Важно: самостоятельно бурить скважину возможно только на глубину до 20 метров, так как это является максимальным допустимым лимитом. Если необходимые воды располагаются на более глубоком уровне, то в таком случае потребуется привлечение профессиональных бурильщиков и специализированного оборудования.
Что лучше для скважины — обсадная труба из металла или пластика?
Прежде чем начать процесс бурения, необходимо выбрать подходящие обсадные трубы из следующих материалов: металл, пластик или их комбинация. От конструкции и материала обсадной трубы зависит не только стоимость проведения работ, но и срок службы скважины. В данной статье вы узнаете о преимуществах и недостатках каждого типа материалов, а также получите рекомендации по выбору наиболее подходящих изделий для вашей ситуации.
Что такое обсадная труба и для чего она нужна
При бурении скважин обсадные трубы являются обязательным элементом. Они устанавливаются от водоносного слоя до поверхности земли, причем часть конструкции остается над уровнем земли и образует устье скважины.
Обсадная колонна выполняет несколько функций: во-первых, предотвращает обрушение грунта, тем самым укрепляя стенки скважины. Если обсадка не будет осуществлена, со временем неизбежно произойдет обрушение ствола из-за подвижек грунта. Для определения времени службы скважины, необходимо учитывать, что 70% этого времени зависит от прочности внешней конструкции обсадки.
Во-вторых, обсадные трубы служат для сохранения чистоты питьевой воды. Отсутствие обсадки приведет к тому, что в ствол будет поступать грунт, что вызывает смешивание чистой питьевой воды с верховодкой, забирая в себя загрязнения и осадки. Обсадка изолирует ствол от попадания дождевой и талой воды, тем самым защищая систему от загрязнений.
Монтаж обсадных труб создает канал для подъема воды. Гладкие внутренние стенки труб минимизируют сопротивление потоку, а герметичный контур в стволе поддерживает необходимое давление. Это позволяет избежать проникновения крупных частиц грунта, которые могли бы повреждать насос. В некоторых случаях на трубу устанавливается кессон или используется скважинный адаптер, а при бурении на песок на нижнюю часть конструкции монтируется фильтр.
Рисунок 1: Схема скважины с обсадной трубой.
Особенности
Выбор обсадной трубы для скважины должен основываться на определенных требованиях. Например, стальные трубы должны соответствовать стандарту ГОСТ 632-80. Асбоцементные трубы подлежат государственному стандарту 539-80, а для пластиковых труб нормативные параметры указаны в ГОСТ 2248-001-84300500-2009. При выборе пластиковых материалов стоит учесть, что, помимо ГОСТов, существует большое количество различных технических условий (ТУ).
Кроме того, в мире существуют множество зарубежных стандартов. Для того чтобы сделать верный выбор, важно понимать как преимущества, так и недостатки каждого типа материалов, поэтому мы рассмотрим их подробнее.
Основные достоинства металлических изделий:
- высокая прочность, позволяющая выдерживать значительные нагрузки;
- наличие резьбы, что позволяет создавать герметичные соединения;
- срок службы достигает до 50 лет, что делает их надежным выбором;
- возможность прочистки обсадных труб в случае заиливания.
Среди недостатков металлических обсадных труб выделяются:
- восприимчивость к коррозии, что может привести к снижению качества воды;
- ржавый осадок в воде, что в свою очередь может привести к ухудшению ее вкусовых качеств;
- вес конструкций значительно увеличивает сложность их монтажа;
- высокая стоимость изделий по сравнению с другими материалами.
Асбоцементные обсадные трубы обладают такими преимуществами:
- устойчивы к воздействию агрессивных солей и других веществ;
- не подвержены коррозии, что положительно влияет на долговечность;
- безпечны и не оказывают негативного воздействия на качество воды;
- выдерживают долгосрочную эксплуатацию.
Тем не менее, асбоцементные трубы имеют и свои недостатки:
- сложность монтажа, требующая использования специального подъемного оборудования;
- хрупкость изделий, что делает их менее надежными в некоторых условиях;
- отсутствие резьбы, что означает необходимость применения стыковки;
- сложности в обслуживании, связанные с потребностью полной осушки скважины для чистки, а также высокой пористостью труб.
Важный момент – асбоцементные трубы не рекомендуются для использования в артезианских скважинах, особенно в известняковых грунтах.
Для таких ситуаций пластиковые трубы станут отличной альтернативой. В последние годы они приобрели огромную популярность. Производятся они из полипропилена и ПВХ, и среди основных преимуществ труб из полиэтилена низкого давления можно выделить:
- исключительная герметичность соединений;
- одни из самых доступных по цене для буровых работ;
- в отличие от стальных, пластиковые трубы не подвергаются коррозии;
- легкость конструкции, что значительно облегчает процесс монтажа;
- они также могут длительно функционировать в агрессивных условиях.
- пластиковая обсадная колонна проще в установке и может монтироваться самостоятельно.
Однако, ключевые недостатки пластиковых обсадных труб связаны с их сравнительно невысокой механической прочностью и неспособностью выдерживать динамические нагрузки. Очень важно понимать, что пластиковые трубы не рекомендуются для глубоких скважин, где нагрузки на конструкцию значительно увеличиваются. Использовать трубы из ПВХ необходимо в условиях, допускающих щадящую эксплуатацию.
Если вы рассматриваете выбор трубы для бытовой автономной системы водоснабжения, изделия из пластика обеспечивают наилучшее сочетание цены и качества в своей категории.
Размеры
Обсадные трубы призваны улучшить эксплуатационные качества скважины, поэтому, если вы попытаетесь сэкономить на их покупке, то это может привести к быстрому выходу в негодность как самой скважины, так и установленного в ней оборудования. Многими людьми ошибочно полагается, что увеличение диаметра обсадных труб положительно скажется на производительности скважины.
Тем не менее, стоит помнить, что чем больше размер обсадки, тем большей становится дебит водного источника. Правильный выбор диаметра обсадной трубы основывается на учете расхода ресурсов, что является критически важным моментом. Нормативный расход воды в час составляет 0,7 кубических метра, что удовлетворяет потребностям для бытовых и хозяйственных нужд. Еще одним фактом, который также необходимо учитывать при выборе диаметра трубы, является производительность насоса.
Например, если максимальный расход воды составляет 4 куба в час, тогда для его обеспечения целесообразно использовать оборудование с диаметром до 8 см. К этому значению также следует прибавить возможное расстояние между насосом и стенками обсадки, например, 5 мм. После чего можно высчитать внутренний диаметр труб следующим образом: Д (внутр) = Д насоса + 5 мм, где Д (внутр) – это внутренний диаметр обсадной трубы, а Д (насоса) – диаметр насосного оборудования.
В качестве примера, если диаметр насоса составляет 90 мм, то внутренний параметр будет: 90 + 5 = 95. При толщине стенок трубы в 5 мм расчетный диаметр труб составит: 95 + 5 х 2 = 105 мм. Стандартными размерами обсадных труб являются: 89, 108, 114, 125 и 133 мм. В приведенном примере достаточно выбрать трубу диаметром 108 мм.
Примеры, приведенные выше, являются упрощенными. Специалисты советуют учитывать еще и глубину закладки обсадных элементов. Обсадную трубу необходимо утапливать до тех пор, пока не будет достигнут водоносный слой. Как только этот слой обнаружен, бурение прекращается, а верхняя часть обсадной трубы надежно фиксируется. Длина обсадных труб, как правило, варьируется от 9,5 до 13 метров и может поставляться с нормальной и удлиненной резьбой. Но существуют ли различные виды, и какой вариант считается наиболее подходящим для скважины?
Виды обсадных труб
Для создания обсадной колонны используются различные материалы:
- Металлические/стальные трубы. К данной категории также относятся прочные изделия из чугуна, нержавеющей стали, а также оцинкованные и эмалированные покрытия. Это наиболее распространенные варианты, так как они характеризуются высокой устойчивостью к износу и механическим повреждениям. Срок службы для труб с толщиной стенки 6 мм колесо до 50 лет.
- Пластиковые трубы (ПВХ, ПНД и другие). Они инертны к воздействию ржавчины, солей и других химикатов. Обладают легким весом и доступной ценой, а также легкостью монтажа, что позволяет установить их самостоятельно. В настоящее время они успешно конкурируют с традиционными стальными и бетонными элементами. В полипропиленовых системах питьевая вода из скважины остается неизменной со своим химическим составом, сохраняя отсутствие привкуса железа. Развитие патогенной микрофлоры в данной системе невозможно.
- Асбоцементные трубы. Эта категория ценится за низкую стоимость, а также высокую устойчивость к химическим соединениям. Обсадные системы из асбеста не подвержены коррозии, что делает их безопасными и практичными в эксплуатации, их срок службы может достигать 65 лет.
При выборе материала необходимо учитывать множество параметров, таких как климатические условия, производительность, технические характеристики, диаметр точки водозабора и параметры насосного оборудования, среди прочих.
Установка обсадных труб
Давайте подробно рассмотрим этапы монтажа обсадных труб от начала до конца:
- На торце трубы создается фильтр: с помощью дрели просверливаются несколько десятков отверстий, а затем создаются небольшие насечки болгаркой. С внешней стороны фильтр оборачивается ткани, которая затем фиксируется проволокой. Такой метод обеспечивает защиту от проникновения посторонних частиц в воду, что особенно важно при работе с песчаными и глинистыми грунтами.
- В некоторых случаях на нижний конец конструкции дополнительно устанавливаются сетчатые фильтры, соединяемые с помощью хомута или резьбы.
- Тело трубы аккуратно погружается в скважину, при необходимости применяются вращательные движения для облегчения процесса.
- Компоненты конструкции соединяются между собой фитингами, раструбами или стандартной резьбой. Важно, чтобы обсадная труба не блокировала водный поток, для чего ее не следует опускать на 45-50 см ниже водоносного слоя.
- После установки системы скважины, проводится промывка под давлением с использованием насоса. Внутрь помещаются щебень или кремний для дополнительной очистки воды.
- Бесшовные трубы
- Горячедеформированные трубы
- Холоднокатаные трубы
- Электросварные трубы
- Газлифтные трубы
- Котельные трубы
- Толстостенные трубы
- Хладостойкие трубы
- Нефтепроводные трубы
- Холоднодеформированные трубы
- ГОСТ 8732-78
- ГОСТ 8734-75
- ТУ 14-3р-51-2001
- ТУ 14-3Р-50-2001
- ТУ 14-3р-55-2001
- ТУ 14-3-1128-2000
- ТУ 14-3р-1128-2007
- ГОСТ 10706-76
- ГОСТ 20295-85
- ТУ 14-3-190-2004
- Сервис
- Проекты и референс-лист
- Калькулятор труб
- Фотографии склада
- Сотрудники
- Новости компании
- История компании
- Стандарты
Из чего изготавливают обсадные трубы
Обсадные трубы могут быть изготовлены из следующих материалов:
- сталь;
- пластик;
- асбестоцемент;
- чугун.
Правильный выбор наиболее оптимального варианта определяется в зависимости от климатических условий региона, типа грунта и технических показателей насосного оборудования. Например, для бытовых нужд можно использовать пластиковую обсадную трубу, так как она не подвержена коррозии и гниению, плюс ее цена является весьма доступной.
Непригодными для большинства бытовых нужд оказываются стальные трубы, которые чаще всего применяются в промышленных целях, где они способны выдерживать повышенные нагрузки во время эксплуатации скважины.
Непластифицированный ТПВХ (нПВХ) для обсадных труб является одним из самых современных и перспективных материалов, обладающим высокой стойкостью к химическим воздействиям, безопасностью и легким весом.
Какие типы труб бывают
Несмотря на широкий выбор материалов, стальные изделия по-прежнему являются наиболее востребованным вариантом для обустройства скважин благодаря своей практичности и долговечности. К тому же металлические трубы подходят для использования в любых типах грунта.
По типу стальные трубы делятся на:
Бесшовные цельнокатаные — они изготавливаются посредством выдавливания отверстия в цельных заготовках. Эти трубы имеют максимальную прочность, но их стоимость довольно высока.
Шовные сварные — производятся из стального листа, края которого соединяются после формирования цилиндрической формы с применением сварки. Они стоят значительно дешевле, но значительно уступают по прочности бесшовным вариантам.
Цельнотянутые трубы, безусловно, качественнее сварных, но на практике для обсадных труб это различие не является критическим. В силу технологических принципов производства электросварные трубы дешевле цельных в два раза, в связи с чем именно они часто используются при буровых работах.
Не менее важным моментом являются правильно подобранные диаметры обсадных труб, которые зависят от размеров погружного насоса. Для скважин с глубиной более 60 метров нужно использовать трубы с диаметром не меньше 130 мм и толщиной стенки не менее 4.5 мм.
Что такое усиленная стальная труба?
Стальные трубы производятся по двум технологиям: бесшовной и сварной. ГОСТ на бесшовные трубы был разработан еще в советские времена и требует использования стали толщиной более 5 мм. Данная технология позволяет нарезать резьбу без ущерба для прочности изделия. Однако, стоимость цельнокатаных труб выше по сравнению с ними. Сварные трубы, как правило, более экономичны. Тем не менее, их стенка толщиной всего 4 мм, а резьба может оказаться уязвимой при нарезании.
Инженеры и научные сотрудники ООО БИИКС разработали уникальную технологию, которая объединяет надежность бесшовной трубы с доступной ценой сварного изделия. 
К концам сварных труб навариваются бесшовные оголовки, на которых и нарезается резьба. Резьба создается на станках с ЧПУ, что обеспечивает герметичность соединений благодаря высокой точности нарезки. Резьба завершается замком, который предотвращает возможный срыв и обеспечивает герметичное соединение. Помимо повышения надежности, установка таких труб осуществляется проще, так как специалист фиксирует щелчок замка, что означает, что соединение затянуто. Производственный процесс полностью автоматизирован и изделия проходят тщательный контроль. К использованию в качестве обсадных труб рекомендованы только цельные и усиленные трубы, одобренные профильным буровым СРО.
Для чего применяются пластиковые обсадные трубы?
Как было упомянуто ранее, исключительно пластиковые трубы для обсадки артезианской скважины требуются ограниченно, однако их применение в комбинациях с качественными стальными трубами может значительно повысить надежность и продлить срок эксплуатации скважины.
Пластиковые обсадные трубы могут производиться из ПНД, ПВХ и нПВХ. К их достоинствам принято относить такие характеристики, как: безопасность, легкость, гигиеничность, отсутствие коррозии и сравнительно невысокая цена в сравнении со сталью. Главное их ограничение заключается в возможность деформации под нагрузкой. Тем не менее, такие трубы с успехом применяются при многослойной технологии обсадки скважин.
Данный метод позволил объединить положительные характеристики элементов из стали и полимеров. Внешняя обсадная колонна изготавливается из стальных труб, которые способны выдерживать всю нагрузку, а внутри устанавливается пластиковая эксплуатационная колонна. Это наиболее надежный и технологичный подход к обустройству скважин, при условии соблюдения обязательного требования — установки гидрозатвора (пакера).
Пакер предотвращает перетекание воды по пространству между трубами из одного водоносного горизонта в другой. Срок эксплуатации скважины, у которой выполнена двухтрубная обсадка с пакером, значительно увеличивается, что может составлять в два раза больше, чем у традиционных путей обустройства скважины.
