УМЕЛЬЦЫ-УМЕЛЬЦАМ
Артезианская скважина на приусадебном участке
В. В. Ильин
Дома в сельской местности, как правило, лишены необходимых удобств, важнейшим из которых является водоснабжение.
Источник водоснабжения, оборудованный электрическим насосом, подающим воду под давлением, не только сокращает трудовые затраты на обеспечение сельского дома водой, но и дает возможность организовать горячее водоснабжение, установить в доме ванну, умывальник, канализованный туалет.
На приусадебном участке располагаются сад и огород, требующие полива и внесения удобрений, туалет, помещение для скота и птицы, гараж и другие помещения, которые в большей или меньшей степени являются источниками загрязнения нижележащих водоносных горизонтов. Качество воды источника водоснабжения в значительной степени зависит от его расположения по отношению к перечисленным частям приусадебного участка.
В литературных источниках содержится требование, в соответствии с которым расстояние от колодца до источников загрязнения (навозных куч, уборных, помойных ям, бань, скотных дворов и т. п.) должно быть не менее 20–25 метров.
Площадь земли, прилегающая к колодцу в радиусе 20 м, составляет F = πR2 = 3,14∙20∙20 = 1256 м2, или 12,5 сотки. Рассматривая обоснованность этих требований, необходимо учесть следующие обстоятельства. Требование в части 20—25-метрового разрыва между водоисточником и источниками загрязнения невозможно реализовать, так как пригородные участки, как правило, имеют общую площадь менее 12 соток; участки в сельской местности имеют ширину не более 25 м, в силу чего значительная часть площади, прилегающая к водоисточнику, будет находиться на участках соседей или выводить на проезжую часть улицы.
Эти требования не могут считаться обоснованными, так как граница, за которой прекращается действие источников загрязнения на источник водоснабжения, зависит: от величины коэффициента фильтрации грунтов, величина которых колеблется в широких пределах (для глин он составляет 0,00086 м/сутки, а для крупнозернистых песков — 8,6 м/сутки); от глубины залегания водоносного слоя, которая может быть от 2 до 20 м (при бурении скважины ручным способом); от глубины ям, в которых собираются нечистоты. Эти требования с санитарной точки зрения не всегда оправданны, так как разрешают в непосредственной близости от водоисточника применять любые виды удобрения, а также устройство негерметичных выгребных ям, что в ряде случаев может привести к загрязнению водоносного горизонта.
Автор считает, что площадь, прилегающая к колодцу или другому водоисточнику, на которую распространяются ограничения хозяйственной деятельности, не может быть единой и в каждом конкретном случае должна быть определена расчетом.
К воде, получаемой из артскважины, расположенной на приусадебном участке, и к воде, получаемой из централизованной сети водопровода, предъявляются одинаковые требования: ее качество должно соответствовать качеству пищевого продукта.
Артскважины централизованного водоснабжения с целью сохранения качества воды в источнике водоснабжения в месте ее забора имеют два санитарных пояса, первый из которых имеет более строгий санитарный режим, чем второй.
Автор предлагает по аналогии с обустройством артскважин централизованного водоснабжения при устройстве артскважины или иного водоисточника на приусадебном участке также установить два санитарных пояса, границы которых определяются расчетами, приведенными ниже.
Расстояние от артскважины до границы первого санитарного пояса должно обеспечить полную фильтрацию атмосферных осадков при условии, что территория санитарного пояса спланирована и атмосферные осадки не могут задерживаться в ямах, канавах и т. д., так как застойные воды, собирающиеся в них, рассматриваются как источник загрязнения водоносного горизонта. Площадь первого санитарного пояса, как правило, очень невелика, но и она не теряет своего основного хозяйственного назначения, так как на ней можно выращивать кустарники, не требующие удобрений (например, облепиху, сирень).
Расстояние от водоисточника до наружных границ второго санитарного пояса определяется длиной пути фильтрации, при которой любые загрязнения, находящиеся за границей второго санитарного пояса, не могут повлиять на качество воды в водоисточнике. На территории второго санитарного пояса могут размещаться сад и огород, однако удобрения должны быть органическими и применяться только после компостирования. Животноводческие помещения должны иметь герметичные полы, не допускающие проникновения нечистот в почву. Туалеты и выгребные ямы должны находиться за пределами второго санитарного пояса.
Буровым инструментом, изготовленным по приведенным в статье чертежам, можно бурить любые грунты, кроме валунно-галечных и твердых известняков, на глубину до 20–25 м, то есть ими можно обеспечить бурение скважин в средней полосе России как минимум в 60–70 случаях из 100.
Как показывает опыт, работы по сооружению скважины могут быть выполнены силами как минимум трех мужчин, то есть силами одной или двух семей. Предлагаемые конструкции рассчитаны на изготовление их в мастерской, имеющей токарный и фрезерный станки и сварку, а также располагающей специалистом, знакомым со слесарными работами и имеющим соответствующий инструмент.
В качестве источника водоснабжения приусадебный участок может иметь колодец или буровую скважину. Качество воды подземных источников возрастает с увеличением глубины залегания водоносного горизонта. Глубокие подземные воды по качеству обычно соответствуют требованиям к воде как к пищевому продукту, и задача состоит в том, чтобы исключить возможность проникновения в водоносный горизонт нечистот. Необходимо учесть, что если фильтруемая через почву вода попадает в верхний водоносный горизонт, то она может разбавляться до практически безвредных концентраций, что, безусловно, является санитарной защитой для нижележащих водоносных горизонтов, из которых потребитель предполагает получать воду.
С точки зрения санитарной защищенности буровая скважина имеет ряд существенных преимуществ перед колодцем, так как герметичная обсадная колонна изолирует приток недоброкачественных вод как с наземной поверхности, так и с более высоких водоносных горизонтов, что при сооружении колодцев сделать затруднительно, а в ряде случаев невозможно.
Сравнительная характеристика затрат на сооружение колодца и буровой скважины показывает, что сооружение колодца обходится дешевле только при небольших глубинах залегания водоносного горизонта.
Однако, учитывая большую санитарную защищенность артскважины, целесообразно остановить свой выбор на последней.
Как видно из рис. 1 и 2, скважину 1 можно располагать на участке в закрытом приямке или в открытом приямке 2 под домом. Сооружение скважины в закрытом приямке значительно дороже, чем в приямке под домом, при этом ремонтные работы в зимнее время в закрытом приямке крайне затруднены.
Рис. 1.Расположение артскважины в закрытом приямке:
1 — артскважина; 2 — закрытый приямок
Рис. 2.Расположение артскважины в приямке под домом:
1 — артскважина; 2 — приямок
Оптимальным вариантом как с точки зрения затрат на сооружение и эксплуатацию, так и с точки зрения санитарной охраны является расположение скважины под домом при условии, что нечистоты от раковины, ванны и санузла надежно отводятся местной канализацией за пределы второго санитарного пояса.
Определение границ первого санитарного пояса и защитные мероприятия, проводимые на нем
Солевой состав подземных источников зависит от пород, проходимых этими водами. Состав подземных вод, как правило, постоянен. В том случае, если концентрация солей в подземных водах меняется, то это является следствием проникновения в подземный источник вод наземной поверхности.
На пути проникновения загрязнений к водоносному слою происходит процесс самоочищения благодаря задержанию мельчайших примесей и бактерий на поверхности частиц, из которых состоят породы. Этот процесс называется адсорбцией. Адсорбция породы тем больше, чем меньше отдельные частицы, из которых она состоит, так как площадь прилипания увеличивается с уменьшением размера частиц.
С санитарной точки зрения желательно, чтобы водоносный горизонт был расположен как можно глубже, чтобы вокруг него находился мелкозернистый песок, а над ним располагался сплошной водоупорный пласт, мощность которого (количество в метрах в вертикальном направлении) достаточна для самоочищения в результате продолжительной фильтрации. Качественная фильтрация происходит в мелкозернистых песках, в подавляющем большинстве случаев образующих водоносные горизонты. Способность фильтрующего материала характеризуется величиной коэффициента фильтрации, и чем эта величина меньше, тем эффективность самоочищения выше, а путь самоочищения короче.
Подземный источник защищен в месте забора воды от патогенной (болезнетворной) микрофлоры в том случае, если время фильтрации от места загрязнения до места забора воды длится более 31 суток, что гибельно для патогенной микрофлоры, которая отмирает при попадании в чужую среду, так как лишена питания.
Для уяснения методики упрощенного расчета расстояния от буровой скважины до границ первого санитарного пояса разберем следующие примеры.
Пример 1. Имеется подземный источник водоснабжения, расположенный в мелкозернистых песках. Буровая скважина питается из водоносного горизонта, расположенного на глубине 3 м. Источником загрязнения водоносного горизонта является канавка глубиною 0,1 м.
Решение. Для того чтобы вода из ямки, которую мы принимаем как нечистоты, попала в фильтр скважины, ей необходимо проделать путь, равный
lГ + lВ = √(31∙к∙Н)
или
lГ = √(31∙к∙Н) — lВ,
где
lГ— горизонтальная составляющая пути фильтрации, которая принимается равной расстоянию от артскважины до границы первого санитарного пояса, м;
lВ — вертикальная составляющая пути фильтрации, которая принимается равной расстоянию между дном канавки и наивысшей точкой водоприемного фильтра, м;
Н — величина расчетного напора. Для ям, шурфов, выгребных ям и т. д. принимается как максимальная высота жидкости в них. В данном случае Н = 0,1 м.
31 — как сообщалось ранее, болезнетворные бактерии во время фильтрации в течение 31 суток погибают полностью.
к — коэффициент фильтрации. Коэффициент, характеризующий фильтрационные свойства породы. к — для мелкозернистых песков — 5,2 м/сутки. Как правило, коэффициенты фильтрации пород, лежащих выше начала фильтра буровой скважины, отличаются друг от друга не более чем на 50 %, в силу чего коэффициент фильтрации для облегчения расчетов принимается единый.
№ ∙ Породы ∙ Коэффициент фильтрации, м/сутки
1. Глины… 0,00086-0,00518
2. Суглинки… 0,0086-0,0518
3. Супесь плотная… 0,864-0,5184
4. Супесь рыхлая, пески мелкозернистые… 0,864-5,184
5. Пески среднезернистые… 20,0
6. Пески крупнозернистые… 8,64–51,84
lГ = √(31∙5,2∙0,1) — 2,9 = 1,1 м.
Граница первого санитарного пояса располагается от артскважины на расстоянии 1,1 м.
Пример 2. Буровая скважина возведена не на мелкозернистых, а на среднезернистых песках с коэффициентом фильтрации к = 20 м/сутки.
lГ = √(31∙20∙0,1) — 2,9 = 5 м.
Вывод: в случае расположения артскважины внутри строения (в его центре) крыша дома с отмосткой полностью или почти полностью изолируют первый санитарный пояс от проникновения в артскважину вод с наземной поверхности. Если границы первого санитарного пояса выйдут за пределы участка (например, на тротуар улицы), то необходимо следить за состоянием этого участка, не допуская его загрязнения или разрытия.
Так как первый санитарный пояс напрямую связан с чистотой воды, получаемой из источника водоснабжения, к нему предъявляются следующие требования: территория первого санитарного пояса должна иметь уклон и быть спланирована таким образом, чтобы атмосферные воды не затопляли ее; на ней не должно быть ям, в которых могла бы скапливаться вода; недопустимо складировать на ней строительный материал или строительный мусор; нельзя сжигать мусор или устраивать костры из других материалов; на территории, кроме жилого дома с туалетом, умывальником и ванной, нечистоты которых при помощи системы канализации выведены за пределы второй санитарной зоны, других строений возводиться не должно; удобрения, используемые на территории, должны быть органическими, и применять их следует только после компостирования; применение гербицидов и минеральных удобрений недопустимо.
Как уже было сказано, нечистоты жилого дома должны отводиться канализационной системой за пределы второго санитарного пояса. Определим же его границы.
Для уяснения методики расчета расстояния от буровой скважины до границ второго санитарного пояса разберем следующие примеры.
Пример 3. Имеется подземный источник водоснабжения, расположенный в мелкозернистых песках. Буровая скважина питается из водоносного горизонта, расположенного на глубине 3 м. Источником загрязнения водоносного горизонта является канализационная яма глубиною 2 м.
Решение (все обозначения и таблица коэффициентов фильтрации приведены выше):
lГ = √(31∙к∙Н) — lВ
где к = 5,2 м/сутки lВ = 3 м — 2 м = 1 м
lГ = √(31∙5,2∙2) — 1 = 17 м ∙ Н = 2 м
Пример 4. Буровая скважина возведена не на мелкозернистых песках, а на среднезернистых. Остальные данные сохраняются.
Решение:
lГ = √(31∙к∙Н) — lВ
где к = 20 м/сутки. lГ = √(31∙20∙2) — 1 = 34 м
Пример 5. Буровая скважина возведена не на мелкозернистых песках, а на плотной супеси. Остальные данные, приведенные в примере 3, сохраняются.
Решение:
lГ = √(31∙к∙Н) — lВ,
где к = 0,5 м/сутки. lГ = √(31∙0,5∙2) — 1 = 4,5 м.
Из приведенных примеров 3, 4, 5 можно сделать следующие выводы: расстояние от источника водоснабжения до границы второго санитарного пояса колеблется в широких пределах и возможны варианты, когда границы не будут выходить за пределы строения (например, когда водоисточник расположен в приямке под домом). В этом случае не накладываются какие-либо ограничения на хозяйственное использование приусадебного участка; если водоносный горизонт расположен высоко, выгребную яму (в случае невозможности ее сооружения за пределами приусадебного участка — пример 4) можно выкопать в пределах второго санитарного пояса при условии ее гидроизоляции.
Территория второго санитарного пояса должна отвечать следующим требованиям: на ней не должно быть незатампонированных скважин и заброшенных колодцев, через которые воды с наземной поверхности могли бы проникать в водоносные горизонты; на территории пояса дороги должны иметь твердое водонепроницаемое покрытие; сооружение выгребных ям допустимо при условии их гидроизоляции; животноводческие помещения должны иметь герметичные полы; на территории пояса удобрения можно применять только после компостирования.
Графическая иллюстрация изменения расстояния от артскважины до границ первого и второго санитарного пояса в зависимости от коэффициента фильтрации пород, залегающих на приусадебном участке (примеры 1, 2, 3, 4), представлена на рис. 3.
Рис. 3.Графическая иллюстрация изменения расстояния от артскважины до границ 1-го и 2-го санитарного пояса в зависимости от коэффициента фильтрации пород (примеры 1, 2, 3, 4)
Вертикальная скважина, представленная на рис. 4, состоит из трех основных узлов: колонны обсадных труб — узел 1, фильтра — узел 2 и насоса — узел 3.
Рис. 4.Конструкция артезианской скважины. Колонна обсадных труб — узел 1; фильтр — узел 2; насос "Малыш" — узел 3
Колонна обсадных труб (рис. 5) состоит из забойного звена 1–1, промежуточных звеньев 1–2 и конечного звена, выходящего на поверхность.
Рис. 5.Конструкция колонны обсадных труб — узла 1.
1–1–1 — полумуфта верхняя; 1–1–2 — труба; 1–1–3 — коронка для разбуривания мягких пород; 1–1–3–1 — раструб для крепления коронки 1–1-3-2 к трубе 1–1–2; 1–1-3-2 — коронка для разбуривания твердых пород; 1-2-1 полумуфта нижняя
Забойное звено 1–1 состоит из верхней полумуфты 1–1–1 (рис. 6), трубы 1–1–2, представленной на рис. 7.
Рис. 6.Полумуфта верхняя, дет. 1–1–1
Верхнюю полумуфту изготавливают на токарном станке из толстостенной трубы или круглого материала. При монтаже звена ее приваривают к трубе, в силу чего она должна быть изготовлена из малоуглеродистых сортов стали, имеющих хорошую свариваемость: ст. 3-ст.7, ст.05-ст.20. Верхняя полумуфта имеет наружную резьбу, которая в случае загрязнения легко может быть очищена, а при повреждении исправлена.
Труба 1–1–2 имеет длину порядка 3 м, что обусловлено весом звена, который в силу того, что сооружение скважины ведется вручную, не должен быть тяжелее 40–45 кг. Для изготовления труб 1–1–2 используются газопроводные трубы Ду = 100 (Тр4"), которые имеют следующую характеристику:
1. Наружный диаметр… 114 мм
2. Внутренний диаметр усиленных труб… 104 мм
3. Внутренний диаметр обыкновенных труб… 105 мм
4. Вес одного метра усиленных труб… 13,44 кг
5. Вес одного метра обыкновенных труб… 12,15 кг
Трубы изготавливают из малоуглеродистых сталей, имеющих хорошую свариваемость. Коронка в зависимости от породы, которую будут бурить, изготавливается цельной или составной. В том случае, если предстоит бурение мягких пород, ее изготавливают по чертежу дет. 1–1–3, представленному на рис. 7.
Рис. 7.Коронка, дет. 1–1–3
Коронку изготавливают из малоуглеродистых сталей без термообработки, к трубе 1–1–2 ее крепят сваркой. При бурении твердых пород коронку делают из двух частей; раструба дет. 1–1-3-1, представленного на рис. 8, и самой коронки 1–1-3-2, представленной на рис. 9. Раструб 1–1-3-1 изготавливают из малоуглеродистых сталей и приваривают к трубе 1–1–2, а коронку 1–1—3—2 — из инструментальной стали У8, ее закаливают до твердости Rc = 48–54. Коронка на раструбе закрепляется с помощью резьбы.
Рис. 8.Раструб, дет. 1–1–3-1
Рис. 9. Коронка, дет. 1–1-3-2
В силу того что коронка имеет больший диаметр, чем диаметр резьбовой муфты, она формирует в грунте отверстие большего диаметра, чем диаметр муфты, что уменьшает трение между колонной и стенками скважины. Внутренний конус коронки сдвигает грунт внутрь трубы, а зубья, являющиеся породоразрушающими элементами коронки, помогают колонне внедряться в грунт.
Промежуточных звеньев 1–2 в зависимости от глубины артскважины может быть несколько. Из рис. 5 видно, что промежуточное звено состоит из верхней полумуфты 1–1–1, трубы 1–1–2 и нижней полумуфты 1–2–1. Нижнюю полумуфту (рис. 10), как и полумуфту 1–1–1, изготавливают из малоуглеродистых сталей и приваривают к трубе 1–1–2.
Рис. 10.Полумуфта нижняя, дет. 1-2-1
Конечное звено 1–3 (рис. 5) состоит из труб 1–1–2 и нижней полумуфты 1–2–1. Конец трубы, выходящий на поверхность, называется устьем. Высота устья над землей — 0,4 м. Конец трубы, выходящий за эти габариты, отрезают. Высота устья менее 0,4 м нежелательна, так как возможно загрязнение скважины.
Колонна обсадных труб в собранном виде служит для укрепления стенок скважины от обрушения, изоляции внутритрубного пространства от вод, не прошедших через фильтр, и от вод тех горизонтов, которыми вы не хотите воспользоваться.
Собранная колонна обсадных труб должна быть прямолинейна, герметична, не иметь во внутренней полости трубы заусенцев и выступов.
Несмотря на то что колонна собрана из отдельных звеньев, она не должна быть коленообразной, так как приворачивание такой колонны вручную будет затруднительно, а при большой кривизне — невозможно. Для изготовления прямолинейной обсадной колонны необходимо воспользоваться следующими рекомендациями: труба Ду = 100 имеет допуск на наружный диаметр от + 0,8 % до — 1 %, то есть наружный диаметр трубы может колебаться в пределах, превышающих 1,5 мм. При расточке гнезд под трубу в полумуфтах, коронке и раструбе необходимо учитывать фактический диаметр трубы и расточку производить с зазором от 0,15 до 0,2 мм, что приблизительно соответствует ходовой посадке 3 класса.
Другим условием, обеспечивающим прямолинейность обсадной колонны, является строгая перпендикулярность торца трубы к ее боковой поверхности. Если перпендикулярность торцов в полумуфтах, коронке, раструбе (до которых досылаются трубы при их приварке) по отношению к продольной оси автоматически обеспечивают при их механической обработке, то перпендикулярность торца трубы делают при слесарной обработке.
Рассмотрим порядок обработки концов трубы, принимая во внимание, что предварительно трубы были нарезаны газовой резкой.
Для получения перпендикулярного торца на трубе при отрезке ее ножовкой необходимо конец трубы обернуть листом газеты, при этом торец газетного листа должен совпадать с линией отреза. По кромке газетного листа наносят линию отреза, по которой пропиливают ножовкой канавку глубиною 1–2 мм, затем трубу прорезают до конца. Окончательную припиловку торца производят по угольнику, что соответствует 3 классу точности.
Третьим, не менее важным условием, обеспечивающим прямолинейность колонны, является подготовка под сварку звеньев колонны и их сварка. При подготовке звена под сварку необходимо обеспечить плотное соприкосновение торцов трубы с торцами полумуфт, коронки, раструба. С этой целью необходимо из проволоки диаметром 6–8 мм изготовить стяжку. Во избежание сварочных деформаций первоначально делают прихватку свариваемых деталей в четырех точках, расположенных во взаимно перпендикулярных направлениях. Затем окончательно приваривают. Катет сварочного шва должен быть не менее 4 мм.
Герметичность колонны обсадных труб достигается как герметичностью звеньев, входящих в нее, так и герметичностью резьбовых соединений. Для герметичности колонны необходимо воспользоваться следующими рекомендациями.
Проверить свинчиваемость полумуфт. Свинчивание должно происходить полностью до соприкосновения торцевых поверхностей полумуфт. Забитая резьба должна быть защищена и не создавать препятствий свинчиванию. Для герметизации резьбового соединения перед навинчиванием последующего звена резьбу, а особенно торцевые поверхности полумуфт нужно смазать густотертым суриком на натуральной олифе.
Внутренняя полость колонны обсадных труб должна иметь строго цилиндрическую форму. Для уплотнения фильтра в колонне служит специальный резиновый манжет, который по диаметру только на 4 мм меньше внутреннего диаметра колонны. При наличии во внутренней полости заусенцев или вмятин установка фильтра окажется невозможной. Понятно, что заусенцы и вмятины нужно устранить. Если произошел прожиг трубы 1–1–2 при приварке к ней полумуфт, то последующая ее заварка недопустима. Этот кусок трубы срезают и приварку полумуфты производят на новом участке трубы.
Фильтр - узел 2. Водоносные горизонты окружены среднезернистыми и крупнозернистыми песками. Для отбора подземных вод из водоносных песков чистыми скважины оборудуют приемными фильтрами.
Представленный на рис. 11 фильтр состоит из наконечника фильтра 2–1, отстойника 2–2, водоприемной части фильтра, состоящей из каркаса 2–3 и сетки 2–4, надфильтровой трубы 2–5 Фильтр заканчивается герметизирующим сальником.
Рис. 11. Конструкция фильтра — узла 2.
2–1 — наконечник фильтра; 2–2 — отстойник; 2–3 — каркас водоприемной части фильтра; 2–4 — сетка водоприемной части фильтра; 2–5 — надфильтровая труба; 2–6 — корпус сальника фильтра; 2–7 — гайка сальника фильтра; 2–8 — резиновое уплотнительное кольцо; 2–9 — штифт; 2-10 — муфта фильтра
Наконечник фильтра 2–3 (рис. 12) выполнен в виде четырехгранной пирамиды, отдаленно напоминающей сапожное шило.
Рис. 12.Наконечник фильтра, дет. 2–1
При достижении водоносного слоя бурение прекращают и далее фильтр забивают в водоносный слой. При этом фильтр выдерживает значительные нагрузки, и в том случае, если прочность фильтра недостаточна, он будет деформирован и его невозможно будет извлечь из скважины. Для снижения нагрузок на фильтр целесообразно в водоносном слое предварительно освободить от породы канал большего диаметра, в котором должен расположиться фильтр. Четырехгранная пирамида наконечника фильтра при проворачивании своими гранями раздвигает породу водоносного слоя, образуя канал диаметр которого больше диаметра фильтра. Для изготовления наконечника фильтра можно использовать любую малоуглеродистую сталь. Для предотвращения отвинчивания наконечника фильтра его необходимо в двух точках приварить к трубе отстойника 2–2 (рис. 11).
Отстойник фильтра 2–2 служит для сбора случайно упавших в скважину предметов или крупных кусочков породы. Отстойник изготавливают из трубы Ду = 50 длиною 0,7 м.
Водоприемная часть фильтра состоит из каркаса 2–3 и припаянной к нему специальной сетки 2–4. Опорный каркас изготавливают из трубы Ду= 50, в которой горизонтальными рядами насверлены отверстия диаметром 14 мм. В каждом ряду просверлены 8 отверстий, равнорасположенных по окружности. Расстояние между рядами — 25 мм. Отверстия каждого последующего ряда по отношению к предыдущему смещены на 45°, в силу чего отверстия на каркасе расположены в шахматном порядке. К опорному каркасу припаивают специальную сетку, выпускаемую для этих целей по ГОСТ 2765— 75 из латуни, так как ее закрепление пайкой является наиболее простым и наиболее надежным. Сетку к каркасу припаивают оловом по вертикальным дорожкам, расположенным между отверстиями, а также по кольцу в верхней и нижней частях сетки. Длина водоприемной части фильтра — 1 м. Водоприемная часть соединяется с отстойником 2–2 и надфильтровой трубой 2–5 с помощью муфт 2-10 (рис. 13 за № 2). Для предотвращения отвинчивания муфт они должны быть проштифтованы. Штифты диаметром 6 мм нужно устанавливать в тех частях муфты, в которых отсутствует резьба.
Рис. 13.Соединительные муфты:
№ 1 — для буровых штанг; № 2 — для фильтра
Надфильтровая часть 2–5 необходима для более точной установки водоприемной части фильтра в водоносном горизонте. Это особенно важно в том случае, если мощность водоносного горизонта составляет несколько десятков сантиметров.
Необходимо учесть и то обстоятельство, что сальник, препятствующий поступлению песка в скважину, надо устанавливать в трубе, не заполненной песком из водоносного горизонта, а это с гарантией можно выполнить только в том случае, если расстояние от коронки до сальника будет не менее 0,5 м. Для изготовления надфильтровой части используют трубу Ду = 50 длиною 1 м.
Из рис. 11 видно, что сальник фильтра состоит из корпуса 2–6 (рис. 14), гайки 2–7 (рис. 15), резинового кольца 2–8 и штифта 2–9. Корпус 2–6 и гайку 2–7 изготавливают из латуни, а штифт 2–9 из любой марки стали.
Рис. 14.Корпус сальника фильтра, дет. 2–6
Рис. 15.Гайка корпуса сальника фильтра, дет. 2–7
До наворачивания узла сальника на надфильтровую трубу необходимо собрать корпус сальника с гайкой и через отверстие в корпусе развальцевать край гайки, как это показано на рис. 11, после чего корпус наворачивают до упора на конец надфильтровой трубы, а выступающий конец (приблизительно 5 мм) развальцовывают через отверстие в гайке. Кроме того, для предотвращения откручивания корпуса он фиксируется тремя винтами М6. Операции как по развальцовыванию гайки, так и надфильтровой трубы можно осуществить с помощью цилиндрического штыря.
Штифт 2–9 должен плотно входить в отверстие гайки. Выступающие за пределы гайки края штифта должны быть развальцованы и запилены. Резиновое кольцо 2–8 должно быть изготовлено из эластичной резины. Его надевают через края гайки.
Насос — узел 3. Для откачки воды из скважины предлагается использовать насос «Малыш» (рис. 16), предназначенный для подъема пресной воды из колодцев и скважин диаметром более 100 мм.
Рис. 16.Конструкция насоса «Малыш» — узла 3.
1 — ярмо; 2 — вибратор; 3 — основание; 4 — поршень; 5 — клапан; 6 — хомут; 7 — шланг
Насос рассчитан на подъем воды с глубины, не превышающей 45 м. Производительность насоса зависит от глубины, с которой производят подъем воды, и колеблется от 1500 до 350 л в час. Насос состоит из ярма 1, вибратора 2, основания 3, поршня 4, клапана 5, хомута 6, шланга 7. При движении поршня вверх клапан приподнимается и вода поступает в нагнетательную камеру насоса, а при движении поршня вниз клапан закрывается и вода по каналу между вибратором и корпусом подастся в шланг 7. Охлаждение электромагнита, приводящего в движение поршень, осуществляет перекачиваемая вода, в силу чего насос при отсутствии расхода воды будет лишен охлаждения и выйдет из строя. Насос в скважине подвешивают на капроновой подвеске на расстоянии 30 см от сальника фильтра. Более подробные сведения о насосе, его подготовке к работе и обслуживанию вы узнаете из инструкции, прилагаемой к насосу.
Процесс бурения состоит в разрушении породы в забое, ограниченном внутренним пространством обсадной колонны, и подъеме разрушенной породы на поверхность. Плывуны и несвязанные пески не требуют специального инструмента для разрушения, в то время как для разрушения всех видов глин, уплотненных песчаников, известняков и других пород средней твердости применяется буровое долото.
В процессе бурения могут встретиться небольшие камни из твердых пород, которые только после раздробления могут быть подняты на поверхность. Для дробления их используют зубильное долото. Поднимают на поверхность породу из забоя желонкой.
На рис. 17 представлена конструкция бурового долота. В процессе работы оно выдерживает значительные силовые нагрузки и подвержено абразивному износу, в силу чего режущую часть долота изготавливают из прочной термообработанной стали.
Рис. 17.Буровое долото:
1 — режущая пластинка; 2 — пластина, соединенная сваркой с резьбовой муфтой 4; 3 — соединительные планки
Долото состоит из съемной режущей пластины 1, соединенной через промежуточные планки 3 с пластиной 2, в которую вварена резьбовая муфта 4. Чертеж муфты 4 приведен на рис. 13. Остальные детали необходимо выполнить в соответствии с размерами, указанными на рис. 17. Материал планок 3, пластины 2, муфты 4 — малоуглеродистая сталь.
В том случае, если буровое долото будет изготовлено в заводских условиях, для пластины могут быть использованы стали У8 или 65Г. Они должны быть термообработаны, и их твердость должна находиться в пределах Rc = 43–48.
Если буровое долото будете изготовлять своими силами, то для режущей пластины можно использовать кусок рессоры от большегрузного автомобиля.
Рессору отжигают при температуре 860–900 °C. Охлажденную заготовку слесарным путем дорабатывают до соответствия размерам чертежа. Термообработку пластины в условиях кузнечной мастерской проводят по следующей технологии.
Пластину нагревают до 800 °C, охлаждают в машинном масле и отпускают при 350 °C. Окончательной операцией изготовления режущей пластины является заточка режущих кромок под углы, указанные в чертеже.
Зубильное долото отличается от бурового только тем, что пластина не имеет отогнутых кромок, а его режущую часть затачивают подобно зубилу. Угол заточки подбирается на месте в зависимости от твердости разрушаемой породы. При изготовлении зубильного долота необходимо пользоваться чертежом бурового долота, приведенным на рис. 17, внеся указанные выше изменения в конструкцию пластины 1.
На рис. 18 представлена конструкция желонки. Работа желонки состоит в том, что при опускании ее в забой, заполненный водой, клапан открывается и в желонку вместе с водой заходит порода. Для закрытия клапана достаточно приподнять желонку на 10–15 см. Многократно повторяя опускание и подъем желонки, вы почувствуете, как желонка становится тяжелее, что свидетельствует о ее наполнении.
Рис. 18.Конструкция желонки:
1 — корпус клапана желонки; 2 — клапан; 3 — кронштейн; 4 — регулировочный винт; 5 — корпус желонки; 6 — скоба
Работа желонкой производится вручную, при этом трос, на котором закреплена желонка, должен быть перекинут через блок, находящийся на высоте 5,5 м (рис. 19).
Рис. 19.Организация рабочего места при бурении артскважты
Чертежи на основные детали желонки приведены на рис. 20, 21 и 22.
Рис. 20.Корпус клапана, дет. 1
Рис. 21.Клапан, дет. 2
Рис. 22.Кронштейн, дет. 3
Корпус желонки 5, сделанный из газоводопроводной трубы Ду = 65 (Тр 2 1/2"), крепят к корпусу клапана 1 тремя винтами М6. Необходимым условием надежного закрепления корпуса клапана на корпусе желонки является прилегание нижнего торца корпуса желонки 5 к заплечику корпуса клапана 1. Длина полностью собранной желонки 1,2–1,5 м. Крепление желонки к тросу осуществляют за скобу 6.
Клапан 2 должен легко, без заедания вращаться в кронштейне 3. Кронштейн 3 необходимо перед приваркой выставить в гнезде корпуса клапана таким образом, чтобы клапан размещался симметрично закрываемому им отверстию и при закрывании имел контакт с корпусом по всему периметру фаски. Положение клапана фиксируют с помощью струбцины и только после этого приваривают. Выступающая за пределы корпуса клапана часть кронштейна должна быть спилена и зачищена заподлицо. Винт 4 служит для регулирования величины максимально допустимого открытия клапана, так как при очень большом открытии клапан может при подъеме желонки не закрываться. Регулирование производят следующим образом: в бочку с водой засыпают несколько ведер песка, чем имитируется забой. Винт 4 с резьбой М6 на всей длине вворачивают до тех пор, пока клапан 2 не будет устойчиво закрываться при подъеме желонки. Выступающую за пределы корпуса клапана часть винта спиливают и раскернивают. Все детали желонки необходимо выполнять из малоуглеродистых сталей.
При работе буровым и зубильным долотами последние закрепляют на колонне буровых штанг. Для изготовления буровых штанг используются газоводопроводные трубы диаметром Ду= 32 (Тр1 1/4"), длиною 2,5–3 м, на концах которых нарезана газовая резьба.
Подъем и опускание фильтра в забой производят также с помощью буровых штанг. Для крепления фильтра к буровым штангам на нижнюю буровую штангу навертывают байонетный захват (рис. 23). Материал для изготовления байонетного захвата — сталь любой марки.
Рис. 23.Байонетный захват
Отдельные штанги соединяют между собой резьбовыми муфтами, представленными на рис. 13. Материал для изготовления резьбовых муфт — сталь любой марки. Подъем и опускание буровых штанг в забой производят вручную. Соединение и разъединение отдельных штанг осуществляют с применением упорной шайбы (рис. 24), которую устанавливают на верхнем конце любого звена обсадной колонны.
Рис. 24.Упорная шайба
Упорная шайба имеет прорезь, ширина которой меньше диаметра муфты, в силу чего собранная часть штанги из буровых труб повисает на муфте и дает возможность присоединить следующее звено. Аналогичным образом с помощью упорной шайбы производят и разборку штанги при ее выемке из скважины. Материал для изготовления упорной шайбы — сталь любой марки.
К стальному канату, используемому при бурении скважины вручную, предъявляют следующие требования: канат не должен иметь узлов, рваных прядей или проволочек, торчащих из него; диаметр каната должен быть равен 9-10 мм; зажимы должны быть стандартными, соответствовать диаметру каната и быть установлены в соответствии со схемой (рис. 25).
Рис. 25.Схема установки и конструкция планочных зажимов для тросов
Для желонки целесообразно использовать отдельный канат. В процессе сооружения буровой скважины в ряде случаев приходится поднимать собранную колонну обсадных труб, а также выдергивать ранее забитый в грунт фильтр. Эти операции выполняются с помощью тали. При сооружении буровой скважины глубиною менее 10 м грузоподъемность тали должна быть не менее 1 т, а при сооружении скважины глубиною более 10 м — не менее 2 т.
Для подъема, опускания и проворота колонны обсадных труб служит зажимное приспособление, изображенное на рис. 26. Зажимное приспособление состоит из двух рамок, сваренных из угольника и скрепленных между собой четырьмя шпильками диаметром 10 мм. В проушины 3 зажимного приспособления, выполненные из прутка диаметром 10 мм, вставляют трубы Ду = 32 (Тр 1 1/4") длиною около 1 м, которые могут служить как для проворота обсадной колонны в скважине при ее заглублении или подъеме, так и опорами, предохраняющими колонну от самопогружения в грунт.
Ранее чем производить бурение на воду, необходимо знать, на каких глубинах расположены водоносные горизонты, какова их мощность, дебит, вкусовые качества, породы, которые предстоит разбуривать. Эти данные известны специалистам, которые постоянно занимаются ремонтом и сооружением колодцев в вашей местности. Другим не менее важным этапом подготовительных работ является организация рабочего места с учетом того, что все операции, в том числе и свинчивание трехметровых звеньев обсадной колонны, будут производиться вручную.
Если скважину будете сооружать в приямке, расположенном под домом, первым уровнем рабочей площадки будет являться пол приямка. Вторым уровнем будет пол чердака. На втором уровне должен быть настил, на который устанавливаются козлы с талью и блоком, как это представлено на рис. 19.
Если скважину будете сооружать вне помещения, то леса, образующие второй уровень, должны быть расположены выше первого уровня на 2,5 м, хорошо укреплены и иметь ограждение. Размеры рабочей площадки должны быть достаточными для размещения на ней козел с талью и блоком и двух рабочих.
При бурении скважины необходимо производить расчеты, связанные с определением положения бурового инструмента в обсадной колонне, не допуская его выхода за пределы коронки. С этой целью колонна обсадных труб должна быть собрана и размечена, начиная от коронки. Между метровыми отметками, обозначенными цифрами, должны быть нанесены отметки через каждые 25 см. Аналогичным образом необходимо поступить и со штангами Длина каждого бурового инструмента должна быть известна и в расчетах учитываться.
Разметка троса, на котором опускается желонка в забой, производится следующим образом: перед опусканием желонки в забой определяют максимальную глубину, на которую она должна опуститься, и к тросу привязывают ленточку яркого цвета, пропуская ее под одну из прядей троса. По мере наращивания звеньев обсадной колонны ленточка передвигается.
В место, предназначенное для бурения скважины, врывают трубу диаметром 0,4–0,6 м на глубину 0,4–0,5 м. Это предохранит скважину от обрушения при первоначальном этапе забуривания. В качестве такой трубы может быть использован старый бельевой бак, из которого удалено дно.
Забуривание скважины производят садовым буром с диаметром 200–250 мм. Покупной бур имеет короткую ручку, и для использования его в качестве бурильного инструмента он должен быть доработан. Доработка состоит в том, что часть ручки должна быть удалена и на ее место приварен кусок газоводопроводной трубы с резьбой 3/4". По мере заглубления забоя бур наращивают штангами, изготовленными из газоводопроводных труб Ду = 20 длиною 3 м. Штанги должны быть соединены между собой и с буром стальными муфтами. Использование чугунных муфт не может быть рекомендовано, так как под нагрузкой они могут дать трещину, в силу чего бур останется в забое. При бурении мягких пород забуривание производят на максимально возможную глубину, вплоть до первого водоносного горизонта, когда грунт не будет удерживаться на буре. При бурении пород средней твердости — на глубину, на которой бур еще в состоянии разрушать породу. В ряде случаев породу целесообразно разрушать буровым и зубильным долотами, а саму разрушенную породу поднимать на поверхность буром.
В пробуренную скважину устанавливают первое звено обсадной колонны, оснащенное буровой коронкой. Для этого на расстоянии полуметра от верхней полумуфты первого звена устанавливают зажимное приспособление, которое изображено на рис. 26.
Рис. 26.Зажимное приспособление:
1 — рамка; 2 — шпилька; 3 — проушина
Опускание звена в скважину осуществляют талью. В том случае, если глубина забуренной скважины более 2,5 м, первое звено зависнет на трубах зажимного приспособления и потребуется наращивание второго звена. С этой целью один из работающих располагается на первом уровне и направляет резьбовое гнездо нижней полумуфты второго звена на резьбовой конец верхней полумуфты первого звена. В это время двое работающих, находящихся на площадке второго уровня, удерживают второе звено и выполняют команды работающего на первом уровне. На верхний конец второго звена монтируют еще одно зажимное приспособление, за которое собранные звенья поднимают талью; зажимное приспособление с первого звена снимают и собранные звенья опускают на дно забоя.
Звенья, опущенные в забой, должны быть установлены в вертикальном положении.
Как было сказано выше, предварительное забуривание производят садовым буром без фиксированного направления, в силу чего возможно искривление скважины. Когда диаметра пробуренной скважины обсадной колонны будет достаточно для установки опущенных в забой звеньев обсадной колонны в вертикальном положении, необходимо обрушить выступающие стенки скважины.
Установку звеньев колонны в вертикальное положение производят по уровням, устанавливаемым на поверхности выступающей части верхнего звена во взаимно перпендикулярных направлениях. Колонну в вертикальном положении фиксируют с помощью кондуктора — устройства, не допускающего смешения верхней части колонны. Он может быть выполнен как из металла, так и из дерева, но при его устройстве должны быть соблюдены два условия: он должен быть жестко закреплён и не иметь смешений во время сооружения скважины и размер отверстия, через которое должны проходить полумуфты, не должен превышать размер полумуфт более чем на 3 мм.
Бурение песка и плывуна производят желонкой. Желонка при заборе породы не должна выходить за пределы коронки. Заглубление обсадной колонны, как правило, происходит при ее проворачивании, но может происходить и самопроизвольно. Во время проворачивания обсадной колонны желонка должна быть поднята из забоя. Проворачивание обсадной колонны (имеется в виду уже собранной части) осуществляют цепными ключами или при помощи зажимного приспособления, изображенного на рис. 26. При бурении песков, в случае их недостаточной подвижности, в скважину заливают воду.
При бурении глин и суглинков необходимо, чтобы разрушенные в забое породы были приведены в состояние текучести, с тем чтобы они могли заполнять желонку. Для этого с помощью бурового долота глину настругивают, измельчают и перемешивают с водой, после чего желонкой поднимают на поверхность. Если забой недостаточно увлажнен, в него добавляют воду. Желонка при выемке грунта не должна выходить за пределы коронки.
Бурение пород средней твердости принципиально не отличается от бурения глин и суглинков. В том случае, если буримые породы являются промытыми и плохо заполняют желонку, целесообразно в скважину добавлять кусочки жирной глины.
Водоносный горизонт, как правило, представлен хорошо промытыми среднезернистыми или крупнозернистыми песками, иногда с примесью мелкой гальки. Но далеко не каждая порода, состоящая из среднезернистых или крупнозернистых песков, водоносна. Основным признаком водоносности горизонта является почти мгновенное поглощение вливаемой в скважину воды вне зависимости от ее количества. Таким образом, для определения водоносного горизонта необходимо извлечь из забоя желонку и, приготовив 5—10 ведер воды, быстро влить их в обсадную колонну. Если вам удастся наполнить колонну, то это свидетельствует о том, что исследуемый вами горизонт не является водоносным.
В том случае, если горизонт окажется водоносным, вам необходимо установить фильтр. Особую сложность представляет установка фильтра в водоносный горизонт, мощность которого меньше высоты или равна высоте водоприемной части фильтра.
Для уяснения методики расчета положения водоприемной части фильтра по отношению к водоносному горизонту разберем следующий пример (рис. 27).
Рис. 27. Расчетная схема — установки фильтра в водоносный горизонт, мощность которого меньше длины водоприемной части фильтра
Водоприемную часть фильтра с фильтрующей сметкой располагают в средней части фильтра, ее длина 1000 мм. фильтр должен быть установлен таким образом, чтобы водоприемная часть полностью перекрыла водоносный слой и располагалась симметрично к нему. Верхняя граница водоносного горизонта, обнаруженная при подъеме породы желонкой, находится на глубине 20 м. Путем замера длины колонны, ушедшей в грунт, установлено, что колонна заглублена на 20,2 м. Водоносный слой имеет мощность 0,6 м.
Решение. Фильтр имеет длину 2,95 м, из которых наконечник фильтра имеет длину 0,15 м; отстойник — 0,7 м; водоприемная часть — 1,0 м; надфильтровая труба — 1,0 м; сальник — 0,1 м.
Середина водоносного слоя будет располагаться на глубине 20 м + 0,6 м: 2 = 20,3 м, где 20 м — верхняя граница водоносного горизонта; 0,6 м: 2 — мощность водоносного слоя, находящаяся ниже верхней границы водоносного горизонта. Глубина, на которой находится середина водоносного слоя, должна соответствовать глубине, на которой находится середина водоприемной части фильтра, и составляет 20,3 м. Верхняя часть сальника фильтра должна находиться на глубине 20,3 м — 1,0: 2–1,0 м — 0,1 м = 18,7 м, где 1,0 м: 2 — длина водоприемной части фильтра, находящейся выше середины водоносного слоя; 1,0 м — длина надфильтровой трубы; 0,1 м — длина сальника.
Аналогичным способом вычисляем глубину, на которой должен находиться наконечник фильтра.
20,3 м + 1,0 м: 2 + 0,7 м + 0,15 м = 21,65 м, где 1,0 м: 2 — длина водоприемной части фильтра, находящейся ниже середины водоносного слоя; 0,7 м — длина отстойника; 0,15 м — длина наконечника фильтра. Таким образом, нами определено положение фильтра, исходя из того, что середина водоносного слоя соответствует середине водоприемной части фильтра: верхняя часть сальника фильтра должна находиться на глубине 18,7 м, а нижняя часть наконечника фильтра — на глубине 21,65 м. Как показано на рис. 27, сальник фильтра расположен в колонне обсадных труб на расстоянии 0,6 м от коронки, из которых 0,1 м занимает сальник и 0,5 м — надфильтровая труба. Коронка обсадной колонны должна располагаться на глубине 18,7 м + 0,6 м = 19,3 м. Фактически коронка обсадной колонны находится на глубине 20,2 м, следовательно, она должна быть поднята на 20,2 м — 19,3 м = 0,9 м.
Подъем колонны осуществляют следующим образом. На верхнее звено колонны надевают зажимное приспособление, к которому закрепляется трос от тали. На первом рабочем уровне закрепляется еще одно зажимное приспособление, с помощью которого двое работающих при постоянном натяжении троса должны переворачивать колонну по часовой стрелке. После достижения необходимой высоты подъема колонны, не ослабляя натяжения троса, зажимное приспособление, смонтированное на первом рабочем уровне, должно быть опущено на дно приямка и вновь закреплено на колонне для удержания ее в этом положении, после чего с верхнего звена колонны снимают зажимное приспособление.
При установке фильтра могут встретиться твердые породы или отдельные камни, что может привести к повреждению достаточно нежной сетки, а также деформации водоприемной части фильтра, ослабленной за счет отверстий, просверленных для прохода воды.
Поэтому целесообразно вести установку, а вернее, забивку фильтра в предварительно образованное в породе гнездо инструментом, имеющим большую жесткость, чем фильтр. Если в фильтре заменить водоприемную часть на отрезок газоводопроводной трубы и снять с него резиновое уплотнительное кольцо, то им можно воспользоваться как инструментом для обпазования гнезда под фильтр.
Такой инструмент в дальнейшем будем называть макетом фильтра. На рис. 28 изображены сальник фильтра и байонетный захват, закрепляемый на буровых штангах.
Рис. 28.Взаимное расположение сальника фильтра и байонетного захвата в момент забивания фильтра
Чертеж байонетного захвата приводится на рис. 23. Ознакомившись с этими чертежами, вам будет ясно, что в расточку гайки 2–7, в которой располагается штифт 2–9, введен хвостовик байонетного захвата и сам байонетный захват повернут на угол 60°. Необходимо обратить внимание, что в этом положении между штифтом 2–9, принадлежащим гайке фильтра, и байонетным захватом в вертикальном направлении имеются значительные зазоры, в силу чего при забивке макета фильтра и впоследствии самого фильтра, усилие со штанги на фильтр передается не через штифт, а с конусной части наконечника на конусную часть гайки фильтра. При опускании и подъеме фильтр висит на штифте, который фиксируют в выемке байонетного захвата.
Установку фильтра производят в следующей последовательности: на буровую штангу навинчивают байонетный захват, на который навешивают макет фильтра. Наращивая буровые штанги, макет фильтра опускают на дно скважины. Наращивание буровых штанг ведут до тех пор, пока они не выйдут за пределы обсадной колонны на 2–2,5 м. На верхнюю часть обсадной колонны надевают колпак с отверстием по центру для прохода буровых штанг. Для этой цели можно использовать старую кастрюлю, плотно надеваемую на трубу. На выступающий конец буровых штанг надевают трубу с диаметром Ду = 50, длиною 1 м, к верхнему концу которой приварена площадка. На площадке симметрично трубе закреплен груз весом 30–40 кг (например, двухпудовая гиря). Приподнимая через блок груз с трубой, которая дает направление удару, на высоту 0,4–0,5 м и проворачивая через каждые 3–5 ударов буровые штанги, опускаем макет фильтра до требуемой глубины.
Дальнейшие работы по установке фильтра должны вестись в максимально сжатые сроки.
Макет фильтра должен быть поднят на поверхность, разобран и вместо него собран фильтр в соответствии с рис. 11. Все остальные операции по установке фильтра должны быть проделаны аналогично операциям по установке макета фильтра, за исключением того, что вращение буровых штанг при забивке фильтра осуществляют не по часовой, а против часовой стрелки.
После достижения требуемой глубины забивки фильтра необходимо сжать уплотнительное кольцо сальника 2–8, для чего гайка 2–7 должна быть завернута до отказа по часовой стрелке. Учитывая, что при установке фильтра штанги вращают как в правую, так и в левую сторону, необходимо проследить за тем, чтобы все муфты были заштифтованы и не могли отвернуться. Откачку можно производить насосом «Малыш», устанавливаемым в скважине в соответствии с инструкцией.
Наиболее часто встречающаяся трудность — заклинивание желонки в обсадной колонне. Для освобождения желонки необходимо залить колонну водой и, проворачивая ее, поднять на 15–20 см. Обычно защемление размывается и желонка освобождается.
При заклинивании колонны обсадных труб их также проворачивают и поднимают.
В бригаде, ведущей сооружение скважины, должен быть выделен старший, следящий за исполнением всеми работающими приведенных мер безопасности как при изготовлении инструмента, так и при его использовании. Каждый из участвующих в сооружении скважины должен быть осмотрителен и заботиться не только о своей безопасности, но и о безопасности окружающих. Учитывая, что при сооружении скважины требуются знания многих рабочих специальностей (землекопа, каменщика, плотника, слесаря и т. д.), приводим основные общие меры безопасности.
1. Максимальное расстояние по горизонтали от сооружаемой скважины до всех видов воздушных электролиний должно быть не менее 10 м.
2. Сооружение скважины можно производить только на горизонтальном участке, находящемся на расстоянии более 3 метров от отвесных склонов.
3. Грунт, выбрасываемый при сооружении приямка, должен быть размещен не ближе 0,5 м от бровки. При невозможности рытья приямка с откосом вертикальные стенки укрепляют щитами. При спуске работающих в приямок необходимо иметь приставные лестницы.
4. Приямки должны быть облицованы кирпичной кладкой. При глубине до 1 м — в полкирпича, до 2 м — в кирпич, до 3 м — в полтора кирпича.
5. Грузоподъемность лесов должна быть не менее 3 т. В процессе эксплуатации леса каждые 10 дней необходимо осматривать и в случае необходимости укреплять. Площадка верхнего рабочего уровня должна быть огорожена перилами высотою 1,25 м со средними рейками и бортовой обшивкой, толщина досок настила — не менее 40 мм. Нижние концы приставных лестниц должны иметь упоры. Лестницы устанавливают с наклоном не более 75° и не менее 50° по отношению к горизонту.
6. В том случае, если работы по сооружению скважины производят в вечернее или ночное время, освещение должно быть под напряжением 12–36 вольт. Электроинструмент также должен применяться на напряжение 12–36 вольт. При откачках воды насосом на вводе сети питания к насосу должен быть поставлен разъединитель.
7. Таль должна подвешиваться к балке козла на хомуте. Грузоподъемность козла должна быть не менее 3 т.
8. Применять трос для спуско-подъемных операций запрещается, если: одна прядь каната оборвана; на длине шага свивки число оборванных проволочек более 5 %; канат вытянут, изношен или сплюснут и его минимальный диаметр составляет менее 90 % от первоначального.
9. Канат с желонкой необходимо соединять не менее чем тремя зажимами.
10. Работающему запрещается: находиться под поднимаемым грузом; поддерживать руками и направлять при опускании буровые штанги и желонку; оставлять открытым устье скважины, когда этого не требуют условия работы; оставлять желонку в подвешенном состоянии; навинчивать и свинчивать звенья обсадной колонны без закрепления нижнего звена; удерживать колонну шарнирными или цепными ключами.
11. Все рабочие на площадке должны носить защитные каски.
ЛИТЕРАТУРА
1. Салтыков Е.B. Проектирование зон санитарной охраны источников водоснабжения. Часть первая. Издательство Министерства коммунального хозяйства РСФСР, 1959.
2. Беляков В.М., Краснощеков Г.М., Попков В.А. Учебная книга мастера по бурению скважин на воду. — М.: Колос, 1983.
3. Каневский М.Ш. Охрана труда при производстве санитарно-технических работ. — М.: Стройиздат, 1988.