Tag Archives: studnia głębinowa

Studnie głębinowe wiercone

Studnie wiercone stosowane są do ujmowania wód podziemnych z głęboko położonych warstw wodonośnych przykrytych warstwami gruntu nieprzepuszczalnego. Jest to obecnie najlepsze rozwiązanie dla gospodarstw domowych. W studniach wierconych woda ujmowana jest ze znacznie większych głębokości niż w studniach kopanych czy studniach z filtrem wbijanym. Zasoby wody w tych warstwach są znaczne, nie ma więc problemu z wydajnością studni. Woda ze studni wierconych jest mniej niż w innych studniach narażona na zanieczyszczenia

Elementami studni są:

  • kolumna okładzinowa – zabezpiecza ściany otworu wiertniczego przed przedostawaniem się do wnętrza studni materiału ziarnistego, wykonywana jest z połączonych rur stalowych zabezpieczonych przed korozją,
  • kolumna filtrowa – jej zadaniem jest umożliwienie dopływu wody do wnętrza studni; składa się z:
    − rury podfiltrowej – znajdującej się poniżej filtru i spełniającej rolę osadnika dla drobnych cząstek mineralnych, o długości 1 – 5 m,
    − filtra właściwego – umożliwia dopływ wody z warstwy wodonośnej do wnętrza studni,
    − rury nadfiltrowej – służącej do wykonania uszczelnienia między nią a rurą okładzinową, oraz do umieszczenia w ściankach rury wycięcia do opuszczania i wyjmowania filtru, długość 2 – 3 m.
  • obudowa studni – jest zakończeniem górnej części studni, zabezpiecza przed uszkodzeniem i zanieczyszczeniem.

Wykonanie studni
Zasadniczą czynnością przy budowie studni wierconych jest wiercenie w czasie którego powinno się jednocześnie
wprowadzać kolumny rur wiertniczych.
Wiercenie może być przeprowadzane:

  • ręcznie z mechanicznym wydobywaniem urobku dla studni do głębokości 100m,
  • z zastosowaniem maszyn wiertniczych.

Wiercenie ręczne z użyciem świdra udarowego stosowane jest w miękkich wapieniach i łupkach i polega na skrawaniu skał przez obrót świdra.
Przed rozpoczęciem wiercenia powinny być wykonane czynności wstępne:

  • niwelacja i oczyszczenie terenu,
  • wybudowanie „budki wiertacza”,
  • wybudowanie magazynu podręcznego,
  • zorganizowanie zaplecza sanitarnego,
  • zorganizowanie składowania urobku,
  • wykonanie szybu dla zakotwienia śrub i podnośników hydraulicznych dla wciskania i wyciągania rur, a następnie zasypanie go.

W skład typowego urządzenia wiertniczego powinny wchodzić:

  • wieża wiertnicza w postaci trójnogu lub czwórnogu uzbrojona w wlelokrążek,
  • wyciąg wiertniczy: kołowrót wiertniczy, wciągarka ręczna lub mechaniczna z bębnem linowym, hamulcem, sprzęgłem i silnikiem,
  • narzędzia wiertnicze do urabiania skał w otworze,
  • żerdzie i rury okładzinowe wraz z osprzętem.

Pierwsza rura okładzinowa zabezpieczona na końcu przed uszkodzeniem powinna być ustawiona dokładnie pionowo. Po dobraniu narzędzia do przewiercania gruntu łączy się je z liną lub żerdzią wiertniczą i wprowadza do otworu. Stosowany zestaw żerdzi to przewód wiertniczy wykonany z rur stalowych o długości 4 ÷ 6 m, i średnicy 38 ÷ 60 mm. Wiercenie przy użyciu żerdziowego przewodu wiertniczego odbywa się przez kręcenie żerdzią w prawo przy użyciu klucza umieszczonego na wysokości 1,2 m nad powierzchnią terenu. W miarę pogłębiania otworu powinna być opuszczana kolumna rur okładzinowych. W pokładach suchych i zwięzłych stosuje się wiercenie płuczkowe. Pompa płuczkowa ustawiona w pobliżu otworu wiertniczego na powierzchni terenu tłoczy wodę lub płuczkę iłową przez elastyczny wąż, głowicę płuczkową, żerdzie wiertnicze na dno odwiertu do świdra. Ciągła praca pompy sprawia, że płuczka wypływa w górę pomiędzy ścianami rur okładzinowych a kolumną żerdzi wiertniczych unosząc urobek z dna odwiertu. W osadnikach następuje sedymentacja osadu, a woda nadosadowa ponownie kierowana jest do otworu wiertniczego. Po doprowadzeniu odwiertu do podłoża warstwy wodonośnej powinna zostać założona rura podfiltrowa, a po opuszczeniu rur okładzinowych i sprawdzeniu głębokości filtr. Przed opuszczeniem filtru do otworu, górne końce rury nadfiltrowej powinny być nagwintowane na długości ok. 0,3 m w celu wykonania połączenia z rurą okładzinową. Odkręcając stopniowo żerdzie opuszcza się filtr aż do dna odwiertu. Podciągnięcie rur okładzinowych powoduje odsłonięcie części roboczej filtru. Dolna krawędź rur okładzinowych powinna być na tym samym poziomie co górna krawędź roboczej części filtru. Następnie powinna zostać wykonana obudowa studni wierconej.

Schemat urządzeń do wiercenia ręcznego udarowego z płuczką  
1-zbiornik czystej wody do płuczki, 2-pompa, 3-wąż elastyczny, 4-głowica płuczkowa, 5-osadniki, 6-odwiert
studzienny, 7-wahacz, 8-oś wahacza, 9-dźwigarka, 10-zamocowanie dźwigarki

studwi3

Warianty studni wierconej

  • z rurą osłonową – wariant stosowany gdy wodę ujmuje się z głębszych warstw wodonośnych. W otwór opuszcza się rurę osłonową a w nią perforowaną rurę filtracyjną, ale na większą głębokość – tak, aby znalazła się w warstwie wodonośnej. Dno studni jest zaślepione. Końcową czynnością jest opuszczenie w głąb studni pompy głębinowej. Górna część studni zakończona jest obudową z kręgów betonowych lub obudową z tworzywa sztucznego. W obudowie znajduje się zakończenie rury osłonowej, głowica (element łączący rurociąg tłoczny pompy głębinowej z przyłączem wodociągowym) i zawory służące do zamknięcia przepływu wody w rurociągu doprowadzającym wodę ze studni oraz zasilanie pompy,
  • bez rury osłonowej (studnia wąskorurowa) – jeśli poziom wody w studni podniósł się pod wpływem ciśnienia artezyjskiego i jest kilka metrów poniżej terenu. Sposób wykonania otworu w gruncie jest taki sam, jak w studni z rurą osłonową, ale pozostaje w nim tylko rura filtracyjna. Opuszcza się ją do warstwy wodonośnej. W studni wąskorurowej ze względu na podniesiony poziom wody można zastosować: pompę ssącą, napędzaną ręcznie pompę z opuszczonym tłokiem, lub małą pompę głębinową, jeżeli średnica rury filtracyjnej na to pozwala. Obudowę studni stanowi betonowy krąg.

Schemat studni wierconej  
1-filtr, 2-rura okładzinowa, 3-głowica studni, 4-obudowa studni, 5-pompa z silnikiem, 6-przewód tłoczny, 7-
doprowadzenie energii elektrycznej, 9-zasuwa, 10-wywietrznik, 11-właz, 12-rurka obserwacyjna, 13-zawór
zwrotny, 14-manometr

studwi4

Rodzaje filtrów

Schematy filtrów w studni wierconej 
a-filtr perforowany, b-filtr siatkowy, c-filtr żwirowy; 15-rura nadfiltrowa, 16-rura filtrowa, 17-rura podfiltrowa,
18-siatka filtracyjna, 19-drut z metalu nierdzewnego, 20-koszyczek, 21-filtr żwirowy

studwi2