Zásobování studnou vodou

Základní prvky návrhu vodní studny

Při vrtání studní jsou přijímána opatření na ochranu kanálu před proléváním, k tomu je v zařízení studní na výrobu vody zahrnuto několik základních prvků.

Rýže. 4 Vzhled plášťových trubek

Kryt

Pažnicové trubky se používají ke zpevnění a utěsnění vrtu, hlavními materiály pro jejich výrobu jsou kov, plast a azbestocement. Kovové trubky se vyrábí z obyčejné nebo nerezové oceli, existují také pozinkované a smaltované typy.

Kromě závitování se trubky spojují svařováním nebo pomocí spojek.

V poslední době jsou obzvláště oblíbené HDPE trubky, které se hojně používají v běžných pískových vrtech. Plastový výrobní řetězec může být tvořen trubkami o délce 3 nebo 6 metrů a jejich vnější průměr, určený pro instalaci ponorných elektrických čerpadel, je obvykle 90, 113 nebo 125 mm.

Spodní filtr

Zařízení vrtů produkujících vodu na písku nutně obsahuje filtr, který je umístěn ve spodní části pažnicové větve a je ponořen do zvodnělé vrstvy. Existuje několik typů studňových filtrů, které se liší konstrukcí a principem činnosti.

štěrk

Nejjednodušší typ vzniká přidáním jemnozrnného štěrku na dno studny. Štěrkový polštář zabraňuje nasávání bahenního roztoku ve studni z písku a bahna ze dna a snižuje tak zatížení filtračních ploch pažnicových trubek a elektrického čerpadla.

Rýže. 5 Spodní filtry - konstrukční vlastnosti

štěrbinové

Jednoduché zařízení se stěnou pláště s příčnými nebo podélnými perforacemi ve formě tenkých řezů. Voda dobře prochází úzkými trhlinami a malé částečky písku jsou odlučovány. Tento design se používá hlavně v HDPE trubkách.

Síťovat

Jedná se o jemnou síťovinu z korozivzdorných materiálů (potravinářská nerezová ocel nebo sklolaminát), která je vysoce odolná proti oděru. Hlavní nevýhodou konstrukce je její zvýšená odolnost proti proudění vody (o 20-40%), v některých případech to může při nízkém průtoku vést k nedostatku vody ve zdroji.

Perforovaný

Provedení se používá v podmínkách, kde je požadována vysoká pevnost, jedná se o trubku s velkým množstvím vyčeřených kulatých otvorů. Perforovaný filtr se používá u zdrojů s malým objemem přívodu a nízkým tlakem.

Drát

Je vyroben z nerezového drátu trojúhelníkového průřezu navinutého v hustých řadách na perforované plášťové trubce. Vyznačuje se vysokou pevností a odolností, přímo související s průřezem drátu, který je v něm použit.

Možnosti distribuce vody v soukromém domě

Existují dva hlavní způsoby připojení spotřebitelů k přívodu vody, při výběru možnosti se bere v úvahu objem spotřebované vody a požadovaný tlak v systému.

Sériové (tee) připojení. Schéma se skládá ze společného potrubí pro přívod teplé a studené vody, ze kterého je voda dodávána spotřebiteli pomocí odpališť, je ekonomická a snadno se instaluje. Jeho nevýhodou je prudký pokles teploty, když je k lince připojeno několik spotřebičů, a tlak vody v systému pro poslední z nich bude mnohem nižší než obvykle.

Paralelní (kolektorové) zapojení. Při této metodě se potrubí pokládá odděleně od společného kolektoru ke každému odběrnému místu. Systém se vyznačuje rovnoměrným tlakem a teplotou vody v celém rozsahu, ale vyžaduje velký počet potrubí, což komplikuje instalaci a je dražší než předchozí verze.

Rýže. 3 Sériový a paralelní rozvod vody

Zásady správného uspořádání

• Kolem ústí je nutné provést zhutnění zeminy nebo zalití vrstvou betonu.
• Utěsnění horní části kmene se provádí s ohledem na geodetické vlastnosti oblasti.
• Keson musí být izolován.
• Montáž hlavy a těsnění se provádí ihned po vyvrtání hřídele a jejím čerpání.
• Čerpací zařízení je namontováno co nejblíže ústí.
• Potrubí zdroje se provádí s přihlédnutím k jeho debetu.

Potrubí studny je instalace zařízení pro přívod vody na povrch přes vtok do důlní šachty. Čerpadlo, ponořené v plášti nebo namontované na povrchu, je připojeno k hadici procházející krytem hlavy.

Pro zařízení kesonu bude vyžadována příprava pevného a spolehlivého základu. Kolem dolu vykopou zeminu a vysypou ASG. Beton se nalije na dobře zabalený podklad s vrstvou až 10 centimetrů. Takový základ odolá jak plastovému kesonu, tak zděné krabici. Venku musí být stěny ošetřeny hydroizolačními materiály. Uvnitř teplo.

Instalace a připojení ponorného čerpadla

K instalaci ponorného čerpadla se obvykle používá hlava, umístěná v kesonové jámě spolu se zařízením, nebo je adaptér vyříznut do boční stěny skříně. V druhém případě jsou všechny automatické uzly umístěny v obytné budově nebo samostatné přístavbě.

Obr.13 Schéma zapojení a instalace hlubinných čerpadel ve studni

Při výběru automatizace pro čerpadlo je hlavním kritériem její cena spojená s použitým ponorným elektrickým čerpadlem. Při použití levných elektrických čerpadel domácí nebo čínské výroby stačí použít nejjednodušší automatická zařízení - funkce drahých řídicích jednotek s takovými jednotkami nebudou plně implementovány. Pokud je zakoupeno drahé zařízení (například elektrické čerpadlo Grundfos za 1 000 $) s frekvenčním řízením rychlosti otáčení elektromotoru, nemá použití jiných zařízení než nativního modulu Grundfos PM2 žádný smysl.

Koncepce designu a hlavní prvky studny

Návrh pro studnu je soubor prvků zemního výkopu s průměrem mnohem menším než je jejich délka, což zajišťuje trvalé a spolehlivé vytvoření kanálu mezi zemským povrchem a exponovanou hlubokou zásobní tekutinou. Hlavním účelem vrtného kanálu je geologický průzkum a vyhodnocování podzemních zdrojů, studium struktury úseku, udržování tlaku pracovní vrstvy, sledování těžby ložisek a těžby přírodních zdrojů.

Studny jsou rozděleny do následujících složek:

• Vrt je půda, ve které jsou umístěny pažnice a filtrační trubky.
• Ústí je začátek vrtu z trubkového segmentu upevněného na povrchu země.
• Dno - spodní část vrtu, dno.
• Cementovací prstenec je směs cementu a písku čerpaná do prostoru mezi stěnami vrtu a pažnicí, která plní funkce těsnění a zpevnění kanálu vrtu.

Rýže. 2 Dobře plán

• Filtr – spodní část trubek pláště studny, ponořená v nádrži s vytěženým zdrojem. Jako filtr se používá část vrtu bez pažnicových trubek, na jejíž dno je umístěn jemnozrnný štěrk nebo speciální filtrační zařízení.
• Pažnice - pažnicové trubky spojené dohromady a ponořené do vrtu jsou potřebné k izolaci vrtu od hliněné horniny vrtu. Zajišťuje efektivní a spolehlivý provoz vrtu, zabraňuje vniknutí zeminy do kanálu a chrání jej před vnějším tlakem.

V ropném a plynárenském průmyslu se mezilehlé pažnicové řetězce používají k oddělení nekompatibilních geologických zón, které vyžadují různé způsoby vrtání vrtu.Ve vrtném průmyslu se používají následující střední vrtné kolony:

• Pevný. Kompletně zakryjte celý kmen, bez ohledu na umístění hlavního intervalu.
• Shanks. Sloupy určené pro opláštění pouze intervalu otevřených otvorů s částečným překrytím hlavního.
• letáky. Speciální meziplášťové struny, které slouží pouze k uzavření vadných mezer hlavní struny, s výjimkou následujících pažnicových strun.

Rýže. 3 Studna sekce

Schéma zapojení a potrubí akumulátoru

Pro spolehlivý provoz čerpadla je napojeno na automatický řídicí systém, skládající se z relé, manometru a hydraulického akumulátoru. Hydraulický akumulátor je nejmasivnější prvek a plní v systému následující funkce:

• Zabraňuje vodním rázům během cyklů zapnutí/vypnutí čerpadla.
• Zkracuje dobu zapnutí elektrického čerpadla a tím prodlužuje jeho životnost.
• Udržuje konstantní tlak v systému.
• Vytváří určitou zásobu vody při nedostatku vody.

Výběr zařízení pro příjem vody předpokládá použití hydraulické nádrže o požadovaném objemu, který se vypočítá s ohledem na spotřebu vody, při nákupu se častěji upřednostňují zařízení balónového typu.

Akumulátor musí být při montáži umístěn vedle hlavních automatizačních zařízení, která jsou napojena přímo na vstupní armaturu hydraulické nádrže, nebo je provedena odbočka pro připojení v podobě pružné zesílené tlakové hadice požadovaného úseku.

Obr.10 Instalace ponorného čerpadla

Potrubí studny je předpokladem pro optimální fungování vodovodního systému. Nejoblíbenějším typem je použití kesonu - takový systém chrání vodovodní potrubí v zimě před zamrznutím a je možné do něj instalovat čerpací zařízení z objemové hydraulické nádrže a zařízení automatického řízení.

Spádové čerpací jednotky a automatizace

Pro odběr vody ze studní se používají především povrchová a ponorná elektrická čerpadla odstředivého principu činnosti. Výhodou tohoto provedení je možnost vytvoření vysokého tlaku v potrubí, díky použití jednotek s velkým počtem oběžných kol, které umožňují zvýšení tlaku v každém dalším stupni.

Ponorná elektrická čerpadla pro domácnost mohou čerpat vodu z velmi velkých hloubek (asi 200 metrů), zatímco povrchové typy se používají ve zdrojích s vodním zrcadlem v hloubce až 9 metrů od povrchu země. Pro zvýšení hloubky vzorkování povrchových modelů se někdy používají vestavěné nebo ponorné ejektory, i když jejich účinnost výrazně klesá.

Rýže. 11 Odstředivé elektrické čerpadlo

Hydraulický akumulátor, relé a manometr

Pro automatizaci provozu čerpacího zařízení pro přívod vody se používá automatizace studní nebo čerpací stanice, která se skládá z následujících zařízení:

• Hydraulický akumulátor. Jedná se o objemovou kovovou nádrž s gumovou hruškou uvnitř, která se po zapnutí elektrického čerpadla naplní vodou. Zařízení zabraňuje vodním rázům v systému a optimalizuje provoz elektrického čerpadla, čímž snižuje počet jeho zapínacích a vypínacích cyklů.
• Relé. Hlavním prvkem automatického řídicího systému je tlakový spínač, který se k lince připojuje pomocí armatury. Když tlak v systému stoupne nad jeho nastavení, vestavěná membrána uvnitř pouzdra relé prostřednictvím mechanického systému přeruší napájecí napětí elektrického čerpadla a čerpadlo se vypne. Po spotřebování vody, když tlak v systému klesne, relé sepne kontakty a zapne elektrické čerpadlo.
• Tlakoměr. Zařízení je jedním z hlavních prvků v každém vodovodním systému, umožňuje vám ovládat tlak a nastavovat zařízení.

Rýže.12 Automatizace v řídicím systému elektrických čerpadel

Konstrukce studní není příliš složitá, hlavními vnitřními prvky, které se instalují při vrtání, jsou pažnicové trubky a filtr v oblasti dna. Pro příjem vody po instalaci studny se používají přídavná zařízení a inženýrské systémy (keson, hlava, adaptér) pro efektivní připojení elektrického čerpadla ke zdroji s ohledem na jeho umístění a typ.

To je zajímavé: Laminát odolný proti vlhkosti: zvažujeme společně

vybavení ústí vrtu

Plášťová trubka je vyrobena z kovu, plastu nebo polyethylenu. V závislosti na materiálu výroby je hlava instalována pomocí různých technologií. K ocelovému plášti je přivařena příruba. K němu je připojena odezva, na které bude umístěno veškeré vybavení. Kryt musí být hluchý. V horní části je namontován závit a rozvodná jednotka, pokud je použita stanice, nikoli ponorné čerpadlo. Víkem je provlečena trubka nebo hadice přívodu vody.

Hlava pro polyetylénovou nebo plastovou trubku se prakticky neliší od oceli. Stejné příruby a šrouby, ale těsnění mezi spoji je pryžové, ne paronitové. V továrním provedení má kryt hlavy otvory s kleštinou pro hadici nebo trubku, která je ponořena do hřídele. Kabel se zavádí přes gumový utěsněný nástavec. Pro snadnou instalaci a opravu jsou háčky upevněny na přírubě na obou stranách.

Uspořádání artéské studny pro venkovský dům

V příměstské oblasti je nutné předem stanovit umístění budoucí studny. Majitel pečlivě prostuduje projekt, i když studna umístěná v suterénu je nejvhodnější, protože poskytuje spolehlivou ochranu pro čerpací zařízení a potrubí.

Studny o hloubce 20 m jsou vybaveny následujícími materiály:

• hluboké čerpadlo;
• senzory, které snímají horní a spodní indikátor přítomnosti vody;
• zařízení, které zajišťuje stabilní tlak ve vodním potrubí, hydrofor.

Pro hloubku vrtání menší než 20 m je instalován automatický čerpací systém. Jeho hlavními součástmi jsou hydrofor a hluboké čerpadlo.

Zařízení čerpací stanice pro artéskou studnu předpokládá přítomnost nástrojů pro práci:

• tenká nylonová šňůra;
• cívka pro hlinité půdy;
• bailery pro vodonosnou vrstvu;
• šneková vrtačka;
• lopaty;
• spojky;
• vrtací lžíce.

Majitel pomocí šňůry změří celkovou vzdálenost od hladiny vody k povrchu země. Před vrtáním je nutné zakoupit schéma znázorňující geologický řez pracovního úseku vrtu.

Pro studnu menší než 20 m je instalována čerpací stanice, ve které jsou vyžadovány následující důležité komponenty:

• sací vedení;
• příjem vody;
• čerpadlo;
• relé;
• zásobník vody;
• motor;
• tlakoměr.

Při použití čerpadel pro uspořádání studny je třeba vzít v úvahu jejich pozitivní vlastnosti, a to:

• soulad výkonu se skutečnými ukazateli;
• ziskovost;
• minimální údržba;
• možnost provozu při nízkých teplotách.

Jiné úpravy čerpacích stanic mohou způsobit závažnější závady během provozu:

• porucha relé;
• zamrzání vody při nízkých teplotách;
• vysoká spotřeba energie.

https://youtube.com/watch?v=uAUMmgUgqpQ

K výběru čerpací stanice pro artéskou studnu je vyžadován vyvážený přístup. Je třeba vzít v úvahu jeho hloubku.

Pro studnu s hloubkou menší než 10 m se pořizuje jednotrubková instalace, která zkracuje dobu instalace. Pro hlubší vrtání je nutné namontovat dvoutrubkovou stanici. Nejhlubší vrty vyžadují instalaci dalšího drahého zařízení.

Jako externí práce je při stavbě studny nutné instalovat čerpací stanici.Pažnicová trubka vyčnívající nad terén do výšky 1 m je v zimě zakryta před zamrznutím. Pro posílení čerpací stanice v suterénu získávají nástroje a materiály, jako jsou:

• svářečka;
• ocelové čtvercové trubky;
• roh;
• kotvy;
• šrouby;
• cihlový.

Stanice se instaluje na světelný stůl nebo cihlovou fasádu. Svařovaná konstrukce je upevněna šrouby. Pro instalaci vedení je nutné použít vyhazovač.

Zařízení všech spojů v ejektoru musí být těsné.

U dvoutrubkové stanice je instalována hlava nebo vývod požadovaného průměru, přivařený k plášti. Ve studni je povodí napojeno na svislé potrubí vybíhající z hlavní. Spojení je upevněno klíčem a vyhazovač je namontován ve studni. V místě, kde voda opouští čerpací stanici, jsou instalovány filtry pro čištění vody.

Správně vytvořená studna vybavená čerpací stanicí poskytne kvalitní zásobování venkovského domu pitnou vodou po mnoho let.

Základní metody a zařízení pro stavbu studní

Pro odběr vody ze studní, ponorných a externích elektrických čerpadel se používají čerpací stanice, povrchové čerpací zařízení může být umístěno v blízkosti ústí vrtu nebo v určité vzdálenosti od něj. Pro připojení elektrických čerpadel k hlubinnému zdroji se používají různé metody a zařízení, určené pro různé typy elektrických čerpadel.

světlá výška

Pokud je nutné vyřešit otázku upevnění ponorného elektrického čerpadla a ochrany kanálu vrtu před pronikáním nečistot a usazenin, používá se hlavice, která se instaluje přes plášť. Zařízení je navrženo pro standardní průměr, může být vyrobeno z plastu, oceli nebo litiny, odolá hmotnosti závěsného čerpacího zařízení do 250 kg. v plastovém provedení a do 500 kg. při použití kovu. Standardní provedení počítá s umístěním karabiny pro zavěšení elektročerpadla a vývodem, kterým prochází tlaková trubka při připojení k vedení.

Konstrukčně je hlavice tvořena dvěma díly, které se spojí po ponoření elektrického čerpadla do studny. Za tímto účelem se na plášť nasadí příruba, přitlačí se k povrchu země, nainstaluje se pryžový kroužek a nahoře se umístí druhá příruba se zavěšeným elektrickým čerpadlem, která je nehybně upevněna šrouby.

Rýže. 7 hlav

Adaptér

Adaptér umožňuje připojit povrchové odstředivé elektrické čerpadlo nebo čerpací stanici ke studni potrubím, pokud jsou umístěny v určité vzdálenosti. Potrubí je přitom umístěno pod zemí, což vylučuje jejich zamrzání v zimním období, druhou výhodou tohoto spojení je zvýšení hloubky zanoření tlakového potrubí do vrtu jeho snížením pod úroveň terénu, což u povrchových čerpadel nepřesahuje 9 metrů.

Adaptér je vyroben ve formě dvou částí, z nichž jedna s připojeným tlakovým potrubím je umístěna v kanálu vrtu a druhá s připojeným vodovodním potrubím je umístěna venku. Obě části jsou spojeny skrz stěny plášťové trubky pomocí závitů a izolačního pryžového těsnění.

Rýže. 8 Adaptér - konstrukční zařízení

kesonová jáma

Kesonová jáma se používá v případech, kdy se elektrické čerpadlo a čerpací zařízení pro automatizaci jeho provozu nachází v blízkosti ústí vrtu. Obvykle je jáma vyrobena ve formě betonového prstence, prohloubeného do země, někdy se používají plastové nebo svařované kovové konstrukce, pokryté bitumenovou hydroizolací. Aby se zabránilo pronikání podzemní vody do spodního vrtu podél vrtu, je dno jámy pokryto cementově-pískovým potěrem.

Obvykle je v kesonových vrtech umístěna čerpací stanice nebo automatické ovládání hlubinného elektrického čerpadla: hydraulický akumulátor, spínač tlaku a volnoběhu, manometr. Kromě izolace od spodní vody zajišťuje keson ochranu před zamrznutím nejen ústí vrtu, ale i celého vodovodního řadu, který se při použití nachází pod zemí.

Rýže. 10 Kesonová studna

Princip činnosti a odrůdy

Princip činnosti automatizace pro hlubinné elektrické čerpadlo je založen na změně fyzikálních parametrů vody v potrubí a zdroje příjmu vody. Čerpadlo pro studnu s automatikou se vypíná a zapíná při změně tlaku, výšce vodního sloupce ve zdroji, rychlosti tekutiny potrubím nebo jejím zmizení v potrubí.

Při použití ponorných elektrických čerpadel jsou v potrubí instalovány samostatné řídicí jednotky a hydraulický akumulátor, u modernějších modulárních modelů jsou všechna zařízení sdružena v jeden celek.

Při použití povrchových jednotek jsou všechny ovládací prvky namontovány na jednom rámu, modul se nazývá čerpací stanice - je mnohem pohodlnější jej používat, než samostatně instalovat všechny prvky do řady.

Jaké faktory ovlivňují návrh vodní studny

Správně zvolený návrh studny na vodu určuje její nejdůležitější vlastnosti, mezi které patří:

• Cena studny.
• Pečlivost provedených prací, jejich kvalita.
• Udržitelnost.
• Složení a vlastnosti vyrobené vody.
• Debet zařízení.

Mezi faktory, na kterých závisí návrh konstrukce, patří:

• Hydrogeologické vlastnosti území, kde je zařízení budováno.
• Požadovaný debet.

Závislost hydrogeologie na návrhu vodní studny

V závislosti na hydrogeologii mohou existovat tyto možnosti zařízení:

Vodovodní studna s jedním pažnicí, kde pažnice je zároveň těžní studnou. Používá se pro stavbu ve stabilních skalách, mělkých, ne více než 35 metrů, písčitých. Pro snížení nákladů na zařízení je možné použít plastové plášťové trubky. Řetězec je snížen do vodonosné vrstvy o dva metry.

• Jedno pouzdro s otevřeným otvorem. Nejčastěji se používá pro malé studny ve vápenci. V tomto případě plášť prochází uvolněnou horninou a poté dosedá na vápenec. Poté jde otevřená šachta do hloubky až deseti metrů od začátku vápencové vrstvy.
• Artézská studna s plastovou výrobní trubkou. Designově je stejný jako druhý. Používá se v budovách, kde je vysoká hladina vody.
• Artézská studna s dvojitým pláštěm. Jeden ocelový plášť prochází všemi vrstvami, které leží nad vodonosnou vrstvou, druhý jde hluboko do vodonosné vrstvy. Používá se při nízké hladině vody.
• Artézská studna s několika pažnicemi a vodičem. Dělá se to v případě obtížné geologie, kdy jsou nestabilní vrstvy, pohyblivé písky. První trubka je vyrobena s největším průměrem a vodítkem pro zbývající trubky je plášť.

Struny pouzdra

Plášť je systém speciálních trubek. Takové prvky mohou být první a poslední. Vyznačují se funkčností. Pažnicové struny jsou určeny k jedinému účelu – k izolaci stěn studny při vrtání od různých vnějších vlivů. V první řadě se bere v úvahu tlak na studnu. Aby byl prstencový prostor spolehlivě izolován, je nutné vyplnit mezeru mezi pažnicemi roztokem tekutého betonu.

Existuje speciální rozdělení pažnicových strun podle účelu. Každý typ takových produktů stojí za zvážení podrobněji. Mají určité výhody a nevýhody, které je třeba vzít v úvahu.