Эту технологию применяют для создания неглубоких артезианских источников. Шнековое бурение скважин отличается быстротой выполнения рабочих операций, разумной себестоимостью. Для создания качественного водоснабжения необходимо внимательно изучить технологию. Представленные ниже сведения помогут контролировать действия исполнителя, выбрать правильно сопутствующее насосное и фильтрационное оборудование.
Основные определения
Главная особенность бурения скважин на воду шнековой установкой понятна из специфического названия. В этой технологии применяют особый инструмент – стальную ленту, которая обвивает трубу. При вращении обеспечивается подъем породы на поверхность без применения технической жидкости. В классическом варианте применяется лопастной бур. Наклон этих частей выбирают с учетом плотности грунта на определенном земельном участке. Для создания рабочего давления пользуются весом созданной колонны.
Краткое описание поясняет целевое назначение и основные потребительские параметры данной технологии:
- глубина скважины – от 15 до 110 м;
- диаметр – от 40 до 160 см;
- длина одной шнековой штанги – от 1,5 до 12 м;
- скорость прохождения – до 25-35 м за сутки (1-2 рабочие смены);
- потребляемая мощность – до 10 кВт/ час;
- частота вращения – от 80 до 220 об/ мин;
- предпочтительные породы – песок, торф, чернозем.
В оптимальных условиях нагрузки на коронку ограничены, поэтому износ оборудования незначителен. Увеличивает долговечность хорошее охлаждение в процессе выполнения рабочих операций. Бур такого типа не применяют для прохождения скалистых слоев за метр. Разрушенные породы извлекаются на поверхность быстро. Достаточно высокая скорость обеспечивается даже при наличии гальки, щебня. Глина закрепляется на лопастях, препятствуя выносу на поверхность. При высокой вязкости грунта приходится часто поднимать инструмент для очистки.
Особенности типовой оснастки:
- долото с тремя лопастями усиливают зубчатыми пластинами из высокопрочного сплава;
- двухлопастные модификации создают с углом рабочего инструмента по отношению к центральной оси 15-20°;
- бур укрепляют армированием, применением литых конструкций;
- ленту шнека создают из стального листа толщиной 4-7 мм;
- шаг спирали устанавливают с учетом характеристик пород (50-100% диаметра).
Технология шнекового бурения скважин станками типа ЛБУ 50
Чтобы не испытывать проблем в ходе применения данной технологии необходимы предварительные геологические изыскания. Если состав почвы соответствует рассмотренным выше определениям, копают котлован глубиной 1-1,5 м на небольшом удалении от будущей скважины. Туда перемещают грунт в процессе бурения.
Дальнейшие действия:
- устанавливают станки типа ЛБУ 50 и СО 2 в нужном месте;
- чтобы не повредить вибрацией установку старого типа (год выпуска механизма – до 2000 г.) копают технологическую яму глубиной 40-50 см, шириной на несколько сантиметров больше диаметра шнека;
- в переходную трубу с применением фиксатора или резьбового участка устанавливают первый инструмент с буром;
- после заглубления на рабочую глубину шнек извлекают, очищают при необходимости;
- при большой длительности процедуры применяют специальные опоры;
- опускают шнек, присоединяют следующий элемент, продолжают бурение;
- с учетом характеристик пород регулярно укрепляют стенки стальными (бетонными) трубами;
- для улучшения охлаждения закачивают воду в артезианскую скважину через центральный канал.
Для шнекового бурения скважин станками типа ЛБУ 50 до глубины 10-15 метров применяют ручные и переносные установки, оснащенные силовым агрегатом сравнительно небольшой мощности (3-5 л.с.). С помощью компактного оборудования выполняют рабочие операции в подвальных и цокольных помещениях.
Чтобы использовать самоходную специализированную технику необходимо организовать проезд и площадку достаточных размеров. С ее помощью создают скважины максимальной глубины диаметром более 50 см.
Особенности применения разных технологий и способов бурения на воду
Для создания глубинных скважин (200-250 м) и при прохождении сложных скалистых пород применяют роторные механизмы. Бур оснащают дополнительными элементами усиления. Привод обеспечивает вращательные и ударные движения рабочего инструмента. Используют подключение к двигателю автомобиля через редуктор, либо к мощному электромотору. Питание этого силового агрегата осуществляется от бортовой сети, поэтому в некоторых случаях необходима замена штатного генератора.
Породу извлекают на поверхность промывочной водой, которую подают через центральный канал или в промежуток между стенками. Кроме доступа к подходящему источнику иногда применяют автономную емкость соответствующего объема. В рабочий комплект добавляют насосное оборудование. С учетом особенностей технологии (замерзание технологической жидкости при низкой температуре) понятны ограничения по ее использованию в зимний период.
Простейшая по воспроизведению способ, ударный, применяется на протяжении многих сотен лет! Падение тяжелого груза с большой высоты можно организовать с помощью вышки. Для подъема используют механизмы с ручным и механизированным приводом.
Вместо конуса можно создавать отверстия отрезком трубы. В этом приспособлении устанавливают перегородку с отверстием и тяжелый шар сверху. Таким инструментом, в частности, очищают готовые абиссинские скважины от накопленных в процессе эксплуатации загрязнений. При необходимости шнековое бурение скважин на воду применяют в комбинациях с другими методиками.
Оснащение скважины
При сезонном пользовании земельным участком только в летний период можно ограничится недорогим комплектом:
- для подъема воды из скважины устанавливают погружной насос;
- дополнительный трос из нержавеющей стали выполнит функции страховочного приспособления;
- верхнюю часть конструкции создают с применением серийного оголовка с креплениями и выводами на подключения к локальной транспортной системе;
- стенки скважины укрепляют недорогой трубой из полиэтилена низкого давления.
Для круглогодичной эксплуатации специалисты рекомендуют пользоваться кессоном. Это сооружение устанавливают под землей. Внутри – размещается насосное оборудование, контрольная аппаратура и автоматика. Обеспечивается надежная защита от попадания в скважину грунтовых вод и загрязнений. Одновременно предотвращается замерзание воды и повреждение функциональных компонентов в зимний период.
Современные кессоны фабричного производства создают из полимерных материалов, не подверженных разрушительному воздействия коррозии. Для усиления кроме достаточно толстых стенок применяют ребра жесткости.
Такое шнековое бурение скважин на воду станками типа ЛБУ 50 настраивают на определенный проектом уровень давления (2-3 атм). Трассу к дому прокладывают на глубине, ниже уровня промерзания почвы. Если это невозможно, применяют греющий кабель. Расход электроэнергии на поддержание положительной температуры не будет чрезмерным, так как установку включают только в сильные морозы. Снизить затраты поможет дополнительная изоляция канала плитами из вспененного полистирола.
Дополнительное оборудование и установки
Такая установка шнекового бурения скважин под сваи при глубине до 20-30 метров не способно обеспечить высокое качество природной очистки. В подобных источниках присутствуют:
- биологические примеси;
- продукты нефтехимии;
- сельскохозяйственные удобрения;
- отходы промышленных предприятий.
Значительная глубина увеличивает расходы на создание скважины под сваи. Но при этом значительно улучшаются фильтрационные способности инженерного сооружения. Такие источники отличаются высокой минерализацией. Кроме солей в некоторых случая приходится удалять сероводород, соединения железа.
Чтобы конкретизировать требования к установке очистки новой скважиной пользуются 25-30 дней для полива, мойки дорожек, решения других технических задач. После завершения этого периода берут пробы для анализа в специализированной лаборатории. Следует учитывать существенное увеличение концентрации загрязнений при паводках и после сильных дождей в неглубоких скважинах «на песок» за метр.
Полученную информацию используют для формулировки проектного задания. Итоговые значения должны быть не хуже, чем нормативы СанПиН. Рекомендуется установить более жесткие условия после тщательной проверки состава загрязнений:
- если применить «разрешенный» уровень жесткости 7 мг-экв/литр, за короткий срок можно испортить котел отопления и другое оборудование;
- даже незначительная концентрация сероводорода создаст неприятный запах;
- небольшая концентрация железа обеспечит появление бурых потеков на идеальной поверхности сантехники.
Типовой комплект водоподготовки (оборудование):
- механические примеси задерживают в месте забора и в магистральном трубопроводе (гранулированная засыпка, сетчатые и объемные фильтры);
- железо преобразуют в нерастворимую форму аэрацией, озонированием;
- соли жесткости устраняют с помощью установки ионного обмена;
- для подготовки питьевой воды применяют кувшины, насадки, наборы из нескольких картриджей и технологию обратного осмоса.
Коррекции делают с учетом действительных суточных и максимальных потребностей. Выделяют и обустраивают место для размещения комплекта шнекового бурения скважин станками типа ЛБУ 50.
Каждую функциональную позицию проекта следует изучить подробно. Для примера ниже перечислены важные способы типового набора для ионного обмена:
- размещают оборудование в отдельном помещении (не менее 5-6 кв. м) с хорошей звукоизоляцией, чтобы минимизировать шум от процедуры регулярной промывки/регенерации;
- обеспечивают предварительную подготовку, чтобы исключить повреждение засыпки органическим железом и некоторыми другими загрязнениями;
- кроме водоснабжения монтируют канализацию, электрическую сеть, вентиляцию и отопление.
Выводы
Вместо перечисленных сложностей для защиты котла (стиральной машины) применяют простой полифосфатный фильтр. Это недорогая технология загрязняет воду химическими соединениями, делает ее непригодной для питья. Исключают потенциальные проблемы с помощью электромагнитного преобразователя, который блокирует образование накипи без изменения химического состава воды.
Бурение, это часть общего проекта водоснабжения. Комплексное решение задачи содержит:
- обустройство скважины;
- очистку;
- хорошую цену;
- поддержание оптимального напора.
Следует не забывать о выполнении обязательных регламентных операций в процессе использования. Если по любому из перечисленных пунктов собственных знаний и опыта недостаточно – обращаются к профильным специалистам.