Водяная скважина на своем участке – это лучший долговечный источник чистой воды в доме. Однако, чтобы в процессе бурения, а также в период эксплуатации она не засорялась породой и не обрушалась, требуется провести укрепление ее стенок с помощью специальной трубной колонны. Рассмотрим, какая обсадная труба лучше подойдет для скважины на воду – пластиковая, стальная или асбестоцементная, какие достоинства, недостатки и особенности применения имеет каждая разновидность, каковы общие правила выбора, как правильно рассчитать ее диаметр, из каких основных этапов состоит технология обсадки.
Вариант обустройства частного водозабора с обсадной трубой Источник scvazina.ru
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
Крепление скважин является одним из наиболее важных процессов во время нефтедобычи, поскольку оно влияет на:
- Работоспособность скважины;
- Сроки работы скважины;
- Прочность и герметичность канала, по которому будет поступать добываемый продукт от горизонта к дневной поверхности;
- Защиту эксплуатационного канала от коррозии;
- Прочность стенок скважины в местах, где породы недостаточно устойчивые;
- 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:
- Диаметр.
- Способ соединения отрезков трубы.
- 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:
- Ниппельное. Резьба нарезается с внутренней стороны пластиковых труб. Два элемента соединяются через ниппель с внешней резьбой. Диаметр шурфа не увеличивается.
- Муфтовое. С двух концов трубы предусмотрена внешняя резьба. Стыковка происходит с помощью накладной муфты, которая увеличивает диаметр проходки.
- 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:
- Стойкость к повреждениям при монтаже и транспортировке.
- Не подверженность грунтовому сдавливанию.
- Более полувековой срок службы.
- Возможность прочистки канала при засорении илом буровыми технологиями.
- Сохранение изначальных параметров до конца эксплуатации.
- 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
Преимущества использования асбоцемента
Асбоцементные изделия постепенно выходят из моды. Причины, почему они постепенно вытесняются с рынка, можно свести к четырем основным:
- Хрупкость и склонность к расслаиванию.
- Не обеспечивают сопротивления песку, поэтому их применение при наличии в воде песчаных примесей желательно исключить.
- Довольно значительный вес.
- Недоверие к асбесту как материалу с небезупречной экологической репутацией. Хотя угроза исходит только от пыли исключительно амфиболовых асбестов.
Обратите внимание! Применение хризотилцементных изделий для водоснабжения признано абсолютно безопасным для здоровья.
Преимуществ выбор в пользу асбоцементной трубы при обустройстве скважины несет много. К ним относят:
- невысокую стоимость;
- неподверженность гниению и устойчивость в отношении коррозии. Не требуется специальной защиты от грунтовых вод;
- прочность;
- низкую теплопроводность, позволяющую отказаться от утепления;
- неподверженность температурным перепадам, морозоустойчивость;
- небольшой, сравнительно с металлоконструкциями, вес;
- долговечность эксплуатации.
Обсадка скважины или колодца может производиться и асбестоцементными трубами
Асбоцементные изделия при монтаже могут соединяться только муфтами, при этом каждое звено крепится как можно прочнее. Даже испытывая сомнения в экологической безопасности асбоцемента, вполне допустимо, что он используется для полива и мелиорации. Как лучший вариант, асбоцемент применяют при бурении в известняковых грунтах.
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.
Технология обсадки
Обсадка скважины осуществляется с помощью бурильной установки по следующей технологии:
- На начальном этапе пробуривается канал большего, чем необходимо для диаметра – на глубину не менее 5 метров.
- Далее устанавливается бур меньшего размера, бурение продолжается до достижения водоносного слоя.
- При появлении воды в тоннель устанавливаются герметично соединенные сегменты трубы.
- По достижении необходимой глубины погружается насосное оборудование.
- 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.
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.
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.
