3. Бур устанавливают в отверстие в доске, выравнивают по отвесу и делают забур в грунт на длину применяемого инструмента. Затем бур вынимают из скважины, очищают от вынутого грунта. В образовавшуюся скважину вставляют обсадную трубу и ввинчивают ее в грунт путем вращения под балластом. Затем внутрь обсадной трубы вставляют бур, который подвешивают на канате, перекинутом через блок треноги.
4. Бур вращают с помощью рычага или ключа и тем самым углубляются в грунт на длину применяемого бурового инструмента.
5. Бурение продолжают до тех пор, пока бур не дойдет до водоносного слоя. По мере углубления бура в грунт обсадную трубу и стержень бура наращивают новыми звеньями с помощью муфт с резьбой. Плотные и каменистые грунты разрабатываются ударным способом с помощью зубильных долот.
Внимание
Для нормальной работы скважины следует правильно установить в ней фильтр. Фильтры обязательно должны быть в буровых колодцах и служат для фильтрации воды, поступающей к насосу. В такой воде нет мельчайших песчинок и мути. Это в первую очередь повышает качество воды, во вторую очередь удлиняет срок службы насосов, перекачивающих воду из скважины.
Наибольшее распространение получили следующие конструкции фильтров:
• дырчатый фильтр без сетки – это стальная перфорированная труба с просверленными в шахматном порядке круглыми отверстиями диаметром 1–20 мм. Число отверстий должно быть таким, чтобы их общая площадь составляла примерно 20–25 % общей поверхности трубы. Такой фильтр устанавливают в водоприемной части скважины в неустойчивых скальных породах или крупноблочных рыхлых породах;
• стальной щелевой фильтр представляет собой стальную трубу, на которой в шахматном порядке фрезеруют узкие прямоугольные щели размером 1,5–3×25–100 мм;
• для улучшения фильтрации перфорированные дырчатые или щелевые фильтры обматывают сверху проволокой. При этом на поверхности трубы по ее длине приваривают через 20–30 мм стальную проволоку диаметром 3–4 мм. Затем вплотную друг к другу навивают стальную оцинкованную или медную проволоку диаметром 1,5–2 мм на всю длину перфорированной трубы;
• широко применяются сетчатые фильтры для улавливания песков и взвесей в воде. Сетка, применяемая для сетчатых фильтров, изготавливается из медной или латунной проволоки и имеет отверстия диаметром от 0,1 до 0,5 мм. Чем меньше отверстия сетки, тем чище получается отфильтрованная вода. На перфорированную трубу вначале наматывается опорная проволока диаметром 2,5–3 мм с шагом навивки 15–30 мм. Опорная проволока приваривается или припаивается к трубе во многих местах. Сетку закрепляют сверху опорной проволоки и припаивают к ней по всей длине. Этим добиваются необходимой прочности закрепления сетки на перфорированной трубе;
• гравийные фильтры бывают нескольких типов. Самый простой: гравий засыпают в скважину после ее устройства. Но сначала в скважину опускают дырчатую трубу или сетчатый фильтр, который по мере подъема обсадных труб обсыпают гравием. Его зерна должны быть в 10–20 раз крупнее диаметра песчинок водоносного слоя. Фильтр закрепляют на конце водоподъемной трубы и опускают в заранее пробуренную и предварительно очищенную скважину. Опустив фильтр, его обнажают, поднимая обсадные трубы на высоту фильтра.
Рис. 29. Фильтры:
а – фильтр с проволочной обмоткой: 1 – труба; 2 – проволочная обмотка; 3 – стальные прутки (опорная проволока); 4 – отверстия; б – фильтр сетчатый: 1 – наконечник; 2 – труба; 3 – сетка; 4 – проволочная обмотка; 5 – отверстия – перфорация; в – фильтр гравийный: 1 – сетка; 2 – гравий
После пробного откачивания воды из скважины и получения удовлетворительной степени фильтрации обсадные трубы можно вытащить из скважины, а скважину передать в эксплуатацию.
В сравнении с шахтными колодцами буровые колодцы обладают рядом преимуществ:
• буровые колодцы гигиеничнее других, так как вода попадает в них не сразу, а предварительно очистившись, пройдя через различные слои почвы и фильтр тонкой очистки, смонтированный на конце водоподъемных труб;
• буровые колодцы менее трудоемки в строительстве. Пробурить скважину глубиной до 30 м, смонтировать водоподъемник трубы с фильтром и сдать в эксплуатацию возможно за 1–2 дня. На устройство шахтного колодца такой глубины требуется 30–60 дней. Буровые колодцы дешевле шахтных.
Водоподъемные насосы
Для подъема воды из колодцев применяются вороты различных конструкций, ручные или механические насосы. Но чаще используют так называемые журавли.
Подъем воды из скважины или шахтного колодца осуществляется насосами, которые подразделяются на ручные и механические. Ручные насосы, как правило, бывают двух типов: штанговые и поршневые.
Рис. 30. Штанговый насос:
1 – цилиндр; 2 – колонна водоподъемных труб; 3 – штанга; 4 – хомут стальной; 5 – сальник; 6 – шток; 7 – балансир; 8 – поршень; 9 – поршневой клапан; 10 – всасывающий клапан (обратный)
Если высота подъема воды более 7 метров, применяют штанговые насосы. При меньшей высоте подъема воды целесообразнее применять поршневые насосы.
• Штанговый насос состоит из колонны водоподъемных труб 2, насосного цилиндра 1, закрепленного на конце водоподъемных труб, комплекта штанг 3, на котором шарнирно закреплен поршень 8, и наземного ручного приводного механизма, состоящего из штока 6 и балансира 7 (рис. 30).
Рис. 31. Поршневой насос:
1 – фильтр; 2 – колонна водоподъемных труб; 3 – отвод; 4 – обратный клапан; 5 – дисковый клапан; 6 – цилиндр насоса; 7 – поршень насоса; 8 – клапан поршневой; 9 – шток поршня; 10 – водоприемный резервуар; 11 – балансир
Насосный цилиндр 1 опускается в скважину на колонне водоподъемных труб 2, которые закрепляют на конце обсадных труб с помощью специального хомута 4.
В воду насосный цилиндр погружается ниже постоянного уровня воды. Это необходимо для того, чтобы нижний всасывающий дисковой или шариковый клапан 10 не мог выступить из-под воды во время откачки. На верхнем конце водоподъемных труб крепится сальник 5.
Опустив насосный цилиндр на требуемую глубину, на штангах 3 опускается поршень 8 с таким расчетом, чтобы он не доходил до нижнего клапана цилиндра на 50–60 мм. Верхний конец штанги прикрепляют к штоку 6, проходящему через сальник 5 и связанному шарнирно с балансиром 7.
Поршень 8 имеет в середине проточку, в которой устанавливают клапан 9. На наружной поверхности поршня крепится кожаная или резиновая уплотнительная муфта. При движении поршня вниз закрывается клапан 10 и открывается клапан 9. Вода поступает в пространство над поршнем. Когда поршень движется вверх, он поднимает всю находящуюся над ним воду, а в пространство под поршнем из-за разрежения воздуха будет поступать вода из скважины. В это время поршневой клапан 9 закрыт, а всасывающий клапан 10 открыт. Таким образом происходит перекачивание воды из скважины или колодца.
• Поршневой насос по конструкции аналогичен штанговому насосу, но имеет некоторое отличие (рис. 31).
На заметку
Основное условие работы поршневого насоса – это неглубокое (не более 7–10 м) залегание водоносного слоя или высокий уровень грунтовых вод.
Поршневой насос устанавливают на верхнем конце водоподъемных труб на уровне 70–100 см от уровня земли. Поршневой насос состоит из цилиндра 6, внутри которого перемещается поршень 7. В поршень вмонтирован поршневой клапан 8, а в днище цилиндра устанавливается дисковой клапан 5.
При движении поршня вниз дисковой клапан 5 закрывается и вода из-под поршня поступает через открытый поршневой клапан 8 в освобождающееся пространство над поршнем.
При движении поршня вверх поршневой клапан 8 закрывается и водяной столб над поршнем поднимается в водоприемный резервуар 10.
Под поршнем в это время создается разрежение. За счет этого разрежения клапан 5 открывается и вода поднимается в пространство под поршень. Для возвратно-поступательного движения поршня служит шток 9, шарнирно соединенный с балансиром 11. Для осуществления механической перекачки воды из скважины устанавливают обратный клапан 4 для того, чтобы совместить работу электронасоса и поршневого насоса.
Для перекачки воды из колодцев и скважин применяются электромеханические насосы, которые в зависи мости от принципа действия подразделяются на центробежные, шестеренчатые и электромагнитные (вибраци онные).
• Электрический центробежный насос состоит из двух основных частей: электродвигателя и лопастного центробежного насоса. Рабочее колесо вместе с лопастями заключено в корпус, выполненный в виде улитки. К приемному и нагнетательному отверстиям корпуса присоединяются всасывающий и напорный трубопроводы. Рабочее колесо с лопастями соединяется с валом электродвигателя. Вода, заполняющая насос, при вращении рабочего колеса под действием центробежной силы выбрасывается из корпуса в напорный трубопровод. Во время вращения рабочего колеса во всасывающем патрубке насоса создается разрежение, за счет которого вода непрерывно поступает во всасывающий трубопровод. Насосы центробежного типа могут работать только в том случае, если рабочее колесо, а, следовательно, и всасывающий трубопровод заполнены водой. Поэтому, чтобы удерживать воду внутри насоса при его остановке, на конце всасывающего трубопровода должно быть установлено приемное устройство с обратным клапаном.
