Obudowa studni to system pionowo ułożonych rur, z których każda jest wyposażona w wzmocnioną obudowę i uszczelniona. System ten zapewnia szczelność studni i gromadzi wodę dzięki zainstalowanej w niej pompie.
Wiercenie studni wodnych dla domów prywatnych i działek wiejskich staje się coraz bardziej popularne, zarówno w zastosowaniach domowych, jak i komercyjnych. Rura osłonowa jest niezbędnym elementem systemu poboru wody.
Czym jest, jaki jest cel i zakres stosowania
Podczas wiercenia studni narzędzie przechodzi przez różne rodzaje gleby, takie jak:
- warstwa gleby;
- piaszczysty lub gliniasto-piaszczysty zbiornik wodonośny (woda nawisowa);
- wtórna warstwa gliniasto-piaszczysta, w której często występują piaski wodonośne i soczewkowate złoża wody;
- formacje piaskowo-kamieniste;
- Złoża wapienne, będące głównymi nośnikami wody artezyjskiej, są w stanie dostarczać wodę najwyższej jakości i o najsmaczniejszym smaku. Wynika to z ich dużej głębokości, która zapewnia wysoką jakość filtracji wody wpływającej do tych warstw;
- formacje skalne stanowiące niezawodną podstawę dla warstw wodonośnych.
Ponadto często spotykane są piaski ruchome – stale przesuwające się warstwy piasków niosących wodę i charakteryzujących się dużą wilgotnością.
Rura okładzinowa, jak sama nazwa wskazuje, służy przede wszystkim do wzmocnienia ścian szybu wiertniczego, które na skutek przemieszczania się gruntu lub działania grząskiego piasku mogą w krótkim czasie całkowicie zablokować odwiert.
Dodatkowo, na dolnym pierścieniu obudowy zamontowano urządzenie filtrujące, które oczyszcza wodę gruntową z zanieczyszczeń mechanicznych. Z tego wynika, że zastosowanie takich urządzeń to wiercenie i uzdatnianie odwiertów. Ponadto, są one wykorzystywane do wiercenia studni wodnych, a także odwiertów gazowych i naftowych.
Jakie są rodzaje rur osłonowych?
Główny materiał do produkcji rur osłonowych jest staląStosowane są również tworzywa sztuczne i wyroby azbestowo-cementowe. Przyjrzyjmy się bliżej produktom wykonanym z tych materiałów.
Rury stalowe
Rury metalowe są powszechnie stosowane przy wierceniu studni o dowolnym stopniu złożoności. Wyróżnia się następujące odmiany konstrukcyjne:
- ze złączem sprzęgającym;
Jak widać na schemacie połączeń, rury osłonowe są łączone za pomocą elementu pośredniego – złączki. Gwinty trapezowe o wysokiej wytrzymałości są precyzyjnie nacinane za pomocą specjalistycznego sprzętu do gwintowania. Gwinty są utwardzane powierzchniowo za pomocą urządzeń wykorzystujących prądy wysokiej częstotliwości (HFC).
- rury z wywiniętymi końcami.
Rury osłonowe produkowane są zgodnie z wymogami normy GOST 632-80.
Rury plastikowe
Produkty te wykonane są z nieplastyfikowanego polichlorku winylu i są stosowane wyłącznie w studniach wodnych. Dostępne są w kolorze niebieskim lub białym, a oba końce rury są gwintowane.
Jego zastosowanie polega na wzmacnianiu i uszczelnianiu ścian studni wodnych. Rura jest odporna na korozję i promieniowanie ultrafioletowe oraz wytrzymuje naprężenia mechaniczne spowodowane ruchami gruntu podczas eksploatacji.
W temperaturach poniżej zera możliwe są uszkodzenia mechaniczne spowodowane przypadkowymi uderzeniami, jednak warunki pracy wykluczają taką możliwość, ponieważ otwór wiertniczy zawsze ma temperaturę powyżej zera. Górny koniec jest izolowany kesonem.
Rury azbestowo-cementowe
Materiałem użytym do produkcji tych produktów jest mieszanka cementu i włókien azbestowych, naturalnego materiału wzmacniającego. Ten dodatek sprawia, że materiał jest wystarczająco wytrzymały, aby można go było stosować jako obudowę studni wodnych.
Wskaźnikami jakościowymi pozwalającymi na takie zastosowanie są:
- stosunkowo niski koszt rur azbestowo-cementowych;
- absolutna bierność chemiczna materiału;
- trwałość, gdyż rura nie jest poddawana działaniu czynników korozyjnych.
Wadą tych produktów jest ich kruchość, która ogranicza ich zastosowanie w głębokich studniach. Maksymalna dopuszczalna głębokość wynosi 100 metrów w głąb wapienia artezyjskiego.
Powszechnie uważa się, że włókna azbestu są rakotwórcze, ale nie potwierdzają tego badania. Co więcej, do wody pitnej mogą przedostać się tylko pojedyncze włókna tej substancji, które są łatwo wychwytywane nawet przez filtry domowe.
Produkty z powłokami ochronnymi, takie jak rury ocynkowane lub emaliowane, nie są stosowane do obudowy odwiertów. Tlenek cynku jest niezwykle niebezpieczny dla zdrowia ludzkiego, a powłoka emaliowana jest niezwykle delikatna; wystarczy lekkie uderzenie, aby ją uszkodzić.
Żywotność studni wodnej zależy nie od wytrzymałości rury, ale od stanu warstwy wodonośnej i urządzenia filtrującego. Jeśli stan stalowej obudowy staje się problemem, wystarczy po prostu włożyć dodatkową plastikową obudowę z filtrem na końcu, dając studni drugie życie.
Wybór obudowy
Przy podejmowaniu decyzji o materiale, z którego wykonane są rury studzienne, należy wziąć pod uwagę następujące warunki:
- Ze względu na swoje właściwości wytrzymałościowe, tworzywa sztuczne mogą być stosowane w studniach o głębokości do 70 metrów. Dlatego przed rozpoczęciem prac konieczne jest określenie prawdopodobnego poziomu wód gruntowych w rejonie wiercenia. Można to zrobić, przeprowadzając wywiady z właścicielami pobliskich studni i odwiertów. Informacje te można również uzyskać z map hydrogeologicznych tego obszaru;
- Rury plastikowe i azbestowo-cementowe nie pozwalają na czyszczenie studni w przypadku ich zamulenia. Takie operacje są możliwe tylko w przypadku rur osłonowych ze stali;
- W przypadku stosowania rur stalowych, tlenki żelaza przedostają się do wody w wyniku utleniania, powodując nieprzyjemny metaliczny smak i żółtą barwę. Należy pamiętać, że każdy filtr, obowiązkowy dla wody studziennej, służy przede wszystkim do usuwania żelaza z cieczy, a jego stosowanie nie generuje znacznych kosztów eksploatacyjnych.
- Renowacja odwiertów przy użyciu obudowy innej niż stalowa jest praktycznie niemożliwa.
Żywotność studni z obudową metalową, przy prawidłowej eksploatacji i terminowej konserwacji, może wynosić nawet 50 lat.
Obliczanie rozmiaru obudowy
Parametry doboru rur osłonowych zależą od wymaganego zaopatrzenia w wodę. Jest ono określane na podstawie maksymalnego chwilowego zużycia przy wykorzystaniu maksymalnej liczby punktów poboru wody, takich jak:
- łazienki i prysznice;
- miksery;
- pralki i zmywarki;
- urządzenia magazynujące do użytku domowego (zbiorniki);
- urządzenia magazynujące do celów domowych (zbiorniki nawadniające).
W praktyce uzyskano wiarygodne wyniki rzeczywistego zużycia, określając zapotrzebowanie na 3 m3 na godzinę.
Analizując specyfikacje techniczne urządzeń pompowych, stwierdziliśmy, że główne typy urządzeń pompowych o tej wydajności mają średnicę około 75 mm. Dotyczy to pomp zanurzalnych i głębinowych.
Uwaga! W tym celu stanowczo nie zaleca się stosowania pomp wibracyjnych, które przyczyniają się do szybkiego zniszczenia obudowy.
Następnie należy zapewnić obowiązkowy odstęp 4-5 mm między pompą a ścianą studni, co daje wewnętrzną średnicę rury 85 mm. Dodanie grubości ścianki, która dla tej średnicy wynosi 4,5-5 mm, daje końcowy wymiar zewnętrzny 95 mm. Oznacza to, że można użyć standardowej rury o wymiarach 95 x 5 mm.
W obudowie wystąpiły nieszczelności i przedostaje się do niej niefiltrowana woda gruntowa. Jeśli jednak obudowa została wybrana z opcją montażu rury naprawczej, możliwe jest włożenie drugiej rury o mniejszej średnicy ze standardowym filtrem do wnętrza obudowy pierwotnej, co umożliwi dalsze funkcjonowanie ujęcia wody. W takim przypadku, biorąc to pod uwagę, należy zwiększyć rozmiar obudowy pierwotnej do kolejnego standardowego rozmiaru, na przykład stosując rurę o wymiarach 108 x 5-6 mm lub 118 x 6 mm.
Szczerze mówiąc, nigdy wcześniej nie słyszałem o rurach azbestowo-cementowych. Zawsze sugerowali albo plastik, albo stal. Trwałość to podstawa – mówią, że nawet do 50 lat, więc zgadzam się, cechy tych rur są intrygujące. Nie do końca zrozumiałem z artykułu, jak obliczyć rozmiar obudowy. Obliczyłem zgodnie z sugestią, ale to się nie zgadzało, ale chyba powinieneś zadzwonić po poradę do specjalisty.