Что такое скважина на воду: типы и методы бурения

Скважина на воду – это вертикальное гидротехническое сооружение, предназначенное для забора подземных вод из водоносных горизонтов. Это сложное инженерное сооружение, которое обеспечивает автономное водоснабжение дома, дачи или предприятия. Понимание типов скважин и методов их бурения – ключ к выбору оптимального и экономически выгодного источника воды.
Устройство и типы скважин на воду
Все скважины можно разделить на два основных типа, которые кардинально отличаются по устройству, глубине и качеству воды.
1. Скважина «на песок» (фильтровая)
Это неглубокая скважина, предназначенная для забора воды из ближайшего к поверхности водоносного горизонта – песчаного или гравийного слоя.

• Глубина: Обычно от 15 до 40 метров.
• Устройство:
• Обсадная труба: Стальная или пластиковая (ПНД, НПВХ) колонна, которая опускается в пробуренное отверстие и предотвращает осыпание стенок.
• Фильтр: В нижней части обсадной колонны, которая находится в водоносном слое, устанавливается перфорированный фильтр. Он представляет собой трубу с множеством мелких отверстий, часто обмотанную специальной фильтровой сеткой (галунное плетение). Фильтр задерживает мелкие частицы песка и гравия, позволяя проходить только чистой воде.
• Донный отстойник: Небольшое пространство внизу скважины ниже фильтра, где оседают случайно попавшие мелкие частицы.
• Принцип работы: Вода из окружающего водоносного песка просачивается через фильтр внутрь обсадной трубы. Для подъема воды на поверхность используется погружной насос.
• Плюсы: Относительно низкая стоимость бурения, высокая скорость работ (1-2 дня).
• Минусы: Высокая зависимость от сезонных колебаний уровня воды, меньший дебит (до 1-1.5 м³/час), риск заиливания фильтра при нерегулярном использовании, более высокий риск загрязнения поверхностными водами.

2. Артезианская скважина (на известняк)
Это глубокая скважина, которая вскрывает водоносные горизонты, залегающие в пористых известняках или трещиноватых скальных породах. Вода здесь находится под давлением.

• Глубина: От 40 до 200+ метров (зависит от геологии региона).
• Устройство:
• Кондуктор: Первая, самая широкая обсадная труба в верхней части скважины. Изолирует неустойчивые грунты и защищает от попадания верховодки.
• Основная обсадная колонна: Обычно стальная труба, которая доходит до известнякового пласта.
• Открытый ствол / Перфорация в известняке: В плотном известняке обсадная колонна часто не требуется. Вода поступает непосредственно из трещин породы. Иногда в известняковом слое также делают перфорацию.
• Телескопическая конструкция: На больших глубинах может использоваться несколько колонн труб разного диаметра, вложенных друг в друга.
• Принцип работы: Вода из водоносного известняка под собственным давлением (артезианским) может подниматься по трубе высоко, иногда даже фонтанировать. Для подъема воды используется мощный погружной насос.
• Плюсы: Очень высокий и стабильный дебит (от 3-5 м³/час и более), высочайшее качество воды (защищена от поверхностных загрязнений толщей пород), долгий срок службы (50 лет и более), не заиливается.
• Минусы: Высокая стоимость бурения, необходимость получения лицензии (так как артезианские воды являются государственным стратегическим запасом), часто требуется сложная система водоподготовки (умягчение от избытка солей железа, кальция, магния).

Методы бурения скважин
Выбор метода бурения зависит от типа скважины, геологических условий и бюджета.
1. Шнековое бурение

• Принцип: Бурение осуществляется с помощью шнека – стального стержня с винтовой лопастью. Шнек, вращаясь, вгрызается в породу, измельчает ее и транспортирует разрушенную породу (шлам) на поверхность по своим лопастям.
• Применение: Подходит только для бурения неглубоких скважин «на песок» в мягких и несвязных грунтах (песок, суглинок, глина). Неэффективно в твердых породах и плывунах. Нельзя использовать при высоком уровне грунтовых вод.
• Плюсы: Высокая скорость проходки, относительно невысокая стоимость, мобильность установки.
• Минусы: Ограниченная глубина, невозможность бурения в скальных породах.

2. Роторное бурение (с прямой промывкой)

• Принцип: Буровой инструмент (долото) вращается мощным двигателем (ротором). Для охлаждения долота, выноса шлама на поверхность и укрепления стенок скважины используется буровой раствор (глинистая жидкость). Раствор под давлением подается в скважину через штанги, вымывает разрушенную породу и поднимается по затрубному пространству в отстойник.
• Применение: Универсальный метод. Подходит для бурения скважин любой глубины и в любых породах, включая скальные. Это основной метод для бурения артезианских скважин.
• Плюсы: Высокая эффективность в сложных грунтах, большая глубина бурения.
• Минусы: Более высокая стоимость, требуется много воды и места для приготовления раствора, процесс более грязный и требует большего количества техники.

3. Колонковое бурение

• Принцип: Бурение происходит с помощью полой трубы (колонковой трубы) с алмазным или твердосплавным коронком на конце. Коронка разрушает породу по кольцу, а внутри трубы остается столбик породы (керн). Для охлаждения и выноса шлама также используется промывочная жидкость.
• Применение: Чаще используется для разведочного бурения и бурения в очень твердых, скальных породах. Реже – для устройства водяных скважин.
• Плюсы: Высокая точность, возможность отбора проб породы (керна) для изучения.
• Минусы: Меньшая скорость проходки по сравнению с роторным методом, более высокая стоимость.

4. Ударно-канатное бурение

• Принцип: Самый старый метод. Тяжелый забивной стакан (долото) сбрасывается в забой с высоты. Он разбивает породу, которая затем захватывается этим стаканом и поднимается на поверхность.
• Применение: Сегодня используется редко из-за низкой скорости. Может быть эффективен в некоторых специфических грунтах.
• Плюсы: Не требует использования бурового раствора, что дает сразу чистую воду.
• Минусы: Очень медленный процесс, требует больших физических затрат, не подходит для сыпучих грунтов.

Какую скважину и метод выбрать?

• Для дачи, сезонного использования, ограниченного бюджета: Чаще выбирают скважину «на песок» с шнековым бурением.
• Для коттеджа, круглогодичного проживания, большого объема водопотребления: Единственный правильный выбор – артезианская скважина, пробуренная роторным методом. Это инвестиция в долговечность и надежность.

Заключение
Выбор типа скважины и метода ее бурения – это сложная инженерная задача, которая зависит от геологии участка, планируемого объема водопотребления и бюджета. Проведение гидрогеологических изысканий и консультация с профессиональными бурильщиками помогут принять верное решение. Правильно пробуренная и обустроенная скважина станет надежным источником чистой воды на долгие десятилетия.