Existují různé typy studní. Mohou se od sebe lišit v závislosti na:
- úkoly, kterým čelí – hodnocení, průzkum, operační;
- schůzky – pro individuální nebo kolektivní spotřebu;
- složení hornin, které tvoří vodonosnou vrstvu – „vápenec“ a „písek“.
V souladu s tím má každá studna své vlastní konstrukční prvky a určité parametry – průměr, hloubku atd. Přes všemožné rozdíly však existuje jeden rys, který je společný pro studny všech tříd. To je přítomnost struny pláště.
Co je dobře pouzdro? Jaké hlavní funkce plní? Jaké trubky mohou být součástí pláště? Odpovědi na tyto a další otázky můžete získat přečtením tohoto článku.
Proč je potřeba opláštění vodní studny?
Jak probíhá proces vrtání?
Vrták, sestávající z řady trubek a válečkového vrtáku na konci, se při svém rotačním pohybu postupně zasouvá hlouběji do země a podél své dráhy naráží na vrstvy hornin různého složení. S určitými fyzikálními a mechanickými vlastnostmi mohou být některé horniny pevnější, jiné volné a drobivé.
Nestabilní horniny představují riziko zřícení a v důsledku toho selhání vrtu. Pokud moderní technologie a přísady přidávané do vrtného výplachu nedokážou uvést vrtný výplach do konzistence, ve které by stěny vrtu spolehlivě držely, pak tuto funkci přebírá plášť.
V jakém množství a k jakému účelu je potřeba potrubí pro opláštění studní?
Pažnice se ne vždy skládá z jedné trubky. Často jsou studny lemovány 2-5 trubkami. Vše závisí na složitosti řezu. Čím hlubší je studna, tím více vrstev je třeba projít, aby se dosáhlo její konstrukční hloubky. Zároveň musí být zablokovány všechny vrstvy hornin, které by mohly potenciálně způsobit geologickou komplikaci nebo dokonce havárii.
Nebezpečí mohou představovat nejen vodonosné vrstvy umístěné nad úrovní spodního otvoru, které mohou způsobit absorpci vrtné kapaliny. Při vrtání studny se mohou vyskytnout velmi tvrdé plastické jíly, které při absenci pláště mohou způsobit přilepení nástroje.
Hlavním úkolem pláště je tedy zabránit zřícení stěn studny. Při práci v opláštěném otvoru bude vrtací nástroj chráněn, což zajistí vyšší rychlost a kvalitu penetrace.
Plášť studny s plastovými trubkami
V současné době se plastové pažnicové trubky stávají stále oblíbenějšími při vrtání soukromých studní s malou produktivitou. Více než 25 % studní tohoto typu má dvoutrubkové provedení – kovové kombinované s plastem, nebo jsou kompletně vyzděny plastovými trubkami. Používají se převážně domácí produkty. Cena těchto trubek je nižší než u kovových a pevnost při použití kvalitního materiálu a dodržení technologie opláštění splňuje všechny potřebné požadavky.
V závislosti na materiálu výroby se plastové trubky dělí do dvou hlavních skupin:
- neměkčený polyvinylchlorid (UPVC);
- Nízkotlaký polyetylén (HDPE).
Technologie opláštění studní kovovými a plastovými trubkami
Pro mnohé je jedno, z jakého materiálu je obal vyroben. Hlavní je, že jde o kvalitní materiál a ne o žádnou druhotnou surovinu, která může vodu ve studni kazit.
Profesionální tým vrtačů za předpokladu, že má vhodné nářadí, provede kvalitní montáž pláště z jakéhokoli materiálu. Ať už je to kov, plast nebo plast a kov dohromady.
Existují však situace, kdy plast nelze použít. Takové situace zahrnují velké hloubky studní a složité geologické podmínky.
U hlubokých vrtů s několika pažnicemi probíhá vrtání uvnitř pažnice. Jak se vrtací nástroj otáčí, dotýká se stěn potrubí a pokud k tomu dojde dostatečně dlouho, mohou se objevit praskliny. Tím dojde k porušení těsnosti a do vrtu z mezikruží začnou padat nečistoty, písek a různé nečistoty z povrchu a mělkých vodonosných vrstev. Proto je pro složité řezy a v hlubokých vrtech lepší použít kovové trubky. Je téměř nemožné je rozdělit.
Kov samozřejmě časem reziví, hnije a podléhá ničivým účinkům různých bludných proudů. Má však velké množství výhod.
Bez ohledu na to, do jaké hloubky je studna vrtána, můžete si být jisti, že trubka nepraskne. Kov můžete „naklepat“, aby se trubka přitlačila ke dnu pevněji, aby byla zajištěna maximální těsnost studny. Nemůžete „klepat“ na plast. Je křehký, a proto vyžaduje pečlivou instalaci.
Proto se pro pažení v průmyslových vrtech používají silnostěnné kovové sloupy. Výjimkou mohou být pouze vnitřní výrobní potrubí táhnoucí se od ústí až ke dnu, ve kterém je čerpadlo instalováno přímo. Fungují jako filtr a mohou být vyrobeny z plastu.
Mělké vrty (do 100 m), vrtané v jednoduchých geologických podmínkách, kde nehrozí sesouvání nestabilních hornin, lze vyzdít plastovým potrubím nebo lze objednat dvoutrubkovou konstrukci – plast a kov.
Instalace plastových sloupků je choulostivá práce, která vyžaduje určitou kvalifikaci umělce.
Charakteristické rysy studny „na písku“ a „na vápenci“
Písečné vodonosné vrstvy v některých regionech Moskevské oblasti mohou ležet ve značné hloubce, a proto stavba takových vrtů někdy vyžaduje vícetrubkové pouzdro. Design studny v tomto případě bude připomínat artéský. Na rozdíl od artéských vrtů, kde je těžební horizont vyložen jednou děrovanou trubkou, je však v pískových vrtech instalován klasický filtr, vyráběný v továrně, což je děrovaná trubka s vinutím pletiva.
Je důležité provést instalaci co nejpečlivěji, aby nedošlo k roztržení nebo znečištění filtru nečistotami, aby neztratil svou kapacitu. Chcete-li to provést, musíte správně nainstalovat plášť, ponechat dostatečně velkou mezeru, a tím snížit riziko zachycení a znečištění filtru na stěnách potrubí při jeho instalaci do vodonosné vrstvy.
Pro další čištění vody od částic písku a také pro ochranu samotného filtru před mechanickými vlivy okolních hornin je prostor mezi stěnou studní a filtrační kolonou vyplněn kalibrovaným štěrkem.
Jak je ze všeho patrné, odborná montáž opláštění z kvalitních materiálů je jedním z nejdůležitějších bodů při stavbě studny. Aniž byste věnovali náležitou pozornost problematice pláště, můžete se setkat s řadou problémů, které ohrožují dodatečné náklady, v nejlepším případě spojené s odstraňováním havárie. V nejhorším případě budete muset opustit samotnou studnu a vyvrtat novou.
Při absenci centralizovaného zásobování vodou je možné zajistit dům vodou pomocí umělého autonomního zdroje – studny nebo studny. Tato možnost se mnohým zdá mnohem výhodnější než první, protože vám umožňuje nezáviset na provozu celého systému a nezávisle řídit takové parametry, jako je tlak a kvalita vody. Ve srovnání se studnou je konstrukce studny spolehlivější a efektivnější, a proto si ji majitelé venkovských domů vybírají častěji.
Co je to studna na vodu
Když se podíváte na studnu v řezu, můžete vidět, že je to dlouhá a úzká jáma, vedoucí do útrob země do vodonosných vrstev. Od studny se liší velmi malým průměrem ve srovnání s délkou (hloubkou) kanálu. Zařízení studny závisí na jejím účelu, může to být geologický průzkum se studiem struktury půdy, hledání ložisek přírodních zdrojů, těžba plynu, ropy a vody.
Nás zajímá především stavba studny na vodu – z jakých prvků se skládá, jak a pomocí jakého zařízení je z ní voda dodávána spotřebitelům.
Hlavními součástmi studny jsou kmen, dno a ústa.
- Šachta je svislé opracování v zemi, do kterého jsou spouštěny pažnicové trubky.
- Dno je dno kanálu, jeho nejnižší část.
- Ústí je horní část studniční roury vyčnívající nad povrch půdy.
Mezera mezi vnějším povrchem plášťové trubky a hliněnými stěnami vrtaného kanálu je vyplněna cementovou maltou, díky čemuž je konstrukce odolnější a utěsňuje studnu.
Zvláště důležité je utěsnění horní části studny, která je v kontaktu s nejvíce kontaminovanými vrstvami zeminy Zdroj strojdvor.ru
Konstrukce studny je také pažnicová šňůra složená z několika trubek, která izoluje vodní kanál od hliněných stěn studny a zabraňuje jejich destrukci. Těsnost ve spojích trubek je zajištěna jejich závitovým spojem.
Na dně přívodu vody do studny je filtr, který zabraňuje vnikání písku, bahna a jiných nerozpustných částic, které znečišťují vodu do kanálu. A nahoře – hlava nebo adaptér, v závislosti na tom, které čerpadlo se používá k dodávání vody ze studny do vodovodního systému.
Opláštění trubek
Pažnicové trubky utěsňující vrt podzemního zdroje jsou vyrobeny z různých materiálů. Dříve se používal azbest a kovové výrobky především z nerezové, pozinkované nebo obyčejné oceli, méně často ze smaltu.
Nyní je nejoblíbenější pouzdro z HDPE (nízkotlakého polyethylenu) a PVC (polyvinylchlorid) trubek. Tyto materiály jsou lehké a mají na rozdíl od azbestu dobrou pevnost a na rozdíl od oceli nepodléhají korozi a destrukci. Navíc jsou cenově nejdostupnější. Proto je studna levná, odolná, udržovatelná a neznečišťuje vodu rzí.
To je důležité! Plastové trubky špatně odolávají dynamickému zatížení a nemusí odolávat zemnímu tlaku ve velkých hloubkách. Proto se používají pro opláštění relativně mělkých domovních studní.
Standardním a nejjednodušším způsobem připojení trubek v jednom sloupku je závitování, ale spojování pomocí svařování a spojování je možné. Samotné potrubí má délku 3 až 6 metrů a jejich průměr je přizpůsoben rozměrům hlubinných ponorných čerpadel, která jsou hlavním kritériem pro výběr potrubí. Standardní rozměry průřezu, které se mohou mírně lišit od výrobce k výrobci:
Filtry
Konstrukce studny na vodu nutně zahrnuje filtrační zařízení ve dně, jehož úkolem je vyčistit vodu od pevných nečistot před jejím vstupem do pažnicové kolony. Existuje několik typů těchto filtrů.
To je jen polštář štěrku, nasypaný na dno studny, který zachycuje hlavní nečistoty ze dna. Jeden štěrkový filtr pro kvalitní čištění vody nestačí, používá se pouze jako doplňková bariéra.
Pokud je přívod vody z vápencových nebo oblázkových hornin, ve kterých nejsou drobné nečistoty, postačí hrubý filtr, což je trubka s kulatými otvory vyvrtanými ve stěnách. Zachycují velké částice a nečistoty, které mohou poškodit čerpadlo.
Takový filtr je obvykle uspořádán na plastových trubkách, které vytvářejí dlouhé a tenké štěrbiny v jejich stěnách. Voda jimi snadno prosakuje a písek zůstává venku.
Když je vrt ponořen do písčitých vrstev půdy, provoz čerpadla způsobí pohyb zrnek písku. Abyste je udrželi mimo kanál, potřebujete filtr s malými otvory. Je vyroben ze síťoviny, odolné vůči korozi a oděru. Materiál pro něj může být nerezová ocel, plast, sklolaminát, nylon. Pletivo je namontováno na rámu – děrované trubce stejného průměru a ze stejného materiálu jako plášť.
Dávejte pozor! Sítové filtry vážně omezují průtok vody do provázku studny a snižují jej o 30-40 %.
Místo pletiva je na rámu navinutý klínovitý drát v hustých spirálových řadách. Takový filtr je dražší než síťový, ale je pevnější a odolnější.
Popis videa
Toto video ukazuje, jak si můžete vytvořit vlastní filtr:
Délka filtrační části závisí na vlastnostech vodonosné vrstvy. Čím více malých nečistot je v něm, tím je delší. V průměru jsou to 2 metry.
Hlava
Záleží na tom, jaké čerpadlo se používá k odběru vody, zda ponorné nebo povrchové, jak je vodní studna uspořádána v její horní části.
Ponorné zařízení je umístěno přímo v plášti v určité vzdálenosti ode dna. Pro upevnění v předem určené poloze a zabránění znečištění vody ústím se používají ocelové, litinové nebo plastové hlavice, které se instalují na horní řez trubky.
Jedná se o typickou konstrukci vhodnou pro standardní sekce pláště. Skládá se ze dvou přírub s pryžovým těsněním mezi nimi, vývodů pro výtlačné potrubí a elektrický kabel a karabiny pro montáž čerpadla na kabel. Nejprve se na trubku nasadí spodní příruba, poté se k ní přes těsnicí kroužek přišroubuje horní příruba se zavěšeným čerpadlem.
“Nosnost” hlavy závisí na materiálu výroby:
- ocel vydrží hmotnost zařízení až 500 kg;
- plast – do 250 kg.
Nástavec
Pokud zařízení studny na vodu zahrnuje čerpání vody povrchovým čerpadlem, odebírá ji hadicí nebo potrubím, které vstupuje do pláště jeho stěnou. Tento vstup se provádí přes adaptér – konstrukci, jejíž jedna část je instalována uvnitř studny a připojena k tlakovému potrubí a druhá část je na ni přišroubována zvenčí otvorem ve zdi a připojena k vodovodnímu řadu . Těsnost spoje je zajištěna pryžovými těsněními.
Pokud je studna provozována celoročně, je vstupní místo umístěno pod úrovní mrazu půdy, aby voda v přívodním řadu v zimě nezamrzala.
Popis videa
Z čeho se studna skládá, jak ji správně vybavit, viz video:
Výroba a uspořádání
Studna může zásobovat vodou jeden dům nebo celou vesnici, její výkon, hloubka a další parametry stanovené při návrhu závisí na počtu spotřebitelů.
Způsob vrtání se vybírá s ohledem na vlastnosti půdy na místě a délku budoucího kanálu. Vlastními silami zvládají vrtání pouze mělkých studní na písek, v ostatních případech se uchýlí ke službám specialistů, kteří odborně určí optimální princip vrtání studní na vodu a vyrobí jej s montáží pažnicových trubek.
Trubky jsou spouštěny do výsledného kmene jedna po druhé: nejprve filtr, pak se na něj navine první potrubí, když jeho hladina klesne na zem – další atd.
Pro udržení čistoty vrtu, běžného provozu čerpacích zařízení a vlastního pohodlí je ústí vrtu vybaveno hlavicí nebo adaptérem.
Při použití ponorného čerpadla nebo povrchového čerpadla umístěného přímo v blízkosti ústí vrtu je kolem něj uspořádán keson – jáma s izolovaným víkem a utěsněnými stěnami a dnem.
Obrázek ukazuje, jak vypadá studna v řezu, vybavená ponorným čerpadlem. V kesonu je dostatek místa pro instalaci povrchového odstředivého čerpadla, které se přes adaptér připojí ke zdroji a následně čerpá vodu do domu potrubím uloženým v zemi. Dále je zde umístěn hydraulický akumulátor a řídicí automatika. Toto schéma se používá pro domy s trvalým bydlištěm a umožňuje chránit samotnou studnu a vodovodní potrubí před zamrznutím.
Keson si můžete vyrobit vlastníma rukama z betonových prstenců nebo monolitického železobetonu, nebo si můžete koupit hotovou kovovou nebo plastovou nádobu.
Popis videa
Jak nalít betonový keson, viz video:
Princip fungování studny provozované pouze v létě je stejný, ale bez zasypaného kesonu se obejdete tím, že nad ústím postavíte jednoduchý úkryt před prachem a srážkami. Ale na zimu je to zakonzervované, vypnutí zařízení a izolace hlavy.
Nejdůležitější znaky
Konstrukce studny je extrémně jednoduchá: je to dlouhý svislý kanál v zemi, vyvrtaný do vodonosné vrstvy, jehož stěny jsou vyztuženy pažnicovými trubkami a na dně je instalován filtr. K dodávání vody z ní na povrch se používají čerpadla, pro jejichž normální a bezpečný provoz je studna vybavena doplňkovým zařízením a inženýrskými konstrukcemi.
