Pozzo approvvigionamento idrico

Elementi di base del design del pozzo d'acqua

Durante la perforazione di pozzi, vengono prese misure per proteggere il canale dallo spargimento; per questo, diversi elementi di base sono inclusi nel dispositivo dei pozzi di produzione dell'acqua.

Riso. 4 Aspetto dei tubi di rivestimento

involucro

I tubi di rivestimento vengono utilizzati per rafforzare e sigillare il pozzo, i materiali principali per la loro fabbricazione sono metallo, plastica e cemento amianto. I tubi metallici sono prodotti in acciaio ordinario o inossidabile, esistono anche tipi zincati e smaltati.

Oltre alla filettatura, i tubi sono interconnessi mediante saldatura o mediante giunti.

Di recente, i tubi in HDPE, ampiamente utilizzati nei pozzi di sabbia comuni, sono stati particolarmente apprezzati. Una stringa di produzione in plastica può essere costituita da tubi di lunghezza pari a 3 o 6 metri, e il loro diametro esterno, progettato per l'installazione di elettropompe sommergibili, è solitamente di 90, 113 o 125 mm.

Filtro inferiore

Il dispositivo dei pozzi che producono acqua sulla sabbia include necessariamente un filtro, che si trova sul fondo della corda di involucro ed è immerso nella falda acquifera. Esistono diversi tipi di filtri per pozzi che differiscono per design e principio di funzionamento.

ghiaia

Il tipo più semplice viene creato aggiungendo ghiaia a grana fine sul fondo del pozzo. Il ghiaino impedisce l'aspirazione della soluzione di fango nel pozzo da sabbia e limo dal fondo, riducendo così il carico sulle superfici filtranti dei tubi di rivestimento e dell'elettropompa.

Riso. 5 Filtri a fondo pozzo - caratteristiche del design

scanalato

Un dispositivo semplice con una parete dell'involucro avente perforazioni trasversali o longitudinali sotto forma di tagli sottili. L'acqua passa bene attraverso fessure strette e piccole particelle di sabbia vengono schermate. Questo design è utilizzato principalmente nei tubi in HDPE.

Reticolare

È una maglia fine realizzata con materiali resistenti alla corrosione (acciaio inossidabile alimentare o fibra di vetro), altamente resistente all'abrasione. Lo svantaggio principale del progetto è la sua maggiore resistenza al flusso d'acqua (del 20-40%), in alcuni casi, con una bassa portata, ciò può portare a una mancanza d'acqua nella sorgente.

perforato

Il design è utilizzato in condizioni in cui è richiesta un'elevata resistenza, è un tubo con un gran numero di fori tondi chiarificati. Il filtro perforato viene utilizzato in sorgenti con un piccolo volume di alimentazione e bassa pressione.

Filo

È realizzato in filo inossidabile a sezione triangolare avvolto in file fitte su un tubo di rivestimento perforato. Si distingue per l'elevata resistenza e durata, direttamente correlate alla sezione trasversale del filo utilizzato in esso.

Opzioni per la distribuzione dell'acqua in una casa privata

Esistono due modi principali per collegare i consumatori alla rete idrica, quando si sceglie un'opzione, vengono presi in considerazione il volume d'acqua consumato e la pressione richiesta nel sistema.

Connessione seriale (a T). Lo schema consiste in un tubo comune per l'approvvigionamento di acqua calda e fredda, da cui l'acqua viene fornita al consumatore tramite tee, è economico e facile da installare. Il suo svantaggio è un forte calo della temperatura quando più utenze sono collegate alla linea e la pressione dell'acqua nel sistema per l'ultimo di esse sarà molto inferiore al normale.

Collegamento in parallelo (collettore). Con questo metodo, i tubi vengono posati separatamente da un collettore comune a ciascun punto di consumo. Il sistema è caratterizzato da pressione e temperatura dell'acqua uniformi in tutto, ma richiede un gran numero di tubi, il che complica l'installazione ed è più costoso rispetto alla versione precedente.

Riso. Distribuzione acqua in serie 3 e in parallelo

Principi di corretta disposizione

• Intorno alla bocca deve essere effettuata la compattazione del terreno o la colata di uno strato di calcestruzzo.
• La sigillatura della parte superiore del tronco viene effettuata tenendo conto delle caratteristiche geodetiche dell'area.
• Il cassone deve essere coibentato.
• L'installazione della testa e la tenuta vengono eseguite immediatamente dopo aver perforato l'albero e averlo pompato.
• L'attrezzatura di pompaggio è montata il più vicino possibile alla bocca.
• Il piping della sorgente viene effettuato tenendo conto del suo addebito.

Le tubazioni della testa di pozzo sono l'installazione di apparecchiature per la fornitura di acqua in superficie attraverso l'ingresso del pozzo della miniera. La pompa, sommersa nella cassa o montata in superficie, è collegata ad un tubo che passa attraverso il coperchio della testata.

Per il dispositivo del cassone sarà necessaria la preparazione di una base solida e affidabile. Intorno alla miniera scavano il terreno e versano l'ASG. Su una base ben imballata, il calcestruzzo viene colato con uno strato fino a 10 centimetri. Tale fondazione resisterà sia a un cassone di plastica che a una scatola di mattoni. All'esterno le pareti devono essere trattate con materiali impermeabilizzanti. Caldo dentro.

Installazione e collegamento pompa sommersa

Per installare una pompa sommersa, viene solitamente utilizzata una testata, posizionata in una fossa del cassone insieme all'attrezzatura, oppure un adattatore viene tagliato nella parete laterale dell'involucro. In quest'ultimo caso, tutti i nodi automatici sono collocati in un edificio residenziale o in una dependance separata.

Fig.13 Schema di collegamento e installazione di pompe da pozzo nel pozzo

Nella scelta dell'automazione per una pompa, il criterio principale è il suo costo associato all'elettropompa sommersa utilizzata. Quando si utilizzano elettropompe economiche di produzione domestica o cinese, è sufficiente utilizzare i dispositivi automatici più semplici: le funzioni di costose unità di controllo con tali unità non saranno completamente implementate. Se si acquista un dispositivo costoso (ad esempio una pompa elettrica Grundfos per 1000$) con controllo in frequenza della velocità di rotazione del motore elettrico, l'utilizzo di qualsiasi altro dispositivo diverso dal modulo PM2 Grundfos nativo non ha alcun senso.

Il concetto di design e gli elementi principali del pozzo

Il progetto per un pozzo è un insieme di elementi di uno scavo di terreno con un diametro di diametro molto inferiore alla loro lunghezza, che garantisce una creazione durevole e affidabile di un canale tra la superficie terrestre e il fluido profondo del giacimento esposto. Lo scopo principale del canale di trivellazione è l'esplorazione geologica e la valutazione delle risorse sotterranee, lo studio della struttura della sezione, il mantenimento della pressione dello strato di lavoro, il monitoraggio dello sfruttamento dei giacimenti e l'estrazione delle risorse naturali.

I pozzi sono suddivisi nei seguenti componenti:

• Il pozzo è uno scavo in cui si trovano tubi di rivestimento e filtri.
• La bocca è l'inizio del pozzo da un segmento di tubo fissato sulla superficie della terra.
• Bottomhole: la parte inferiore del canale del pozzo, il fondo.
• L'anello di cementazione è una miscela cemento-sabbia pompata nello spazio tra le pareti del pozzo e il tubo di rivestimento, che svolge le funzioni di sigillatura e rinforzo del canale del pozzo.

Riso. 2 Ben pianificato

• Filtro: la sezione inferiore dei tubi di rivestimento del pozzo, immersa nella formazione con la risorsa estratta. Come filtro viene utilizzata una parte del pozzo senza tubi di rivestimento, sul fondo del quale è posizionata ghiaia a grana fine o uno speciale dispositivo di filtraggio.
• Stringa dell'involucro: i tubi dell'involucro collegati tra loro e immersi nel pozzo sono necessari per isolare il pozzo dalla roccia terrosa del pozzo. Fornisce un funzionamento efficiente e affidabile del pozzo, impedendo al suolo di entrare nel canale e proteggendolo dalla pressione esterna.

Nell'industria petrolifera e del gas, le stringhe di rivestimento intermedie vengono utilizzate per separare zone geologiche incompatibili che richiedono diverse modalità di perforazione di un pozzo.Nell'industria della perforazione vengono utilizzate le seguenti stringhe di pozzi intermedi:

• Solido. Coprire completamente l'intero tronco, indipendentemente dalla posizione dell'intervallo principale.
• Shanks. Colonne destinate a rivestire solo l'intervallo a foro aperto con parziale sovrapposizione di quello principale.
• Volantini. Stringhe di involucro intermedie speciali che servono solo a chiudere gli spazi difettosi della stringa principale, escluse le stringhe di involucro successive.

Riso. 3 Pozzo sezione

Schema di collegamento e tubazioni dell'accumulatore

Per un funzionamento affidabile della pompa, è collegata a un sistema di controllo automatico, costituito da un relè, un manometro e un accumulatore idraulico. L'accumulatore idraulico è l'elemento più massiccio e svolge le seguenti funzioni nel sistema:

• Previene i colpi d'ariete durante i cicli di accensione/spegnimento della pompa.
• Riduce il tempo di accensione dell'elettropompa, aumentandone così la durata.
• Mantiene costante la pressione nel sistema.
• Crea un certo approvvigionamento di acqua in assenza di approvvigionamento idrico.

La scelta dell'attrezzatura per l'aspirazione dell'acqua implica l'uso di un serbatoio idraulico del volume richiesto, che viene calcolato tenendo conto del consumo di acqua; al momento dell'acquisto, sono più spesso preferiti i dispositivi a palloncino.

Durante l'installazione, l'accumulatore deve essere posizionato accanto ai principali dispositivi di automazione, che sono collegati direttamente al raccordo di ingresso del serbatoio idraulico, oppure viene realizzata una diramazione per collegarlo sotto forma di tubo flessibile di pressione rinforzato della sezione richiesta.

Fig.10 Installazione di una pompa sommersa

Le tubazioni dei pozzi sono un prerequisito per il funzionamento ottimale del sistema di approvvigionamento idrico. Il tipo più popolare è l'uso di un cassone: un tale sistema protegge la rete idrica dal congelamento in inverno ed è possibile installare apparecchiature di pompaggio da un serbatoio idraulico volumetrico e dispositivi di sistema di controllo automatico al suo interno.

Gruppi di pompaggio a fondo pozzo e automazione

Per l'aspirazione dell'acqua dai pozzi vengono utilizzate principalmente elettropompe di superficie e sommergibili del principio di funzionamento centrifugo. Il vantaggio di questo design è la possibilità di creare un'alta pressione nella linea, grazie all'utilizzo di unità con un numero elevato di giranti, che consentono di aumentare la pressione in ogni fase successiva.

Le elettropompe sommergibili domestiche possono sollevare l'acqua da profondità molto grandi (circa 200 metri), mentre i tipi di superficie sono utilizzati in sorgenti con uno specchio d'acqua a una profondità fino a 9 metri dalla superficie della terra. Per aumentare la profondità di campionamento dei modelli di superficie, a volte vengono utilizzati eiettori integrati o sommergibili, sebbene la loro efficienza diminuisca in modo significativo.

Riso. 11 Elettropompa centrifuga

Accumulatore idraulico, relè e manometro

Per automatizzare il funzionamento delle apparecchiature di pompaggio di aspirazione dell'acqua, viene utilizzata l'automazione del pozzo o una stazione di pompaggio, costituita dai seguenti dispositivi:

• Accumulatore idraulico. Si tratta di una vasca volumetrica metallica con all'interno una pera di gomma che, all'accensione dell'elettropompa, si riempie d'acqua. Il dispositivo evita il colpo d'ariete nell'impianto e ottimizza il funzionamento dell'elettropompa, riducendo il numero dei suoi cicli di accensione e spegnimento.
• Relè. L'elemento principale del sistema di controllo automatico è un pressostato, che è collegato alla linea tramite un raccordo. Quando la pressione nell'impianto sale al di sopra dei valori impostati, la membrana incorporata all'interno dell'alloggiamento del relè, tramite il sistema meccanico, interrompe la tensione di alimentazione all'elettropompa, che si spegne. Dopo il consumo di acqua, quando la pressione nell'impianto diminuisce, il relè chiude i contatti e accende l'elettropompa.
• Manometro. Il dispositivo è uno degli elementi principali in qualsiasi sistema idraulico, consente di controllare la pressione e impostare le apparecchiature.

Riso.12 L'automazione nel sistema di controllo delle elettropompe

La progettazione dei pozzi d'acqua non è molto complicata, i principali elementi interni che vengono installati durante la perforazione sono tubi di rivestimento e un filtro nella zona del fondo. Per l'aspirazione dell'acqua dopo l'installazione del pozzo, vengono utilizzate apparecchiature e sistemi di ingegneria aggiuntivi (cassone, testata, adattatore) per collegare efficacemente l'elettropompa alla fonte, tenendo conto della sua posizione e tipo.

Questo è interessante: Laminato resistente all'umidità: consideriamo insieme

attrezzatura per pozzo

Il tubo dell'involucro è realizzato in metallo, plastica o polietilene. A seconda del materiale di fabbricazione, la testa viene installata utilizzando diverse tecnologie. Una flangia è saldata all'involucro in acciaio. Ad esso è allegata una risposta, su cui saranno posizionate tutte le apparecchiature. La copertina deve essere sorda. Nella parte superiore sono montati un filetto e un'unità di distribuzione se si utilizza una stazione e non una pompa sommersa. Un tubo o un tubo flessibile di alimentazione dell'acqua è infilato attraverso il coperchio.

La testa per un tubo in polietilene o plastica praticamente non differisce dall'acciaio. Le stesse flange e bulloni, ma la guarnizione tra i giunti è in gomma, non paronite. Nella versione di fabbrica, il coperchio della testa è dotato di fori con una fascetta per un tubo o un tubo immerso nell'albero. Il cavo viene inserito attraverso un raccordo sigillato in gomma. Per facilitare l'installazione e la riparazione, i ganci sono fissati sulla flangia su entrambi i lati.

Predisposizione pozzo artesiano per casa di campagna

Su un'area periferica, è necessario stabilire in anticipo l'ubicazione del pozzo futuro. Il proprietario studia attentamente il progetto, sebbene un pozzo situato nel seminterrato sia il più appropriato, perché fornisce una protezione affidabile per le apparecchiature di pompaggio e le tubazioni.

I pozzi con una profondità di 20 m sono dotati dei seguenti materiali:

• pompa profonda;
• sensori che catturano l'indicatore superiore e inferiore della presenza di acqua;
• un dispositivo che fornisce una pressione stabile nel condotto dell'acqua, idroforo.

Per una profondità di perforazione inferiore a 20 m è installato un sistema di pompaggio automatico. I suoi componenti principali sono un idroforo e una pompa profonda.

Il dispositivo di una stazione di pompaggio per pozzo artesiano presuppone la presenza di strumenti per il lavoro:

• cavo di nylon sottile;
• bobina per terreni argillosi;
• sacchi per la falda acquifera;
• trapano a coclea;
• pale;
• giunti;
• cucchiai da trapano.

Usando una corda, il proprietario misura la distanza totale dal livello dell'acqua alla superficie della terra. Prima della perforazione è necessario acquistare uno schema che mostri la sezione geologica della sezione di lavoro del pozzo.

Per un pozzo inferiore a 20 m è installata una stazione di pompaggio, nella quale sono necessari i seguenti importanti componenti:

• linea di aspirazione;
• presa d'acqua;
• pompa;
• relè;
• accumulatore d'acqua;
• il motore;
• manometro.

Quando si utilizzano pompe per organizzare un pozzo d'acqua, è necessario tenere conto delle loro qualità positive, vale a dire:

• conformità delle prestazioni con indicatori reali;
• redditività;
• manutenzione minima;
• possibilità di funzionamento a basse temperature.

Altre modifiche alle stazioni di pompaggio possono causare difetti più gravi durante il funzionamento:

• guasto del relè;
• congelamento dell'acqua a basse temperature;
• elevato consumo energetico.

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

È necessario un approccio equilibrato alla scelta di una stazione di pompaggio per un pozzo artesiano. La sua profondità dovrebbe essere presa in considerazione.

Per un pozzo con una profondità inferiore a 10 m, viene acquistata un'installazione monotubo, che riduce i tempi di installazione. Per perforazioni più profonde è necessario montare una stazione a due tubi. I pozzi più profondi richiedono l'installazione di altre apparecchiature costose.

Come opera esterna, quando si costruisce un pozzo, è necessario installare una stazione di pompaggio.Il tubo di rivestimento che sporge dal suolo per un'altezza di 1 m è coperto dal gelo in inverno. Per rafforzare la stazione di pompaggio nel seminterrato, acquisiscono strumenti e materiali come:

• saldatrice;
• tubi quadrati in acciaio;
• angolo;
• ancore;
• bulloni;
• mattone.

La stazione è installata su un tavolo luminoso o su un prospetto in mattoni. La struttura saldata è fissata con bulloni. Per l'installazione delle linee è necessario utilizzare un eiettore.

Il dispositivo di tutte le connessioni nell'eiettore deve essere stretto.

Per una stazione a due tubi, viene installata una testa o un'uscita del diametro richiesto, saldata all'involucro. Nel pozzo, il bacino di utenza è unito ad un tubo verticale che si estende dalla conduttura. La connessione è fissata con una chiave e l'espulsore è montato nel pozzo. Nel punto in cui l'acqua esce dalla stazione di pompaggio, vengono installati filtri per purificare l'acqua.

Un pozzo d'acqua adeguatamente creato dotato di una stazione di pompaggio fornirà per molti anni una fornitura di acqua potabile di alta qualità a una casa di campagna.

Metodi e attrezzature di base per la costruzione di pozzi

Per l'aspirazione dell'acqua dai pozzi vengono utilizzate elettropompe sommergibili ed esterne, stazioni di pompaggio, apparecchiature di pompaggio di superficie possono essere posizionate vicino alla testa pozzo o ad una certa distanza da essa. Per collegare le elettropompe a una sorgente a fondo pozzo, vengono utilizzati vari metodi e attrezzature, progettati per diversi tipi di elettropompe.

altezza libera

Se è necessario risolvere il problema del fissaggio di un'elettropompa sommersa e della protezione del canale del pozzo dalla penetrazione di sporco e sedimenti, viene utilizzata una testata, che viene installata sopra l'involucro. Il dispositivo è progettato per un diametro standard, può essere realizzato in plastica, acciaio o ghisa, può sopportare il peso di apparecchiature di pompaggio sospese fino a 250 kg. in versione plastica e fino a 500 kg. quando si usa il metallo. Il design standard prevede il posizionamento di un moschettone per appendere l'elettropompa e un'uscita attraverso la quale passa il tubo di pressione quando collegato alla linea.

Strutturalmente la testata è composta da due parti, che si collegano dopo che l'elettropompa è stata immersa nel pozzo. Per fare ciò, viene applicata una flangia sull'involucro, premendolo sulla superficie della terra, viene installato un anello di gomma e sulla parte superiore viene posizionata una seconda flangia con un'elettropompa sospesa, fissandola immobile con bulloni.

Riso. 7 teste

Adattatore

L'adattatore consente di collegare un'elettropompa centrifuga di superficie o una stazione di pompaggio a un pozzo attraverso una tubazione se si trovano a una certa distanza. Allo stesso tempo, i tubi sono interrati, il che esclude il loro congelamento in inverno, il secondo vantaggio di questo collegamento è l'aumento della profondità di immersione della condotta in pressione nel pozzo abbassandola sotto il livello del suolo, che nelle pompe di superficie non supera i 9 metri.

L'adattatore è realizzato sotto forma di due parti, una delle quali con una tubazione in pressione collegata si trova nel canale del pozzo e la seconda con una conduttura dell'acqua collegata ad essa si trova all'esterno. Entrambe le parti sono collegate attraverso le pareti del tubo dell'involucro mediante filettature e una guarnizione isolante in gomma.

Riso. 8 Adattatore - dispositivo strutturale

fossa del cassone

Una fossa a cassone viene utilizzata nei casi in cui l'elettropompa e le apparecchiature di pompaggio per automatizzarne il funzionamento si trovano vicino alla testa pozzo. Solitamente la fossa è realizzata a forma di anello di cemento, approfondito nel terreno, a volte vengono utilizzate strutture in plastica o metalliche saldate, rivestite con impermeabilizzazione bituminosa. Per evitare la penetrazione delle acque sotterranee nel pozzo di fondo lungo il pozzo, il fondo della fossa è coperto con un massetto di cemento e sabbia.

Solitamente, nei pozzi del cassone è collocata una stazione di pompaggio o un controllo automatico di una pompa elettrica profonda: un accumulatore idraulico, un pressostato e un interruttore del minimo, un manometro. Oltre all'isolamento dalle acque sotterranee, il cassone fornisce protezione contro il gelo non solo della testa pozzo, ma anche dell'intera rete idrica, che, quando utilizzata, si trova nel sottosuolo.

Riso. 10 Cassone bene

Principio di funzionamento e varietà

Il principio di funzionamento dell'automazione per un'elettropompa da fondo pozzo si basa su una modifica dei parametri fisici dell'acqua in linea e della fonte di immissione dell'acqua. La pompa per un pozzo con automazione viene spenta e accesa al variare della pressione, dell'altezza della colonna d'acqua nella sorgente, della velocità del fluido attraverso la tubazione o della sua scomparsa nella linea.

Quando si utilizzano elettropompe sommergibili, nella tubazione vengono installate unità di controllo separate e un accumulatore idraulico; nei modelli modulari più moderni, tutti i dispositivi sono combinati in un'unica unità.

Quando si utilizzano unità di superficie, tutti gli elementi di controllo sono montati su un telaio, il modulo è chiamato stazione di pompaggio: è molto più conveniente utilizzarlo che installare autonomamente tutti gli elementi in linea.

Quali fattori influenzano la progettazione di un pozzo d'acqua

La progettazione correttamente scelta di un pozzo d'acqua per l'acqua determina le sue caratteristiche più importanti, che includono:

• Prezzo del pozzo d'acqua.
• La cura del lavoro svolto, la loro qualità.
• Manutenibilità.
• Composizione e proprietà dell'acqua prodotta.
• Addebito dispositivo.

I fattori da cui dipende la progettazione della struttura includono:

• Caratteristiche idrogeologiche dell'area in cui è in costruzione il dispositivo.
• Addebito richiesto.

Dipendenza dell'idrogeologia dal progetto di un pozzo d'acqua

A seconda dell'idrogeologia, potrebbero esserci tali opzioni del dispositivo:

Un pozzo di presa d'acqua con un unico involucro, dove è operativa anche la stringa di involucro. Viene utilizzato per la costruzione in rocce stabili, poco profonde, non più di 35 metri, sabbiose. Per ridurre il costo del dispositivo, è possibile utilizzare tubi con rivestimento in plastica. La corda di rivestimento viene calata nella falda acquifera di due metri.

• Dispositivo a cassa singola con sezione a foro aperto. Viene spesso utilizzato per piccoli pozzi nel calcare. In questo caso, l'involucro scorre attraverso la roccia sciolta e poi si appoggia contro il calcare. Successivamente, un pozzo aperto arriva a una profondità fino a dieci metri dall'inizio dello strato calcareo.
• Pozzo artesiano con tubo di produzione in plastica. In base alla progettazione, è lo stesso del secondo. Viene utilizzato negli edifici in cui il livello dell'acqua è alto.
• Pozzo artesiano con doppio involucro. Un involucro d'acciaio attraversa tutti gli strati che si trovano sopra la falda acquifera, l'altro va in profondità nella falda acquifera. Usato quando il livello dell'acqua è basso.
• Pozzo artesiano con diversi tubi di rivestimento e un conduttore. Si fa in caso di geologia difficile, quando ci sono strati instabili, sabbie mobili. Il primo tubo è realizzato con il diametro più grande e la guida per i restanti tubi è l'involucro.

Corde dell'involucro

L'involucro è un sistema di tubi speciali. Tali elementi possono essere il primo e l'ultimo. Si distinguono per funzionalità. Le stringhe dell'involucro hanno uno scopo: isolare le pareti del pozzo durante la perforazione da varie influenze esterne. Innanzitutto, viene presa in considerazione la pressione sul pozzo. Affinché lo spazio anulare sia isolato in modo affidabile, è necessario riempire lo spazio tra le stringhe dell'involucro con una soluzione di calcestruzzo liquido.

C'è una divisione speciale delle stringhe di involucro per scopo. Vale la pena considerare ogni tipo di tali prodotti in modo più dettagliato. Hanno alcuni vantaggi e svantaggi che dovrebbero essere considerati.