Brunnsvattenförsörjning

Vattenbrunnsdesign grundläggande element

Vid borrning av brunnar vidtas åtgärder för att skydda kanalen från utgjutning; för detta ingår flera grundläggande element i anordningen för vattenproducerande brunnar.

Ris. 4 Utseende på höljesrör

Hölje

Höljesrör används för att stärka och täta borrhålet, huvudmaterialen för deras tillverkning är metall, plast och asbestcement. Metallrör tillverkas av vanligt eller rostfritt stål, det finns även galvaniserade och emaljerade typer.

Förutom gängning är rör sammankopplade genom svetsning eller med hjälp av kopplingar.

Nyligen har HDPE-rör, som används ofta i vanliga sandbrunnar, varit särskilt populära. En plastproduktionssträng kan bestå av rör med en längd på 3 eller 6 meter, och deras ytterdiameter, utformad för installation av dränkbara elektriska pumpar, är vanligtvis 90, 113 eller 125 mm.

Bottenfilter

Anordningen för brunnar som producerar vatten på sand inkluderar nödvändigtvis ett filter, som är beläget i botten av höljessträngen och är nedsänkt i akvifären. Det finns flera typer av brunnsfilter som skiljer sig åt i design och funktionsprincip.

grus

Den enklaste typen skapas genom att lägga till finkornigt grus i botten av brunnen. Grusplattan förhindrar intag av slamlösning i brunnen från sand och slam från botten, vilket minskar belastningen på filterytorna på höljesrören och den elektriska pumpen.

Ris. 5 borrhålsfilter - designfunktioner

slitsad

En enkel anordning med en höljesvägg med tvärgående eller längsgående perforeringar i form av tunna snitt. Vatten passerar bra genom smala sprickor och små partiklar av sand silas bort. Denna design används huvudsakligen i HDPE-rör.

Retikulera

Det är ett fint nät tillverkat av korrosionsbeständiga material (livsmedelsklassat rostfritt stål eller glasfiber), som är mycket motståndskraftigt mot nötning. Den största nackdelen med konstruktionen är dess ökade motstånd mot vattenflöde (med 20-40%), i vissa fall, med en låg flödeshastighet, kan detta leda till brist på vatten i källan.

Perforerad

Designen används i förhållanden där hög hållfasthet krävs, det är ett rör med ett stort antal förtydligade runda hål. Det perforerade filtret används i källor med liten tillförselvolym och lågt tryck.

Tråd

Den är gjord av rostfri tråd med triangulär sektion lindad i täta rader på ett perforerat höljesrör. Den kännetecknas av hög hållfasthet och hållbarhet, direkt relaterad till tvärsnittet av tråden som används i den.

Alternativ för att distribuera vatten i ett privat hus

Det finns två huvudsakliga sätt att ansluta konsumenter till vattenförsörjningen, när man väljer ett alternativ tas hänsyn till mängden vatten som förbrukas och det erforderliga trycket i systemet.

Seriell (tee) anslutning. Systemet består av ett gemensamt rör för varm- och kallvattenförsörjning, från vilket vatten tillförs konsumenten med hjälp av tees, det är ekonomiskt och lätt att installera. Dess nackdel är en kraftig temperatursänkning när flera konsumenter är anslutna till linjen, och vattentrycket i systemet för den sista av dem kommer att vara mycket lägre än normalt.

Parallell (kollektor) anslutning. Med denna metod läggs rör separat från en gemensam uppsamlare till varje förbrukningsställe. Systemet kännetecknas av enhetligt vattentryck och temperatur genomgående, men kräver ett stort antal rör, vilket komplicerar installationen och är dyrare än den tidigare versionen.

Ris. 3 Serie och parallell vattendistribution

Principer för korrekt arrangemang

• Runt munnen måste packning av jorden eller gjutning av ett lager av betong utföras.
• Tätningen av den övre delen av stammen utförs med hänsyn till områdets geodetiska egenskaper.
• Kassongen måste isoleras.
• Installation av huvudet och tätningen utförs omedelbart efter borrning av axeln och pumpning av den.
• Pumputrustning monteras så nära munnen som möjligt.
• Rörläggningen av källan utförs med hänsyn till dess debitering.

Brunnshuvudrör är installationen av utrustning för att tillföra vatten till ytan genom inloppet till gruvschaktet. Pumpen, nedsänkt i hölje eller monterad på ytan, är ansluten till en slang som går genom huvudkåpan.

För caissonanordningen kommer det att krävas förberedelser av en solid och pålitlig grund. Runt gruvan gräver de jorden och häller ASG. Betong hälls på en välpackad bas med ett lager på upp till 10 centimeter. En sådan stiftelse tål både en plastcaisson och en tegellåda. Utanför måste väggarna behandlas med vattentätande material. Varmt inuti.

Installation och anslutning av dränkbar pump

För att installera en dränkbar pump används vanligtvis ett huvud, placerat i en caissongrop tillsammans med utrustning, eller en adapter skärs in i höljets sidovägg. I det senare fallet placeras alla automatiska noder i ett bostadshus eller ett separat uthus.

Fig.13 Schema för anslutning och installation av borrhålspumpar i brunnen

När du väljer automatisering för en pump är huvudkriteriet dess kostnad förknippad med den dränkbara elektriska pumpen som används. När du använder billiga elektriska pumpar av inhemsk eller kinesisk produktion är det tillräckligt att använda de enklaste automatiska enheterna - funktionerna hos dyra styrenheter med sådana enheter kommer inte att implementeras fullt ut. Om en dyr enhet köps (till exempel en Grundfos elektrisk pump för $ 1000) med frekvenskontroll av elmotorns rotationshastighet, är det ingen mening att använda andra enheter än den inbyggda Grundfos PM2-modulen.

Konceptet med design och de viktigaste delarna av brunnen

Designen för en brunn är en uppsättning element i en jordutgrävning med en diameter i diameter som är mycket mindre än deras längd, vilket säkerställer ett hållbart och pålitligt skapande av en kanal mellan jordens yta och den exponerade djupa reservoarvätskan. Huvudsyftet med borrhålskanalen är geologisk utforskning och utvärdering av underjordiska resurser, studie av sektionens struktur, upprätthållande av trycket från arbetslagret, övervakning av exploateringen av fyndigheter och utvinning av naturresurser.

Brunnar är indelade i följande komponenter:

• Borrhålet är en jordbearbetning i vilken hölje och filterrör finns.
• Mynningen är början på borrhålet från ett rörsegment fixerat på jordens yta.
• Bottenhål - den nedre delen av borrhålskanalen, botten.
• Cementringen är en cement-sandblandning som pumpas in i utrymmet mellan väggarna i brunnhålet och höljesröret, som utför funktionerna att täta och stärka brunnskanalen.

Ris. 2 Bra planering

• Filter - den nedre delen av brunnsrören, nedsänkt i reservoaren med resursen som utvinns. Som ett filter används en del av borrhålet utan höljesrör, på vars botten finkornigt grus eller en speciell filtreringsanordning placeras.
• Höljessträng - höljesrör som är sammankopplade och nedsänkta i borrhålet behövs för att isolera borrhålet från borrhålets jordsten. Ger effektiv och tillförlitlig drift av brunnen, förhindrar jord från att komma in i kanalen och skyddar den från yttre tryck.

Inom olje- och gasindustrin används mellanliggande fodersträngar för att separera inkompatibla geologiska zoner som kräver olika sätt att borra en brunnskanal.Inom borrindustrin används följande mellanliggande brunnssträngar:

• Fast. Täck hela stammen helt, oavsett placeringen av huvudintervallet.
• Shanks. Kolumner avsedda för att täcka endast det öppna hålsintervallet med delvis överlappning av huvudet.
• Flygblad. Särskilda mellanliggande höljessträngar som endast tjänar till att stänga de defekta luckorna i huvudsträngen, exklusive följande höljessträngar.

Ris. 3 Brunnssektion

Anslutningsschema och rördragning av ackumulatorn

För tillförlitlig drift av pumpen är den ansluten till ett automatiskt styrsystem, bestående av ett relä, en tryckmätare och en hydraulisk ackumulator. Den hydrauliska ackumulatorn är det mest massiva elementet och utför följande funktioner i systemet:

• Förhindrar vattenslag under pumpens på/av-cykler.
• Minskar den elektriska pumpens starttid och ökar därmed dess livslängd.
• Håller konstant tryck i systemet.
• Skapar en viss vattenförsörjning i avsaknad av vattenförsörjning.

Valet av utrustning för vattenintag innebär användning av en hydraulisk tank med den erforderliga volymen, som beräknas med hänsyn till vattenförbrukningen; vid köp är ballongliknande enheter oftare att föredra.

Under installationen måste ackumulatorn vara placerad bredvid huvudautomatiseringsanordningarna, som är anslutna direkt till hydraultankens inloppskoppling, eller en gren görs för att ansluta den i form av en flexibel förstärkt tryckslang av den önskade sektionen.

Fig.10 Installation av dränkbar pump

Brunnsrör är en förutsättning för att vattenförsörjningssystemet ska fungera optimalt. Den mest populära typen är användningen av en caisson - ett sådant system skyddar vattenledningen från att frysa på vintern och det är möjligt att installera pumputrustning från en volumetrisk hydraulisk tank och automatiska styrsystemanordningar i den.

Borrhålspumpar och automation

För vattenintag från brunnar används huvudsakligen yt- och nedsänkbara elektriska pumpar med centrifugalprincipen. Fördelen med denna design är möjligheten att skapa ett högt tryck i linjen, tack vare användningen av enheter med ett stort antal pumphjul, vilket gör det möjligt att öka trycket i varje efterföljande steg.

Dränkbara elektriska hushållspumpar kan lyfta vatten från mycket stora djup (ca 200 meter), medan yttyper används i källor med vattenspegel på ett djup av upp till 9 meter från jordytan. För att öka provtagningsdjupet på ytmodeller används ibland inbyggda eller nedsänkbara ejektorer, även om deras effektivitet sjunker avsevärt.

Ris. 11 Centrifugal elektrisk pump

Hydraulisk ackumulator, relä och tryckmätare

För att automatisera driften av pumputrustning för vattenintag används brunnsautomation eller en pumpstation, bestående av följande enheter:

• Hydraulisk ackumulator. Det är en volymetrisk metalltank med ett gummipäron inuti, som, när den elektriska pumpen slås på, fylls med vatten. Enheten undviker vattenslag i systemet och optimerar driften av den elektriska pumpen, vilket minskar antalet på- och avstängningscykler.
• Relä. Huvudelementet i det automatiska styrsystemet är en tryckbrytare, som är ansluten till ledningen med hjälp av en armatur. När trycket i systemet stiger över sina inställningar, avbryter det inbyggda membranet inuti relähuset, genom det mekaniska systemet, matningsspänningen till den elektriska pumpen, och den stängs av. Efter vattenförbrukning, när trycket i systemet sjunker, stänger reläet kontakterna och slår på den elektriska pumpen.
• Tryckmätare. Enheten är ett av huvudelementen i alla VVS-system, den låter dig kontrollera trycket och ställa in utrustning.

Ris.12 Automatisering i styrsystemet för elektriska pumpar

Utformningen av vattenbrunnar är inte särskilt komplicerad, de viktigaste interna elementen som installeras under borrning är höljesrör och ett filter i bottenhålsområdet. För vattenintag efter brunnsinstallation används ytterligare utrustning och tekniska system (caisson, huvud, adapter) för att effektivt ansluta den elektriska pumpen till källan, med hänsyn till dess plats och typ.

Detta är intressant: Fuktbeständigt laminat: vi överväger tillsammans

brunnshuvudutrustning

Höljesröret är tillverkat av metall, plast eller polyeten. Beroende på tillverkningsmaterialet installeras huvudet med olika tekniker. En fläns är svetsad till stålhöljet. Ett svar bifogas den, där all utrustning kommer att finnas. Omslaget måste vara dövt. En gänga och en fördelningsenhet monteras i den övre delen om en station används, och inte en dränkbar pump. Ett rör eller vattenslang träs genom locket.

Huvudet för ett polyeten- eller plaströr skiljer sig praktiskt taget inte från stål. Samma flänsar och bultar, men packningen mellan skarvarna är gummi, inte paronit. I fabriksversionen har huvudkåpan hål med spännhylsa för en slang eller rör som är nedsänkt i skaftet. Kabeln förs in genom en gummität tapp. För enkel installation och reparation är krokar fästa på flänsen på båda sidor.

Arrangemang av en artesisk brunn för ett hus på landet

På ett förortsområde är det nödvändigt att i förväg fastställa platsen för den framtida brunnen. Ägaren studerar projektet noggrant, även om en brunn som ligger i källaren är den mest lämpliga, eftersom den ger tillförlitligt skydd för pumputrustning och rörledningar.

Brunnar med ett djup på 20 m är utrustade med följande material:

• djup pump;
• sensorer som fångar den övre och nedre indikatorn på närvaron av vatten;
• en anordning som ger stabilt tryck i vattenledningen, hydrofor.

För ett borrdjup på mindre än 20 m installeras ett automatiskt pumpsystem. Dess huvudkomponenter är en hydrofor och en djuppump.

Enheten för en pumpstation för en artesisk brunn förutsätter närvaron av verktyg för arbete:

• tunn nylonsnöre;
• spole för lerjordar;
• bailers för akvifären;
• skruvborr;
• spadar;
• kopplingar;
• borra skedar.

Med hjälp av en sladd mäter ägaren det totala avståndet från vattennivån till jordens yta. Före borrning är det nödvändigt att köpa ett diagram som visar den geologiska delen av brunnens arbetssektion.

För en brunn mindre än 20 m installeras en pumpstation, där följande viktiga komponenter krävs:

• sugledning;
• vattenintag;
• pump;
• relä;
• vattenackumulator;
• motor;
• Tryckmätare.

När du använder pumpar för att arrangera en vattenbrunn bör deras positiva egenskaper beaktas, nämligen:

• överensstämmelse av prestanda med verkliga indikatorer;
• lönsamhet;
• minimalt underhåll;
• möjlighet till drift vid låga temperaturer.

Andra modifieringar av pumpstationer kan orsaka allvarligare defekter under drift:

• reläfel;
• frysning av vatten vid låga temperaturer;
• hög strömförbrukning.

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

Ett balanserat tillvägagångssätt krävs för valet av en pumpstation för en artesisk brunn. Dess djup bör beaktas.

För en brunn med ett djup på mindre än 10 m köps en enrörsinstallation, vilket minskar installationstiden. För djupare borrning är det nödvändigt att montera en tvårörsstation. De djupaste brunnarna kräver installation av annan dyr utrustning.

Som externt arbete, när du bygger en brunn, är det nödvändigt att installera en pumpstation.Höljesröret som sticker ut över marken till en höjd av 1 m är täckt från frysning på vintern. För att stärka pumpstationen i källaren skaffar de verktyg och material som:

• svetsmaskin;
• fyrkantsrör av stål;
• hörn;
• ankare;
• bultar;
• tegel.

Stationen installeras på ett ljusbord eller tegelförhöjning. Den svetsade strukturen är fixerad med bultar. För installation av ledningar är det nödvändigt att använda en ejektor.

Anordningen för alla anslutningar i ejektorn måste vara tätt.

För en tvårörsstation installeras ett huvud eller utlopp med önskad diameter, svetsad till höljet. I brunnen är avrinningsområdet förbundet med ett vertikalt rör som sträcker sig från huvudledningen. Anslutningen är fixerad med en nyckel, och ejektorn är monterad i brunnen. Vid den punkt där vattnet lämnar pumpstationen installeras filter för att rena vattnet.

En korrekt skapad vattenbrunn utrustad med en pumpstation kommer att ge en högkvalitativ försörjning av dricksvatten till ett hus på landet i många år.

Grundläggande metoder och utrustning för brunnskonstruktion

För vattenintag från brunnar, dränkbara och externa elektriska pumpar används pumpstationer, ytpumpningsutrustning kan placeras nära brunnshuvudet eller på något avstånd från det. För att ansluta elektriska pumpar till en borrhålskälla används olika metoder och utrustning, utformade för olika typer av elektriska pumpar.

fri höjd

Om det är nödvändigt att lösa problemet med att fixa en dränkbar elektrisk pump och skydda borrhålskanalen från penetration av smuts och sediment, används ett huvud som installeras över höljet. Enheten är designad för en standarddiameter, kan vara gjord av plast, stål eller gjutjärn, tål vikten av upphängd pumputrustning upp till 250 kg. i plastutförande och upp till 500 kg. när du använder metall. Standarddesignen tillhandahåller placeringen av en karbinhake för att hänga den elektriska pumpen och ett utlopp genom vilket tryckröret passerar när det är anslutet till ledningen.

Strukturellt är huvudet gjord av två delar, som är anslutna efter att den elektriska pumpen är nedsänkt i brunnen. För att göra detta läggs en fläns på höljet, trycker den mot jordens yta, en gummiring installeras och en andra fläns med en upphängd elektrisk pump placeras ovanpå och fixerar den orörligt med bultar.

Ris. 7 huvuden

Adapter

Adaptern låter dig ansluta en elektrisk centrifugalpump eller pumpstation till en brunn genom en rörledning om de är belägna på något avstånd. Samtidigt är rören belägna under jord, vilket utesluter att de fryser på vintern, den andra fördelen med denna anslutning är ökningen av nedsänkningsdjupet av tryckrörledningen i brunnen genom att sänka den under marknivån, vilket i ytpumpar inte överstiger 9 meter.

Adaptern är gjord i form av två delar, varav en med en tryckrörledning ansluten är placerad i borrhålskanalen och den andra med en vattenledning ansluten till den är placerad utanför. Båda delarna är anslutna genom höljesrörets väggar med hjälp av gängor och en isolerande gummipackning.

Ris. 8 Adapter - strukturell enhet

caissongrop

En caissongrop används i de fall där den elektriska pumpen och pumputrustningen för att automatisera dess drift är placerade nära brunnshuvudet. Vanligtvis är gropen gjord i form av en betongring, fördjupad i marken, ibland används plast- eller svetsade metallstrukturer, täckta med bituminös vattentätning. För att undvika att grundvatten tränger in i bottenhålet längs borrhålet täcks botten av gropen med en cement-sandmassa.

Vanligtvis placeras en pumpstation eller automatisk styrning av en djup elektrisk pump i caissonbrunnarna: en hydraulisk ackumulator, en tryck- och tomgångsomkopplare, en tryckmätare. Förutom isolering från grundvattnet ger caissonen skydd mot frysning inte bara av brunnshuvudet utan också av hela vattenledningen, som när den används är belägen under jord.

Ris. 10 Caisson väl

Funktionsprincip och sorter

Principen för drift av automatisering för en elektrisk pump i borrhålet är baserad på en förändring av de fysiska parametrarna för vattnet i ledningen och vattenintagskällan. Pumpen för en brunn med automatisering stängs av och på när trycket ändras, höjden på vattenpelaren i källan, hastigheten på vätskan genom rörledningen eller dess försvinnande i ledningen.

Vid användning av dränkbara elektriska pumpar installeras separata styrenheter och en hydraulisk ackumulator i rörledningen; i mer moderna modulära modeller är alla enheter kombinerade i en enhet.

När du använder ytenheter är alla kontrollelement monterade på en ram, modulen kallas en pumpstation - det är mycket bekvämare att använda den än att självständigt installera alla element i en linje.

Vilka faktorer påverkar utformningen av en vattenbrunn

Den korrekt valda designen av en vattenbrunn för vatten bestämmer dess viktigaste egenskaper, som inkluderar:

• Vattenbrunnspris.
• Noggrannhet av det utförda arbetet, deras kvalitet.
• Underhållbarhet.
• Sammansättning och egenskaper hos producerat vatten.
• Enhetsdebitering.

Faktorerna som designen av strukturen beror på inkluderar:

• Hydrogeologiska egenskaper i området där enheten byggs.
• Obligatorisk debitering.

Hydrogeologins beroende av utformningen av en vattenbrunn

Beroende på hydrogeologin kan det finnas sådana enhetsalternativ:

En vattenintagsbrunn med ett enda hölje, där höljessträngen också är i drift. Den används för konstruktion i stabila stenar, grunda, högst 35 meter, sandiga. För att minska kostnaderna för enheten är det möjligt att använda plaströr. Höljesträngen sänks ner i akvifären med två meter.

• Enväska enhet med öppen hålsektion. Det används oftast för små brunnar i kalksten. I detta fall löper höljet genom löst berg och anligger sedan mot kalksten. Därefter går ett öppet schakt till ett djup av upp till tio meter från början av kalkstenslagret.
• Artesisk brunn med produktionsrör av plast. Till sin design är den samma som den andra. Den används i byggnader där vattennivån är hög.
• Artesisk brunn med dubbelt hölje. Det ena stålhöljet går igenom alla lager som ligger ovanför akvifären, det andra går djupt ner i akvifären. Används när vattennivån är låg.
• Artesisk brunn med flera höljesrör och en ledare. Det görs vid svår geologi, när det finns instabila lager, kvicksand. Det första röret är gjort med den största diametern, och styrningen för de återstående rören är höljet.

Höljesnören

Höljet är ett system av speciella rör. Sådana element kan vara de första och sista. De kännetecknas av funktionalitet. Höljesträngar är avsedda för ett syfte - att isolera brunnens väggar under borrning från olika yttre påverkan. Först och främst beaktas trycket på brunnen. För att det ringformiga utrymmet ska kunna isoleras på ett tillförlitligt sätt är det nödvändigt att fylla gapet mellan höljessträngarna med en flytande betonglösning.

Det finns en speciell uppdelning av fodralsträngar efter syfte. Varje typ av sådana produkter är värda att överväga mer i detalj. De har vissa fördelar och nackdelar som bör övervägas.