Обсадная труба для скважины на воду – какую выбрать: стальную, пластиковую, асбестоцементную, плюсы и минусы

Обеспечение индивидуального жилья водой из скважинных источников — один из наиболее часто встречающихся вариантов в домах, лишенных доступа к центральной магистрали водоснабжения. При бурении для устройства скважинной шахты берется обсадная труба, от выбора которой в большой степени зависит эксплуатационный срок использования источника.

В торговой сети представлен широкий ряд обсадных труб из разных материалов с отличающимися размерными и техническими параметрами. Это затрудняет принятие правильного решения по оптимальному выбору труб без изучения информации об их разновидностях и параметрах.

Рис. 1 Схемы обсадочных колонн, ниже описание к рисунку:

1. Одна обсадная колонна из металла
2. Двухтрубная конструкция с внешней металлической колонной и внутренней эксплуатационной из пластика.
3. Пластиковую трубу обсаживают до забоя (дна) скважины, предварительно перфорируя ее на величину водоносного слоя.
4. Конструкция скважины с промежуточной колонной — кондуктором.
5. Переход на трубу меньшего диаметра при однотрубной конструкции.
6. Конструкция двухтрубной обсадки.
7. Переход эксплуатационной колонны на меньший диаметр внутри рабочей колонны.
8. Высокая обсадная труба в сыпучем грунте, а эксплуатационная пластиковая на остальном расстоянии ничем не защищена.
9. Конструкция с однотрубной пластиковой колонной.

Обсадная труба: свойства и назначение

Скважина на воду для частного дома представляет собой небольшого диаметра, пробуренный специальной установкой вертикальный канал в земле. Его глубина нередко достигает нескольких десятков, а то и сотен метров. Чтобы предотвратить на его стенки разрушающие воздействия естественных факторов и сохранить изначальное качество добываемой из глубинных слоев воды, и применяется специальная обсадная труба для скважины.

С технической стороны она выполняет следующий ряд функций:

• Предотвращает обрушение стенок и обеспечивает сохранность параметров водозабора в течение всего периода эксплуатации.
• Исключает проникновение в водоток грунтовых и поверхностных потоков за счет полной герметизации тоннеля.
• Предупреждает загрязнение и разрушение оборудования от ила, частиц грунта, взвешенных частиц, агрессивных веществ.
• Сохраняет изначальный диаметр скважины и защищает ее от грунтовых смещений.
• Обеспечивает стойкость к напору грунтовых масс.

Схема устройства скважины с обсадкой Источник housecomputer.ru
Если бурение осуществляется в твердой породе или на незначительную глубину с гарантией сохранения изначальных параметров канала, то допускается скважина без обсадной трубы. Однако чаще всего все же устанавливается трубная колонна. При этом она может быть как в одинарной, так и двойной.

В первом случае обсадка одновременно играет роль и защитного контура, и рабочей артерией – по которой непосредственно осуществляется забор воды. Второй вариант – когда внутри защитного контура устанавливается отдельная труба. Как правило, такая необходимость возникает при обнаружении в месте бурения плывунов или большой вероятности проникновения в скважину верхних стоков, а также обрушения стенок.

Крепление скважин при бурении

1. Работоспособность скважины;
2. Сроки работы скважины;
3. Прочность и герметичность канала, по которому будет поступать добываемый продукт от горизонта к дневной поверхности;
4. Защиту эксплуатационного канала от коррозии;
5. Прочность стенок скважины в местах, где породы недостаточно устойчивые;
6. Герметичность разделения всех проницаемых горизонтов друг от друга.

Крепление нефтяных скважин предполагает использование специальных колонн или же пакеров. Использование колонн является наиболее популярным способом, который позволяет сделать скважину прочной, долговечной, а также разобщить проницаемые горизонты. Такие колонны составляются из специальных труб, называемых обсадными.

Правила выбора

Есть два типа критериев, рассмотрение которых позволяет безошибочно решить, какую трубу лучше использовать для скважины воды, это:

• Технические.
• Эксплуатационные.

К факторам первой категории относятся:

1. Диаметр.
2. Способ соединения отрезков трубы.
3. Разновидность материала.

Выбор диаметра обсадной трубы Источник ytimg.com
Диаметр обсадной трубы для скважины рассчитывается по специальной формуле с учетом ряда параметров. При этом принято считать, что по внутреннему контуру его значение должно быть не менее 110 мм. Связано это с двумя причинами – оптимальными условиям водозабора и подбором подходящего по габаритам погружного насосного оборудования.

Лучшими эксплуатационными характеристиками скважина будет обладать, когда сегменты трубы будут скреплены на резьбовое соединение. Оно обеспечит максимальную герметичность, прочность и долговечность обсадке. В большинстве случаев решение о том, какого диаметра должна быть устанавливаемая трубная колонна и какой тип соединения для нее необходим в конкретном случае, решает компания-установщик.

Факторы эксплуатационной категории критериев выбора трубы для обсадки:

• Инертность материала относительно агрессивной окружающей среды.
• Устойчивость к внешнему сдавливанию грунтовых масс.
• Выносливость относительно механическим нагрузок – чтобы обеспечить целостность во время транспортировки и монтажа.
• Повышенная стойкость к коррозии.
• Длительный срок службы.
• Оптимальная стоимость.

Предъявляемым требованиям отвечают три современных материала – сталь, пластик и асбестоцемент.

Обратите внимание! Какие трубы лучше использовать для скважины на воду, нужно решить заранее – перед поиском фирмы-установщика. Обычно предприятие работает только с одним материалом, имеет в арсенале спецтехнику и отработанную технологию под какой-нибудь конкретный вид труб.

Обсадная труба с резьбой Источник vostokpipe.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на водоснабжении, канализации и сопутствующих работах

Какой вариант сборки колонны лучше?

Свод требований к обсадным трубам и технологиям соединения сегментов скважинной колонны отображен в ГОСТе 632-80. Положением допускается использование разных методов сборки.

Исходя из способа стыковки, подбирается соответствующий тип трубы, поэтому это вопрос надо решить еще на стадии проектирования скважины.

№1 — неразъемный контакт труб под сварку

Сварка обеспечивает наиболее жесткое соединение металлических труб. Основное достоинство метода сегодня ставится под сомнение представителями ряда бурильных компаний.

Аргументы против использования сварки:

• вероятность недостаточной герметичности сварочного шва;
• возможность отклонения трубы по вертикальной оси, что затруднить монтаж колонны в скважину;
• недостаточная коррозийная защита шва.

Однако при высоком уровне профессионализма сварщика перечисленных дефектов не будет. Большинство строительных конструкций (мосты, фермы, нефтепроводы) возведены из стали и, как правило, они сварные.

Другой вопрос, что качественное выполнение работы требует сварочного оборудования и привлечения квалифицированного электросварщика. Эти меры повышают себестоимость выполняемых работ, уменьшая прибыль и конкурентоспособность исполнительной организации.

В сварочных электродах применяется защитная обмазка, которая обеспечивает легирование сварочного шва. Это увеличивает прочность металла и повышает коррозийную стойкость стыка

№2 — водоподъемные каналы с резьбой

При обсадке скважины металлопрокатом 90% бурильных компаний используют резьбовое соединение, указывая на нормативы ГОСТа. Звучит достаточно убедительно, но менеджеры организаций часто умалчивают, что стандарты актуальны для труб диаметром от 146 мм и толщиной стенки не меньше 6 мм.

Использование резьбовой технологии значительно сокращает срок службы обсадной колонны.

В трубе толщиной 4,5 мм размер резьбы не всегда достигает 1,2-1,5 мм. Зная скорость воздействия коррозии (0,1 мм/год) можно предположить, что через 12-15 лет в месте стыка труба прогниет

Применение резьбового соединения на пластиковых магистралях не имеет столь плачевных последствий, а наоборот, считается наиболее надежным.

Предусмотрено несколько вариантов стыковки полимерных труб:

1. Ниппельное. Резьба нарезается с внутренней стороны пластиковых труб. Два элемента соединяются через ниппель с внешней резьбой. Диаметр шурфа не увеличивается.
2. Муфтовое. С двух концов трубы предусмотрена внешняя резьба. Стыковка происходит с помощью накладной муфты, которая увеличивает диаметр проходки.
3. Раструбное резьбовое. Используются сегменты с резьбой на наружной и внутренней поверхности – стыковка осуществляется без дополнительных элементов.

При раструбной стыковке допустимо незначительное расширение диаметра в местах соединения.

Раструбный метод стыковки без резьбы в скважинах не используется – невозможно проконтролировать процесс установки трубы в трубу. Кроме того, соединение не обеспечивает необходимую герметичность колонны и со временем дает просадку

Виды материала труб

У тех, кто впервые столкнулся с подобным водоснабжением дома из глубинных источников, нередко возникает вопрос о том, какая труба лучше для скважины – стальная или пластиковая. Однако в действительности существует еще и третий вариант – асбестоцементная. Разберем особенности применения, положительные и отрицательные их свойства более подробно.

Стальные

Стальной сплав – наиболее распространенный материал для обсадки. Большинство фирм предлагает именно стальной трубный прокат для формирования обсадки. Главная причина – срок ее службы аналогичен периоду эксплуатации самой скважины. Тем не менее, ввиду большого разнообразия изделий черного металлопроката, некоторые компании предлагают альтернативу.

Обсадные стальные трубы Источник geolog.ru

На естественный вопрос рядового потребителя, какие стальные трубы используются для скважины, в ответ приводится следующий ряд вариантов:

• Чугунные.
• Эмалированные.
• Оцинкованные.
• Нержавеющие.
• Металлопластиковые.

К преимуществам стальных труб относятся:

1. Стойкость к повреждениям при монтаже и транспортировке.
2. Не подверженность грунтовому сдавливанию.
3. Более полувековой срок службы.
4. Возможность прочистки канала при засорении илом буровыми технологиями.
5. Сохранение изначальных параметров до конца эксплуатации.
6. Максимальная глубина скважины.

Среди их минусов выделяются:

• Подверженность коррозии.
• Проникновение ржавчины в водопровод.
• Высокая цена.

Альтернативные варианты лишены некоторых недостатков – например, не ржавеют. Однако естественной платой за это становится существенное удорожание проекта.

Обсадные металлопластиковые трубы Источник remoskop.ru

Подбор по диаметру

Диаметр обсадной трубы для скважины на воду – важнейшая характеристика, без подсчета которой не начнется процедура бурения. Его значение напрямую завит от расхода воды в пик потребления – то есть, когда все возможные потребители задействованы на объекте:

• Кухонный кран.
• Душ.
• Стиральная и посудомоечная машина.
• Санузел.
• Система полива огорода и т. д.

Согласно нормативным данным, минимальная подача воды из бытовой скважины имеет значение примерно 700 литров в час. Далее, если предположить, что в пик нагрузки потребуется 5000 литров воды в час, то в соответствии с рекомендациями производителей необходимо устанавливать насосное оборудование с рабочим диаметром в 10 см.

Для расчета внутреннего диаметра обсадной трубы необходимо к рабочему диаметру насоса прибавить удвоенное расстояние от стенок обсадки. Если допустить, что оно равно 5 мм (диаметр насоса должен быть чуть меньше внутреннего диаметра обсадки), то получится = 100 + 5х2 = 110 мм. И это только внутреннее значение параметра. Внешний диаметр трубы для скважины на воду будет получен прибавлением к нему удвоенной толщины стенок самой трубы. Если она, к примеру, равна 6 мм, то получится = 110 + 6х2 = 122 мм. Отверстие же пробуриваемого канал всегда чуть больше диаметра обсадки.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Долото. Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Лебедка. Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.

Cвивка канатного троса левая и правая

Технология обсадки

Обсадка скважины осуществляется с помощью бурильной установки по следующей технологии:

1. На начальном этапе пробуривается канал большего, чем необходимо для диаметра – на глубину не менее 5 метров.
2. Далее устанавливается бур меньшего размера, бурение продолжается до достижения водоносного слоя.
3. При появлении воды в тоннель устанавливаются герметично соединенные сегменты трубы.
4. По достижении необходимой глубины погружается насосное оборудование.
5. Выполняется наладка и проверка работы скважины.

Важно! Процедура бурения должна проходить равномерно, а обсадка опускаться беспрепятственно. В обратном случае труба для скважины во время монтажа подвергнется перенапряжению, что в дальнейшем приведет к разрыву материала и засорению скважины.

Как подобрать трубу, ориентируясь на предполагаемую глубину скважины

В разных местах грунт имеет разнообразную структуру, которая может иметь отличающуюся степень подвижности. Поэтому для правильного выбора трубы необходимо знать, с какого слоя насос будет качать воду. О глубине залегания водного пласта, равно как и о том, в каком состоянии находится грунт, можно узнать у тех, кто живет по соседству, либо провести инженерно-геологическую экспертизу на заказ.

Скважины по глубине делятся на три вида:

• Абиссинская. Её глубина до 10 м, а питают ее поверхностные воды. Трубы, подходящие для данной скважины, имеют диаметр 32 мм.
• «На песок». Глубина ее может варьироваться от 10 до 80 м. Обсадка производится с помощью трубы на 90 или 125 мм. С помощью такой скважины можно обеспечить водой загородный дом. К примеру, именно к этому типу относятся 99% скважин.
• Артезианский вариант (иначе называется «на известняк»). Рассчитан на слой залегания воды, находящийся, в основном, на глубине 80 и более метров. Это уже 3-ий и более водоносный горизонт. По типу насоса будет подбираться и труба, имеющая сечение от 120 мм и более.

Важный момент: чтобы пробурить скважину до 1-го водоносного слоя специально получать какие-либо разрешения не требуется. Все прочие разновидности скважин — проектные.

Коротко о главном

Обсадная труба в скважине выполняет следующий ряд задач:

• Удерживает стенки от разрушения.
• Защищает от протекания в скважину внешних вод.
• Предотвращает ее засорение.
• Сохраняет скважину от разрушения и сдавливания массами грунта.

В решении вопроса о том, какие обсадные трубы лучше для скважины – пластиковые, асбестоцементные или стальные, необходимо исходить из глубины бурения, эксплуатационных условий и стоимости работ. При выборе обсадной трубы следует учитывать не только тип материала и его свойства, но также способ соединения ее сегментов и диаметр, рассчитываемый по пиковому расходу потребления воды. Процедура обсадки производится специализированными компаниями с помощью спецтехники по плану разработанной технологии.

Оценок 0

Прочитать позже

Напорный или безнапорный трубопровод?

Единственно верный вариант – использование напорных труб. Только такие изделия способны выдержать двухстороннее давление. С внешней стороны на стенки колонны воздействует плавучесть грунтов, а изнутри – водяной напор.

Обустройство напорной магистрали обезопасит водоносную систему от преждевременного выхода из строя. При выборе водонапорной трубы сопоставляют показатель ее рабочего давления с предполагаемым дебитом скважины

Представленные ниже видео-обзоры помогут определиться с наиболее оптимальным вариантом обсадки скважины.