Трубы для скважин – что это такое, диаметр буровых вариантов, какая колонна лучше, размеры продуктов для ПНД-скважин, установка своими руками

Содержание

что это такое, диаметр буровых вариантов, какая колонна лучше, размеры продуктов для ПНД-скважин, установка своими руками

Выбор и монтаж обсадной трубы – важный этап обустройства системы автономного водоснабжения. Это гидротехническое сооружение требует надежного укрепления. Чтобы повысить качество добываемых ресурсов и увеличить сроки эксплуатации сооружения следует соблюдать правила при установке обсадных труб для скважин.

Особенности

Выбираемая обсадная труба для скважины должна соответствовать определенным требованиям. Например, стандартом для металлических труб является ГОСТ 632-80.

Государственный стандарт на трубы асбоцементные – 539-80. Нормативный документ, в котором упоминаются параметры пластиковых труб – ГОСТ 2248-001-84300500-2009. Выбор труб из этого материала осложняется тем, что, кроме ГОСТа существует множество разновидностей ТУ.

Кроме того, существуют многочисленные зарубежные стандарты. В вопросе выбора того или иного вида обсадной трубы важны знания преимуществ и недостатков. Поэтому стоит разобраться в характерных особенностях подробнее.

Основные достоинства металлических изделий:

высокая прочность;
наличие резьбы, которая позволяет создать герметичную конструкцию;
срок службы до 50 лет;
возможность прочистки при заиливании.

Из недостатков металлических обсадных труб стоит отметить:

восприимчивость к коррозии;
ржавый осадок в воде;
существенный вес конструкций, из-за чего осложняется монтаж;
высокая стоимость изделий.

Асбоцементные обсадные трубы хороши такими качествами, как:

устойчивы к агрессивному воздействию солей;
они устойчивы к коррозии;
безопасны и практичны в использовании;
имеют длительный эксплуатационный срок.

Кроме преимуществ, асбоцементная обсадка имеет и недостатки:

сложность монтажа – нужно использовать дорогостоящее подъемное оборудование;
хрупкость изделий;
отсутствие резьбы, вследствие чего элементы фиксируются встык;

сложность в обслуживании: чистка изделий осложняется из-за высокой пористости, кроме того, работы, связанные с чисткой, нельзя проводить без полного осушения скважины.

Важный момент – асбоцемент нельзя применять для артезианского вида скважин в известняковом грунте.

Пластиковые трубы – прекрасная альтернатива на такой случай. Они очень популярны для скважин в последнее время. Изготавливаются они из полипропилена и ПВХ. К преимуществам полиэтилена низкого давления относятся следующие характеристики:

такое устройство дает возможность достигать исключительной герметичности в точках соединений;
для буровых работ трубы из ПНД наиболее доступны по цене;
в сравнении со стальными вариантами, пластик совсем не подвергается коррозионным процессам.
пластиковая обсадная труба легкая;
такая труба может долго и успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивной среды;
пластиковую обсадную колонну легче всего монтировать самостоятельно.

Наиболее значимые недостатки – это невысокая механическая прочность и неспособность к динамическим нагрузкам. Важный момент – пластиковые трубы не желательно выбирать для скважин большой глубины. Условия эксплуатации скважин с трубами из ПВХ должны быть щадящими.

Если стоит вопрос выбора трубы для бытовой автономной системы водоснабжения, то изделия из пластика являются наилучшим примером соотношения цены и качества.

Размеры

Обсадная труба предназначается для улучшения качеств эксплуатации скважины. Если предпринять попытку сэкономить на приобретении труб, то не только сама скважина, но и оборудование в ней быстро придут в негодное состояние. Многие считают, что для улучшения качества скважины лучше выбрать обсадные трубы большего диаметра.

Однако, чем больше размер обсадки, тем выше дебит водного источника. Чтобы правильно выбрать диаметр обсадной трубы нужно знать учитывать расход ресурсов.

Нормативный расход воды за час – 0,7 куб м. Считается, то этого объема достаточно для бытовых и хозяйственных нужд. Еще один важный параметр для определения диаметра трубы – производительность насоса.

Например, максимальный расход составляет 4 куба в единицу времени. Для подобного значения рекомендуется оборудование диметром до 8 см. К этому параметру добавляется возможное расстояние насоса до стенок обсадки, например, 5 мм. Далее можно определить внутренний диаметр труб: Д (внутр) = Д насоса + 5 мм; Д (внутр) – Д внутренний обсадной трубы; Д (насоса) – диаметр насосного оборудования.

Например, если размер насоса 90 мм, то значение внутреннего параметра будет: 90 + 5 = 95. При толщине стенок трубы в 5 мм, расчетное значение трубы составит: 95 + 5 х 2 =105 мм. Стандартные размеры обсадных элементов: 89, 108, 114, 125 мм, 133 мм. Для приведенного примера достаточно выбрать трубу, диаметром 108 мм.

Приведенный пример упрощенный, специалисты рекомендуют учитывать еще и глубину закладки обсадных элементов. Опускать обсадную трубу придется до тех пор, пока скважина не достигнет водоносного слоя. При появлении этого горизонта бурение прекращается, а верхний конец обсадной трубы закрепляется. Трубы выпускают длиной от 9,5 до 13 м с нормальной и удлиненной резьбой. В различия между видами? Какой вариант наиболее приемлем для скважины на воду?

Виды

Все виды обсадных труб структурированы в специальной таблице стандартных требований. Толщина стен, а также диметры должны соответствовать установленным нормативным показателям.

У изделий для скважин обычная точность – 0,7 мм на 1 метр ствола. Диаметр размера трубы может варьироваться от 33,5 до 89 мм. По таблице этот показатель приравнивается для труб 108–146 мм.

Трубы ПВХ для скважин обычно синего цвета с диаметром отверстия 90–225 мм. Для неглубоких или средних скважин подойдут изделия с толщиной стенок до 5 мм. Стенки изделий для глубоких скважин должны быть увеличенными – от 5 до 13 мм.

Выбор обсадной трубы может быть связан со способом взаимного соединения частей в единую колонную. Способы соединения бывают следующими:

сварочное соединение;
раструбное сопряжение;
соединение с резьбой.

Сварка считается жестким соединением стальных сегментов. В обустройстве скважины на воду этот способ применяется редко. Слабые характеристики метода:

Трудоемкость и необходимость в квалифицированном работнике.
Необходимость в специальных системах для удержания.
Приспособления для удержания должны обеспечить необходимый зазор.
Появление коррозии в соединительном шве.
Возможность неточной вертикали. Соединенную сваркой металлическую трубу сложнее опускать в скважину.

Подвижное соединение элементом возможно как для ПВХ, так и для стальных конструкций. Происходит соединение путем вставления верхней детали в нижнюю, которая должна быть снабжена раструбом. Этот вариант возможен для небольших по глубине скважин. Из-за возможного смещения сегментов и нарушения целостности вариант применяется также нечасто.

Обсадки с резьбой являются наиболее герметичным способом сборки. Способ, кстати, позволяет установить комбинированную колонну, которая будет включать как стальные сегменты, так и части из ПВХ.

Соединение элементов с внешней резьбой осуществляется посредством муфты. Если резьба на обсадных трубах присутствует и с внешней и с внутренней стороны, то сегменты можно будет вкручивать друг в друга.

Металлические или полимерные детали бывают с внутренней резьбой. Для соединения таких элементов нужны ниппели. При этом, если в первом варианте соединения возможно увеличение диаметра проходки, во втором варианте возможно увеличение диаметра шурфа, в последнем виде соединения диаметр бурения не увеличивается.

Монтаж

Монтаж скважины производится сверление в грунт бура, диаметр которого должен быть меньшим диаметра обсадки. Инструмент необходимо вытащить из земли для удаления загрязнений. Когда глубина будущей скважины достигнет двух метров можно осуществлять спуск обсадного элемента.

Дальнейшее бурение своими руками осуществляется с обсадкой до момента появления водоносного слоя, если нужно, трубу можно нарастить одним из способов, описанных выше. Классическая обсадная колонная состоит из следующих частей:

Начальный фильтр для очистки, который обычно представляет собой нержавеющую сетку или проволоку.
Донный фильтр, который выполняется из гравия. Он служит защитой вод от загрязнений, которые могут попасть снизу.
Герметичный оголовок, который служит защитой от внешних факторов. Крепление герметичного оголовка обеспечит отрицательное давление, которое будет способствовать увеличение притока воды. Для этих целей иногда применяется цементирование этого элемента

Использовать воду из только что пробуренной скважины не рекомендуется. Выкачайте жидкость, чтобы внизу сделать максимально возможное расширение. С более внушительным объемом скважины на дне вам будет поступать больше воды. При правильной обсадке скважины можно сэкономить на установке и замене технологических элементов за счет их длительной эксплуатации.

Советы

При выборе лучшей обсадки для скважины руководствуйтесь классическим сочетанием цены и качества. Эти параметры должны определяться долговечностью сооружения. Оптимальное сочетание можно получить, только если выбрать тип скважины правильно. Варианта может быть два: артезианская или до первого слоя.

Алгоритмов оформления существует гораздо больше. Глубокие скважины лучше оформлять деталями из металла с внутренней и внешней резьбой. Скважины глубиной менее 55 см можно обсаживать пластиковыми элементами с такой же резьбой.

Для определения диаметра трубы учитывайте следующие показатели:

размеры погружного насоса, планируемого к использованию;
толщина стенок;
необходимый минимальный зазор между обсадкой и насосом;
в случае применения труб с внутренней резьбой, нужно учитывать и толщину ниппелей.

Закрепление одноколонной обсадки в грунте происходит за счет естественного трения. Поэтому калибр трубы должен быть обязательно большим, чем диаметр проходки.

Двухколонный элемент крепится за счет хомутов, которые играют роль центрирующих. При этом затрубное пространство обязательно заполняется гравием или щебнем по всей высоте.

При обустройстве одноколонной обсадки следует иметь в виду, что вытащить ее обратно не представляется возможным. При двухколонной схеме обсадные трубы вытаскиваются домкратом при помощи массивного хомута. Заиленную обсадку можно почистить, при этом работы легко выполняются своими руками при вытащенном насосе.

В скважину опускается наконечник с подсоединенными пожарными рукавами. Внутрь направляется вода под высоким давлением. Уровень стояния воды в скважине при этом может быть любым.

Подробнее смотрите в следующем видео.

что это такое, пластиковая, стальная, диаметр

Обустройство скважинного источника на участке является одним из основных методов получения воды для жильцов индивидуального дома без централизованного водоснабжения, при этом для создания водозаборной шахты используется обсадная труба для скважины из различных материалов. При проведении буровых работ трубы соединяются в колонну различными методами. Выбор способа монтажа и конструкции шахты напрямую связаны с техническими характеристиками скважины.

Хотя бурение обычно проводят квалифицированные специалисты с высоким стажем работ, любому домовладельцу будет полезна информация о разновидностях обсадных труб, их размерных параметрах и технических характеристиках, критериях выбора, технологии монтажа обсадки. Так как диаметр обсадной колонны привязан к размерам используемого погружного электронасоса, зависящим от объема потребляемой воды, перед проведением буровых работ важно определиться с используемой моделью глубинного агрегата.

Рис. 1 Схема водозаборных скважин

Назначение

При бурении скважин всегда делают обсадку из специальных труб, которая выполняет следующие функции:

Основное назначение обсадки — предохранение шахты от осыпания грунта и забивания скважинного канала.
Наличие колонны дает возможность подниматься водяному столбу вверх без впитывания в грунт, предотвращает загрязнение воды.
Благодаря герметичности соединения трубных участков, обсадка предохраняет скважинный источник от проникновения в его канал загрязненных поверхностных и грунтовых вод.
В ровный и жесткий ствол круглого сечения удобно погружать глубинный электронасос, всасывающий воду.
На верх колонны крепят оголовок или крышку, которые препятствуют проникновению в канал наружных атмосферных осадков и грязи, служат опорой для страховочного троса глубинного электронасоса.
При адаптерном подключении водопровода, обсадная труба является опорой для крепления адаптера, который врезают сбоку в ее стенку на глубине ниже точки промерзания.
Фильтр, размещенный внизу колонны, отсеивает крупные и мелкие частицы гравия, песка, известняка, глины, делая воду более пригодной для питья и хозяйственных нужд.

Рис. 2 Конструкции обсадных стальных труб по ГОСТ 632-80

Виды обсадных труб

Трубы, используемые для обсадки скважин, должны удовлетворять требованиям прочности, коррозионной стойкости, выдерживать температуры окружающей и рабочей водной среды. Они не должны изменять химический состав извлекаемой воды, насыщать ее вредными для здоровья человека химическими элементами. Срок их службы обязан превышать время эксплуатации скважинного источника.

Все трубы для обсадки делят по материалам изготовления на следующие категории.

Стальные

Технические условия на стальные бесшовные трубы для обсадки скважин с треугольной и трапециевидной резьбами регламентированы ГОСТ 632-80, согласно данному стандарту их выпускают следующих размерных параметров:

Наружный диаметр: от 114 до 508 мм.
Толщина стенки: от 5,5 до 16,1 мм.
Длина: обсадная труба имеет размеры от 9,5 до 13 м, для некоторых категорий допускается длина от 8,0 до 9 м, а также отрезки менее 5 м по требованию заказчика.

Для изготовления металлических труб используется сталь различных марок, если выпускают бюджетные изделия, применяют конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества Ст2сп или Ст3сп (сп — спокойная сталь, более качественная, чем полуспокойная пс или низкокачественная кипящая кп). Для изготовления дорогих высококачественных стальных труб с более высокой прочностью и коррозионной устойчивостью обычно используют конструкционную углеродистую сталь обыкновенного качества марки Ст20, немного реже Ст45.

Нередко для повышения антикоррозионных свойств стальные трубы марок Ст3, Ст5 и Ст10 оцинковывают и теоретически их можно использовать в земле как наружную оболочку при двухтрубной обсадке (цинк запрещен для непосредственной транспортировки питьевой воды). Однако на практике эксплуатация цинка в грунте мало чем отличается от обычных металлов и покрытие с такой же скоростью разлагается в почве, как и обыкновенная сталь, которую цинк призван защищать.

Рис. 3 Размерные параметры стальных труб для скважин по ГОСТ 632-80 с короткой треугольной резьбой

Стальная обсадка имеет следующие отличительные особенности в сравнении с другими видами:

Главное достоинство стали — высокая прочность на сжатие, изгиб, продольные и поперечные нагрузки, что особенно важно при проходке шахт на большие глубины.
Качественные углеродистые стали марки Ст20, СТ45 обладают длительным эксплуатационным сроком благодаря высокой коррозионной устойчивости, в качестве наружной оболочки в двухтрубной обсадке они может прослужить около 20 лет.
Стальная обсадка не столь чувствительна к погрешностям бурения шахты при монтаже, как другие менее прочные материалы.
При заиливании придонной области водного пласта для очистки часто используется тяжелая металлическая желонка, которая бросается в шахту с большой высоты. В стальном стволе нет опасности повреждения стенок внутренней трубной оболочки, чего нельзя сказать об изделиях из полимеров.
Стальная колонна имеет наиболее высокую цену материалов и монтажа.

Рис. 4 Стоимость популярных стальных изделий

Минус стали — слабая устойчивость к коррозии, из-за этого стальные трубы насыщают воду окислами железа, поэтому их не рекомендуется использовать для забора питьевой воды в абиссинских или песчаных скважинах. По-другому обстоит дело с артезианскими источниками, вода в которых часто имеет повышенное содержание железистых солей и для ее нормализации используют установки обезжелезивания. В этом случае применение стальных труб более оправдано — незначительное увеличение содержания железных окислов в воде из-за коррозии металла все равно будет ликвидировано системой обезжелезивания.
Высокий вес и длина труб из стали делают невозможным монтаж обсадки своими руками, для этих целей используют крупногабаритную буровую технику, требующую большой площади свободного пространства при проведении буровых работ.
Из-за больших габаритов и веса не всегда есть возможность обустроить стальную обсадку на участке малой площади, а тем более внутри дома.

Рис. 5 Технические характеристики НПВХ

Полимерные трубы

Материалы из полимеров занимают ведущее положение во многих отраслях народного хозяйства, не стало исключением и буровое оборудование. Для эксплуатации в скважинных источниках на строительном рынке реализуют следующие изделия:

НПВХ-трубы. Основные размерные параметры и конструктивное исполнение труб из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ регламентированы ТУ 2248-001-84300500-2009, его основные положения:

Средний наружный диаметр: от 90 до 450 мм, для бытовых скважин оптимальные значения 90, 113, 125, 140 мм.
Толщина стенки: от 5 мм до 23,5 мм.
Длина: любая от 1 до 6 м с кратностью 1 м, предельное отклонение ±50 мм.
Конструктивное исполнение:
один конец раструбный с резьбой изнутри, другой имеет внешнюю резьбу.
безраструбные прямые трубные отрезки, один конец с наружной резьбой, другой с внутренней, при этом сечение стенки увеличено.
Допустимая глубина погружения: для изделий с любой толщиной стенки до 100 м, с утолщенной стенкой трубопровод можно углублять до 300 м.
Вид резьбы: коническая упорная TRK, и трапецеидальная TR.

Рис. 6 Размерные параметры НПВХ по ТУ 2248-001-84300500-2009

Обсадная пластиковая труба для скважины из НПВХ обладает следующими эксплуатационными свойствами:

НПВХ является экологически чистым материалом, не загрязняет воду содержащимися в нем химическими элементами.
Стоимость полимерных труб значительно ниже изделий из металлов.
Стандартный цвет материала — светло-голубой.
Обладает устойчивостью к высоким механическим нагрузкам на удары, сжатие и растяжение.
Устойчива к воздействию большинства агрессивных химических элементов, допускает обработку скважины с любыми компонентами для регенерации и дезинфекции.
Высокие электроизолирующие характеристики исключают электрохимическую коррозию пластика, присущую металлам.
Гладкая и плотная оболочка пластика препятствуют образованию плесени, водорослей, скоплению колоний бактерий, появлению на стенках известкового камня.
Полимер имеет гидравлически гладкие стенки, снижающие сопротивление водному потоку.

Рис. 7 Стоимость НПВХ

Благодаря более легкому весу в сравнении с металлами полимерные трубы легче транспортировать и устанавливать, скорость проведения монтажа значительно выше в сравнении со стальными аналогами.
Эксплуатационный срок НПВХ изделий превышает 50 лет.
В отличие от других полимеров, НПВХ имеют плотность выше чем у воды, поэтому тонут в ней — это предотвращает любое всплывание трубопровода при нахождении в водных слоях.
НПВХ-труба не разрушается при замерзании воды внутри ее канала.
Обладает самым низким коэффициентом линейного расширения в сравнении с другими пластмассами.
К недостаткам НПВХ относят хрупкость тонкостенных изделий при поперечных нагрузках, в скважине это может привести к трещинам в корпусе во время горизонтальных подвижек грунта.

ПВХ-трубы — имеют аналогичные параметры с НПВХ изделиями по тем причинам, что на самом деле являются НПВХ, а производитель или продавец по незнанию опустил первую букву в описании товара.

Рис. 8 Размерные параметры ПЭ труб по ГОСТ 18599-2001 для разных давлений

ПНД-трубы. Полиэтиленовые напорные трубы выпускают в соответствии с ГОСТ 18599-2001, в отличие от ПВХ изделий отдельного норматива на обсадочные разновидности ПНД не существует.

Основные положения ГОСТ 18599-2001 имеют следующий вид:

Стандарт распространяется на напорные трубы из полиэтилена, предназначенные для транспортировки воды хозяйственно-питьевого и иного назначения при ее рабочей температуре от 0 до 40 °С и давлении до 2,5 мПа (25 бар).
Диаметр труб из ПЭ — от 10 до 2000 мм.
Их длина в прямых отрезках — от 5 до 24 м с кратностью 250 мм.
Толщина стенки зависит от рабочего давления и диаметра трубопровода, диапазоны ее значений — от нескольких единиц до сотен миллиметров.
ПЭ труба имеет размеры стандартного ряда для использования в скважинах — 90, 110, 125, 140 мм.
Трубопровод ПНД имеет аналогичные с НПВХ параметры по экологичности, химической и биологической устойчивости, срок его службы составляет также 50 лет.

На заметку: Существенным отличием материала от НПВХ является его низкая жесткость и высокая эластичность — это может привести к сдавливанию стенок грунтом при помещении труб на большие глубины.

ПП-трубы. Полипропиленовые трубы несмотря на утверждения многих интернет-источников вообще не выпускают и не используют в обсадных колоннах из-за хрупкости материала, его слабой устойчивости к низким температурам и разрушении ПП при воздействии на оболочку прямого ультрафиолетового излучения.

Рис. 9 Технические характеристики некоторых марок суспензионного ПНД по ГОСТ 16338-85

Обсадка из других материалов

Помимо двух рассмотренных выше вариантов в редких случаях обсадочные колонны монтируют из следующих материалов:

Металлы. Теоретически можно сделать обсадную колонну из сварных чугунных, нержавеющих, эмалированных труб (другое соединение данных материалов типа раструбного лишено практического смысла, а резьба сложновыполнима технологически), однако в реальной жизни такая сборка не встречается, так как не имеет технического применения. Связано это с высокой стоимостью проводимых работ, сложностью монтажа и низкой функциональностью полученной конструкции (к примеру, непонятно, как и из чего делать фильтр в придонной области колонны).

Асбестоцемент. Стандартное патрубковое соединение асбестоцементных труб с резиновыми кольцами не предназначено для работы в вертикальных шахтах, к тому же из-за хрупкости материала, сложности монтажа асбестовую колонну вряд ли возможно поставить технически.

Полимерные трубопроводы. Выпускаемые промышленностью трубопроводы ПНД на бобинах и катушках имеют значительную длину и высокие диаметры, достаточные для использования в скважинах. С помощью ПНД-трубопроводов делают обсадку в неглубоких абиссинских источниках для водозабора поверхностными насосными станциями с глубин не более 9 м.

Если использовать ПНД-трубы большого диаметра на больших заглублениях, ввиду их эластичности и недостаточной жесткости скважинный канал будет обладать низкой прямолинейностью, что затруднит применение погружного электронасоса и повысит риски его застревания в шахте. Теоретически можно использовать сплошной ПНД-трубопровод внутри обсадной колонны из жестких стальных труб, тем более что типоразмер их наружного диаметра полностью совпадает с применяемыми в скважинах полимерными трубопроводами (90, 110, 125, 140 мм), однако на практике данной идеей пока еще никто не воспользовался.

Рис. 10 Стоимость и типоразмеры обсадных ПНД-труб

Обсадка скважин (однотрубная и двойная)

В зависимости от глубины скважин используют различные способы их обсадки, отличающиеся применяемыми материалами труб, технологией проведения монтажных работ, размерными параметрами обсадных колонн. Все скважины для индивидуального водозабора условно делят на три категории, в которых используют следующие методы монтажа скважин.

Абиссинские. Источники рассчитаны на водозабор из поверхностных подземных водных пластов, глубина шахты редко превышает 30 м, поэтому давление грунта на стенки колонны незначительно. Если используют поверхностью насосную станцию с глубиной погружения напорного патрубка не более 9 мм, вместо колонны из отдельных труб используют длинный отрезок ПНД-трубы подходящего диаметра на катушке.

В случае, если зеркало воды ниже 9 м от поверхности земли, в скважину помещают погружной электронасос. Для монтажа колонны используют пластиковый толстостенный трубопровод из полиэтилена низкого давления ПНД или тонкостенный из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ.

Так как дебит абиссинской скважины не слишком высок, для экономии финансовых средств в ней рационально применять погружной электронасос средней мощности диаметром 3 дюйма (75 мм) и можно использовать полимерные трубы с небольшим поперечным размером.

Наружный диаметр D скважинного трубопровода под размер данного 3-х дюймового электронасоса рационально выбрать стандартным значением 90 мм (проходной диаметр канала Dn при этом равен 80 мм). Следует отметить, что зазор в 5 мм с учетом погрешностей в изготовлении труб является предельным, поэтому данные обсадные колонны используют при поперечных размерах электронасосов не более 75 мм (подойдет для Grundfos SQ с Dn=74 мм, Aquario ASP с Dn=75 мм) или выбирают следующий, более высокий трубный типоразмер (оптимальный вариант — наружный диаметр D=110 мм с толщиной стенки 7 или 9 мм).

Рис. 11 Варианты обсадки

Скважины на песке. Глубина песчаных скважин доходит до 70 м, поэтому колонна испытывает более сильное давление грунта. Также дебит скважин на песке выше, чем у абиссинских источников — это требует применения более мощных электронасосов стандартным диаметром 4 дюйма (100 мм).

Для обустройства скважинной шахты подойдут полимерные трубы НПВХ с толстыми стенками, допустимая глубина их установки не превышает 100 м. Оптимальный вариант для размещения 4 дюймовых электронасосов — труба с наружным диаметром 125 мм, при толщине стенки 7 или 9 мм ее проходной диаметр Dn будет равен 111 или 107 мм соответственно.

Артезианские скважины. Артезианские подземные источники считаются самыми глубокими, в бытовых скважинах расстояние от поверхности земли до водного бассейна может достигать 200 м. Поэтому для их монтажа используют прочные стальные трубы, но из-за того, что они подвержены коррозии, в них обычно вставляют полимерный коррозионностойкий трубопровод. Двухтрубная обсадка скважин выдерживает значительные внешние нагрузки и оптимальна с точки зрения экономии финансовых средств — срок службы артезианских скважин достигает 50 лет, поэтому колонна должна иметь аналогичное долголетие.

Для внешней обвязки с точки зрения коррозионной стойкости хорошо подойдут стальные трубы с повышенным содержанием углерода из качественной стали марки Ст20 или Ст45, также их можно применять непосредственно в скважинном источнике с питьевой водой при высокой толщине стенок.

Следует отметить, что согласно ГОСТ полимерные и стальные трубы имеют согласованные поперечные размеры для организации двойной обсадки: если выбрать диаметр обсадных труб для скважин из стали D=140 мм, согласно таблице на рис. 3 для стенки 7 мм получаем внутренний размер Dn=125,7 мм — это пространство отлично подходит для установки внутрь полимерной трубы диаметром D=125 мм.

Если глубина артезианской скважины не превышает 100 м, можно использовать более дешевую двойную обсадку полимерными трубопроводами ПНД или НПВХ, в любом случае принятие окончательного решения лучше оставить опытным специалистам организаций, проводящих бурение и обвязку скважинных источников.

Рис. 12 Типы трубных соединений

Типы соединений

При обустройстве обсадки трубы соединяют в колонну следующими способами:

Раструбный резьбовой. Метод используют при стыковке полимерных или металлических тонкостенных труб, при этом в раструбе нарезают внутреннюю резьбу, а на участке внешней оболочки подсоединяемой трубы — наружную.

Резьбовой. Используют в толстостенных металлических и полимерных трубах, подсоединяемые элементы имеют наружную и внутреннюю резьбу, при их стыковке стенки снаружи и изнутри гладкие.

Муфтовый. Соединяемые трубные элементы имеют наружную резьбу, их вкручивают в стыковочную муфту с внутренней резьбой до соединения торцов.

Электросварка. Сварка может быть полезна в случаях соединения тонкостенных стальных труб, в которых прорезанная резьба будет слишком слаба. Метод сваривания нередко используют при монтаже стальной обсадки — хотя он отнимает некоторое время и требует хороших навыков сварщика от специалиста, его применение может быть экономически выгодно (не надо приобретать дорогие тяжелые трубы с резьбой и толстыми стенками).

Рис. 13 Стальные и ПНД трубы обсадки

Критерии выбора

Для обустройства обсадки необходимо иметь следующую информацию: глубина скважины, объем водоподачи, диаметр погружного электронасоса, также на выбор довольно сильно влияют финансовые средства потребителя. Чтобы определить, какая труба лучше для скважины, рассмотрим несколько вариантов скважинных источников для водоснабжения.

Для водозабора с помощью погружного электронасоса из неглубокой скважины (до 30 м) абиссинского типа лучше всего использовать полимерный трубопровод из НПВХ. В зависимости от финансовых возможностей выбирают тонкостенные изделия с резьбовым раструбовым соединением или толстостенные с разносторонней внешней и внутренней резьбой.
Для скважин на песке глубиной до 60 м хороший вариант — толстостенный НПВХ, при дальнейшем заглублении до 100 м можно рассмотреть различные методы с двойной обсадкой из полимеров. Неплохой вариант — применение снаружи жесткого трубопровода из НПВХ, а внутри оболочки из эластичного и менее устойчивого к нагрузкам ПНД.
Для глубин выше 100 м рационально применение жесткой металлической обсадной колонны, внутри которой можно разместить эластичный ПНД или жесткий НПВХ трубопровод.

Рис. 14 Внешний вид НПВХ-труб

В любом случае при выборе однотрубной или двухтрубной обсадки следует учитывать состав грунта, геологические факторы, уровень грунтовых вод. Не помешает выслушать по вопросу проведения обсадки отзывы высококвалифицированных специалистов.
При покупке ПНД изделий следует быть внимательным из-за того, что в торговой сети реализуют технический полиэтилен вторичной переработки и пищевой первичный материал. Их основное легко различимое отличие — расцветка: труба из вторичной гранулы обычно имеет темно-синий или насыщенный синий цвет, иногда встречается зеленый оттенок. Изделия из ПНД, выполненные из первичного сырья, в соответствии с ГОСТ обладают ярко-синим или голубым цветом.
Еще один критерий определения некачественного товара из ПНД — запах пластмассы. Оон может напоминать аромат кондитерских изделий, моющих средств, стирального порошка и прочее — все это говорит о материале изготовления из гранул вторичной переработки. Чистый первичный полиэтилен не имеет запаха и может использоваться в системах с питьевой водой без вреда для здоровья человека, в то время как полиэтилен из вторичного сырья допускается применять в системах водозабора для технических нужд.
При выборе диаметра колонны руководствуются дебитом (производительностью) источника и размерными параметрами электронасоса, при больших объемах водозабора стараются увеличить диаметр обсадной колонны. Насос подбирают таким образом, чтобы его диаметр не был меньше 5 мм внутреннего размера скважинного ствола, если используют мягкий ПНД трубопровод или водозабор проводят на больших глубинах, выбирают больший внутренний диаметр колонны с учетом деформации канала при сдавливании грунтом.
Качество резьбового соединения НПВХ определяют следующим образом — вкручивают трубу в другую или ее патрубок на три витка и затем двигают одну из деталей в стороны — большой люфт говорит о слабости крепления. Такое соединение обладает низкой герметичностью, а если понадобится демонтаж обсадки с извлечением колонны из скважинного ствола, резьба с большой вероятностью будет сорвана.

Рис. 15 Скважинные фильтры и конусная заглушка

Бурение скважины с обсадной трубой

Бурение скважин и установка обсадной колонны при наличии соответствующего оборудования и техники не кажется слишком сложным процессом, наиболее распространенные скважины на песке проходят следующим образом:

Загоняют на участок буровую установку, после определения места расположения скважины включает оборудование и буром соответствующего диаметра, прикрепленного на штанге стандартной длины 3 — 4,5 — 6 м начинают проходку. По мере углубления штанги удлиняют, прикручивая на резьбу следующие элементы, таким образом погружают бур на нужную глубину до появления воды.
Практически все проходчики используют технологию гидравлического бурения, направляя в скважинный ствол во время проходки воду из цистерны вспомогательной машины (водовозки). Воду подают в шахты через полые штанги, второй метод — сооружение в месте проходки небольшого котлована, который постоянно пополняют водой, его используют в низкобюджетной проходке.
После появления в отвале нужной песчаной или известковой породы (зависит от типа скважины) извлекают и поочередно демонтируют штанги, затем вынимают бур, меняя его на скважинный НПВХ-фильтр. Фильтрующее устройство представляет собой обычную трубу заводского изготовления с поперечными прорезями (щелевой фильтр), многие буровики делают его самостоятельно, перфорируя в обсадной трубе ряд круглых отверстий и оборачивая оболочку тонкоячеистой сеткой из металлических коррозионностойких материалов (нержавейка, бронза, латунные и медные сплавы).
На торец фильтра крепится конусная заглушка с помощью резьбы или саморезов, после чего его опускают в скважинный канал. Перед установкой колонны иногда засыпают на дно скважины щебень и речной песок для организации дополнительной фильтрации.
По мере опускания к фильтру прикручивают следующую трубу и так продолжают до тех пор, пока не достигнут нужной отметки.
После установки колонны верхнюю трубу обрезают и проводят прокачку скважины, подавая некоторое время в ее канал воду под давлением, после чего начинают выкачивание мутной воды погружным электронасосом до появления на выходе прозрачной жидкости.
Полная процедура прокачки может занять несколько дней, однако специалисты стремятся сделать свою работу за несколько часов, рассчитывая на осаждение взвешенных частиц на дно с течением времени.

Рис. 16 Примеры проведения буровых работ своими руками

Для обустройства скважин в настоящее время широко используют обсадные трубы из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ, обладающие высокими физическими и химическими характеристиками, длительным сроком эксплуатации, более низкой стоимостью по сравнению с металлами. Использование обсадки из НПВХ позволяет эффективно обустраивать все виды скважин глубиной от 5 до 300 м с удобным размещением в них водозаборных погружных электронасосов любых моделей.

Разновидности труб для обсадки скважин: размеры и характеристики.

Обсадная труба является важной деталью во время обустройства автономной системы водоснабжения. Ее применяют, чтобы укрепить стенки гидротехнического сооружения, увеличить их срок эксплуатации, повысить качество получаемой воды.

Обсадные трубы применяют для скважин, через которые добывают воду из недр Земли. Но прежде, чем выбрать такие системы, необходимо разобраться с материалами, из которых их изготавливают, определить размер для монтажа.

По бурению скважин применяют обсадные трубы.

Определение и назначение обсадной трубы

Обсадной называют специальную трубу, которая имеет кожух с армированием. Она используется, чтобы укреплять внутренние стены скважины. Часто глубокая конструкция предполагает использование и установку нескольких функциональных деталей, которые между собой герметично закрепляются. Получается 1 обсадка по всей длине скважины.

Толщина стенок такой колонны зависит от используемого материала, а также от типа гидротехнического сооружения, где она будет вмонтирована.

У бетонных и металлических изделий диаметр, толщина стен намного больше, чем размеры пластиковых. На 1 конце располагается муфта. Она применяется, чтобы выполнять герметичное соединение 2 деталей. На второй части располагается кольцо, которое надежно защищает резьбу и предотвращает любые ее поломки.

Обсадные конструкции для скважин обладают следующими габаритами:

Длина: минимум 3, максимум 13 м, при этом классическим вариантом является 8 м.
Толщина стенок: минимум 0,5, максимум 1,6 см, но универсальным вариантом считается 1,2 см. Изделия бывают толстостенными и тонкостенными.
Диаметр внутренний: минимум 6,5, максимум 42,5 см.
Диаметр наружный: минимум 8, максимум 45 м.

Обсадную трубу применяют для укрепления стенок скважины.

Дополнительно для труб из металла пишется категория прочности.

Обсадные колонны, используемые в скважинах, должны выполнять следующие задачи:

Поддерживать целостность всей конструкции во время ее срока службы. Колонны должны быть прочными, устойчивыми к деформациям, сдвигам грунта, различным повреждениям.
Поддерживать полную герметичность, чтобы предотвращать попадание вод из грунта внутрь конструкции и не допускать проникновения грязи в источник.
Сдерживать питьевую воду из прослоек в обсадке.
Защищать конструкцию от повышенного грунтового давления.
Защищать насос и прочее оборудование внутри колоны от различной грязи.

Чтобы герметизация была максимальной, специалисты советуют выбирать изделия с типом соединения в виде резьбы.

Разновидности труб для обсадки скважин

Качество скважины во многом зависит и от материалов, которые используются для производства таких конструкций.

Применяют следующие варианты: пластик, древесина, металлы, асбестоцемент. Сложно однозначно определить, какие трубы буду лучшими для обустройства скважины. Выбор такой детали зависит от технических характеристик, климатических условий, производительности, диаметра точки забора воды, параметров насоса и прочего оборудования. Все это влияет на требования к обсадным трубам.

Трубы для колонны обсадки могут быть выполнены из следующих материалов:

чугун;
сталь;
нержавеющая сталь;
оцинкованное покрытие;
эмалированное покрытие.

Стальные изделия являются самыми востребованными. Это наиболее практичный вариант для создания колонны.

Изделия соответствуют всем требованиям и условиям, которые предъявляются к такому элементу конструкции. Стальные трубы используют в артезианских скважинах, когда происходит бурение через песчаные либо известняковые почвы.

Трубы из металла считаются самыми практичными.

К преимуществам стальных обсадных систем относится следующее:

Повышенная устойчивость к износу, деформациям, повреждениям. Изделие обладает высокой прочностью.
Наличие соединения посредством резьбы, чтобы герметичность конструкции была максимальной.
Срок службы продолжительный. Он составляет 50 лет для изделий, у которых стенки в толщину по 0,6 см.
Наличие возможности очищать скважину бурильным оборудованием, если дно заиливается.
Подача воды для питья без сбоев в течение всего периода эксплуатации оборудования.

Но вместе с тем необходимо помнить и о недостатках стальных обсадных конструкций, это:

Возможность возникновения ржавчины и соответствующего осадка в воде.
Сложность в самостоятельном осуществлении монтажа из-за того, что у толстостенных изделий вес большой.
Учет затрат на расходные материалы.

Трубы с эмалированной поверхностью тоже являются склонными к ржавчине, которая возникает, если эмаль повреждается либо само изделие деформируется. У оцинкованных труб срок эксплуатации длительный, но они часто загрязняют источник воды оксидом цинка.

Обсадные трубы из асбестоцемента

Изделия из асбестоцемента активно применяются для создания различных гидротехнических сооружений благодаря их низкой стоимости, стойкости к агрессивному влиянию химических соединений.

К преимуществам таких обсадных систем относится следующее:

устойчивость к возникновению ржавчины;
небольшая цена, доступность;
безопасность;
практичность;
долгий срок применения – до 65 лет.

Трубы из асбестоцемента применяются в самых разных областях строительства.

Несмотря на то что асбестоцементные трубы для обсадки обладают множеством достоинств, необходимо учитывать и их ограничения:

Монтаж своими руками осуществлять сложно. Требуется дорогое оборудование подъемного типа.
Материал является хрупким.
Отсутствует резьба для фиксации изделий. Их соединять придется посредством стыка. А такой метод не может гарантировать полную герметизацию всей конструкции.
Сложно чистить и обслуживать детали. Бетонное основание является пористым, из-за чего на нем накапливается много грязи. Чистить поверхности стен разрешается только после полного осушения источника воды.

Запрещено использовать асбестоцемент для артезианских скважин, которые проходят в почве известнякового типа.

Обсадные трубы из пластика

Обсадные трубы из пластика стали конкурентами традиционным изделиям из бетона и стали. Их делают из ПВХ, полиэтилена НД и полипропилена.

Пластиковые обсадные трубы обладают следующими положительными характеристиками:

долгий срок эксплуатации материала;
устойчивость к негативному влиянию солей и прочих химических соединений;
устойчивость к появлению ржавчины;
простота установки конструкции, так что каждый сможет выполнить это собственноручно;
высокая герметизация конструкции за счет использования соединения в виде резьбы;
малый вес деталей;
невысокая стоимость, доступность.

В пластиковых обсадных трубах вода для питья из скважины не будет менять свой химический состав. Кроме того, в ней не развивается патогенная микрофлора.

Но необходимо помнить, что такие обсадные трубы используют для обустройства скважины в почвах песчаного типа и при этом их глубина не должна быть больше 55 м. Еще такие пластиковые конструкции подойдут для колонн с фильтрованием.

Пластиковые трубы наиболее распространенный вариант при бурении скважин.

Что касается недостатков подобных труб для обсадки, то они склонны к повреждениям, деформациям и восприимчивости к низкой температуре.

Расчет диаметра трубы для обсадки

От того, насколько правильно подобраны трубы с соответствующим диаметром, зависит эффективность работы всей скважины и ее производительность. Чем больше размеры обсадной колонны, тем выше дебит источника воды.

Для этого вычисляют затраты жидкости при максимальных нагрузках. Нормы ее расхода составляет за час около 0,7 куб. м. Она может применяться для бытовых и хозяйственных целей.

Во время вычисления требуемого диаметра обсадной трубы учитывают размер, тип и производительность насоса и подключаемого к нему оборудования. Например, если затраты составляют 4 куб. м в единицу времени, то рекомендуется использовать оборудование, у которого диаметр 80 мм. Этот показатель максимально допустимый.

К показателю диаметра, который есть у оборудования с насосом, необходимо прибавлять еще 0,5 см. Это дистанция, которая должна быть от поверхности насоса до самой обсадной трубы. Также требуется добавить еще 0,5 см, что представляет собой саму толщину стен обсадки.

Чтобы определить внутренний диаметр обсадной трубы, необходимо использовать как раз такую формулу. Например, если насос составляет 9 см, то к нему нужно добавить еще 1 см. Получается 10 см (100 мм). Но при этом, учитывая размер стенок (0,5 см), диаметр трубы будет 110 мм, т. к. необходимо прибавить 10 мм.

Обсадные детали производятся по 8,9, 10,8, 11,4, 12,7, 13,3 см.

Устройство обсадки для скважины

Колонна обсадки для гидротехнического сооружения отличается соответствующим строением.

Она включает следующие детали:

Фильтр в начале. Он очищает питьевую воду от песчаных и глинистых включений. Для его создания применяют проволоку либо сетку из нержавеющего материала.
Фильтр на дне. Он выполнен из гравия. Предназначен защищать точку забора жидкости от грунтовых вод и грязи, которая может попадать в питьевую воду из более низких прослоек.
Герметичный оголовок. Он защищает скважину от негативного влияния наружных факторов окружающей среды.

Большое количество труб, которые представлены на строительном рынке, позволяет выбрать максимально подходящий вариант, который будет обеспечивать долгий период эксплуатации скважины.

что это такое, как выбрать и что лучше пластиковая или стальная

Важным этапом обустройства автономной системы водоснабжения для дома и бани является выбор и монтаж обсадки. Чтобы обеспечить надежное укрепление стенок гидротехнического сооружения, увеличение эксплуатационного срока и повышение качества добываемой воды, применяется обсадная труба для скважины. Далее рассмотрим, как определить размер трубы для установки в частную скважину и какой выбрать материал, чтобы обеспечить долговечность обсадной колонны.

Содержание статьи