Для чего нужна обсадная труба для скважины на воду
Зачем нужна обсадная труба для скважины и как ее устанавливают
Проектирование и строительство автономной системы водоснабжения и водоотведения – дело, отнимающее много времени, физических сил и финансовых затрат. На этапе обустройства шахты большое значение играет выбор и установка обсадки. Скважина без обсадной трубы характеризуется непродолжительным сроком эксплуатации, низким качеством добываемой воды, укрепление стен сооружения отсутствует, что грозит обвалами.
Назначение и область применения обсадной трубы для скважины
Обсадные трубы для скважины
Прежде всего, нужно определиться, что такое обсадная труба и для каких целей ее используют. Это специальная колонна, оснащенная армированным кожухом, основная задача которой – укрепить внутреннюю конструкцию гидротехнического сооружения. Как правило, в глубинной колодезной шахте устанавливают более одного функционального элемента. Они между собой соединяются, а швы обрабатываются герметиком для получения единой обсадки.
Толщина стенок обсадных колец должна определяться типом и характеристическими особенностями сооружения, а также материалом изготовления стенок колонны.
Изделия, изготовленные из бетона и металла, характеризуются большой толщиной стенок, диаметром и длиной, в сравнении с деталями из пластика. Для создания герметичного соединения элементов конец одной трубы всегда имеет муфту. Второй конец оснащен кольцом, который защищает от повреждений резьбу.
Труба защищает скважину от давления почвы и загрязнения
Обсадные трубы источника необходимы для выполнения следующих задач:
Нужно отдавать предпочтение резьбовому способу соединения, в противном случае достичь надежной герметизации обсадных труб практически невозможно.
Виды труб и критерии выбора
Пластиковые обсадные трубы
Обсадные трубы делятся на несколько видов в зависимости от материала изготовления:
Каждый материал обладает определенным сроком эксплуатации, а также оказывает влияние на качество колодезной воды. Чтобы определиться с выбором материала, нужно более подробно изучить особенности каждого.
Сталь для укрепления обсадного канала используется довольно часто, особенно в артезианских скважинах, характеризующихся большой глубиной. Стальные изделия прочные и надежные, при правильной установке и обслуживании могут прослужить несколько десятков лет. Обсадная труба для скважины из канализационной стальной трубы – распространенное явление.
Отрицательно сказываются на конструкции подвижки пластов грунта. Также материал подвержен коррозии, из-за чего качество колодезной воды ухудшается. Чтобы избежать подобной проблемы, нужно отдавать предпочтение нержавеющей стали, но расходы на обустройство скважины ощутимо возрастут.
Большой срок службы и отличные характеристические особенности свойственны асбестоцементным изделиям. Однако имеется довольно обширный перечень недостатков:
Асбестоцементные изделия лучше использовать для обсадки скважин с глубиной не более 15 метров.
Все чаще встречается обсадка скважины пластиковыми трубами. Обусловлено это тем, что изделия из полиэтилена низкого давления или поливинилхлорида имеют прекрасные качества, применяемые в разных коммуникациях.
Использование пластиковых труб ограничено глубиной. Как правило, их используют для скважин до 50 метров. Диаметр зависит от потребляемых объемов воды и глубины.
Особенности монтажа
Монтаж обсадной трубы происходит одновременно с бурением
Установка обсадных деталей производится путем сверления буром грунта. Диаметр бура должен быть меньше диаметра обсадки. Затем его достают из земли и удаляют загрязнения. Спуск обсадной трубы осуществляют, когда глубина скважины достигает 2 метров. Далее бурение должно осуществляться вместе с обсадкой до момента, пока не будет настигнут водоносный слой.
Классический вариант обсадной колонны выглядит следующим образом:
Выбирая подходящую обсадку для скважины, руководствуются простым, но проверенным сочетанием качества и цены. За счет этих параметров определяется, насколько долго будет работать сооружение.
Скважины с большой глубиной рекомендуется оформлять металлическими изделиями, оснащенными внешней и внутренней резьбой. Если глубина шахты колодца менее 50 метров, отдают предпочтение бюджетному аналогу – пластиковым трубам. Асбестоцементные изделия устанавливают при глубине скважины не более 15 метров, в противном случае материал может не выдержать давления, оказанного слоями почвы.
Виды обсадных труб и правила их использования
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:
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.
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.
Трубы из металлов и сплавов
Используются такие изделия чаще всего при обустройстве артезианских скважин (подробнее: «Какие трубы для скважин на воду лучше, обзор популярных материалов»). Диаметры стальных изделий, согласно принятым стандартам, находятся в сфере значений от 114 мм до 508 мм. При толщине стенки, составляющей 5-6 мм, и соответствующих установке, обслуживании и эксплуатации эти трубы должны прослужить не менее 50 лет.
Достоинства металлических труб:
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что применение стальных обсадных труб рационально только при бурении скважин большой глубины, рассчитанных на долговременное функционирование. В случае же проектирования неглубоких тоннелей в песчаной среде экономически намного выгоднее применять более дешёвые конструкционные элементы.
Трубы из полимеров
В последнее время эти изделия становятся всё более популярны.
Плюсы пластмассовых труб:
Трубы из асбестоцемента
Преимущества асбестоцементных изделий:
Порядок бурения скважины и установки обсадной трубы своими руками
Поскольку проведение работ по бурению – в любом случае достаточно сложная операция, от качества выполнения которой зависит пригодность добываемой воды, а значит, здоровье потребителей, обустройство скважины лучше доверить профессионалам.
Впрочем, вполне возможно самостоятельно спроектировать, пробурить и укрепить скважину при условии, что глубина залегания водоносного слоя не превышает 10-15 м. В этом случае следует особенное внимание уделять технике безопасности при проведении работ, выбору материала используемых изделий и аккуратности сборки, установки и эксплуатации собранной конструкции. Читайте также: «Как вытащить трубу из земли – способы извлечения обсадных труб из скважин».
Следует заметить, что благодаря развитию современных технологий, налаженному выпуску качественного бурильного оборудования и широкому ассортименту труб осуществить эту задачу при добросовестном подходе вполне возможно, хотя это и связано с серьёзными материальными затратами.
Кроме того, хотя бы один помощник при выполнении работы всё же будет необходим.
Перед началом работы нужно удостовериться, что в наличии есть все перечисленные инструменты:
Как видно, работа в целом несложная, но требующая терпения (процесс будет длиться несколько дней) и достаточной аккуратности – как при бурении, чтобы не пропустить нужный слой, так и при установке всех элементов добычи воды – и обсадной трубы, и насоса.
Несмотря на широкий выбор материалов, инструментов и справочных данных, неверный выбор проектировщика может привести к ухудшению качества добываемой воды и снижению долговечности службы скважины. поэтому, если есть возможность, всё же следует пригласить специалиста хотя бы для консультирования владельца участка и правильного подбора элементов под имеющийся тип грунта.
Виды обсадных труб и правила их использования
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:
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.
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.
Трубы из металлов и сплавов
Используются такие изделия чаще всего при обустройстве артезианских скважин (подробнее: «Какие трубы для скважин на воду лучше, обзор популярных материалов»). Диаметры стальных изделий, согласно принятым стандартам, находятся в сфере значений от 114 мм до 508 мм. При толщине стенки, составляющей 5-6 мм, и соответствующих установке, обслуживании и эксплуатации эти трубы должны прослужить не менее 50 лет.
Достоинства металлических труб:
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что применение стальных обсадных труб рационально только при бурении скважин большой глубины, рассчитанных на долговременное функционирование. В случае же проектирования неглубоких тоннелей в песчаной среде экономически намного выгоднее применять более дешёвые конструкционные элементы.
Трубы из полимеров
В последнее время эти изделия становятся всё более популярны.
Плюсы пластмассовых труб:
Трубы из асбестоцемента
Преимущества асбестоцементных изделий:
Порядок бурения скважины и установки обсадной трубы своими руками
Поскольку проведение работ по бурению – в любом случае достаточно сложная операция, от качества выполнения которой зависит пригодность добываемой воды, а значит, здоровье потребителей, обустройство скважины лучше доверить профессионалам.
Впрочем, вполне возможно самостоятельно спроектировать, пробурить и укрепить скважину при условии, что глубина залегания водоносного слоя не превышает 10-15 м. В этом случае следует особенное внимание уделять технике безопасности при проведении работ, выбору материала используемых изделий и аккуратности сборки, установки и эксплуатации собранной конструкции. Читайте также: «Как вытащить трубу из земли – способы извлечения обсадных труб из скважин».
Следует заметить, что благодаря развитию современных технологий, налаженному выпуску качественного бурильного оборудования и широкому ассортименту труб осуществить эту задачу при добросовестном подходе вполне возможно, хотя это и связано с серьёзными материальными затратами.
Кроме того, хотя бы один помощник при выполнении работы всё же будет необходим.
Перед началом работы нужно удостовериться, что в наличии есть все перечисленные инструменты:
Как видно, работа в целом несложная, но требующая терпения (процесс будет длиться несколько дней) и достаточной аккуратности – как при бурении, чтобы не пропустить нужный слой, так и при установке всех элементов добычи воды – и обсадной трубы, и насоса.
Несмотря на широкий выбор материалов, инструментов и справочных данных, неверный выбор проектировщика может привести к ухудшению качества добываемой воды и снижению долговечности службы скважины. поэтому, если есть возможность, всё же следует пригласить специалиста хотя бы для консультирования владельца участка и правильного подбора элементов под имеющийся тип грунта.
Обсадная труба для скважины — виды, как выбрать и произвести расчет обсадки
Обсадная труба для скважины — это система труб, собранных вертикально, где все элементы соединены герметично, и каждый из них имеет армированный кожух. Устройство обеспечивает целостность скважины и аккумулирует воду, благодаря установленному в его полость насосу.
Бурение скважин для воды в частном доме или загородном участке становится все более популярным для обеспечения жизнедеятельности в доме и хозяйственных нужд на подворье. Обязательным элементом строения водозабора является обсадная труба.
Что это такое, назначения и область применения
При бурении скважины инструмент проходит различные виды грунтов, такие, как:
Кроме того, часто встречаются плывуны – постоянно смещающиеся слои водоносных песков с большим содержанием влаги.
Обсадная труба, как это видно из названия, служит, прежде всего, для укрепления стенок шурфа, которое по причине смещения грунтов или воздействия плывунов могут полностью перекрыть скважину в короткое время.
Кроме того, на нижнем кольце обсадки, обустраивается фильтрующее устройство для очистки грунтовых вод от содержащихся в ней механических загрязнений. Таким образом, очевидно, что областью применения таких изделий является бурение скважин и их обустройство. Причем, они применяются как при бурении скважин на воду, так и на газ или нефть.
Какими бывают обсадные трубы
Основным материалом для изготовления обсадных труб является сталь. Кроме того применяются пластмассы и асбоцементные изделия. Давайте рассмотрим изделия из данных материалов подробнее.
Стальные трубы
Металлические трубы применяются повсеместно при бурении скважин любой сложности, при этом различают следующие конструктивные исполнения:
Как видно из приведенной схемы соединения, стыковка обсадных труб производится через посредство промежуточной детали – муфты. При этом высокопрочные трапецеидальные резьбы, выполняются на специальном резьбонарезном оборудовании с высокой точностью. Нарезка подвергается поверхностной закалке с использованием установок ТВЧ.
Обсадные трубы производятся в соответствии с требованиями ГОСТ 632-80.
Трубы из пластика
Такие изделия производятся из непластифицированного поливинилхлорида и применяются только на водозаборных скважинах. Производятся только синего или белого цвета, оба конца трубы оснащены резьбовым соединением.
Область применения – укрепление и герметизация стенок скважин на воду. Труба не подвергается воздействию коррозии, влиянию ультрафиолетового излучения и выдерживает механические воздействия, возникающие в процессе эксплуатации от подвижек грунтов.
При отрицательных температурах возможно механическое повреждение от случайных ударов, но условия эксплуатации исключают такие возможности, поскольку в скважине всегда температуры выше нуля. Верхний конец утепляется кессоном.
Асбоцементные трубы
Материалом для изготовления таких изделий является смесь цемента с волокнами природного армирующего материала асбеста. Такая добавка делает материал достаточно прочным для использования в качестве обсадки стенок скважин на воду.
Качественные показатели, позволяющие такое применение сводятся к следующим:
К недостаткам этих изделий относят их хрупкость, что ограничивает применения для глубоких скважин. Максимальное заглубление допускается до 100 метров на артезианский известняковый горизонт.
Бытует мнение, что волокна асбеста обладают канцерогенными свойствами, что не подтверждается проведенными исследованиями. К тому же в воду могут попасть только отдельные волокна этого вещества, которые легко задерживаются даже бытовыми фильтрами.
Изделия с защитными покрытиями, в частности оцинкованные трубы или с эмалевыми покрытиями для обсадки стенок скважин не применяются. Оксид цинка крайне опасен для здоровья человека, а эмалевое покрытие является крайне хрупким, достаточно несильного удара для его повреждения.
Жизненный цикл скважины на воду зависит не от стойкости трубы, а от состояния водоносного слоя и фильтрующего устройства. Если состояние стальной обсадной трубы начинает вызывать беспокойство, в нее просто опускают вторичную обсадку из пластика с обустроенным фильтром на конце, что дает водозабору вторую жизнь.
Выбор обсадки
Определяясь с материалом труб для скважины, нужно учитывать следующие условия:
Жизненный цикл скважин с металлической обсадкой при правильной эксплуатации и своевременном обслуживании, может составить до 50 лет.
Расчет размера обсадки
Параметры для выбора обсадных труб зависят от величины потребности в живительной влаге. Она определяется в зависимости от максимального одномоментного потребления при использовании максимального количества водоразборных точек, таких как:
На практике получены достоверные результаты реального расхода, определяющие потребность в 3 кубометра в час.
Рассматривая технические характеристики насосного оборудования, установили, что основные виды насосного оборудования с такой производительностью имеют размер порядка 75 мм. Здесь имеются в виду погружные и глубинные насосы для скважин.
Внимание! Категорически не рекомендуются для этой цели насосы вибрационные, которые способствуют быстрому разрушению обсадки.
Далее, необходимо учесть обязательный зазор величиной 4 – 5 мм между насосом и стенкой скважины, что дает внутренний диаметр трубы в 85 мм. Добавляем толщину стенки, составляющую для такого диаметра 4,5 – 5 мм, получаем окончательный результат для наружного размера – 95 мм. То есть, можно использовать стандартную трубу 95 х 5 мм.
Какую лучше использовать обсадную трубу для скважины, характеристики и размеры
Для водоснабжения загородных домов и дач используют скважины, пробуренные до водоносного горизонта. Источником воды на разной глубине являются песчаные и артезианские слои. Обсадная труба для скважины защищает стенки выработки от осыпания грунта и размывания плывунами. Вода в дома подается погружным насосом или центробежной помпой.
Что такое, устройство и назначение
При устройстве водозабора стенку вертикально пробуренной шахты укрепляют, защищая от осыпающейся почвы и загрязненной жидкости из промежуточных слоев грунта. Для этой цели используются обсадные конструкции, выполненные по ГОСТ и техническим условиям, из металла, асбоцемента, металлопластика и полимера.
В некоторых случаях для закрепления колонны и улучшения герметичности проводится цементация пространства между конструкцией и стенкой шахты.
В подготовленную шахту опускается глубинный насос с водоподъемным шлангом НКТ.
Виды и характеристики
Назначение источника и состав грунта определяют тот вид обсадных конструкций, который экономически эффективен и обеспечивает надежную защиту пробуренного ствола на длительный срок. К таким изделиям относятся:
1 ) Асбоцементные, изготовленные из фибробетона. Применяются для обсадки с 1950-х годов. Их отличает дешевизна, надежность, стойкость к агрессивной среде и долговечность – срок эксплуатации составляет 60 лет. Но в связи с хрупкостью асбоцементного материала скважины устраиваются глубиной не более 100 метров, не позволяя вести монтаж и бурение в низких горизонтах.
Для повышения прочности стенки конструкции сделали толще, но дополнительный вес и размер увеличили затраты на монтажные работы.
При стыковке элементов не создается необходимая герметичность колонны, а недостаточная прочность материала не позволяет вести работы в нестабильных грунтах. Сомнения в чистоте воды, поступающей по трубам из асбоцемента, ограничивает их применение техническими нуждами.
2 ) Металлические – электросварные и цельнотянутые конструкции из стали, а также оцинкованный, эмалированный металлопрокат:
Размеры: толщина стенок от 6.2 до 12 мм, диаметры от 125 мм.
3 ) Пластиковые водоподъемные конструкции изготавливаются из полимеров трех видов:
Размеры: толщина стенок от 4.3 до 12 мм, диаметры от 90 до 400 мм.
Достоинством пластиковых обсадных конструкций является низкая цена, стойкость к коррозии и агрессивным средам, небольшой вес, герметичность соединений собранной колонны и ориентировочный 50-летний срок эксплуатации.
Питьевая вода, проходящая по ПВХ-трубам, не меняет своих свойств и безопасна для человека.
Отрицательным моментом полимера является низкая механическая прочность, не позволяющая ее использовать в качестве обсадки в плотных породах на глубине более 50 метров.
Чаще водоподъемные пластиковые трубы применяются в качестве колонны, находясь внутри стального каркаса.
4 ) Металлопластиковые – усиленные электросварные изделия с полимерным покрытием. По своим характеристикам не уступает цельнотянутой, но по стоимости дешевле.
При изготовлении они защищаются двуслойным покрытием из слоя адгезива и полиэтилена низкого давления. Сохраняя прочностные свойства, за счет полимерного покрытия в пять раз продлевает срок эксплуатации металлопроката, исключая вероятность наружного повреждения конструкции коррозией.
Соединение
Сборку в колонну обсадных труб обеспечивают три способа: резьбовой, сварной и с помощью муфты. Основные требования к соединению – герметичность и прочность, обеспечивающие качественную работу трубопровода при подъеме воды из источника. Надежность крепления отражается в характеристике:
Сборка элементов в виде раструба применяется редко по причине отсутствия необходимой герметичности и возможной просадки между составными частями. Единичное использование такого метода возможно для подъема технической воды с небольшой глубины.
Резьбовое соединение элементов при правильно выполненном монтаже – самое надежное.
Требования к обсадке
Для безаварийной работы шахты требования к материалу зависят от конкретных условий эксплуатации: назначения выработки и геологии грунта в месте бурения. Конструкции, постоянно обеспечивающие водой частные дома на дачах и индивидуальные хозяйства, должны обладать следующими свойствами:
Перечисленные свойства обеспечивают герметичность колонны, целостность ствола выработки и защиту потребляемой воды от загрязнения.
Какую лучше выбрать
Приступая к строительству водозабора, нужно вычислить максимальный объем используемой воды и какую трубу лучше использовать. Расчет на воду для потребления учитывает количество жильцов, численность точек водозабора и их назначение. На основании полученных результатов определяется требуемый дебит скважины и диаметр колонны.
Выбор элементов для обсадной зависит от назначения скважины и грунтовых условий. При оценке цены и качества отдаем приоритет надежности, безаварийной эксплуатации.
Бурение с установкой
Для организации автономного водоснабжения применяется пошаговая инструкция, выполнение которой гарантирует успешный монтаж объекта. Плановая последовательность работ предусматривает следующие действия:
1 ) Заказать в специализированной организации геологическую оценку местности для определения места бурения под шахту с оценкой глубины водоносного горизонта, степенью его влагонасыщенности и потребительских свойств воды.
2 ) Определиться с назначением выработки и обсадной трубой для скважины:
3 ) Бурение верховодки (абиссинский колодец: глубина до 12 метров) и скважины на песок (водоносный горизонт 12–50 метров) можно выполнить своими руками, используя ручной винтовой бур или автобур.
4 ) Выработку артезианской (на известь) скважины, глубиной 50–200 п/м осуществляют с помощью спецтехники. Применяются четыре водоподъемных варианта с использованием металлических обсадных изделий:
Глубинный насос устанавливается в нижних трубах.
Ошибки при бурении
Приступая к строительству шахты, неквалифицированные и без подготовки работники часто допускают ошибки, игнорируя пошаговую инструкцию монтажных работ:
Ошибки совершаются по халатности, неопытности работников, от плохой подготовки, отсутствия нужного оборудования или инструмента. Чтобы не допускать нарушения, важно изучить опыт профессионалов по фото- и видео-материалам.
Полезное видео
Информация в роликах более подробная.
Выбираем: