Трубчатые колодцы

При залегании межпластовых водоносных горизонтов на глубине свыше 20 м экономически целесообразны трубчатые колодцы (скважины), которые сооружают посредством бурения и отделки стенок обсадными трубами и оборудуют малогабаритными вибрационными (типа «Малыш», «Струмок») или ручными насосами (рис. 7, а).

При обильных грунтовых водах на глубине 4—6 м сооружают забивные трубчатые колодцы. Такой колодец можно оборудовать выпускаемыми промышленностью; поршневыми насосами (типа НР-3 или НК-10) с ручным приводом, в комплект которых входят обсадные трубы, а также водоподъемная (всасывающая) труба с нагнетательным и обратным клапанами. Комплекты снабжен инструкцией по производству буровых работ и эксплуатации трубчатых колодцев.

Сооружение глубоких трубчатых колодцев связано с применением специального инструмента и требует определенных знаний и опыта, поэтому такую работу целесообразно поручить специалистам Промбурвода или других подрядных организаций.

Если такой возможности нет, то, прежде чем приступить к бурению скважин своими силами, полезно проконсультироваться с опытным буровым мастером и учесть его советы по подбору инструмента, материалов и техник безопасности.

Для бурения вручную используют деревянную треног из тонких бревен (подтоварника) длиной 4—5 м, диаметром 10—14 см или треногу из стальных труб диаметром 60—75 мм (см. рис. 7, б).

Верхние концы бревен просверливают и соединяю между собой резьбовой шпилькой с гайками, на которой крепят серьгу с блоком.

Чтобы пробурить скважину глубиной 5—6 м в мягких; грунтах, достаточно иметь минимальный набор породоразрушающих инструментов: змеевик (шнековый бур), бур-ложку, пирамидальное и плоское долото и желонку. В качестве змеевика можно использовать рабочую часть шнекового ледобура, снабдив его переходной втулкой для стыковки с удлинительными штангами. Бур-ложку и желонку можно изготовить из куска стальной трубы подходящего диаметра. Желонка представляет собой полый цилиндр с клапаном на нижнем конце.

Рис. 7. Устройство и бурение трубчатых колодцев:

а — забивной трубчатый колодец; б — оборудование для бурения скважины; в — удлинительная штанга с воротком; г — поворотный хомут; д — породоразрушающие инструменты; / — обратный клапан; 2 — дырчатый фильтр; 3 — всасывающая труба; 4 — ручной поршневой насос; 5 — отмостка; 6 — обсадная труба; 7 — водоносный слой; 8 — змеевик; 9 — буровая колонка; 10 — ворот; 11 — тренога; 12 — стяжная шпилька; 13 — блок; 14 — вертлюг; 15 — вороток; 16 — оголовок; 17 — деревянный щит; 18 — удлинительная труба; 19 — муфта, 20—шпилька; 21 — трос (петли); 22—башмак зубчатый; 23 — хомут деревянный; 24—муфта ударная; 25 — стяжная шпилька; 26 — бур-ложка; 27—желонка с клапаном; 28 — пирамидальное долото; 29 — плоское долото

В качестве удлинительной штанги используют газовые трубы длиной 1 —1,5 м, диаметром 25—50 мм, которые соединяют между собой муфтами, а чтобы последние не проворачивались, закрепляют их стопорами (шпильками). Верхнюю часть штанги оборудуют воротком и кольцом (или вертлюгом) для подсоединения с помощью каната или веревки к подъемному механизму — лебедке или вороту.

Бурение, как правило, ведется с применением обсадных труб, диаметр которых зависит от способа подъема воды из колодца. Например, если для этих целей будут применяться малогабаритные вибрационные насосы (типа «Малыш», «Струмок»), то внутренний диаметр обсадных труб в районе водозабора должен быть не менее 120 мм, для насоса НЭБ 1/20—200 мм, для насосов ЭЦВ-1, 6—30 (50, 60) — 100 мм.

Начинать бурение следует с оборудования оголовка скважины. Для этого подбирают подходящую чугунную, асбоцементную или керамическую трубу длиной 1,2—1,5 м с таким расчетом, чтобы в нее свободно входила обсадная труба. Установив оголовок скважины так, чтобы его обрез выходил выше поверхности земли на 0,5—0,7 м, укрепляют грунт вокруг оголовка и обкладывают его деревянными щитами.

Змеевик используют при прохождении глинистых лёссовидных пород, бур-ложку — при углублении в песках и песчаных породах; если встретятся известняки, песчаники или скальные породы, работают долотом. Применяя долото, при каждом ударе надо стараться поворачивать штангу на небольшой угол (15—20°), чтобы шло, равномерное обкалывание дна скважины. Измельченную ( породу извлекают желонкой. При бурении сухой породы, которая вываливается из буровой ложки, в скважину выливают одно - два ведра воды. При бурении ложкой или змеевиком вороток вращают со скоростью 10—14 об/мин. Почувствовав, что инструмент наполнился грунтом, его вытаскивают, очищают и снова начинают вращение с легким нажимом. Затрудняют проходку скважины отдельные камни, которые надо стремиться «втолкнуть» в стенки скважины с помощью пирамидального долота, предварительно разжижив породу двумя-тремя ведрами воды.

Если встретится твердая скальная порода или валун, то лучше отказаться от намерения бурить скважину и сменить место. Иногда при прохождении слоя грунтовых вод встречаются неустойчивые пласты — плывуны. Характерный признак появления плывуна — соскальзывание грунта с рабочего инструмента или змеевика. В этом случае невозможно углубить скважину. Тогда пробуют очистить скважину с помощью желонки. Ее опускают в скважину и, почувствовав «прихват», когда она заполнилась породой, вытаскивают, очищают и снова «желонят». Если эта операция не приносит успеха, тогда необходимо укрепить скважину обсадными трубами. Обсадные трубы опускают башмаком вниз и, если они идут туго, осаживают их с приворачиванием (раскачкой) кувалдой через специальный оголовок или деревянный стяжной хомут с ручками (см. рис. 7, г). Установку обсадных труб, особенно если их применение вызвано борьбой с плывуном, необходимо производить как можно быстрее, желательно в течение ближайших одного-двух дней.

В качестве обсадных труб можно использовать стальные, чугунные, асбоцементные или керамические трубы подходящего диаметра. Между собой трубы соединяют муфтами, а в оголовке сочленение делают герметичным с помощью цементного раствора.

В скважину опускают фильтр в виде трубы с просверленными в шахматном порядке отверстиями диаметром 10 — 12 мм, которые сверху закрыты слоями мелкоячеистой сетки из медной или латунной проволоки. Приток поды в колодце будет всегда выше водоносного слоя вследствие уменьшения гидростатического давления в стволе скважины по отношению к давлению в пласте.

Забор воды из трубчатого колодца штанговым (поршневым) или электрическим центробежным насосом осуществляется с помощью водоподъемной колонки труб с фильтром. Верхний конец ее закрепляют на 0,5—0,7 м выше поверхности земли и оборудуют насосом. В зимний период насос утепляют. Вокруг трубчатого колодца также устраивают глиняный замок и отмостку, но меньших размеров, чем у шахтного колодца.