Как соединяют обсадные трубы

Обновлено: 07.07.2024

Обсадные трубы для скважин на воду: обзор конструкций, размеры, характеристики и установка

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.

Обсадные трубы из металла

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.

Скважина с двойной обсадкой

Двойная обсадка скважины типа «труба в трубе» увеличивает срок службы системы автономного водоснабжения загородного дома. Другая важная задача, которую решает вторая труба - защита артезианского источника от загрязнений из промежуточных водоносов, грунтовых вод, а также от верховодки. Двойная обсадка может иметь варианты исполнения, которые определяют некоторые характеристики скважины. Пространство между трубными профилями может быть заполнено специальной компактонитовой глиной, повышающей степень герметизации скважины.

Технология двойной обсадки

Сначала бурится скважина под основную обсадную трубу. Обсадная — это стальной цельный профиль округлой формы, который примет на себя все нагрузки со стороны грунта и защитит стенки скважины от обрушения. Обсадка производится на всю длину ствола скважины — от устья до известняка. Обсадная колонна состоит из отдельных труб, которые соединяются резьбовыми замками. Герметичные стыки между трубами обеспечивают защиту артезианской воды от попадания грунта из стенок скважины, промежуточных водоносных слоев и верховодки.

Далее меньшим диаметром вскрывается водоносный известняк, в который упирается стальная обсадная труба. Бурится открытый ствол (то есть ствол без обсадки), под действием давления пластов вода из известняка поднимается внутри скважины на некоторую высоту — можно определить статический уровень воды. Следующий этап — внутрь стальной обсадной колонны, на всю ее длину опускается пластиковая эксплуатационная колонна. Это соединенные резьбой трубы из ПНД (полиэтилен низкого давления) или нПВХ (непластифицированный поливинилхлорид). Для таких труб выбирается только пищевой пластик, который даже при длительном контакте с водой не выделяет вредные вещества.

Преимущества пластиковой скважины на дачу под ключ:

длительный срок службы, который составляет больше 50 лет;
высокая прочность;
защита обсадной трубы от коррозии;
высокое качество и безопасность жидкости;
чистые, ровные стенки на протяжении всего срока эксплуатации;
экологическая безопасность;
низкая вероятность заиливания;
устойчивость к окислению и химическому воздействию;
хорошая пропускная способность;
герметичность конструкции за счет соединения резьбой;
подходит для любых котлованов.

пластиковая труба в перфорацией для открытого ствола

В зависимости от конструкции скважины, двойная обсадка позволяет повысить общую герметизацию. Например, в пространство между обсадной трубой и эксплуатационной колонной засыпаются гранулы компактонитовой глины. При контакте с водой гранулы расширяются, герметизируя зазор между стальной и пластиковой колоннами. Но при профессиональной, качественной обсадке использование компактонита оказывается избыточным решением и потому используется не часто.

Технология бурения с обсадной трубой дает двойную защиту котлована от разрушения, гниения, коррозии, загрязнения воды.

В редких случаях, когда пластовое давление недостаточно и вода из известняка не поднимается высоко, эксплуатационная колонна может быть опущена прямо в известняк. В нижней части пластиковой трубы делаются водозаборные отверстия, чтобы вода легко попадала внутрь скважины к насосу. Сетчатый фильтр не ставится, так как загрязнения в виде мелких твердых частиц в артезианской воде нет. Насос опускается внутри эксплуатационной колонны непосредственно в известняк.

Учитывая, что вторая вставленная труба будет меньшего диаметра, продумайте дальнейшее обустройство. Что важнее или дешевле — сохранить модель выбранного насоса с определенным диаметром, но тогда придется увеличивать диаметр скважины и стоимость бурения, чтобы увеличились диаметры обсадной и эксплуатационной колонн. Либо придется выбрать более дорогой насос меньшего диаметра, который свободно поместится в эксплуатационной колонне

От материала и диаметра обсадки зависит срок эксплуатации устройства, объемы добываемой воды, ее качество. Компания «БИИКС» предлагает попробовать инновационное бурение под защитой обсадной трубы из металла.

Цена двойной обсадки: за что платим?

Очевидно, что две трубы обойдутся дороже одной. Технология бурения скважин с обсадной трубой потребует увеличенного диаметра и дополнительных финансовых трат. В результате общая цена обустройства водозабора растет. Надо выяснить, что мы получаем, используя двойную обсадку?

Бурение под обсадную трубу увеличивает срок эксплуатации котлована и оборудования. При правильной установке обеих колонн — обсадной и эксплуатационной — повышается степень изоляции артезианского источника от загрязненной воды из промежуточных слоев и верховодки. Известное достоинство пластика — коррозионная стойкость, которая гораздо выше, чем у черной стали. Сталь ржавеет со скоростью 0,1 мм в год. На самом деле это очень мало — при толщине стенки колонны 4 мм сквозное отверстие из-за коррозии появится лишь через 40 лет. Пластик продлевает срок жизни водозабору приблизительно в 2 раза. Если через 40 лет в стальной колонне появится сквозное отверстие, то пластик останется абсолютно целым и продолжит защищать артезианский источник от внешних загрязнений.

Одна пластиковая скважина для воды не выдержит высокую нагрузку и сломается под тяжестью, что приведет к обрушению котлована. Поэтому нужна двойная обсадка с металлической колонной с внешней стороны.

Защищает ли вторая пластиковая труба от уровня ржавчины? Нет, так как ржавчина (как и соли жесткости) попадает в водозабор не от стальной обсадной колонны, а непосредственно из известняка. Пищевой пластик был специально разработан для деталей и узлов различного оборудования, имеющего постоянный контакт с пищей и питьевой водой. Будучи химически инертными, даже при постоянном контакте с питьевой водой колонны из ПНД или ПВХ не снизят ее качество. В общих системах водоснабжения используются обычные колонны из черной стали, но никто не высказывает недовольства по поводу незначительного количества ржавчины. Это количество еще больше уменьшится при ежедневном использовании водопровода.

Только водозабор с длительным сроком жизни и стабильным дебитом пригодна для организации автономного водоснабжения в загородном доме постоянного проживания. Данным условиям соответствует артезианская скважина с двойной обсадкой.

Бурение пластиковых скважин на воду без дополнительных колонн из стали допустимо только до 30 метров в глубину. На глубине от 100 до 200 метров необходимо дополнительно укреплять котлован.

На этом фоне особенно неубедительно звучат заявления некоторых самодеятельных «дешевых» буровиков о ненужности дополнительной защиты трубы — будь то более высокий уровень герметизации, дополнительная труба внутри основной и др. Утверждение, что двойная обсадка нужна лишь буровикам из-за большей рентабельности, как минимум необъективно. Двойная обсадка значительно продлевает срок безаварийной работы водозабора, то есть обеспечивает то, в чем напрямую заинтересован заказчик. Думается, причина негативных отзывов о двойной обсадке проста — самодеятельные буровики не обладают ни знаниями, ни оборудованием для того, чтобы произвести качественную обсадку артезианской скважины двумя трубами.

Возможные способы соединения обсадных труб

При бурении скважины на воду в Волгограде одним из основных параметров, на который стоит обратить особое внимание при выборе труб для обсадки скважин, является надежность межтрубного соединения. Именно от него зависит то, какой срок прослужит скважина на воду, насколько герметична обсадная колонна, а также качество получаемой воды.

По своему составу обсадные трубы делятся на асбоцементные, пластиковые и металлические. Для того, чтобы выбрать необходимый тип обсадной трубы, необходимо учитывать такие параметры как цена, тип грунта и глубина предстоящего бурения. Также можно отталкиваться и от глубины будущей скважины. Этот параметр вы можете узнать у соседей, у которых уже есть скважина.

Cоединение обсадных труб

К основным задачам, которые выполняют обсадные трубы относятся:

сохранение герметичности и геометрии;
устойчивость к давлению грунта;
стойкость к коррозии;
обеспечение длительного срока эксплуатации скважины;
обеспечение надлежащего качества воды;
надежность стыковки.

Торцы обсадочных труб можно соединить несколькими способами. К таким относятся: соединительная муфта, сварка, раструб или резьбовое соединение. Важность стыков между трубами заключается в том, что они должны обеспечивать идеальную герметичность. Иначе чистота получаемой из скважины воды будет под большим вопросом.

Итак, какое соединение выбрать? Рассмотрим каждое из вышеперечисленных:

Соединение резьбой

Нарезка резьбы производится на специальном оборудовании, поэтому этот тип соединения потребует дополнительных затрат. Но в то же время, именно этот способ является самым прочным и надежным. Причем сам монтаж производится довольно быстро. Если же исходить из того, что опускаемая в глубокую скважину труба становится абсолютно недоступной для ремонта, то резьбовое соединение является оптимальным.

Сварочный шов

Для того, чтобы каждый стык был сварен качественно, необходимо воспользоваться услугами профессионального сварщика. Причем сам процесс сваривания займет довольно много времени. Но, даже если шов будет идеальным, есть вероятность потери герметичности ввиду того, что металл подвержен коррозии при локальном термическом воздействии.

Раструбное соединение

Соединение самой низкой прочности. Обсадная колонна может потерять герметичность при любом смещении грунта.

Соединение муфтой

Такой тип соединения используют при монтаже асбоцементных труб. В итоге получается довольно сложная конструкция, не отличающаяся при этом особой надежностью. К тому же при использовании соединения муфтами и различными фитингами приходится либо бурить более широкую скважину, либо устанавливать более узкую трубу. И то и другое создает определенные трудности. В первом случае с лишними затратами, во втором — в выборе насоса.

Какой тип соединения использовать

Исходя из таких параметров как устойчивость к смещению грунта, стойкость к коррозии, герметичность и стойкость к давлению отдельных камней, можно сделать вывод, что оптимальным вариантом будет установка обсадной трубы из стали с использованием резьбового соединения.

Для чего делают двойную обсадку на скважину

Двойная обсадка скважины типа «труба в трубе» увеличивает срок службы системы автономного водоснабжения загородного дома. Другая важная задача, которую помогает решить вторая труба — защита артезианской воды от загрязнений из промежуточных водоносов, грунтовых вод, а также от верховодки. Двойная обсадка может иметь варианты исполнения, которые определяют некоторые характеристики скважины. Пространство между трубами может быть заполнено специальной компактонитовой глиной, повышающей степень герметизации скважины.

Технология двойной обсадки

Сначала происходит бурение скважина на воду в Волгораде под основную обсадную трубу. Обсадная — это стальная труба, которая примет на себя все нагрузки со стороны грунта и защитит стенки скважины от обрушения. Обсадка производится на всю длину ствола скважины — от устья до известняка. Обсадная колонна состоит из отдельных труб, которые соединяются резьбовыми замками. Герметичные стыки между трубами обеспечивают защиту артезианской воды от попадания грунта из стенок скважины, промежуточных водоносных слоев и верховодки.

В зависимости от выбранного варианта конструкции скважины, двойная обсадка позволяет повысить общую герметизацию. Например, в пространство между обсадной трубой и эксплуатационной колонной засыпаются гранулы компактонитовой глины. При контакте с водой гранулы расширяются, герметизируя зазор между стальной и пластиковой колоннами. Но при профессиональной, качественной обсадке использование компактонита оказывается избыточным решением и потому используется не часто.

В редких случаях, когда пластовое давление недостаточно и вода из известняка не поднимается высоко, эксплуатационная колонна может быть опущена прямо в известняк. В нижней пластиковой трубы делаются водозаборные отверстия, чтобы вода легко попадала внутрь скважины к насосу. Сетчатый фильтр не ставится, так как загрязнения в виде мелких твердых частиц в артезианской воде нет. Насос опускается внутри эксплуатационной колонны непосредственно в известняк.

Цена двойной обсадки: за что платим?

Очевидно, что две трубы обойдутся дороже одной. Бурение скважины увеличенного диаметра также потребует дополнительных финансовых вложений. В результате общая цена скважины растет. Надо выяснить, что мы получаем, используя двойную обсадку?

При правильной установке обеих колонн — обсадной и эксплуатационной — повышается степень изоляции артезианской воды от загрязненной воды из промежуточных слоев и верховодки. Известное достоинство пластика — коррозионная стойкость, которая гораздо выше, чем у черной стали. Сталь ржавеет со скоростью 0,1 мм в год. На самом деле это очень мало — при толщине стенки обсадной трубы 4 мм сквозное отверстие из-за коррозии появится лишь через 40 лет. Пластик продлевает срок жизни скважины приблизительно в 2 раза. Если через 40 лет в стальной трубе появится сквозное отверстие, то пластик останется абсолютно целым и продолжит защищать артезианскую воду от внешних загрязнений.

Защищает ли вторая пластиковая труба от уровня ржавчины в воде? Нет, так как ржавчина (как и соли жесткости) попадает в водозабор не от стальной обсадной колонны, а непосредственно из известняка. Пищевой пластик был специально разработан для деталей и узлов различного оборудования, имеющего постоянный контакт с пищей и питьевой водой. Будучи химически инертными, даже при постоянном контакте с питьевой водой трубы из ПНД или ПВХ не снизят ее качество. Следует заметить, что в общих системах водоснабжения используются обычные трубы из черной стали, но никто не высказывает недовольства по поводу незначительного количества ржавчины, попадающего в воду. Это количество еще больше уменьшится при ежедневном использовании водопровода.

Только скважина с длительным сроком жизни и стабильным дебитом пригодна для организации автономного водоснабжения в загородном доме постоянного проживания. Данным условиям соответствует артезианская скважина с двойной обсадкой.

На этом фоне особенно неубедительно звучат заявления некоторых самодеятельных «дешевых» буровиков о ненужности дополнительной защиты трубы — будь то более высокий уровень герметизации, дополнительная труба внутри основной и др. Утверждение, что двойная обсадка нужна лишь буровикам из-за большей рентабельности, как минимум необъективно. Двойная обсадка значительно продлевает срок безаварийной работы скважины, то есть обеспечивает то, в чем напрямую заинтересован заказчик. Думается, причина негативных отзывов о двойной обсадке проста — самодеятельные буровики не обладают ни знаниями, ни оборудованием для того, чтобы произвести качественную обсадку артезианской скважины двумя трубами.

Водозаборные скважины: сборка обсадной колонны на резьбе или на сварке

В настоящее время имеется только две технологии сборки колонны обсадных труб для водозаборных скважин. Это всем известная резьбовое соединение – наиболее широко распространённое, и сварка труб над устьем скважины. Причём эти два метода применяются как для стальных труб, так и для пластиковых. Коротко рассмотрим достоинства и недостатки обоих методов для стальных труб.

Резьбовое соединение

Сначала на обсадных трубах нарезали только трапецеидальную резьбу – ОТТМ. Несколько десятков лет назад стали применять резьбу нового профиля, обеспечивающую высокогерметичное соединение. В ГОСТах профиль такой резьбы обозначается ОТТГ.

Не зря буровики предпочитают работать со стальной трубой. После того, как трубы на устье стали собирать в колонну с применением механизмов – роторов, процесс перестал быть таким трудоёмким. К преимуществам резьбового соединения относят следующее:

• простота и быстрота сборки;

• отсутствие ослабления трубы в месте резьбового соединения;

• обеспечение центровки труб при сборке в колонну;

• простота и быстрота разборки колонны при капитальном ремонте.

В качестве недостатков отмечают более высокую стоимость обсадных труб с резьбовым соединением, а также повышенную возможность появления коррозии в месте резьбового соединения. Кроме того, трубы с резьбой короче труб, предназначенных для сварки. Поэтому соединений в колонне будет больше.

Сварка труб

Технология сварки труб над устьем скважины разработана отечественными учёными. Теоретически прочностные характеристики сварного шва ни в чём не уступает резьбовому соединению. Даже превышают их. Но сварка не нашла ещё широкого применения. Связано это с тем, что в буровых компаниях отсутствуют в достаточном количестве квалифицированные сварщики. Как не говори, прочность сварного шва прямо пропорциональна квалификации сварщика. К недостаткам сварки также можно отнести следующее:

• Сложность центровки труб для сварки, что вызывает необходимость применения специальной оснастки.

• Затраты времени при сварке гораздо выше.

• Демонтаж труб при капитальном ремонте осложнён необходимостью их резки.

• Бывшие в употреблении обсадные трубы требуют совершенно другой технологии ремонта для последующего применения.

В настоящее время выгоднее, а точнее привычнее применять резьбу при соединении обсадных труб. Но с внедрением новых технологий сварки, в том числе применение роботов, позволит полностью автоматизировать процесс сварки и исключить человеческий фактор. Сварочные соединения в будущем значительно потеснят резьбу!

Скважина на воду своими руками. Установка обсадной трубы

Всем привет! На прошлой неделе я начал делать скважину на воду своими руками. В предыдущей статье вы можете прочитать, как я бурил скважину и какой ручной бур использовал. Всего я пробурил 12 метров. Уровень воды в скважине получился 6,5 метров. Сегодня я расскажу про завершающий этап обустройства скважины, а именно об установке обсадной трубы .

Прежде чем начать, я хотел бы выразить огромную благодарность Виталию Веснину, который инструктировал меня и помогал советами на протяжении всего процесса обустройства скважины. Именно у этого человека я заказывал ручной бур и без его помощи у меня ничего бы не получилось.

А теперь к делу. Когда этап бурения завершился, я выкопал вокруг скважины яму глубиной 1,6 м (в дальнейшем планирую поставить бетонное кольцо и накрыть плитой). Вода будет постоянно находиться в трубе (на насосе стоит обратный клапан) и это нужно для того, чтобы она не замерзла зимой.

яма под бетонное кольцо яма под бетонное кольцо

В качестве обсадной трубы я использовал обычную (рыжую) НПВХ канализационную трубу диаметром 160 мм и толщиной стенок 3,2 мм. Всего мне потребовалось три трубы длиной 3 м и одна - 2-х метровая.

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:

Содержание

Требования к обсадке

Ответ на вопрос, что такое обсадная труба для скважины, следует из ее назначения. После проведения бурения скважинная шахта нуждается в укреплении стенок и формировании прямолинейного канала для возможности опускания в источник глубинного электронасоса. Для этого формируют обсадную колонну из различного вида труб, соединяя их резьбой, сваркой, муфтами.

Основные требования к скважинным колоннам и соответственно трубам:

Рис. 2 Обсадная труба металлов

Статья по теме:

Автономное водоснабжение частного дома – инструкция по обустройству. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про организацию водоснабжения, используемое оборудование, схемы, расчет.

Разновидности обсадных труб

Металлическая обсадная труба

Теоретически любой металл может быть использован для устройства обсадных колонн, применение конкретного материала ограничивает лишь его стоимость и характеристики.

К примеру, любая труба из меди не годится для обсадки из-за мягкости структуры. Латунь, бронза и нержавейка слишком дороги и равносильны бессмысленному закапыванию в землю денежных средств.

Из оцинкованной стали

В данного вида трубах для борьбы с коррозией используется цинковое покрытие. Их можно с успехом применять в сетях отопления, подачи горячей воды на поверхности. Но при закапывании в землю происходит электрохимическая реакция между цинком и сталью, что приводит к ускоренной коррозии оболочки. Помимо этого, попадая в воду для питья, цинк наносит вред здоровью.

Учитывая эти факторы, трубы с цинковым покрытием никто не погружает в скважины для подачи питьевой воды. Из-за более низкой цены, чем у сталей высоких марок, трубы с оцинковкой можно ставить в недолговечные песчаные скважины для подачи технической воды.

Таблица. 1 Некоторые типоразмеры труб по ГОСТ 632-80

Из углеродистой стали высоких марок

Сортамент труб, выпускаемых для нефтяных и газовых скважин, которые могут быть использованы для водозабора, приведен в ГОСТ 632-80. Там рассматриваются стальные бесшовные трубы с трапецеидальной и треугольной резьбами, соединяемые при помощи муфт и в раструбы.

На практике, не считая высокой стоимости данных труб, их применение требует использования специальных крупногабаритных буровых установок. Также в относительно неглубоких скважинах на воду нет необходимости использования бесшовных труб, выдерживающих очень высокие давления.

Поэтому для обсадки колонн используют шовные стальные изделия. Предприятия, занимающиеся изготовлением обсадочных труб, обрезают заготовки до отрезков нужной длины и нарезают на них трубную резьбу внутри и снаружи.

Другие производители берут трубу с относительно тонкими стенками и приваривают к ней муфты с наружной и внутренней резьбой, выполненные из качественной углеродистой стали высоких марок.

Для обеспечения герметичного стыка профиль резьбы делается конусным.

Что касается стали, то теоретически можно применять сплавы марок Ст3, Ст5, Ст10, Ст20 и Ст45. На практике оказывается, что в случае нарезки резьбы на заготовки из Ст3, Ст5, Ст10 во время монтажа колонны, когда буровая установка скручивает трубы друг с другом, резьбовая насечка с большой вероятностью может быть сорвана.

Если используется Ст45, то ее твердость и прочность чрезмерно высоки для обработки и вырезать на ней резьбу экономически нецелесообразно. Поэтому ответственные производители берут для производства обсадок шовные трубы из Ст20.

Таблица. 2 Некоторые размеры и масса труб с прямым электросварным швом по ГОСТ 10704-91

Свойства стальных труб:

Они прочнее всех полимерных аналогов, поэтому могут использоваться на высоких глубинах.
Не критичны к небольшим отклонениям скважинного канала при бурении от центральной оси.
Трубы высокоуглеродистых марок из Ст10 или Ст20 обладают более высокой коррозионной стойкостью, чем их аналоги из простых сталей Ст3 и Ст5.
В обсадке, в зависимости от сечения стенок и эксплуатационных условий, они способны простоять до 50 лет.
Диапазон рабочих температур стальных изделий в несколько раз превышает максимальные температуры среды, в которой они эксплуатируются.
Благодаря прочности стенок шахты из стали, для очистки скважин применяются высокоэффективные методы (гидроудары, массивные желонки), которые невозможно использовать в полимерной колонне.
Наружные диаметры стальных прямошовных электросварных труб для обсадки по ГОСТ 10704-91: 89, 95, 102, 108, 114, 127, 133, 140, 152, 159, 168 при толщине оболочки от 3 до 9 мм.

Рис. 3 Стальная обсадная труба в оболочке из пластика

Обсадная труба с дополнительной полимерной оболочкой

Некоторые производители для защиты стальных труб от коррозии выпускают их в поверхностной полимерной оболочке.

Если бы защитный полимер располагался внутри этих труб в зоне постоянного контакта стенки с водой, им бы не было цены при эксплуатации в скважинах. Тем не менее, наружный полимер замедляют коррозионные процессы и теоретически может быть использован в дешевых трубах более низких марок.

Методы соединения стальных обсадных труб

Стальные трубы в обсадке соединяют различными способами, основные из них:

Резьбовой. При таком варианте используют толстостенную заготовку. На одном ее конце нарезают наружную, а на втором внутреннюю резьбы, которые можно состыковывать между собой. К недостаткам данного способа относят большую толщину трубных стенок, что не всегда целесообразно по финансовым соображениям.

В раструб с резьбой. При данной технологии один трубный конец расширяют и наносят в раструб изнутри резьбу, а на втором делают наружную резьбовую насечку. При этом методе трубные стенки могут быть более тонкими, однако сложности в изготовлении раструба повышают стоимость конечного продукта.

Рис. 4 Конструкция и муфты для стыковки стальной трубной обсадки по ГОСТ 632-80

Электросварка. Довольно экономичный метод, при котором не требуется нанесение резьбы на трубные заготовки. Их сваривают по мере опускания трубопровода в скважинный канал.

Однако данная технология не получила широкого распространения из-за большой значимости человеческого фактора. Сварщика-профессионала, способного сделать высококачественный сварной шов во время монтажа обсадной колонны, не так просто найти. Поэтому из 10 человек качественно выполняет сварочные работы один, и, если он по каким-либо причинам не может работать, ему невозможно найти достойную замену. Этого нельзя сказать о специалистах буровиках, которые обслуживают буровые установки.

Обсадная труба из пластиков

Стоимость обсадных полимерных труб намного ниже стальных, при этом они коррозионно устойчивы и имеют малый вес. Последнее преимущество значительно упрощает и удешевляет проведение бурения, для которого не требуется крупногабаритная тяжелая спецтехника.

Более низкая прочность полимерных колонн не играет важной роли на малых глубинах и абсолютно не важна при использовании их в качестве дополнительных оболочек внутри стальной обсадки.

Рис. 5 Морозостойкий полипропилен – внешний вид изделий

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Морозостойкий полипропилен МПП

Обычный трубный полипропилен ПП хорошо известен хозяевам частных домов. Из него чаще других материалов монтируют сети холодного и горячего водоснабжения, отопления.

Обычно наполнителями служат синтетический тройной этиленпропилендиеновый сополимер или каучук, объем добавки составляет около 5%. В результате при низких температурах полипропилен не теряет свою эластичность и за счет этого удается снизить его температурный порог.

Наименование показателей	ППК-5
Плотность, кг/м³	880
Показатель текучести расплава, ПТР г/10 мин (230 °С; 2,16 кг)	5,9
Термостойкость, С	280
Наполнение каучуком	5%
Светостойкость	7-8
Модуль упругости при изгибе, МПа	300
Ударная вязкость по Шарли с надрезом при +20 °С, кДж/м²	12

Таблица. 3 Характеристики МПП

Морозостойкий полипропилен сохраняет практически все физические, химические характеристики исходного материала и имеет следующие особенности:

Морозостойкий полипропилен регламентируется ТУ 2211-065-05796653-2002 и ТУ 6-05-1931-82. Трубу обсадки из морозостойкого полипропилена выпускают синей окраски.

Рис. 6 Обсадная труба НПВХ

Непластифицированный поливинилхлорид НПВХ

Читайте также: