Скважина на воду, как и любое инженерное сооружение имеет свои характеристики, которые необходимо знать и учитывать в процессе оборудования и эксплуатации скважины. Например, для выбора и покупки соответствующего насоса для скважины, в первую очередь необходимо уточнить характеристики самой скважины.
Определение и учёт характеристик скважины
Основными характеристиками скважины являются: статический уровень воды в скважине; динамический уровень воды в скважине; дебит скважины; отметку основания дна; диаметр трубы.
В том случае, если бурением скважины занималась специализированная буровая организация, то в соответствии с договором она должна была составить и предоставить Вам технический Паспорт скважины, в котором указаны все необходимые характеристики скважины.
Важно! Если скважина используется (или не используется) длительное время, не будет лишним самостоятельно уточнить указанные характеристики.
Если бурение скважины было выполнено самостоятельно, то необходимо установить ее характеристики с помощью несложных измерений.
Статическим уровнем скважины называют расстояние, которое разделяет постоянное зеркало воды и поверхность земли. Суть статичного уровня скважины в том, что забойное давление, то есть давление водяного столба внутри скважины, уравновешивает пластовое давление, под которым находится вода в водоносном слое. Таким образом, возникает равновесие, и уровень воды перестает подниматься.
Порядок измерения статического уровня
Измерение уровня можно произвести любым подходящим инструментом начиная от скважинного уровнемера и заканчивая простейшими самодельными приспособлениями (хоть удочкой с поплавком).
Зачастую, чтобы измерить это расстояние, понадобится веревка (прочная леска) с привязанным к ней грузиком в форме цилиндра или конуса без дна. Вместо них можно использовать пластиковую трубку. Потребуется также рулетка или линейка. Длина веревки должна быть сопоставима с глубиной скважины.
Перед началом измерений необходимо воздержаться от забора воды из скважины хотя бы в течение часа. За это время уровень воды в скважине должен стать максимальным. По истечении данного времени веревку с грузом опускают в скважину до тех пор, пока груз или не «хлопнет» о поверхность воды, или не достанет дна скважины затем нужно сделать отметку на бечевке на уровне земли, вынуть ее из ствола скважины и измерить рулеткой. Полученное расстояние будет статическим уровнем скважины.
Можно также вместо груза на строительный отвес, прикрепить поплавок и когда веревка отвеса перестанет уходить в скважину под массой поплавка, значит поплавок коснулся зеркала воды, полученное расстояние также будет статическим уровнем скважины.
Динамическим уровнем скважины является расстояние от поверхности земли до минимального уровня воды в шахте скважины, то есть динамический уровень устанавливается, когда приток воды в скважину становится равен оттоку, в этом случае дебит скважины равен производительности работающего насоса. Динамический уровень при разном потреблении определяют в ходе опытной откачки воды после бурения скважины, и эти величины фиксируются в паспорте скважины.
Порядок измерения динамического уровня
Чтобы определить динамический уровень, сначала необходимо откачать воду из скважины погружным насосом с высокой производительностью (его можно купить или одолжить), опуская его вниз по мере убывания воды.
Когда вода перестанет опускаться, можно считать, что минимальный уровень воды в шахте достигнут. Теперь нужно снова проделать операции с веревкой, грузом и рулеткой. Измерения дадут новый показатель скважины — ее динамический уровень. Сведения о динамическом уровне пригодятся при установке выбранного для скважины погружного насоса. Глубина его погружения должна на два метра превышать динамический уровень, чтобы устройство всегда находилось в воде.
Дебит скважины — это главная характеристика скважины, которая показывает, какое максимальное количество воды она может дать в единицу времени. Дебит измеряется в м3/час, м3/день, л/мин. Чем больше дебит скважины, тем выше её производительность, тем более производительный насос можно использовать для подачи воды. Если при откачивании воды насосом высокой мощности изменение уровня воды незначительное, значит, вода прибывает быстро.
Порядок определения дебита скважины
Сравнение статического и динамического уровней — позволяет сделать предварительный и очень грубый вывод о дебите (производительности) скважины. Чем меньше разница между этими показателями, тем быстрее восполняется столб воды, и тем более мощный насос можно использовать с таким сооружением. Стоит отметить, что у хорошей артезианской скважины показатели динамического и статического уровня вполне могут совпадать, что говорит об исключительно высокой производительности такого сооружения. Это происходит, поскольку вода прибывает так же быстро, как и откачивается. Разница уровней для высокопроизводительной скважины обычно не превышает одного метра.
Любители точных расчетов могут воспользоваться формулами расчета дебита скважины:
Вариант расчета дебита скважины №1
Исходные данные 1:
- Глубина скважины — 10 м.
- Начало уровня фильтрационной зоны (зона забора воды с водоносного слоя) — 8 м.
- Статический уровень воды — 6 м.
- Высота столба воды в трубе — 10-6 = 4м.
- Динамический уровень воды — 8,5 м. Данная величина отражает оставшееся количество воды в скважине после откачки из нее 3 м3 воды, при затраченном времени на это 1 час. Другими словами, 8,5 м — это динамический уровень воды при дебете 3 м3/час, который снизился на 2,5 м.
Дебит скважины рассчитывается по формуле:
Представленный расчет очень часто применяется бурильщиками, но он несет в себе очень большую погрешность. Так как этот расчет предполагает, что динамический уровень воды будет увеличиваться прямопропорционально скорости выкачивания воды. Поэтому есть более точная методика с включением в расчет параметров второго водозабора для определения удельного дебита.
Вариант расчета дебита скважины №2
Исходные данные 2:
- Параметры скважины те же.
- Динамический уровень воды — 9,5 м. При интенсивности водозабора 4 м3/ч.
Удельный дебит скважины рассчитывается по формуле:
Затем, реальный дебит здесь вычисляется по формуле:
После сравнения видно, что величины дебита скважины в зависимости от методики расчета отличаются друг от друга более, чем в 2 раза. Но второй расчет то же не точный. Дебит скважины, вычисленный через удельный дебит, лишь приближен к реальном значению.
Вычисляя дебит скважины, следует помнить, что это не постоянная величина. В весенний период вода прибывает скважину быстрее, чем летом, а зимой этот процесс происходит медленнее.
Если же вода быстро убывает, а прибывает медленно, понадобится установить точный объем воды, который можно получить из скважины. Для этого необходимо взять емкость значительного и при этом известного объема. Сначала нужно опустить насос поближе к дну скважины и полностью выкачать из нее воду. Об этом сообщит характерный “всхлипывающий” звук работающего насоса. Затем засекают время и дожидаются, когда статический уровень в скважине восстановится. После этого воду снова откачивают, измеряя ее объем. Простым делением кубических метров на часы или литров на минуты можно определить дебет своей скважины. Этот показатель позволит подобрать насос, производительность которого будет соответствовать объемам воды, прибывающим в скважину. Если оборудование окажется слишком мощным, скважина опустеет, что может привести к работе насоса всухую, то есть без воды и может привести к выходу насоса из строя.
Дополнительные характеристики скважины, которые понадобятся при выборе насоса:
Для определения отметки основания дна скважины (глубина скважины), снова используют веревку с увесистым грузом без полостей внутри (отвес). Теперь его опускают до самого дна, пока веревка не ослабнет. После этого ее вынимают и измеряют. Обычно меряют только влажную часть бечевки. Ее сухая часть соответствует статистическому уровню воды в скважине. Общая глубина скважины равна сумме двух величин: статического уровня и глубины до зеркала воды.
Диаметр скважины — это внутренний диаметр ее обсадной трубы, который следует учитывать при выборе погружного насоса, поскольку размеры насоса должны позволять свободно опустить его вниз, а при необходимости — достать обратно.
Качество бурильных работ — еще один момент, который нужно учитывать при выборе насоса для скважины. Если бурение скважины выполнено с помощью профессионального оборудования и силами специализированной бригады, такая скважина считается более надежной. Если же бурение выполняли самостоятельно, качество скважины едва ли будет идеальным.
Как показывает практика, в большей степени подвержены процессам заиливания и запесочивания, скважины которые пробурены самостоятельно, так сказать любительские или дилетанские. Поэтому для таких скважин рекомендуется использовать специальные насосы, разработанные для работы в сложных условиях. Они лучше переносят ситуации, когда в них поступает вода с большим количеством загрязнений. При таких же нагрузках обычные насосы ломаются значительно чаще. У владельцев «профессиональных» скважин больше возможностей при выборе оборудования, поскольку они могут выбрать как универсальный, так и специальный насос.
Для подъема воды из глубины скважины на высоту не всегда удобно использовать резиновый шланг. В процессе работы насосного оборудования воздух внутри шланга становится редким, от этого стенки шланга схлопываются, и поступление воды прекращается. Предотвратить это явление просто: вместо резинового шланга следует использовать пластиковые конструкции подходящего диаметра.
Важный показатель при выборе насоса — примерный расход воды на один день. Это средняя величина, поскольку в летний период обычно потребление воды возрастает, а в зимний, напротив, снижается. 
Считается, что ежедневная норма потребления воды на человека составляет примерно 130-140 литров. Эти цифры не учитывают расход воды на приготовление пищи, мытье посуды, полив и другие хозяйственные нужды. Ежедневную норму следует увеличить в зависимости от количества растений на участке, наличия домашних животных и других факторов.
Итак, чтобы например выбрать подходящий насос, необходимо изучить характеристики скважины. Следует также учитывать общую потребность семьи в чистой воде и разобраться с особенностями функционирования техники разного типа.
