Как определить уровень жидкости в скважине без прибора

Что такое статический и динамический уровень воды в скважине и как их проверить

Для автономного водоснабжения в частном доме обычно выбирают скважину. Качество получаемой жидкости из нее намного лучше, чем когда забор происходит из открытого водоема либо колодца. При создании и эксплуатации гидротехнического сооружения важно контролировать статический и динамический уровень воды в скважине.

Понятия статического и динамического уровня

Уровни нужны для определения дебита воды и глубины погружения насоса

Статический показатель равен дистанции от земной поверхности до уровня, на котором располагается зеркало воды в глубинной скважине в состоянии покоя, то есть, когда не работает напорное оборудование. Знание этого показателя позволяет оценить запас подземных источников. На характеристику влияет значение давления внутри пласта, а не сечение шахты артезианского гидросооружения или ее глубина.

Величина это непостоянная, она зависит о таких факторов:

• обилие осадков;
• число водопотребителей,
• интенсивная выкачка воды.

Замер проводят не позднее, чем через час после того, как волнения в скважине успокоились, например, был выключен насос. Также не стоит делать измерения после выпадения обильных осадков, чтобы не получить некорректную информацию. В поверхностных и песчаных водозаборах показатель обычно совпадает с уровнем подпочвенных вод.

От статической характеристики зависит динамический уровень, с помощью которого определяется глубина погружения скважинного насоса. Его измеряют при включенном напорном оборудовании от земной поверхности до водного зеркала. Чтобы у насосной установки не было сухого хода, ее нужно устанавливать ниже определенной отметки с небольшим запасом.

Для каждой помпы динамический показатель различный, он зависит от того, насколько насос производителен. Также на величину влияет сечение обсадных труб. Чем оно больше, тем медленнее будет понижаться уровень.

Насосное устройство по отношению к дну шахты должно располагаться на дистанции не меньше метра. Минимальный динамический уровень для водозабора и помпы от второй прокачки составит сумму этой величины и высоты аппарата. При дистанции от насосного устройства до дна менее полуметра прибор станет захватывать осадочный ил и песок, что скажется на его сроке эксплуатации и чистоте воды. Столб жидкости над напорным оборудованием также должен быть не меньше полуметра, чтобы снизить риск сухого хода.

При измерении нужно учитывать, что в период интенсивного водопотребления водяной столб в скважинном стволе опускается. В это же время из водоносного слоя в гидротехническую установку поступает жидкость. Чтобы значения были корректными, до измерения необходимо подождать примерно час при работающем насосном оборудовании.

Столб воды и дебит скважины

Проверку уровневых значений проводят спустя сутки после бурения гидротехнического сооружения и вносят данные в паспорт установки. Показатели нужны для того, чтобы определить дебит скважины. Он показывает, сколько воды может выдать источник за определенный временной отрезок, к примеру, 10 кубометров в день, либо 3 кубометра в час.

Чем меньше отличие между отметками уровней в процессе откачивания, тем больше дебит при применении напорного оборудования.

Зная данные уровней и производительность напорного устройства, дебитное значение рассчитать несложно. Если рассматривать на примере, то насос, способный поднимать в час куб жидкости, дает межуровневую разницу в пять метров. Если водяной столб чуть больше 15 метров, то фактический дебит окажется равен трем кубическим метрам в час либо 200 литрам на метр. Поскольку не рекомендовано снижение динамического уровня меньше чем на две трети от общей высоты столба воды, эксплуатационный дебит будет около двух кубов в час.

Если не производится откачка жидкости, дебетовое значение будет постоянно равно нулю. Это связано с тем, что забойный напор в стволе делается равным пластовому давлению. Когда достигаются такие условия, прекращается поступление жидкости в шахту.

Чтобы контролировать высоту водяного столба в источнике водозабора и отключать электродвигатель напорного оборудования, если показатель упал до критической отметки, рекомендовано установить датчик уровня воды, который позволит избежать работы всухую.

Как определить уровень воды в скважине

Контактный лотовый уровнемер

Первые измерения проводятся после обустройства гидросооружения и установки напорного оборудования. Но впоследствии производятся дополнительные замеры, чтобы контролировать скважинный дебит. Рекомендовано проверять уровневые показатели во время повышенного водозабора и при отсутствии осадков на протяжении хотя бы нескольких дней, когда жидкость в скважинной установке находится на минимуме. Обычно это отмечается в дачный сезон, когда много воды уходит на полив посадок.

Узнают уровневые показатели разными способами, в зависимости от измерительного прибора, именуемого уровнемером или УСК.

Чаще применяются простые тросовые модели и электроуровнемеры для замера уровня воды в скважинах. Если гидротехническое сооружение неглубокое, можно воспользоваться аппаратом, собранным самостоятельно.

Наиболее простыми являются тросовые уровнемеры. Конструктивно представляют собой катушку с намотанным измерительным тросом. Принцип работы уровнемера такой – опускают его в шахту до водного зеркала, затем по меткам на тросе определяют необходимый уровень. Но существуют устройства и с более сложной конструкцией.

Лотовые измерители

Конструктивно они похожи на лебедку, но на конце троса установлен лот-хлопушка. Как только этот элемент соприкоснется с поверхностью воды, раздастся хлопок, который является сигналом для проведения замера.

По конструкции лотовые измерители простые, при этом они не требуют источника электропитания. Но при выполнении точных замеров мешают посторонние звуки, в особенности если вода в шахте на большой глубине. Оптимальное расположение водного зеркала для замеров лотовым аппаратом – до ста метров от уровня земли.

Электроконтактные приборы

Такие устройства требуют подключения к сети электропитания. Чтобы обеспечить подачу электричества, контакт подсоединяют к трубе, являющейся проводником, посредством шнура и зажима.

Пользуются электроуровнемерами так:

1. Аппарат удерживают за ручку и включают тормозной рычаг.
2. Электрод с грузом опускают в скважинную шахту.
3. При соприкосновении контакта с водой, слышен характерный звук, а на катушке вспыхивает лампа-индикатор.
4. По нанесенной на трос разметке снимают показания.

На катушке прибора установлены специальные зацепы, чтобы ее можно было зафиксировать вверху обсадной трубы. Это позволяет защитить трос от вероятных повреждений.

Если на электроконтактном аппарате установлен термометр, он сможет выявить не только уровневые значения, но и водную температуру. Катушка оборудована дисплеем, где высвечиваются температурные показатели.

Волномеры

При установлении уровня воды в скважине используется звуковая волна. Волномер создает ее пневмовыстрелом из пневматической хлопушки. Дальше ведется регистрация времени прохождения звука от устья скважины до поверхности воды. Для этого используется устройство, которое пересчитывает время в расстояние.

Пневмовыстрел позволяет в затрубном пространстве держать повышенное давление, что уменьшает погрешность в определении уровневых показателей.

Ультразвуковые устройства

Различные виды ультразвуковых систем

Самые дорогостоящие приборы среди измерителей. Чтобы получить данные, эхолот подключают к компьютерному устройству. Приборы подобного типа не погружают в шахту, они работают следующим образом:

1. Ультразвуковой датчик располагают на скважинном устье.
2. Он посылает сигналы вниз.
3. Данные высвечиваются на дисплее.

Пользоваться ультразвуковым уровнемером разрешается лишь после обучения. Помимо выявления водного уровня, устройство можно использовать, чтобы найти повреждения трубы и установить степень их сложности.

Проще всего, если гидротехническое устройство создали профессионалы. Специалисты, занимающиеся пробиванием скважинных шахт, выдают паспорт на скважину, где указывают результат расчетов уровней и дебита. Помимо этих показаний в документе есть данные о габаритах и материале обсадных труб и советы по использованию подходящего напорного оборудования.

При отсутствии паспорта замеры придется провести самостоятельно. В этом случае необходимо приобретать напорное устройство с производительностью в четыре раза ниже дебита.

Источник

Как узнать глубину скважины: 10 способов и средств для определения глубины воды

Важнейшим параметром скважины на воду является ее глубина. Этот показатель напрямую влияет на уровень качества воды и расценки на буровые работы. Прейскурант компаний, предоставляющих подобные услуги, ориентирован на уровень заглубления, и хозяева участка не хотят платить за несуществующие метры. В тех случаях, когда скважина обустраивается своими силами, знание точной глубины помогает выбрать оптимальную помпу для выкачивания воды.

Что влияет на глубину скважины

На уровень заглубления гидротехнического сооружения влияет то, как в данной местности располагаются водоносные слои. Также большое значение имеет функция, которую будет выполнять добытая вода. Чтобы поливать огород и сад, можно брать жидкость верхних грунтовых вод: они могут располагаться на расстоянии 4-6 м от поверхности земли. Пригодные для питья горизонты находятся на порядок глубже (от 15 м).

Виды скважин в зависимости от их глубины

Существует три основных вида скважин:

1. Абиссинская (8-12 м). Простейшее гидротехническое сооружение, подходящее для самостоятельного обустройства на даче или загородном доме. Шахта входит в первый водоносный слой, и обычно используется для полива и технических целей. Если применить систему фильтров, такой водой можно восполнять и бытовые нужды.
2. Песчаная (15-30 м). Средний уровень дебита скважины на песок – 1 м³/ч, что позволяет обеспечить водой загородный дом или дачу средних размеров. Эту воду можно пить, однако потребуется периодическая чистка источника от заиливания.
3. Артезианская (70-100 м). Высокое качество извлекаемой таким образом жидкости объясняется наличием многослойной естественной фильтрации. Радует также дебит – от 3 м 3 /ч. Артезианская вода очень востребована в медицинской сфере благодаря наличию в ее составе полезных минералов. Вложенные финансы полностью окупаются долговечностью артезианского источника: обычно он служит не менее 60 лет.

Приглашенные для работы профессионалы, как правило, уже обладают данными прошлых геологических разведок, и могут заранее сообщить информацию о приблизительной глубине будущей скважины. При самостоятельном бурении эти параметры можно получить только после достижения водоносного слоя. Для этого используются несколько способов различной степени сложности.

Глубина водоносных слоев

Важно учитывать и тот факт, что на одном участке на разной глубине может залегать несколько водоносных слоев:

• Верховодка. Ближайший от поверхности земли слой, пролегающий на глубине 3,5-4 м. Пополняется за счет таяния снега и дождей, что объясняет наличие в воде большого количества грязи. Все эти примеси попадают в воду по мере ее просачивания сквозь почву. Небольшая дистанция не позволяет ей фильтроваться. Для верховодок характерны большие перепады объема: после атмосферных осадков уровень резко увеличивается, а в засушливые периоды может вообще пропадать. Скважины, питающиеся от верховодки, используются исключительно в технических целях.

• Грунтовые воды. Залегают на глубине около 10 м. Слой данного типа демонстрирует большую стабильность по сравнению с верховодкой, не пересыхая в морозную или засушливую погоду. Качество грунтовых вод также на порядок выше, что позволяет использовать их как в технических целях, так и для приготовления пищи.

• Межпластовые воды. Находятся на расстоянии 10-100 м от поверхности земли. Являются своеобразной прослойкой, разделяя два водоупорных пласта. Чаще всего скважины для питья обустраиваются именно на этом слое. Это объясняется высоким качеством воды и сравнительной дешевизной (по сравнению с артезианским слоем).

• Артезианские воды. Обычно пролегают на расстоянии 100 м и ниже от поверхности. Хотя бывают и исключения: в некоторых местностях артезианскую воду можно найти на глубине 50 метров. Воды из артезианского слоя имеют самую высокую степень чистоты.

Водоносные слои

Предварительное определение глубины скважины

Существует несколько способов, чтобы узнать примерную глубину скважины до начала бурения:

• Опрос соседей по участку. Если соседи используют скважину или колодец, всегда можно получить эту информацию у них. Еще лучше, если на скважину имеется техническая документация: там обычно указана не только глубина, но также дебит.

• Изучить данные геологических исследований. Подобный план является результатом инженерно-разведывательных мероприятий, произведенных в данной местности. Он содержит информацию о специфике почвы и схемы пролегания водоносных пластов. Имея на руках такую документацию, пробурить скважину намного проще.

• Тестовое бурение. Если требуются точные данные о глубине водоносного слоя на конкретном участке, можно заказать разведывательное бурение. Услуга эта довольно дорогая, и для частных нужд применяется только в исключительных случаях. Тестовое бурение

Указание в техническом паспорте скважины

По окончанию работы буровая компания обязательно предоставляет технический паспорт на готовую скважину с ее параметрами. Указана там также и глубина шахты, однако некоторые пользователи сомневаются в достоверности этих данных.

Образец технического паспорта на скважину

Можно сразу сказать, что приведением ложных показателей с целью получения дополнительной выгоды серьезные организации никогда не занимаются. Поэтому, чтобы не переживать за результат, лучше вести дела с фирмами, имеющими хорошую репутацию. Слишком недоверчивым заказчикам они всегда предложат присутствовать при бурении. Убедиться в достоверности информации можно лично, подсчитав использованные буровой установкой штанги.

Что касается подозрительных объявлений, обещающих обустройство скважины по дешевой цене, то их рекомендуется игнорировать.

Самодельный глубиномер

Это самый простой способ, позволяющий определить глубину колодца или неглубокой скважины. Его реализуют при помощи строительной рулетки, шнура и стального груза. Для проведения замеров таким способом лучше всего подходит ясная сухая погода. Оптимальные сроки – конец лета, начало осени. Дело в том, что в этот период подземные воды имеют наименьший уровень.

1. Определить диаметр скважины. Для этого используется линейка. Это даст возможность подобрать подходящий груз.
2. Внутрь шахты опустить бечевку с грузом на конце до того момента, пока шнур уменьшит свое натяжение. Это указывает на контакт с дном скважины.
3. Извлечь бечевку наружу и разложить по прямой линии на земле. Измерив сухую часть, определяют расстояние до водяного зеркала. Чтобы упростить задачу, перед началом процедуры шнур оснащают цветными лентами на одинаковом расстоянии.
4. Размер мокрого участка бечевки укажет на объем скважины источника.

Замер глубины скважины при помощи бечевки и грузила

Главным недостатком этого простого способа являются существенные ограничения по измеряемой глубине (не более 10 м).

Кроме того, размеры мокрого участка указывают только на статический уровень скважины, в то время как при установке помпы необходимо знать динамический уровень. Чтобы его определить, внутрь обсадной трубы продевают всасывающий шланг с фильтром на конце: он должен достать до дна. Включив помпу, засекают время до полного опорожнения запаса воды. Выключить насос нужно только после появления специфических хлюпающих звуков. После этого процедуру замера глубины повторяют еще раз: высота оставшейся воды и является динамическим уровнем.

Гидрогеологическая рулетка

Данный инструмент (сокращенно – РГЛМ) позволяет измерять скважины глубиной 10-50 м. Ограничения по диаметру обсадной трубы – не менее 20 мм. Гидротехническая рулетка состоит из корпуса, катушки с регулятором скорости, измерительной ленты и груза с хлопушкой.

Инструкция по использованию РГЛМ очень простая:

1. Ввести в трубу ленту с грузом. Опускать груз надо постепенно, для чего имеется специальный регулятор с тормозом.
2. Сигналом того, что вода достигнута, будет сильный хлопок.
3. Рулетку после хлопка сразу останавливают и снимают показания на шкале. Они укажут на уровень водоносного слоя.

Замер глубины скважины гидрогеологической рулеткой

Скважинный глубиномер

В основу работы прибора ИУГС положен принцип отраженного эхо-сигнала, посылаемого специальным излучателем. После отражения от дна данные обрабатываются внутри прибора. Таким образом можно определять глубину до 80 м с точностью до 150 мм. Рекомендуемый диаметр обсадной трубы – от 60 до 150 мм.

Глубиномер ИУГС состоит из электронного блока, акустического зонда и углового адаптера. Последнее устройство позволяет определить, есть ли отклонения от вертикальной линии. Очень удобно, что для питания используется аккумулятор: это дает возможность проводить работы вдали от линий электропередач.

Акустические глубиномеры очень популярны в также горнодобывающей промышленности. Единственным недостатком приборов данного типа является их дороговизна. Приобретать подобное устройство для бытового использование не очень выгодно. Более практичный вариант – брать глубиномер в аренду.

Кабель каротажного типа

Это устройство для определения глубины относится к механическим. Для наматывания каротажного кабеля используется катушка, имеющая мерный ролик. Он откалиброван с таким расчетом, чтобы на один виток приходился 1 м кабеля. Число оборотов катушки указывает на то, на какой глубине находится водоносный горизонт. Для того, чтобы произвести визуальный осмотр гидротехнического сооружения, на конец кабеля крепят портативную видеокамеру с аккумулятором.

Иногда предложенной точности каротажного кабеля не хватает. Чтобы исправить ситуацию, ленту оснащают магнитными метками, нанесенными с определенным шагом. Для считывания магнитных обозначений применяют специальный прибор. В процессе эксплуатации происходит постепенное растягивание троса, поэтому магнитную разметку рекомендуется время от времени обновлять.

Ультразвуковой уровнемер

Профессиональный прибор, принцип действия которого напоминает рассмотренное выше устройство ИУГС.

В этом случае вместо обычных звуковых волн для измерения используется ультразвук. Его импульсы посылаются в сторону преграды, и за счет определения разницы между временем посылки и возвращения сигнала выдается итоговый результат. Ультразвуковые уровнемеры позволяют определить уровень среды, не вступая с ней в непосредственный контакт. Их используют для работы в труднодоступных местах, к которым можно отнести и скважину.

Итоги

Необходимость точно определить глубину питьевой скважины обычно возникает в двух случаях. Первый – это когда нужно проверить работу буровой компании, т.к. расчет за работу проводится по метражу заглубления. Подобная информация также потребуется при самостоятельном обустройстве скважины: она поможет определиться с насосом. При выборе способа замера в учет берут необходимый уровень точности и свои финансовые возможности.

Источник