Оглавление
Что нужно знать о водоносных слоях при бурении скважин ↑
Наличие подземных вод в толще земли – общеизвестный факт. Их классификация и особенности размещения пластов – категория менее понятная. Между тем глубина залегания водоносного слоя является первоочередным фактором при определении типа будущего гидросооружения.
Верховодка ↑
Так называемые почвенные воды. Располагаются в непосредственной близости от поверхности земли, чуть ниже плодородного слоя. Характеризуются непостоянством и высокой степенью зависимости от осадков и талых вод. В засушливые или малоснежные годы могут полностью исчезать. Склонны к перемещению, т.к. заполняют пустоты между почвами, постоянно находящимися в движении.
Близость к поверхности обуславливает негативные эксплуатационные свойства:
- загрязненность;
- наличие примесей, в т.ч. химических соединений неорганического происхождения;
- непригодность для питья и приготовления пищи;
- использование в технических целях (например, для полива).
Грунтовые воды ↑
Горизонт, образованный на первом водоупорном слое. Чаще всего в роли породы, не пропускающей влагу, выступает глина. Глубина колеблется на уровне 5-15 м. Характеризуется высокой зависимостью от количества осадков, особенностей рельефа. Обычно имеет привязку к естественным водоемам поблизости – озерам, рекам.
Грунтовые воды часто залегают в заболоченной местности. В этом случае вода имеет характерный желтоватый цвет и «железный» вкус. При отсутствии неблагоприятных факторов вода после кипячения пригодна для питья, а фильтрации – для различных хозяйственных нужд.
Самый распространенный тип сооружений на данном водоносном слое – колодец.
Межпластовые воды ↑
Глубина залегания водоносного слоя начинается от 20 м и уходит вглубь земной толщи на несколько сот метров. Образует горизонты, идеальные для устройства скважин, способных обеспечить водой целое домохозяйство, несколько усадеб или небольшой населенный пункт, если найден артезианский источник.
Вода характеризуется высокими вкусовыми свойствами и экологической чистотой, т.к. менее подвержена или вовсе изолирована от воздействия внешней среды. Работы по устройству гидросооружений отличаются трудоемкостью, однако срок эксплуатации до 50 лет полностью оправдывает приложенные усилия.
ВАЖНО ЗНАТЬ: Глубина установки насоса в скважину рассчитывается так, чтобы оборудование постоянно находилось в воде. В противном случае двигатель перегреется, что приведет к выходу из строя всей системы водоснабжения
Как подвесить и закрепить своими руками
Чтобы в период эксплуатации аппарат не оказался на дне, необходимо надежно закрепить его со шлангом на стене шахты на металлической конструкции.
- Из стального уголка, с помощью сварочного агрегата, изготавливается рама квадратной формы с кронштейнами по углам для фиксации к стенке.
- По диагоналям квадрата ввариваются два швеллера, и в месте их пересечения делается отверстие.
- Рама с помощью кронштейнов жестко фиксируется сверху обсадной трубы шахты.
- В отверстие в швеллере пропускается стальной трос, на его конце обжимается петля, чтобы он держался на конструкции.
- К страховочному тросу подвешивается помпа и с его помощью извлекается из колодца.
Такой вариант подвешивания агрегата в шахте гарантирует сохранность устройства.
Заиливание скважины в результате длительного простоя
Встречаются и нередко на практике случаи, когда длительный простой скважины приводит к ее сильнейшему заиливанию. Образовавшийся слой ила встает непреодолимой преградой на пути насоса. Когда застрял насос в скважине по данной причине, специалисты рекомендуют начать его раскачивание, во время которого устройство то поднимают, то опускают. К чему это приводит? Вода постепенно может начать размывать илистые отложения. В конце концов, возможно, дорога наверх освободиться, что позволит извлечь насос наружу. Главное, не торопите события и не проявляйте чрезмерной активности, чтобы не допустить глухого заклинивания насоса.
Есть и нестандартный способ борьбы с заилившейся скважиной. Надо привлечь к решению проблемы пожарников, которые с помощью рукава, опущенного в скважину, смогут размыть отложения ила. Освободившийся насос пойдет плавно наверх.
Чтобы предотвращать процесс заиливания скважины, надо проводить ее профилактическое очищение, периодичность которого должна составлять один раз в три года.
На какую глубину опускать насос в скважину
Правильное определение глубины погружения скважинного насоса напрямую влияет не только на бесперебойность подачи воды их скважины, но и на срок его эксплуатации. И даже на срок эксплуатации самой скважины! Давайте подробнее разберемся в этом вопросе. Для этого вначале опишем, как происходит забор воды из скважины. Сразу оговоримся, что будет рассматривать скважинный центробежный насос. Вибрационные насосы типа «Малыш», «Ручеек» в скважинах, особенно в песчаных (примерная глубина 11-21 м), недопустимы! Подробнее об этом читайте статью «Почему вибрационные насосы лучше не использовать в скважине».
Как вода подается из скважины
Насос в скважине висит на трубе ПНД (для страховки имеется еще нержавеющий трос, который крепится к насосу и оголовку скважины перед тем, как опускать насос на глубину). Заборный патрубок насоса находится в нижней точке насоса. Вода под действием давления вышележащих слоев поступает через патрубок на рабочее колесо насоса и под его действием поступает в водоотводную трубу (труба ПНД), а далее поднимается вверх в мембранный гидроаккумулятор.
Охлаждение скважинного насоса осуществляется той же водой. При этом для нормального отвода тепла необходимо, чтобы насос был полностью погружен в воду. И даже небольшой перебой в теплоотведении недопустим! Из-за сильных нагрузок при работе и компактных размеров насоса его подшипники работают в очень жестких с точки зрения тепловых нагрузок режимах. И они просто расплавятся, если не будет обеспечен постоянный отвод от них тепла. Отсюда следуют следующие выводы:
– насос должен быть погружен минимум на 1 м от уровня воды, чтобы вода самотеком могла в него поступать (скважинный насос не самовсасывающийся!);
– насос должен постоянно находиться в воде для его охлаждения.
Динамический уровень скважины – вот основная характеристика, которая определяет, на какую глубину опускать насос в скважину
Динамическим уровнем называется расстояние от поверхности земли до зеркала воды при максимальном ее опускании в скважине. Вода опускается в скважине по двум причинам:
– при уменьшении внутрипластового давления воды (это может быть вызвано интенсивным отбором воды из скважин, находящихся на этом водоносном горизонте, например в летний период);
– при работе скважинного насоса (здесь заметим, что если расход насоса превышает дебит скважины, то динамический уровень всегда будет опускаться до точки забора воды, поэтому правильный выбор технических характеристик насоса очень важен; см. статью «Как рассчитать насос для скважин»)
Самое главное правило: насос в скважине нужно опускать минимум на 1 метр ниже динамического уровня воды в скважине.
Динамический уровень должен быть указан в паспорте скважины. Попутно заметим, что как следует из вышесказанного, для насосов разной производительности динамический уровень разный! Поэтому если вы ставите в скважину насос большей производительности, то глубина его погружения должна увеличиться. Особенно тщательно нужно подходить к вопросу на какую глубину опускать насос в скважину 11 или 21 метров. Монтажнику в скважинах с таких глубиной нужно досконально ознакомиться с конструкцией скважины. Также по возможности не опускать насос в открытый ствол.
Второе правило: скважинный насос должен находиться минимум в 3 — 6 метрах от дна скважины.
Это связано с тем, что при заборе воды в районе заборного патрубка наблюдается сильная турбулентность. При небольшом расстоянии насоса от дна скважины, эта турбулентность может поднять находящиеся там частицы песка и их затянет в насос со всеми вытекающими последствиями.
И еще несколько слов относительно вопроса: «На какую глубину опускать насос в скважину». Как видно из вышесказанного, динамический уровень зависит не только от производительности насоса, но и от общего водозабора в прилегающей местности и дебита скважины. Этот водозабор может увеличиться, а дебит, наоборот, упасть (например, произошло заиливание скважины). В этом случае насос может оказаться вне воды. Поэтому, в любом случае, оснащайте скважину датчиками сухого хода, которые выключат насос при падении воды ниже критического уровня (см. статью «Датчики сухого хода»)
Определение места установки
Лучше всего располагать напорную станцию максимально близко к точке забора. В этом случае снижается инерционность системы. Она быстрее реагирует на расход воды и оперативно восполняет его.
То есть вся система работает более ровно, без скачков давления, более стабильно. Так что в идеальном мире лучшим решением будет установка насосной станции в колодец. Что не всегда возможно.
При компактном монтаже насосная станция занимает совсем мало места и найти для нее точку установки довольно просто
Вариант #1 – монтаж непосредственно в колодце
При установке в колодце решается проблема удаления станции от источника. Шумность механизмов тоже никак не отражается на комфортной эксплуатации — двигатель работает вне жилой зоны.
Есть и недостатки. В первую очередь улучшаются условия работы механизмов — главным образом повышенная влажность. Мероприятия по гидроизоляции и герметизации узлов не дают ожидаемого эффекта — по причине конденсата.
Монтаж станции внутри колодезной шахты могут выполняться двумя способами:
- съемное крепление с креплением за верхнюю поверхность шахты колодца;
- стеновой кронштейн в колодезном стволе.
Оба способа примерно равнозначны. Первый чуть проще, второй компактнее. Оба они мешают другим способам подъема воды — ведром, например, уже манипулировать неудобно, а неизбежно при этом капающая вода не прибавляет станции срока службы.
Дополнительно колодец потребует утепления наземной части. Конечно, температура воды и грунта на такой глубине неизменно плюсовая, но возможно поверхностное, локальное замерзание воды и образование льда — даже это для насосной установки совершенно противопоказано.
При такой установке возможна только летняя эксплуатация – зимой без утепления оборудования могут возникнуть проблемы
Вариант #2 – кессон или отдельное помещение
Еще существует вариант установки насосной станции в специальном служебном колодце, выкопанном у основного, служащего для водоснабжения — это называют установкой в кессоне. Альтернативой ему будет монтаж оборудования в наземном служебном помещении.
Кессонный способ монтажа имеет такие же плюсы, что и установка непосредственно в колодце. Тихо, близко к точке забора, удобно. Чаще всего кессон монтируется максимально вплотную к кольцам колодца — при много меньшей глубине залегания, естественно.
Из отрицательных моментов стоит отметить возможность образования конденсата. И необходимость серьезного утепления, причем самого тщательного. И, если возможно, борьба с конденсатом. Это все при самой качественной гидроизоляции — грунтовая влага в кессоне совершенно не нужна.
Тут же обязательные мероприятия по предотвращению попадания внутрь кессона талой или дождевой воды – в большинстве случаев они решается конструкцией люка. С остальным придется повозиться.
Постройка наземной подсобки специально для насосной станции совсем простая с позиции технологии. Но и тут требуется утепление. А, поскольку расположение наземное, то к необходимости утеплителя добавляются заботы об отоплении. Минусовые температуры недопустимы в помещении, где смонтирована насосная станция.
Если насосная станция монтируется в отдельном подсобном помещении, оно обязательно должно быть утеплено
Вариант #3 – внутри дома
Третий вариант размещения — внутри дома, в котором организовывается водоснабжение. Из-за шумности оборудования лучше всего его ставить обособленно — обычно для этих целей используют котельную или подвал. Но, в условиях дефицита места, монтаж может быть произведен в ванной комнате или прачечной, подвале или под лестницей.
В любом случае следует озаботиться шумоизоляцией. Иначе проживать в таком доме будет, мягко говоря, не очень комфортно. А если выбран вариант установки станции в подвале, то следует проконтролировать необходимость дополнительной гидроизоляции. Если в подвале влажно.
Когда насосная станция смонтирована в доме, всегда помним про удаление от питающего колодца. Этот фактор тоже может скорректировать точку монтажа уже относительно внутренней географии дома.
Если нельзя найти для станции тихое место, можно пойти иным путем и подобрать модель с большим гидроаккумулятором – насос станет реже включаться
Подробности
Разновидности насосного оборудования
Насосное оборудование бывает двух типов, согласно расположению устройства, относительно скважины. Они бывают:
1.поверхностными,
2.погружными.
Поверхностный насос можно применять, если глубина источника не более 8 метров.
Для скважины свыше 8-9 м подходят погружные варианты. В источниках глубиной 15 м применяют только центробежные погружные насосы.
Внимание! Вибрационные устройства предназначены, чтобы выкачивать жидкость из емкостей широкого строения, к примеру, бассейнов, абиссинских колодец. Для источника с узкой шахтой данный тип насоса будет разрушительным, поэтому их нельзя применять для скважин 15 метров. Для источника с узкой шахтой данный тип насоса будет разрушительным, поэтому их нельзя применять для скважин 15 метров
Для источника с узкой шахтой данный тип насоса будет разрушительным, поэтому их нельзя применять для скважин 15 метров.
Погружные устройства бывают трех типов. Различают:
-вихревые наосы.
-центробежные насосы.
-винтовые насосы.
Нюансы при выборе насоса
Определяясь с выбором насоса, надо учитывать характеристики насосного оборудования, чтобы оно качественно функционировало. Выделяют такие важные параметры устройств, как:
1.Уровень производительности, который измеряют кубометрами. Чтобы определить необходимый параметр, следует знать, что на человека приходится в среднем 1000 литров за сутки. Это значение надо увеличить на число проживающих в доме, учитывая расходы на полив, бытовую технику, получится примерный результат. К нему рекомендуют добавить до 15 процентов сверху, чтобы был запас в непредвиденных ситуациях.
2.Уровень напора. Высота дома, протяженность водопровода влияют на силу напора. Необходимый напор вычисляют по формуле: к глубине шахты прибавить высоту крайнего узла водопровода, полученный результат умножить на 1.15 (значение коэффициента потери напора).
3.Мощность гидроаккумулятора. При его наличии у насоса оборудование относят к насосным станциям. При этом цена насоса увеличивается. У погружных насосов должен быть гидроаккумулятор, чтобы не падал напор в системе.
4.Качество материала для корпуса. Если насосом надо пользоваться регулярно, то стоит выбрать чугун или сталь. Если на лето предполагается демонтаж оборудования, то подойдет пластиковый аналог.
5.Автоматическое управление давлением, защита от сухого хода. В стационарных агрегатах данное свойство необходимо учитывать. Устройства для перекачки воды могут быть ручного, электрического, комбинированного типа. Это позволит экономить дорогостоящий ресурс и защитит оборудование от поломок.
Лучшие погружные насосы
Существует рейтинг насосов погружного типа для источников, имеющих 15 метров глубину. Он основан на отзывах покупателей, спросе на рынке
1.Марка ZDS. Выпускает множество моделей агрегатов. Насосы защищены от перепадов электроэнергии, снижения уровня воды в скважине, напора, который достигает ста метров. Агрегат справляется с жидкостью, в которой содержится много примесей, в том числе песка. Насосы стоят 23-55 000 рублей.
2.Марка Karcher. Наосы отличаются качественной работой, долгим сроком службы. Комплектующие и корпус сделаны из прочного материала. Уровень производительности варьируется 2-7 кубометров за час. Цена насоса оправдана, начинается от 32 000 рублей.
3.Марка GRUNDFOS. В наличии агрегаты для временного и постоянного пользования. Насосы отличаются высоким качеством. Их можно устанавливать в скважинах, не имеющих обсадную трубу, либо в них уходит горизонт. Подходят для многоэтажных домов, потому что сила напора равна 80 метрам. Насосы для дачи стоят минимум 9 000 рублей, для частного дома 18-60 000 рублей.
4.Марка PEDROLLO. Итальянский производитель заслуживает самой высокой оценки. Аппараты имеют высокие характеристики, однако их лучше применять в источниках с глинистой почвой, имеющих обсадную трубу. Стоят насосы максимум 50 000 рублей.
Монтаж глубинного насоса
Итак, бурение закончено, колодец готов, можно начинать монтаж и подключение глубинного насоса. В состав насосного аппарата входят сам насос, обсадная труба из пластика, трос и питающий кабель. Если устанавливается небольших размеров аппарат, то вместо троса используется капроновый шнур, способный выдерживать нагрузку в пять раз больше, чем вес самого агрегата. Это позволяет не волноваться о том, что он оборвется, а насос упадет на дно скважины, и на этом все работы можно будет прекратить.
В первую очередь приобретенное оборудование проверяется:
- Имеет ли обсадная труба сильные искривления, которые станут причиной заклинивания ее в скважине.
- Проверяется соотношение диаметров помпы и обсадной трубы. Если эта разница окажется незначительной, то все равно это скажется на работе всей насосной системы. Если же разница большая, то есть большая вероятность, что помпа просто сгорит. Ведь скорость движения воды внутри конструкции достаточно большая. И если они снижается, то снижается и охлаждение двигателя насоса. Кстати, технические параметры (минимально допустимые) всегда указываются в паспорте изделия.
- Мультиметром проверяется кабель на предмет его сопротивления. Если оно есть, то провода находятся в целом и рабочем состоянии.
После осмотра капроновый шнур привязывается к насосу
Очень важно узел, с помощью которого завязывается шнур к агрегату, должен располагаться от него на расстоянии минимум 10 см. При этом край шнура обязательно оплавляют огнем
Делают это специально, чтобы узел не всосало в патрубок. Если насос в скважину опускается на глубину меньше 10 м, то рекомендуется дополнительно соединить узел шнура с подвеской прибора. В этом случае надо обязательно использовать пружинящий материал, к примеру, резиновый бинт, который будет сглаживать вибрации. Использовать для этих целей проволоку нельзя.
Далее, к насосу подсоединяется обсадная труба, по которой вода будет подаваться наверх
Очень важно все стыки соединения загерметизировать. Использовать для этого можно разные материалы, главное, чтобы герметичность была стопроцентной
Теперь все соединяющие системы надо закрепить между собой. То есть, трубу, капроновый шнур и питающий электрический кабель. Для этого можно использовать обычную изоленту. Расстояние между скреплениями 80-150 см. Самый первый крепеж должен располагаться от патрубка насоса на расстоянии 20-30 см.
Обсадная труба должна быть максимально целой и единой без стыков. Если этого добиться невозможно (слишком глубока скважина), то никаких резьбовых соединений, только фланцевые. Потому что резьба быстро выходит из строя, поэтому система теряет свою герметичность.
Внимание!
При фланцевом соединении необходимо болты устанавливать так, чтобы гайка располагалась внизу, а шляпка болта сверху. Это гарантирует, что при откручивании в процессе эксплуатации глубинного насоса, болт не упадет в скважину и не заклинит насос внутри колодца
Очень важно правильно опустить насос в скважину. Делать это надо аккуратно, основной упор делается на капроновый шнур
И еще один немаловажный вопрос, на какую глубину опускать насос в скважину. Необходимо понимать, что существует два таких понятия, как статическое и динамическое состояние зеркала (уровня) воды.
- Статическое
. Это уровень, располагаемый внутри скважины, которая только что пробурена. По сути, это и есть водоносный уровень, из которого вода и будет подниматься для бытовых нужд. - Динамическое
. Это уровень, который снизился при откачке воды.
Так вот насос должен погрузиться ниже динамического уровня воды на глубину минимум 30 см. Оптимально же считается, что данный показатель должен составлять 2 м, при этом до дна скважины должно оставаться также 2 -3 м. Это делается для того, чтобы агрегат располагался полностью в воде, тем самым обеспечивалось его охлаждение.
Как заменить насос в скважине в случае аварии?
Необходимость замены насоса возникает редко, в основном из-за того, что неправильно был выполнен монтаж насоса в скважину. Причина аварии может заключаться и в неправильно выбранной автоматике питания, и в малой мощности самого насоса. Например, если он рассчитан на 50-метровое погружение, а на самом деле установлен на глубину 80 метров, то ремонт понадобится уже через несколько месяцев.
Автоматика питания настроена на рабочее давление воды, а с такой глубины слабый насос просто не может её поднять. В результате постоянной работы без отключения он быстро ломается.
Как и в любой ситуации, тут есть два выхода: вызываем специалистов по ремонту или делаем всё сами.
Вариант №1: вызываем специалистов по ремонту глубинных насосов
В первую очередь этот вариант подходит тем, кто в насосном оборудовании не разбирается. Профессионалы могут объективно оценить ситуацию, выявить причины, которые привели к сбоям в работе оборудования. Возможно, неправильно работает только автоматика питания, а сам насос находится в рабочем состоянии. В этом случае, достаточно её должным образом настроить.
Ещё один плюс для тех, кто уже решил, что такой ремонт ему не под силу, это гарантия, которую даёт подрядчик. Также помимо основных работ, вам выполнят полную настройку всей системы водоснабжения. Конечно, за такие услуги нужно платить, и если речь о замене насоса, то сумма будет внушительной.
Вариант №2: замена насоса своими руками
Своими силами замена насоса в скважине проводится только в том случае, если вы уверены, в его неисправности. Если есть сомнения, лучше обратиться к специалистам.
Одному эту работу выполнить просто невозможно, понадобится помощь минимум ещё пяти человек: на 100-метровой глубине насос с кабелем и подвесом весит около 250 килограмм.
В первую очередь нужно подготовить слесарный инструмент, электрический паяльник, строительный фен, термоусадочную муфту, ножницы и расходные материалы.
Затем отключаем от идущей в дом магистрали трубопровод оголовка скважины и кабель питания насоса. После этого откручиваем затяжной элемент.
При подъёме насоса нужно обязательно использовать страховочный трос. Если насос сорвётся, поднять его будет невозможно, а значит и использовать скважину в дальнейшем тоже
Поднятый на поверхность насос отключаем от магистрали. Выполняем осмотр насоса, если всё-таки он находится в рабочем состоянии, заменяем соединительный механизм, муфту и обратный клапан. Старые, скорее всего, уже потеряли свои рабочие свойства, поэтому лучше поставить новые. Если прежний насос ремонту не подлежит, устанавливаем новый.
- Далее соединяем магистраль трубопровода с насосом, припаиваем силовой кабель питания, помня про герметичность соединения и термоусадочную муфту. Прикрепляем страховочный трос, проверяем его натяжку.
Новый насос готовим к погружению, припаиваем кабель питания и крепим страховочный трос
- Установка глубинного насоса в скважину должна выполняться предельно аккуратно. Нежелательно допускать соприкосновения со стенками обсадной трубы.
Насос в скважину нужно опускать очень аккуратно — следим за тем, чтобы он не ударился в стенку
- Затягиваем скважинный оголовок, присоединяем фитинги на обвязку и выполняем настройку автоматики в соответствии с заданными параметрами.
Настраиваем автоматику питания в соответствии с заданными параметрами рабочего давления
Самым удобным вариантом организации водоснабжения на загородном участке является скважина. Глубинный насос работает тихо, и если монтаж и наладка были выполнены правильно, то в следующий раз заглянуть в скважину вам придётся очень не скоро.
Пределы глубин размещения электронасоса
Для вычисления предела глубины размещения электрического насоса требуется знать и учитывать статические и динамические показатели воды в источнике. Статический уровень – это интервал между водоносным горизонтом и поверхностью почвы в состоянии полного покоя (для проведения замеров рекомендуется минимум 6 часов не проводить водозабор), в техническом паспорте на артезианскую скважину величина обязательно должна быть указана.
Динамический уровень вычисляют при включенном водяном насосе. Величина равна интервалу между зеркалом воды и поверхностью почвы. Фиксируется динамический уровень в точке равновесия откачиваемого и вновь прибываемого потока.
Погружной (глубинный) насос должен располагаться ниже порога динамической величины не менее чем на 1 – 3 метра. Это основное условие, которое требуется соблюдать, в противном случае может произойти подтопление электронасоса, что станет причиной серьезной поломки.
Если оборудование устанавливают в скважине на песке, нужно убедиться, что система оснащена очистительными фильтрами. Монтируют насос на высоте не менее 0,5 метра от дна. Повышенная концентрация песка, ила и прочих твердых примесей может забить детали электронасоса и вывести его из строя
При таком монтаже важно регулярно обслуживать систему и проводить профилактическое очищение
