Трубчатые колодцы

Трубчатые буровые колодцы устраивают путем бурения в земле вертикальных цилиндрических каналов — скважин. В большинстве пород стенки скважин приходится укреплять обсадными (чаще всего стальными) трубами, образующими трубчатый колодец. В пределах водоносного пласта для возможности приема воды из грунта колодец оборудуют специальными фильтрами.

Трубчатые  колодцы  применяют  обычно  при  сравнительно  глубоком залегании   водоносных   пластов    и   значительной   мощности   этих пластов. В связи с этим их. характерной особенностью является относительно малый диаметр   (облегчающий прохождение большой толщи пород)  и относительно большая длина водосборной части.

Трубчатые колодцы могут использоваться для приема как безнапорных (IV.39, а и б), так и напорных (IV.39, в и г) подземных вод. И в том и в другом случае они могут быть доведены до подстилающего водоупорного пласта — «совершенные колодцы» (IV.39, а и в) или заканчиваться в толще водоносного пласта — «несовершенные колодцы» (IV.39, б и г).

Обычно для централизованных систем водоснабжения устраивают несколько трубчатых колодцев, объединенных в группу водосборных сооружений. Состав и схема этих сооружений зависят в основном от метода извлечения воды из колодцев, который в свою очередь зависит от глубины расположения уровня воды по отношению к поверхности земли.

Конструкция трубчатого колодца зависит от глубины залегания подземных вод, характера проходимых горных пород и способа бурения. В свою очередь способ бурения принимается в зависимости от требуемой глубины колодца ‘.

На IV.40 показана схема устройства простейшего бурового колодца. Стенки вертикального цилиндрического канала (скважины), получаемого в результате бурения, закрепляют опускаемой в него стальной обсадной трубой 1. Эту трубу опускают приблизительно до верхней границы залегания водоносных пород.  В  большинстве случаев эти породы представляют собой насыщенные водой пески, песчано-гравелистые или скальные трещиноватые породы.

В обсадную трубу 1 опускают трубу 2 меньшего диаметра, которую доводят обычно до нижней границы залегания водоносных пород, несколько заглубляя в подстилающие водонепроницаемые породы (IV.40,а). Затем в трубу 2 опускают фильтр (IV.40,б) (представляющий собой обычно трубу с перфорированной — дырчатой или щелевой — частью 3), предназначенный для защиты колодца от занесения в него вместе с водой частиц грунта из водоносного слоя. Конструкции фильтров описаны в § 68. Фильтр, диаметр которого должен быть меньше внутреннего диаметра трубы 2, опускается в нее при помощи штанг и специальных замков 4 в его верхней части. После установки фильтра трубу 2 удаляют из скважины, а кольцевое пространство между стенками фильтровой трубы и обсадной трубы / уплотняют путем устройства сальника 5. После изъятия из скважины трубы 2 колодец принимает вид, показанный на IV.40,6.

В буровом колодце обычно различают водоприемную часть (фильтр), ствол, т. е. глухую часть скважины, по которой поднимается вода, и устье, т. е. соответствующим образом оборудованную выходную часть; устье обычно располагается в специальном павильоне.

При залегании водоносных пород на большой глубине достигнуть их одной обсадной трубой не удается ввиду значительного возрастания сопротивления грунта погружению обсадных труб. В этих условиях используют несколько обсадных труб постепенно уменьшающегося диаметра (IV.41,a). После того как трубой диаметром d достигнута наибольшая возможная Глубина /гь в нее опускают трубу ближайшего меньшего диаметра d2, погружаемую на глубину /г2 от поверхности земли,  но испытывающую сопротивление  грунта   лишь   на высоте h2—hi. Если требуемая глубина  не достигнута  второй трубой в нее вводят третью трубу еще меньшего диаметра Й?3 И Т. Д. Наконец, в нижней части последней трубы устанавливают фильтр, а трубу подтягивают на высоту, соответствующую высоте фильтра. Все обсадные трубы, кроме наружной, обрезают на требуемом уровне специальным труборезом изнутри, и кольцевое пространство между концами смежных труб тампонируют (обычно цементным раствором). В результате буровой колодец получает телескопический вид (IV.41,6).

«Выход» (т. е. высота h2—hi и т. д.) одной обсадной трубы различен для разных способов бурения: при ручном ударном вращательном бурении он достигает 20—25 м, при механическом ударном бурении — 30—50 м, при роторном бурении — 400—500 м.

Верхняя колонна труб (наибольшего диаметра) телескопического колодца обычно опускается на относительно небольшую глубину (7— 12 м) и служит своего рода направляющей для обеспечения правильного вертикального положения колодца.

В некоторых случаях в целях защиты колодца от проникновения в него загрязненных почвенных вод (в результате коррозии внешней трубы) вторую обсадную трубу не обрезают, заполняя пространство между первой и второй трубой цементным раствором на всю    высоту.

Трубчатый колодец должен быть выполнен строго вертикальным и прямым, особенно при использовании для подъема воды артезианских насосов с длинным валом.

Оборудование устья (оголовков буровых колодцев) описано в §71.