Выбираем обсадные трубы для скважины

Особенности труб для скважин из черного металлопроката

Черный металл, как материал для изготовления обсадных труб, пользуется большой популярностью при бурении скважин на воду. Обсадная колонна с толщиной стенки свыше 6 мм относится к вечным материалам, поэтому скважина может безупречно функционировать в течение полувека.

Использование такого материала делает одинаковым срок эксплуатации скважины и водоносного горизонта.

Сталь, используемая для изготовления обсадных труб, имеет некоторые особенности, которые необходимо знать для полного представления о скважинах такого типа:

  • Сталь относится к экологически чистым материалам, поэтому ее контакт с водой не сопровождается выделением химических веществ. Образующая на металлических поверхностях ржавчина не способна растворяться в воде и не способствует повышению уровня содержания железа, как считают многие люди. Удаление ржавчины происходит при пропускании воды через обычный бытовой фильтр (подробнее: “Как выбрать фильтр на трубу для воды – обзор возможных вариантов, плюсы и минусы“).
  • Высокие прочностные характеристики и ударная вязкость не допускают образование дефектов или разрушения обсадной трубы в процессе монтажа или эксплуатации.
  • Засорение или заиливание скважины, а также случайное попадание посторонних предметов устраняется добуриванием или выполнением других работ посредством буровых инструментов.
  • Стальная обсадка позволяет бурить скважины даже в том случае, если водоносный горизонт залегает очень глубоко.

Иногда может возникнуть спорная ситуация, какие обсадные трубы для скважины лучше: металлические трубные изделия, имеющие дополнительное антикоррозийное покрытие или выполненные из нержавеющей стали?

Решением вопроса становится простая истина: зачем платить больше за изделия нержавеющей стали, если черный металлопрокат характеризуется сроком службы, который почти равен эксплуатационному периоду скважины.

Выбираемая обсадная труба для скважины должна соответствовать определенным требованиям. Например, стандартом для металлических труб является ГОСТ 632-80.

Государственный стандарт на трубы асбоцементные – 539-80. Нормативный документ, в котором упоминаются параметры пластиковых труб – ГОСТ 2248-001-84300500-2009. Выбор труб из этого материала осложняется тем, что, кроме ГОСТа существует множество разновидностей ТУ.

Кроме того, существуют многочисленные зарубежные стандарты. В вопросе выбора того или иного вида обсадной трубы важны знания преимуществ и недостатков. Поэтому стоит разобраться в характерных особенностях подробнее.

Основные достоинства металлических изделий:

  • высокая прочность;
  • наличие резьбы, которая позволяет создать герметичную конструкцию;
  • срок службы до 50 лет;
  • возможность прочистки при заиливании.

Из недостатков металлических обсадных труб стоит отметить:

  • восприимчивость к коррозии;
  • ржавый осадок в воде;
  • существенный вес конструкций, из-за чего осложняется монтаж;
  • высокая стоимость изделий.

Асбоцементные обсадные трубы хороши такими качествами, как:

  • устойчивы к агрессивному воздействию солей;
  • они устойчивы к коррозии;
  • безопасны и практичны в использовании;
  • имеют длительный эксплуатационный срок.

Кроме преимуществ, асбоцементная обсадка имеет и недостатки:

  • сложность монтажа – нужно использовать дорогостоящее подъемное оборудование;
  • хрупкость изделий;
  • отсутствие резьбы, вследствие чего элементы фиксируются встык;
  • сложность в обслуживании: чистка изделий осложняется из-за высокой пористости, кроме того, работы, связанные с чисткой, нельзя проводить без полного осушения скважины.

Пластиковые трубы – прекрасная альтернатива на такой случай. Они очень популярны для скважин в последнее время. Изготавливаются они из полипропилена и ПВХ. К преимуществам полиэтилена низкого давления относятся следующие характеристики:

  • такое устройство дает возможность достигать исключительной герметичности в точках соединений;
  • для буровых работ трубы из ПНД наиболее доступны по цене;
  • в сравнении со стальными вариантами, пластик совсем не подвергается коррозионным процессам.
  • пластиковая обсадная труба легкая;
  • такая труба может долго и успешно эксплуатироваться в условиях воздействия агрессивной среды;
  • пластиковую обсадную колонну легче всего монтировать самостоятельно.

Наиболее значимые недостатки – это невысокая механическая прочность и неспособность к динамическим нагрузкам. Важный момент – пластиковые трубы не желательно выбирать для скважин большой глубины. Условия эксплуатации скважин с трубами из ПВХ должны быть щадящими.

Для бурения используют трубы со стандартными диаметрами из следующего размерного ряда: 32, 90, 114, 125 мм и выше.

Выбираем обсадные трубы для скважины

Чем больше производительность системы водоснабжения и насоса, тем выше требуемый диаметр трубы. При этом не следует брать его с лишним запасом. При завышенном сечении падает напор и растет цена.

Применяемость труб разных размеров:

  • 32 мм – для подачи воды на высоту до 10 м с помощью наружного самовсасывающего насоса (гидрофора). По трубе к воде спускают гибкий шланг;
  • 90-125 мм – в трубу опускают погружной насос при глубине скважины более 10 м.

Определение и назначение обсадной трубы

Обсадная колонна предназначена для защиты стенок скважины от обрушения, чтобы выработанные породы из прилежащих пород почвы не попадали в ее ствол. Поэтому опускать трубные изделия в скважину следует при ее разработке. Соединения элементов обсадной колонны отличаются высокой плотностью, что не допускает проникновение в ствол неочищенных почвенных вод. В результате потребитель получает чистую питьевую воду, добываемую из глубоко расположенных водоносных горизонтов.

Процесс эксплуатации подземной скважины предполагает воздействие не только больших нагрузок, но и различной агрессивной среды.

Отвечая на вопрос, какую трубу использовать для скважины на воду, можно сказать, что обсадная труба должна быть изготовлена из материалов, которые отвечают следующим требованиям:

  • Высокие прочностные характеристики.
  • Устойчивость к значительному давлению со стороны грунта.
  • Стойкость к образованию коррозийных процессов, вследствие постоянного воздействия водной среды.

Такие свойства присущи следующим материалам:

  • Сталь нержавеющая и с оцинкованным покрытием.
  •  Различные полимеры.
  • Асбестоцемент.

На выбор конкретного материала для изготовления обсадной трубы влияют геологические особенности грунта на участке и другие условия, характерные только для этой местности. Нужно заранее знать, как вытащить трубу из земли, когда это потребуется.

Давайте разберемся, что же такое обсадная труба для скважины. Это трубопровод, собранный из труб вертикально, где все элементы соединены герметично, и каждый из них имеет армированный кожух.

Обсадные трубы:

  1. Обеспечивают целостность водозаборного шурфа.
  2. Уберегают источник от сдвигов пластов грунта, обвалов породы.
  3. Не позволяют просачиваться грязным грунтовым водам внутрь.
  4. Обеспечивают водозабор из чистых водоносных пластов.
  5. Защищает насос, установленный внутри, кабель и передаточный шланг.
  6. Не дают возможности естественному давлению грунта «запечатать» скважину.

Труба для скважины может изготавливаться из различных типов материалов. В любом случае все элементы должны быть соединены при монтаже в единую целостную герметичную конструкцию.

Как определиться с размером диаметра трубы

  • предполагаема глубина скважины;
  • предполагаемый объем воды, который дает скважина (дебит);
  • вида погружного оборудования, габаритов насоса;

Колонна должна плотно прилегать к пробуренному отверстию, обеспечивать подачу нужного количества воды, не деформироваться под давлением.

Структура грунтов на разных участках неодинакова, для нее свойственна разная степень подвижности. Чтобы решить, какую трубу лучше выбрать, следует определить, с какого слоя насос будет качать воду. Глубину ее залегания и состояние грунта можно уточнить у соседей или заказать проведение инженерно-геологического исследования.В зависимости от глубины буровики делят скважины на 3 вида:

  1. Абиссинская скважина, как правило, до 10 м. Тип питание –поверхностные воды. Для таких скважин подойдут трубы с диаметром 32 мм.
  2. Скважина на песок – 10-80 м. Тип питание – первый водоносный горизонт, реже второй. Для обсадки такой скважин обычно применяют трубы сечением 90, 125 мм. Скважина предназначена для обеспечения водой частного дома или дачи. В Беларуси – 99% скважин именно такие.
  3. Артезианская скважина (иногда их называют «на известняк» – хотя в Беларуси такие скважины есть только в Витебской области и на глубине от 100м.). Водоносный слой пролегает на глубине, как правило, глубже 80 м. Это третий и больше водоносный горизонт. В зависимости от типа насосного оборудования потребуется труба сечением от 125 мм и выше.

Важно. При бурении скважины до первого водоносного горизонта не нужно получать никаких разрешений. Все остальное – проектные скважины.

Дебит является важной характеристикой водоносного слоя и характеризует способность скважины выдавать определенное количество кубометров воды в час. Показатель водоотдачи определяется специалистами при бурении, после окончания работ фиксируется в паспорте скважины, который  выдается на руки хозяину. С учетом паспортного дебита предварительно подбирают насос.

Дебит скважины,м3/ч Рекомендуемый условный диаметр насоса, дюймов Ориентировочный диаметр обсадной колонны, мм
До 7  3 89 – 110
До 14 3-4 114 – 159
До 40 3 – 6 168 и выше

Есть мнение, что водоотдача напрямую зависит от диаметра трубы, но это не совсем так. Большее влияние на дебит оказывает скважность фильтра (процент отверстий от его суммарной площади) и качество водоносной породы. К примеру, через крупнозернистый песок вода просачивается в десятки раз лучше, чем через пылеватую почву.

Тип и размер насоса

Чтобы точно посчитать диаметр обсадки, составляют схему водоснабжения. На ней отмечают все точки потребления: расходные краны, душевые, санузлы, отводы для полива. Суммируют максимальные расходы сантехнических приборов (для бытового крана – 0,4 м3/час, душа – 1,1 м3/час, стиральной автоматической машины – 0,7 м3/час). Сумма показателей – это минимальная  производительность насоса.

Чтобы не проводить расчет, можно воспользоваться среднестатистическими показателями. Для семьи из 4-5 человек оптимальным является расход 3 м3/час. Если жильцов больше, есть домашние животные и огород, потребление доходит до 5 м3.

Это важно: Максимально допустимая производительность насоса должна быть на 25% меньше дебита скважины. Более мощное насосное оборудование может просто сгореть в случае полной выкачки воды.

Подбирают марку насоса с конкретными габаритами и рассчитывают диаметр обсадной трубы. К наружному паспортному диаметру насосного оборудования прибавляют 4-5 мм (минимальный зазор для свободного перемещения насоса) и удвоенную толщину стенки.

  • При расходе 3 – 7 м3/час используют насос диаметром 3 дюйма (76 мм). Устанавливать его можно в трубу с наружным диаметром 89.
  • Производительность 5 – 14 м3/час обеспечивает 4-х дюймовый насос (102 мм). Он стыкуется с обсадной трубой наружным диаметром 114.

Насосы на 4 дюйма представлены более широко, а 3-х дюймовые немногочисленны, хотя по надежности они не уступают большим. Вес тонких насосов несколько меньше, зато они длиннее больших аналогов на 25-30%. Популярный насос «Водолей» на 76 мм с расходом 2 м3/час монтируется в трубе диаметром 100 мм, а для его модификации на 4,3 м3/час подойдет труба 125 мм.

Обсадная труба предназначается для улучшения качеств эксплуатации скважины. Если предпринять попытку сэкономить на приобретении труб, то не только сама скважина, но и оборудование в ней быстро придут в негодное состояние. Многие считают, что для улучшения качества скважины лучше выбрать обсадные трубы большего диаметра.

Однако, чем больше размер обсадки, тем выше дебит водного источника. Чтобы правильно выбрать диаметр обсадной трубы нужно знать учитывать расход ресурсов. Нормативный расход воды за час – 0,7 куб м. Считается, то этого объема достаточно для бытовых и хозяйственных нужд. Еще один важный параметр для определения диаметра трубы – производительность насоса.

Например, максимальный расход составляет 4 куба в единицу времени. Для подобного значения рекомендуется оборудование диметром до 8 см. К этому параметру добавляется возможное расстояние насоса до стенок обсадки, например, 5 мм. Далее можно определить внутренний диаметр труб: Д (внутр) = Д насоса 5 мм; Д (внутр) – Д внутренний обсадной трубы; Д (насоса) – диаметр насосного оборудования.

Например, если размер насоса 90 мм, то значение внутреннего параметра будет: 90 5 = 95. При толщине стенок трубы в 5 мм, расчетное значение трубы составит: 95 5 х 2 =105 мм. Стандартные размеры обсадных элементов: 89, 108, 114, 125 мм, 133 мм. Для приведенного примера достаточно выбрать трубу, диаметром 108 мм.

Приведенный пример упрощенный, специалисты рекомендуют учитывать еще и глубину закладки обсадных элементов. Опускать обсадную трубу придется до тех пор, пока скважина не достигнет водоносного слоя. При появлении этого горизонта бурение прекращается, а верхний конец обсадной трубы закрепляется. Трубы выпускают длиной от 9,5 до 13 м с нормальной и удлиненной резьбой. В различия между видами? Какой вариант наиболее приемлем для скважины на воду?

Монтаж

Монтаж скважины производится сверление в грунт бура, диаметр которого должен быть меньшим диаметра обсадки. Инструмент необходимо вытащить из земли для удаления загрязнений. Когда глубина будущей скважины достигнет двух метров можно осуществлять спуск обсадного элемента.

Дальнейшее бурение своими руками осуществляется с обсадкой до момента появления водоносного слоя, если нужно, трубу можно нарастить одним из способов, описанных выше. Классическая обсадная колонная состоит из следующих частей:

  1. Начальный фильтр для очистки, который обычно представляет собой нержавеющую сетку или проволоку.
  2. Донный фильтр, который выполняется из гравия. Он служит защитой вод от загрязнений, которые могут попасть снизу.
  3. Герметичный оголовок, который служит защитой от внешних факторов. Крепление герметичного оголовка обеспечит отрицательное давление, которое будет способствовать увеличение притока воды. Для этих целей иногда применяется цементирование этого элемента

Советы

диаметр трубы для скважины на воду

При выборе лучшей обсадки для скважины руководствуйтесь классическим сочетанием цены и качества. Эти параметры должны определяться долговечностью сооружения. Оптимальное сочетание можно получить, только если выбрать тип скважины правильно. Варианта может быть два: артезианская или до первого слоя.

Алгоритмов оформления существует гораздо больше. Глубокие скважины лучше оформлять деталями из металла с внутренней и внешней резьбой. Скважины глубиной менее 55 см можно обсаживать пластиковыми элементами с такой же резьбой.

Для определения диаметра трубы учитывайте следующие показатели:

  • размеры погружного насоса, планируемого к использованию;
  • толщина стенок;
  • необходимый минимальный зазор между обсадкой и насосом;
  • в случае применения труб с внутренней резьбой, нужно учитывать и толщину ниппелей.

Закрепление одноколонной обсадки в грунте происходит за счет естественного трения. Поэтому калибр трубы должен быть обязательно большим, чем диаметр проходки.

Двухколонный элемент крепится за счет хомутов, которые играют роль центрирующих. При этом затрубное пространство обязательно заполняется гравием или щебнем по всей высоте.

При обустройстве одноколонной обсадки следует иметь в виду, что вытащить ее обратно не представляется возможным. При двухколонной схеме обсадные трубы вытаскиваются домкратом при помощи массивного хомута. Заиленную обсадку можно почистить, при этом работы легко выполняются своими руками при вытащенном насосе.

Подробнее смотрите в следующем видео.

Трубные изделия из асбестоцемента

Также обсадная колонна может обустраиваться посредством асбестоцементных трубных изделий, при этом они вполне могут заменить стальные изделия с хорошей материальной выгодой. Но асбоцемент имеет некоторые особенные свойства, которые следует учитывать при монтаже обсадной колонны.

Среди важных характеристик асбоцементных труб можно назвать следующее:

  • Соответствие материала экологическим требованиям и нейтральность по отношению к химическим веществам. Эти свойства материала говорят о том, что во время эксплуатации исключается возможность попадания в воду вредных элементов.
  • Существует мнение, что асбесту присущи канцерогенные свойства, но оно не имеет обоснований. Да, в воде могут присутствовать волокна материала, но в незначительном количестве, которое легко удаляется посредством бытовых устройств, фильтрующих воду.
  • Асбоцемент отличается хрупкостью, следовательно, требует осторожности в процессе монтажа и эксплуатации. Кроме того не рекомендуется проводить дополнительное бурение готовой скважины, обсадная колонна которой выполнена из асбестоцемента.
  • Асбестоцементные трубные изделия имеют достаточно толстые стенки, что предполагает бурение скважин большего размера для установки таких изделий.
  • Труба, для изготовления которой использовался асбоцемент, не может применяться в качестве фильтрационной колонны в скважинах на песок, поэтому находят применение только в артезианских скважинах.
  • Физические особенности материала позволяют использовать трубы в скважинах до 100 метров.

Полимерные трубы для водяных скважин

Сравнительно недавно обсадные трубы стали изготовлять из полимерных материалов: полипропилена, полиэтилена низкого давления и непластифицированного поливинилхлорида.

Основными преимуществами пластиковых труб для бурения скважин можно назвать следующее:

  • Устойчивость к образованию коррозии даже при постоянном воздействии воды.
  • Стойкость к разрушению в почве и развитию вредных микроорганизмов, включая болезнетворные бактерии.
  • Отсутствие выделений в воду вредных элементов.
  • Приемлемая цена и сравнительно небольшая масса.

Выбираем обсадные трубы для скважины

Полимерные изделия характеризуются невысокой прочностью, что допускает использование таких изделий на глубине не более 60 метров.