Выбор водоприемной части скважин (часть 1)

В зависимости от характера водовмещающих пород приемные части водозаборных скважин бывают фильтровые — при использовании вод, приуроченных к рыхлым обломочным породам, и бесфильтровые — при получении воды из трещиноватых скальных пород, а также из очень мелких песков.

К фильтрам водозаборных скважин, питающихся водами рыхлых обломочных пород, предъявляются следующие требования:

В настоящее время существует много конструкций фильтров водозаборных скважин: сетчатые, гравийно-сетчатые, гравийно-проволочные, блочные, кожуховые, щелевые штампованные, каркасно-стержневые, блочные из пористой керамики, корзинчатые и др. Рассмотрение конструкций и применимости этих фильтров в различных гидрогеологических условиях является специальным вопросом (В. М. Гаврилко, 1962).

При использовании грунтовых вод фильтр должен быть погружен так, чтобы он не обнажался во время эксплуатации скважины, т. е. всегда находился ниже динамического уровня воды. Если позволяет мощность водоносного горизонта, то фильтр целесообразно устанавливать в нижней части горизонта. При этом обеспечивается лучший приток воды к фильтру; кроме того, благодаря большей фильтрующей толще затрудняется проникновение в скважину поверхностных загрязнений.

При выборе материала для изготовления фильтров нужно учитывать состав воды. Если ожидается, что вода обладает агрессивными свойствами, то рекомендуется использовать для каркасов трубы из нержавеющей стали, стали марок Ст. 3 и Ст. 5, пластических масс, керамики, асбестоцементные; для сетчатых фильтров следует применять сетку из нержавеющей стали или из пластических масс.

В трещиноватых скальных породах, если в них нет прослоев рыхлых пород и стенки скважины устойчивые, приемную часть лучше оставлять открытой, без крепления дырчатым каркасом, который затрудняет приток воды и осложняет работы при ремонте и восстановлении скважины. Если такая скважина будет углублена в глины, подстилающие водоносный горизонт (например, при необходимости устройства «кармана» для спуска воздухоподъемных труб), то ствол ее в пределах вскрытия этих глин нужно изолировать глухими обсадными трубами; в верхней части труб следует поместить сальник. Если
такой необходимости нет, то ствол следует зацементировать (рис. 44).

 

К фильтрам водозаборных скважин, питающихся водами рыхлых обломочных пород, предъявляются следующие требования: Перфорировать трубы можно сверлением круглых отверстий диаметром 10—20 мм или нарезкой щелей длиной 30—100 мм и шириной 2—5 мм.

Наличие в водоносных трещиноватых скальных породах прослоев легко размываемых глин или неустойчивость самих трещиноватых пород иногда обусловливает необходимость опускать в приемную часть скважины колонну дырчатых (перфорированных) обсадных труб (рис. 45). Перфорировать трубы можно сверлением круглых отверстий диаметром 10—20 мм или нарезкой щелей длиной 30—100 мм и шириной 2—5 мм.

Чем больше скважность перфорированных труб (отношение площади отверстий к общей площади перфорированной трубы), тем меньшее сопротивление они оказывают притоку воды в скважину. В среднем скважность перфорированных труб принимается равной 0,2—0,3. По табл. 21 можно наметить разбивку круглых отверстий в трубах различных диаметров и определить скважность полученного фильтра (Дубровский, 1964).

 

Если такая скважина будет углублена в глины, подстилающие водоносный горизонт

Один из ответственных элементов приемной части водозаборных скважин — сопряжение колонны глухих обсадных труб с породами водоносного горизонта в трещиноватых скальных породах. При неплотном сопряжении во время эксплуатации скважины в нее могут проникать глины или пески, залегающие в кровле водоносного горизонта, а в дальнейшем могут образовываться каверны. Во избежание этого при ударном способе бурения башмак глухой колонны должен быть задавлен или забит в водоносные породы на 0,5—3,0 м ниже их кровли. Если скважину предполагается бурить роторным способом, то в проекте следует рекомендовать погрузить колонну на ту же глубину в водоносные породы и, кроме того, как указывалось выше, предусмотреть подбашмачное цементирование.

 

Когда предполагается бурить скважину в описанных условиях, в проекте надо указывать на эти особенности.

Иногда колонну глухих обсадных труб следует погружать в породы водоносного горизонта и более чем на 3 м, если в верхней части этого горизонта залегают рыхлые разрушенные породы (древний элювий). То же делают для уменьшения притока воды из песков, покрывающих водоносные скальные породы (рис. 46). Однако часто скальные породы наиболее трещиноваты в самой верхней части горизонта, поэтому излишнее погружение глухой обсадной колонны может значительно уменьшить водообильность скважины. Когда предполагается бурить скважину в описанных условиях, в проекте надо указывать на эти особенности.

Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство "Недра", 1968