يتكون غلاف البئر من نظام أنابيب مُجمّعة رأسياً، لكل منها غلاف مُقوّى ومُحكم الإغلاق. يضمن هذا النظام سلامة البئر ويُخزّن المياه بفضل مضخة مُثبّتة داخله.
أصبح حفر آبار المياه للمنازل الخاصة والمزارع الريفية شائعاً بشكل متزايد لتلبية الاحتياجات المنزلية والتجارية على حد سواء. ويُعدّ أنبوب التغليف عنصراً أساسياً في نظام سحب المياه.
ما هو، وما هو الغرض منه، وما هو نطاق تطبيقه؟
عند حفر البئر، تمر الأداة عبر أنواع مختلفة من التربة، مثل:
- طبقة التربة؛
- طبقة مياه جوفية رملية أو طينية رملية (مياه معلقة)؛
- طبقة طينية رملية ثانوية، حيث توجد غالباً رمال حاملة للمياه ووجودات مائية على شكل عدسة؛
- تكوينات من الرمل والحصى؛
- تتميز رواسب الحجر الجيري، التي تُعدّ المصدر الرئيسي للمياه الجوفية، بقدرتها على توفير مياه عالية الجودة وذات مذاق رائع. ويعزى ذلك إلى عمقها الكبير، الذي يضمن ترشيحًا عالي الجودة للمياه التي تدخل هذه الطبقات؛
- التكوينات الصخرية التي توفر قاعدة موثوقة للخزانات الجوفية.
بالإضافة إلى ذلك، غالباً ما يتم مواجهة الرمال المتحركة - وهي طبقات متحركة باستمرار من الرمال الحاملة للمياه ذات المحتوى الرطوبي العالي.
أنبوب التغليف، كما يوحي الاسم، يعمل في المقام الأول على تقوية جدران الحفرة، والتي يمكن أن تسد البئر تمامًا في وقت قصير بسبب إزاحة التربة أو تأثيرات الرمال المتحركة.
بالإضافة إلى ذلك، يتم تركيب جهاز ترشيح على الحلقة السفلية للغلاف لتنقية المياه الجوفية من الشوائب الميكانيكية. ومن الواضح أن استخدام هذه الأجهزة يقتصر على حفر الآبار وإكمالها. كما تُستخدم أيضًا في حفر آبار المياه، وكذلك آبار الغاز والنفط.
ما هي أنواع أنابيب التغليف الموجودة؟
المادة الرئيسية لإنتاج أنابيب التغليف الفولاذتُستخدم أيضاً المواد البلاستيكية ومنتجات الأسمنت الأسبستي. دعونا نلقي نظرة فاحصة على المنتجات المصنوعة من هذه المواد.
أنابيب فولاذية
تُستخدم الأنابيب المعدنية على نطاق واسع في حفر الآبار مهما بلغت درجة تعقيدها، وتتميز بالاختلافات التصميمية التالية:
- مع وصلة ربط؛
كما هو موضح في مخطط التوصيل، يتم ربط أنابيب التغليف عبر قطعة وسيطة تُسمى وصلة. تُقطع الخيوط شبه المنحرفة عالية المتانة بدقة باستخدام معدات قطع خيوط متخصصة. وتُقسّى سطح الخيوط باستخدام معدات التيار عالي التردد.
- أنابيب ذات نهايات مقلوبة.
يتم تصنيع أنابيب التغليف وفقًا لمتطلبات GOST 632-80.
أنابيب بلاستيكية
هذه المنتجات مصنوعة من كلوريد البولي فينيل غير الملدن، وتُستخدم حصراً في آبار المياه. وهي متوفرة باللونين الأزرق والأبيض، وكلا طرفي الأنبوب ملولب.
يُستخدم هذا الأنبوب لتقوية جدران آبار المياه وإحكام إغلاقها. وهو مقاوم للتآكل والأشعة فوق البنفسجية، ويتحمل الإجهاد الميكانيكي الناتج عن حركة الأرض أثناء التشغيل.
في درجات حرارة تحت الصفر، قد يحدث تلف ميكانيكي نتيجة الصدمات العرضية، لكن ظروف التشغيل تمنع هذا الاحتمال، حيث أن قاع البئر يبقى دائمًا فوق درجة التجمد. ويتم عزل الطرف العلوي بواسطة صندوق ركائزي.
أنابيب الأسمنت الأسبستي
المادة المستخدمة في صناعة هذه المنتجات هي مزيج من الأسمنت وألياف الأسبستوس، وهي مادة تقوية طبيعية. هذه المادة المضافة تجعل المادة قوية بما يكفي لاستخدامها كغلاف لآبار المياه.
المؤشرات النوعية التي تسمح بهذا التطبيق هي كما يلي:
- تكلفة منخفضة نسبياً لأنابيب الأسمنت الأسبستي؛
- الخمول الكيميائي المطلق للمادة؛
- المتانة، لأن الأنبوب لا يتعرض لتأثيرات التآكل.
من عيوب هذه المنتجات هشاشتها، مما يحد من استخدامها في الآبار العميقة. ويبلغ أقصى عمق مسموح به 100 متر داخل طبقة الحجر الجيري الارتوازي.
يشيع الاعتقاد بأن ألياف الأسبستوس مسرطنة، لكن هذا الاعتقاد لا تدعمه الأبحاث. علاوة على ذلك، لا يمكن أن تدخل إلى إمدادات المياه إلا ألياف منفردة من هذه المادة، ويمكن حتى لمرشحات المياه المنزلية أن تلتقطها بسهولة.
لا تُستخدم المنتجات ذات الطلاءات الواقية، مثل الأنابيب المجلفنة أو المطلية بالمينا، في تغليف الآبار. فأكسيد الزنك شديد الخطورة على صحة الإنسان، وطلاء المينا هش للغاية؛ إذ يكفي أدنى صدمة لإتلافه.
لا يعتمد عمر بئر الماء على متانة الأنابيب، بل على حالة طبقة المياه الجوفية وجهاز الترشيح. فإذا أصبحت حالة الغلاف الفولاذي مثيرة للقلق، يُستبدل ببساطة بغلاف بلاستيكي ثانوي مزود بفلتر في نهايته، مما يمنح البئر عمراً إضافياً.
اختيار الغلاف
عند اختيار مادة أنابيب الآبار، يجب مراعاة الشروط التالية:
- بفضل خصائصها القوية، يمكن استخدام المنتجات البلاستيكية في آبار يصل عمقها إلى 70 متراً. لذا، قبل البدء بالعمل، من الضروري تحديد مستوى المياه الجوفية المحتمل في منطقة الحفر. ويمكن تحديد ذلك من خلال مقابلة أصحاب الآبار والحفر المجاورة. كما تتوفر هذه المعلومات أيضاً من الخرائط الهيدروجيولوجية للمنطقة.
- لا تسمح الأنابيب البلاستيكية وأنابيب الأسمنت الأسبستي بعمليات تنظيف الآبار عند تراكم الطمي فيها. ولا يمكن إجراء مثل هذه العمليات إلا باستخدام الأنابيب الفولاذية.
- عند استخدام أنابيب الصلب، تتسرب أكاسيد الحديد إلى الماء نتيجةً للأكسدة، مما يُكسبه طعمًا معدنيًا غير مستساغ ولونًا أصفر. تجدر الإشارة إلى أن أي مرشح، وهو إلزامي لمياه الآبار، يعمل أساسًا على إزالة الحديد من الماء، وهذا لا يُرتب تكاليف تشغيلية كبيرة.
- إن ترميم الآبار باستخدام أي غلاف غير الفولاذ أمر شبه مستحيل.
يمكن أن تصل دورة حياة الآبار ذات الغلاف المعدني، مع التشغيل السليم والصيانة في الوقت المناسب، إلى 50 عامًا.
حساب حجم الغلاف
تعتمد معايير اختيار أنابيب التغليف على كمية المياه المطلوبة. ويتم تحديد ذلك بناءً على أقصى استهلاك فوري عند استخدام أكبر عدد من نقاط المياه، مثل:
- الحمامات والاستحمام؛
- الخلاطات؛
- غسالات الملابس وغسالات الأطباق؛
- أجهزة تخزين للاستخدام المنزلي (خزانات)؛
- أجهزة تخزين للأغراض المنزلية (خزانات الري).
من الناحية العملية، تم الحصول على نتائج موثوقة للاستهلاك الفعلي، مما حدد الحاجة إلى 3 أمتار مكعبة في الساعة.
عند مراجعة المواصفات الفنية لمعدات الضخ، وجدنا أن الأنواع الرئيسية من معدات الضخ ذات هذه السعة يبلغ قطرها حوالي 75 مم. وهذا يشمل المضخات الغاطسة ومضخات الآبار العميقة.
انتباه! لا يُنصح باستخدام المضخات الاهتزازية لهذا الغرض، لأنها تساهم في التدمير السريع للغلاف.
بعد ذلك، يجب مراعاة وجود فجوة إلزامية تتراوح بين 4 و5 مم بين المضخة وجدار البئر، مما ينتج عنه قطر داخلي للأنبوب يبلغ 85 مم. وبإضافة سُمك الجدار، الذي يتراوح بين 4.5 و5 مم لهذا القطر، نحصل على بُعد خارجي نهائي يبلغ 95 مم. هذا يعني أنه يمكنك استخدام أنبوب قياسي بأبعاد 95 × 5 مم.
ظهرت تسريبات في الغلاف، مما أدى إلى دخول المياه الجوفية غير المفلترة إليه. مع ذلك، إذا تم اختيار الغلاف مع إمكانية تركيب أنبوب إصلاح، فمن الممكن إدخال أنبوب ثانٍ أصغر قطرًا مزود بفلتر قياسي داخل الغلاف الرئيسي، وبالتالي يمكن استمرار تشغيل مدخل المياه. في هذه الحالة، مع الأخذ في الاعتبار ما سبق، يجب زيادة حجم الغلاف الرئيسي إلى الحجم القياسي التالي، على سبيل المثال، باستخدام أنبوب 108 × 5-6 مم، أو أنبوب 118 × 6 مم.
بصراحة، لم أسمع من قبل عن أنابيب الأسمنت الأسبستي. كانوا دائمًا يقترحون إما البلاستيك أو الفولاذ. المتانة هي الأساس - يقولون إنها تدوم حتى 50 عامًا، لذا أوافق، خصائص هذه الأنابيب مثيرة للاهتمام. لم أفهم تمامًا من المقال كيفية حساب حجم الغلاف. حسبتُ كما هو مقترح، لكن النتيجة لم تكن صحيحة، لكن أعتقد أنه من الأفضل استشارة متخصص.