Скважина что это такое: Что такое Скважина. Этапы строительства, виды, назначение

Содержание

10. Понятие скважина. Типы скважин

10. Понятие скважина. Типы

Так что же такое скважина?

Скважина буровая — горная выработка круглого сечения глубиной свыше 5м и диаметром обычно 75 — 300 мм, проводимая с помощью буровой установки. С. проходят с поверхности земли и из подземных горных  выработок под любым углом к горизонту. Различают начало  скважины (устье),  дно (забой) и стенки скважины (ствол).  Глубины скважин  составляют от нескольких  метров до 9 и более километров. При  бурении  разведочных  скважин  на твёрдые  полезные ископаемые  их диаметр обычно 59 и 76 мм,  на нефть и газ  100 — 400 мм.

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

  • конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
  • конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
  • конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
  • кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении. Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

  • вертикальная;
  • наклонно-направленная;
  • горизонтальная;
  • многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина.

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону — ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными).

Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?

Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС). Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют 

многозабойной (МЗС).

Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.

Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).

Категории скважин

По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:

  • поисковые;
  • разведочные;
  • эксплуатационные.

Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.

Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.

При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин:

  • основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
  • резервный фонд скважин;
  • контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
  • оценочные скважины;
  • специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;
  • скважины-дублеры.

Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.

Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.

Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.

Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:

  • наблюдательные — для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
  • пьезометрические — для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С1.

Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:

  • водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
  • поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.

Литература:

1. Норман Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008г. – 752 стр.

2. Грей Форест. Добыча нефти. Переведено с английского М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2001г. – 416 стр.: ил. – (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).

3. http://vseonefti.ru

Подготовил: Легковский А.А.

Статья создана исключительно в информационно-познавательных целях и может быть удалена по просьбе автора или правообладателя входящих в нее материалов.

Благодарим за внимание!

Нефтяная скважина — конструкция, этапы разработки

Для эффективной разведки или разработки нефтяных месторождений используют различные технические решения, неотъемлемой частью которых является нефтяная скважина. Она представляет собой цилиндрический ствол, пробуренный в пластах земляных и горных пород, который не предоставляет прямого доступа для человека внутрь неё. Основным её назначением является обеспечение доступа к нефтяному слою, удалению остатков горных пород и подачи нефти в хранилища.

Конструкция нефтяной скважины

Нефтяная скважина для добычи нефти в диаметре может составлять от 75 до 400 мм. Всё зависит от конкретных условий бурения, от типа залегающих на глубине пород, а также от размеров нефтеносного слоя. То есть больший диаметр позволяет вести выкачку нефти из недр земли с большей скоростью.

Скважина состоит из трёх основных частей: устья, ствола и забоя. Устье – это верхняя часть скважины, которая предназначена для предотвращения обвалов и разрушений неплотных пород поверхностных слоёв, а также для защиты от размытия буровым раствором. Ствол определяет направление бурения и служит для удаления разрушенных пород из скважины. Забой служит для укрепления колонн на глубине и для добычи нефти из продуктивного пласта.

Последовательность операций при бурении скважин следующая:

  1. Производится заглубление ствола скважины путём разрушения пород при помощи буровой установки.
  2. Удаление разрушенных частей породы из скважины на поверхность земли.
  3. Во время погружения нефтяная скважина укрепляется специальными обсадными колоннами.
  4. Изучение размеров нефтяного слоя путём геологических и геофизических исследований.
  5. Спуск завершающей колонны на рабочую глубину, с которой и предполагается эксплуатировать скважину.

Технология бурения нефтяных скважин

На начальном этапе пробуривают ствол с небольшой глубиной до 30 метров и диаметром до 40 см. Затем на его дно опускают трубу, которая будет задавать направление для бурения. Стенки между трубой и грунтом цементируют. Затем заглубляют скважину примерно на уровень 500-800 м с меньшим диаметром. Этот участок называют кондуктором, так как он предназначен для изоляции неустойчивых и рыхлых слоёв грунта при бурении. Внешние стенки труб также подвергают цементированию, чтобы трубы были защищены от возможных смещений пластов.

Затем процедура бурения существенно усложняется и не во всех случаях удаётся достичь проектной глубины предполагаемого нефтеносного слоя. Это связано с тем, что продуктивные слои могут располагаться не в виде единого пласта, а нескольких, и добыча должна производиться из более заглублённого участка. В таких ситуациях монтируют промежуточную колонну, которую также цементируют по наружной поверхности.

После того, как был достигнут необходимый уровень устанавливают эксплуатационную колонну. Она предназначена для добычи нефти и газа, а также для подачи воды с целью создания необходимого давления. Конструктивно она отличается от обычных колонн наличием в боковых стенках отверстий, а также в цементном слое. Кроме того, в ней применяется специальная дополнительная оснастка: пакеры, центратор, обратный клапан, обсадные кольца и т. д.

Технические особенности проходки

При бурении в скважину необходимо опускать колонны, для закрепления горных пород, окружающих ствол. Делают это последовательно отдельными секциями. При сложных бурениях осуществляют многоколонные выработки. Это существенно усложняет техпроцесс и следствием этого является существенный износ обсадных труб и буровых. Чтобы снизить влияние фактора износа применяют защитные кольца, выполненные в виде металлического каркаса с двумя резиновыми оболочками, закреплёнными на стальные штыри. Их устанавливают над ротором буровой при выполнении операций спуска или подъёма.

Разделяют горные пласты при помощи цементирования специальными растворами. Поскольку требуется обеспечить не только высокую прочность, а и работу в сложных условиях, то при их замешивании добавляют ингибиторы и реагенты. Они ускоряют процесс набора прочности бетона и в результате не приходится ждать по 30 дней пока он будет пригоден к эксплуатации. Другое название раствора – тампонажные. Они являются ключевыми в конструкции нефтяной скважины, так как служат для закрепления колонн и предотвращении его деформации при смещениях плотных пород.

Разработка нефтяных скважин

Процесс разработки нефтяных скважин заключается в проведении ряда комплексных мер и работ по осуществлению наиболее эффективной добычи нефти их пласта. Перед вводом в эксплуатацию скважины проводится ряд разведывательных работ, на основе которых создаётся специальная проектная документация, которая определяет технические параметры бурения и размеры забоя. В проекте закладывается количество объектов разработки, последовательность добычи, методы оказания различных воздействий с целью получения максимальной выработки месторождения.

Скважины при разработке над местом разведки и добычи располагают в виде сетки. В неё входят не только добывающие скважины, а и нагнетающие. В зависимости от особенностей пласта сетку располагают в равномерном или неравномерном порядке. Если нефтяной слой достаточно толстый, то сетку располагают наиболее плотным упорядоченным способом, с целью увеличения скорости добычи.

Этапы разработки скважин

Нефтяная скважина разрабатывается в такой последовательности:

  1. Освоение объекта. Этап характеризуется интенсивной добычей нефти с минимальной обводнённостью, значительным снижением давления в пласте, увеличением количества скважин и величиной коэффициента нефтеотдачи в пределах 10%. Сроки завершения освоения могут составлять до 5 лет. Условием завершения принимается снижение добычи за год относительно общих балансовых запасов.
  2. Обеспечение стабильно высокого уровня добычи в пределах 3-17% в зависимости от вязкости нефти. Длительность разработки может составлять от 1 до 7 лет. Число скважин при этом также увеличивается за счёт использования резервов, однако происходит и частичное закрытие старых. Это связано с тем, что нефть становится более обводнённой вплоть до 65%. Текущий коэффициент нефтеотдачи составляет 30-50%. Добыча на некоторых скважинах выполняется механическим способом, то есть принудительной откачкой мощными насосами.
  3. Снижение добычи. Коэффициент нефтеотдачи снижается до 10% в год, а темпы отбора сокращаются до 1%. Все скважины переводятся на механизированный способ добычи. Количество резервных скважин значительно сокращается. Обводнение достигает значений в 85%. Данный этап является самым сложным, так как необходимо замедление скорости откачки нефти. Определить разницу между предыдущим этапом и текущим достаточно затруднительно, так как изменения среднегодового коэффициента добычи минимальны. За 3 периода нефтеносный слой вырабатывается до 90% от общего объёма.
  4. Завершающая стадия. Отбор нефти сокращается до 1%, а уровень обводнённости становится максимальным (от 98%). Прекращается разработка нефтяных скважин и они закрываются. Но длительность данного этапа может составлять до 20 лет и ограничивается только рентабельностью проекта.

Видео: Схема нефтяной скважины


Читайте также:

Нефтяная газовая скважина, бурение нефтяных и газовых скважин на суше на ingeos.ru

На сегодняшний день это главные природные ресурсы, которые нужны для полноценной жизни человечества. Нефть играет особую роль в топливно-энергетическом балансе, из нее изготавливают моторные топлива, растворители, пластмассу, моющие средства и многое другое. Газ в основном служит источником отопления, горючего для приготовления пищи, топливом для машин и сырьем для изготовления различных органических веществ. Именно поэтому их добыча стала главной отраслью в мире. Для того чтобы добыть эти ископаемые, располагающихся глубоко под землей, нужна нефтяная газовая скважина.

1 — обсадные трубы;

2 — цементный камень;

3 — пласт;

4 — перфорация в обсадной трубе ицементном камне;

I — направление;

II — кондуктор;

III — промежуточная колонна;

IV — эксплуатационная колонна.

Что это такое?

Скважиной называют цилиндрическое отверстие в земле с укрепленными стенками почвы специальным раствором, куда человек не имеет доступа. Длина колеблется от нескольких метров, до нескольких километров, в зависимости от глубины залежей полезных ископаемых.

Строительство газовой скважины – это процесс создания горной выработки в земле. Для качественного процесса необходимы мощные буровые установки. Сегодня половина буровых установок работает на дизельном приводе. Они очень удобны в применении при отсутствии электроэнергии. Мощность их постоянно совершенствуется производителями. Надо помнить, что процесс разрушения горных пород высокотехнологичен, который требует высококачественного оборудования и квалифицированных специалистов.

Скважина и ее составляющие

Что такое и чем отличается от шахт и колодцев? В шахты или колодцы люди при необходимости могут спускаться, а вот в скважину они доступа иметь не будут. Помимо этого, длина имеет больший размер чем диаметр. Из вышеперечисленного можно сделать вывод, что скважина – это горная выработка цилиндрической формы без доступа в нее людей.

Нефтяная газовая скважина состоит из устья – это верхняя часть ее, ствол – это стенки и нижней частью является забой. Сама конструкция состоит из нескольких частей. Этими частями являются направляющие, кондуктора и эксплуатационные колонны. Бурение нефтегазовой скважины должно выполняться качественно, чтобы слои почвы не размывались при дальнейшей эксплуатации. Поэтому после устройства направляющей колонны, пространство между почвой и стенкой трубы тщательно цементируют. Это особенно важно, ведь через верхние слои почвы проходят активные, пресные воды. Следующий процесс заключается в устройстве кондуктора. Это спуск колонн до еще большей глубины и опять же цементирование пространства между ними и почвой. Затем все эти операции заканчивают спуском эксплуатационной колонны до самого забоя и вновь все пространство от низа до устья цементируется. Это обеспечит хорошую защиту от расслаивания слоев почвы и грунтовых вод.

Типы горных выработок

Строительство нефтегазовых скважин подразделяется на:

  • Горизонтальную
  • Вертикальную
  • Наклонную
  • Многоствольную
  • Многозабойную

Классификация по назначению

У каждой есть свое назначение, ниже рассмотрим на какие категории они делятся:

  • поисковые
  • разведочные
  • эксплуатационные

Самые распространенные – вертикальные. При их устройстве угол наклона от вертикали не превышает 5 градусов. В случае если превышает — то называется уже наклонной. Горизонтальная имеет угол уклона от 80 до 90 градусов от вертикали, но так, как бурить под таким наклоном нет смысла, пробивают обычную скважину или наклонную, а затем уже по необходимой траектории пускают сам ствол. Проектирование подразумевает использование многоствольных и многозабойных конструкций. Разница их состоит в том, что многоствольная имеет несколько стволов, которые разветвляются из точки выше продуктивного слоя почвы. А многозабойная имеет несколько забоев, при этом точка разветвления ниже.

Бурение газовой скважины

Не обойдется без разведочной, ведь она позволяет уточнить запасы полезных ископаемых и собрать данные для составления проекта по разработке месторождения.

Самой важной частью газодобывающих работ является именно эксплуатационная «яма», ведь именно с помощью нее и происходит этот магический процесс добычи нефти и газа. Эксплуатационную, в свою очередь, можно разделить на несколько подтипов, таких как:

  • Добывающие основные
  • Нагнетательные
  • Резервные
  • Оценочные
  • Контрольные
  • Специального назначения
  • Дублеры

Все они играют огромную роль в этом комплексе работ по добыче газа. Первые предназначены непосредственно для добычи газа. Нагнетательные – для поддержания необходимого давления в продуктивных пластах. Резервные — используются для поддержки основного фонда, когда пласт неоднороден. Оценочные и контрольные служат для наблюдения за изменениями давления в пластах, его насыщенности и уточнения его границ. Специального назначения необходимы для сбора технической воды и устранения промысловых вод. А дублеры необходимы на случай износа основных добывающих и нагнетательных.

Способы бурения

Специалисты выделяют несколько методов, с помощью которых проводится бурение на нефть.

  • роторное – является одним из наиболее часто используемых методов бурения. Вглубь породы проходит долото, которое вращается одновременно с буровыми трубами. Скорость роторного бурения непосредственно зависит от прочности пород и показателя их сопротивляемости. Популярность данного метода обусловлена, тем, что есть возможность настраивать величину курящего момента в зависимости от прочности и плотности пород и почв. Кроме этого роторное бурение способно выдерживать довольно большие нагрузки при длительном выполнении рабочего процесса;
  • турбинное – основное отличие данного метода от роторного заключается в использовании долота, которое работает в паре с турбиной турбинного бура. Процесс вращения долота и бура обеспечивается за счет давления силы воды, которая двигается в определенном направлении между статором и ротором;
  • винтовое – рабочий агрегат, с помощью которого осуществляется винтовое бурение на нефть, состоит из множества механических винтов, которые приводят в движение буровое долото. На данный момент винтовой метод используется редко.

Его этапы

Современная промышленность использует несколько видов бурения, но все они состоят из таких основных этапов:

  • Проходка бурового ствола. Подразделяется на процесс углубления скважины и очистка от отработанных пород.
  • Эти операции проходят параллельно друг другу и тесно связаны между собой.
  • Разделение пластов
  • Освоение буровой скважины
  • Ее дальнейшая эксплуатация

________________________________

Возможно, Вам также будет интересно

БУРЕНИЕ СКВАЖИН

ИНЖЕНЕРНОЕ СОПРОВОЖДЕНИЕ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССА БУРЕНИЯ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ РАЗРАБОТКИ ЗАЛЕЖЕЙ ГАЗА

ОСНОВЫ РАЗРАБОТКИ НЕОБХОДИМОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ НА СТРОИТЕЛЬСТВО СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТИ КОНСЕРВАЦИИ И РАСКОНСЕРВАЦИИ СКВАЖИН

ОСОБЕННОСТЬ ГАЗОГИДРОДИНАМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

ОСОБЕННОСТИ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПРОБ ГАЗОВ

ЧТО ПРЕДСТАВЛЯЕТ СОБОЙ СУПЕРВАЙЗИНГ В БУРЕНИИ СКВАЖИН?

ОСОБЕННОСТЬ И ПРЕИМУЩЕСТВА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОКОНДЕНСАТНОГО ТИПА

ОСОБЕННОСТИ ИНЖЕНЕРНО – ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПРОЦЕССА ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРИТОКА НЕФТИ В СКВАЖИНАХ

ОСОБЕННОСТЬ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ЗАПАСОВ

ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

КАК ПРОИЗВОДИТСЯ ОТБОР ПРОБ НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ

Насколько глубоки могут быть сверхглубокие скважины и что искали внутри Земли СССР и США?

  • Марк Пайзинг
  • BBC Future

Автор фото, Getty Images

В годы холодной войны СССР и США соревновались во многих областях — в том числе и в том, кто пробурит самую глубокую скважину. Зачем они это делали и чего достигли?

Леса и озера, снег и мгла Кольского полуострова, лежащего за Полярным кругом, делают этот не самый приветливый уголок России подходящим местом для сказки. Страшной сказки.

Про это невольно думаешь, когда среди великолепной природы наталкиваешься на развалины заброшенного советского научно-исследовательского центра.

Внутри руин постепенно разваливающегося здания обнаруживается тяжеленная на вид, ржавая металлическая крышка, словно вросшая в бетонный пол и для надежности закрепленная толстыми и такими же заржавевшими болтами.

Некоторые считают, что под ней — вход в ад.

Но на самом деле это Кольская сверхглубокая скважина — согласно Книге рекордов Гиннесса, самое глубокое вторжение человека в земную кору, самая глубокая горная выработка в мире, самая глубокая дырка, которую пробурил в своей планете человек. В данном случае — советский человек.

Ее бурили долго, на протяжении 20 лет. Начали 24 мая 1970 года, и к 1990 году глубина скважины достигла 12 262 метров.

Это действительно очень глубоко. Так глубоко, что ходит легенда: если опустить в скважину микрофон (такой, чтобы выдержал температуру в 200 градусов по Цельсию), то можно услышать стоны и крики грешников в аду.

С другой стороны, для нашей планеты это совсем не глубоко — буровая установка за 20 лет преодолела земную кору лишь на треть. До мантии было еще очень далеко, когда все работы были свернуты из-за хаоса эпохи распада Советского Союза.

Но СССР был не одинок в попытке досверлиться как можно глубже, а если получится — и до мантии. В годы холодной войны сверхдержавы (Советский Союз и США) соперничали и в этом.

А теперь пришла очередь Японии.

«Бурение началось в годы существования железного занавеса», — говорит Ули Хармс из Международной программы континентального научного бурения, который в то время был молодым ученым, работавшим в немецком проекте, конкуренте Кольской скважины.

«И, конечно, мы соревновались друг с другом. Нас мотивировало и то, что русские не делились ни с кем своими данными».

«Когда они начали бурение, они утверждали, что нашли свободную воду — но большинство ученых им тогда не поверило. Среди ученых Запада существовало общее мнение, что кора на глубине 5 км настолько плотная, что вода не может проникнуть сквозь нее».

А что говорят сейчас японцы? «Главная цель нового проекта — получить реальные образцы мантии, ее современного состояния», — говорит Шон Токзко, программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники.

«В таких странах, как Оман, мантия лежит ближе к поверхности, но там это мантия, которой миллионы лет. Есть же разница между живым динозавром и костями динозавра, превратившимися в окаменелости, правда?»

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Кольская сверхглубокая скважина расположена в Мурманской области, в 10 километрах к западу от города Заполярный

Если представить себе Землю в виде луковицы, то ее внешняя твердая оболочка, земная кора — как тонкая луковичная шелуха, ее толщина всего лишь 40 км.

За ней лежит (в диапазоне от 30 до 2900 км от земной поверхности) мантия, занимающая около 80% объема Земли. И в самом центре планеты находится ядро.

Как и космическая гонка, соревнование за то, кто глубже проникнет в земную толщу, демонстрировало инженерную мощь, обладание продвинутыми технологиями и вообще «всё наилучшее».

Ученые стремились проникнуть туда, где до них никто никогда не был. Этот научный эксперимент позволял рассчитывать на результаты, которые могли перевернуть наши представления о Земле.

Образцы породы, которые вытаскивали на поверхность из этих сверхглубоких скважин, потенциально были столь же важны, как и то, что астронавты НАСА привезли с Луны.

Разница лишь в том, что здесь победителями были не американцы. В общем, сказать по правде, не победил никто.

США начали бурить первыми. В конце 1950-х организация с чудесным названием American Miscellaneous Society («Американское общество всякого-разного») выступила с первым серьезным планом добраться до мантии.

«Общество» было сформировано на базе неформальной группы джентльменов, собиравшихся для того, чтобы выпить вместе. Кроме того, эти джентльмены были ведущими американскими учеными.

Их план по бурению земной коры вплоть до самой мантии получил название «Проект Мохол» (Project Mohole) в честь хорватского ученого Андрии Мохоровичича, который ввел в оборот термин «разрыв Мохоровичича» (в разных источниках — «поверхность Мохоровичича», «граница Мохо», граница земной коры и мантии).

(Слово «Мохол» составное: первая его часть «мо» — это дань Мохоровичичу, вторая, «hole», — «дыра», «скважина» по-английски. — Прим. переводчика).

Вместо того, чтобы бурить глубокую-глубокую скважину, американская экспедиция (за работой которой наблюдал и писал репортажи знаменитый писатель Джон Стейнбек) решила произвести бурение дна Тихого океана в районе острова Гуадалупе (Мексика), где глубина составляла около 3,5 км.

Объяснение простое: земная кора на океанском дне тоньше. Проблема только в том, что участки с самой тонкой корой расположены там, где океан самый глубокий.

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Дыра от бурения Кольской сверхглубокой скважины и поныне существует, но она надежно закрыта, закручена на совесть

Советский Союз начал бурение за Полярным кругом в 1970-м (начало работ было приурочено к 100-летию со дня рождения Ленина. — Прим. переводчика).

А в 1990-м в Баварии заработал немецкий проект — «Немецкая программа континентального глубокого бурения» (KTB). Немцы добрались до глубины 9 км.

Так же, как и с полетами на Луну, проблема состояла в том, что такого раньше просто не делали — всю технологию приходилось выстраивать с нуля.

Когда в 1961 году в рамках «Проекта Мохол» началось глубоководное бурение океанского дна, до подобной добычи нефти и газа еще было очень далеко — технологии, которые сегодня лежат в основе этого процесса, еще просто не были изобретены (например, динамическое позиционирование, позволяющее судну оставаться все время на месте — прямо над скважиной).

Инженерам «Проекта Мохол» тогда приходилось много импровизировать. Они придумали и установили систему гребных винтов вдоль бортов бурового судна, чтобы удерживать его в нужной позиции.

Что касается наибольших трудностей, с которыми пришлось столкнуться немецким инженерам, то это была необходимость бурить скважину настолько вертикально, насколько это возможно.

То решение, к которому они пришли, теперь считается стандартной технологией в нефтяной и газовой промышленности по всему миру.

«Из опыта русских было понятно, что вы должны бурить как можно более вертикально, потому что иначе вы обречены на неполадки буровой установки», — говорит Ули Хармс.

Было решено разработать системы вертикального бурения. Сейчас они считаются промышленным стандартом, но изначально были придуманы KTB — и работали вплоть до глубины в 7,5 км.

Затем, на протяжении последних полутора-двух километров, скважина отклонилась от вертикальной линии почти на 200 м.

Автор фото, Alexander Tumanov/TASS/Getty Images

Подпись к фото,

Октябрь 1986 года. На бурении Кольской сверхглубокой

«Мы попробовали использовать некоторые русские технологии в конце 80-х — начале 90-х, когда Россия стала более открытой страной и хотела сотрудничать с Западом, — добавляет Хармс. — К сожалению, тогда было невозможно вовремя получить необходимое оборудование».

Все эти экспедиции закончились до той или иной степени разочарованиями, фальстартами и закупорками.

Потом были высокие температуры, с которыми оборудование не справлялось на большой глубине, потом были расходы, потом была политика — всё это сказывалось на осуществлении мечты ученых бурить все глубже и глубже, чтобы побить рекорд глубины скважины.

За два года до того, как Нил Армстронг ступил на поверхность Луны, американский Конгресс отменил финансирование «Проекта Мохоул», поскольку расходы на бурение вышли из-под контроля.

Те образцы базальта, которые «Проект» сумел поднять на поверхность, обошлись бюджету примерно в 40 млн долларов в переводе на деньги сегодняшнего дня.

Но и кольское бурение продлилось ненамного дольше. Оно было окончательно остановлено в 1992 году, когда бур достиг слоев с температурой 180 градусов по Цельсию. Это было вдвое выше, чем ожидалось найти на этой глубине. Дальнейшее бурение не представлялось возможным.

Учитывая то, что к тому времени СССР уже развалился, деньги на подобные проекты найти было невозможно.

Еще через три года научно-исследовательский центр был закрыт навсегда. Теперь его посещают только особо любопытные туристы и искатели приключений — вид у него, мягко говоря, заброшенный.

И немецкая скважина разделила судьбу остальных проектов сверхглубокого бурения. Огромная установка еще стоит — на потеху туристам. Объект превращен в нечто вроде колеса обозрения или художественной галереи.

Когда голландский художник Лотте Хиван спустила микрофон, защищенный тепловым экраном, в немецкую скважину, он донес на поверхность какой-то далекий грохот — звуки, которые даже ученые не в состоянии объяснить.

Эти звуки, как говорит Лотте, заставили ее почувствовать себя очень маленькой: «этот огромный шар, на котором мы живем, впервые в жизни показал мне, что он тоже живой, и звук этот невозможно забыть».

«Некоторые считают, что такие звуки могут доноситься из ада. Другие говорят, что это дышит планета», — добавляет она.

«У нас был план пробурить скважину глубже, чем советская, — рассказывает Хармс. — Но нам не удалось достигнуть глубины в 10 км за время, для этого отведенное».

К тому же в том месте, где мы бурили, [под землей] было гораздо жарче, чем там, где это делали русские. И стало ясно, что если мы пойдем еще глубже, для нас это будет куда трудней».

«К тому времени это тоже было начало 90-х, начало процесса унификации Германии, на который требовались большие деньги. Поэтому расходы на наш проект просто нельзя было оправдать».

Невозможно отделаться от ощущения, что подземная гонка «Кто первым доберется до мантии» — своего рода новая версия знаменитого романа Жюля Верна «Путешествие к центру Земли». Хотя ученые и не рассчитывали найти спрятанные под землей пещеры с динозаврами, они все равно говорили о своих проектах как об «экспедициях».

«Мы смотрели на это как на экспедицию, потому что для подготовки и осуществления проекта требовалось время, — рассказывает Хармс. — Ну и потому что вы действительно отправлялись в неизведанный мир, где никто никогда раньше не был. Для современного человека это очень необычно».

«Там, на глубине, вы все время находите что-то, что удивляет вас — особенно если добуриться до действительно очень глубоких слоев земной коры».

«Говоря о KTB или о Кольской сверхглубокой скважине, надо признать, что теории, стоящей за целями проекта, уже исполнилось 30-40 лет к тому времени, как началось бурение».

«Эти проекты можно сравнить с полетами на другие планеты, — говорит Деймон Тигл, профессор геохимии Национального океанографического центра в Саутгемптонском университете, принимающий участие в современном японском проекте. — Они — чисто научные инициативы, и вы никогда до конца не знаете, что в итоге найдете».

«При работе над скважиной №1256 [пробуренной в рамках проектов Deep Sea Drilling Project (DSDP, «Проект глубоководного морского бурения») и Ocean Drilling Program (ODP, «Программа океанского бурения»)], мы были первыми, кто увидел нетронутую океанскую кору. Это было захватывающе. Всегда сталкиваешься с чем-то неожиданным».

Автор фото, Rakot13/CC BY-SA 3.0

Подпись к фото,

Начиная с 1990-х, научно-исследовательский комплекс Кольской сверхглубокой постепенно приходил в упадок и теперь просто заброшен и разрушается

Сегодня одним из наиболее важных проектов Международной программы океанографических открытий (IODP) можно назвать «M2M-MoHole to Mantle» («M2M — «Мохол к мантии»). Как и в старом «Проекте Мохол», ученые планируют пробурить океанское дно, где земная кора толщиной всего около 6 км.

Цель проекта ультраглубокого бурения, на который выделен 1 млрд долларов, — впервые в истории человечества достичь мантии и достать ее образцы.

Полученные данные могут изменить представления об устройстве нашей планеты, позволить по-новому взглянуть на сложные процессы, которые происходят в глубине Земли (Японии, постоянно страдающей от разрушительных стихийных бедствий, это особенно важно, так как поможет более точно прогнозировать приближающиеся землетрясения, цунами и вулканические извержения. — Прим. переводчика).

«Чтобы сделать это, потребуется полная поддержка со стороны японского государства», — подчеркивает Тигл, участвующий в проекте.

Имея в виду этот будущий проект, еще в 2005 году японцы построили специальный исследовательский корабль «Тикю» («Земля»), буровое судно четвертого поколения.

«Тикю» с тех пор принял участие во множестве самых разных исследований. Он использует систему GPS и шесть управляемых компьютером сопел, которые могут менять позицию огромного судна с шагом всего лишь 50 см.

«Сверхглубокие скважины помогли нам узнать много нового о толстой континентальной земной коре, — говорит программный менеджер Японского агентства мореземлеведческой науки и техники Шон Токзко. — Теперь мы пытаемся побольше узнать о границе между корой и мантией».

«На данном этапе необходимо сделать правильный выбор — где бурить. Есть три района-кандидата — у берегов Коста-Рики, Гавайев или Бахи (Мексика)».

В каждом из трех случаев это определенный компромисс между глубиной океана, расстоянием до места бурения и необходимостью иметь базу на берегу, которая будет поддерживать эту круглосуточную морскую операцию стоимостью в миллиард долларов.

«Инфраструктуру можно построить, но на это требуются и время, и деньги», — добавляет Токзко.

«По большому счету главная проблема — в расходах, — говорит Хармс. — Такие экспедиции невероятно дорогостоящи, и поэтому их трудно повторить».

«Они могут обходиться в сотни миллионов евро — и из этой суммы только очень малый процент идет на научные исследования как таковые. Остальное — на развитие технологий и на сами операции. Нам нужны заинтересованные политики, которые смогут разъяснять ценность этих экспедиций».

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

Дотянуться до глубин — Журнал «Сибирская нефть» — Приложение «Нефть. Просто о сложном» №126 (ноябрь 2015)

Хотя сама идея бурения кажется простой и понятной, в реальности этот процесс сопряжен с большим количеством трудностей. Современная скважина — сложнейший объект, строительство которого требует применения высоких технологий

От быка до турбобура

Бурить скважины люди начали давно. Известно, что в эпоху династии Хань (202 до н. э. — 220 н. э.) китайцы уже умели строить скважины, достигавшие 600 м в глубину. Судя по сохранившимся изображениям, при этом использовался ударно-вращательный метод бурения: быки поворачивали долото, а группа людей синхронными прыжками загоняла его глубже в землю. Первая информация о бурении скважин в России относится к IX веку и связана с добычей растворов поваренной соли в районе Старой Руссы.

Официально принято считать, что первую скважину глубиной около 500 м, предназначенную для коммерческой добычи нефти, построил в 1859 году в штате Пенсильвания Эдвин Дрейк. Однако известно, что как минимум за 10 лет до этого нефтяные скважины успешно строили в Баку, и это не единственный пример, позволяющий оспаривать пальму первенства США.

В середине XIX века при бурении скважин для добычи соляных растворов, а потом и нефти применялось в основном ударное бурение. При этом разрушение (дробление) породы происходит под действием ударов падающего снаряда либо ударов по самому неподвижному снаряду. С увеличением глубины бурения эта технология становится все менее эффективной — сложнее промывать скважину, жидкость создает дополнительное сопротивление падающему долоту, а при бурении без промывки много времени уходит на очистку и крепление скважины. Поэтому на смену ударному пришло вращательное бурение.

Внедрение технологии механического роторного бурения в начале ХХ века стало одним из ключевых событий развития нефтяной промышленности. Впервые новую технологию применили на нефтяных промыслах Техаса в 1901 году. При роторном бурении долото, дробящее породу, присоединялось к колонне бурильных труб, вся эта конструкция опускалась в скважину и вращалась специальным станком с поверхности.

В 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников создал турбобур. Турбинный двигатель, вращавший долото, стали размещать прямо на забое скважины. Изобретение усовершенствовало роторное бурение, при котором долото, прикрепленное к колонне из труб, вращалось с поверхности земли.

К окончанию первой трети XX века роторное бурение полностью завоевало нефтяную отрасль. Изменения в конструкции оборудования и технологии привели к более чем десятикратному увеличению скорости проходки и снижению себестоимости буровых работ, при этом глубину скважин удалось увеличить до 3–4 км. Впрочем, и этот способ не был лишен недостатков. Среди них — громоздкость бурового инструмента: при глубине скважины в 4 км колонна бурильных труб весила более 200 тонн, и основная часть энергии тратилась именно на вращение колонны, а не на углубление самой скважины. Решить проблему позволило размещение двигателя, вращающего долото, в глубине скважины.

Устройство нефтяной скважины

Каждая колонна обсадных труб, спускаемая в скважину, имеет свое назначение и название. Первая, самая короткая, — направление. Она предназначена для предохранения устья скважины от размыва и для направления промывочной жидкости в желобную систему в процессе бурения скважины. Следующая колонна — кондуктор — изолирует водоносные пласты, перекрывает верхние неустойчивые породы. На нее монтируется противовыбросовое оборудование. Низ кондуктора, как и низ всех спускаемых после него колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком.

Технические колонны опускают в скважину в особо сложных случаях — они служат для перекрытия пластов при определенных геологических условиях бурения (зоны высокого поглощения, пласты, склонные к набуханию от воды, осыпанию и т.п.). Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления. Она предназначена для крепления стенок скважины, разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других пластов. Эта колонна спускается до продуктивного пласта.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Через фильтр в скважину поступает жидкость. Фильтром может служить не обсаженный колонной участок ствола скважины, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями. На устье скважины монтируется фонтанная арматура — устройство, которое запирает скважину. Его функция — регулировать и контролировать работу скважины, предохранять от аварийных фонтанных выбросов флюида.

Прогресс двигателей

Первым такой агрегат — турбобур — создал в 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников. Современный турбобур — это многоступенчатый гидравлический двигатель. В каждой ступени турбины (а их количество может достигать 350) имеются два диска с профильтрованными лопатками. Один из них (статор) неподвижно закреплен в корпусе турбобура, а другой (ротор) вращается. Буровой раствор, нагнетаемый в скважину для промывки забоя, вращает роторы, усилие с которых передается на долото. Позднее появились и другие виды погружных двигателей, например, электрический и винтовой. В настоящее время на бурение с применением забойных двигателей приходится более 90% работ. При этом само бурение происходит с чередованием направленного (без вращения всей колонные) и роторного режима (с вращением колонны). Именно этот способ бурения позволил строить не только вертикальные скважины.

Существенный недостаток традиционного роторного бурения — невозможность передавать на долото усилие, которое бы искривляло траекторию проходки в нужном направлении. Появление забойного двигателя решило эту проблему. Чтобы искривить ствол скважины, применяются специальные отклонители долота, при этом само долото вращается погружным двигателем. Когда угол наклона скважины изменен, прямой участок можно пройти роторным способом.

Возможность бурить скважины с разным углом наклона, в том числе и горизонтальные, стала толчком к появлению идеи строительства многоствольных скважин. То есть скважин, у которых от основного ствола отходят дополнительные под разными углами. Мало того, ответвления могут отходить и от боковых стволов. Часто боковые стволы зарезаются на уже существующих скважинах, чтобы увеличить охват разрабатываемых продуктивных пластов. В целом же строительство многоствольной скважины на залежи позволяет добраться до разобщенных зон коллектора, содержащих нефть, обеспечить более эффективное управление разработкой месторождения и избежать преждевременного обводнения, сэкономить на капзатратах на бурение. В «Газпром нефти» технологию многоствольного бурения начали осваивать в 2011 году. В 2012 году было пробурено пять таких скважин, а уже два года спустя этот показатель увеличился в шесть раз.

Роторные управляемые системы

Бурение скважин со сложной траекторией ствола требует особого подхода. Сегодня эти задачи решаются благодаря применению новых технологий, таких как роторные управляемые системы (РУС). Как и при любом роторном бурении, в случае использования РУС вращается вся бурильная колонна. Возвращение к идее роторного бурения было обусловлено тем фактом, что при проходке скважины с помощью погружного двигателя бурильная колонна не всегда вращается, буровой раствор застаивается в скважине, очистка скважины ухудшается, и в результате учащается количество прихватов оборудования. При бурении сложных горизонтальных скважин такое положение вещей может стать критическим.

Роторные управляемые системы решают проблемы традиционного роторного турбинного бурения. Чтобы уменьшить затраты энергии на трение колонны бурильных труб, применяют специальные растворы с высокими смазочными характеристиками. Изменен и принцип искривления скважины. При обычном роторном бурении отклонение бурильного инструмента от вертикали возможно только после прекращения вращения колонны и запуска погружного двигателя. При использовании РУС отклоняющее усилие на долото создается прямо в процессе вращения колонны, а управление отклоняющим блоком происходит с поверхности. В итоге технология позволяет свести к минимуму риск возникновения прихвата инструмента в скважине, повысить скорость проходки и качество ствола, улучшить очистку ствола от шлама, уменьшить его извилистость, снизить скручивающие и осевые нагрузки.

Сегодня РУС успешно применяются в «Газпром нефти». Первые испытания импортных систем прошли в «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазе» еще в 2012 году. Тогда технология успешно зарекомендовала себя, хотя в качестве существенного недостатка специалисты отмечали отсутствие отечественных аналогов и, соответственно, дороговизну западного оборудования. В этом году в Ноябрьске при содействии специалистов «Газпромнефть НТЦ» впервые испытали роторную управляемую систему российского производства.

Буровая механика

Буровая вышка — один из главных символов нефтяной промышленности. Однако сама по себе вышка — лишь несложная конструкция, позволяющая удерживать бурильную колонну, а также поднимать и опускать в скважину бурильные и обсадные трубы. Для этого на вышке монтируются разнообразные приспособления: буровая лебедка, автомат спуска-подъема труб, талевая система, ротор и др.

Бурильная колонна — это собранный из бурильных труб ступенчатый полый вал, на конце которого находится породоразрушающий инструмент — долото. Первая труба колонны соединена с вертлюгом, подвешенным в верхней части буровой вышки, на нее передается вращение от электрического привода буровой установки. Бурильная колонна своим весом создает нагрузку на долото, которое вгрызается в породу. При роторном бурении колонна (а вместе с ней и долото) вращается с частотой 100–120 об./мин. При бурении с погружным двигателем энергия потока бурового раствора заставляет вращаться долото, и в зависимости от конструкции забойного двигателя скорость вращения может варьироваться от 40 до 1200 об./мин. У турбобуров скорость вращения — 400–2500 об./мин. Во всех случаях поток жидкости выносит на поверхность обломки породы (шлам).

Бурильные трубы, как правило, имеют длину 12,5 м и диаметр 33,5–168 мм. Между собой они соединяются бурильными замками. Две-три свинченные вместе трубы образуют свечу. По мере углубления скважины свечи навинчивают друг за другом. Для борьбы с неконтролируемым искривлением скважины применяют утяжеленные бурильные трубы.

Кроме того, комплекс бурового оборудования включает силовой блок из нескольких двигателей, которые приводят в действие ротор и подъемную лебедку, насосный блок для промывки ствола скважины, а также циркуляционную систему, состоящую из нескольких емкостей для хранения бурового раствора, блока приготовления и регулирования его свойств, перемешивателей, блока очистки.

Сила раствора

На каждые 1000 м ствола скважины приходится 50–80 тонн измельченной породы, которые необходимо извлекать на поверхность. Когда-то ее просто вычерпывали при помощи специальных приспособлений, что занимало довольно много времени.

Идею очищать ствол скважины от осколков разрушенной породы потоком жидкости предложил французский инженер Фловиль в 1833 году. С тех пор технология остается в своей основе неизменной: в процессе бурения насос постоянно закачивает в скважину специальный, чаще всего глинистый раствор. Он не только вымывает породу — с помощью раствора охлаждается инструмент, укрепляются стенки скважины, вращается вал гидравлического двигателя, а также создается давление на пласт, не давая пластовой жидкости вырваться раньше времени наружу.

Состав бурового раствора подбирается индивидуально для каждого месторождения и скважины исходя из условий бурения. Помимо глинистых растворов используются биополимерные, эмульсионные, аэрированные, в некоторых случаях даже нефть и природный газ. На скважину глубиной 1000 м надо заготовить не менее 100 м³ раствора.

В некоторых случаях, например, когда скважина проходит через породы с высокой пористостью и проницаемостью, раствор начинает просачиваться в пласты. Иногда его выход на поверхность и вовсе прекращается. Чтобы справиться с поглощением бурового раствора, в его состав добавляют различные компоненты, такие как асбест, слюда, древесные опилки, целлофан, известь или даже рисовая шелуха.

Между пластом и поверхностью

Скважина — это узкий цилиндрический канал, соединяющий пласт-коллектор с поверхностью земли. Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, а выработка между ними — стволом. Для разобщения пластов, предотвращения обвалов стенок, поглощений бурового раствора и проникновения в скважину флюидов в нее опускают обсадные трубы. Как правило, процесс этот происходит поэтапно: сначала скважину бурят до определенной глубины, затем устанавливают обсадные трубы, после чего продолжают бурение долотом меньшего диаметра. Пространство между обсадной колонной и стенками скважины заполняется цементным раствором (тампонаж), образующим цементный стакан, который предотвращает заколонные перетоки.

Скважины бывают вертикальными или наклонными, а также могут иметь различные искривления, возникающие из-за естественных причин или созданные намеренно — чтобы обойти какое-то препятствие (соляной купол, зону обвала или катастрофического поглощения бурового раствора, водоем, населенный пункт, особо охраняемую территорию, бурение на которой запрещено) или захватить более значительный участок продуктивного пласта. В последнем случае часто бурятся горизонтальные скважины. Это наклонные скважины, которые постепенно искривляются и уже в самом продуктивном пласте переходят в горизонтальную плоскость. Наличие горизонтального участка позволяет повысить коэффициент извлечения нефти. Для заданного искривления ствола скважины применяются специальные инструменты: отклонители, укороченные турбобуры, специальные переводники, забойные телеметрические системы.

Скважины, как правило, располагают кустами. В этом случае устья нескольких наклонно-направленных скважин группируются на близком расстоянии друг от друга на общей ограниченной площадке. Сами же скважины вскрывают нефтяной пласт в разных точках, местоположение которых просчитывается заранее. В настоящее время большинство эксплуатационных скважин бурится кустовым способом. Это дает возможность сократить время на монтаж вышки, снизить затраты на строительство трубопроводов, линий электропередач и другой инфраструктуры.

Особые обстоятельства

Легкодоступных запасов углеводородов в мире становится все меньше, поэтому нефтяники вынуждены разрабатывать месторождения на новых территориях, в совершенно новых внешних условиях. Например, в море. Хотя общий принцип бурения на морских месторождениях остается тем же, что и на суше, отличия все же есть.

Вариантов шельфовой добычи несколько. На небольших глубинах бурение часто ведется с насыпных островов, как это происходило, например, на Каспии, где разработка морских месторождений началась еще в 1940-х годах. Затем для этих целей стали строить стационарные платформы — первая в мире морская нефтяная платформа, Нефтяные Камни, была построена также в Каспийском море на металлических эстакадах в 1949 году в 40 км от Апшеронского полуострова. К платформам такого типа можно отнести и первую в российской Арктике нефтедобывающую платформу «Приразломная», закрепленную на дне Печерского моря.

На больших глубинах работают плавучие буровые установки, которые классифицируют по способу установки над скважиной, выделяя две основные группы: опирающиеся при бурении на морское дно и работающие в плавучем состоянии. К первой группе относят плавучие буровые установки самоподъемного и погружного типов, а ко второй — полупогружные буровые установки и буровые суда.

При бурении скважин на море приходится предпринимать особые меры безопасности и использовать оборудование, в котором наземные бурильщики просто не нуждаются. К примеру, так называемый райзер — колонну стальных труб с толщиной стенок около 20 мм, тянущуюся от судна или буровой платформы до дна. Это необходимо, чтобы предохранить буровой инструмент от воздействия окружающей среды и защитить океан от загрязнения нефтепродуктами.

С особыми сложностями может быть связано и бурение в зоне вечной мерзлоты. В верхней части геологического разреза многих северных районов (Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает толща многолетнемерзлых пород, мощность которой иногда превышает 500 м. В ее состав могут входить пески, галечники и другие породы, единственный цементирующий материал для которых — лед. За счет более высокой температуры бурового раствора, твердеющего цемента или добываемой нефти лед оттаивает, вызывая оседание толщи пород и заклинивания бурового инструмента. Чтобы избежать аварий, в таких случаях приходится постоянно поддерживать отрицательную температуру стенок скважины.

Геонавигация в бурении

В 2012 году в «Газпром нефти» было принято решение о создании Центра геологического сопровождения строительства скважин. Главная задача для специалистов центра — проектирование горизонтального участка скважины в максимально продуктивном участке пласта, отслеживание процесса ее бурения — и в случае необходимости корректировка ее траектории. Основной рабочий инструмент — лучшие современные программы для обработки данных и оборудование для геонавигации.

Процесс геонавигации заключается в оперативном получении информации о геологической модели месторождения по мере бурения и корректировке траектории скважины в соответствии с ней. Современные телекоммуникационные технологии позволяют передавать данные на Большую землю в реальном времени. Свежая информация отображается на имеющейся геологической модели месторождения. Фактические данные сравниваются с проектными, анализируются, и, если нужно, траектория скважины корректируется таким образом, чтобы попасть в намеченную зону нефтенасыщенного коллектора. Затем, с поступлением новой информации, цикл повторяется, обеспечивая непрерывный контроль бурения.

Для эффективной геонавигации используются передовые технологии исследования скважин во время бурения LWD (logging while drilling — каротаж в процессе бурения). В отличие от стандартных методов ГИС (геофизические исследования скважин) онлайн-каротаж LWD позволяет значительно экономить время на исследованиях, а в конечном итоге — на освоении всего пласта. Применяемый в процессе бурения азимутальный нейтронно-плотностной и азимутальный боковой каротаж высокого разрешения дает возможность более корректно оценивать состав и свойства пласта.

Разрушитель пород

Буровые долота можно разделить по типу конструкции на шарошечные и лопастные. Название «долото» историческое, оно сохранилось с тех пор, когда скважины строили ударным способом. Сегодня все долота вращаются при бурении.

Еще 15 лет назад шарошечные долота считались универсальными, их применяли для бурения нефтяных и газовых скважин, для разбуривания пород любой твердости. Однако даже для самых высокопрочных шарошечных долот длина проходки не превышает 50–100 м, после чего их нужно заменять. Поэтому сегодня практически повсеместно используются лопастные PDC-долота (polycrystalline diamond bits) с разрушающими породу поликристаллическими алмазными зернами. Эти долота обладают очень высокой износостойкостью и могут пройти без замены до нескольких километров породы.

Артезианская скважина что это такое? Бурение по АКЦИИ!

Если возможности подключиться к центральной системе водоснабжения нет, или качество воды в водопроводе оставляет желать лучшего, единственным верным решением станет автономный источник. Различают артезианские источники и скважины на песок. Последние проигрывают тем, что качество воды у них значительно ниже, меньше срок службы и больше проблем в процессе эксплуатации. А вот артезианская скважина это надежный и долговечный поставщик самой качественной, вкусной и полезной воды. Бурится она на сотню метров на известняковый слой, имеет высокий дебит и может использоваться до полувека.

Артезианская скважина, что это такое?

О воде, добытой с артезианского источника, мы знаем не много, чаще всего просто читаем об этом на пластиковой бутылке с минеральной водой. В науке, промышленности существует два термина, характеризующих артезианские скважины что это:

  • В некоторых источниках под артезианской скважиной понимают глубокое отверстие в грунте, из которого фонтанирует вода, источник может быть природным и искусственным.
  • В промышленности артезианской скважиной называют источник, созданный искусственным путем на известняковый слой. Особенность слоя состоит в том, что когда его вскрывают, вода под давлением выходит наружу.

Именно поэтому при создании артезианской скважины нет надобности в насосном оборудовании.

Артезианская скважина это хорошо или плохо?

Данные источники стремительно набирают популярность. Их создают:

  • Владельцы загородных и частных имений
  • В коттеджных поселках
  • В промышленных целях
  • Для полива и орошения теплиц
  • Для организации бизнеса и производства бутиллированной воды.

Перед тем как решиться обустраивать артезианские скважины, что это сооружение имеет преимущества и недостатки нужно узнать заранее:

  • Сильные стороны: высокий дебит, высокое качество воды, долговечность конструкции.
  • Слабые стороны: высокая цена, необходимость установки фильтрационного оборудования с целью снижения содержания железа и солей, необходимость получения лицензии.

Во сколько обойдется артезианская скважина?

Стоимость скважины зависит от глубины, диаметра, способа бурения, стоимости материалов и оборудования, типа конструкции. Глубина источника колеблется в пределах от 35 до 200 метров, в зависимости от глубины залегания водоносного горизонта.

При обустройстве артезианских скважин чаще всего используют 133мм обсадную трубу, а на известняковый слой устанавливают трубу диаметром 125 мм. Если необходимо создать телескопическую колонну, диаметры подбираются соответственно. По типу конструкции различают: классические, с двойной обсадной колонной, с кондуктором, телескопической конструкцией.

Обращаем ваше внимание, что перед началом бурения необходимо подготовить все необходимые документы и получить лицензии, а затем зарегистрировать ее как официальный источник воды.

[Н2.5] Типы скважин — Нефтянка

Первые скважины для добычи нефти и газа бурились вертикально. Такие скважины давали хороший результат до тех пор, пока в мире было достаточно месторождений, коллекторы которых сложены из минералов с высокой пористостью и проницаемостью. По мере истощения легкодоступных запасов нефтяникам пришлось работать над совершенствованием технологий строительства скважин. В 40-х годах прошлого столетия Александр Григорян и Константин Царевич разработали технологию проходки наклонных и горизонтальных скважин. Эксплуатационная колонна скважины, расположенная под углом или горизонтально, имеет большую площадь контакта с пластом, что значительно увеличивает дебит. В 1941 году на Каспийском море с использованием турбобура была создана первая горизонтальная скважина.

Ствол наклонно-направленной скважины значительно отходит от точки размещения буровой установки, что даёт возможность пробурить несколько скважин с одной площадки. Это особенно важно при работе в море или заболоченной местности. Сооружение нескольких скважин с одной площадки называется кустовым бурением.

Работая над дальнейшим повышением эффективности скважин, специалисты предложили создавать ветвящиеся скважины, подобные корневой системе растений. «Пока углеводороды извлекаются из горных пород с помощью фильтрации, скважинам нужны корни, как деревьям», — такое высказывание приписывается одному из энтузиастов многоствольного и многозабойного бурения А.Григоряну. Разница между этими способами заключается в том, что многоствольная скважина ветвится выше продуктивного пласта, а многозабойная скважина входит в пласт и там разделяется на несколько ответвлений.

Первая успешная многоствольная скважина была пробурена в Башкирии в 1953 году. Многие месторождения Башкирии тогда уже были значительно истощены, поэтому требовались технологии для увеличения нефтеотдачи. Скважина 66/45 имела 9 стволов, её дебит составил 120 м3 в сутки при показателях обычных скважин на уровне 7 м3 в сутки. К 80-му году в СССР было пробурено свыше сотни многоствольных скважин.

В 70-е и 80-е годы интерес к бурению наклонных и горизонтальных скважин стали проявлять западные страны. Значительные успехи были достигнуты во Франции и США. Прогрессу в области технологий бурения в какой-то мере способствовал поток специалистов, покидавших Россию в годы Перестройки. В числе уехавших из страны был и А.Григорян.

Технология создания горизонтальных скважин дала возможность эксплуатировать месторождения с низкопроницаемыми коллекторами, например, добывать так называемую «сланцевую нефть».

Не все скважины, пробуренные на месторождении, используются для добычи нефти и газа. Для определения и поддержания эффективного режима эксплуатации требуется множество скважин различного типа. По назначению их можно разделить на следующие группы:

* структурно-поисковые скважины, назначение которых — установление тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов;

* разведочные скважины, служащие для выявления продуктивных объектов, оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;

* эксплуатационные скважины, предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр;

* опережающие добывающие скважины, позволяющие начать эксплуатацию месторождения с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;

* нагнетательные скважины, применяемые для закачки в пласт воды или газа с целью поддержания требуемого давления;

* контрольные, оценочные и наблюдательные скважины — для наблюдения за
объектом разработки, определения начальной и остаточной водогазонефтенасыщенности пласта, отслеживания изменения параметров пласта;

* скважины для утилизации отходов.

Структурно-поисковые, разведочные, различные вспомогательные скважины чаще бывают вертикальными, эксплуатационные скважины  — наклонно-направленными или горизонтальными.

Навигация по записям

Узнайте о частных колодцах

На этой странице:



Типы скважин 1

Есть три типа частных колодцев с питьевой водой.

  • Вырытые/пробуренные колодцы   — это ямы в земле, выкопанные лопатой или экскаватором. Их облицовывают (облицовывают) камнями, кирпичом, плиткой или другим материалом для предотвращения обрушения. Выкопанные колодцы имеют большой диаметр, неглубокие (примерно от 10 до 30 футов в глубину) и не обсажены непрерывно.
  • Забивные колодцы  сооружаются путем забивания трубы в землю. Забивные скважины обсажены непрерывно и неглубоко (глубиной примерно от 30 до 50 футов). Хотя забивные колодцы обсажены, они могут быть легко загрязнены, потому что они берут воду из водоносных горизонтов у поверхности. Эти колодцы берут воду из водоносных горизонтов у поверхности.
  • Скважины  сооружаются с помощью ударных или роторно-буровых машин. Пробуренные скважины могут иметь глубину в тысячи футов и требуют установки обсадной колонны.Пробуренные скважины имеют меньший риск загрязнения из-за их глубины и использования непрерывной обсадной колонны.

1. Описания скважин адаптированы из материалов Геологической службы США, Groundwater Wells (2018)

.

Компоненты колодца

2

Ниже приведены описания основных компонентов частного колодца.

  • Обсадная колонна колодца  представляет собой трубчатую конструкцию , размещаемую в колодце для поддержания раскрытия колодца от целевых грунтовых вод до поверхности.Наряду с цементным раствором обсадная труба удерживает грязь и лишнюю воду от попадания в колодец. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой. В некоторых штатах и ​​местных органах власти действуют законы, требующие минимальной длины корпуса. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Местная геология часто диктует, какой тип обсадной трубы можно использовать.
  • Колпачки для колодца  надеваются поверх обсадной трубы колодца, чтобы предотвратить попадание в колодец мусора, насекомых или мелких животных.Крышки колодцев обычно изготавливаются из алюминия или пластика. Они включают вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
  • Фильтры для скважин  прикрепляются к нижней части обсадной колонны, чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в скважину. Наиболее распространенными скважинными фильтрами являются сплошные щелевые, щелевые трубы и перфорированные трубы.
  • Адаптер без приямка  – это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода поступает на поверхность, оставаться ниже линии промерзания. Обеспечивает соблюдение санитарной и морозостойкой герметизации.
  • Струйные насосы  являются наиболее часто используемыми насосами для неглубоких скважин (глубиной 25 футов или менее). Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из скважины.
  • Погружные насосы — наиболее часто используемые насосы для глубоких частных колодцев. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.

Совет по водным системам располагал более подробной схемой компонентов колодца и другими учебными материалами для владельцев колодца

2.Описания компонентов колодца адаптированы из Национальной ассоциации подземных вод

.

Расположение и строительство скважин

Правильное расположение и конструкция колодца являются ключом к безопасности вашей колодезной воды. Колодец должен располагаться так, чтобы от него стекала дождевая вода. Дождевая вода может собирать вредные бактерии и химические вещества с поверхности земли. Если эта вода скапливается рядом с вашим колодцем, она может просочиться в него и потенциально вызвать проблемы со здоровьем. У Центра по контролю за заболеваниями (CDC) есть отличная веб-страница, посвященная размещению скважин.

Надлежащая конструкция скважины зависит от местных геологических условий и состояния грунтовых вод. Ваше государственное агентство по лицензированию подрядчиков по строительству колодцев, местный отдел здравоохранения или местный специалист по системе водоснабжения могут предоставить информацию о правильном строительстве колодца. Национальная ассоциация подземных вод (NGWA) предоставляет руководство по найму специалиста по системам водоснабжения, в котором рассматриваются основные вопросы.

Убедитесь, что все бурильщики водяных скважин и установщики насосных скважин, с которыми вы работаете, связаны и застрахованы. Если это требуется в вашем штате, убедитесь, что ваш подрядчик по грунтовым водам имеет лицензию и сертификат. Посетите Национальную ассоциацию подземных вод  , чтобы найти рядом с вами сертифицированных подрядчиков по водоснабжению. NGWA применяет собственную программу добровольной сертификации подрядчиков . Это позволяет бурильщикам и установщикам скважинных насосов получать национальную сертификацию обучения в дополнение к государственным требованиям. Некоторые штаты фактически используют экзамены Ассоциации в качестве теста для получения лицензии.

Что такое колодец? | Типы и источники водяных колодцев — видео и расшифровка урока

Этот вырытый вручную колодец обеспечивает водой деревню.

Как делают колодцы?

В то время как многие из первых колодцев копались вручную или с помощью простых инструментов, сегодня большинство колодцев бурят. Первый шаг к созданию колодца – выяснить, где находится вода под землей. Никто не хочет бурить вниз, чтобы обнаружить, что воды там нет! Найм гидрогеолога или геодезиста подземных вод может помочь определить линию грунтовых вод, где копать и какой материал нужно будет пробурить.Также важно знать о возможных источниках заражения. Колодец возле свалки или места кормления животных, скорее всего, будет давать только грязную воду. Как только определена необходимая область и известен тип материала для сверления, можно выбрать подходящий инструмент. Это можно просверлить с помощью шнека или вращающегося инструмента, если условия подходящие. Другой вариант — разбить землю ударным кабелем или даже прорезать землю струями воды под высоким давлением. После того, как шахта имеет правильную глубину, добавляется трубка или кожух, чтобы придать шахте устойчивость.Это важно, так как предотвращает обрушение ствола и закрытие скважины. Крышка прикреплена к верхней части колодца для предотвращения загрязнения и испарения. В зависимости от типа колодца добавляется кран, насос или ведро, чтобы сделать воду доступной.

На этой схеме колодца показано, как он уходит ниже уровня грунтовых вод.

Типы колодцев

Существует несколько различных типов колодцев в зависимости от способа их создания, диаметра и глубины.

Вырытые колодцы

Вырытые колодцы традиционно выкапываются вручную или лопатой ниже уровня грунтовых вод. Когда поступающая вода превышает скорость, с которой копающий человек может ее вычерпать, считается, что она достаточно глубокая. Затем его выкладывали чем-то, обычно камнями или кирпичами, чтобы предотвратить обрушение. Они обычно покрыты деревом, камнем или бетоном. Эти скважины имеют большой диаметр и обнажают большое количество грунтовых вод. Эти колодцы, как правило, неглубокие и подвержены загрязнению.Поскольку они неглубокие, они часто первыми пересыхают во время засухи.

Этот колодец находится в Афганистане.

Забивные скважины

Забивные скважины обычно изготавливаются путем погружения трубы в песок или гравий. Перед забивкой трубы в землю на дно трубы добавляется экранированный колодец. Это небольшие колодцы и их просто построить. Однако они подходят только для мелководья и, поскольку они не герметичны, легко загрязняются.Эти колодцы имеют глубину 30-50 футов в зависимости от того, бурят ли они вручную или с помощью машины.

Колодец находится в Калифорнии.

Пробуренные колодцы

Пробуренные колодцы являются самым глубоким типом колодцев. Их изготавливают с помощью ударно-канатных или роторно-сверлильных станков. Их можно бурить на глубину более 1000 футов! Они идеально подходят, когда глина или другие типы камней находятся выше уровня грунтовых вод. Они должны быть герметизированы и являются самым дорогим типом колодца в строительстве. Однако они имеют доступ к большему количеству воды и менее подвержены воздействию засухи. На сегодняшний день это самый распространенный тип скважин.

Эта машина бурит большие отверстия в земле.

Артезианские скважины

Артезианская скважина не требует откачки. Эти скважины имеют естественное давление, заставляющее воду подниматься вверх и вытекать из отверстия.Это связано с тем, что вода стекает с большей высоты. Представьте себе два холма, поглотивших много дождя. Он будет капать сквозь слои. Посреди двух холмов находится низменность с водоносным горизонтом внизу. Когда водоносный горизонт наполняется, он создает давление, и ему нужно куда-то уходить. Колодец позволит ему место извергаться и вытекать. Водоносный горизонт представляет собой участок воды, находящийся ниже уровня грунтовых вод. Он удерживает воду в этой области, потому что окружающая скала не пропускает воду.Ограниченный водоносный горизонт находится глубоко и находится под слоем скалы или почвы, препятствуя попаданию в него большей части воды. Безнапорный водоносный горизонт не так глубок, как замкнутый водоносный горизонт. Безнапорные водоносные горизонты легче доступны и позволяют воде легко просачиваться сквозь почву. Все напорные водоносные горизонты имеют по крайней мере одно ненапорное место. Вода в более высоком, безнапорном водоносном горизонте, скорее всего, станет загрязненной. Артезианский источник – это когда вода поднимается без помощи насоса. Природа обеспечивает давление, чтобы вытолкнуть воду из-под земли.Некоторые проточные артезианские скважины снабжают водой сотни лет.

Чем больше давление под землей, тем выше будет разбрызгивание воды из артезианской скважины.

Источники воды Колодцы

Большинство колодцев получают воду либо из водоносного горизонта, либо из резервуара с водой под уровнем грунтовых вод, либо они фильтруют грунтовые воды и собирают их. Ограниченные колодцы углубляются в землю за уровнем грунтовых вод и мимо по крайней мере одного слоя горных пород, чтобы найти глубокие источники чистой воды в водоносных горизонтах.Безнапорные колодцы мельче и выходят за уровень грунтовых вод, но часто не под слой горных пород. Неограниченные колодцы легче получить и построить, но они также подвержены риску загрязнения и высыхания во время засухи. Некоторые скважины специально предназначены для сбора подземных вод. После сверления ствола вставляется трубка со специально разработанными фильтрами. Это позволяет воде проходить, но не песку, грязи и другому мусору. Вода может собираться на дне колодца до тех пор, пока она не понадобится. Некоторые колодцы строятся рядом с пресноводными озерами или ручьями.Подземные воды, которые естественным образом стекают в озеро, собираются в этих колодцах до того, как они достигают водоема. Одной из проблем, окружающих скважины, является развитие конуса депрессии. Если из колодца забрать большое количество воды, уровень грунтовых вод может понизиться вокруг этой точки, что приведет к меньшему количеству воды. С этим можно справиться, ограничив количество воды, забираемой из колодца, особенно во время засухи.

Краткое содержание урока

Колодцы использовались более 8000 лет для доступа к воде во всем мире.Колодец представляет собой отверстие или шахту, вырытую в земле для доступа к природным ресурсам, включая воду, нефть или газ. Есть три типа колодцев:

  • Вырытые колодцы — это неглубокие колодцы, которые выкапываются вручную или с помощью простых инструментов.
  • Забивные колодцы — это колодцы от мелкой до средней глубины, которые делаются путем погружения трубы в почву до тех пор, пока она не достигнет водоносного горизонта.
  • Пробуренные скважины — они бурятся с помощью машин и могут иметь глубину более 1000 футов! На сегодняшний день это самый распространенный тип скважин.

Все колодцы находятся на глубине уровня грунтовых вод или глубже. Водоносный горизонт представляет собой подземный бассейн с водой, часто чистой и находящейся под давлением. В то время как для большинства колодцев требуется насос или ведро, в некоторых колодцах достаточно давления водоносного горизонта, чтобы вытолкнуть воду на поверхность. Они называются артезианскими скважинами .

Скважины подземных вод | Геологическая служба США

• Школа водных наук ДОМАШНЯЯ СТРАНИЦА  •  Темы подземных вод  •

Скважины подземных вод

Возможно, вы знаете, что подземные воды служат многим целям во всем мире.Конечно, питьевая вода и бытовое использование воды являются основными компонентами этого использования. Пути доступа к подземным водам различаются в зависимости от местных подземных условий. Вода может быть в изобилии всего в 10 футах ниже поверхности земли, или, возможно, придется пробурить глубокую скважину на многие сотни футов, чтобы получить более скудную воду, заполняющую трещины между плотными частицами породы. Насосы часто нужны, чтобы выкачивать воду на поверхность земли. Но этому маленькому парню повезло, так как его колодец находится в месте, где грунтовые воды неглубокие и обильные. Таким образом, он с помощью родителей может просто вручную опустить ведро на несколько футов вниз и вывернуть ведро, наполненное водой, обратно на поверхность. На этом снимке не показан действующий колодец, но именно такие колодцы обслуживали потребности людей в воде на протяжении многих веков и обслуживают до сих пор.

Авторы и права: Говард Перлман, Геологическая служба США

Есть большая вероятность, что средний Джо, которому приходилось копать колодец в Древнем Египте, вероятно, делал эту работу своими руками, лопатой и ведром. Он продолжал бы копать, пока не достиг уровня грунтовых вод , , где все пространство между камнем и частицами грязи заполнено водой, и вода заполнила дно ямы.Некоторые колодцы до сих пор копают вручную, но доступны более современные методы.

Колодцы чрезвычайно важны для всех обществ. Во многих местах колодцы обеспечивают надежное и достаточное водоснабжение для бытовых нужд , ирригации и промышленности . Там, где мало поверхностных вод , например, в пустынях, люди не смогли бы выжить и процветать без подземных вод .

 

Типы колодцев

Рытье колодца вручную сегодня устаревает, поскольку автоматизированные методы бурения заменяют методы ручного труда.Современные скважины чаще бурят с помощью автомобильной буровой установки. Тем не менее, есть много способов установить колодец — вот некоторые из распространенных методов.

КОЛОДЦЫ

Копать землю киркой и лопатой — один из способов вырыть колодец. Если земля мягкая, а уровень грунтовых вод неглубокий, можно использовать вырытые колодцы. Исторически сложилось так, что вырытые колодцы выкапывались вручную лопатой ниже уровня грунтовых вод до тех пор, пока поступающая вода не превышала скорость черпания землекопа. Колодец был выложен камнями, кирпичом, черепицей или другим материалом, чтобы предотвратить обрушение, и был закрыт колпаком из дерева, камня или бетона. Их нельзя выкопать намного глубже уровня грунтовых вод — так же, как нельзя вырыть очень глубокую яму на пляже… она постоянно наполняется водой!

Пример конфигурации насоса и водопровода, используемой в системах водоснабжения общего пользования.

Авторы и права: Роланд Толлетт, Геологическая служба США

Выкопанные и пробуренные колодцы имеют большой диаметр и обнажают большую площадь водоносного горизонта. Эти скважины могут получать воду из менее проницаемых материалов, таких как очень мелкий песок, ил или глина. Некоторые недостатки этого типа колодцев заключаются в том, что они неглубокие и не имеют сплошной обсадной колонны, что делает их подверженными загрязнению из близлежащих поверхностных источников, и они пересыхают в периоды засухи, если уровень грунтовых вод опускается ниже дна колодца.

ЗАВОДНЫЕ СКВАЖИНЫ

Забивные колодцы все еще распространены сегодня. Их строят, вбивая трубу небольшого диаметра в мягкую землю, такую ​​как песок или гравий. К низу трубы обычно прикрепляют сетку для фильтрации песка и других частиц. Проблемы? Они могут использовать воду только на мелководье, а поскольку источник воды находится так близко к поверхности, может произойти загрязнение поверхностными загрязнителями.

БУРУЕМЫЕ СКВАЖИНЫ

Большинство современных скважин бурят, для чего требуется достаточно сложная и дорогая буровая установка.Буровые установки часто устанавливаются на большие грузовики. Они используют роторные буровые долота, которые разгрызают камень, ударные долота, которые разбивают камень, или, если грунт мягкий, большие шнековые долота. Пробуренные скважины могут быть пробурены на глубину более 1000 футов. Часто в колодец на некоторой глубине помещают насос, чтобы вытолкнуть воду на поверхность. Колодцы и откачка

Уровень воды в колодцах

Пользователям подземных вод было бы легче, если бы уровень воды в водоносном горизонте  , питающем их колодец, всегда оставался одинаковым. Сезонные колебания количества осадков и случайные засухи влияют на «высоту» уровня подземных вод. Забор воды из колодца приводит к снижению уровня воды вокруг колодца. Уровень воды в колодце также может быть понижен, если другие колодцы рядом с ним забирают воду. Когда уровень воды упадет ниже уровня водозаборов насосов, тогда скважины начнут качать воздух — они «высохнут».

Откачка колодца снижает уровень воды вокруг колодца, образуя конус понижения уровня грунтовых вод.Если конус депрессии распространяется на другие близлежащие колодцы, уровень воды в этих колодцах будет понижен. Конус развивается как в мелководных, так и в более глубоких системах напорных водоносных горизонтов. В более глубокой системе замкнутого водоносного горизонта на конус депрессии указывает снижение давления, и конус распространяется на гораздо большую площадь, чем в системе с грунтовыми водами. При заданной скорости отбора конус депрессии простирается глубже в низкодебитных водоносных горизонтах, чем в высокодебитных.

Несмотря на то, что вода присутствует на некоторой глубине практически в любом месте, успех получения достаточного домашнего запаса (обычно 5 галлонов в минуту) воды из колодца зависит от проницаемости породы.Там, где проницаемые материалы находятся вблизи поверхности земли, может быть достаточно неглубокой скважины. В других местах, например, там, где глинистый материал находится непосредственно над коренной породой, может потребоваться глубокая скважина, уходящая в коренную породу.

 

Частные скважины

Схема того, как работает типичная домашняя водопроводная скважина.

Фото: Агентство по охране окружающей среды США

Многие люди в Соединенных Штатах и ​​во всем мире снабжают свои дома водой из собственных источников воды, часто в более сельских районах, где нет больших систем водоснабжения общественного водоснабжения.Вот базовая диаграмма, показывающая, как функционируют эти скважины. Хотя на этой диаграмме показан один дом, большие колодцы, которые снабжают водой большее количество потребителей, в целом работают одинаково.

КОМПОНЕНТЫ КОЛОДЦА

Ниже приведены описания основных компонентов частного колодца. ( Источник: Национальная ассоциация подземных вод)

  • Обсадная колонна колодца  представляет собой трубчатую конструкцию , размещаемую в колодце для поддержания раскрытия колодца от целевых грунтовых вод до поверхности.Наряду с цементным раствором обсадная труба удерживает грязь и лишнюю воду от попадания в колодец. Это помогает предотвратить попадание загрязняющих веществ из менее желательных грунтовых вод в колодец и их смешивание с питьевой водой. В некоторых штатах и ​​местных органах власти действуют законы, требующие минимальной длины корпуса. Наиболее распространенными материалами для обсадных труб являются углеродистая сталь, пластик и нержавеющая сталь. Местная геология часто диктует, какой тип обсадной трубы можно использовать.
  • Колпачки для колодца  надеваются поверх обсадной трубы колодца, чтобы предотвратить попадание в колодец мусора, насекомых или мелких животных.Крышки колодцев обычно изготавливаются из алюминия или пластика. Они включают вентиляционное отверстие для контроля давления во время откачки скважины.
  • Фильтры для скважин  прикрепляются к нижней части обсадной колонны, чтобы предотвратить попадание слишком большого количества осадка в скважину. Наиболее распространенными скважинными фильтрами являются сплошные щелевые, щелевые трубы и перфорированные трубы.
  • Адаптер без приямка  – это соединитель, который позволяет трубе, по которой вода поступает на поверхность, оставаться ниже линии промерзания. Он обеспечивает соблюдение санитарно-гигиенических и морозостойких уплотнений.
  • Струйные насосы  являются наиболее часто используемыми насосами для неглубоких скважин (глубиной 25 футов или менее). Струйные насосы устанавливаются над землей и используют всасывание для забора воды из скважины.
  • Погружные насосы — наиболее часто используемые насосы для глубоких частных колодцев. Насосный агрегат размещается внутри обсадной колонны скважины и подключается к источнику питания на поверхности.

 

 

Изучите основы воды с помощью наших Учебников по воде! Учебник по воде (PDF) Учебник по грунтовым водам (PDF) Грунтовые воды и сельский домовладелец Как вы думаете, знаете ли вы о подземных водах? Пройдите наш тест «Правда/неправда о подземных водах», который является частью нашего Центра активности.

Информация на этой странице взята из Грунтовые воды и сельский домовладелец , Брошюра, Геологическая служба США, 1982, Роджер М. Уоллер.

 

Значок викторины, созданный mynamepong с сайта www.flaticon.com

 

 

Хотите узнать больше о скважинах для подземных вод? Следуйте за мной на веб-сайты, посвященные основам грунтовых вод и внутренним (частным) колодцам!

 

9 важных вещей, которые нужно усвоить, прежде чем копать колодец | Блог

Частный источник воды может быть приятным бонусом. Вы не будете оплачивать городской счет за воду, а в некоторых случаях ваша скважина может быть налоговым вычетом.

Многие люди также выбирают колодец, потому что считают, что это полезнее, чем вода, контролируемая муниципалитетом. С меньшим количеством химических веществ в воде, это может быть отличным выбором для вашего здоровья и пользы для окружающей среды.

Прежде чем строить колодец, вам нужно понять, что вы делаете и чего ожидать. Вот либо важные вещи, которые нужно изучить, прежде чем копать колодец.

1.Колодцы не всегда дают достаточно воды

Мысль о том, чтобы выкопать несколько футов и найти фонтанирующий колодец, может вдохновить любого, кто хочет иметь личный колодец. Однако это не всегда соответствует действительности.

Рассмотрите предполагаемое использование вашей колодезной воды. Скважины с низким дебитом могут давать достаточно воды для ежедневного личного использования, но вам может не хватить воды для полива двора или наполнения бассейна.

Поговорите с соседями и поговорите с подрядчиком, чтобы узнать, сколько воды ожидать от вашего колодца.Даже если колодец не может обеспечить все ваши потребности в воде, возможно, стоит выкопать его, если вы можете компенсировать часть потребления воды за счет водоснабжения вашего города.

2. Вам нужно проверить воду

Вы не узнаете качество вашей воды, пока сами не проверите ее. Вам понадобится доступ к воде под поверхностью, чтобы собрать образец для тестирования.

В большинстве случаев анализ воды прост и недорог. Многие города бесплатно предлагают наборы для тестирования и лабораторные результаты.

Сложность заключается в том, чтобы получить образец, не вкладывая сначала слишком много средств в скважину.Завершение рытья колодца только для того, чтобы обнаружить, что вода плохого качества, может оказаться дорогостоящей ошибкой.

Опять же, в этой ситуации может помочь сосед. Если их колодец находится недалеко от того места, где вы хотите копать, спросите их о качестве воды.

Их вода может не соответствовать качеству вашей колодезной воды, но это отличное место для начала.

3. То, что попадает в вашу почву, может оказаться в вашей воде

Почему может быть разница между качеством воды из колодца вашего соседа и воды из вашего колодца? В зависимости от того, как они обращаются с почвой вокруг колодца, их вода может содержать различные загрязняющие вещества.

Дождевая вода, удобрения, пестициды и природные загрязнители могут попасть в ваш подземный источник воды.

Чтобы получить самую чистую воду, держите ее поверхность свободной от загрязняющих веществ, которые вы можете контролировать, таких как пестициды и удобрения.

4. Вам нужно защитить свой колодец и воду

После завершения строительства колодца вам необходимо защитить его от загрязнения в будущем. Дождю, животным и мусору легче попасть в открытую дыру в земле.

Убедитесь, что в вашем колодце есть возможность закрыть его.Будьте осторожны с почвой и территорией вокруг колодца. Опять же, пестициды и удобрения вокруг поверхности вашего нового колодца могут просочиться сквозь землю и попасть в систему водоснабжения.

5. В вашем городе действуют правила для колодцев

Прежде чем начать раскопки, проведите исследование. Есть ли в вашем городе правила о колодцах?

Убедитесь, что ваш колодец соответствует городским нормам безопасности и другим правилам, таким как:

  • Какой глубины должно быть, чтобы добраться до самой здоровой воды?
  • Насколько широким он может быть?
  • Как далеко это должно быть от структур?
  • На каком расстоянии от канализационных труб должно быть безопасное водоснабжение?
  • Какие конструктивные элементы необходимы для соответствия нормам безопасности?
  • Вам нужно разрешение?

Ознакомьтесь с правилами, прежде чем копать, а затем следуйте им, чтобы убедиться, что ваш колодец в безопасности, и избежать штрафов со стороны местных инспекторов.

6.

Вам понадобится насос

Колодец – это больше, чем сам колодец.

Если вы не планируете отправлять ведро вверх и вниз по колодцу в течение дня, вам понадобится насосная система для доступа к вашей воде.

От простого ручного насоса на месте колодца до трубопровода и насосной системы к вашему дому, не забудьте включить это в свои планы колодца.

7. Это не так просто, как вырыть яму

К сожалению, построить колодец не так просто, как получить одобрение, а затем взять лопату для копания.

Колодцам нужен план. Вы должны убедиться, что ваш колодец находится в правильном месте, чтобы найти воду, которая вам нужна, и ему нужна структурная целостность, чтобы избежать обрушения.

Работайте с профессиональными инженерами, чтобы справиться с проектом рытья колодца. Благодаря их опыту у вас будет колодец, отвечающий вашим потребностям и безопасный для вас и вашей семьи.

Убедитесь, что вы выбрали лицензированного инженера. У них есть подготовка и опыт, чтобы сделать работу правильно. Ошибка неквалифицированного инженера может дорого обойтись.

8. Колодцы могут быть дорогостоящими

Если учесть все элементы, необходимые для рытья колодца, это немалый проект. Цены на установку колодца могут варьироваться. Убедитесь, что у вас есть бюджет на весь проект.

План расходов, в том числе:

  • Ваш инженер
  • Плата за разрешения и проверки
  • Рытье и закрепление колодца
  • Трубы и насосы
  • Озеленение после завершения скважины

Если все сделано правильно, затраты на создание колодца могут сэкономить деньги в долгосрочной перспективе.

9. Ваш колодец может не длиться вечно

Колодцы могут работать всухую. Природа контролирует долговечность вашего водоснабжения.

Однако вы можете помочь продлить срок службы вашего колодца. Колодцы могут требовать обслуживания. Следить за конструкцией и насосной системой и производить ремонт по мере необходимости.

Готовы ли вы начать копать колодец?

Установите правильное соединение, когда будете готовы начать копать колодец. Найдите подходящего инженера в вашем регионе, который возьмется за ваш проект и доставит пресную воду на поверхность.

Подключаем инженеров к проектам и проектов к инженерам! Нажмите здесь что бы начать. Это первый шаг к открытию нового колодца!

Как работает водяная скважина…

Понимание водяных колодцев и их работы

Скважина – самый распространенный способ добычи подземных вод для хозяйственных нужд. Колодец — это, по сути, отверстие в земле, открытое трубой (или обсадной трубой), которая доходит до водоносного горизонта.Насос качает воду из водоносного горизонта для распределения по водопроводной системе. Глубина, на которую сооружаются скважины, определяется такие факторы, как 1) глубина грунтовых вод, 2) качество грунтовых вод и 3) геологические условия на буровой площадке.

Разрешение

На полуострове Делмарва ВСЕГДА требуются разрешения на бурение скважин. Пожалуйста свяжитесь с нами относительно особенностей разрешительных требований для вашего штата.

Расположение колодца

Колодец должен быть расположен так, чтобы он соответствовал минимальным изолирующим расстояниям (также известные как отступы или разделительные расстояния), требуемые вашим конкретным штатом.Эти расстояния между колодец и коммуникации, здания и потенциальные источники загрязнения на вашем недвижимость или соседние объекты. До начала строительства лучшее место на объекте должно быть определено с учетом местоположения предлагаемых или существующих зданий, септических систем, подземных газовых или электрических линий, будущих зданий и сооружений и любых других потенциальных источников загрязнение.

Строительство скважины

Обсадная труба
Новые бытовые колодцы облицованы трубой из ПВХ, известной как обсадная труба, как показано на рисунке.Корпус обычно имеет диаметр от 4 до 6 дюймов. диаметра и простирается от поверхности земли в водоносный горизонт. Корпус обеспечивает соединение с грунтовыми водами и путь для вывода воды на поверхность. То обсадная труба также предотвращает попадание рыхлого грунта, отложений, горных пород и загрязняющих веществ в скважину. В кожухе также может размещаться и защищаться насос и сопутствующее оборудование. Чтобы
предотвратить чтобы загрязнения не попали в скважину, обсадная колонна скважины должна быть надлежащим образом
вентилируема и иметь заглушку который устойчив к атмосферным воздействиям и насекомым.

Экран скважины
Если скважина качает воду из песчаного или гравийного водоносного горизонта, экран скважины обычно крепится к дно кожуха. Экран представляет собой сито или сетчатый цилиндр, который проникает в водоносный горизонт и позволяет воде проходить через него, препятствуя при этом песку и гравий от попадания в скважину. Отверстия экрана или размер слота выбираются путем определения размер частиц песка или гравия, составляющих водоносный горизонт. Здесь, на полуострове, используются экраны из ПВХ. обычно имеют длину 10 футов для жилых колодцев.Оболочка из песка или гравия, называемая гравийной набивкой или фильтрующей набивкой. может располагаться снаружи экрана скважины, между экраном и стенкой скважины. Пакет фильтров предотвращает попадание мелкого осадка на сито, а также способствует движению воды в скважину.

Инъекционный раствор
При вращательном бурении скважина получается большего диаметра, чем обсадная труба. Пространство между наружной частью обсадной трубы и стенкой скважины называется затрубным пространством.После установки обсадной трубы в скважину необходимо заполнить кольцевое пространство до предотвратить попадание поверхностных вод и других загрязнителей в скважину. Материал, используемый для заполнения этого кольцевого пространство называется цементным раствором, особой смесью воды и цемента или воды и бентонитовой глины, и иногда другие разрешенные добавки, такие как песок. Раствор необходимо закачивать снизу вверх, чтобы обеспечить полное уплотнение вокруг корпуса. Обычный метод заключается в вставке трубы диаметром от — до 1 дюйма. (известная как цементная труба или труба tremie) до дна пространства между обсадной трубой и скважиной.Затем раствор закачивают до тех пор, пока он не достигнет поверхности земли. Затирку нельзя выливать с поверхности. Все скважины роторного бурения должны цементироваться от необходимой минимальной глубины до поверхности или до основания безамбарной скважины. адаптер или устройство, показанное на рисунке.

Обустройство скважин
После бурения скважины необходимо удалить буровой раствор, шлам и рыхлый осадок со дна скважины и вокруг экран. Этот процесс, способствующий движению воды в колодец, называется развитием.Для разработки скважины можно использовать ряд методов, таких как нагнетание воздуха или воды. в колодец, или вода может откачиваться из колодца с большей скоростью, чем обычно.

Насосные системы

Водяная система необходима для выкачивания воды из колодца на поверхность и доставьте его под давлением к месту, где вы будете его использовать. Типичная домашняя система водоснабжения состоит из насоса, адаптер или устройство без приямка, а также резервуар для хранения под давлением и устройства управления, которые позволяют системе работать в автоматическом режиме.

Насосы
Насос используется для подачи или подъема воды из колодца в домашнюю сантехнику. Правильный размер насоса и двигателя насоса зависит от диаметра скважины, уровня воды в колодце, количество сантехнических приборов, количество использованной воды, пик воды требование. Пик спроса обычно приходится на утренние и вечерние часы. Насосы рассчитаны на галлонов в минуту (галлонов в минуту), а двигатели насосов оцениваются в лошадиных силах (л.с.). Типичный насос для бытового использования может иметь насос на 10 галлонов в минуту с двигателем л.с.Специальные потребности в воде, такие как орошение, тепловые насосы или животноводство, могут увеличить пиковый спрос. и нужен более мощный насос.

Погружной насос, наиболее часто используемый в буровых скважинах, состоит из насосно-двигательного агрегата, обычно 3 дюйма в диаметре и от 2 до 3 футов в длину. Насос помещается непосредственно в скважину диаметром 4 дюйма или больше ниже уровень воды. Струйные насосы
чаще всего используются в скважинах диаметром 4 дюйма или меньше, таких как приводная точка или другие неглубокие колодцы.Насос может быть расположен наверху скважины или может быть смещен от скважины в насосной станции. и соединены с колодцем трубопроводом. Струйные насосы обычно имеют более низкое рабочее давление и меньший расход воды. производительность по сравнению с погружными насосами. Струйные насосы работают, нагнетая воду через струю или трубку Вентури, узкую, конусообразную. устройство, создающее частичный вакуум (подсос) и забирающее воду из скважины в насосную систему. Мелкий скважинные струйные насосы, которые используются там, где вода находится на глубине менее 25 футов от поверхности, имеют расположение струи в самом насосе.Для более глубоких скважин струя располагается внутри скважины ниже уровня воды.

Напорные баки
Как следует из названия, напорный бак содержит воду под давлением. Когда вода закачивается в бак, она сжимает воздух в баке. пока давление не достигнет заданного уровня, обычно от 40 до 60 фунтов на квадратный дюйм (psi), что автоматически отключает насос. Когда кран открыт, давление воздуха в резервуаре выталкивает воду через трубы до тех пор, пока давление не упадет до другого заданного уровня, обычно от от 20 до 40 фунтов на квадратный дюйм, который снова запускает насос.Реле давления срабатывает и останавливает насос при заданном уровне давления и позволяет системе работать автоматически.
Размер резервуара обычно зависит от количества воды, производимой насос в течение 1-2 минут. Количество воды, подаваемой под давлением резервуар между моментом отключения насоса и моментом его повторного включения называется просадкой. Просадка обычно намного меньше, чем общий размер бака. Обычные размеры резервуаров высокого давления варьируются от 10 галлонов. до более чем 200 галлонов.Резервуары вместимостью от 20 до 44 галлонов, которые имеют просадку Наиболее часто используются от 5 до 16 галлонов. Резервуары большего размера или более одного бак, может понадобиться для скважин с низким дебитом или систем с высоким водопотреблением. Наиболее распространенный тип конструкции напорного бака имеет диафрагму или баллон, который обеспечивает постоянное разделение между воздухом и водой в баке. Если воздух и вода не разделены, вода может в конечном итоге поглотить все воздух в баке, состояние, называемое заболачиванием. После этого насос быстро включаться и выключаться, что называется зацикливанием.

Техническое обслуживание колодца
Современные колодцы требуют минимального текущего обслуживания, но есть несколько шагов, которые вы можете предпринять, чтобы защитить свой колодец:

  • При строительстве новых пристроек к вашему дому, добавлении новых зданий или изменении систем отходов или химикатов. складских помещений, обязательно соблюдайте надлежащие расстояния изоляции, требуемые вашим штатом.
  • При благоустройстве двора держите верхнюю часть колодца на высоте не менее 1 фута над поверхностью почвы. Это поможет предотвратить попадание насекомых, грязи и других загрязнителей в ваш колодец. Не складывайте снег, листья или другие материалы вокруг колодца. Наклоните почву в сторону от обсадной трубы, чтобы обеспечить надлежащий дренаж. Ни Делавэр, ни Мэриленд, ни Вирджиния не разрешают закапывать колодец.
  • Будьте осторожны, работая возле колодца. Избегайте повреждения обсадной колонны скважины, что может поставить под угрозу санитарное состояние вашей скважины.
  • При работе с опасными химическими веществами, такими как краска, удобрения, пестициды и моторное масло, держите их подальше от колодца.

Что означает наличие частного колодца для вашего дома?

Когда вы ищете дома для покупки, вы можете столкнуться с некоторыми особенностями, с которыми вы не совсем знакомы, включая колодезную воду. Колодцы относительно распространены в загородных и сельских домах и являются альтернативой более крупным системам водоснабжения, которые вы видите в более густонаселенных районах. Но что означает наличие собственной скважины для вашего дома, плюс это или недостаток?

Более 13 миллионов домохозяйств в стране используют колодец для водоснабжения.И, как и во многих домашних условиях, колодезная вода не всегда бывает хорошей или плохой. Вам решать, подходит ли вам частный колодец, и чтобы помочь вам в этом, мы составили это краткое руководство по дому с частным колодцем, в том числе о том, что это такое, каковы его преимущества и недостатки, и ответы на некоторые распространенные вопросы о жизни в доме с колодцем.

Что такое колодезная вода?

Колодезная вода – это частный источник воды, берущийся прямо из-под земли.Чтобы создать частную скважину, в земле бурят отверстие до водоносного горизонта — водопроницаемого слоя горной породы, содержащего воду. Затем насосная система используется для подачи этой воды вверх и в ваш дом.

В отличие от водопроводной воды, которая поступает из общего муниципального водопровода, колодезная вода не обрабатывается химическими веществами, такими как хлор или хлорамины, для фильтрации бактерий и микроорганизмов. Вместо этого он естественным образом фильтруется слоями породы и почвы, через которые он проходит, хотя не гарантируется отсутствие бактерий.Надлежащая герметизация, достаточная фильтрация и медленное время прохождения между водоносным горизонтом и поверхностью земли могут иметь большое значение для предотвращения любого бактериального загрязнения.

Если вы покупаете дом с собственным колодцем, вам нужно тщательно проводить ежегодную проверку на наличие бактерий. Этот тест легко и дешево сделать самостоятельно (всего около 50 долларов за набор и лабораторное тестирование), и некоторые сельские округа сами предоставляют эту услугу.

Плюсы и минусы частного колодца

Прежде чем решить, подходит ли вашей семье частный колодец, стоит рассмотреть обе стороны медали.Итак, теперь, когда вы поняли, что значит иметь колодезную воду, давайте поговорим о плюсах и минусах.

Well Water Pros

    • Нет счета за воду. Поскольку вы не подключены к местному водоснабжению, между вами и водой вашего дома не будет посредника. Это означает, что вам не нужно беспокоиться о ежемесячном счете, что может быть большим плюсом, когда вы пытаетесь сократить расходы.
    • Не беспокойтесь о перебоях в обслуживании. Отключение воды в городе или городе не является обычным явлением, но это возможно.Если произойдет стихийное бедствие или другая чрезвычайная ситуация, которая может привести к отключению воды (например, массовое наводнение), наличие колодца означает, что вы, скорее всего, не пострадаете.
    • Здоров. Вы уже знаете, что вода полезна для вас, но считается, что колодезная вода особенно полезна для здоровья, поскольку она не содержит химикатов и полна минералов прямо из-под земли. (Конечно, это только более здоровый вариант, если в нем нет бактерий, что еще раз подчеркивает необходимость регулярного тестирования.)
    • Вы точно знаете, откуда берется вода. Если вы берете воду из колодца на вашем участке, вы можете быть спокойны, поскольку вам не нужно беспокоиться о том, откуда вода попала или через что она прошла, прежде чем попала в ваш кран.

Минусы колодезной воды

    • Может иметь пятна или запах. Высокое содержание минералов в колодезной воде может иметь некоторые неприятные побочные эффекты, в частности слегка сернистый вкус и запах, а также окрашивание из-за повышенного уровня железа.Существуют системы фильтрации, которые вы можете добавить в свою собственность, чтобы помочь с этим, и умягчитель воды также может облегчить ситуацию.
    • Работает от электричества. Достаточно плохо, что вы теряете интернет, когда отключается электричество, но и воду тоже? Да, частные колодцы используют электричество для выкачивания грунтовых вод на поверхность, и если вы потеряете электричество, вы также потеряете возможность качать воду. По этой причине рекомендуется иметь под рукой резервный источник электроэнергии с колодцем, например, аварийный генератор или солнечную энергию.
    • Это ответственность. Хотя отсутствие подключения к системе водоснабжения означает отсутствие счетов за воду, это также означает, что вы сами должны решать (и оплачивать) любое техническое обслуживание или ремонт, которые требуются для вашего колодца.
    • Существует риск заражения. Отсутствие химической обработки колодезной воды может быть как благом, так и проклятием. Хотя считается, что свободная от бактерий вода из колодца полезнее, чем вода из других источников, существует неотъемлемый риск загрязнения загрязняющими веществами, попадающими в колодец или насосную систему.В штате Миссисипи, где более 90 % жителей зависят от грунтовых вод, по оценкам Агентства по охране окружающей среды, более 20 % имеют мелководные колодцы, из которых добывается вода с непригодным для питья уровнем нитратов. , и регулярно тестироваться, однако, вы должны быть в порядке.

Часто задаваемые вопросы о наличии колодезной воды в доме

Если вы никогда раньше не жили в доме с частным колодцем, то вполне нормально иметь некоторые вопросы о тонкостях жизни с один вроде.Вот ответы на некоторые из наиболее часто задаваемых вопросов о жизни в доме с колодцем.

Безопасно ли пить воду из частного колодца?

Да, при условии, что колодец надлежащим образом проверен и поддерживается. Вода из колодца безопасна для питья и приготовления пищи. Он может просто издавать вкус и запах, которые немного отличаются от того, к чему вы привыкли. Вы можете помочь компенсировать это, установив базовую систему фильтрации воды прямо у крана или используя стандартный фильтр для воды, который вы заполняете и храните на прилавке или в холодильнике.

Можно ли стирать водой из колодца?

Да, но высокое содержание минералов может вызвать некоторые проблемы, такие как появление пятен на одежде и ощущение жесткости после стирки. К счастью, установка систем очистки для смягчения воды и/или фильтрации определенных минералов может иметь большое значение.

Можно ли наполнить бассейн колодезной водой?

Да, вы можете использовать колодезную воду для наполнения бассейна. Лучше делать это поэтапно, а не все сразу, так как вы не хотите перегружать скважину.И вы должны обрабатывать воду перед купанием в ней тоже. В качестве альтернативы можно нанять компанию, которая наполнит ваш бассейн за вас, но это может обойтись довольно дорого в зависимости от размера вашего бассейна.

Может ли в вашем частном колодце закончиться вода?

Да. Определенные условия — в частности, засуха — могут привести к тому, что частный колодец иссякнет, как и перенапряжение за одно использование (см.: наполнение вашего бассейна). Признаки того, что у вас заканчивается свежая подача, включают брызгающий насос, который периодически включается и выключается, а также вода, выходящая из труб коричневого или мутного цвета. Если это произойдет, обратитесь к специалисту по водяным скважинам, чтобы обсудить варианты, которые могут включать бурение скважины глубже в водоносный горизонт.

Обслуживание частного колодца

Если вы решите приобрести дом с системой частного колодца, важно знать, что вам как домовладельцу нужно будет делать, чтобы поддерживать свой колодец и водоснабжение в исправном состоянии. верхняя форма. Добавьте эти задачи в свой общий список задач по уходу за домом, чтобы ваша вода оставалась свежей и доступной.

  1. Проверяйте воду не реже одного раза в год

    Ежегодно проверяйте воду из скважины, чтобы убедиться в отсутствии бактериального загрязнения.Тестирование также подскажет вам такие вещи, как уровень железа и сульфидов, а также жесткость вашей воды — все это может определить, какие дополнительные системы вам нужны.

  2. Профессиональная проверка колодца один раз в год

    В дополнение к тестированию воды, вы также хотите, чтобы колодец проходил ежегодный осмотр. Любое повреждение или неровности в конструкции колодца или насоса могут привести к загрязнению, и гораздо выгоднее платить за ежегодный осмотр (около 100–200 долларов), чем платить за капитальный ремонт или замену.

  3. Обслуживание устройства для смягчения воды

    Во многих домах с частными колодцами также есть устройства для смягчения воды, в которых используется соль для фильтрации минералов, поэтому вы получаете более чистую воду для питья, уборки, приготовления пищи и стирки. Вам нужно будет проверять уровень соли в умягчителе воды один раз в месяц и доливать соль по мере необходимости, когда она заканчивается.

Если вас зовет деревенская жизнь, то, скорее всего, у вас будет колодец.Убедитесь, что вы полностью проинформированы обо всем, что влечет за собой, и тщательно осмотрите все колодцы перед покупкой дома, как и в случае с другими крупными домашними системами.

Глубина колодца. Насколько глубоким должен быть мой колодец?

При бурении новой скважины окончательная глубина скважины зависит от геологии и уровня грунтовых вод в вашем районе. Буровые компании используют сочетание опыта, знаний и небольшой догадки, чтобы определить окончательную глубину скважины. Поскольку цена бурения напрямую связана с глубиной скважины, важно работать с компанией, обладающей навыками и знаниями в вашей области, чтобы получить точную оценку до начала бурения.

Водоносные горизонты представляют собой хранилища подземных вод, содержащие различное количество воды. Здесь, в Новой Англии, вода часто находится на глубине около 300 футов под поверхностью, но колодцы для домашнего использования могут находиться на глубине от 100 до 1000 футов под землей.

Основное строительство скважины

Геология Новой Англии очень каменистая. Скальный колодец наиболее распространен в нашей местности. Он состоит из глубокого бурения твердой породы и проникновения в трещины, по которым течет вода.Типичный бытовой колодец имеет диаметр около шести дюймов и использует шестидюймовую обсадную трубу или хвостовик. Затем по стволу на дно скважины устанавливается обсадная труба для защиты от поверхностных вод, песка и других загрязняющих веществ. Корпус простирается примерно на двенадцать дюймов над поверхностью.


Строительство обычно занимает два дня: первый день уходит на бурение, а второй день используется для установки обсадной трубы и погружного насоса. Расположение колодца имеет решающее значение. Лучше всего работать с подрядчиком, который знаком с гидрологией и геологией вашего района.Они не только будут знать, где лучше всего копать, но и смогут правильно определить размер системы, а также будут знать коды и правила для вашего местоположения. Гидроразрыв иногда требуется, чтобы скважина работала с требуемым расходом.

Оценка глубины колодца

Как правило, стоимость рытья колодца основана на цене за фут. Чтобы получить точную оценку от вашего подрядчика, он должен иметь опыт копания в вашем районе и знать среднюю глубину колодца, необходимую для достижения воды.Как только будет найден достаточный запас, бурение может быть остановлено. В то время как подрядчик по водоснабжению не может точно сказать вам, насколько глубоко ему нужно идти, чтобы получить воду, он может сделать разумные суждения о качестве и количестве воды, основываясь на предыдущем опыте.

При необходимости производительность может быть увеличена путем гидроразрыва коренных пород, непосредственно окружающих ствол колодца. Это делается с помощью метода, известного как гидроразрыв. При закачивании большого количества воды глубоко под землю под высоким давлением обнажаются дополнительные трещины в скальной породе, что обеспечивает доступ к дополнительному количеству чистой воды.

Качество вашей воды зависит от нескольких факторов, в том числе от геологии и уровня воды. Чтобы обеспечить максимальную фильтрацию грунта для удаления примесей, глубина колодца должна быть не менее 100 футов. Как правило, чем глубже вы бурите, тем больше вероятность наличия полезных ископаемых. Что может потребовать установки установки для умягчения воды.

Для начала лучше всего получить список буровых подрядчиков, сертифицированных штатом, в местном отделе здравоохранения или водоснабжения.Ваш профессиональный специалист может посоветовать вам варианты и связанные с этим расходы.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.