Бурение скважин — какие бывают виды скважинных фильтров грубой очистки?

Вода из скважины, даже пробуренной специалистами первой буровой компании в Беларуси (цены от 70р. за 1м, +375(44) 566-00-33), редко бывает пригодна для питья без предварительной фильтрации. Ключевым элементом системы водоподготовки является скважинный фильтр грубой очистки, задерживающий крупные частицы песка, глины и ила. От его выбора напрямую зависит срок службы насоса и чистота воды в вашем доме.

В этой статье мы детально рассмотрим наиболее эффективные и распространенные типы фильтров грубой очистки, применяемых в скважинах, включая сетчатые фильтры из нержавеющей стали, гравийные обсыпки и щелевые фильтры. Мы разберем их преимущества и недостатки, области применения и критерии выбора, чтобы вы могли принять взвешенное решение, исходя из геологических особенностей вашего участка и предполагаемого дебета скважины.

Особое внимание будет уделено практическим рекомендациям по установке и обслуживанию фильтров, а также способам предотвращения засорения и продления срока их эксплуатации. Правильный выбор и своевременная замена фильтра – это гарантия чистой воды и надежной работы вашей скважины.

Бурение скважин: Виды Фильтров Грубой Очистки

Фильтры грубой очистки в скважинах предотвращают попадание крупных частиц (песка, гравия, глины) в насосное оборудование и водопроводную систему. Их выбор зависит от типа грунта, дебита скважины и требуемой степени очистки.

1. Щелевые фильтры: Состоят из перфорированной трубы с намотанной на нее проволокой клиновидного сечения. Ширина щели (от 0.5 мм и более) определяет размер задерживаемых частиц. Подходят для песчаных и гравийных грунтов с преобладанием крупных фракций. Преимущества: высокая прочность, длительный срок службы, относительно простая конструкция. Недостаток: меньшая площадь фильтрации по сравнению с другими типами.

2. Сетчатые фильтры: Изготавливаются из нержавеющей стали или полимерных материалов. Размеры ячеек сетки варьируются от 0.2 мм до нескольких миллиметров. Эффективны для мелкозернистых песков и супесей. Преимущества: большая площадь фильтрации, более тонкая очистка воды. Недостатки: меньшая прочность, подверженность засорению при высоких концентрациях взвешенных веществ.

3. Гравийные фильтры (обсыпка): Представляют собой слой гравия (фракции 2-5 мм или крупнее), который засыпается в пространство между обсадной трубой и фильтровой колонной. Гравий создает дополнительный барьер для крупных частиц и стабилизирует прискважинную зону. Используются в сочетании с щелевыми или сетчатыми фильтрами, особенно в неустойчивых грунтах. Преимущества: увеличение дебита скважины, предотвращение заиливания фильтра. Недостаток: требует тщательного подбора фракции гравия в соответствии с составом грунта.

4. Проволочные фильтры: Конструктивно схожи со щелевыми, но вместо проволоки клиновидного сечения используется профилированная проволока различной формы. Обеспечивают высокую пропускную способность и устойчивость к деформации. Применяются в сложных геологических условиях, в том числе при наличии плывунов.

Рекомендации:

При выборе фильтра учитывайте гранулометрический состав грунта, определенный по результатам геологических изысканий.

Для скважин с высоким содержанием железа и марганца рекомендуется использовать фильтры из нержавеющей стали.

Регулярно проводите профилактическую чистку фильтра для поддержания его работоспособности.

При бурении в неустойчивых грунтах предпочтительно использовать комбинацию гравийной обсыпки и щелевого фильтра.

Перфорированные Трубы: Просто и Надежно

Перфорированные трубы – один из самых простых и распространенных видов фильтров грубой очистки для скважин. Представляют собой трубы с отверстиями (перфорацией), предназначенные для пропускания воды и задержки крупных частиц грунта.

Материалы: Обычно изготавливаются из полиэтилена низкого давления (ПНД), поливинилхлорида (ПВХ), стали (нержавеющей или оцинкованной). ПНД и ПВХ предпочтительнее из-за устойчивости к коррозии и меньшего веса.

Типы перфорации: Различают круглую, щелевую и комбинированную перфорацию. Щелевая перфорация лучше задерживает мелкий песок, но более подвержена заиливанию. Круглая перфорация проще в изготовлении и очистке.

Размеры и расположение отверстий: Диаметр отверстий (или ширина щели) подбирается в зависимости от гранулометрического состава водоносного горизонта. Рекомендуемый диаметр отверстий для песчаных грунтов – 1-3 мм, для гравийных – 3-5 мм. Шаг перфорации должен обеспечивать достаточную пропускную способность.

Преимущества:

• Низкая стоимость.
• Простота монтажа.
• Устойчивость к химическому воздействию (для полимерных труб).

Недостатки:

• Невысокая эффективность фильтрации мелких частиц.
• Возможность заиливания и зарастания.
• Меньший срок службы по сравнению с более сложными фильтрами (особенно для стальных труб).

Рекомендации по применению: Перфорированные трубы эффективны в скважинах с крупнозернистым водоносным горизонтом, где не требуется высокая степень очистки воды. Для повышения эффективности рекомендуется обсыпка фильтра гравием или щебнем (создание гравийного фильтра).

Сетчатые Фильтры: Варианты Исполнения

Сетчатые фильтры, применяемые при бурении скважин, классифицируются по материалу изготовления, способу плетения сетки и конструктивным особенностям.

По материалу: Наиболее распространены сетки из нержавеющей стали (AISI 304, AISI 316). AISI 304 подходит для большинства типов вод, обладая хорошей коррозионной стойкостью. AISI 316 рекомендуется для агрессивных сред, содержащих хлориды или высокую минерализацию. Менее распространены, но иногда применяются латунные сетки, обладающие меньшей прочностью и устойчивостью к коррозии, но более доступные по цене. Выбор материала зависит от химического анализа воды и грунта.

По способу плетения: Выделяют полотняное (самое простое и доступное), саржевое (более плотное и прочное, задерживает мелкие частицы), и фильтровое (многослойное, обеспечивает максимальную степень очистки) плетение. Для грубой очистки в скважинах чаще используют полотняное и саржевое плетение. Фильтровое плетение применяют редко из-за высокого сопротивления потоку.

По конструктивным особенностям: Различают трубчатые (сетка натянута на перфорированную трубу), рамочные (сетка закреплена на раме) и проволочные (сетка намотана на каркас из проволоки) конструкции. Трубчатые фильтры обеспечивают равномерное распределение потока воды. Рамочные фильтры просты в изготовлении и ремонте. Проволочные фильтры характеризуются высокой пропускной способностью.

Рекомендации: При выборе сетчатого фильтра необходимо учитывать гранулометрический состав грунта. Размер ячейки сетки должен быть меньше размера частиц грунта, которые необходимо задержать, но достаточно большим, чтобы не создавать чрезмерное сопротивление потоку воды. Рекомендуется проводить анализ грунта для определения оптимального размера ячейки. Для песчаных грунтов обычно используются сетки с ячейкой 0.2-0.5 мм, для гравийных – 0.5-1.0 мм.

Гравийные Фильтры: Природная Фильтрация

Гравийные фильтры – эффективный метод предварительной очистки воды в скважине, особенно в водоносных слоях с высоким содержанием песка и мелких частиц. Они формируются вокруг обсадной трубы с фильтровой колонной и состоят из нескольких слоев гравия разной фракции, подобранной в соответствии с гранулометрическим составом водоносного горизонта.

Принцип работы: Многослойная гравийная обсыпка задерживает механические примеси, предотвращая засорение основной фильтровой сетки. Крупные частицы задерживаются более крупным гравием, мелкие – более мелким. Это увеличивает срок службы фильтра и повышает дебит скважины.

Преимущества:

• Повышенная пропускная способность по сравнению с безгравийными конструкциями.
• Продление срока службы основной фильтровой сетки.
• Возможность использования в сложных геологических условиях (пылеватые пески, плывуны).
• Относительная простота и доступность материалов.

Рекомендации по выбору гравия:

• Фракционный состав: Определяется гранулометрическим анализом песка из водоносного горизонта. Обычно используют 3-5 фракций гравия с постепенным уменьшением размера зерен от внешнего слоя к фильтру.
• Материал: Рекомендуется использовать окатанный кварцевый гравий, не содержащий глинистых и органических примесей.
• Размер зерен: Размер зерен первой (внешней) фракции должен быть в 5-10 раз больше среднего размера частиц песка водоносного горизонта. Последующие фракции подбираются с постепенным уменьшением размера зерен.
• Промывка: Перед использованием гравий необходимо тщательно промыть от пыли и грязи.

Монтаж: Гравий засыпается в пространство между обсадной трубой и стенками скважины слоями, начиная с самой мелкой фракции, прилегающей к фильтровой колонне. Каждый слой утрамбовывается для предотвращения просадок.

Важно: Правильный подбор фракционного состава гравия – ключевой фактор эффективности гравийного фильтра. Неправильный выбор может привести к быстрому заиливанию и снижению дебита скважины. Рекомендуется проведение гидрогеологических исследований для определения оптимальных параметров гравийной обсыпки.

Щелевые Фильтры: Высокая Пропускная Способность

Щелевые фильтры, также известные как проволочные или намоточные, выделяются повышенной пропускной способностью, критичной для скважин с высоким дебитом. Конструкция основана на формировании щелей заданного размера между профилированной проволокой (трапециевидной, треугольной) и опорными стержнями, обычно путем сварки. Это обеспечивает устойчивую форму щели, предотвращающую заклинивание частиц.

Преимущества щелевых фильтров: большая площадь фильтрующей поверхности на единицу длины по сравнению с сетчатыми или гравийными фильтрами; минимальное гидравлическое сопротивление, что уменьшает нагрузку на насосное оборудование; высокая устойчивость к кольматации за счет эффекта самоочистки, возникающего при изменении направления потока внутри фильтра.

Выбор размера щели зависит от гранулометрического состава водоносного горизонта. Рекомендуется проводить гранулометрический анализ для определения оптимального размера, обычно в диапазоне 0.5-2.0 мм для большинства песчаных водоносных слоев. Для мелкозернистых песков может потребоваться установка гравийной обсыпки в дополнение к щелевому фильтру для улучшения фильтрации и увеличения срока службы.

При монтаже щелевых фильтров важно обеспечить центровку и равномерное прилегание к стенкам скважины, особенно при использовании гравийной обсыпки. Неправильная установка может привести к локальной кольматации и снижению эффективности фильтра.

Материалом изготовления служит нержавеющая сталь AISI 304 или AISI 316, обеспечивающая высокую коррозионную стойкость в различных гидрохимических условиях. Выбор марки стали определяется составом воды и концентрацией агрессивных веществ.

В Беларуси буровая компания предлагает щелевые фильтры для скважин с ценами от 70р за 1м. Контакт: +375(44) 566-00-33.

Вопрос-ответ:

Какие материалы чаще всего используют при изготовлении фильтров для скважин? И влияет ли материал на срок службы фильтра?

В производстве фильтров грубой очистки для скважин обычно применяют различные виды металла (нержавеющая сталь, латунь), полимеры (полипропилен, ПВХ) и иногда текстильные материалы. Безусловно, материал оказывает прямое влияние на долговечность. Металлические, особенно из нержавеющей стали, наиболее устойчивы к коррозии и механическим повреждениям, поэтому и служат дольше. Полимерные варианты дешевле, но менее стойки к высоким температурам и деформациям. Текстильные фильтры, как правило, самые недолговечные и требуют частой замены или промывки.

У меня скважина на песок. Какой тип фильтра грубой очистки лучше всего подойдёт для защиты насоса от заиливания? Слышал про щелевые и проволочные. В чём разница и что выбрать?

Для скважины на песок действительно часто используют щелевые и проволочные фильтры. Разница в конструкции. Щелевой фильтр представляет собой трубу с узкими продольными прорезями. Проволочный фильтр состоит из каркаса, обвитого профилированной проволокой с заданным зазором между витками. Для скважины на песок обычно рекомендуют проволочные фильтры, так как они обладают большей площадью фильтрации, что снижает скорость потока воды через фильтрующий элемент и уменьшает риск заиливания. Кроме того, проволочная конструкция часто более устойчива к механическим нагрузкам и лучше удерживает мелкие частицы песка. Однако, выбор всегда зависит от конкретных условий скважины и гранулометрического состава песка.

Как часто нужно обслуживать или менять фильтр грубой очистки в скважине? Есть ли какие-то признаки, указывающие на необходимость замены?

Периодичность обслуживания фильтра зависит от нескольких факторов: типа фильтра, качества воды в скважине и интенсивности использования. В среднем, рекомендуется проводить визуальный осмотр фильтра не реже одного раза в год. Признаками, указывающими на необходимость чистки или замены, являются: снижение напора воды, появление мусора или осадка в воде, увеличение нагрузки на насос (что может быть слышно по изменению звука его работы) и падение дебита скважины. В зависимости от типа фильтра, его можно промыть, прочистить или заменить на новый. Регулярное обслуживание поможет продлить срок службы насосного оборудования и обеспечить стабильное водоснабжение.

Можно ли самостоятельно установить фильтр грубой очистки или лучше обратиться к специалистам? Если можно самому, то какие инструменты и навыки для этого понадобятся?

Установка фильтра грубой очистки в скважину вполне возможна самостоятельно, при наличии определённых навыков и инструментов. Потребуются: разводные ключи, инструменты для резки и соединения труб (в зависимости от материала трубопровода), уплотнительные материалы (лен, фум-лента), возможно сварочный аппарат (если используются металлические трубы). Важно понимать конструкцию скважины и водопроводной системы, уметь правильно подсоединять трубы, герметично их соединять, чтобы избежать протечек. Если у вас нет опыта работы с сантехническим оборудованием, или вы не уверены в своих силах, лучше обратиться к специалистам. Неправильная установка может привести к поломке насоса или загрязнению воды в скважине.