я просто перечислю необходимые параметры, и напишу, зачем это нужно знать. Подробный разбор каждого из перечисленных параметров будет позже. Итак:
- Полная глубина скважины. Нужна в дальнейшем для определения максимально допустимой глубины подвеса насоса (или водозаборного патрубка), а также для оценки влияния объема откачивания воды на поведение водоносного грунта.
- Статический уровень. Нужен для вычисления объема столба воды в скважине, и для точного определения дебита в некоторых случаях.
- Глубина до фильтра скважины. Нужна для определения оптимальной и максимально допустимой глубины подвеса насоса (водозаборного патрубка).
- Динамический уровень. Нужен для определения оптимальной глубины подвеса насоса (водозаборного патрубка).
- Дебит скважины. Нужен для определения допустимых параметров производительности насоса, а также предельно допустимых объемов откачивания без ущерба для характеристик и конструкции скважины.
- Устройство гидроизоляции (если есть). Его желательно знать для определения причин плохого качества воды вообще или ухудшения качества в межсезонье.
- Конструкция скважины. А именно:
- — глубина ствола скважины, закрытая обсадной трубой;
- — диаметры и длины обсадных труб по глубине, если обсадная колонна составная (состоит из труб разного диаметра);
- — размеры и конструкция скважинного фильтра (если он есть), а также расположение фильтров по глубине, если фильтр не один;
- — наличие или отсутствие отстойника в скважине, его глубину;
- — наличие или отсутствие донной заглушки.
Конструктивные особенности желательно знать для понимания процессов, происходящих в скважине и окружающих грунтах, а также допустимости тех или иных действий, влияющих на безопасную эксплуатацию скважины.
О паспорте скважины
Самое простое и очевидное решение — найти необходимые нам сведения в паспорте скважины. И вот тут, сразу, возникает некое несоответствие между реальными характеристиками и написанными в паспорте скважины, теми, кто её бурил. Мне даже не хочется поминать всуе формально заявленный список характеристик скважины с его обычным реальным воплощением, настолько они иногда расходятся.
Конечно, конструкцию скважины: устройство и глубину опускания скважинного фильтра, глубину обсадки, устройство обсадной колонны, устройство гидроизоляции — это все проверить по факту, после отъезда бурильщиков, затруднительно, если вообще возможно. И в этом, хочешь-не хочешь, если вы сами этого не видели, придется довериться честному слову бурильщиков, пока не будут получены доказательства чего-то другого. Но в остальном…
Увы, но следует признать, что паспорт скважины дается владельцу скважины, в большинстве случаев, для его же успокоения, и для «галочки» при самовосхвалении конторы специалистов. А так как его форма ничем и никем не регламентирована, то и написано там может быть все, что угодно. Никакой ответственности за неправильное (заведомо ложное) заполнение паспорта скважины бурильщики не несут. Однако, они не забывают прописывать обязанности и требования к владельцу скважины для сохранения гарантии. Во так-то!!!
Обычное дело, когда в бланке паспорта скважины уже заранее вбиты (пропечатаны) и дебит скважины, и рекомендуемые характеристики, а иногда и марка насоса, с рекомендацией купить его у конторы.
Мне лично приходилось видеть паспорт скважины, оформленный на вырванном тетрадном листке в клеточку. Все «чин-чинарем»: и разрез нарисован, и характеристики указаны, и даже подпись с печатью есть. Только в тот раз, воды в скважине… не было. Совсем. Зато паспорт — был.
Так что, давайте не будем заниматься самообманом. Если вы лично не видели измерения бурильщиков, при этом зная, что, как и зачем они делают, то верить информации из паспорта скважины — нельзя. Как минимум, нужно проверить самому. Если же скважина уже есть, например, на купленном участке, то, как говорится, сам бог велел все проверить, не доверяя словам и «бумажкам» продавца, который и сам может искренне заблуждаться. В таких делах вера на слово может дорого обойтись в последствии.
Кроме того, «по ходу пьесы» я покажу, какие вполне законные уловки используют «профессионалы», чтобы результат их работы соответствовал ожиданиям «клиента». «Ловкость рук — и ни какого мошенничества», даже при повторных замерах после, казалось бы, обоснованных и доказанных претензиях (не юридически) владельца скважины.
Подробное описание характеристик скважины
Полная глубина скважины
Полная глубина скважины — это… полная глубина скважины, т. е. расстояние от поверхности земли до дна скважины, включая её отстойник и (или) нижнюю необсаженную часть её ствола.
Вопреки житейской логике, яма — она и есть яма, и глубина, по идее, должна быть неизменной, глубина скважины — величина, в большинстве случаев, не постоянная. В основном, она со временем уменьшается. И лишь в редких случаях — увеличивается или не изменяется.
Если конструкция скважины сделана грамотно, и из причин уменьшения её глубины можно смело исключать обвал стенок ствола вследствие их размыва, то основной причиной уменьшения глубины остается пыль, песок, взвешенные частицы приносимые поступающей водой из водоносного слоя в ствол скважины и оседающие в нем. Это не хорошо и не плохо. Это так есть. И количество взвесей, оседающей на дне скважины зависит от их количества в водоносе, и от того, насколько им помогает в этом насос, установленный в скважине. Соответственно, основная причина уменьшения глубины скважины — это количество и размер взвеси, содержащейся в водоносном слое. Если, конечно, своими, не очень умными действиями не вызывать повышенный приток этой взвеси в ствол скважины.
Кстати, каковы бы ни были установленный скважинный фильтр и конструкция скважины, при особом рвении, её ствол может «заплыть» настолько, что вода в скважину просто перестанет поступать. Потому что, хоть фильтр и называется «фильтром», у него несколько другая работа, но и задачу по фильтрации с него тоже не снимают.
Таким образом, в результате прокачивания скважины нужно добиться минимального снижения глубины скважины, сохранив тем самым максимально возможный дебит скважины при уже чистой воде. Особенно это актуально для скважин, имеющих только донный забор воды из водоноса (такие, по счастью, уже довольно редки), или имеющих небольшой по размерам скважинный фильтр (перфорацию) у самого дна, например, забивные «абиссинские» колодцы. Для скважин, имеющих отстойники, ниже фильтра, это не настолько актуально, хотя и в этом случае расслабляться не стоит. Отстойники — не безграничны, а почистить их так же трудно, как и всю скважину.
Это достигается оптимальной глубиной подвеса насоса, так, чтобы:
1. Насос не мог поднять тяжелую фракцию взвесей завихрениями воды у собственного всаса.
2. При максимально возможном на глубине размещения насоса объеме откачиваемой воды, поток входящей в ствол скважины воды (дебит) не должен поднимать тяжелую и, желательно, среднюю фракцию взвеси, приносимой из водоноса.
Соответственно, глубину скважины необходимо контролировать, чтобы избежать дополнительной работы, особенно в начальный период прокачивания. Да и потом, при изменении гидравлического режима работы скважины: в половодье, засуху, при сильных и продолжительных дождях.
Статический уровень скважины
Статический уровень скважины — это установившийся уровень зеркала воды в скважине при отсутствии потребления из неё.
В принципе, без разницы, как его измерять: от поверхности земли, хотя это более правильно, или как высоту столба воды в стволе скважины, т. е. от дна. Главное понимать, что есть что и не путать.
Опять же, «статический уровень» — это вовсе не значит, что он не меняется со временем. Меняется. Еще как!!! Его колебания в зависимости от различных условий достигают 3-5, а иногда и до 10 метров. Другое дело, что это, как правило, происходит медленно. И, довольно часто, является полной неожиданностью для владельца скважины. Именно эти колебания часто являются «виновниками» в замене «сгоревших» насосов в феврале-марте, а иногда и после первых крепких морозов. А вовсе не замерзшие трубопроводы.
В общем и целом, статический уровень определяется балансом давления грунтовых вод в данном конкретном водоносе и высотой столба воды в скважине. Получается, что этот уровень, своего рода, манометр, показывающий давление во вскрытом скважиной водоносном слое. Соответственно, если давление в водоносе меняется, то меняется и статический уровень. Давление же в водоносе может изменяться из-за обильных осадков или их долгого отсутствия, в том числе и из-за замерзания поверхностного грунта, из-за большого потребления воды из водоноса за счет других скважин, из-за изменившегося уровня воды в окрестных водоемах, например, спуска воды из водохранилища или его высыхания, и прочее, прочее, прочее. Вплоть до разработки в окрестностях какого-нибудь карьера или, не дай бог, небольшого землетрясения.
Естественно, что эти колебания статического уровня нужно учитывать при стационарном долговременном обустройстве погружного насоса, чтобы он при изменении гидравлического режима не остался без воды. А вы — без насоса…
Как правило, при минимальном уровне грунтовых вод статический уровень тоже минимален. Это происходит два раза в году: с середины августа по середину сентября, и со второй половины февраля до середины марта. Понятно, что в зависимости от региона и климатических условий, эти сроки могут сдвигаться. Мне кажется, что зная свой регион, вы сами сможете назвать периоды с минимальными уровнями грунтовых вод. И если вы измерите статический уровень в этот период, то на него и следует ориентироваться в первое время, пока вы не накопите статистику периодическими промерами хотя бы в первые два года.
Для чего еще нужно знать статический уровень?
В нашем случае его нужно знать для вычисления объема воды, расположенного выше установленного насоса. Потому что только после откачивания этого объема или, по крайней мере, попытки это сделать, можно гарантировать, что насос начал брать воду из водоноса.
Обычно, я этот объем перевожу во время, необходимое насосу для такой работы. Так проще. Тогда все измерения, наблюдения, взятия проб и прочее, для гарантии достоверности, нужно проводить спустя это время после включения насоса. Например, минуту, пять, десять и т. д.
На всякий случай, я вычисляю еще и время полного опустошения скважины, т. е. время, за которое насос откачивает весь столб воды, с учетом глубины погружения насоса, длины и диаметра напорного шланга. Это иногда помогает определиться со временем включения-отключения насоса на первом этапе прокачивания скважины, когда по изменению мутности воды еще невозможно определить какая вода идет из напорного шланга. Потому что изменения или нет, или его почти не видно.
Кроме того, по времени восстановления статического уровня можно вычислить дебит скважины, не прибегая к замерам объема откачиваемой воды. К сожалению, этот метод не точен и работает исключительно с небольшими дебитами, меньше 10 литров в минуту. Правда, чем меньше дебит скважины, тем точнее он работает. А при дебитах меньше 5 литров в минуту, он остается чуть ли не единственным способом довольно точно измерить производительность скважины.
Подробнее об этом я расскажу чуть позже.
Глубина до фильтра скважины
Глубина до фильтра скважины — это расстояние от поверхности земли до верхней границы установленного скважинного фильтра.
Если фильтра нет, то эта глубина равна полной глубине скважины. Если фильтров два и больше, то измеряют расстояние до самого верхнего фильтра. Если скважина «заплыла» выше фильтра (такое бывает при определенных обстоятельствах), т. е. дно скважины поднялось выше глубины размещения фильтра, то, опять же, считают, что она равна полной глубине скважины на текущий момент. И наконец, если ствол скважины обсажен не полностью, то глубина до фильтра равна расстоянию до водоносного слоя (ага, как бы его еще измерить, если бурильщики ошиблись?!).
Собственно, эту величину я решил описать только потому, что она присутствует в формуле расчета дебита «профессионалами», в связи с определением рабочей, вернее, работающей высоты столба воды в скважине.
Для понимания: при описании статического уровня я сравнивал его с манометром, показывающим давление в водоносном грунте. Так вот, глубина до фильтра — это максимально возможные «показания» этого манометра. Таким образом, максимально возможный перепад давлений между давлением в водоносном слое и столбом воды в скважине будет достигнут именно на этой глубине. Если насосом откачать столб воды в скважине ниже этой глубины (при наличии отстойника и (или) высокого фильтра это возможно), то перепад давлений, а следовательно и скорость наполнения скважины водой, уже не изменится.
Здесь, я немного забегаю вперед, описывая баланс давлений при динамическом уровне скважины. Но так как, глубина до фильтра скважины — величина статическая, то и рассказываю я о ней раньше.
В остальном, все, что было сказано о полной глубине и статическом уровне скважины, действительно и для этой величины. Поэтому повторятся не буду.
Для «профессионалов» — это важная характеристика для расчета «реального дебита», для нас же — всего лишь еще одна геометрическая характеристика скважины, которую, да, желательно знать для определения максимально возможной глубины подвеса насоса. Но она — не так уж и важна, потому что «оптимальная» глубина и «максимально возможная» — это две большие разницы.
Для определения оптимальной глубины подвеса насоса самым важным критерием и ориентиром является динамический уровень, о котором пойдет речь дальше. А для определения максимально возможной глубины установки насоса можно использовать и другие, не только геометрические, критерии и ориентиры.
Немного об измерении
В принципе, в «пустой» скважине, когда не мешают тянущиеся к насосу провод, трос и шланг измерить описанные выше характеристики скважины довольно просто. И не имеет значения, как вы будете это делать: с помощью классического отвеса (грузик на веревке), запихивая в скважину подвернувшуюся под руку бухту ПНД или МП трубы, или каким-нибудь другим экзотическим способом. Главное, чтобы измерение было сделано, и его точность была достаточной, чтобы вовремя заметить изменения, если они будут.
Из-за того, что я занимался системами водоснабжения, я использовал для таких измерений отвес, где в качестве груза привязывал обычный рожковый гаечный ключ «27 на 30». Неожиданно для меня самого, такой необычный «грузик» позволил получать намного больше информации о скважине, чем можно было ожидать.
Так как я привязывал ключ ближе к тридцатому размеру, он всегда вставал немного под углом к вертикали, но не вертикально. И во время опускания отвеса в ствол скважины, нижняя часть ключа частенько цеплялась за стенки обсадной трубы. В результате, по натяжению веревки легко «читались» и стыки обсадных труб, даже пластиковых, и переходы на другие диаметры (ага, особенно это было интересно там, где их быть не должно), а после нескольких тренировок, и реальное размещение скважинных фильтров, когда ключ начинал задевать перфорацию.
Такой вот небольшой секретик…
А на сегодня, пожалуй, хватит, уважаемые читатели «Сан Самыча». В следующий раз, подробно поговорим о динамическом уровне скважины.
Свежие отзывы