Гравийная обсыпка фильтра: когда нужна и какую фракцию брать
В мелком и пылеватом песке фильтр без обсыпки либо песочит, либо не даёт воды. Разбираем, как работает гравийный слой и как его правильно засыпать.
Как работает обсыпка
Между фильтром и стенкой скважины засыпают отсортированный гравий. Он становится первым барьером для песка: крупные зёрна гравия держат песок водоноса, а щель фильтра держит уже гравий. Так щель можно сделать в несколько раз шире, чем позволил бы сам песок, — приток растёт, а вынос песка прекращается.
Второй эффект — площадь. Вода входит не через узкую щель напротив песка, а через весь объём гравийного слоя, и скорость на входе падает — фильтр кольматируется медленнее.
Когда обсыпка обязательна
В пылеватых и мелких песках (d50 меньше 0,25 мм) — без обсыпки щель пришлось бы делать 0,2–0,3 мм, и фильтр быстро зарастёт. В неоднородных водоносах, где рядом лежат мелкий песок и гравий, — обсыпка выравнивает условия. При большом требуемом дебите. В однородном среднем и крупном песке фильтр с правильно подобранной щелью работает и без обсыпки.
Фракция и толщина слоя
Практическое правило: диаметр зёрен обсыпки — в 5–10 раз больше d50 песка водоноса. Для мелкого песка с d50 = 0,2 мм это гравий 1–2 мм, для среднего с d50 = 0,4 мм — 2–4 мм. Ширину щели затем берут около d10–d15 обсыпки, чтобы гравий не проходил в фильтр: обычно 1–2 мм. Гравий должен быть окатанным, отмытым от глины и однородным по фракции.
Толщина слоя — от 50 мм на сторону; при бурении под 125-ю колонну долотом 190–200 мм получается около 30 мм, поэтому под обсыпку бурят шире. Здесь и нужны центраторы: без них фильтр прижмётся к стенке, и с одной стороны слоя не будет.
| Песок водоноса, d50 | Гравий обсыпки | Щель фильтра |
|---|---|---|
| 0,1–0,2 мм (пылеватый, мелкий) | 1–2 мм | 0,5–0,75 мм |
| 0,25–0,5 мм (средний) | 2–4 мм | 1,0–1,5 мм |
| 0,5–1,0 мм (крупный) | 4–8 мм | 2,0–3,0 мм |
Как засыпать
Гравий подают в затрубье равномерно по кольцу, небольшими порциями, при одновременной промывке или с подъёмом колонны раствора — иначе он зависает в стволе и образует пробку выше фильтра. Объём считают по разнице площадей ствола и колонны на длину фильтра плюс 1–2 м выше него, с запасом 20–30 % на осадку. Над гравием — глиняный замок, который отсекает верховодку.
Частые вопросы
Можно ли использовать щебень или песок вместо гравия?
Щебень — нет: острые грани заклиниваются и режут трубу. Крупный отмытый песок 1–2 мм в мелких водоносах допустим, но окатанный гравий лучше.
Сколько гравия нужно?
На фильтр 3 м в стволе 200 мм при колонне 125 мм: кольцо площадью 0,019 м² на 4 м длины — около 0,08 м³, с запасом 0,1 м³, это примерно 150 кг.
Ширина щели с обсыпкой всегда 1–2 мм?
Чаще всего. Она подбирается под фракцию гравия, а не под песок, — и обычно попадает в этот диапазон.
