Какой насос используют для прокачки скважины после бурения: подходящие типы, ограничения и причины износа

После бурения вода из скважины редко сразу становится прозрачной. В стволе и прифильтровой зоне остаются частицы песка, глины, бурового шлама и мелких пород. Их необходимо удалить, чтобы скважина вышла на устойчивый режим работы и качество воды перестало заметно меняться при продолжительном водоотборе.

Для этой задачи используют насос, способный работать в условиях повышенного содержания механических примесей. Обычный насос, который впоследствии будет постоянно обеспечивать дом водой, не всегда подходит для начальной прокачки. Наиболее сложный период приходится именно на первые часы и циклы водоотбора: концентрация взвеси может быть высокой, а частицы — достаточно крупными и абразивными.

Выбор оборудования зависит не только от глубины скважины. Имеют значение тип источника, уровень воды, количество песка, конструкция обсадной колонны, допустимый размер частиц для конкретного насоса и требуемый напор. Универсального насоса, одинаково удачного для любой скважины, нет.

Зачем вообще прокачивают скважину после бурения

Прокачка нужна не для простой замены находящейся в трубе воды на свежую. Ее основная задача — удалить мелкие частицы, оставшиеся после буровых работ, и сформировать устойчивый приток воды к водоприемной части скважины.

Во время сооружения источника окружающая порода нарушается. В воде могут находиться:

• песок различной фракции;
• частицы глины;
• буровой шлам;
• мелкая каменная крошка;
• взвешенные минеральные частицы;
• продукты размыва породы возле фильтра.

По мере водоотбора содержание примесей обычно уменьшается. Если конструкция скважины исправна и водоносный горизонт позволяет получить стабильный приток, вода постепенно становится чище.

Однако продолжительное наличие большого количества песка нельзя автоматически считать нормальным следствием недостаточной прокачки. Иногда это связано с повреждением фильтра, неподходящей фильтровой обсыпкой, особенностями водоносной породы или дефектами конструкции.

Какой насос чаще используют для прокачки

Главное требование к оборудованию — способность переносить более загрязненную воду, чем та, для которой рассчитаны обычные бытовые скважинные насосы.

Для прокачки могут рассматриваться несколько типов насосов:

• погружные центробежные;
• дренажные, если позволяют глубина и конструкция источника;
• специальные насосы для воды с механическими примесями;
• вибрационные — только в тех случаях, где такой способ допустим с учетом конструкции скважины.

Каждый вариант имеет ограничения. Выбирать насос только по принципу «помещается в обсадную трубу» нельзя.

Погружной центробежный насос

Погружные центробежные насосы широко применяются в скважинах благодаря способности поднимать воду с значительной глубины и создавать необходимый напор.

Для прокачки подходят далеко не все модели этого типа. Большинство оборудования, предназначенного для постоянного водоснабжения дома, рассчитано на относительно чистую воду. Песок действует на рабочие колеса, диффузоры, втулки и другие детали как абразив.

Если примесей много, возможны:

• ускоренный износ рабочих элементов;
• увеличение внутренних зазоров;
• снижение напора;
• падение производительности;
• заклинивание вращающихся деталей;
• сокращение срока службы двигателя из-за работы в неблагоприятном режиме.

Поэтому для первичной грязной воды обычно разумнее использовать оборудование, для которого производителем допускается определенное содержание механических примесей.

Почему нельзя ориентироваться только на мощность

Большая электрическая мощность не означает повышенную устойчивость к песку. Насос может иметь производительный двигатель и создавать высокий напор, но при этом быть рассчитан исключительно на чистую воду.

При выборе важнее учитывать характеристики, связанные непосредственно с условиями эксплуатации:

• допустимое содержание песка;
• максимальный размер частиц;
• рабочую глубину погружения;
• создаваемый напор;
• производительность;
• минимальный диаметр скважины;
• требования к охлаждению двигателя;
• возможность продолжительной работы.

Особенно важно отличать допустимое кратковременное присутствие примесей от режима постоянной работы с загрязненной водой. Эти условия для насосного оборудования не равнозначны.

Дренажный насос: когда он может подойти

Дренажные насосы изначально рассчитаны на более загрязненную воду, поэтому идея использовать такое оборудование для прокачки выглядит привлекательной. Некоторые модели действительно значительно лучше переносят взвесь и мелкие частицы, чем насосы для чистой воды.

Главное ограничение связано с конструкцией и глубиной скважины.

Обычный дренажный насос может оказаться:

• слишком широким для обсадной колонны;
• неспособным создать требуемый напор;
• рассчитанным на небольшую глубину погружения;
• неподходящим по условиям охлаждения;
• не предназначенным для длинного узкого скважинного ствола.

Дренажное оборудование чаще удобно там, где геометрия источника и положение воды позволяют его безопасно разместить и где не требуется большой напор.

Для глубокой узкой скважины такой насос нередко оказывается непригодным независимо от его устойчивости к загрязнениям.

Можно ли прокачивать скважину вибрационным насосом

Вибрационные насосы часто рассматривают из-за невысокой стоимости и сравнительно простой конструкции. При этом их использование в скважине оценивают с учетом устройства самого источника.

Работа такого насоса сопровождается постоянной вибрацией. В некоторых условиях она может способствовать перемещению мелких частиц рядом с фильтром и стенками скважины.

Особенно осторожно к такому оборудованию относятся, если:

• скважина имеет фильтровую конструкцию;
• окружающий грунт содержит много мелкого песка;
• обсадная колонна или соединения чувствительны к механическому воздействию;
• состояние скважины неизвестно;
• буровая организация прямо не рекомендует применение вибрационного оборудования.

У вибрационного насоса есть еще одно ограничение: сам факт способности перекачивать мутную воду не означает, что он хорошо переносит крупный песок или интенсивную абразивную нагрузку.

Поэтому рассматривать его как безусловно лучший и универсальный насос для прокачки нельзя.

Почему постоянный скважинный насос лучше не использовать на самой грязной воде

После завершения бурения возникает соблазн сразу установить насос, который затем будет постоянно работать в системе водоснабжения. Такое решение возможно только тогда, когда условия воды соответствуют допустимому режиму конкретного оборудования.

Самый сильный абразивный износ обычно возникает именно тогда, когда скважина еще выбрасывает значительное количество песка.

Высококачественный многоступенчатый насос для постоянной эксплуатации может быть чувствительнее к загрязнению, чем более простое оборудование, специально выбранное для временной прокачки.

Использование основного насоса на начальном этапе может привести к ситуации, когда скважина очистится, но дорогое оборудование уже получит заметный износ.

Отдельный временный насос особенно оправдан, когда:

• вода сначала идет сильно мутной;
• заметен песок;
• источник долго не эксплуатировался;
• скважина восстанавливается после строительных работ;
• неизвестно фактическое состояние водоприемной зоны.

После стабилизации качества воды требования меняются. Для постоянного водоснабжения уже важны экономичность, напор, производительность, автоматика и соответствие характеристикам системы дома.

Вибрационный или центробежный: что лучше для прокачки

Однозначного ответа без учета конструкции скважины нет.

Центробежный насос обычно предпочтительнее там, где необходимы существенная глубина подъема, стабильная производительность и продолжительная работа. Его слабое место — чувствительность многих моделей к абразивным примесям.

Вибрационный отличается простой конструкцией и может быть дешевле, но создает механические колебания, из-за которых подходит не для каждого источника.

Сравнивать варианты удобнее по нескольким критериям.

Устойчивость к песку

Этот параметр определяется конкретной конструкцией, а не только типом насоса. Среди центробежных моделей существуют как очень чувствительные к песку устройства, так и насосы, рассчитанные на повышенное количество примесей.

У вибрационных насосов также есть ограничения по загрязнению.

Глубина

Для глубоких источников чаще требуется оборудование, способное формировать значительный напор. Здесь погружные центробежные конструкции имеют заметное преимущество.

Продолжительность работы

Прокачка может требовать длительного водоотбора. Не каждое недорогое оборудование рассчитано на такой режим без перегрева и преждевременного износа.

Воздействие на скважину

Центробежный насос сам по себе не создает выраженных вибрационных нагрузок на обсадную колонну. Вибрационный принцип работы предполагает постоянные колебания, что необходимо учитывать при оценке совместимости с конкретной скважиной.

Насколько важен допустимый размер частиц

Указание допустимого размера примесей — одна из наиболее полезных характеристик для оборудования, работающего с загрязненной водой.

Мелкая взвесь и крупные песчинки воздействуют на насос по-разному. Вода может выглядеть очень мутной из-за мельчайших глинистых частиц, но при этом быть менее опасной для некоторых механизмов, чем визуально более прозрачная вода с отдельными крупными песчинками.

При оценке загрязнения полезно различать:

• тонкую минеральную взвесь;
• мелкий песок;
• крупный песок;
• твердые частицы неправильной формы;
• каменную крошку.

Если в воде появляются частицы, превышающие допустимые значения для насоса, риск повреждения существенно возрастает.

Производительность насоса и дебит скважины

Производительность нельзя выбирать изолированно от возможностей самой скважины.

Если насос отбирает воду намного быстрее, чем она поступает из водоносного горизонта, уровень в стволе начинает снижаться. При чрезмерном снижении насос может оказаться в неблагоприятном режиме работы.

В зависимости от конструкции оборудования последствиями могут стать:

• недостаточное охлаждение;
• подсос воздуха;
• нестабильный поток;
• повторяющиеся остановки;
• ускоренный износ;
• работа без достаточного количества воды.

Слишком слабый насос тоже не всегда удобен. Он может обеспечивать настолько небольшой водоотбор, что процесс очистки растянется, а оценить устойчивость притока будет сложно.

Характеристики временного насоса должны соответствовать реальной способности скважины отдавать воду.

Напор важен не меньше производительности

Насосу приходится не только перемещать определенный объем воды, но и преодолевать высоту подъема вместе с сопротивлением трубопровода.

Чем глубже находится динамический уровень воды и чем выше точка сброса относительно него, тем более серьезные требования возникают к напорным характеристикам.

Ошибка заключается в выборе насоса по максимальной производительности, указанной на упаковке. У центробежного оборудования производительность зависит от создаваемого напора. Максимальный расход обычно соответствует совсем другим условиям, чем максимальная высота подъема.

Для практической оценки оборудования рассматривают рабочую точку, а не отдельное предельное число.

Почему насос нельзя опускать прямо в скопление осадка

После бурения на нижней части скважины может оставаться значительное количество рыхлого материала. Если водозаборная часть насоса оказывается непосредственно в таком осадке, концентрация твердых частиц резко возрастает.

Насос фактически начинает забирать не просто мутную воду, а насыщенную песком или шламом смесь.

Последствия могут включать:

• засорение водозаборных отверстий;
• заклинивание;
• быстрый абразивный износ;
• перегрузку;
• попадание крупного мусора в рабочую часть.

Допустимое положение оборудования зависит от конструкции скважины, фильтра и рекомендаций ее исполнителя. Универсальное расстояние, подходящее для любого источника, задавать некорректно.

Почему вода долго остается мутной

Продолжительная мутность не всегда означает неправильный выбор насоса.

На скорость очистки влияют свойства породы и конструкция источника. Скважины в разных геологических условиях ведут себя неодинаково.

Причинами долгого присутствия взвеси могут быть:

• глинистая порода;
• очень мелкий водоносный песок;
• медленное восстановление уровня;
• длительный перерыв после бурения;
• нарушение прифильтровой зоны;
• поступление частиц через поврежденный или неподходящий фильтр.

Если количество песка не уменьшается или после периода чистой воды он снова появляется в значительном объеме, проблема может требовать диагностики самой скважины, а не замены насоса на более мощный.

Какие признаки указывают на тяжелый режим для насоса

Состояние воды полезно оценивать не только визуально.

На неблагоприятную нагрузку могут указывать:

• отчетливо заметный песок в откачиваемой воде;
• осадок, быстро образующийся в емкости;
• изменение звука насоса;
• снижение подачи;
• частые срабатывания защиты;
• заметные колебания расхода;
• неожиданное падение напора;
• повторное появление большого количества твердых частиц.

Продолжать эксплуатацию оборудования при признаках заклинивания, перегрева или резкого ухудшения подачи рискованно.

Когда скважину можно считать достаточно прокачанной

Ориентироваться только на количество часов работы насоса неудобно. Две соседние скважины могут очищаться с разной скоростью даже при похожей глубине.

Практически оценивают изменение воды и работу источника во времени.

Признаками стабилизации служат:

• заметное уменьшение количества механических примесей;
• отсутствие быстро оседающего песка;
• сохранение прозрачности при продолжительном водоотборе;
• устойчивый расход;
• предсказуемое восстановление уровня после остановки;
• отсутствие резких изменений качества воды при повторных циклах водоотбора.

Внешне прозрачная вода еще не означает, что она пригодна для питья. Механическая чистота и санитарно-химическое качество — разные характеристики. После сооружения нового источника пригодность воды для бытового и питьевого использования оценивают отдельно.

Стоит ли покупать специальный насос только для прокачки

Это зависит от состояния скважины и стоимости основного оборудования.

Если вода практически сразу содержит мало механических примесей и производитель постоянного насоса допускает работу в таких условиях, отдельное оборудование может не потребоваться.

При заметном количестве песка временный насос часто оказывается более рациональным решением. Его задача отличается от работы постоянной системы водоснабжения: здесь важнее устойчивость к загрязнениям и возможность переносить неблагоприятный переходный режим.

Специальный временный насос особенно полезен, если предполагается дальнейшее обслуживание источника или периодическая откачка загрязненной воды.

Что учитывать при выборе насоса для прокачки скважины

Подходящий насос определяют не по одному показателю. Нужна совокупность характеристик.

Наиболее существенны:

• внутренний диаметр обсадной колонны;
• глубина скважины;
• статический и динамический уровни воды;
• предполагаемый расход;
• необходимый напор;
• содержание песка и других примесей;
• допустимый размер твердых частиц;
• режим продолжительной работы;
• требования к охлаждению;
• особенности скважинного фильтра;
• рекомендации организации, сооружавшей источник.

Для глубокой скважины с заметным количеством мелкого песка чаще рассматривают погружной центробежный насос, конструктивно допускающий работу с механическими примесями. Обычный дренажный насос может хорошо переносить грязную воду, но часто ограничен диаметром корпуса или напором. Вибрационное оборудование доступно и просто, однако подходит не для всех скважин из-за характера его работы.

Главная ошибка — выбирать насос только потому, что он мощный или способен физически поместиться внутрь трубы. При прокачке значительно важнее совместимость оборудования с загрязненной водой, глубиной источника и его фактической производительностью.

Для самой грязной стадии после бурения желательно не подвергать без необходимости абразивному износу насос, который затем должен годами работать в системе водоснабжения дома. После удаления основной массы песка и стабилизации источника условия становятся гораздо благоприятнее, и уже тогда можно переходить к оборудованию, рассчитанному на штатную эксплуатацию скважины.