Обустройство скважины с помощью обсадной трубы

Особенности работы на разных почвах

Если на территории имеются агрессивные воды природного или производственного происхождения, буронабивные работы лучше реализовывать при помощи асбестоцементных труб. Укрепление буровой шахты не проводится в случаях с набухающими и тугопластичными грунтами.

В данных условиях рекомендуется удерживаться от использования вышеописанной технологии. Когда работа завершена, проводится демонтаж трубных секций. Иногда проект требует оставить их в почве: это делается с целью дополнительно оградить сваи из бетона от воздействия грунта в местностях с геологической и сейсмической активностью.

От чего зависит выбор сечения?

Одним из главных элементов обустройства скважины является обсадная колонна. Она представляет собой сборную конструкцию. Состоит она, как правило, из нескольких длинных труб, изготовленных из металлопрофиля или полимерного пластика, соединяющихся друг с другом при помощи винтовых стяжек (реже – сваривания).

Элементы обсадной колонны последовательно вбиваются в пробуренную скважину на необходимую глубину. Метод позволяет добиться полной герметичности стенок шахты. Верхняя часть последней секции дополнительно укрепляется бетоном.

Чем больше диаметр обсадной трубы, тем более широкий диапазон насосного оборудования можно использовать для добычи воды, что может способствовать увеличению дебита. Если же большой объем Вам не нужен, можно использовать трубы малого сечения, предварительно высчитав (хотя бы примерно) количество потребляемой воды в течение дня.

• При потреблении воды от 2 до 3 м3 в час, закрыть потребность поможет колонна сечением до 80 мм;
• Объемы от 4 м3 и выше могут обеспечить скважины с диаметром обсадных труб до 125 мм.

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:

• верховодка: используется на технические нужды с минимальной глубиной бурения. В качестве обсадной колонны применяются пластиковые изделия с резьбовым соединением;
• на песок: вода используется на общедомовые нужды и как питьевая. Для колонны применяются пластиковые или металлопластиковые конструкции;
• артезианская: с большой глубины из скальных карстовых пород. В качестве обсадной колонны применяются изделия с резьбовым соединением: усиленные сварные стальные, металлопластиковые или цельнотянутые стальные, в зависимости от глубины скважины и сложности породы.

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.

• для бурения в слой верховодки применяем шнек диаметром 40–70 мм;
• используем ПНД 32–63 мм;
• бурение выполняем винтовым шнеком с промывкой, с помощью центробежного насоса, установленного снаружи. Для достижения требуемой глубины используются штанги длиной 2–5 метров;
• после достижения водоносного слоя производим обсадку выработки трубой ПНД с установленным в ней фильтром длиной 2,5 метра и откачиваем мутную воду;
• бурение скважины на песок выполняется буром диаметром 146 мм, для обсадки выработки используется труба ПНД 125 мм;
• для очистки воды к первой обсадной трубе крепится фильтр, у которого диаметр больше диаметра трубы. Остальные изделия последовательно соединяются на резьбу с опущенной в скважину частью колонны до достижения фильтром водоносного слоя. Для лучшей очистки воды фильтр в конструкции засыпается щебнем;
• в колонну опускается скважинный насос с водоподъемным шлангом, который через адаптер, встроенный в обсадку, соединяется с наружным водоводом и производится откачка мутной воды до появления чистой.

4 ) Выработку артезианской (на известь) скважины, глубиной 50–200 п/м осуществляют с помощью спецтехники. Применяются четыре водоподъемных варианта с использованием металлических обсадных изделий:

• обсадка доходит до известкового пласта, а затем открытым стволом меньшего диаметра бурят до водного горизонта;
• используются две обсадных нитки. Первая доходит до пласта известняка, а вторая, перфорированная, меньшего размера, через пласт до водоносного слоя;
• для защиты от смешения верхних вод с артезианскими используют кондуктор – второе изделие большего диаметра, чем обсадка, установленное в верхней части выработки;
• когда известковый слой неоднороден, монтируют три трубы. Первую обсаживают до сложного слоя, вторую, меньшего диаметра, до известняка, третью – меньше чем у второй, до водоносного слоя.

Глубинный насос устанавливается в нижних трубах.

Обсадные трубы из металла

Такие изделия делятся на виды:

• из стали;
• медные;
• чугунные.

Обсадка первой группы является наиболее распространенной.

Это обусловлено рядом преимуществ:

• полное соответствие требованиям, предъявляемым к обсадной трубе;
• отличаются достаточным показателем прочности;
• служат долго;
• металлические изделия могут применяться при обустройстве скважин существенной длины: 50-300 м;
• высокая точность геометрии готовой конструкции в сборке, при этом отклонение при осевой центровке минимальное;
• металл не выделяет вредные вещества при контакте с водой;
• допустимо производить обслуживание, что обусловлено устойчивостью стальных изделий к вибрации, механическим нагрузкам.

Стальная обсадная труба для скважины.

Недостатком стальной обсадки является высокая цена. Медные конструкции применяют редко, например, при обустройстве артезианской скважины. При этом улучшаются вкусовые свойства воды. Однако изделия из такого металла относятся к высокой ценовой категории.

Чугун хорошо переносит постоянное воздействие воды. Однако это тяжелый материал. Он подвержен влиянию вибрации, может деформироваться под воздействием механических нагрузок.

Когда устанавливаются дешевые стальные трубы, колонна быстро ржавеет, что негативно сказывается на продолжительности эксплуатации, а также способствует ухудшению качества воды. Если планируется обустраивать артезианскую скважину, рекомендуется использовать бесшовные конструкции. В остальных случаях применят сборную обсадку.

Изделия из металла соединяют 2 способами:

• резьбовой;
• сварной.

В первом случае трубы должны быть толстостенными (6 мм). Если применять более хрупкие изделия, увеличивается риск повреждения конструкции. Сварные швы отличаются прочностью. При использовании технологии легирования свойства готовой колонны многократно улучшаются.

Кроме того, различают эмалированные, оцинкованные изделия. Они уступают аналогам из нержавейки по свойствам. Первый из вариантов недостаточно прочный, тогда как оцинкованные трубы служат недолго из-за высокой вероятности повреждения защитного слоя.

Типы обсадных труб

Существует три основных вида обсадных труб: пластмассовые, стальные и асбоцементные. Выбор материала зависит от особенностей грунта, глубины скважины и других показателей. Для того, чтобы определиться с глубиной для скважины, рекомендуется проконсультироваться со специалистами, которые хорошо разбираются в этом вопросе.

Основные требования, которым должна соответствовать обсадная труба:

• устойчивость к давлению грунта;
• если изделие используется для монтажа питьевого колодца, оно должно соответствовать санитарно-гигиеническим нормам;
• долговечность.

Рассмотрим основные разновидности изделий, которые используются для обсадки разного рода скважин.

Стальные. Наиболее прочные детали, способные выполнять свои функции даже при очень высоких давлениях со стороны грунта.

Бесшовные стальные трубы являются наиболее прочными, но и самыми дорогими

Стальные трубы обладают плохой сопротивляемостью к губительному воздействию коррозии. Со временем добываемая из источника вода может приобрести неприятный привкус ржавчины. Это влечёт за собой затраты на обустройство фильтров. Кроме этого, такие изделия являются довольно дорогостоящим вариантом.

По типу производства существует два основных типа стальных труб:

• бесшовные;
• сварные шовные.

Бесшовная обсадная труба характеризуется отличными показателями прочности, однако, стоимость таких деталей довольно высока. Сварные шовные изделия дёшево стоят, но имеют слабую прочность.

В некоторых случаях для улучшения рабочих характеристик стальных изделий, их производят из улучшенных материалов или с защитным покрытием. В первую очередь это позволяет предохранять их от ржавления. Основных типов таких труб три:

1. Оцинкованные трубы. Эти изделия имеют хорошую устойчивость к коррозии, однако, они выделяют опасные соединения цинка. Использование таких изделий для питьевых водяных колодцев не рекомендуется.
2. Нержавеющая сталь. Она, как и предыдущий тип, обладает устойчивостью к коррозийным воздействиям. Главным недостатком такой трубы является её высокая цена.
3. Эмалированные трубы. Такие изделия обладают множеством недостатков: сложный монтаж, тонкие стенки, слабая сопротивляемость к механическим воздействиям.

Оцинкованная труба не подвержена коррозии, но использовать ее в питьевых источниках не рекомендуется

Асбоцементные. Обсадная труба из асбоцемента стоит довольно дёшево, однако, её не рекомендуют использовать в питьевых целях, потому что она выделяет в воду канцерогены и другие вредные примеси. Кроме этого, такие изделия являются очень хрупкими.

Но современная промышленность предлагает разновидность подобных труб из модифицированного материала, который считается безопасным для человека. Если вы чётко определились с тем, что будете использовать асбоцементные трубы для колодца, то тогда желательно ознакомиться с санитарным сертификатом изделий, чтобы точно быть уверенным, что ваша вода будет пригодной для употребления.

Пластиковые. Как уже было сказано выше, такой тип обсадных деталей является наиболее популярным и востребованным. Пластмассовые детали выполняются из следующих типов полимеров: поливинилхлорида, полиэтилена и полипропилена. Пластиковые изделия обладают рядом положительных характеристик:

• экологичность;
• резистентность к коррозии;
• дешевизна;
• простота монтажа;
• отличная герметичность;
• срок службы таких изделий может достигать 50 лет.

Однако у них есть и свои минусы:

• слабая сопротивляемость к механическим воздействиям;
• ограниченная глубина применения (50–60 м).

Самыми лучшими характеристиками, которые определяют их выбор, обладают ПЭ и ПВХ трубы. Наиболее бюджетным вариантом являются изделия из полиэтилена. Размеры таких изделий отличаются своим разнообразием.

Обсадные трубы также изготавливаются из полимеров — чаще всего для таких изделий используют поливинилхлорид и полиэтилен

Если говорить о ПВХ и НПВХ трубах, то, по своим характеристикам лидируют трубы из непластифицированного поливинилхлорида. Они обладают высокой прочностью — их разрешено использовать в скважинах до 300 м. Типоразмеры обсадных НПВХ и ПВХ труб представлены в таблице 2.

Таблица 2

Минусы ПВХ труб для обсадки:

• низкая прочность;
• плохая сопротивляемость к низким температурам;
• сложность переработки материала;
• в случае возгорания выделяют вредные соединения.

Преимущества и недостатки узких стволов

Говоря о малых скважинах, подразумевают стволы диаметром 50-110 мм. Выгоднее всего использовать их на участках, где водоносный слой находится не ниже 9 метров от поверхности грунта. Вода из таких источников поднимается на поверхность при помощи стандартных насосов или переносных насосных станций.

Для скважин шириной 50 мм применяют самовсасывающие насосы центробежного действия. Использовать такое оборудование возможно только на малой глубине. Если же глубина превышает 9 метров, насосная станция попросту не сможет поднять воду на необходимый уровень.

Для диаметра выше 70 мм подойдут трехдюймовые насосы, отличающиеся высокой производительностью и не менее высокой стоимостью.

Для скважин диаметром 80-110 мм – насосные станции, оснащенные эжектором – устройством, ускоряющим процесс подъема воды к поверхности земли. С его помощью можно за короткий срок выкачать крупный объем воды со дна скважины глубиной 50 метров.

Таким образом, скважины малого диаметра оказываются наиболее выгодными в плане бурения и используемого оборудования, однако их максимальная производительность достигается только на сравнительно малой глубине. Впрочем, если поблизости нет химических или перерабатывающих предприятий, а насос оборудован хорошим фильтром, взятая вода будет вполне чистой и пригодной к употреблению.

Применение для скважин на воду

При бурении скважин на воду применяется три вида обсадных труб: пластиковые, стальные и асбоцементные. С целью экономии финансовых средств и упрощения монтажа рекомендуется использовать пластиковую обсадку (ПВХ либо НВПХ).

Монтаж обсадной трубы выполняется при обустройстве водяных скважин на любую глубину. Погружение обсадки выполняется по завершению бурения полости. Используются составные трубы, стыкующиеся посредством резьбового соединения.

Диаметр обсадной трубы и самой скважины подбирается исходя из требуемой продуктивности источника. Сечение обсадки должно быть таким, чтобы в ней можно было расположить дренажный насос. Нижние секции обсадной колонны выполняются из перфорированных изделий, отверстия которых перекрываются сетчатым фильтром.

Ведется множество споров о том, какие трубы для обсадки скважин на воду лучше использовать – стальные, асбоцементные либо пластиковые. Ключевым недостатком металлических изделий является склонность к коррозии, которая может стать причиной характерного привкуса ржавчины и наличия осадков в воде, для очистки которых придется покупать недешевое фильтрующие оборудование, да и сами железные изделия стоят гораздо дороже аналогов.

Обсадные трубы из асбоцемента – бюджетное решение, недостатки которого заключаются в большой толщине стенок, что уменьшает полезный объем скважины, а также сомнительная санитарная пригодность (существуют исследования, указывающие на то, что асбоцемент является канцерогеном).

В целом, асбоцементные изделия можно применять для обсадки скважин при соблюдении следующих условий:

• при обустройстве артезианской скважины (такая труба не может иметь перфораций, что делает невозможным обустройство фильтрующей колонны в скважинах на песок);
• при наличии гигиенического сертификата на изделие.

По совокупности эксплуатационных качеств лучше всего для скважин на воду подходит пластиковая обсадная труба. Такие изделия просты в монтаже, дешевы, устойчивы к коррозии и долговечны (срок эксплуатации до 50 лет).

Пластиковая обсадка для скважин на воду

Для изготовления пластиковых обсадных труб может применяться четыре вида материалов:

• ПВХ – поливинилхлорид;
• нПВХ – непластифицированная разновидность поливинилхлорида;
• ПНД – полиэтилен низкого давления;
• ПП – полипропилен.

Наиболее востребованными являются изделия из НПВХ. В отличие от стандартных ПВХ изделий, трубы НПВХ классифицируются как напорные – они имеют большую механическую прочность и устойчивость к деформациям, что позволяет применять их в скважинах глубиной до 300 м.

Пластиковые обсадные трубы из ПВХ и НПВХ для скважин на воду производятся в следующие типоразмерах:

• Диаметр 90 мм, толщина стенки 5 мм;
• ДУ 110, толщина 6.3 мм;
• ДУ 125, толщина 7.6 мм;
• ДУ 140, толщина 10 мм;
• ДУ 165, толщина 12 мм.

Чаще всего применяются трубы диаметром 90 и 125 мм, поскольку под такой размер выпускается большая часть современных скважинных насосов.

Секции трубы (длина 3-12 метров), в зависимости от конструктивных особенностей, могут стыковаться в обсадную колонну двумя способами – с помощью резьбы либо раструба. Наибольшую надежность и герметичность обсадки обеспечивает резьбовое соединение, которое легко собирается своими руками,  однако изделия с резьбой стоят дороже аналогов с раструбом.

Ведущим отечественным производителем полимерных обсадных труб из ПВХ и НПВХ является компания “Кормелл”, которая поставляет на рынок продукцию всех распространенных типоразмеров. Помимо фирмы “Кормелл” также хорошо зарекомендовала себя продукция компаний “СПТ”, “Бикс” и “Омега”.

Варианты стальной обсадной трубы

Нержавеющая сталь — ко всем достоинствам черной стали добавляется полное отсутствие коррозии, но и, к сожалению, очень высокая цена. Радикального улучшения качества воды нержавеющая обсадка не даст. Как мы уже сказали, практически вся ржавчина в воду попадает из водовмещающей породы. Известно, что черная сталь позволяет скважине работать несколько десятилетий. Стоит ли платить больше и продлевать этот срок? За это время что-то может случится с самим водонесущим горизонтом или условиями проживания на участке.

оцинкованные тонкостенные стальные трубы

Оцинкованная сталь — кроме вреда здоровью от соединений цинка, попадающих в воду, снижается срок жизни скважины. Дело в том, что цинкование призвано снизить скорость коррозии тонкостенной стальной колонны. Толщина стенки оцинкованной колонны 2,5-3 мм, у обычной черной стальной — против 4,0-4,5 мм. В процессе обсадки неизбежно появляются царапины и сколы на цинковом покрытии, которые становятся местом начала коррозии. Резьба на торцах также не имеет цинкового покрытия.

эмалированные стальные трубы

Эмалированная стальная обсадка — чрезвычайно хрупкое покрытие, практически невозможно избежать повреждений при обсадке. Колонна также тоньше обычной стальной, места сколов эмали будут точками начала коррозии.

Какая обсадная труба лучше в глинистых грунтах? – для обсадки илистой почвы рекомендуется поставить колонны из оцинкованной стали.

Требования к скважинному стволу

Основные требования к конструкции, материалу и техническим характеристикам изложены в ГОСТ-632-80. Все трубы для бурения скважины на воду должны быть герметичными, показатель прочности в местах соединений не меньше, чем в остальном стволе. Для уменьшения количества стыков применяют изделия длиной от 3 до 13 метров. Чем меньше элементов, тем выше прочность конструкции.

Общие требования к скважинному стволу:

• Отклонения вертикального направления бурения не должно превышать 10° на 10 метров.
• Рекомендуется использовать изделия с классом жесткости SN-4 или SN-8. Выбор зависит от глубины скважины и расчетного давления грунта.
• Толщина стенок одинаковая по всей длине, дефекты не превышают допустимые значения по ГОСТ.
• Диаметр одинаковый по всей длине. Допускается расширение на выходном патрубке, но с обязательной герметизацией отверстия.

Дополнительно контролируется качество материалов. Для каждого вида определяется максимально допустимое число стыков, способы соединения

Так же учитывается влияние влаги, что важно для металлических обсадных труб

Виды обсадных труб для скважины

Мы уже знаем, что обсадные трубы — это такие изделия, которые выполняют функцию армирующего материала, а работа всей системы будет зависеть от их качества.

Сегодня для обсадки каналов своими руками можно использовать разные типы труб. Наибольшее распространение получили металлические, пластиковые, а также асбоцементные изделия. Ответ на вопрос, какую обсадную трубу для скважины лучше применять, зависит от предполагаемых условий эксплуатации (в первую очередь, это склонность грунта к подвижкам) и объёма планируемого водозабора. Сортамент данной продукции регламентирован требованиями ГОСТ 632-80. Узнать, какими трубами для скважины лучше укреплять её стены, в том числе и своими руками, вы сможете, ознакомившись с ниже приведённой информацией.

Трубы металлические. Эти трубы обсадные лучше использовать для артезианских скважин и в целом для сооружений на известняк и песок. Данные изделия устойчивы к любым механическим нагрузкам и отличается хорошей прочностью.

Главное преимущество металлических обсадных труб — высокая прочность

Диаметр стальных обсадных труб колеблется в диапазоне 114≤D≤508 мм. При толщине стенки 5-6 мм они прослужат не меньше 50 лет. Ещё один плюс – это оснащение стальных труб резьбой. Если вы ищете ответ на вопрос, какая труба лучшая для скважины, используемой с целью организации постоянной бесперебойной подачи воды, в пользу выбора стальной обсадки говорит следующий фактор. Как известно, любая пробуренная магистраль может заиливаться. А восстановление её работоспособности путём применения бурового инструмента возможно только при стальных обсадных трубах. С изделиями из другого материала сделать это не доступно.

Однако, чёрной стали присущи серьёзные недостатки. Прежде всего, это коррозия, которая обусловливает появление в воде ржавчины. Впрочем, эта проблема является легко устранимой трудностью, которую можно решить применением современных фильтров. На этом фоне гораздо весомее выглядит другой недостаток металлической обсадной трубы для скважины: высокая стоимость данного изделия в толстостенном исполнении. Поэтому использовать стальную обсадку рекомендуется для обустройства глубоких скважин с большим эксплуатационным ресурсом. Выполнять бурение неглубокой скважины на песок с экономической точки зрения лучше с использованием более дешёвого материала.

Пластиковые трубы. Аналитики рынка отмечают возросшую популярность пластиковых труб для скважины. Скважины на воду, укреплённые данными изделиями:

• имеют продолжительный эксплуатационный ресурс;
• химически нейтральны;
• в отличие магистралей, оснащенных обсадными трубами железными для скважин, не подвержены воздействию коррозии;
• не требуют для обустройства значительных материальных затрат. Причём, независимо от того, какая используется труба – из ПНД, ПВХ или из полипропилена.
• лёгкость монтажа своими руками.

Использование пластиковых труб значительно удешевляет обустройство скважины

Пластиковые трубы отличаются малым удельным весом, и для удобства соединения, как правило, оснащаются резьбой. Полная картина типоразмеров обсадного трубного ПВХ проката представлена в таблице №1. Изучив её, вы узнаете, какие диаметры наиболее часто применяются для реализации пластиковой обсадки.

Таблица 1

Помимо всего прочего, это, по сути, лучший стройматериал для создания фильтрующих колонн.

Из недостатков пластиковой обсадки стоит выделить слабую устойчивость к механическим нагрузкам. Повторно разбурить скважину такого типа очень проблематично, а иногда просто невозможно.

Асбестоцементные трубы. К основным преимуществам данных изделий относятся:

• стойкость к воздействию химически агрессивных сред;
• высокие антикоррозионные свойства;
• относительно небольшая цена.

Главный недостаток – повышенная хрупкость, ввиду чего без увеличения толщины стенки в данном случае не обойтись. Казалось бы, ничего страшного, ведь стоимость асбоцементной трубы невысока, поэтому толщину стенки можно и увеличить. Однако следует помнить, что такой обсадной трубе для скважины придётся бурить магистраль большего диаметра. А это ещё больше увеличит себестоимость монтажных работ.

Кроме того, сооружение фильтрующих колонн на базе асбоцементных труб не разрешается. Такую обсадку лучше применять для артезианских скважин на известняк глубиной до 100 метров.