Перейти к контенту
Абиссинская скважина

Абиссинская скважина

1. Вступление

Владельцы загородной усадьбы для дома и хозяйства устраивают собственное водоснабжение. Осуществить такой проект реально, привлекая специализированные организации или рассчитывая на собственное умение.

Расход средств на сооружение системы, приобретение комплектующих узлов и деталей пропорционально вашим возможностям. Одним из вариантов получения воды из грунта является бурение скважины иглы.

Немного истории об этом способе добычи живительной влаги. Впервые эту технологию получения воды использовали в пустынях Африки. Для её применения использовалась простая конструкция, которая быстро устанавливалась, демонтировалась и переносилась на новое место.

Похожее устройство получило широкое распространение и в настоящее время.

2. Условия для сооружения

Бурение ведётся до первого водоносного пласта.

Перед началом работ уточняют, годится ли геологическая структура земли для размещения скважины иглы. Подходит ли порода по свойствам.

Перечень № 1

Грунт. Методы бурения.

Песчаник. Используют разные способы и инструменты.

Скальный грунт. Колонковая труба с коронками.

Другие виды. Ударно-канатный с использованием желонки.

Скважину такого типа не размещают на близком залегании пород известняка. Подходящими для сооружения будут глинистые грунты или глубокое отложение песка.

Табл. № 2.

Физико-механические свойства.

Характеристика пород. Состояние. Почва.

Скальная, твёрдый грунт. При скоростном бурении порода дробится, раскалывается. Находится в верхней части известняков, доломитов.

Пластичная порода. Поддаётся буровому инструменту с наконечниками. Образцы режутся ножом. К ним относятся: глина, супесь.

Сыпучие грунты. Из-за избытка воды не выдерживает форму, течёт. Пески разной крупности, гравийная почва.

Породы во второй и третьей строке таблицы пробуривают самостоятельно. Наконечником раздробить твёрдые грунты невозможно.

Не стоит заниматься разрушением крупных валунов. При залегании камней, скальных пород забивка скважины бессмысленна. Располагают забор воды в подходящем месте. Если структура грунта устойчива, выработка не осыпается скважину бурят ручным шнековым снарядом.

Перед устройством скважины иглы проверяют: подойдёт ли этот способ добычи по глубине расположения водоносного пласта. Ориентируются на действующие в этом районе скважины, карты грунтов.

Абиссинская скважина
Абиссинская скважина

3. Сведения по гидрогеологической обстановке

Примерная структура почвенного покрова такая:

  • глина,
  • супесь,
  • песок,
  • водный слой на глубине 8—12 м.

При бурении наличие влаги узнают по извлечённым образцам грунта, а также обследования растительности в сухой период сезона. Её подтверждением будут глубокие корни густых зарослей крапивы или лопуха.

На равнинной поверхности водоносный слой залегает горизонтально с малыми изгибами. Вода находится на уровне постоянной отметки. Перепады рельефа на точку забора не сказываются. При засушливой погоде, снеготаянии, дожде поверхность воды колеблется. Выбирая глубину бурения учитывают критическое положение сухого сезона.

4. Простое устройство скважин

Добывают влагу подходящими к условиям способами.

  1. Забивают стальные трубы «бабой». Вгоняют их до соприкосновения штанги с наконечником к водоносному горизонту.
  2. Заглубляют колонну шнековым способом с помощью малогабаритных механических приспособлений.

5. Состав, конструкция и работа бурового устройства.

Готовое оборудование и детали приобретают, заказывают в специализированных мастерских или некоторые изготавливают самостоятельно. Колонну собирают из стальных отрезков труб. Первая, с острым конусом на конце, выполняет роль фильтра. Поэтому второе название такого способа бурения называют скважина игла.

Основные узлы и детали

Трубы. Используют толстостенные, усиленные, бесшовные и водогазопроводные. Наружный 25—40 мм. Её диаметр не влияет на дебит. В породу труднее забивать большего сечения. Для сборки и погружения подготавливают трубы отрезками длиной 1,2 или 1,5 м. К первому звену приваривают иглу. Общая длина колонны на два—три метра превышает глубину залегания водоноса. Наращивают ствол с помощью стальных муфт. Соединение между ними винтовое. На каждом крае трубы нарезают по 7 витков, на которые перед сборкой наматывают паклю.

Копьевидный наконечник. Форма острия облегчает забивку и проникновение колонны в грунт. Длина такой детали до 15 см и её диаметр превышает размер штанги на 2—5 см. Она имеет коническую или пирамидальную форму. Монолитная конструкция, изготовленная токарным способом, более надёжная.

Стальная сетка. Необходима для фильтрации. Препятствует заиливанию мелким песком, проникновение глинистой взвеси. Обеспечивает оптимальный проход воды. Применяют галунного плетения. Закрепляют на перфорированной части трубы.

Обратный клапан. Не позволяет оттоку воды в скважину. Она протекает только в сторону потребителя. Основная деталь выполнена в форме тарелки или шарика. Устанавливают в месте стыковки первой штанги со второй.

Соединительные муфты. Для изготовления используют высокопрочный металл с добротно нарезанной резьбой, выдерживающей большую механическую нагрузку. При её нарушении придётся демонтировать всю иглу.

Копёр. Это штатив, приспособленный для бурения. Состоит из металлического треножника. На вершине которого закреплены два блока. Через них протянута верёвка с прикреплённым на другом конце тяжёлым молотом. Подтянув кверху массивную болванку, её резко опускают на вертикально зафиксированную трубу, на которой укреплена наковальня. Она представляет собой две одинаковые части (хомуты). Их размер превышает габарит молота. Промахнуться будет трудно. Работу выполняют сериями ударных движений. Ствол с копьевидным наконечником постепенно загоняют в грунт. Забив полностью первую труб, к ней подсоединяют следующую. В торец последней закрепляют хомут, выполняющей роль наковальни. Процесс повторяют до полного проникновения фильтром 2/3 высоты водоносного слоя. Конструкцию копра можно взять в аренду.

Буры. Приспособления необходимы для первоначального прохождения валунов и гальки. Комплект поставки состоит из ложки и 5 штанг длинной 1,5 м. Последняя приспособлена для работы с воротком. Бурят до воды с песком (плавуна). Проходка скважины обозначает направление будущей забивки фильтра и труб.

Фильтр.

Монтируют на водоприёмной части штанги. На трубе просверливают 20—40 отверстий в шахматном порядке. Диаметр 20—14 мм и с шагом 2—5 см. Располагая их от нижнего края на расстоянии 15 см. Таким образом, прочность конструкции не нарушена. Трубу с отверстиями обматывают проволокой из нержавеющей стали. Шаг между витками от 3 до 10 мм. Сверху припаивают сетку с мелкой ячейкой или галунного плетения марки П.-52—П.-36. Используют оловянный припой, не влияющий на качество воды. Диаметр готовой конструкции из проволоки и сетки должен быть меньше размера наконечника.

Фильтры бывают

  1. Сетчатые. Труба с отверстиями, обвёрнутая сеткой. Применяют на песчаных почвах, плывунах. Этот тип самый распространённый.
  2. Дырчатые. Перфорация отверстиями мелких диаметров. Подходит для гравийных грунтов и скважин с малым напором воды.
  3. Щелевые. Для водозабора на трубе нанесены поперечные прорези шириной до 10 мм. Их закрывают приваренной фильтрующей сеткой.
  4. Проволочные. Трубу с отверстиями 2 мм обматывают оцинкованной проволокой диаметром 0,25 мм. Намотку фиксируют сваркой.
  5. Гравийный. Часть водоприёмной трубы с отверстиями, выполненными под углом в 45 градусов к оси, засыпают мелким гравием.

6. Насосы для абиссинской скважины

  • Поршневые,
  • штанговые,
  • мембранные,
  • крыльчатые.

Большим спросом пользуются первые два наименования.

6.1. Ручные (поршневые)

По устройству это цилиндр, внутри которого расположен поршень со встроенным обратным клапаном. При движении в одну сторону он втягивает воду, а в другую выталкивает. Такой тип применяют на глубинах водоносного слоя до 10 метров.

Насос также необходим, в процессе бурения для определения уровня водоносного горизонта. Проверку делают через каждые полметра проходки. Заливают в ствол скважины и, прокачивают ручным насосом. Он необходим при отсутствии электроэнергии. Рекомендуется сначала приобрести механический, а когда работа источника нормализуется — устанавливают насос с питанием от сети. Ручные используют при небольших расходах воды.

Таблица № 3

Данные 1;1,25′ (дюйм).

Глубина м. 10

Диаметр основного корпуса мм. 78

Длина мм. 450

Размер рычага м. 1

Материал. Сталь.

Насос прост и надёжен. Оптимально работает при уровне зеркала воды не ниже восьми метров. Дебет составит 2—3 куб. м. / час. Объем подачи зависит от мощности скважины.

6.2. Штанговые

Его действие и конструкция схожи на поршневой, однако имеют больший ход поршня. Поднимают воду с 30 метров.

6.3. Крыльчатые

В корпусе дисковой формы крыльчатка совершает вращательное движения. С помощью системы клапанов вода сначала поступает во всасывающую полость, а затем в нагнетательную камеру. Насос редко используют.

6.4. Мембранные насосы

Работают на принципе самовсасывания. Движение мембран создаёт в одной камере разрежение, заполняемое водой. Другая создаёт давление и проталкивает её к выходной трубе. Насосы поднимают воду с 9 метров. Применяются редко.

6.5. Поверхностные

Устанавливают сверху вблизи источника. Применяют для откачки с глубины до 10 м. Если в техническом паспорте указана рекомендуемая высота всасывания, тогда не имеет смысла бурить скважину глубже. Учитывают, что потери напора накладываются на перекачивание воды по всем участкам водопровода. Они наблюдаются в металлических и полиэтиленовых трубах.

Практически получают 8—9 м для поверхностной помпы с внутренним эжектором и 7-8 м без этого устройства. На каждые десять метров перемещения напор уменьшается на один метр. Отрицательно сказывается удалённость насоса от места забора.

Обращают внимание на два параметра. Глубину скважины и возможность всасывания. Насос втягивает воду от статического уровня, который находится на расстоянии 8—9 м. Если оно будет больше, тогда его опускают в шахту ниже поверхности земли.

6.6. Насосные агрегаты

Применяют для забора воды из подземных и открытых источников. Откачивают с глубины десяти метров и подают на высоту до 30. Признанные поставщики для абиссинских скважин являются производители России, Германии, Италии, Дании:

  • Grundfos,
  • Karcher,
  • Beldams.

Насосы отличаются высокими эксплуатационными свойствами.

Табл. № 4

Наименование. Мощность двигателя (квт). Производительность литр/час.

Тип насоса. Характеристика, особенности.

Напор (м.). Высота всасывания (м.). Объём гидроаккумулятора

(л.). Вес (кг). Эжектор. Страна.

Marina ARM 100/25 0,75 2400 Центробежный. Для чистой воды.

38 25 1 Италия

Grundfos JP 2 PT 0,72 3 тыс. 42 8 24 18 — Дания

Автоматическая станция AL-KO HWA 1300 F 1,3

5 тыс. 50 9 — 13 — Беларусь

Насосная установка GARDENA 4000/5 CLASSIC 0,85 3500 45 8 24 13,7 Германия

Джамбо 1,1 4200 50 9 — — 1 Россия

Wilo Jet HWJ 203 EM-50 L 1,0 5 тыс. 42 8 50 — 1

Вихрь А.С.В.-800/24 0,8 3600 40 9 24 — —

«АКВАРОБОТ М». 0,245 1200 Вибрационный. 60 — 5—24 — —

Насос BELAMOS XI 08 ALL 0,7 3 тыс. — 40 8 24 — — Беларусь

7. Скважинный комплект

Состоит из труб, фильтра с отверстиями, обмотанными нержавеющей сеткой. Приваренным на конце конусом и соединительными муфтами.

Размеры узлов и деталей (для забивной и скважины иглы) указаны в таблице.

Наименование. Дюймы. Длинна (м).

Трубы оцинкованные с резьбой.

1; 1,25; 1,5 1;1.5;2.0

Фильтр (типоразмер).

Муфты толстостенные, стальные. —

Труба нержавеющая (стенка 3 мм).

1 1,5

Фильтр (с внутренней подмоткой).

Муфта нержавеющая.

Варианты 3-х комплектов (по каждому размеру) для скважин разных глубин.

Общая

глубина

(м.) Диаметр

(дюйм)

Название

Труба

длина (м.) / количество (шт.) Муфта

(шт.)

5,2

1; 1,25; 1,5 2/1 1/2 3

7,2 2/2 1/2 4

10,2 2/3 1/3 6

12,2 2/4 1/3 7

В комплекты входят трубы 2-х, и одно метровой длины. Начало бурения проходят длинными. Потом насаживают короткими, для точного попадания на водоносную жилу.

8. Выбор

Ознакомление начинают с паспортных данных оборудования и условий эксплуатации скважины. Количество воды за единицу времени (дебит колодца), согласовывают с мощностью насоса. Если забор влаги интенсивнее, чем пополнение источника, тогда оборудование работает в зоне сухого хода.

При выборе учитывают разницу статистического и динамического уровня воды. Высоту перемещения, а также расстояние от источника к точкам расхода.

Сведения для расчётов.

Таблица № 5

Потребители. Объём (куб. м. в час)

Нужды дачи в летний сезон (пиковые расходы). До 1,5

Жильцы (шестеро человек). До 2,0

Большой дом (полив, бассейн, фонтан). 4,0

Мощность станции 0,6—1,5 квт поднимает воду с 10 м, перекачивает от места забора до точек потребления. Применяя выносной эжектор, подачу увеличивают. При недостаточности используют погружной насос.

9. Гидроаккумуляторы

Обеспечивает постоянный напор, создаёт необходимый запас воды.

Оптимальный объём до 80 литров. В схеме водоснабжения размещают как можно ближе к насосу. Материал для изготовления: нержавеющая сталь, чугун, пластик. Последний имеет ограниченный срок эксплуатации. Гидроаккумулятор cо внутренней резиновой мембраной, испытывает постоянную нагрузку. Она чаще повреждается и требует замены.

10. Защитные модули

При отсутствии воды, такое устройство отключает агрегат, не допускает режима холостого хода. Используют при эксплуатации водопровода с большим количеством потребителей. Наличие защитного модуля увеличивает стоимость насосной станции. Для дачи достаточно ручного управления агрегатом.

Примерный расход воды для бытовых нужд.

Точка потребления. Литров в минуту.

Душ. 10

Кухонная мойка. 8,5

Туалет. 1,4

11. Недостатки абиссинской скважины

Скважину иглу устанавливают на песок. Невозможно установить её на толстых слоях известняка, глины, камнях.

Глубина забора составляет 8—12 м. Расположенные неглубоко водоносные пласты подвержены химическому и бактериальному загрязнению.

Малую отдачу скважины компенсируют накопительной ёмкостью 500—1000 л.

Необходимость устройства приямка или кессона.

Частая промывка, смена фильтра.

Общий срок службы до 10 лет.

12. Преимущества

Проблема водоснабжения решают без привлечения тяжёлой бурильной техники, прокладки подъездных путей.

Бурение выполняют в ограниченном пространстве.

Дешевизна устройства и быстрота и установки.

В зависимости от характеристики пласта объём получения достигает 5 м 3 в час.

Не нужно разрешение на сооружение.

13. Для покупателя

Потребитель проверяет правильность оформления всех документов на приобретение оборудования и выполнения бурильных работ.

Получает письменные гарантии послепродажного обслуживания, технический паспорт, инструкцию по эксплуатации.

Длительный срок использования — свидетельство качества оборудования и выполненных работ. После окончания гарантии владелец самостоятельно занимается ремонтом. Простота сооружения и распространение такого способа получения воды опережает использование трубных, шахтных колодцев.