Что лучше для скважины — обсадная труба из металла или пластика. Обсадная труба для скважины.

Назначение скважины и состав грунта определяют тип обсадной трубы, которая является экономически выгодной и обеспечивает надежную защиту скважины в течение длительного времени.

Что лучше для скважины — обсадная труба из металла или пластика?

Перед бурением необходимо выбрать обсадную трубу: пластиковую или стальную или комбинацию этих двух материалов. От типа обсадной трубы зависит стоимость работ и срок службы новой скважины. Прочитав статью, вы узнаете о преимуществах и недостатках материалов и получите совет, какие изделия лучше всего подходят.

Что такое обсадная труба и для чего она нужна

При бурении скважины установка обсадных труб является обязательной. Их укладывают на всю глубину: от уровня грунтовых вод до поверхности земли. Часть конструкции остается над землей и образует оголовок скважины.

Обсадные трубы предотвращают обрушение грунта, укрепляя стенки скважины. Если обсадная труба не сделана, скважина рано или поздно разрушится из-за движения грунта. Срок службы скважины на 70 % зависит от прочности внешней конструкции.

Вторая задача обсадной трубы — сохранить чистоту питьевой воды. Если обсадная труба не сделана, в скважину попадает грунт. Чистая питьевая вода смешивается с водой, которая стала насыщенной. Обсадная труба изолирует скважину от дождевой и талой воды.

Обсадная труба создает канал, по которому жидкость поднимается вверх. Гладкие стенки обеспечивают минимальное сопротивление потоку. Благодаря водонепроницаемому корпусу в скважине поддерживается необходимое давление.

Крупные частицы грунта, представляющие опасность для работы насоса, не попадают в скважину. При монтаже на трубу надевается обсадная труба или буровой адаптер. При бурении на песок на дно конструкции помещается фильтр.

Рисунок 1: Схема обсаженной скважины.

Варианты сборки обсадной колонны

Обсадная труба устанавливается при разработке скважины. Степень освоения зависит от материала. Все варианты конструкции делятся на 3 группы:

1. Металлические: сталь или нержавеющая сталь.
2. Двойная конструкция: металл + пластик.
3. Пластиковые: нПВХ, ПВХ, ПНД.

Другие варианты, такие как асбестоцемент, являются устаревшими. Другие варианты, такие как асбестоцемент, устарели; современные буровые компании предлагают стальные или пластиковые трубы для бурения. Ниже мы расскажем о преимуществах и недостатках каждого из существующих вариантов.

Как правильно выбрать обсадную трубу для вашей скважины?

Нажмите на кнопку и закажите обратный звонок нашего менеджера «Аквалюкс+».

Для чего применяются обсадные трубы

Техническое назначение обсадной трубы заключается в установке в свежепробуренную шахту для ее укрепления и предотвращения отступления грунта, сползания и, в конечном итоге, остановки работы шахты. В этом применении труба также известна как обсадная колонна.

Но это не все, для чего используются обсадные трубы. Они не только защищают геометрию скважины, но и служат в качестве водоводов, поскольку в трубах размещаются насосы, перекачивающие жидкость. Разумеется, используемая продукция должна соответствовать признанным стандартам безопасности при монтаже, техническим требованиям к эксплуатации системы добычи и санитарным условиям качества воды. Кроме того, трубы должны быть просты в установке, обслуживании и, при необходимости, замене.

Корпус должен быть способен выполнять две технологические задачи:

1. 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.
2. Гарантия водонепроницаемости системы. Это важно и для обеспечения сохранности геометрии пробуренного канала, и для сохранения чистоты питьевой воды при наличии в грунте загрязняющих течений.

В связи с этими требованиями большинство специалистов в области строительства и обслуживания скважин рекомендуют использовать резьбовые обсадные трубы для скважин. Резьбовое соединение обеспечивает как легкий монтаж конструкции, так и надлежащую герметизацию трубы, что предотвращает смешивание питьевой воды с другими жидкостями в непосредственной близости от скважины.

Виды обсадных труб

Поскольку скважина армируется этими изделиями, при ее проектировании, перепланировке или ремонте особенно важно правильно выбрать не только материал, из которого изготовлена труба, но и параметры элемента — диаметр и толщину стенки.

Поскольку отрасль производства обсадных труб достаточно развита, на рынке представлено большое количество типоразмеров. В Российской Федерации сортамент труб регламентируется ГОСТом 632-80. В других странах существуют собственные системы, с которыми следует ознакомиться при покупке комплектующих за рубежом.

В зависимости от материала, наиболее распространены три типа крышек люков: Металлические, полимерные и асбестоцементные.

Трубы из металлов и сплавов

Эти изделия чаще всего используются при монтаже артезианских скважин (подробнее: «Какие трубы лучше для водяных скважин, обзор распространенных материалов»). Диаметр стальных изделий в соответствии с принятыми стандартами варьируется от 114 мм до 508 мм. При толщине стенок 5-6 мм и правильном монтаже, обслуживании и эксплуатации эти трубы должны прослужить не менее 50 лет.

Преимущества металлических труб:

• склонность к коррозии, особенно свойственная продукции из чёрной стали – в результате в воде появляется ржавчина, которую перед подачей потребителю нужно отфильтровывать;
• высокая цена изделий с толстыми стенками, необходимыми для работы в системах с повышенным давлением рабочей среды;

В связи с этим можно сделать вывод, что использование стальных обсадных труб имеет смысл только в случае глубоких скважин, рассчитанных на длительную эксплуатацию. При проектировании глубоких туннелей в песчаной среде гораздо экономичнее использовать более дешевые конструктивные элементы.

Каким критериям должны соответствовать?

Для обеспечения длительного срока службы скважины, а также простого и безопасного использования, обсадная труба должна отвечать следующим основным критериям:

1. Устойчивость к агрессивным средам. Материал, из которого изготовлена труба, не должен вступать в химические реакции с водой и другими элементами, чтобы не уменьшалась прочность стенок деталей, и не происходило загрязнение воды.
2. Безопасность. В изделиях не должны содержаться вредные вещества, которые могут попасть в питьевую воду или загрязнить грунт и водоносный горизонт.
3. Прочность. Обсадная колонна должна выдерживать подвижки грунта, давление, гидроудары и прочую нагрузку, обеспечивая при этом герметичность.
4. Устойчивость к погодным изменениям. Материал труб не должен трескаться или терять свои прочностные характеристики при расширении и сужении от перепадов температур.
5. Герметичность и простота соединения элементов в колонне. Достигается путём резьбовых соединений между трубами.
6. Длительный срок эксплуатации. Для этого выбирают качественные трубы, прошедшие сертификацию.
7. Доступность для каждого. Широкий выбор труб из различных материалов даёт возможность выбрать достойный вариант в различных ценовых категориях.
8. «Прямолинейность». Максимальное отклонение по длине трубы допускается не более 0,7 мм на погонный метр для стандартного применения. Для канала повышенной точности допускается отклонение от 0,3 до 0,5 мм в зависимости от диаметра изделия.

Чтобы узнать, как выбрать обсадную трубу для скважины, посмотрите видео:

Как подобрать размер?

Длина обсадной трубы должна быть больше глубины скважины. Длина скважины должна быть больше, чем длина ствола. Это делается для защиты скважины от поверхностных и грунтовых вод.

Размер трубы должен быть выбран в соответствии с определенными параметрами:

• глубины скважины;
• объёма воды, который планируется использовать;
• вида погружного оборудования или насоса.

Диаметр трубы выбирается в зависимости от глубины водяного столба и состояния почвы на месте скважины.

Например, если глубина скважины составляет менее 10 м, можно использовать трубу с минимальным диаметром 32 мм. Вода выводится на поверхность с помощью водоноса, расположенного вне скважины.

Для артезианской скважины глубиной более 80 м минимальный диаметр трубы начинается от 120 мм, а для откачки воды используется только погружной насос.

Диаметр изделия напрямую зависит от объема воды, который пользователь хочет забирать из скважины. Рассчитать необходимый объем можно, сложив все дебиты или взяв средние значения.

Чем выше дебит, тем больше и мощнее должен быть насос, чтобы достичь необходимых размеров. Соответственно увеличивается диаметр обсадной трубы.

Мощность насоса следует выбирать на 25 % меньше потенциального объема воды, который скважина может прокачивать в час. Если насос имеет большую производительность, он может перегореть при полном сливе воды.

Например, насос диаметром 76 мм, который можно установить в трубу с минимальным диаметром 89 мм, подходит для объема воды до 7 м3 в час. Если планируемая производительность составляет до 14 м3/ч, следует выбрать насос диаметром 102 мм. Диаметр трубы должен быть не менее 127 мм.

Минимальное расстояние между стенками трубы и погружным насосом должно составлять 4-5 мм. Это необходимо для того, чтобы насос мог свободно перемещаться и уменьшался риск его блокировки. Однако слишком большой зазор также не является хорошей идеей, так как это снижает скорость потока и увеличивает объем работ, необходимых для бурения скважины.

Выбор, исходя из материала изготовления

Выбор материала обсадной трубы оказывает непосредственное влияние на качество и срок службы скважины. Каждый материал имеет свои преимущества, недостатки и особые свойства.

Выбор в каждом конкретном случае зависит от многих факторов:

• климатических условий;
• стоимости;
• глубины залегания водоносного пласта;
• технических характеристик;
• параметров насоса;
• особенностей грунта и других.

Металл

Наиболее распространенный материал обсадных труб, универсально используемый для любого диаметра и глубины бурения.

Срок службы металлической трубы сопоставим со сроком службы самой скважины и составляет около 50 лет, в зависимости от толщины стенки и скорости коррозии.

Металлические трубы используются уже долгое время и зарекомендовали себя как очень надежные:

• они обладают высокой прочностью и стойкостью к механическим повреждениям при установке и транспортировке,
• им не страшны подвижки и давление грунта,
• а свои изначальные параметры и характеристики они сохраняют в течение всего срока эксплуатации.

Недостатками металлических труб являются возникновение коррозии, проникновение ржавчины в скважину и высокая стоимость. Проблему ржавчины легко решить, используя бытовой фильтр и сделав хорошую герметизацию. А затраты перевешиваются многочисленными преимуществами материала.

Металлические трубы с толщиной стенки более 6 мм устойчивы к механическим воздействиям, поэтому они способны очистить и отремонтировать колодец в случае его загрязнения или заражения.

Скорость коррозии металла в почве составляет в среднем 0,1 мм в год и зависит от свойств почвы в данной местности и химического состава воды. Непрерывная коррозия может возникнуть через 40 лет после установки и напрямую зависит от толщины стенки трубы.

Нержавеющая сталь

Трубы из нержавеющей стали обладают всеми преимуществами обычных металлических труб и совершенно не подвержены коррозии. Недостатком этих труб является их очень высокая стоимость.

Асбестоцемент

Асбестоцементные трубы пользуются большим спросом из-за своей низкой стоимости. Они устойчивы к ржавчине и агрессивным воздействиям окружающей среды. Срок их службы составляет до 65 лет.

Недостатком этих труб является то, что они не имеют резьбы. Они собираются путем соединения элементов, что не может гарантировать герметичность. Материал хрупкий и пористый, что способствует накоплению грязи на стенках трубы.

Асбестоцементные трубы очень тяжелые и должны укладываться с помощью специального оборудования. Трубы укладываются на глубину не более 100 метров. Для повышения прочности секции строятся с толстыми стенками, что увеличивает диаметр скважины.

Во время эксплуатации волокна материала могут попадать в воду в незначительных количествах. Эта проблема решается путем установки фильтра.

Соединение

Для сборки обсадной трубы в серию обсадных труб используются три метода: Болтовое соединение, сварка и стыковка. Основными требованиями к соединению являются герметичность и прочность для обеспечения хорошей работы трубопровода при подъеме воды из источника. Надежность крепления отражается на свойстве

• резьбовая сборка самая дорогостоящая, но отличается безупречной герметичностью и быстрым монтажом. Опущенная в выработку конструкция не допускает просадки между составными частями, соединения выдерживают давление грунта. Сечение трубы при резьбовом варианте сборки не изменится, что позволяет сохранить плановые затраты на бурение и использовать насос в соответствии с выбранным диаметром обсадного изделия;
• сварное соединение выполняется при поэлементном погружении конструкции в шахту, и качество сварного шва зависит от квалификации сварщика. Термическая обработка металла снижает устойчивость к коррозии, и требуется дополнительная защита шва, возникает деформация собранной обсадки. Некачественная сварка повлияет на герметичность крепления, что приведет к попаданию сточной воды. Стоимость изделий без резьбы дешевле, но сварочное соединение удорожает монтажные работы;
• сборка с помощью муфты применяется для асбоцементных конструкций в связи с их хрупкостью. Надежность стыков при такой сборке снижается. Муфта увеличивает диаметр трубы, что приводит к дополнительным расходам при бурении шахты и не гарантирует герметичность соединения.

Читайте также: Обустройство скважины, установка крышки своими руками

Сборка элементов в виде раструба используется редко, так как не обладает необходимой герметичностью и может ослабнуть. Этот способ можно использовать лишь изредка при откачке технической воды с небольшой глубины.

Скрепление компонентов болтами является самым надежным методом при правильном монтаже.

Требования к обсадке

Для бесперебойной работы колодца требования к материалам зависят от конкретных условий эксплуатации: предназначения котлована и геологии почвы на месте расположения колодца. Сооружения, используемые для постоянного водоснабжения частных домов и индивидуальных хозяйств, должны обладать следующими свойствами:

1. Механической прочностью.
2. Коррозийной стойкостью.
3. Устойчивостью к давлению грунта.
4. Устойчивостью к агрессивным средам.
5. Простотой соединения элементов в колонне.
6. Герметичностью составных частей.
7. Длительным эксплуатационным сроком.

Перечисленные свойства призваны обеспечить герметичность колонки, целостность скважины и защиту используемой воды от загрязнения.

Какую лучше выбрать

Когда начинается строительство водозаборного узла, необходимо рассчитать максимальное количество потребляемой воды и определить, какую трубу лучше использовать. При расчете потребления воды учитывается количество жителей, количество водоразборных точек и их идентификация. На основании полученных результатов определяется необходимый дебит скважины и диаметр трубы.

• для источника с технической водой применяется пластик;
• скважину на песок обустраивают пластиком и металлопластиком;
• защиту артезианской шахты выполняют металлические шовные, усиленные металлопластиковые и нержавеющие цельнотянутые трубы.

Выбор элементов обсадной трубы зависит от назначения скважины и особенностей грунта. При оценке цены и качества основное внимание уделяется надежности и безотказной работе.

Рекомендации и полезное видео

Прежде всего, необходимо определить назначение скважины. Если это абиссинский колодец для полива, то не стоит тратить деньги. Вода для бытовых нужд обязательно должна быть отфильтрована, если она течет из скважины на песок. Это золотая середина. Артезианская вода — лечебная и чистая. Чтобы сохранить ее такой, не стоит экономить.

Какая подающая труба лучше:

Спонсор этой статьи предлагает донные плиты по разумным ценам, высококачественные железобетонные плиты.

Основные типы труб

Современные обсадные трубы изготавливаются из трех различных материалов: ПНД-пластика, стали и асбестоцементных смесей. При выборе следует учитывать множество особенностей и нюансов — назначение скважины, тип грунта, глубину залегания грунтовых вод (в случае с водохранилищами). Ниже мы дадим краткий обзор наиболее важных типов и узнаем, в каких областях они используются

Стальные

Стальные трубы часто используются в нефтегазовой промышленности, где требуется повышенная устойчивость к давлению грунта в скважине. Однако, помимо очень высокой прочности, стальные трубы имеют и серьезные недостатки — чувствительность к воде (в случае колодцев и источников питьевой воды), высокая стоимость, не совсем простой монтаж и др.

Чтобы минимизировать риск появления ржавчины, рекомендуется установить в системе фильтр для смягчения воды.

• Оцинкованная сталь. Главный плюс — полная устойчивость к коррозии. Однако частички цинка могут попадать в воду, а цинк является достаточно токсичным элементом для человека. Поэтому оцинкованная сталь может применяться только с сфере газовой и нефтяной промышленности. Для создания колодцев этот материал не подойдет.
• Трубы на основе нержавеющих сплавов. Не ржавеют при длительной эксплуатации и полностью безопасны. У них есть один серьезный недостаток, который сводит на нет все преимущества — очень высокая цена. В случае скважин гораздо проще использовать пластик.
• Трубы с эмалированным покрытием. Не ржавеют и полностью безопасны для человека. Недостатки — неудобный монтаж, достаточно тонкие стенки, достаточно серьезная чувствительность к механической деформации.

Пластмассовые

• Полная экологическая безопасность при правильном применении.
• Невосприимчивость к коррозии (даже в случае постоянной работы).
• Простота монтажа, высокое качество герметичности, большой срок годности.
• Достаточно низкая цена и доступность.

Однако следует помнить, что пластик не очень хорошо выдерживает механическое воздействие и высокое давление. Поэтому пластиковые трубы не следует использовать на глубине более 50 метров. В этом случае следует предпочесть металлические изделия того или иного вида.

Асбестоцементные

На практике очень часто используются обсадные трубы из асбестоцемента. Они недороги и обладают отличными техническими и функциональными свойствами. Однако врачи не советуют использовать только асбестоцементные трубы. В некоторых европейских странах использование асбестоцемента запрещено законом. Асбест содержит множество вредных примесей, которые ухудшают работу легких и вызывают рак.

• Кривцов, А. И., Мигачев, И. Ф., Ручкина, Г. В. Геологическая служба и развитие минерально-сырьевой базы. М.: ЦНИГРИ, 1993.
• Башкатов Д. Н., Панков А. В., Коломиец А. М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин //М.: Недра. — 1992.
• Буровая карта России – Журнал «Сибирская нефть» — ПАО «Газпром нефть»

Обсадные трубы из асбестоцемента

Асбестоцементные изделия активно используются при изготовлении различных гидротехнических сооружений благодаря своей невысокой стоимости и устойчивости к агрессивному воздействию химических соединений.

К преимуществам таких систем футеровки можно отнести следующее:

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

Асбестоцементные трубы используются в самых разных областях строительства. Хотя асбестоцементные обсадные трубы имеют много преимуществ, необходимо также учитывать их ограничения:

1. Монтаж своими руками осуществлять сложно. Требуется дорогое оборудование подъемного типа.
2. Материал является хрупким.
3. Отсутствует резьба для фиксации изделий. Их соединять придется посредством стыка. А такой метод не может гарантировать полную герметизацию всей конструкции.
4. 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.

Асбестоцемент не одобрен для артезианских скважин, проходящих через известковую почву.

Выбираем необходимый диаметр

Поэтому выбор подходящего размера должен зависеть не только от расхода воды, но и от многих других параметров. Пластиковые стояки выпускаются стандартных диаметров: 80, 90, 113, 125 и 140 мм.

Здесь следует разделить их на малые и большие. Диаметры 80 и 90 мм считаются малыми, а 113 и 125 мм — большими. Разница заключается в том, что стандартный бур для скважинных труб ПВХ немного больше, чем 113 или 125. В результате между стенками трубы и стенками колодца образуется зазор, который необходимо заполнить цементным раствором или балластом.

При малых диаметрах сверла имеют тот же размер, что и внутренний диаметр, поэтому сначала устанавливается само изделие, а сверление начинается внутри.

Остается один вопрос: если есть такие проблемы с большими диаметрами, зачем их вообще производят? Ответ прост: это связано с насосом. Часто скважины бывают глубже 10 метров. Погружной насос, имеющий большие размеры, достигнет этой глубины.

Присоединительная резьба обсадной трубы

Вывод простой: если скважина глубже 8 метров, следует использовать обсадную трубу диаметром 80 или 90 мм. Если скважина глубже 8 метров, следует использовать обсадную трубу диаметром 113, 125 или 140 мм или больше.

Способы соединения

Резьбовые изделия соединяются очень простым способом. Сначала сверлится отверстие, диаметр которого больше, чем у материала. Глубина составляет около 2-3 метров. Затем бур заменяется на меньший, но также больший, чем материал. Бурение продолжается до тех пор, пока не будет достигнут уровень грунтовых вод.

Затем в скважину помещают необходимый материал и продолжают бурение. Пока углубляется обсадная труба, на нее навинчивается другая. Для обеспечения водонепроницаемости соединения используются резиновые уплотнительные кольца.