Зачем нужна герметизация оголовка обсадной трубы: рассматриваем все нюансы

Водоснабжение дома должно быть качественным, а это значит, что необходимо очищать питьевую воду. Установка кессона или приямка защитят воду от загрязнений лишь частично, а фильтр может быстро выйти из строя по причине попадания мусора в скважину. Поэтому при бурении обязательно нужно установить оголовок для скважины.

Что такое скважинный оголовок и зачем он необходим

Оголовок – это элемент оформления верхней части скважины, сделанный как заглушка торца выходящей из земли обсадной трубы. Если провести аналогию с бытовым колодцем, оголовки для скважин выполняют те же функции, что и колодезная надстройка и ворот для подъема воды, а именно:

• Защиту источника. Оголовок обеспечивает защиту от попадания в скважинный канал грязи, мусора и наружных осадков, в зимнее время крышка препятствует замерзанию поверхностной воды.
• Фиксацию оборудования. Достаточная прочность оголовка гарантирует надежное крепление троса, исключающего, к его карабинам в нижней части крышки, на который подвешивается погружной электрический насос. Помимо этого, в оголовке предусмотрено удобное место для расположения питающего кабеля электронасоса.
• Герметизацию канала. В холодное время для предохранения от замерзания воды часто используют нагревательный электрокабель, который размещают в глубинных стволах источника. Плотно прилегающая крышка препятствует тепловым потерям и соответственно позволяет экономить электроэнергию для обогрева, также она упрощает дополнительное утепление мягкими материалами, предохраняя скважину от попадания внутрь частиц утеплителя.
• Защиту от хищений. Цена устанавливаемых в скважину погружных насосов может доходить до 2000 у.е. (Grundfos SP9), поэтому при использовании дорогостоящего оборудования приходится применять меры по его защите от хищений. Специальная конструкция оголовков и технология их крепежа значительно затрудняют или делают практически невозможным извлечение дорогого электронасоса из скважины.

Рис. 2 Оголовок в разрезе на обсадной трубе

• Соединение труб. Оголовок обеспечивает удобное подключение напорной трубы от электронасоса к системе водоснабжения – для этого в его центральной части имеется отверстие, через которое выводят и закрепляют идущий от электронасоса трубопровод. После обрезания напорной трубы при помощи углового или прямого компрессионного фитинга ее соединяют с водопроводной магистралью, идущей в дом.
• Увеличение дебита. Применяя герметичный оголовок для скважины, можно искусственно поддерживать стабильный уровень. Связано это с тем, что в неглубоких скважинах снижение высоты зеркала воды создает область разряжения, препятствующую этому процессу.
• Упрощение демонтажа. В традиционных моделях оголовков при извлечении электронасоса из скважины для ремонтных работ и обслуживания приходилось раскручивать болты и полностью снимать устройство, отключать питающий кабель от домашней сети и вытаскивать его через крышку.
  
  Современные модели позволяют снять и поставить насос в скважину без раскручивания болтов крепления за счет съемной центральной части верхней крышки. Еще одно преимущество подобных устройств – наличие клеммной коробки в боковой части корпуса, позволяющей отключать и подключать кабель питания электронасоса к электрической сети без протягивания его к дому.

Проблемы скважины

Комплексная сборка бытовых гидросистем хоть и трудоемкое, но в целом не такое уж и сложное дело. Впрочем, здесь хватает разнообразных «подводных камней», о которых следует подумать заранее. Некоторые из них касаются одной из сторон данного комплекса – обустройства скважины.

Основные проблемы скважины:

• Наиболее часто возникают сложности с процессом герметизации скважины, особенно актуальной эта ситуация становится зимой, а также в период осенних и весенних заморозков.
• При монтаже труб непосредственно на входе в здание могут быть трудности с утеплением траншеи.
• Сложности с правильным обустройством сливной системы, что зачастую приводит к лопнувшим трубам и приведению в негодность нагревательных устройств.
• Слишком маленькая глубина погружения насоса в скважину, происходит она из-за ошибок монтажа.
• Неправильный выбор гидрооборудования.

Далее подробно рассмотрим наиболее актуальные сложности и способы их преодоления.

Герметизация, как одна из проблем скважин

Поскольку на земельных участках нередко бывает обилие грунтовых вод, то и с герметизацией гидросистем зачастую возникают сложности. Проблемы скважины в этой области можно решить разными способами, например, при помощи кессонов, изоляции колодцев, а также путем применения герметизирующей арматуры для устья самой скважины.

Применение кессонов – металлических емкостей округлой или четырехугольной формы — достаточно распространенная мера, поскольку это несложное решение указной проблемы. Но если крышка такого сооружения оформлена неправильно, то внутрь будут просачиваться талые или дождевые воды.

Решением проблем скважин может быть и загерметизированный колодец. Для этого обычный колодец снаружи обрабатывается особым образом с использованием смолы или других веществ с изоляционными свойствами, которые предотвращают просачивание влаги. Но при этом необходимо учитывать, что бетон сам по себе способен пропускать влагу, а значит, стопроцентная герметизация колодца невозможна. Устье скважины герметизируют при помощи фланцев. Это самый надежный способ, позволяющий добиваться стопроцентного результата.

Проблема утепления трубопроводной системы

Еще одна из самых распространенных проблем скважин связана с наличием «тонкого места» в системе, находящегося в областях выхода и входа труб из здания. При этом в местах присоединения трубопровода к колодцу или кессону не будет сложностей, если эти детали сами по себе хорошо утеплены. Специалисты-строители утверждают, что эффективным способом является установка крышки в толще грунтового слоя, приблизительно на метровой глубине. Это поможет уберечь систему от промерзания даже в 35-тиградусные морозы.

Проблемы скважины, связанные с неправильным утеплением, начинаются при вводе труб в здание. Самым большим недочетом здесь можно считать слишком близко расположенный к фундаменту трубопровод, в верхней своей части оказавшийся в критической области промерзания.

Также владельцы жилища часто забывают о необходимости утепления вертикального отрезка трубопровода. И, кроме того, зачастую используются совсем неподходящие средства для утепления.

Трудности при обустройстве слива

Проблемы скважины могут быть связаны с ошибками при монтаже слива. Избежать их можно только одним способом – хорошо продумать и максимально точно расположить необходимые трубы и вентили. Слив гидрообогревателя электрического типа оборудуется клапанами обратного действия, но прикреплять его непосредственно на холодный кран нельзя. Для этого следует использовать байпасную систему. Обычный трубопроводный слив следует располагать под углом, чтобы обеспечить хорошее качество вывода отработанных вод.

Виды оголовков

При бурении скважины выкапывается кессонная яма ниже уровня промерзания почвы, в которую устанавливается колодец. Обсадная труба сверху срезается и закрывается оголовком. К нему привязывается трос, с помощью которого удерживается электрический насос внутри скважины на глубине забора воды.

Насосы могут иметь разную мощность, и в зависимости от этого будет колебаться их вес, а это значит, что будет различаться и материал, из которого сделаны оголовки. Кроме того, вес оборудования зависит от глубины расположения скважины. Например, для скважин глубиной до 50 м вес оборудования, прикрепляемого к оголовку, составит 50-100 кг. Для скважин с глубиной ниже 50 м понадобится насос большой мощности и несколько десятков метров кабеля, значит, и общий вес устройства превысит 300 кг.

Пластиковые

Они являются бюджетным вариантом, устанавливаются с насосами, имеющими низкую мощность. Пластиковые оголовки рассчитываются исходя из условий нагрузки: существуют такие устройства, которые можно устанавливать на расстояние до поверхности земли в 50 м. Грузоподъемность их составляет 200 кг и ниже.

К особенностям оголовков из пластика относятся:

• доступная цена, малый вес;
• стойкость к возникновению коррозии;
• устойчивость к химически активным веществам.

Основное преимущество пластиковых оголовков — функциональность. Это значит, что в базовой части устройства может находиться внутренняя съемная крышка и коробка с клеммами для подключения кабеля. Полимерный материал изолирует электрический ток.

Наряду с этим пластиковые устройства отличает невысокая механическая прочность.

Металлические

Они отличаются следующими свойствами:

• устойчивость к перепадам температур;
• повышенный срок эксплуатации;
• высокая прочность.

Однако при этом металлические оголовки имеют существенный недостаток: материал отличается сниженными антикоррозийными свойствами. Чтобы увеличить коррозионную стойкость, металл дополнительно покрывают специальными составами.

К разновидностям металлических оголовников относятся:

1. Нержавеющие. По внешнему виду напоминают простую крышку без болтовой фиксации, выдерживают дополнительно общий вес не более чем 300 кг.
2. Стальные. У них простая конструкция, однако они являются некоррозионностойкими. Их грузоподъемность составляет до 500 кг.
3. Чугунные. Обладают большим весом, грузоподъемность равна 500 кг и ниже. Долговечность и высокий срок службы при монтаже обеспечивает порошковое напыление или оцинковка.

Цементация затрубного пространства скважины на воду

Чтобы отсечь от основного водоносного горизонта, вскрытого во время бурения скважины, верхнележащие водонасыщенные породы и верховодку и предотвратить проникновение в горизонт с питьевой водой загрязненных вод с поверхности, необходимо герметизировать затрубное пространство. Для этого специальные вяжущие растворы закачиваются в зазор между обсадной колонной и стенкой шахты скважины — проводят цементирование затрубного пространства.

Иногда процесс герметизации или разобщения водоносных пластов неверно называют тампонажем. Нужно различать эти два понятия: тампонаж скважины по своей сути — это ничто иное как ликвидация источника водоснабжения, когда путем тампонирования обсадной трубы цементным или густым глинистым раствором полностью перекрывается водоприток воды из водонасыщенного пласта.

Методы герметизации затрубного пространства

Цементация скважины дополнительно укрепляет обсадную колонну, снижая риск ее деформации и появления течи в стыках из-за сдвига и давления грунтов. Перед началом работ по герметизации выполняется ряд обязательных процедур:

• Анализ скважины, в процессе которого измеряется глубина скважины и величина зазора между стенками шахты и обсадной колонной. Проверяется геометрия всей конструкции. Выясняются характеристики грунтов – типы пород, пористость, трещиноватость и иные геологические и гидрогеологические свойства.

Учитывая, что цементирование затрубного пространства — процесс необратимый, нельзя допускать ошибки во время герметизации, так как исправить нарушения не удастся, что приведет к изменению в худшую сторону функциональности водозаборного сооружения. Это значит, что выполнять работу по цементированию скважины должны профессиональные бурильщики, причем на базе проработанных проектных решений.

Рабочий раствор для герметизации скважины

С учетом геологических особенностей участка определяется тип смеси для цементации. Цементно-песчаный раствор применяется для герметизации затрубного пространства скважины, пробуренной в глинистых породах. Пористые грунты требуют использования смесей с добавлением волокнистых материалов, таких как асбест, или битума. Применение стандартной цементно-песчаной смеси приведет к тому, что пористые породы поглотят значительный объем раствора. Это обусловит значительный перерасход строительных материалов.

Технология герметизации скважины

Основные способы цементирования:

• Один из самых простых методов — прямая закачка смеси в затрубное пространство, когда раствор самотеком заполняет свободный зазор за счет гравитационных сил. Недостатком методики можно считать возможное образование пустот, когда смесь не полностью заполняет пространство между обсадной трубой и стенкой шахты.
• Обратная герметизация — более приемлемый вариант. Технология подразумевает подачу раствора непосредственно в обсадную колонну, и смесь заполняет затрубное пространство снизу вверх. Для отсечения водоносного пласта используется специальная диафрагма.

Для глубоких скважин разработана схема поэтапной цементации. Требования к образовавшемуся цементному слою:

• отсутствие пустот;
• механическая прочность;
• адгезия с поверхностями;
• способность противостоять напору грунтовых вод, возможно, содержащих агрессивные растворы химических веществ.

Оборудование для герметизации скважин

Для выполнения процедуры цементации затрубного пространства применяются различные агрегаты, в том числе:

• цементно-смесительное оборудование для приготовления смеси;
• агрегаты для подачи раствора под требуемым давлением;
• оборудование для промывки скважины от следов бурового раствора, снижающего адгезионные свойства цементирующей смеси.

На всех этапах проведения процедуры цементирования затрубного пространства и герметизации скважины необходимо жестко соблюдать технологию выполнения операций, чтобы обеспечить качественный результат.

Как правильно подобрать оголовок для скважины

Чтобы сделать правильный выбор, необходимо знать, что обозначает цифровая и буквенная маркировка на выставленных в продажу изделиях, их расшифровка по порядку выглядит таким образом:

• ОС – буквенные символы обозначают оголовок скважинный;
• А – антивандальная конструкция;
• П – сделан из пластика, если символ отсутствует, подразумевается металлическое исполнение;
• Б – символ в маркировке для составных оголовков Джилекс, у которых центральную часть с закрепленным насосным оборудованием (электрокабелем, тросом и шлангом) можно свободно извлекать и устанавливать обратно в скважину, не снимая оголовок с обсадочной трубы;
• 90-110 – цифры, указывающие, на какой диапазон внешних размеров обсадных труб рассчитан оголовочный узел;
• 25,32,40 – данные символы следуют за косой чертой, означают наружный диаметр ПНД трубы, на которую рассчитан центральный цанговый зажим.

Следует отметить, что не все производители поддерживаются данной маркировки и ее последовательности, встречаются обозначения АОС, ОГС, OD не играющие особой роли в определении предназначения товара.

Рис. 7 Схема установки оголовка Джилекс ОСПБ в скважину

При выборе оголовка следует принять к сведению некоторые рекомендации:

1. Наиболее удобными, практичными и недорогими являются пластиковые устройства, их лучше использовать при небольших глубинах погружения электронасосов малой и средней мощности.
2. Если глубина погружения велика (большая масса воды в напорной трубе) или электронасос имеет большие размеры и вес для перекачки значительных объемов, лучше использовать более прочные стальные или чугунные оголовки.
3. Хотя клеммная коробка значительно облегчает подключение и отключение электронасоса от источника питания, к ее использованию надо подходить с осторожностью при эксплуатации мощного оборудования.
   
   Дело в том, что предлагаемое производителем исполнение и сами клеммные планки являются слишком ненадежным методом соединения проводов, а при большом токе, который потребляют мощные электронасосы, возможен перегрев контактов, оплавление пластмассы оголовка или изоляции кабелей. Также высокая влажность в области оголовка даже при надежной изоляции клеммной коробки (с точки зрения отечественного производителя) может привести к коррозии контактов, их перегреву или короткому замыканию.

глубина и точки расположения дренажа

Высокий уровень грунтовых вод приносит массу неудобств владельцам загородных участков. В таких условиях очень сложно выращивать корнеплоды и осуществлять их хранение в погребах, которые периодически подвергаются затоплению. Кроме того, повышенный уровень влажности негативно воздействует на строительные объекты, разрушая фундаменты. В этой ситуации настоящим спасением является дренажная скважина, которая способствует быстрому удалению верховодки и нормализует влагосодержание на участке.

Для начала следует различать такие понятия, как постоянный водоносный горизонт и верховодка. Первое явление необходимо воспринимать как данность, поскольку сделать с ним что-то вряд ли получится. А вот бороться с верховодкой, образовавшейся в результате обильных осадков или таяния снега, вполне реально. Чтобы выработать наиболее оптимальный способ устранения данной проблемы, нужно иметь достаточные знания о структуре почвы в конкретной местности и причине большого объема поверхностных вод.

Структура грунта

Как известно, грунт обладает неоднородной структурой, где каждый слой имеет разную водопроницаемость. К более проницаемым слоям относятся песчаные грунты, к менее проницаемым – глина и суглинок.

Размещение грунтовых слоев и водоносных горизонтов

Попадая в грунт в результате атмосферных осадков, вода устремляется вниз до первого водоупорного слоя, образуя так называемые линзы недалеко от поверхности. Постепенно влага просачивается сквозь слабопроницаемые грунтовые слои и насыщает нижние водоносные горизонты. Именно для ускорения данного процесса и применяются дренажные скважины, разрезающие водоупорный слой и способствующие быстрому уходу поверхностных вод.

Чего стоит опасаться

Если на участке находится преимущественно песчаный слой, тогда верховодка будет приносить вред не более 2-х месяцев в году – вовремя ливневых дождей и паводков. Тем не менеедаже за такой промежуток времени высокая вода доставит хозяевам территории немало хлопот, подмывая фундамент и затапливая подвальные помещения.

В случае преобладания глинистого грунта поверхностные воды будут создавать неприятности на протяжении круглого года. В такой ситуациивлагазначительно пропитывает почву, затрудняя не только выращивание различных культур, но и строительные работы.

Обратите внимание. В процессе замерзания вода расширятся на 10%.Поэтому зимой пропитанная влагой почва может нарушить целостность фундамента.

Последствия процесса замерзания влаги в грунте

Чтобы существенно облегчить жизнь на загородном участке, необходимо как можно раньше заняться дренажем, разместив по периметру несколько дренажных скважин.Во время выполнения таких работ следует придерживаться определенных правил, которые позволят создать эффективную дренажную систему, не нарушая при этом общую структуру грунта и не влияя на качество грунтовых вод.

Существует распространенное заблуждение, что дренажную скважину нужно бурить на глубину постоянного водоносного горизонта, чтобы вода как можно быстрее уходила вниз. Не стоит забывать, что грунтовые слои выступают в роли естественного фильтра, очищая поверхностные воды от различных загрязнителей перед их попаданием в подземные водоносные слои. Для того чтобы сделать качественный дренаж, достаточно разрезать первый водоупорный слой, не нарушая общую фильтрационную структуру. Таким образом, влага будет быстрее впитываться в грунт, а грунтовые воды не пострадают от поверхностных стоков.

Размещение дренажных точек на участке

По мнению специалистов, скважина создаетгидроконус, обладающий 45-градусным углом раскрытия относительно вертикали. И хотя такие данные являются достаточно условными, с их помощью можно определить приблизительную территорию захвата и, соответственно, оптимальные точки расположения дренажа. Зная, на какую глубину будет буриться дренажная скважина, можно рассчитать площадь основания условного гидроконуса.

Пример расчета. При углах раскрытия 45° высота конуса (в нашем случае – глубина отверстия) равна радиусу осушаемой территории. Если взять глубину отверстия равной 2 м, тогдарадиус основания будет также равен 2 м. Исходя из этого, можно рассчитать площадьтерритории (S=πR²), которая будет равняться 12,56 м².

Гидроконус: h–глубинадренажной скважины, r — радиус осушаемой территории

Обычно дренаж размещают по периметру земельного участка, который требует осушения.Для защиты строительных объектов отверстия бурятся под фундаментом или в непосредственной близости от него.

Расположение дренажных точек

Буровые работы

Для бурения дренажной скважины используют малогабаритные буровые установки, работающие по ударному или вращательному (роторному) принципу.

Ударно-канатное оборудование имеет достаточно простую конструкцию, состоящую из опорной рамы (треноги) и рабочего инструмента (патрона). Тяжелый патрон подвешивается на канате и бросается вниз, забирая часть грунта. Однако учитывая создаваемую вибрационную нагрузку во время рабочего процесса, данный метод не подходит для бурения скважины вблизи готового фундамента.

Для буровых работ, безопасных для построенных объектов, применяются буры вращательного типа. Подобное бурение можно осуществлять вручную или использовать МГБУ. Второй вариант, конечно, более затратный в финансовом плане, но зато позволяет обустроить дренаж на участке за минимально короткие сроки.

МГБУ для роторного бурения

Как уже отмечалось, бурить нужно не до водоносного горизонта, а на минимально требуемую глубину. Чтобы определить точную глубину, предварительно делается разведочное бурение, которое позволяет изучить разрез грунта и узнать расположение водоупорного слоя. При этом диаметр скважины не имеет большого значения. Даже 100-миллиметровое отверстие способно обеспечить достаточный отвод воды.

Обустройство скважины

Чтобы обустроитьдренажную скважину своими руками, понадобятся следующие материалы:

• керамзит или щебень;
• стеклоткань или полипропиленовая ткань;
• деревянная рейка;
• ПВХ-пленка.

Работы выполняются следующим образом:

1. Пробуренную скважину нужно защитить от ила и песка. Для этого на всю глубину изготавливается чулок из полипропиленовой ткани, который для придания ему формы крепится к деревянной рейке с помощью скоб.
2. Чулок заполняется промытым щебнем или керамзитом. Это идеальный материал для таких целей, учитывая его абсолютную водопроницаемость.
3. Сверху скважина закрывается куском водонепроницаемой пленки ПВХ и засыпается землей.

Совет. Вместо чулка со щебнем можно использовать специальную дренажную трубу. В этом случае стоимость работ будет несколько выше, однако они пройдут гораздо быстрее.

Простой дренаж участка

Обустройство дренажной системы – серьезное мероприятие, которое не всегда можно выполнить самостоятельно. Если на небольшом участке пробурить несколько дренажных скважин своими руками вполне возможно, то защитить от верховодки большую территорию таким способом достаточно сложно.

Для крупных усадьб, как правило, оборудуют целые системы, состоящие из траншей с дренажными трубами, смотровых колодцев и коллекторов для сбора и удаления воды. Кроме того, глубина дренажной скважины в некоторых местностях может достигать 12 м, что затрудняет осуществление буровых работ подручными средствами и требует применения специализированной техники.

Перед осуществлением подобных работ специалисты делают геодезический план участка, где отмечается рельеф и структура грунта. В соответствии с данным планом создается дренаж территории – от наиболее высокой точки до самой низкой.

Полноценный дренаж участка

Осушить небольшуютерриторию, которая периодически испытывает проблемы с верховодкой, можно без посторонней помощи, пробурив в нескольких местахдренажные скважины. Однако для организации качественного дренажа на большомучастке лучше пригласить специалистов.

Установка оголовка

Самостоятельное обустройство изделия выполнить нетрудно, главное — знать расшифровку его характеристик.

Самостоятельный монтаж оголовка

Сначала нужно срезать конец трубы, зашлифовать все шероховатости, металлические отрезки дополнительно покрыть оцинковкой.

Присоединить отрезок к насосу, привязать трос за ушки и соединить пластиковой стяжкой с электропроводкой. Стяжки необходимо устанавливать с шагом в 1,5 м.

Другой конец петли вставить в карабин, подвешенный на рым-болт с нижней стороны крышки, через отверстия продеваются кабель и напорный трубопровод.

Обсадная трубка вставляется в нижний фланец с уплотнителем, насос погружается в скважину. Поверх колонны устанавливается крышка. Конструкция подтягивается к верхней крышке и фиксируется болтами.

Напорный трубопровод закрепляется компрессионным фитингом, затем протягивается электропровод, который необходимо загерметизировать.

Некоторые оголовки снабжаются коробкой с клеммами. К ней необходимо присоединить шнур насоса и провод электропитания, вводы загерметизировать.

Защита от замерзания

Оголовки из пластика, в отличие от металлических, менее подвержены промерзанию, однако и они не лишены недостатков.

В этом случае рекомендуется провести утепление следующим образом:

1. Устройство теплоизоляции колодца. Это осуществляется за счет утепления стенок и люка колодца, перекрывающего доступ к верхнему входу в сооружение.
2. Теплоизоляционный короб. В этом случае верхушка обсадного трубопровода укрывается утеплителем (стекловатой, минватой), помещенным в самодельный короб.
3. Нагревательный кабель. Его опускают в водопровод, который необходимо уберечь от промерзания.

Поделитесь в соц.сетях:

Оцените статью: (Пока оценок нет) Загрузка...