Раздел 7: Обсадная колонна и фильтр

В продуктовом магазине нас часто спрашивают «бумага или пластик?» У нас есть выбор, основанный на удобстве и нашем восприятии преимуществ вторичной переработки. Однако выбор обсадной трубы для скважины на воду нельзя оставлять на усмотрение потребителя. Специалисты, ответственные за проектирование и строительство колодца, принимают решение об использовании стали или пластика на основе практических критериев установки, типа оборудования, которое они будут использовать для строительства колодца, требований государственных и местных норм и, возможно, также стоимости. Назначение колодца – обеспечить доступ к водоносному горизонту. После постройки скважина является каналом для насосной системы, которая будет подавать воду из водоносного горизонта для использования на поверхности.

Обсадная труба обеспечивает поддержку стенки колодца, чтобы обломки рыхлой породы или рыхлый песок и гравий, через которые проникла скважина, не обрушились в ствол колодца. Кожух защищает электрические провода, тяговый кабель и водяные шланги/трубопроводы, подсоединенные к погружному насосу. Он также обеспечивает вертикально-цилиндрическую поверхность, которая в сочетании с внешней вертикальной стенкой пробуренной скважины может облегчить размещение непроницаемой цементной прокладки вокруг обсадной колонны скважины. Уплотнение цементным раствором в затрубном пространстве вне обсадной колонны предотвращает попадание поверхностных вод и потенциальных загрязняющих веществ (бактерий, удобрений, пестицидов и т.д.) по наружной стенке скважины в зоны накопления грунтовых вод.

Стальной корпус для водяных скважин был предпочтительным материалом на протяжении большей части прошлого века. Однако с улучшением прочности, долговечности и коррозионной стойкости поливинилхлоридных (ПВХ) пластиков за последние два десятилетия корпус из ПВХ стал очень распространенным в качестве материала корпуса для колодцев с питьевой водой.

Тип обсадной трубы, которая будет использоваться в скважине, зависит от нескольких факторов, включая химический состав воды и геологию. Важным фактором является коррозионная активность воды. Высокие (щелочные) или низкие (кислые) значения рН могут вызывать коррозию металлических труб. Точно так же вода с высоким содержанием растворенных твердых веществ («солей») также может вызывать коррозию металлических труб в результате воздействия гальванического тока (электролиз). ПВХ представляет собой термопластический материал, очень устойчивый к рН-коррозии, не проводящий и, следовательно, не подверженный гальванической коррозии.

Многие скважины бурятся через рыхлые горные породы до того, как они достигают твердой коренной породы. Процесс «посадки» обсадной трубы в коренную породу часто выполняется с помощью приводного башмака, который плотно садится перед продолжением бурения меньшего диаметра (без обсадной трубы) через коренную породу. Бурильщик, используя надлежащую осторожность и технику, может удовлетворительно установить стальную или ПВХ обсадную трубу в коренную породу.

Стальной корпус выдерживает высокие температуры, возникающие при отверждении цементного раствора. Бурильщик, использующий общепринятые методы охлаждения для поддержания надлежащей температуры обсадной колонны, также может успешно залить обсадную трубу из ПВХ. Раствор из бентонитовой глины (без цемента) обеспечивает превосходную герметизацию. Уплотнение из бентонитовой глины не выделяет тепла, так как оно устанавливается вокруг обсадной колонны.

При установке обсадной трубы следует избегать чрезмерных изгибов или вертикальных (нисходящие сжимающие или восходящие растягивающие напряжения), которые могут деформировать или растрескать материалы обсадной трубы. Повреждение обсадной колонны может снизить целостность скважины и затруднить или сделать невозможным монтаж насосного оборудования. Также могут возникнуть трудности с демонтажем оборудования для обслуживания скважины или ремонта оборудования, если обсадная труба скважины не установлена ​​должным образом.

Читайте также:
Почему вам может понадобиться стяжка бетонного пола - Решения для бетонных полов

На большей части территории Соединенных Штатов и в широком диапазоне геологических условий используется стальной или ПВХ-корпус. Вопрос «сталь или пластик» для обсадной трубы – решение, которое следует оставить непосредственным профессионалам. Попросите своего бурильщика объяснить вам варианты перед запуском скважины.

[© Американский фонд грунтовых вод. Эта статья может быть перепечатана в некоммерческих образовательных целях при условии, что она будет использована полностью и будет сделана ссылка на ее источник как на статью в журнале THE AMERICAN WELL OWNER, 2003, Number 4]

Раздел 7

Для предотвращения обрушения рыхлого песка и гравия в скважину необходимо использовать обсадную колонну и фильтр. Экран поддерживает стенки скважины, позволяя воде поступать в скважину; бесщелевой кожух размещается над экраном, чтобы остальная часть скважины оставалась открытой и служила корпусом для насосного оборудования. Поскольку скважинный фильтр является наиболее важным фактором, влияющим на эффективность скважины, его иногда называют «фильтром».сердце колодца“!

Скважинные фильтры должны иметь как можно больший процент незасоряющихся щелей, быть устойчивыми к коррозии, иметь достаточную прочность, чтобы сопротивляться разрушению, легко разрабатываться и предотвращать выкачивание песка (Driscoll, 1986). Этим характеристикам лучше всего соответствуют коммерческие экраны с непрерывными щелями (проволочной обмоткой), состоящие из проволоки треугольной формы, намотанной на массив стержней (см. сноску № 1). Если такие фильтры имеются, проведите ситовой анализ образцов водоносного пласта и выберите размер щели, который будет удерживать 40-60 процентов материала.

Хотя экран с проволочной обмоткой следует использовать, когда это возможно, он может быть непомерно дорогим и/или недоступным. Большинство колодцев Lifewater построены с использованием кожуха и сетки из ПВХ (примечание № 2) – см. (Рисунок 9). Трубы из серого ПВХ, которые доступны в большинстве стран, относительно дешевы, устойчивы к коррозии, легки, удобны в работе и химически инертны.

Дизайн слотов: Используя ножовку, вырежьте прорези в пластиковом корпусе как можно длиннее и ближе друг к другу. Прорези должны располагаться как можно ближе друг к другу по вертикали и должны занимать примерно 1/5 окружности трубы; должно быть 3 ровных ряда щелей, идущих вверх по трубе, разделенных 3 более узкими рядами сплошной неразрезанной трубы (для прочности).

Диаметр экрана/корпуса: Обсадная труба и фильтр диаметром три дюйма могут быть легко вставлены в скважину LS-15 диаметром 6 см (100 дюймов) и позволяют создать эффективную фильтрующую пачку толщиной 3 см (1.25 дюйма) (это особенно важно, когда водоносный горизонт состоит из очень тонкие материалы). Однако, поскольку экран 7.6 см (3 дюйма) часто недоступен и имеет небольшую общую открытую площадь, чаще всего используется тщательно отцентрованный и упакованный фильтром экран размером 10 см (4 дюйма). Сита большего диаметра делают фильтрующий блок неэффективным и НЕ значительно увеличивают дебит скважины. Например, переход с экрана 10–12.7 см (4–5 дюймов) повысит урожайность на 3 процента или меньше! Кроме того, хороший фильтрующий элемент увеличивает эффективный радиус скважины до полного диаметра скважины 15 см (6 дюймов).

Читайте также:
КБР-138. Об использовании старых кирпичей в новых зданиях - NRC-IRC
Длина экрана: За замкнутые водоносные горизонты, 80-90 процентов мощности водоносной зоны должны быть экранированы (Дрисколл, 1986). Наилучшие результаты достигаются при центрировании секции экрана в водоносном горизонте. За безнапорные водоносные горизонты, максимальная удельная производительность достигается при использовании максимально длинного экрана, но более возможная просадка получается при использовании самого короткого экрана! Эти факторы оптимизируются путем экранирования нижних 30-50 процентов водоносного горизонта (Driscoll, 1986). Часто бывает достаточно одного экрана длиной 7 м (20 футов). Отсев на 6-7 метров ниже уровня грунтовых вод обычно обеспечивает адекватный круглогодичный урожай (Brush, 198?). Во многих тропических районах успешные скважины могут быть построены путем бурения 5 футов в подстилающей породе и установки 10-футового фильтра, который охватывает границу раздела коренной породы и вскрышных пород. (см. Приложение C-4)

Нижний кожух: Значительное количество тонкодисперсных материалов часто присутствует в крайних верхних и нижних частях водоносного горизонта. Следовательно, если толщина водоносного горизонта менее 7 м, необходимо удлинить обсадную колонну. как минимум 1-2 м в кровлю водоносного горизонта перед запуском экрана. Точно так же, если водоносный горизонт не очень тонкий, убедитесь, что как минимум нижний 1-2 метра водоносного горизонта завершается куском сплошной обсадной трубы. Эта обсадная труба (известная как «отстойник» или «крысиная яма») обеспечивает место для оседания твердых частиц по мере их поступления в скважину, что сводит к минимуму засорение сетки и минимизирует количество мелких частиц, попадающих в скважину (см. Рисунок 9 и Раздел 9 – Рисунок 15).

Нижняя пробка: Заглушка («приводной башмак») должна всегда должны быть установлены, чтобы помочь обсадной колонне соскальзывать в скважину и предотвратить попадание в скважину нефильтрованной мелочи. Колпачок или остроконечная деревянная пробка являются наиболее распространенными пробками. Если используется «раструбный» кожух (со встроенным гнездом на одном конце), то нераструбный конец может быть выполнен в виде острия. Наконец, можно использовать промывочный клапан или односторонний клапан (позволяющий воде течь вне корпуса) можно установить в деревянную пробку, имеющую скошенную внутреннюю поверхность (Рисунок 10). Этот клапан позволяет эффективно промывать скважину и обеспечивает эффективное размещение фильтрующего элемента.

Если используется деревянная пробка любого типа, рекомендуется поместить цементную пробку на дно колодца, чтобы гарантировать, что осадок не попадет в скважину, когда пробка прогниет. Насыпьте густой цемент в тонкие полиэтиленовые пакеты, бросьте их на дно скважины, а затем разбейте их бурильной трубой.

В части скважин, пробуренных в горной породе, обычно не требуется обсадной колонны или экрана. Первые 2–3 м скважины в скале должны иметь диаметр 15 см (6 дюймов); затем скважину можно расширить с помощью долота на 10 см (4 дюйма) (это максимизирует скорость бурения, которая может быть очень низкой в ​​горной породе). Обсадную трубу с наружным диаметром 11.4 см (4.5 дюйма) следует поместить в отверстие диаметром 15 см (6 дюймов) и тщательно выровнять с отверстием (10 см (4 дюйма). песок/мелкий гравий со 40-сантиметровым средним песком поверху (это предотвращает попадание в скважину мелкозернистого песка и ила, часто встречающихся на контакте вскрыши с коренной породой).Поскольку основная водоносная зона может находиться в пределах нескольких верхних дюймов коренной породы, герметизируйте обсадную колонну цементом только в тех случаях, когда загрязнение является серьезной проблемой.

Читайте также:
Бревенчатый домик Creekstone в Огайо имеет невероятные закругленные крыльца
7.3 Центраторы: По возможности следует использовать центраторы снаружи напорной магистрали («отводной трубы») и на штоках насосов. Добавление центраторов сводит к минимуму вероятность ударов штоков насоса о напорную магистраль во время работы ручного насоса. Это может быть серьезной проблемой в скважинах глубиной более 12.19 м (40 футов), поскольку в конечном итоге приводит к преждевременному износу штанг и/или износу отверстий в напорной магистрали. приводит к выходу насоса из строя! Центраторы также очень важны при установке обсадной колонны, так как щели в скважинном фильтре могут быть сильно забиты глиной, если фильтр будет сильно тереться о стенку ствола скважины во время его введения в скважину. Центраторы также обеспечивают равномерное распределение цементного раствора и фильтрующего материала. Это очень важно, так как если экран поставить на стенку скважины, вода в скважине всегда может быть мутной! Плохая укладка цементного раствора может привести к попаданию загрязненной поверхностной воды в колодец, что сделает воду непригодной для питья!

Этих проблем можно избежать, если прикрепить (приклеить, прикрутить, привязать проволокой) 3 планки центратора к верхнему и нижнему концам экрана. Центраторы могут быть изготовлены из ПВХ-оболочки, гибкого сырого дерева или железных лент шириной 1.2 см (0.5 дюйма). (см. рисунок 11). Закрепляйте только нижний конец каждого центратора (чтобы он мог «сгибаться») и не кладите его на корпус, иначе экран/корпус может перекоситься при установке. Центраторы лучше всего работают с обсадной колонной диаметром 7.6 см (3 дюйма); при установке обсадной трубы диаметром 10 см (4 дюйма) в скважину диаметром 15 см (6 дюймов) может произойти заклинивание (внешний диаметр трубы из ПВХ сортамента 40 составляет 11.4 см (4.5 дюйма), а диаметр муфты составляет 13.2 см (5.2 дюйма)! Если это вас беспокоит, просто сделайте нижнюю заглушку того же диаметра, что и муфты.

Убедитесь, что вы знаете расстояние от уровня земли до забоя скважины, и убедитесь, что необходимая длина обсадной трубы и экрана подготовлена, очищена, находится под рукой и готова к установке после завершения бурения. Прикрепите отстойник обсадной колонны с приводным башмаком к нижней части колодезного фильтра. Дополнительную информацию о сварке растворителем см. раздел 7.5. Если раструб и патрубок не используются, предварительно приклейте соединительную муфту (хомут) к одному концу каждого отрезка кожуха. (см. рисунок 12).

Как только скважина будет завершена до нужной глубины, продолжайте циркулировать буровой раствор через бурильную трубу на дне скважины до тех пор, пока возвращающаяся жидкость не будет очищена от шлама, песка и глиняных шариков. Жидкость в буровых амбарах может потребоваться заменить несколько раз, прежде чем вода, выходящая из скважины, станет чистой. Когда это произойдет, поддерживайте циркуляцию жидкости и вращение долота и медленно извлекайте бурильную трубу из скважины.

Читайте также:
Тепловые характеристики древесины | Производительность здания | естественно: дерево

Когда бурильная труба будет снята, поверните узел двигатель/привод в сторону. Подготовьтесь к зажиму обсадной колонны с помощью 2 зажимных скоб, изготовленных из железа или дерева: 1 скоба должна быть на обсадной трубе, подвешенной в отверстии, а другая на длине соединяемой обсадной колонны. (Рисунок 13). В качестве альтернативы можно использовать скользящий зажим корпуса, изготовленный из стального листа толщиной 1/2 или 3/8 дюйма, вырезав прорезь немного большего размера, чем корпус, и приварив рукоятку. (Рисунок 13).

Поддерживая скважину наполненной водой, осторожно опустите фильтр в сборе в скважину. Убедитесь, что зажим прикреплен, или используйте скользящий зажим, чтобы поймать кожух, если он соскользнет во время опускания. По одному протирайте, добавляйте и приклеивайте 6-метровые (полные 20 футов) отрезки кожуха (см. Раздел 7.5). Если используется скользящий зажим, оберните пеньковую веревку толщиной 1 см 3-4 раза вокруг верхней части кожуха. (Рисунок 14) и держите его затянутым при оттягивании зажима назад, чтобы корпус не мог соскользнуть. После того, как скользящий зажим вернется на место, уменьшите натяжение троса и дайте обсадной колонне медленно проскользнуть в скважину, пока она снова не окажется на зажиме. Продолжайте добавлять и опускать обсадную колонну до тех пор, пока фильтр скважины не достигнет дна скважины. Затем немного приподнимите его и подвесьте с помощью зажимных зажимов или привязав веревку к буровому столу (это обеспечит прямое размещение обсадной трубы). Работайте быстро, чтобы свести к минимуму вероятность того, что скважина может начать разрушаться.

Следите за длиной установленного экрана и обсадной трубы, чтобы гарантировать, что скважина не обрушилась частично (см. Приложение G-2) и убедиться, что обсадная труба достигает дна скважины и не застревает наполовину в скважине (см. Приложение G-10. Удерживая обсадную трубу на высоте 10 см над дном скважины, срежьте верхнюю часть обсадной трубы так, чтобы только около 50 см выступало над уровнем земли (см. Раздел 9 – Рисунок 15 и Раздел 14 – Рисунок 17).

После надежной подвески обсадной колонны еще раз тщательно промыть скважину чистой водой (это значительно сокращает сроки освоения скважины (Раздел 10). Если в нижней части обсадной трубы был установлен односторонний клапан, опускайте бурильную трубу внутрь обсадной трубы до тех пор, пока она не войдет в зацепление с верхней частью клапана. Если клапана нет, поместите плотно прилегающий уравнительный блок или надежно обернутую тряпку на конец бурильной трубы. Затем опустите конец бурильной трубы на дно фильтра и закачайте чистую воду вниз по бурильной трубе так, чтобы она вытеснялась через нижнюю часть фильтра. Если эти процессы промывки невозможны, промойте обсадную колонну, подсоединив выходной шланг бурового насоса к верхней части обсадной трубы с помощью колодезной крышки и соответствующих фитингов.

Читайте также:
Починить раздвижные двери шкафа

Наконец, откачивайте или откачивайте обсадную трубу. Если его можно вычерпывать практически всухую, развернуть на всю длину экрана несколько раз (Раздел 10). Продолжайте до тех пор, пока не будет замечено дальнейшее улучшение урожайности. Если не хватает воды(Раздел 10.3), снять обсадную трубу и отказаться от скважины.

  1. Очистите контактные поверхности конца трубы чистой сухой хлопчатобумажной тканью или бумажным полотенцем.
  2. Придание шероховатости контактным поверхностям наждачной бумагой («наждачной бумагой») способствует лучшему сцеплению. Отшлифуйте трубу, удерживая бумагу вокруг трубы и поворачивая трубу вокруг и вокруг. Это лучше, чем шлифовка вверх и вниз вдоль трубы;
  3. Проверьте прилегание секций, подлежащих цементированию. Хорошая «сухая посадка» должна показывать, что втулочный конец входит в раструб примерно на половину-две трети его глубины. Трубы или раструбы неправильного размера должен не использоваться!
  4. Нанесите грунтовку на наружную сторону торца корпуса и на внутренние поверхности раструба для подготовки их к соединению (грунтовка может потребовать больше времени для размягчения раструбных раструбов корпуса, чем необходимо для подготовки раструбов отдельных фасонных муфт);
  5. Нанесите тонкий равномерный слой клея на растворителе на внутреннюю поверхность раструба и на внешний конец обсадной трубы (слишком много растворителя может ослабить обсадную колонну);
  6. С усилием вставьте втулочный конец секции обсадной трубы в раструб на всю глубину раструба, пока как внутренняя поверхность раструба, так и внешняя поверхность обсадной трубы полностью покрыты влажным цементом. Поверните кожух на пол-оборота при сжатии;
  7. Удерживайте муфту и секции корпуса вместе не менее 15–20 секунд или до тех пор, пока не произойдет начальное схватывание. Затем вытрите излишки цемента из раструба. Надлежащим образом зацементированный стык должен иметь слой растворяющего цемента по всей окружности соединения обсадной трубы/раструба;
  8. Чтобы обеспечить прочную связь, шву необходимо дать застыть в течение не менее 5 минут. Если требуется меньше времени, вверните три или четыре самонарезающих винта диаметром 95 мм (3/8 дюйма) в каждое соединение, чтобы гарантировать, что труба не может отделиться во время установки. Не следует использовать полностью проникающие винты, так как их коррозия со временем может оставить отверстие в обсадной колонне, через которое загрязняющие вещества или бактерии могут попасть в скважину (Driscoll, 1986).

1 Они прочные, обеспечивают максимальную скорость потока, а небольшой размер щели отсеивает мелкие частицы. Кроме того, маловероятно, что сито со временем засорится, так как песчинки не могут забивать щели, имеющие V-образную форму и расширяющиеся внутрь, а частицы песка могут соприкасаться только в двух точках (Driscoll, 1986). Наконец, непрерывная щель с малым шагом способствует равномерному развитию скважины (Schreurs, 198?).

  • поскольку прочность не может быть сохранена, если отверстия расположены близко друг к другу, процент открытой площади ниже (4-12% открытой площади по сравнению с 30-50% для экранов с проволочной обмоткой), что ограничивает попадание воды в колодец;
  • размер щелей значительно варьируется, и щели не могут быть сделаны достаточно маленькими, чтобы отсеивать мелкий песок;
  • фильтр имеет тенденцию к засорению в процессе разработки, если водоносный горизонт состоит из мелкого песка. Песчинки могут прочно застрять в круглом или квадратном отверстии и сильно ограничить эффективность экрана (Schreurs, 198?); а также
  • Пустые области между щелями препятствуют эффективной разработке всех частей водоносного горизонта вокруг экрана.
Читайте также:
Отверждение бетона: предотвратите появление трещин с помощью пластикового покрытия

Браш, Р. (197?) «Строительство колодцев: ручная выемка и ручное бурение», Корпус мира США, Вашингтон, округ Колумбия.

Дрисколл, Ф. (1986) Подземные воды и колодцы, Сент-Пол: Подразделение Джонсона

Национальная ассоциация водяных скважин и Институт пластиковых труб (1981 г.) Руководство по выбору и установке термопластичных обсадных труб для водяных скважин, Уортингтон, Огайо, 64 стр.

Металлопластиковая обсадная труба: достоинства и недостатки, производство и применение при бурении скважин на воду

Спасибо Вам за Ваш вклад! Вы также можете загрузить видеозапись, связанную с этой темой, по ссылке ниже: https://encyclopedia.pub/user/video_add?id=31350

Водяной колодец — это выемка или сооружение, созданное в земле путем рытья, проходки, бурения или бурения для доступа к подземным водам в подземных водоносных горизонтах. Колодезная вода забирается насосом или с использованием контейнеров, таких как ведра, которые поднимаются механически или вручную. Колодцы были впервые построены не менее восьми тысяч лет назад и исторически различаются по конструкции от простого черпака в отложениях сухого ручья до канатов в Иране и ступенчатых колодцев и саких в Индии. Облицовка шахты колодца помогает создать стабильность, а обшивка из дерева или плетения восходит как минимум к железному веку. Колодцы традиционно копали вручную, как это принято в сельских районах развивающихся стран. Эти колодцы недороги и низкотехнологичны, поскольку в них используется в основном ручной труд, а конструкция может быть облицована кирпичом или камнем по ходу раскопок. В более современном методе, называемом кессонированием, используются сборные железобетонные колодезные кольца, опускаемые в скважину. Забивные колодцы могут быть созданы в рыхлом материале с конструкцией скважины, которая состоит из закаленного забойного наконечника и экрана из перфорированной трубы, после чего устанавливается насос для сбора воды. Более глубокие скважины можно выкопать ручным бурением или машинным бурением с использованием долота в скважине. Пробуренные скважины обычно обсаживают трубой заводского изготовления из стали или пластика. Пробуренные колодцы могут получить доступ к воде на гораздо большей глубине, чем вырытые колодцы. Два широких класса скважин представляют собой неглубокие или безнапорные скважины, построенные в самом верхнем насыщенном водоносном горизонте в этом месте, и глубокие или ограниченные скважины, пробуренные через непроницаемый пласт в водоносный горизонт под ним. Коллекторный колодец может быть построен рядом с пресноводным озером или ручьем с просачиванием воды через промежуточный материал. Место для скважины может выбрать гидрогеолог или геодезист. Воду можно накачивать или набирать вручную. Загрязнения с поверхности могут легко достигать неглубоких источников, и необходимо избегать загрязнения подачи патогенами или химическими загрязнителями. Колодезная вода обычно содержит больше минералов в растворе, чем поверхностная вода, и может потребовать обработки, прежде чем ее можно будет пить. Засоление почвы может произойти, когда уровень грунтовых вод падает, а окружающая почва начинает высыхать. Еще одна экологическая проблема — возможность проникновения метана в воду.

Читайте также:
Как расставить стулья в прихожей

1. История

Верблюд черпает воду из колодца, остров Джерба, Тунис. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1083203

Китайская керамическая модель колодца с системой водяных шкивов, извлеченная из гробницы периода династии Хань (202 г. до н.э. – 220 г. н.э.). https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1886867

Колодцы, облицованные деревом, известны из культуры линейной керамики раннего неолита, например, в Кюкховене (отдаленный центр Эркеленца), датируемом 5090 г. до н.э., и Эйтре, датируемом 5200 г. до н.э. в Шлетце (отдаленном центре Аспарн-ан-дер-Зая) в Австрии. [1]

Некоторые из самых ранних свидетельств водяных колодцев находятся в Китае. Китайцы эпохи неолита обнаружили и широко использовали для питья глубоко пробуренные подземные воды. Китайский текст Книга перемен, изначально текст гадания династии Западная Чжоу (1046–771 гг. до н.э.), содержит запись, описывающую, как древние китайцы поддерживали свои колодцы и защищали свои источники воды. [2] Археологические данные и старые китайские документы показывают, что доисторические и древние китайцы обладали способностями и навыками рытья глубоких колодцев для питьевой воды уже 6000-7000 лет назад. Считалось, что колодец, раскопанный на месте раскопок Хемеду, был построен в эпоху неолита. [3] Колодец был обсажен четырьмя рядами бревен с квадратной рамой, прикрепленной к ним в верхней части колодца. Также считается, что около 60 г. до н.э. было построено 600 дополнительных колодцев к юго-западу от Пекина для питья и орошения. [4] [5]

В Египте используются шадуфы и сакие. [6] [7] Однако по сравнению друг с другом, Sakkieh намного эффективнее, поскольку он может поднимать воду с глубины 10 метров (по сравнению с 3 метрами shadoof). Сакие — египетская версия нории. Некоторые из старейших в мире известных колодцев, расположенных на Кипре, датируются 7000-8500 годами до нашей эры. [8] В Израиле были обнаружены два колодца эпохи неолита, около 6500 г. до н.э. Один находится в Атлите, на северном побережье Израиля, а другой — в Изреельской долине. [9]

2. Типы

Вырытый колодец, большая тень (подметание колодца) и старый сарай в Марковой, Польша. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1827994

Ну, Историческая деревня, Бхайни Сахиб, Лудхиана, Пенджаб, Индия. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1827994

2.1. Вырытые колодцы

Вид на вырытый вручную колодец, обнесенный бетонными кольцами; Уэлессебугу, Мали. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1526253

До недавнего времени все искусственные колодцы представляли собой безнасосные ручные колодцы разной степени сложности, и они остаются очень важным источником питьевой воды в некоторых развивающихся сельских районах, где они обычно выкапываются и используются сегодня. Их незаменимость породила ряд литературных ссылок, буквальных и фигуральных, в том числе ссылку на случай встречи Иисуса с женщиной у колодца Иакова (Иоанна 4:6) в Библии и детскую песенку «Ding Dong Bell» о них. кот в колодце.

Колодцы, вырытые вручную, представляют собой выемки с диаметром, достаточно большим, чтобы в них мог поместиться один или несколько человек с лопатами, копающими ниже уровня грунтовых вод. Раскопки закреплены горизонтально, чтобы избежать оползней или эрозии, подвергающих опасности людей, ведущих раскопки. Их можно обложить уложенными камнями или кирпичом; расширение этой облицовки вверх над поверхностью земли с образованием стены вокруг колодца служит для уменьшения как загрязнения, так и травм при падении в колодец. В более современном методе, называемом кессонированием, используются сборные колодезные кольца из железобетона или простого бетона, которые опускают в скважину. Бригада копателей колодца копает под режущим кольцом, и колонна колодца медленно погружается в водоносный горизонт, защищая при этом бригаду от обрушения ствола скважины.

Читайте также:
Можно ли гипсокартон внутри бревенчатой ​​​​хижины? Открытый отряд

Колодцы, вырытые вручную, недороги и не требуют высоких технологий (по сравнению с бурением), поскольку для доступа к подземным водам в сельской местности в развивающихся странах используется в основном ручной труд. Они могут быть построены при активном участии местного населения или местными предпринимателями, специализирующимися на ручном копании колодцев. Они были успешно выкопаны на глубину 60 метров (200 футов). У них низкие эксплуатационные расходы и затраты на техническое обслуживание, отчасти потому, что воду можно извлекать вручную, без насоса. Вода часто поступает из водоносного горизонта или грунтовых вод, и ее можно легко углубить, что может быть необходимо, если уровень грунтовых вод падает, путем телескопирования облицовки дальше в водоносный горизонт. Производительность существующих колодцев, вырытых вручную, можно повысить за счет углубления или установки вертикальных туннелей или перфорированных труб.

Недостатки колодцев, вырытых вручную, многочисленны. Копать колодцы вручную в районах, где присутствуют твердые породы, может быть нецелесообразно, и на их рытье и облицовку даже в благоприятных районах может уйти много времени. Поскольку они используют неглубокие водоносные горизонты, скважина может быть подвержена колебаниям дебита и возможному загрязнению поверхностными водами, включая сточные воды. Строительство вырытых вручную колодцев обычно требует использования хорошо обученной строительной бригады, а капиталовложения в оборудование, такое как формы для бетонных колец, тяжелое подъемное оборудование, опалубка шахты колодца, моторизованные водоотливные насосы и топливо, могут быть большими для людей, занимающихся разработкой. страны. Строительство колодцев, вырытых вручную, может быть опасным из-за обрушения ствола колодца, падения предметов и удушья, в том числе от выхлопных газов дренажного насоса.

Колодец Вудингдин, вырытый вручную между 1858 и 1862 годами, считается самым глубоким в мире вырытым вручную колодцем на высоте 392 метра (1,285 футов). [10] Большой колодец в Гринсбурге, штат Канзас, считается крупнейшим в мире вырытым вручную колодцем глубиной 109 футов (33 м) и диаметром 32 фута (9.8 м). Тем не менее Колодец Иосифа в Каирской цитадели на глубине 280 футов (85 м) и в Поццо ди С. Патрицио (Колодец Святого Патрика), построенном в 1527 году в Орвието, Италия, на глубине 61 метр (200 футов) и ширине 13 метров (43 фута). 11] больше по объему.

2.2. Управляемые скважины

Забивные скважины могут быть очень просто созданы в рыхлом материале с конструкция скважины, который состоит из закаленной приводной точки и экрана (перфорированной трубы). Точка просто забивается в землю, обычно штативом и водитель, с добавлением секций труб по мере необходимости. Драйвер представляет собой утяжеленную трубу, которая скользит по загоняемой трубе и неоднократно падает на нее. При встрече с грунтовыми водами скважину промывают от наносов и устанавливают насос. [12]

Читайте также:
Руководства по установке жалюзи, жалюзи и рольставней |

2.3. Пробуренные скважины

Буровая установка для бурения скважин на воду с тросовым инструментом в Кимбалле, Западная Вирджиния, США. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1564469

Бурение водяной скважины в Эйн-Хемеде, недалеко от Иерусалима, около 1964 года. https://handwiki.org/wiki/index.php?curid=1252173

Пробуренные скважины обычно создаются с использованием бурильных машин с верхним буровым наконечником, настольных роторных или канатных бурильных машин, все из которых используют бурильные штанги, которые поворачиваются для создания режущего действия в пласте, отсюда и термин бурение.

Бурение скважин может производиться простыми ручными методами бурения (шнековое, шламовое, струйное, забивное, ручное ударное) или машинным бурением (вращательным, ударным, погружным). Наиболее распространен роторный способ бурения Deeprock. Роторный можно использовать в 90% типов формаций.

Пробуренные колодцы могут получать воду с гораздо более глубокого уровня, чем вырытые колодцы, часто до нескольких сотен метров. [13]

Бурение скважин с помощью электрических насосов используется во всем мире, как правило, в сельских или малонаселенных районах, хотя многие городские районы частично снабжаются муниципальными скважинами. Большинство установок для бурения неглубоких скважин устанавливаются на большие грузовики, прицепы или гусеничные тележки. Водяные колодцы обычно имеют глубину от 3 до 18 метров (10–60 футов), но в некоторых районах могут достигать глубины более 900 метров (3,000 футов).

В машинах для вращательного бурения используется сегментированная стальная бурильная колонна, обычно состоящая из 6-метровых (20 футов) секций оцинкованной стальной трубы, соединенных резьбой, с долотом или другим буровым устройством на нижнем конце. Некоторые роторные буровые установки предназначены для установки (путем забивания или бурения) стальной обсадной трубы в скважину одновременно с бурением самой скважины. Воздух и/или вода используются в качестве циркулирующей жидкости для вытеснения шлама и охлаждения долот во время бурения. Другая форма вращательного бурения, называемая буровой роторный, использует специально приготовленный буровой раствор или буровой раствор, который постоянно изменяется во время бурения, чтобы он мог постоянно создавать достаточное гидравлическое давление, чтобы удерживать боковые стенки скважины открытыми, независимо от наличия обсадной трубы в стволе скважины. Что ж. Как правило, скважины, пробуренные в сплошной породе, не обсаживаются до тех пор, пока процесс бурения не будет завершен, независимо от используемого оборудования.

Самая старая форма бурового оборудования – это канатный инструмент, который используется до сих пор. Специально разработан для подъема и опускания долота в скважину. окучивание сверла заставляет долото подниматься и опускаться на дно отверстия, а конструкция троса заставляет долото скручиваться примерно на 1 ⁄4 оборот на каплю, тем самым создавая действие сверления. В отличие от вращательного бурения, бурение с помощью тросового инструмента требует остановки бурения, чтобы скважину можно было вычерпать или освободить от бурового шлама.

Пробуренные скважины обычно обсаживаются трубами заводского изготовления, как правило, стальными (при бурении с помощью пневматического роторного или канатного инструмента) или пластиковыми/ПВХ (в скважинах с вращательным бурением, которые также присутствуют в скважинах, пробуренных в твердую породу). Корпус изготавливается путем сварки сегментов корпуса химическим или термическим способом. Если обсадная труба устанавливается во время бурения, большинство буровых установок будут вбивать обсадную колонну в землю по мере продвижения ствола скважины, в то время как некоторые более новые машины фактически позволяют вращать обсадную колонну и бурить ее в пласт аналогично тому, как продвигается долото. ниже. ПВХ или пластик обычно сваривают, а затем опускают в пробуренную скважину, укладывают вертикально друг на друга, концы вставляются друг в друга и либо склеиваются, либо соединяются шлицами. Секции обсадной трубы обычно имеют длину 6 метров (20 футов) или более и диаметр от 6 до 12 дюймов (от 15 до 30 см), в зависимости от предполагаемого использования скважины и местных условий грунтовых вод.

Читайте также:
23 цвета, которые идеально сочетаются с фиолетовым

Поверхностное загрязнение колодцев в Соединенных Штатах обычно контролируется с помощью поверхностное уплотнение. Большая скважина бурится на заданную глубину или в ограничивающую породу (например, в глину или коренную породу), а затем от этой точки вперед достраивается меньшая скважина для скважины. Скважина обычно обсажена с поверхности вниз в меньшую скважину обсадной трубой того же диаметра, что и эта скважина. Кольцевое пространство между большим отверстием и меньшим корпусом заполняется бентонитовой глиной, бетоном или другим герметизирующим материалом. Это создает непроницаемую изоляцию от поверхности до следующего удерживающего слоя, который препятствует проникновению загрязняющих веществ по внешним боковым стенкам обсадной колонны или ствола скважины в водоносный горизонт. Кроме того, колодцы обычно закрываются специальной крышкой или уплотнителем, который пропускает воздух через экран в колодец, но предотвращает доступ насекомых, мелких животных и посторонних лиц к колодцу.

На забое скважины, опираясь на пласт, оставляют фильтрующее устройство, фильтрующую насадку, щелевую обсадную трубу или открытый ствол скважины для обеспечения притока воды в скважину. Сконструированные фильтры обычно используются в рыхлых породах (пески, гравий и т. д.), позволяя воде и части породы проходить через фильтр. Прохождение некоторого количества материала создает фильтр большой площади из остальной части пласта, поскольку количество материала, поступающего в скважину, медленно уменьшается и удаляется из скважины. Скальные колодцы обычно имеют обсадную трубу/корпус из ПВХ и экран или кожух с прорезями на дне, это в основном присутствует только для предотвращения попадания камней в насосный узел. Некоторые скважины используют пакет фильтров способ, при котором внутрь скважины помещают малогабаритный фильтр или щелевую обсадную трубу, а фильтрующий материал набивается вокруг экрана, между экраном и скважиной или обсадной трубой. Это позволяет очищать воду от нежелательных примесей перед поступлением в скважину и зону откачки.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: