Большая часть загородных коттеджей и дач оборудованы – колодцем либо скважиной. Такие системы, в сравнении с прокладкой традиционного водопровода, имеют целый ряд преимуществ: это и минимальные затраты, и постоянная обеспеченность водой, без зависимости от каких-либо внешних обстоятельств.

Однако существует один фактор, который можно отнести как к положительным сторонам, так и к проблемным местам любой скважины – это качество воды.

Безусловно, при правильном подходе к водоподготовке и , когда она оборудована всеми необходимыми конструкционными элементами и очистными системами, вы получаете воду, качество которой несравнимо с той, которая подается коммунальными службами водоснабжения. Однако если вы сэкономите на системах водоподготовки, чистота получаемой воды вас, мягко говоря, не порадует.

1 Виды фильтров для скважины

По сути, для того чтобы получать чистую, вкусную и насыщенную полезными веществами воду, нужно то не так уж и много устройств, главное из которых – скважинный фильтр. Это основное устройство выполняющее фильтрацию и очистку воды во всех типах скважин.

Если вы желаете раз и на всегда избавиться от загрязнений воды установив скважинный фильтр, то у вас есть два варианта: первый – купить уже готовый фильтр промышленного производства, либо, приложив определенные усилия, сделать фильтр для скважины своими руками.

Следует отметить, что внутрискважинный представляет собой весьма незамысловатую конструкцию, которая может быть без проблем реализована в домашних условиях . При этом вы сэкономите немалое количество финансовых средств, и, больше того, будете на 100% уверены в качестве и надежности фильтра.


Следует отдельно разобрать вопрос о том, как сделать фильтр для скважины, не уступающий по эффективности и эксплуатационным характеристикам даже самым дорогим и технологичным промышленным фильтрам.

Все виды внутрискважинных фильтров состоят из трех основных конструкционных элементов:

  • Перфорированная труба – основа конструкции фильтра, что является частью осадной колоны, к которой крепится фильтрующая поверхность. На сегодняшний день распространено два основных вида перфорации: круглые отверстия и поперечные щели.
  • Отстойник – внутренняя цилиндрическая часть трубы, где накапливаются все механические частицы и загрязнения.
  • Фильтрующая поверхность – часть устройства, которая, отделяя твердую породу от воды, выполняет непосредственную фильтрацию.

В основном классификация фильтров выполняется в зависимости от типа перфорации трубы и вида фильтрующей поверхности. Существуют следующие категории:

  • из перфорированной трубы с круглыми отверстиями. Это наиболее универсальный вид очистного устройства, которые может использоваться в абсолютно любых типах водоносных горизонтов, так как обладает высокими показателями механической устойчивости. Размер отверстий в таких фильтрах зависит от характеристик грунта и продуктивности скважины.
  • Перфорированные фильтры с щелевыми отверстиями. Такие конструкции используются в основном для скважин, которые расположены в подверженных обрушению породах, где степень загрязнения воды умеренно средняя. Они имеют лучшую пропускную способность, чем трубы с перфорацией в виде отверстий, однако платят за это пониженной устойчивостью к изгибам, так что при их создании предусмотрено обязательное применение дополнительных ребер жесткости.
  • Проволочные фильтры. Это устройства, представляющие собою спиралеобразную конструкцию, которая получается вследствие обмотки проволокой основного каркаса. Такой фильтр для скважины своими руками изготовить сложнее, чем перфорированный, однако он отличается длительным сроком эксплуатации и высокой эффективностью очистки.
  • Гравийные фильтры. Это очистные конструкции, которые способны выполнять фильтрацию самого высокого качества, поэтому они используются в основном в проблемных глиняных и песочных грунтах.

1.1 Создание перфорированного фильтра

Поскольку разница в изготовлении щелевых конструкций и фильтров, перфорированных отверстиями, по сути, минимальная, мы будем рассматривать их одновременно.


Для начала необходимо определить материал и размеры трубы. Рекомендуется использовать трубу, диаметр которой меньше диаметра скважины на 15-20%, длиной не более пяти метров .

Выбор материала зависит исключительно от ваших финансовых возможностей и предпочтений: так, стоят гораздо дешевле металлических, и, в случаях качественного изделия, особо не уступают им в сроке эксплуатации.

Если вы хотите использовать стальную трубу, то рекомендуется отдать предпочтение нержавейке, так как оцинкованный металл непригоден для использования в скважинах из соображений безопасности – он окисляется и меняет химическую структуру воды.

Если вы выбрали щелевую разделку, отметьте мелом положение щелей – они располагаются вертикально друг над другом (шаг – 2 см.), длина надреза должна составлять от 2 до 7 см, в зависимости от диаметра трубы. Расстояние по горизонтали между соседними щелями — как минимум половина длины самой прорези.

При этом первые 10-15 см остаются нетронутыми – они будут выполнять функцию отстойника, места, где будут накапливаться механические загрязнения. Для резки трубы используется болгарка.


Перфорация в виде отверстий требует больших размеров отстойника – около 1-5 метра. Отверстия выполняются в линейном, или шахматном порядке , оптимальный шаг между ними, при использовании трубы среднего диаметра, составляет около 2 см (минимум – 1 см). Отверстия сверлятся с помощью обычной дрели.

Создаются дополнительные ребра жесткости, которые также служат как каркас для крепления сетки. Для этого вокруг трубы с шагом в 3 см крепится вязальная проволока, на которую напаивается тонкая арматура.

Поверх арматуры по всей длине перфорированного участка наматывается сетка из тонкой нержавейки с минимальным размером ячеек, которая фиксируется заклепками.

Отличия в изготовлении проволочного скважинного фильтра от сеточного начинаются после завершения процесса перфорации трубы. Далее необходимо выполнить всю ту же проволочную обмотку, которую нужно зафиксировать сваркой на каждом месте стыковых соединений, после чего на неё навариваются продольные ребра жесткости из арматурных прутов диаметром 5 мм.

Когда ребра жесткости готовы, вокруг их выполняется обмотка вязальной проволокой, с как можно более мелким шагом (чем меньший шаг – тем эффективнее фильтрация). Монтаж проволочного покрытия выполняется по всей длине перфорированного участка трубы.

Стоит заметить, что качественная обмотка трубы проволокой — это очень трудоемкий и кропотливый процесс, по этому, в домашних условиях гораздо проще изготовить сеточный фильтр для .

1.2 Создание гравийного фильтра

Из всех очистных внутрискважинных конструкций гравийный фильтр является наиболее простым устройством, создание которого занимает минимум времени и усилий, но при этом, он должен быть предусмотрен ещё на стадии проектирования, так как для такого фильтра требуется бурение устья скважины расширенной формы.

Для гравийного фильтра устанавливается всё та же перфорированная труба, без фильтрующей поверхности, которая снаружи обсыпается мелкофракционным гравием на высоту перфорированного участка. При этом, чем меньше структура камней гравия – тем выше качество фильтрации.

2 Монтаж внутрискважинных фильтров

Установка фильтра внутрь скважины выполняется в несколько этапов:


  1. Непосредственно перед самим спуском фильтра скважина проверяется на предмет обвалов, вследствие которых может измениться её глубина.
  2. Если обнаружились какие-либо отличия от нормы, лишняя порода зачищается желонкой и удаляется из скважины.
  3. Далее, сверху фильтра надевается специальное устройство, которое будет удерживать фильтр на нужной глубине.
  4. Выполняется спуск фильтра. Он должен осуществляться максимально плавно, с контролем прохождения по всей дистанции погружения.
  5. Осадная колонна поднимается до уровня, когда фильтр полностью открыт.
  6. Демонтируются все спусковые устройства.

2.1 Этапы и нюансы создания фильтра для скважины (видео)

Песчано-гравийные фильтры как и фильтрующие траншеи являются сооружением почвенной очистки при искусственной фильтрующей загрузке и устраиваются в сочетании с септиками - для полной биологической очистки (доочистки) сточных вод. Хочется подчеркнуть следующие обстоятельство. При всей похожести песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи имеют ряд особенностей, но основное отличие песчано-гравийного фильтра от фильтрующей траншеи в том, что дренажные и оросительные трубы, размещаемые в котловане, выполняются параллельными линиями.
Песчано-гравийные фильтры устраивают на водонепроницаемых (глина) или слабо фильтрующих грунтах (суглинок) при уровне залегания грунтовых вод ≥1 м. ниже лотка дренажной трубы (см. ).
Необходимо следить, чтобы уровень грунтовых вод не поднимался выше 1 м от уровня нижней дрены. Чтобы такой контроль был эффективным, достаточно отрыть на расстоянии 5 - 7 м от нижнего края последней дрены несколько шурфов. В случае повышения уровня грунтовых вод (например, в период паводка) выше критических отметок рекомендуется подавать в нижнюю дрену через вентиляционный стояк хлорную воду в количестве, обеспечивающем концентрацию хлора в очищенной воде на уровне 3 мг/л.
Важно! Если у вас на участке высокий уровень грунтовых вод , то устройство песчано-гравийного фильтра необходимо выполнять на искусственной насыпи (подсыпке), при этом сточная вода в них может подаваться специальными фекальными насосами.
Очищенная песчано-гравийным фильтром вода собирается в колодце, подключенном к концу коллектора дренажной системы. Зачем это нужно? Дело в том, что обязательным требованием контролирующих органов является дезинфицирование очищенной воды. Дезинфекция сточных вод осуществляется в этом коллекторном колодце с установкой в нем хлорпатрона.
Справка. Один хлорпатрон, установленный в колодце с объемом воды около 1 м 3 (диаметр колодца 0,5 м, высота слоя воды 0,5 м), обеспечивает дезинфекцию сточных вод в течение одного месяца.
Важно! Необходимо помнить , что при использовании песчано-гравийного фильтра очищенная вода должна отводиться в водоемы или на дно оврагов с предварительным обеззараживанием.
К сожалению, постоянный сброс воды с высоким остаточным содержанием хлора в водоем может принести ему вред, отрицательно воздействуя на водную растительность, микроорганизмы и рыб. Поэтому по согласованию с органами санитарной инспекции хлорирование сточных вод может осуществляться только в условиях повышенной эпидемиологической опасности.
Сброс очищенных и обеззараженных сточных вод из коллекторного колодца может осуществляться самотеком или принудительно с помощью специальных фекальных насосов.

Устройство песчано-гравийного фильтра

Для устройства песчано-гравийного фильтра обычно отрывают котлован, дно которого располагается примерно на 1,5 м ниже лотка отводящей трубы из септика или дозирующей камеры. Дно котлована планируют с уклоном к центральной части, равным 0,03. На дно котлована укладывают слой гравия, щебня или доменного шлака крупностью фракций 15-30 мм, на который укладывают дренажную сеть, состоящую из центральной трубы-коллектора диаметром 120-150 мм. и водосборных труб диаметром 100 мм (асбестоцементных с боковыми пропилами или пластмассовых с отверстиями по боковым поверхностям). К коллектору водосборные трубы подсоединяются с помощью чугунных или пластмассовых канализационных тройников.
Затем дренажная сеть засыпается щебнем, гравием или шлаком крупностью фракции 15-30 мм на высоту 50 мм над верхом труб, потом еще слоем из этих же материалов:
- крупностью фракций 5-15 мм высотой 100 мм,
- крупностью фракций 2-5 мм высотой 100 мм,
- слоем крупно- и среднезернистого песка высотой около 1 м.

Далее все тщательно утрамбовывают и укладывают слой щебня, гравия или шлака крупностью фракций 15-30 мм. Сверху собирают оросительную сеть, по устройству аналогичную дренажной.
Оросительную сеть трубопроводов засыпают сверху (по 50 мм над верхом труб) той же засыпкой, затем укрывают слоем рубероида или гидроизола и засыпают мятой глиной, тщательно утрамбовывают глину, делая таким образом глиняный замок. Сверху котлован засыпают грунтом.
Нагрузку на оросительные трубы песчано-гравийных фильтров и фильтрующих траншей, а также толщину слоя загрузки следует принимать по нижеприведенной таблице.

Толщина слоя загрузки в песчано-гравийных фильтрах


Примечания:
1. Меньшие нагрузки соответствуют меньшей высоте.
2. Нагрузки указаны для районов со среднегодовой температурой воздуха от 3 до 6 °С.
3. Для районов со среднегодовой температурой воздуха выше 6 °С нагрузку следует увеличивать на 20-30 %, ниже 3 °С - уменьшать на 20-30 %.
4. При удельном водоотведении свыше 150 л/(чел х сут) нагрузку следует увеличивать на 20-30 %.

Важно! Песчано-гравийный фильтр, устраиваемый в подсыпке, перекрывается слоем рулонного гидроизоляционного материала и засыпается сверху слоем шлака высотой 0,5-0,6 м и слоем растительного грунта высотой 0,2 м.
Система песчано-гравийной очистки сточных вод снабжается вентиляционной трубой D100 мм, которую выводят над поверхностью почвы выше предполагаемого уровня снежного покрова (обычно 0,7 м). Вентиляцию ставят на каждую оросительную (в конце линии) и дренажную (в начале) трубу. Длину оросителей определяют по допускаемой гидравлической нагрузке - расходу воды на 1 м длины оросительной трубы.
Для нормального функционирования песчано-гравийного фильтра большое значение имеет правильное содержание участка, на котором он обустроен.
Рекомендуется:
- один раз в год необходимо взрыхлять почву на участке для улучшения вентиляции;
- использовать участок для клумб или засевать его травой;
- на участке не должно быть деревьев, пешеходных и проезжих дорог.

Песчано-гравийные фильтры: Эксплуатация.

При эксплуатации песчано-гравийных фильтров, как и для любых систем почвенной очистки сточных вод, очень важно осуществлять контроль качества и расхода сточных вод, поступающих на сооружения почвенной очистки. Важным условием долгосрочного и исправного функционирования песчано-гравийных фильтров является постоянный контроль состояния всех элементов вашей канализационной системы.
Важно! Повышение нагрузки по органическим веществам выше расчетной приводит к быстрому заиливанию фильтрующего слоя. Повышение гидравлической нагрузки - к переполнению системы. То и другое проявляется в переполнении оросительной сети, появлению воды в вентиляционных стояках и невозможности дальнейшей работы сооружений почвенной очистки.
Надежная эксплуатация систем почвенной очистки, к которым относятся песчано-гравийные фильтры, возможна, если сооружения предварительной очистки (септики) обеспечивают надлежащее качество очищенной воды. Концентрация взвешенных веществ в сточной воде после септиков не должна превышать 100 мг/л. При работе фильтрующих сооружений в режиме доочистки - 20 - 30 мг/л.
При нормальной эксплуатации в режиме доочистки песчано-гравийных фильтров срок их службы до полной замены фильтрующей загрузки и дрен составляет 15 - 18 лет. Отбор проб и анализ очищенной воды после песчано-гравийных фильтров производится по аналогии с сооружениями искусственной биологической очистки.
Санитарно-защитную зону от песчано-гравийного фильтра до обслуживаемого жилого здания следует принимать 8 м.

Методы очистки сточных вод и канализация дома:
- [2 ] СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.
[3 ] СНиП 3.05.04-85 "Наружные сети и сооружения водоснабжения и канализации"
[4 ] ТСН ЭК-97 МО. Территориальные строительные нормы Московской области. "Технические правила и нормы строительства, эксплуатации и контроля работы сооружений систем водоотведения объектов малоэтажной жилой застройки на территории Московской области".
[5 ] СаНПиН 4630-88 "Санитарные правила и нормы охраны поверхностных вод от загрязнения".

В каких случаях можно очищенную воду сбрасывать в фильтрующий колодец, а в каких нужно делать фильтрующую траншею или поле фильтрации? Чтобы разобраться в этом вопросе прочитаем СНиП 2.04.03-85. Канализация. Наружные сети и сооружения.

6.179. Поля фильтрации для полной биологической очистки сточных вод надлежит предусматривать, как правило, на песках, супесях и легких суглинках. Продолжительность отстаивания сточных вод перед поступлением их на поля фильтрации следует принимать не менее 30 мин.

6.189. Поля подземной фильтрации следует применять в песчаных и супесчаных грунтах, при расположении оросительных труб выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м и заглублении их не более 1,8 м и не менее 0,5 м от поверхности земли. Оросительные трубы рекомендуется укладывать на слой подсыпки толщиной 20-50 см из гравия, мелкого хорошо спекшегося котельного шлака, щебня или крупнозернистого песка.
Перед полями подземной фильтрации надлежит предусматривать установку септиков.

6.192. Песчано-гравийные фильтры и фильтрующие траншеи при количестве сточных вод не более 15 м3/сут следует проектировать в водонепроницаемых и слабофильтрующих грунтах при наивысшем уровне грунтовых вод на 1 м ниже лотка отводящей дрены.
Перед сооружениями необходимо предусматривать установку септиков.
Очищенную воду следует или собирать в накопители (с целью использования ее на орошение), или сбрасывать в водные объекты с соблюдением «Правил охраны поверхностных вод от загрязнения сточными водами» и «Правил санитарной охраны прибрежных вод морей».
Расчетную длину фильтрующих траншей следует принимать в зависимости от расхода сточных вод и нагрузки на оросительные трубы, но не более 30 м, ширину траншеи понизу - не менее 0,5 м.

6.193. Песчано-гравийные фильтры надлежит проектировать в одну или две ступени. В качестве загрузочного материала одноступенчатых фильтров следует принимать крупно- и среднезернистый песок и другие материалы.
Загрузочным материалом в первой ступени двухступенчатого фильтра могут быть гравий, щебень, котельный шлак и другие материалы крупностью, принимаемой согласно п.6.122, во второй ступени - аналогично одноступенчатому фильтру.
В фильтрующих траншеях в качестве загрузочного материала следует принимать крупно- и среднезернистый песок и другие материалы.

6.195. Фильтрующие колодцы надлежит устраивать только в песчаных и супесчаных грунтах при количестве сточных вод не более 1 м3/сут. Основание колодца должно быть выше уровня грунтовых вод не менее чем на 1 м.

6.196. Фильтрующие колодцы следует проектировать из железобетонных колец, кирпича усиленного обжига или бутового камня. Размеры в плане должны быть не более 2´2 м, глубина - 2,5 м.
Ниже подводящей трубы следует предусматривать:
донный фильтр высотой до 1 м из гравия, щебня, спекшегося шлака и других материалов - внутри колодца;
обсыпку из тех же материалов - у наружных стенок колодца;
отверстия для выпуска профильтровавшейся воды - в стенках колодца.
В покрытии колодца надлежит предусматривать люк диаметром 700 мм и вентиляционную трубу диаметром 100 мм.


6.197. Расчетную фильтрующую поверхность колодца надлежит определять как сумму площадей дна и поверхности стенки колодца на высоту фильтра. Нагрузка на 1 м2 фильтрующей поверхности должна приниматься 80 л/сут в песчаных грунтах и 40 л/сут в супесчаных.

Поля подземной фильтрации.

Поля подземной фильтрации строят, когда на участке песчаный или супесчаный тип почвы и уровень грунтовых вод не выше 1,5 метра. Конфигурация данной системы может быть разнообразной. Оросительные трубы должны находиться между собой на расстоянии 1,5 метра – для песчаных грунтов и 2,5 метра в супесях, уклон при укладке выдерживается 2 см на погонный метр, чтобы обеспечить хороший самотек сточной воды.

Глубина заложения оросительной трубы около 1 метра (до грунтовых вод должно быть не менее 1 метра), но не менее 50 сантиметров от поверхности. Дно траншеи выкладывают слоем 20 – 50 см мелкого гравия или щебня. Длина одного ответвления оросительной трубы не более 20 метров.

Общая (суммарная) длина всей сети оросительных труб для Средней полосы России при расходе 500 литров воды в сутки (2-3 человека) – 18 метров, при расходе 1000 литров воды (4-6 человек) – 35 метров. Изготовить оросительную трубу можно из канализационной пластиковой диаметром 110 мм для наружного применения, просверлив отверстия диаметром 10 мм, с шагом 50 мм в два ряда в шахматном порядке.

Песчано-гравийные фильтры.

В местах, где почва плохо пропускает воду, сооружают более сложную конструкцию фильтра. Вверху находится сеть оросительных каналов, внизу сеть дренажных каналов, полностью повторяющих ее контур, между ними находится фильтрующий слой песка и щебня.

Самым простым вариантом будет Линейный песчано-гравийный фильтр, который можно проложить вдоль забора загородного участка. Длина траншеи линейного фильтра будет зависеть от объема расходуемой воды. Рассчитывается: 1 метр фильтрующей траншеи на 100 литров воды в сутки. Например, необходимо 10 метров траншеи на семью из 4 – 6 человек (при расходе воды 1000 литров в сутки).

На дно траншеи делается подсыпка щебнем крупной фракции, укладывается дренажная труба обернутая в геотекстиль (от заиливания) и засыпается сверху крупным щебнем. Поверх укладывается щебень средней фракции толщиной 10 сантиметров, затем слой мелкого гравия такой же толщины. Все это засыпается метровым слоем крупнозернистого песка, на который укладывается оросительная труба, обсыпанная крупным щебнем. Поверх всех слоев укладывается гидроизоляция и обратная засыпка грунтом. Оросительная и дренажная трубы должны быть подключены к вытяжке, выходящей над уровнем земли на 70 – 80 сантиметров.

Очищенная вода от дренажной трубы собирается в накопительный колодец, она не представляет никакой опасности как источник заражения, ее можно отводить на поверхность. По согласованию с местными органами Роспотребнадзора (СЭС) для окончательной дезинфекции обработанная сточная вода подвергается хлорированию в накопительном колодце, прежде чем ее можно будет сливать в водоем. Если позволяет рельеф местности, то из колодца очищенную воду отводят самотеком, в другом случае, устанавливают дренажный насос и сбрасывают на поверхность воду с помощью него.

При высоком уровне грунтовых вод невозможно устроить подземные фильтрующие системы, поэтому сооружают вышеописанные сооружения на поверхности земли. Сточные воды обрабатываются в септике, а из него подаются на наземный фильтр с помощью дренажного насоса. Подобные сооружения очень громоздки и занимают много места на приусадебном участке, к тому же портят окружающий вид, эстетику загородного дома.

Одно из главных преимуществ Аэрационной Установки Топас в том, что на выходе из станции сточная вода поступает очищенная до 98% и не требует дополнительной почвенной фильтрации. Очищенную воду из станции Топас можно выводить на поверхность встроенным дренажным насосом в ливневую или дренажную канаву, овраг, водоем (после хлорирования или УФ – обработки). Ни один из существующих септиков не может дать такую высокую степень очистки. Поэтому, строя канализационную систему на своем участке, сравните преимущества Топас перед септиками, тщательно взвесьте все «за» и «против» и только после этого – сделайте правильный выбор.

Оборудуют в пластах, представленных песками от средне – до мелкозернистых и пылеватых.

Гравийные фильтры имеют высокую пескоудерживающую способность и длительный срок службы.

Гравийные фильтры состоят из обычного каркасно-проволочного или сетчатого фильтра, рабочая часть которого окружена слоем гравия или крупнозернистого песка.

По способу изготовления различают фильтры с гравийной засыпкой двух типов:

1) Собираемые на поверхности и в готовом виде опускаемые в скважину (опускные);

К опускным фильтрам относятся кожуховые фильтры , (рис. 8). Кожух – сетка, удерживающая гравий, примыкающий к каркасу. Кожуховые фильтры применяются в скважинах глубже 100 м. D кожуха >d каркаса на 50÷100 мм.

Рис. 8. Кожуховый фильтр.

1 – фланец; 2 – каркас фильтра; 3 – проволочная сетка (стальной кожух); 4 – проволочный пояс; 5 – сварка.

Для центрирования при спуске кожухового фильтра применяют центрирующие фонари. В процессе эксплуатации кожух быстро разрушается, и водосодержащая горная порода контактирует с гравием.

2) Создаваемые в скважине путем засыпки песка и гравия между каркасом и стенками скважины (засыпные).

Рис. 9. Схема установки в скважине засыпного фильтра.

а – в начале засыпки гравия в межтрубное пространство:

1 – трубы; 2 – муфта; 3 – рабочая часть; 4 – обсадные трубы;

б – после окончания засыпки.

Засыпные фильтры создают следующим образом (рис. 9). После доведения скважины до проектной глубины и установки башмака обсадных труб в водоупорной породе на забой опускается каркасный, каркасно-проволочный или сетчатый фильтр, наружный диаметр которого как минимум на 100 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб. В кольцевое пространство между фильтром и обсадными трубами через трубу диаметром 40-50 мм засыпают мелкими порциями отсортированные гравий и песок. По мере засыпки постепенно поднимают обсадную (эксплуатационную) колонну. Засыпать гравий следует на 5-10 м выше башмака колонны обсадных труб, приподнятой над водоносными породами и обнажившей рабочую часть фильтра, см. рис. 9б.

Превышение слоя гравия над башмаком обсадной колонны объясняется тем, что в процессе эксплуатации фильтра уровень засыпки понижается за счет выноса песка и гравия.

В ЗАО «РУСБУРМАШ», разработана и апробирована в производственных условиях новая прогрессивная технология сооружения скважин малых диаметров, позволяющая производить закачку гравия в интервал формирования обсыпки и цементирования затрубного пространства через специальных узел и инструмент внутри обсадной колонны.

Гравийные засыпки призабойной зоны уширенного контура применяются в водоносных пластах представленных песками. Гравий подается на забой посредством эжекторного дозатора.


Рис. 10. Эжекторный дозатор

1 – воронка; 2 - насадка; 3 - окна; 4 - смеситель; 5 - гравий;

6 – бурильные трубы.

Установка фильтровой колонны впотай, с гравийной обсыпкой по технологии ЗАО «Русбурмаш». Перечень операций по установке:

а) Забой расширяется долотом-расширителем от 190 мм до 400 мм;

б) Спускается фильтровая колонна;

в) Промывка прифильтровой зоны;

г) Доставка гравия в прифильтровую зону (рис. 11, г);

д) Извлечение инструмента УГФ из скважины (рис. 11, д).

Рис. 11. Доставка гравия в прифильтровую зону и извлечение инстурмента УГФ из скважины.

1 – бурильные трубы; 2 – эксплуатационная колона; 3 – верхнее отверстие; 4 - УГФ; 5 - пакер; 6 – нижнее отверстие; 7 – рабочая часть фильтра; 8 – уширенная до 400 мм зона; 9 - гравий; 10 - отстойник;

11 – замковое соединение.

Инструмент УГФ устанавливается внутри эксплуатационной колонны, (рис. 11). Пакер под действием осевого усилия от веса труб разжимается и герметизирует кольцевое пространство, а также разделяет и герметизирует верхние и нижние отверстия.

Прямая промывка производится буровым насосом по бурильным трубам. Через нижние отверстия вода выходит через кольцевое пространство под пакером и далее в прифильтровую зону. Через отверстия фильтра вода входит внутрь фильтра, затем через верхние отверстия над пакером попадает в кольцевое пространство и поднимается к устью.

Затем, в прифильтровую зону подают гравий через эжекторный дозатор, (рис. 10) с воронкой буровым насосом. Заполняют прифильтровую зону, (рис. 11 г), вода частично проникает в пласт. Заполнение прифильтровой зоны гравием отличается резким повышением давления в нагнетательной магистрали за счет того, что выпускные отверстия перекрывается частицами гравия.

Герметизация фильтровой колонны осуществляется за счет перекрытия нижних отверстий гравием.

Установка фильтровой колонны с выходом на поверхность осуществляется аналогичным способом.

Кольцевое пространство между фильтровой колонной и кондуктором герметизируется на устье.

Одна из общих схем доставки гравия, в предварительно расширенный забой в глубокой скважине, при помощи эрлифта приведена на рис. 12.

Технологические операции выполняются в следующей последовательности:

а) Расширение призабойной зоны;

б) Установка фильтра на забой при помощи отсоса пульпы эрлифтом (через обратный клапан 4, рис. 12);

в) Подача гравия дозатором (буровой насос + эжектор + гравий = гравийно-водяная смесь = равномерная подача гравия на забой).

Рис. 12. Схема доставки гравия в предварительно расширенный забой в глубокой скважине.

1 – дозатор; 2 - смеситель; 3 - фильтр; 4 – обратный клапан; 5 - гравий;

6 – расширенный забой.


Владельцы загородной недвижимости, удаленной от централизованного водоснабжения, вынуждены обустраивать свои участки скважинами для добычи чистой воды. Но, к сожалению, природная вода из подземных источников требует очистки, поэтому устанавливается фильтр для скважины. Только пройдя некоторую степень очистки, скважинная вода становится пригодной для питья.

Скважинные фильтры

Фильтр – очень важная и необходимая часть конструкции скважины, состоящая из 3х частей: надфильтровой трубы, фильтрующей (рабочей) части и отстойника.

Подбирать фильтрующее устройство необходимо, соблюдая все геологические особенности местности, размеры будущего сооружения, так, чтобы сопротивления для входа воды в трубу было минимальным. Если все установлено правильно, то оно будет удерживать стены от возможных обвалов, пропускать воду из грунта и поддерживать работоспособность всей конструкции на протяжении 5-10 лет.

Скважинные фильтры нуждаются в регулярной чистке из-за того, что они забиваются песком, подвергаются коррозии, склонны к образованию на них химического осадка. Все это естественные процессы, проявляющиеся в процессе эксплуатации. Если система очищения воды нарушается и дает сбои в работе, то ее необходимо ремонтировать или заменять.

В основе любого вида фильтров заложен трубчатый опорный каркас, который лучше всего выполнять обсадными трубами, из пластического материала (полиэтилен, полипропилен, стеклопластик) или асбестоцемента.

Фильтровые каркасы должны быть механически прочными и обладать хорошей пропускной способностью.

Зачем фильтровать воду из скважин?

Для здоровья человека необходима чистая вода, а в скважинах вода, обычно, загрязнена песком, бытовым мусором (во время увеличения сточных вод) или другими примесями. Также она может содержать недопустимое количество железа, марганца, фтора и других химических элементов.

Установить фильтр для скважины - значит разрешить многие проблемы. Начиная от качества воды (устраняет примеси, уменьшает концентрацию железа, минеральных веществ, обеззараживает и т.п.) заканчивая сохранением состояния оборудования и увеличения срока эксплуатации всей системы.

В зависимости от агрессивности внешней среды вокруг объекта, подбираются соответствующие материалы для каркаса фильтров (это может быть нержавейка, трубы нефтяного сортамента, стальные, полиэтиленовые и пр. трубы).

Основной параметр, по которому можно судить о качестве работы фильтра, это скважинность.

Считается она так: площадь отверстий фильтра необходимо разделить на площадь рабочей поверхности и умножить на 100%. Показатель скважинности должен быть более 25%, даже при минимальном диаметре фильтрового каркаса (до 10 см).

Существуют различные виды фильтрующих систем: трубчатые, стержневые, щелевые, гравийные, сетчатые и др., рассмотрим их по отдельности.

Сетчатые системы фильтрации

Устанавливаются в скважинах, образованных на породах, в которых большое количество глинисто-песчаных отложений. Выполняются в сложной и многослойной форме. Ячейки на сетках должны быть не менее 0,12 мм2 и не более 3 мм2.

Основным материалом сетчатых фильтров для скважин служит нержавеющая сталь, она достаточно долговечная и обладает хорошими характеристиками. Главное преимущество сетчатых фильтров для воды – это возможность их изготовления внутри колодца и быстрое извлечение, при необходимости чистки или ремонта.

К недостаткам можно отнести низкую производительность скважины из-за высокой сопротивляемости. К тому же, сетки для фильтров скважин быстро засоряются и закупориваются, особенно в водах, перенасыщенных железом и карбонатами, поэтому требуют скорой замены. Перед установкой сетчатой системы фильтрации необходимо проверить правильность бурения и обработки скважины.

Щелевые и дырчатые системы фильтрации скважин

Устанавливаются в случае неустойчивости грунта, при наличии угрозы обрушения пород, при высоком содержании каменистых пород (щебень, галька, гравий и пр.). Щелевые фильтры для скважин способны задерживать частицы размером до 10 мм (крупные фракции) и до 2 мм (песок). Идеально подходят для очищения артезианской воды в скважинах с нестабильным водным горизонтом и маленьким напором.


Основой дырчатых и щелевых фильтров служит перфорированная труба с большим количеством мелких прорезей и отверстий. Для того чтобы конструкция выдерживала большие нагрузки, поступающие на перфорированную часть, нужно устанавливать пояса жесткости.

Главным недостатком таких фильтров является закупорка прорезей и отверстий частицами песка и довольно быстрое разрушение фильтрующей сетки в агрессивной среде. Очень большую роль в качестве и эксплуатационном сроке играет материал, из которого изготавливается данный фильтр, размер и количество отверстий на всей поверхности устройства.

Проволочные системы фильтрации

Используются, преимущественно, в или в расположенных на песчаных породах. Конструкция их проста: каркас, перфорированная основа, отстойник. Выглядит как часть трубы со щелями и отверстиями до 2 см., защищают воду от попадания в нее примесей еще до подступа в скважину.

Монтируются и чистятся довольно сложно, не подлежат замене, если обсадная и эксплуатационная колоны выполнены одной трубой. Проволочные фильтры обладают хорошим процентом скважинности – около 30%, имеют долгий срок эксплуатации. Показывают хорошие показатели в эффективности работы, стоят не слишком дорого.

Гравийные фильтры

Такое название носят насыпи гравием с поверхности скважины и на ее основании, которые могут выполняться в несколько слоев. Гравийный фильтр для скважины считается дополнительным методом фильтрации, применяются совместно с основным фильтрующим механизмом.

Скважина должна быть, как минимум на 10 см больше диаметра самого фильтра. Гравий должен подбираться по размеру, так, чтобы его частицы были крупнее частиц породы в 8-10 раз. Толщина каждого слоя, взятого отдельно, не должна быть меньше 3 см на поверхности земли, и меньше 5 см на забое скважины.

Огромным плюсом гравийных систем фильтрации является их природное происхождение, материал экологически чистый и абсолютно безопасный для здоровья человека.

Фильтры иглы

Применяются, в основном, для непростого устройства абиссинских скважин и колодцев. Располагается фильтр игла на конце трубы колодца, обеспечивает легкое проникновение трубы в грунт.

Защищает воду от заиливания, чем обеспечивает ее чистоту. Материал, из которого изготавливают такие фильтры - оцинкованный металл. Конструкция иглы характерная для фильтров – это труба с просверленными в ней в шахматном порядке отверстиями, закрепленная сеткой из нержавейки или намоткой проволоки. К концу трубы приваривают копьевидный наконечник для свободного движения устройства в грунте.

Существуют и другие фильтрующие устройства для скважин, определить, какой вид вам более всего подходит можно, изучив почву и особенности местности, в которой вы собираетесь бурить скважину. Лучше всего устанавливать фильтр совместно с процессом бурения скважины, это облегчит вам работу и здорово сэкономит ваше личное время.