Почему из скважины идет песок?

Для потребителя воды, добываемой из скважины, крайне важным показателем является ее качество. Мутная вода с примесями различных механических частиц не только непригодна, но и может негативно отразиться на работе бытовых приборов, привести к их быстрому изнашиванию и порче. Обычно процесс загрязнения воды называют общим термином «заиливание», однако следует разделять собственно заиливание, когда в ней присутствуют вязкие примеси органического или минерального происхождения, и запесочивание, когда из скважины идет песок.

Схема поступления в скважину песка из водоносного горизонта.

При правильно подобранном фильтре процесс пескования происходит достаточно медленно: на заполнение сетки песком уходит 3-5 лет. Скважины, пробуренные в слоях крупнофракционного песка, могут исправно работать по несколько десятилетий. Однако если песчинки в водоносном слое меньше ячеек сетки или сетка имеет механические повреждения, запесочивание ускоряется. Причиной возникшей проблемы может стать и прогнившая обсадная труба колодца. Песок накапливается на дне скважины, заполняет отстойник, затем накапливается в зоне фильтра, препятствуя поступлению воды. При этом в скважинах с небольшим количеством воды в горизонте процесс подачи воды может прекратиться полностью, а из водообильных слоев будет поступать вода с песком. Поначалу идет песок лишь иногда, но со временем это явление становится постоянным. Песок забивает водопроводные трубы, расширительные баки, фильтры, смесители и сифоны сантехнических приборов, истирает крыльчатки насоса. Помимо этого, регулярное его откачивание из водоносного слоя негативно сказывается и на сроке эксплуатации самой скважины.

Попадание песка в скважину может быть вызвано паводком, залившим кессон, или он может поступать через открытое устье при небрежной эксплуатации. Однако чаще всего причиной проблемы является некачественный монтаж скважины и нарушения технологических процессов. По характерным особенностям конкретного запесочивания скважины можно выделить некоторые причины его возникновения.

Поврежденная или плохо подобранная сетка

Схема устройства сетки скважины.

Механическое повреждение сетки при монтаже определяется достаточно просто. Если на протяжении первых 3 лет эксплуатации из скважины идет вода с частицами различных фракций и этот процесс постоянный, можно с уверенностью утверждать, что при установке сетки она была порвана.

Согласно строительным нормативам при оборудовании скважин для забора воды сетка на песок должна подбираться индивидуально. Для определения размера ячеек необходимо произвести фракционный анализ песка в водоносном горизонте. Накопление песка в правильно подобранной сетке происходит медленно, скважина исправно работает длительное время. На практике же такой анализ проводится не всегда: чаще всего устанавливается сетка типов 48 (более крупная ячейка) или 52 (более мелкая ячейка). Несоответствие размера ячейки фракции чревата неприятностями для потребителя и в том случае, если ячейка слишком большая, и в том случае, если ячейка слишком маленькая. В первом варианте происходит ускоренное запесочивание трубы, во втором – зарастание сетки отложениями.

Когда песок поднимается до верхнего ряда отверстий, производительность скважины резко снижается. Возможны песочные выбросы. При этом после каждого такого выброса работа скважины нормализуется, дебит воды восстанавливается на несколько месяцев и постоянного присутствия в ней песка не наблюдается. Фракционный состав песка во время выбросов всегда одинаков.

Схема песчано-гравийной обсыпки скважины.

Обособленным является случай, когда скважина пробурена на плывун или пылевидный песок. От бурения таких скважин лучше отказаться совсем, однако если нет другого выхода, то во избежание запесочивания ее следует выполнить таким образом, чтобы скорость потока воды в районе сетки была меньше скорости витания частиц песка. Для этого нужно бурить скважины диаметром от 0,5 м и более. На практике подобные скважины бытового назначения практически не встречаются. В обычных же скважинах диаметром 0,25 м, пробуренных на горизонтах с мелким песком, при отборе воды со скоростью выше определенного предела процесс запесочивания может произойти очень быстро, за несколько дней. Фракционный состав песка в таких скважинах всегда мелкий.

Прохождение песка через гравийную засыпку

По технологии нижний торец трубы должен быть наглухо заварен. В старых нормативах упоминается также способ закрытия торца при помощи деревянного чопа. Однако многие буровые бригады пренебрегают этими положениями и просто засыпают дно скважины гравием. Этот метод широко распространен при строительстве колодцев, однако следует учитывать тот факт, что скорость протока воды в условиях скважины и колодца значительно отличается.

В процессе эксплуатации сетка песочного фильтра постепенно засоряется водонерастворимыми частицами, и рано или поздно наступает момент, когда ее пропускная способность становится ниже, чем пропускная способность гравия, засыпанного на дно скважины. С наступлением такой ситуации вода будет проходить через засыпку, нанося песок различных фракций.

Если же на скважине установлен мощный насос, то прохождение воды через гравий возможно даже при чистых фильтрах. Сопротивление засыпки в этом случае будет недостаточно сильным, и песок быстро заполнит скважину вплоть до уровня насоса.

Данное нарушение технологии чревато еще одной неприятностью. Постоянный приток воды к скважине может вызвать разжижение нижнего слоя глины, и тогда гравийная засыпка провалится в нее. В скважину пойдет не только песок, но и глина.

Образование в обсадной трубе свищей

Схема очистки скважины.

Попадание песка через прогнившие от времени отверстия в обсадной трубе или разошедшиеся сварные швы – случай, встречающийся наиболее редко. Его проявления могут быть различны, но основным признаком является то, что фракции песка варьируются от мелких песчинок до камешков.

Срок эксплуатации сваренных обсадных труб составляет 20 лет, свинченных – 50. За это время в трубах могут образоваться отверстия – свищи. Однако если нанос песка начался до истечения указанных сроков, то это может свидетельствовать о некачественно выполненном монтаже. В случае со сваренными трубами – это не до конца проваренный стык, приводящий к образованию широкого плоского свища. К резьбовым соединениям тоже следует подходить ответственно. Не до конца довинченная труба приведет к прогниванию металла в тонком месте на стыке, и запесочивания скважины тогда не избежать. В худшем же случае нижняя труба может полностью оторваться от верхней и утонуть в водоносной породе.

Помимо свищей в трубах, есть вероятность образования щели между трубой и сеткой, через которые идет песок. Это происходит из-за того, что при использовании в скважине вибрационного насоса часто ослабляются проволочные витки, прижимающие сетку к трубе. Через образовавшуюся щель поступает песок. Признаком такой щели могут стать песчинки различных фракций, за исключением крупных.

При бурении артезианских скважин в плотных известняковых породах свищ иногда образуется между обсадной трубой и известняковой плитой. Это может произойти из-за промерзания зимой грунта и приподнятия трубы, а также быть следствием небрежной работы буровиков. Признаком такого свища будет мутная вода с глиной, песком, известняком самых различных фракций. Могут попадаться даже куски известняка размером с кулак.