Как сделать фильтр для скважины своими руками — несколько вариантов

При индивидуальном водоснабжении частных домов наиболее часто используют водозабор из колодцев и скважин, качество воды в которых определяется глубиной залегания и структурой водоносного слоя. В распространенных песчаных скважинах обязательно присутствие фильтрующих элементов на конце обсадной колонны, которые идут в комплектации и изготавливаются в заводских условиях. Но в некоторых случаях практичнее сделать фильтр для скважины своими руками, наиболее подходящий конкретному водозаборному источнику и ни в чем не уступающий заводским образцам.

Для этого необходимо изучить существующие методы фильтрации скважинной воды и на их основе собрать собственную систему. Проведение данных работ не требует дорогостоящего специального инструмента и выполняется своими руками без больших затрат времени при наличии соответствующих комплектующих и знания технологии.

Рис.1 Разновидности фильтрующих обсадных труб

Что такое скважинный фильтр и его устройство

Очистка воды из скважины происходит в два этапа — скважинным фильтром и системами фильтрации на поверхности, вмонтированными в водопроводную магистраль. При этом скважинный фильтр имеет структуру, состоящую из трех основных элементов:

Надфильтровый участок. Часть, играющая роль фитингов при монтаже на колонну.

Фильтрующие элементы. Включают в себя отверстия в трубе нужного размера и наружные материалы, которые к ней крепятся.

Отстойник. Пространство для размещения частиц грунта, попавших внутрь источника или отсеянных фильтрующими элементами — нижняя часть фильтра без перфорации. Отстойник для воды из скважины имеет длину около 0,5 м.

Рис. 2 Конструкция фильтров

Для чего нужен скважинный фильтр

Необходимость в фильтрации внутри скважины вызвана следующими обстоятельствами:

Очищенная скважинная вода, в отличие от загрязненной, увеличивает срок эксплуатации погружных и поверхностных насосов для скважины — меньше истираются рабочие колеса, мембраны и другие подвижные узлы.

Фильтрованная вода при дальнейшем прохождении по трубопроводной магистрали меньше загрязняет фильтры в системах очистки воды, расположенные в водопроводе — это позволяет сберечь средства на покупку новых картриджей и увеличивает их долговечность.

Фильтрация увеличивает срок службы автоматических систем управления насосным оборудованием — реле давления и холостого хода, гидроаккумулятора.

Очищенная вода способствуют лучшей проходимости водопроводной магистрали, повышает срок работы сантехнических узлов (обратных клапанов, шаровых кранов, смесителей).

Дополнительная скважинная очистка способствует лучшему качеству питьевой воды, использующейся в домашнем хозяйстве.

Рис. 3 Устройство фильтрующего элемента

Материалы для фильтрационного оборудования

От качества материала для фильтрации зависит эффективность очистки, в скважинах используется их ограниченное число, основными из которых являются:

Нержавеющая сталь. Помимо прочности, материал обладает гибкостью и отличной коррозионной стойкостью, долговечность нержавейки составляет десятки лет. Из нее изготавливают прочные сетки и проволоку, которые монтируют поверх труб. К недостаткам можно отнести высокую стоимость нержавеющих изделий.

Пластик. Пластмасса является еще одним распространенным материалом для изготовления фильтров в водных источниках, из нее производят более дешевые, в отличие от нержавейки, сетки и шнуры. Пластик коррозионно стоек и инертен к большинству химических веществ, легок в монтаже и имеет длительный эксплуатационный срок. К недостаткам пластмасс относится низкая физическая прочность, не позволяющая им выдерживать большие нагрузки на значительных глубинах.

Цветные металлы. Медь, латунь, бронза могут применяться при изготовлении водяных фильтров без каких-либо ограничений, они обладают высокой коррозионной стойкостью и большим сроком эксплуатации. Мягкие сплавы с высоким содержанием меди рекомендуется использовать на небольших глубинах во избежание их деформации от сильного водного давления. При изготовлении фильтрующих элементов используют латунную сетку и толстую проволоку из латуни или меди.

Рис. 4  Фильтр для обсадной трубы – установка в скважину

Сталь. Фильтры из стали подвержены коррозии, могут использоваться как бюджетный вариант в водозаборных источниках, предназначенных для технических нужд. Повышенное содержание оксида железа в воде в результате коррозии железа более чем 0,3 мг. на литр оставляет желтый осадок на оборудовании водопроводной магистрали и сантехнических приборах. Оцинкованная сталь также со временем ржавеет с образованием оксидов цинка, вредных для здоровья человека — этот материал не рекомендуется использовать при устройстве водяных фильтрующих элементов.

Разновидности фильтров и их особенности

Скважинные фильтры можно разделить на две большие группы:

простые — с различного вида отверстиями в придонных обсадных трубах;

сложные — представляют собой отдельную конструкцию, помещаемую на место расположения придонной трубы или с фильтрующими элементами, смонтированными на обсадочной трубе.

В простых устройствах в трубной поверхности прорезаются круглые или щелевидные отверстия, в более сложных конструкциях наматывается проволока плотными рядами или закрепляется мелкоячеистая сетка.

Читайте также:  Труба газовая для наружной прокладки – нормативные акты (ГОСТы)

Рис. 5 Использование фильтрующих систем

Использование фильтров определенной конструкции определяется характеристиками водоносного слоя и видом скважины.

Артезианские источники залегают глубоко под землей с опорой обсадной колонны на прочный слой известковой породы, в котором отсутствуют мелкие фракции песка и глины. Попадание крупных частиц возможно при нестабильном грунте или смещении труб, поэтому для страховки в артезианских источниках применяют фильтрующие системы грубой очистки со щелями или дырами.

Абиссинские скважины расположены на малой глубине залегания, их водозаборная часть размещается в водоносном слое, не опираясь на илисто-песчаное дно. В водозаборный источник вряд ли попадут крупные фракции, для очистки от мелких частиц используются сетки или проволочные намотки.

Наибольшие проблемы при эксплуатации создают распространенные песчаные скважины — их обсадная колонна опирается на илистое песчаное дно. При эксплуатации обязательным элементом является сетка, которая будет отсеивать песок, предотвращая его попадание в водопроводную магистраль.

Рис. 6 Гравийное фильтрационное сооружение

Гравийная засыпка

Простой и эффективный метод фильтрации, осуществляемый на стадии буровых работ, производится следующим способом:

1. a) При бурении скважинное отверстие делают с диаметром, превосходящим размеры обсадной колонны. После ее установки производится гравийная засыпка в пространство между грунтом и трубами — данная технология повсеместно применяется не только для фильтрации, но и укрепления колонн в земле. В некоторых случаях придонная часть еще более расширяется за счет использования специальной трапецеидальной насадки.
2. b) Еще одна технология гравийной обсыпки — засыпка гравия внутрь источника. В этом случае бурят более глубокий скважинный канал, донная труба не доходит до дна на определенное расстояние (1 — 4 метра) — это пространство заполняется мелкозернистым гравием, после чего колонна опускается на гравийное дно.
3. c) Для засыпки подбирается размер камней гравия, соответствующий песчаным частицам загрязнений, их стандартные размеры составляют 2 — 5 мм. или 5 — 10 мм. Для наружной обсыпки можно использовать более крупные фракции или для удешевления проводимых работ обсыпать обсадную колонну снаружи мелким гравием в придонной части, а затем более крупным камнем.

Внутренняя или наружная гравийная обсыпка в сочетании со скважинной фильтрацией является наилучшим вариантом фильтрации песчаных скважин, не только повышающим чистоту воды, но и увеличивающим срок их службы.

Рис. 7 Щелевой фильтр

Перфорированный

Дырчатый фильтр является самым простым вариантом фильтрации, представляет собой ряд отверстий необходимого диаметра в обсадной трубе, расположенных в определенном порядке. Обычно отверстия располагаются на большом расстоянии друг от друга, поэтому данная конструкция обладает повышенной прочностью и используется без дополнительных элементов на больших глубинах (артезианские скважины). К недостаткам можно отнести большое сопротивление водному потоку  вследствие малой площади отверстий — это снижает пропускную способность источника.

Щелевые конструкции

Отверстия в виде узких щелей 0,3 – 0,5 мм. располагаются вдоль или поперек трубной поверхности, последний вариант встречается намного чаще и выпускается в заводских условиях. Обычное расстояние между прорезями в пластиковых конструкциях около 10 мм., а сегменты с участками перфорации размещаются на расстоянии в 20 мм. друг от друга — это создает пояса жесткости, предотвращающие их разрушение при высоком давлении воды. Конструкции со щелевидными прорезями обладают высокой пропускной способностью и достаточной прочностью для опускания на большие глубины, они способны отфильтровать мелкие фракции песка и находят применение в песочных скважинах.

Рис. 8 Металлические сетки

Сетчатый

Сетчатые системы фильтрации являются основным способом очистки воды в песчаных скважинах, стандартная конструкция представляет собой закрепленную на дырчатом фильтре обсадной трубы металлическую или пластиковую сетку. Сетчатая фильтрация чаще выполняется из сетки следующих видов:

1. a) С квадратными ячейками. Используются для грунта с частицами крупнозернистого песка и гравия.
2. b) Киперная многослойная. Применяется для фильтрации жидкостей с частицами песка среднего размера.
3. c) Галунная. Плотные ячейки такого плетения отфильтровывают наиболее мелкие частицы примесей в воде.

Размер ячеек металлических сеток варьируются в диапазоне от 0,12 до 3 кв. мм., для их подбора необходимо исследовать песок из скважины на этапе бурения методом промывки сквозь разные образцы.

Помимо металлических, на практике хорошие результаты дает использование сеток из стеклоткани или карбоновых нитей. Они имеют меньшую стоимость по сравнению с нержавейкой, легко монтируются при самостоятельном изготовлении фильтров, отличаются длительным сроком службы.

Немаловажным преимуществом синтетических материалов является их устойчивость к минералам, содержащимся в воде (металлические ячейки в процессе эксплуатации забиваются солевыми отложениями).

Рис. 9 Скважинный фильтр из сетки

Проволочный

В проволочных фильтрующих конструкциях применяется специальная клиновидная проволока, которая наматывается плотными слоями на перфорированную основу. Размер отфильтрованных частиц при этом определяется расстоянием между проволочными витками (шаг).

Стандартная заводская конструкция состоит из трубной основы с диаметром отверстий около 20 мм., (при этом скважность должна составлять 20 — 30%) или щелевыми прорезями с аналогичными параметрами, стержневого каркаса диаметром около 5 мм. и намотанной поверх него проволоки. Клиновидная проволока удерживается на продольном вертикальном каркасе посредством сварки — это обеспечивает необходимое расстояние между витками и высокую прочность конструкции.

Читайте также:  Давление воды в водопроводе — нормы и варианты его стабилизировать

Проволочные фильтры всегда были и считаются наиболее прочными из всех видов, имеют большой срок эксплуатации и самую высокую стоимость.

Рис. 10 Проволочный фильтр

Возможно будет интересно: Как прокачать скважину после бурения

Фильтр для скважины своими руками — как сделать

Скважинные фильтры устанавливаются на донную трубу и опускаются в источник вместе с обсадной колонной, их самостоятельное изготовление бессмысленно, если вы не занимаетесь скважинным бурением. Задача актуальна для буровых организаций и индивидуальных буровиков, желающих сделать недорогой качественный фильтр с высокими характеристиками и параметрами, наиболее подходящими к конкретной скважине (глубина залегания, состав грунта).

Гравийный

Для устройства гравийного фильтра своими руками поступают следующим образом:

1. Вначале подбирают размер гравийной засыпки с учетом гранулометрического состава водоносного песка. Для этого загрязненная вода извлекается на поверхность, и после ее фильтрации определяется размер песчаных частиц.
2. Гравийная насыпка должна иметь размер гранул приблизительно в 8 раз превосходящий минимальный диаметр песчаных частиц или в 5 раз их максимальный диаметр. К примеру, если размерные параметры водоносного песка 0,5 — 1 мм., засыпка должна иметь размеры 4 — 5 мм., при песчинках 0,25 — 0,5 мм. размеры гравия составляют 2 — 2,5 мм.
3. Подобранная по размерам гравийная фракция погружается на скважинное дно методом свободного падения в водном потоке, ее минимальная толщина составляет 50 мм.
4. Допускается многослойная засыпка, начиная с более крупных фракций и переходом на мелкие частицы.

Рис. 11  Обсыпка обсадной колонны

Дырчатый фильтр для скважины с перфорацией

Перфорированный фильтр можно изготовить самостоятельно без особых усилий при наличии простого инструмента (дрель с подходящим сверлом). При устройстве перфорированного фильтра из 125 ПНД обсадной трубы поступают следующим образом:

1. Производят разметку, отмечая расстояние от нижней заглушки до окончания отстойника около 50 см., длина фильтрующий части с перфорацией при этом составляет 110 см.
2. Проводят вдоль трубы 4 равноудаленные линии, просверливают 4 ряда отверстий диаметром 20 — 22 мм. перьевым буром по дереву — их нужно выполнять в шахматном порядке. Расстояние между ними должно составлять около 10 см.
3. Образовавшиеся в процессе сверления заусенцы зачищают наждачной бумагой, можно их опалить газовой горелкой.

Если глубина залегания источника небольшая, количество дыр можно увеличить до 8 рядов, а также сделать дырчатые отверстия практически на всю длину 3-х метровой трубы, их количество будет составлять около 20 – 25 штук в ряду.

Рис. 12 Дырчатый фильтр своими руками

Щелевой

Изготовление щелевого фильтра редко проводят самостоятельно — процесс трудоемкий и отнимает много времени, при его устройстве поступают следующим образом:

1. Делают разметку вдоль трубной поверхности, разделив ее на 8 равноразмерных секторов, проведя 8 линий и отступая от концов по 50 см.
2. Для прорезки щелей берут болгарку с диском по металлу или бетону, при этом следует учитывать, что прорези от диска для металла будут иметь меньшую ширину.
3. Нарезку производят с шагом в 10 мм. на ширину сектора между двумя линиями, чередуя свободные продольные участки с прорезанными. При этом между прорезями оставляют ребра жесткости шириной 20 мм. через 10 — 20 линий.
4. После вырезания 4 продольных сегментов со щелевыми участками их поверхность очищают от заусенец наждачной бумагой.

Рис. 13 Пластиковая труба со щелями

Проволочные фильтровальные системы с сеткой

Изготовление проволочного фильтра в домашних условиях не представляется возможным — для обеспечения зазора между витками V-образной проволоки около 0,5 мм. требуется ее приваривание на жесткий каркас изнутри в тысячах точках.

Плотная навивка витков без сварки на продольный проволочный каркас бессмысленна, так как не будет пропускать воду.

В домашних условиях чаще всего изготавливают сетчатые фильтры, поступая следующим образом:

1. Берут за основу обсадную трубу с круглыми дырами, сделанными по описанной выше технологии. Навивают на ее поверхность капроновый шнур или проволоку из нержавейки окружностью около 2 — 5 мм. с расстоянием между витками 50 — 100 мм. Концы обмотки закрепляют скобками, винтами или прикручивают клеящей лентой.
2. Поверх обмотки одевают металлическую или синтетическую сетку, для ее фиксации применяют вторую наружную намотку проволокой или синтетическим шнуром.

Рис. 14  Изготовление сетчатого фильтра

Изготовление скважинных фильтров своими руками является прерогативой специалистов, занимающихся буровыми работами — они устанавливаются на скважинное дно после бурения первыми в обсадной колонне. Наиболее популярными являются сетчатые конструкции для фильтрации воды в песчаных скважинах, представляющие собой комбинацию перфорированных отверстий в обсадной трубе, закрытых сверху металлической или искусственной сеткой.