Обсадная труба для укрепления скважины может выполняться из пластика, металла и некоторых других материалов. В каких сферах используются обсадные трубы?
Определение и назначение обсадной трубы
Давайте разберемся, что же такое обсадная труба для скважины. Это трубопровод, собранный из труб вертикально, где все элементы соединены герметично, и каждый из них имеет армированный кожух.
Обсадные трубы:
- Обеспечивают целостность водозаборного шурфа.
- Уберегают источник от сдвигов пластов грунта, обвалов породы.
- Не позволяют просачиваться грязным грунтовым водам внутрь.
- Обеспечивают водозабор из чистых водоносных пластов.
- Защищает насос, установленный внутри, кабель и передаточный шланг.
- Не дают возможности естественному давлению грунта «запечатать» скважину.
Труба для скважины может изготавливаться из различных типов материалов. В любом случае все элементы должны быть соединены при монтаже в единую целостную герметичную конструкцию.
Для чего применяются обсадные трубы
Технологическое назначение обсадных труб – установка в свежепробуренной скважине с целью её укрепления, предотвращения осыпания земли, сползания грунта и в итоге прекращения функционирования добывающего участка. В таком применении труба ещё называется обсадной колонной.
Но это не всё, для чего нужны обсадные трубы. Кроме защиты геометрии скважины, они играют ролька канала поставки воды, так как именно в трубах размещаются насосы, перекачивающие жидкость. Само собой разумеется, что используемые изделия должны соответствовать принятым нормам безопасности установок, технологическим требованиям к работе добывающей системы, санитарным условиям, предъявляемым к качеству получаемой воды. Кроме того, трубы должны легко устанавливаться, обслуживаться и при необходимости заменяться.
Обсадная трубы должна обеспечивать выполнение двух технологических задач:
- Сохранение стенок скважины в исходном состоянии. Согласно этому требованию трубы должны быть достаточно прочными, устойчивыми к механическим перегрузкам любого рода – как статическим, так и динамическим любой скорости воздействия. Поэтому первоочередная задача при выборе и приобретении обсадных труб – корректный выбор материала их изготовления, обеспечивающий долгий срок службы конструкции.
- Гарантия водонепроницаемости системы. Это важно и для обеспечения сохранности геометрии пробуренного канала, и для сохранения чистоты питьевой воды при наличии в грунте загрязняющих течений.
Руководствуясь этими требованиями, большинство специалистов в области бурения и обслуживания скважин рекомендует применять обсадные трубы для скважин, имеющие резьбу (прочитайте также: “Виды обсадных труб для скважин и способы их использования”). Именно резьбовое соединение обеспечивает одновременно и простоту сборки конструкции, и должную герметичность трубопровода, препятствующую смешиванию питьевой воды с другими находящимися близ скважины жидкостями.
Общие сведения. ГОСТ для обсадных труб
Обсадную трубу вставляют в скважину во время бурения, одновременно углубляясь внутрь грунта. Особенности монтажа зависят от типа грунта на участке, метода прохода шурфа. Трубопрокат для обсады должен соответствовать требованиям нормативных документов.
Для изделий из металла стандартом служит ГОСТ 623 – 80, для пластиковых изделий следует опираться на ГОСТ 2248 – 001 – 84300500 – 2009, из асбоцемента ГОСТ 539 – 80. При выборе также стоит опираться на европейские стандарты качества. Каждый материал для трубы имеет свои плюсы и минусы.
Обсадные трубы для скважины: назначение, характеристики, цена
Рост популярности в частном домохозяйстве скважного строительства требует от домовладельца определенных знаний в этой области. В том числе необходимо ориентироваться в качественных характеристиках материалов, особенно тех, которые устанавливаются единожды и на длительный срок. Это относится к обсадной трубе, которая является главной составляющей скважины.
Оптимальный диаметр для обсадной колонны
Специалисты бурильщики хорошо знают, что оптимальный диаметр скважинной эксплуатационной колонны должен обеспечивать определённые нужды в качественной воде (при условии грамотного ведения буровых работ и обустройства скважины).
Источник водоснабжения должен покрывать потребность:
В обеспечении водой на бытовые нужды – функционирование сантехники, посудомоечной и стиральной машины, пр.;
В обеспечении специальных нужд – наполнение бассейнов, работа фонтанов, при необходимости обслуживание небольшого моечного оборудования в гараже;
В расходе воды на полив газонов, огорода, клумб, сада, на обслуживание оранжерей и парников.
Другими словами, от выбора оптимального диаметра колонны скважины, зависит полноценное водоснабжение усадьбы с жилым домом и вспомогательными постройками, а также всей частной территории.
Виды обсадных труб
Поскольку скважина армируется при помощи этих изделий, особенно важно при проектировании, перепланировке или ремонте скважины правильно подобрать не только материал, из которого труба изготовлена, но и параметры элемента – диаметр и толщину стенок.
Поскольку сегмент промышленности, выпускающий обсадные трубы, достаточно хорошо развит, на рынке представлены изделия множества типоразмеров. В Российской Федерации сортамент труб регулируется условиями ГОСТа 632-80, в других странах существуют свои системы, с которыми при закупке элементов за рубежом необходимо сверяться.
По материалу изготовления наибольшее распространение получили три вида обсадных труб для скважин: металлические, полимерные и асбестоцементные.
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 обсадных труб для скважин
Трубы для скважины различаются не только по способности переносить нагрузки. Данный параметр зависит от толщины стенок. При выборе труб обсадных для скважины, необходимо учитывать, из какого материала они изготовлены.
Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, что определяет целевое назначение. Если не понятно, какие трубы лучше для скважин той или иной глубины, читайте далее или обратитесь к специалистам.
Трубы из металла
Здесь есть еще одна классификация. Изделия делятся на виды, и бывают:
- чугунными или стальными;
- эмалированными;
- оцинкованными;
- из нержавейки.
Сказать однозначно, какая обсадная труба для скважины лучше нельзя, потому что каждый тип находит применение в зависимости от климата, особенностей грунта, глубины залегания водоносных платов, других факторов.
Самым популярным видом металлических обсадных труб являются стальные. Сталь применима для устройства артезианских скважин, когда глубина доходит до отметки залегания известняковых водоносных пластов. Не знаете, какую трубу выбрать для скважины? Сталь – универсальный материал, который подойдет для источника любого типа и целевого назначения. Преимуществами являются:
- Продолжительный период эксплуатации.
- Высокая несущая способность при небольших габаритах.
- Невосприимчивость к внешним механическим воздействиям и деформациям.
- Устойчивость к истиранию, возможность чистить источник от донных отложений.
За все перечисленные требования к обсадным трубам придется заплатить. Высокая стоимость и большой вес – это минуты металлический обсадок для скважин. В процессе эксплуатации у воды появляется металлический привкус. Самостоятельно смонтировать шурф тяжело ввиду большой удельной массы.
Трубы из асбестоцемента
Это материал, себестоимость которого ниже. Он устойчив к воздействию солей. Асбестоцемент уже много лет используется при строительстве гидросооружений. Перечень главных преимуществ следующий:
- Исключается появление очагов коррозии.
- Допустимый эксплуатационный период – 65 лет.
- Стоимость доступна, всегда имеется в продаже.
Но есть и ряд недостатков, и первый из них заключен в том, чтобы такие обсадные трубы не применяют для обустройства артезианской скважины. Кроме того:
- Сложный монтаж, необходимость применения спецтехники.
- Материал хрупкий, боится механических ударов, что усложняет транспортировку.
- Предусмотрено фланцевое соединение или сочленение стык в стык, что не гарантирует герметичность.
- Требуется регулярное обслуживание. На поверхности появляется налет, который придется снимать.
Диаметр обсадной трубы для скважины и толщина стенок варьируется, но представленный ассортимент обладает меньшим диапазоном сфер применения, чем металл или пластик.
Трубы из пластика
Полиэтилен НД, ПВХ и полипропилен продолжает выдавливать с рынка конкурентов из металла и бетона. Популярность обеспечили конкурентные преимущества, коих много:
- Увеличенная продолжительность эксплуатации.
- Абсолютная инертность по отношению к солям и другим химическим элементам.
- Исключено появление очагов коррозии, гниения.
- Малый удельный вес позволяет выполнять работы без строительной техники.
- Предусмотрено резьбовое соединение, позволяющее добиться абсолютной герметичности.
- Простота транспортировки, хранения, использования ввиду малого веса.
Чтобы понять, какую трубу лучше использовать для скважины, если бюджет ограничен, добавьте в этот список низкую стоимость. Недостатком можно выделить ограничение по глубине скважины, которая не может превышать 60 метров. В остальном все зависит от выбранной толщины стенок и геометрии сечения.
Расчет диаметра трубы для обсадки скважины
Рассчитывая планируемый дебит, нельзя забывать, что он напрямую зависит от диаметра обсадных труб. Иными словами, запас воды больше в том источнике, для устройства проектом предусмотрен больший диаметр труб для скважины на воду.
Согласно принятых норм, расход, достаточный для решения бытовых задач семьи, проживающей в частном доме, составляет 0,7 кубометров в час. Именно столько должно пребывать в скважину, чтобы водоснабжение было непрерывным.
Но и это не единственный фактор, влияющий на выбор. В учет берутся параметры насосного оборудования, которое планируется установить. В среднем, чтобы прокачать 4 кубометра воды, потребуется насос, диаметр корпуса у которого порядка 8 см. Должен быть запас, который составляет по 5 мм с каждой стороны.
Это расстояние от насоса до внутренней поверхности обсадной трубы. Поэтому в данном случае к 80 мм нужно прибавить 2 раза по 5 мм. Получается, что для реализации поставленной задачи потребуется обсадная труба, диаметр которой 100 мм.
Использование обсадных труб в нефтегазовой промышленности
Для защиты нефтяных и газовых скважин используют инвентарные, очень прочные обсадные трубы. Как правило, в нефтегазовой сфере применяют только металлические детали. Основным материалом в этом случае выступает сталь. Это обусловлено тем, что пластик не обладает достаточными показателями прочности для работы на таких глубинах.
Размеры этих изделий варьируют от 9,5 до 13 м. Соединение между ними производится с помощью специальной резьбы. В зависимости от конструктивных особенностей резьба может иметь коническое сечение, треугольное и т. д. При высоких показателях рабочего давления (выше 30 мПа), резьба дополнительно оснащается резиновыми уплотнителями.
Важно! Некоторые типы труб применяют в сфере строительства и могут быть использованы только один раз, потому что их монтаж осуществляется с заливкой всей конструкции раствором бетона. После окончания работ демонтаж такой колонны невозможен даже с использованием специальной техники.
В нефтегазовой промышленности используют только стальные трубы с высокой прочностью
Размеры диаметров таких конструкций могут быть от 114 до 509 мм. Кроме этого, диаметр оказывает непосредственное влияние на толщину стенок, которая может иметь разные показатели (от 6 до 16 мм).
Примеры зависимости толщины стенок обсадных труб от диаметра представлены в таблице 1.
Таблица 1
| Диаметр, мм | Толщина стенок, мм |
| 426 | 10 – 12 |
| 324 | 8,5 – 14 |
| 194 | 7,5 – 13 |
| 125 | 6,2 – 10,5 |
Показатели толщины стенок изделий для нефтегазовых скважин подразделяются на 7 основных групп, в пределах которых наблюдаются следующие границы текучести — 379–1067 мПа.
Помимо этого, все эти изделия делят по способу производства на:
- обычные (отклонение прямолинейного показателя на 1 метр составляет — до 1 мм);
- с увеличенной точностью (отклонение не выше 0,5 мм).
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.
Использование труб для буронабивных опор
Обсадные детали получили широкое распространение в строительной области. Здесь их используют для буронабивных опор, которые выполняются методом бетонирования готового колодца. Диаметр такой конструкции может быть от 300 до 1500 мм. Наиболее популярными являются изделия с диаметром от 300 до 600 мм.
Для монтажа буронабивных свай используется обсадная труба секционного типа. Соединение такой конструкции происходит с помощью резьбы. Нижняя секция такой колонны обладает специальным буровым элементом, который проходит сквозь грунт при бурении. Установка обсадных деталей происходит благодаря мобильным буровым машинам (МБУ).
Обсадные трубы с буронабивными сваями применяют при строительстве в тяжелых условиях
Кроме этого, существуют типы буронабивных свай, изготовляемые собственноручно. С помощью такой ручной установки можно пробурить скважину глубиной до 3 м и диаметром до 30 см. В этом случае роль обсадной трубы выполняет, как правило, рулонный рубероид, которым обкладываются стенки скважины или обычные пластиковые обсадные детали.
Обсадная труба для водяных колодцев
На практике обсадные трубы также очень часто используются для подачи воды (для питья или для технических нужд). Для обустройства скважин с питьевой водой используются две технологии монтажа — метод однотрубной обсадки и метод двухтрубной обсадки.
Технология однотрубной обсадки
При таком сценарии в скважину монтируется только одна труба, которая выполняют и обсадочную, и эксплуатационную функцию. Водяной насос и различное вспомогательное оборудование опускаются непосредственно в нее. Данный способ монтажа подойдет для песочного грунта, а также в ситуации глубокого залегания подземных вод. Также такой сценарий подойдет, когда вам нужна вода в малых количествах (пример — для полива компактного огорода на придомовом участке).
Однако у однотрубной обсадки есть недостатки:
- Малый срок годности. Повредить одну трубу достаточно просто — это могут быть механические повреждения, перепады температур, агрессивные условия окружающей среды. Особенно это критично в случае частого использования скважины.
- Низкое качество воды. При использовании одной трубы значительно повышается риск заражения водой болезнетворными бактериями. Нейтрализовать этот недостаток можно с помощью установки фильтрационной системы, которая будет очищать воду от различных примесей — от песка, земли, фрагментов органики и так далее.
Технология двухтрубной обсадки
В скважину вставляется две трубы разного диаметра. Первая выполняет роль эксплуатационной установки, через которую подается вода (в нее также может монтироваться вспомогательное оборудование — фильтры, аварийные насосы).
Вторая выполняет роль обсадочной установки, которая надежно фиксирует конструкцию в земле, а также защищает ее от неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Технология двухтрубной обсадки — универсальная. Она подойдет для небольших колодцев и для крупных артезианских скважин для промышленной подачи воды.
Преимущества данной технологии помимо универсальности — большой срок годности, высокое качество воды, стабильный напор и другие. Однако необходимо помнить и о недостатках двухтрубной обсадки:
- Нужно больше материалов. Для обустройства колодца придется купить и поставить еще одну трубу, а также различные вспомогательные монтажные элементы для надежной фиксации в земле.
- Могут возникнуть затруднения при монтаже. Без опыта будет сложно ставить подобную конструкцию самостоятельно.
Однотрубные установки обладают не очень большим сроком эксплуатации, а починка сломавшейся установки является достаточно затратным мероприятием. Поэтому технология двухтрубной обсадки является все же более предпочтительной, чем методика однотрубной.
Полезное видео
Информация в роликах более подробная.
Выбираем: