Меню

Обсадные трубы для артскважины

Конструкции артезианских скважин

Бурение артезианских скважин предусматривает монтаж обсадных труб. Они предназначены для изоляции стенок скважины от рабочего пространства ствола, как в процессе бурения, так и при эксплуатации. Обсадные трубы обеспечивают прочность и герметичность скважины при воздействии на нее внешних сил.

При выборе конструкции желательно руководствоваться:

  1. Геологическими особенностями местности (характеристики и типы грунтов), в которых будет проводиться бурение.
  2. Гидравлическими характеристиками водоскважины. По своим гидравлическим параметрам артезианские источники водоснабжения являются напорными, так как артезианская вода находится между двумя мощными водоупорными слоями, которые создают для артезианской воды избыточное гидравлическое давление. При бурении происходит вскрытие водоупорного горизонта и артезианская вода, находясь в сжатом состоянии, поднимается вверх по стволу до определенного уровня.
    География наших работ ограничена Московской и соседними с ней областями (Тульской, Калужской и Владимирской). В этих областях артезианская вода находится в известняке.
  3. Требуемой производительностью источника. От этого зависит выбор обсадной колонны и оборудования. В качестве обсадной колонны применяют стальные и пластиковые трубы.

Рассмотрим подробное влияние указанных факторов в их взаимосвязи на выбор конструкции индивидуальной артезианской водоскважины в частных загородных домах.

1-й вариант: классическая однотрубная конструкция

  • Благоприятная» геология местности: отсутствие пород, существенно затрудняющих бурение (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняковые породы и другие).
  • Известняк водоносный, напорный. Уровень воды выше уровня известнякового слоя. По своей структуре известняковый слой крепкий, однородный, без посторонних прослоек песка и глины.
  • Требуемый дебит источника – для водоснабжения загородного дома.

При таких исходных данных используется такая конструкция водоскважины (Рисунок 1). Обсадная колонна — сталь 133 мм или 159 мм. Устанавливается в водоскважину от ее начала до известнякового слоя. В этом слое ствол источника не обсаживается и остается открытым, который и обеспечивает водоприток.

Дебит такой водоскважины до 3,0 м 3 /час при использовании обсадных труб диаметра 133 мм или до 5,0 м 3 /час при использовании труб диаметра 159 мм.

2-ой вариант: двойная система обсадных труб

  • «Благоприятная» геология местности.
  • Известняк слой водоносный, но не напорный. Уровень воды в стволе источника ниже уровня этого слоя.
  • Нужный дебит скважины – для водоснабжения коттеджа.

При таких исходных данных применяется следующая конструкция водоскважины (Рисунок 2). Основная эксплуатационная колонна — стальные трубы для обсадки диаметром 133 мм или 159 мм, которые монтируются в водоскважину от ее начала до известняка. В известняковом слое оборудуется открытый ствол, в котором находится уровень воды. Устанавливать насос в открытый ствол нельзя, так как существует риск сдвига открытых пород и заклинивания насоса без возможности его извлечения. Поэтому в данном случае применяется двойная система обсадных труб.

Внутри основной стальной обсадной колонны на всю глубину бурения устанавливают дополнительную колонну. Она состоит из обсадных труб меньшего диаметра: пластиковых (117 мм или 125 мм) или стальных (133 мм или 114 мм). В такой схеме в качестве дополнительной обсадной колонны чаще используют пластиковую, потому что она дешевле стальной. Для увеличения водопритока в нижней части пластиковой колонны иногда оборудуют перфорационные отверстия.

Такая же двойная система обсадной колонны применяется в случае, когда в известняке имеются прослойки песка или глины. Дополнительная обсадная колонна перекрывает эти прослойки и позволяет избавить источник водоснабжения от посторонних примесей.

Обсадная колонна из двух труб более надежная по сравнению с однотрубной конструкцией. Она пользуется у наших заказчиков большой популярностью.

3-й вариант: с кондуктором

  • Геологические осложнения верхних слоев грунта: сыпучие породы или слежавшийся насыпной разнородный грунт.
  • Известняк водоносный, напорный. Уровень воды в водоскважине выше уровня известнякового слоя.
  • Требуемая производительность источника – водоснабжение загородного дома.

При таких исходных данных применяется следующая конструкция водоскважины с установкой кондуктора (Рисунок 3). Для закрепления верхних слоев грунта и предотвращения их осыпания, в верхней части скважины на глубину неустойчивого грунта устанавливают кондуктор (дополнительную трубу). Диаметр кондуктора больше основной обсадной трубы (168 мм). До известняка скважина бурится и обсаживается стальными трубами меньшего диаметра (133 мм или 159 мм). В известняковом слое водоскважина не обсаживается и остается открытый ствол, который и служит водопритоком.

Читайте также:  Сколько стоит полиэтиленовая труба диаметром 300мм

4-й вариант: с кондуктором

  • Геологические осложнения верхних слоев грунта: сыпучие породы или слежавшийся насыпной разнородный грунт.
  • Известняк водоносный, но не напорный. Уровень воды в водоскважине ниже уровня известнякового слоя.
  • Требуемая производительность источника – водоснабжение загородного дома.

При таких условиях применяется конструкция с кондуктором (Рисунок 4). Как в предыдущем варианте в верхней части водоскважины на глубину неустойчивого грунта устанавливают кондуктор (168 мм). До известняка скважина бурится и обсаживается стальными трубами меньшего диаметра (133 мм или 159 мм). Если насос монтируется в известняковый слой, то в обязательном порядке применяют двойную конструкцию обсадной колонны. Внутри стальных труб на всю глубину бурения устанавливают дополнительную колонну. Она состоит из обсадных труб меньшего диаметра: пластиковых (117 мм или 125 мм) или стальных (133 мм или 114 мм). Для увеличения водопритока в нижней части колонны иногда оборудуют перфорационные отверстия.

5-й вариант: телескопическая конструкция

  • В процессе бурения встречаются породы, существенно затрудняющие работы (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняки и другие).
  • Известняк водоносный, напорный. Уровень воды в скважине выше уровня известняка.
  • Требуемая производительность источника – для водоснабжения частного дома.

Используется телескопическая конструкция водоскважины (Рисунок 5). Это происходит в случаях, когда на пути бурового инструмента встречаются геологические трудности: валуны, сыпучие грунты, окремненный известняк и другие. Поэтому до этого момента скважина обсаживается начальной стальной обсадной трубой (133 мм или 159 мм). Далее происходит переход на бурение и обсадку стальными трубами меньшего диаметра, которые устанавливаются на известняк. В известняке водоскважина не обсаживается и остается открытый ствол, который и служит водопритоком.

6-й вариант: телескопическая конструкция

  • В процессе бурения встречаются породы, существенно затрудняющие работы (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняки и другие).
  • Известняк водоносный, но не напорный — уровень воды в стволе источника ниже уровня известняка.
  • Требуемая производительность скважины – для водоснабжения загородного дома.

Применяется телескопическая конструкция скважины (Рисунок 6). Как в предыдущем варианте до геологических осложнений водоскважина обсаживается начальной стальной обсадной трубой 133 мм или 159 мм. Далее происходит переход на бурение и обсадку стальной колонной меньшего диаметра, которая уже ставятся на известняк. В известняке, устанавливают дополнительную колонну, состоящую из обсадных труб еще меньшего диаметра, в которую уже будет устанавливаться насос. Водоприток в данном случае — открытый ствол или перфорационные отверстия обсадной трубы.

В статье рассмотрены основные, часто применяемые при бурении конструкции артезианских скважин. На самом деле конструкций больше. Каждая вариация применяется в конкретном случае индивидуально.

Источник

Виды обсадных труб и правила их использования

Термин «обсадная труба» — специфический и применяется не часто, поскольку такие изделия используются далеко не во всех сферах деятельности человека. Применяются обсадные трубы во время работ по бурению скважин, поэтому обычно с ними сталкиваются или рабочие добывающих компаний, или собственники частных домов, не имеющих выхода к центральным водоснабжающим коммуникациям. Тем не менее, иметь понятие об этой продукции не помешает любому потенциальному владельцу коттеджа.

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.

Читайте также:  Приемная труба с катализатором для калины

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:

  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.

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:

  • долгий срок службы – как писалось выше, для стали – не менее 50 лет;
  • возможность прочищать трубы после заиливания – такое может случиться с любой скважиной, и без прочистки падает и уровень качества поставляемой воды, и производительность системы в целом; прочищать же буровым инструментом можно только стальные обсадные трубы, что и обеспечивает их популярность (прочитайте также: «Виды буровых труб, характеристики, особенности использования»);
  • высокая прочность и устойчивость к перегрузкам и ударам;
  • способность работать при повышенном внутреннем давлении.

  • 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;

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.

  • довольно долгий срок службы при условии аккуратной установки и эксплуатации продукции;
  • химическая нейтральность изделий – пластик не реагирует с большинством агрессивных сред, угрожающих скважине, и не подвержен коррозии;
  • отсутствие необходимости установки дополнительных фильтров от ржавчины (в связи с предыдущим пунктом);
  • изделия имеют значительно меньший вес, чем металлические, что облегчает сборку конструкции, обслуживание и замену элементов;
  • такие трубы стоят относительно недорого;
  • большой типоразмерный ряд выпускаемой продукции, дающий возможность подобрать для каждой скважины трубы нужных параметров;
  • возможность использовать трубы при обустройстве скважин любого типа и размера, хотя наиболее часто они применяются при бурении тоннелей в песчаной среде глубиной около 50-60 м;
  • идеально подходят для конструирования фильтровальных колонн.
Читайте также:  Схема каркаса откатных ворот из профильной трубы

  • небольшая устойчивость к механическому воздействию, вследствие чего трубы нужно аккуратно устанавливать, не допуская повреждений поверхности; кроме того, при воздействии агрессивных внешних факторов возможны повреждения скважины;
  • невозможность очистить заиленный участок с помощью буровых установок.

Трубы из асбестоцемента

Преимущества асбестоцементных изделий:

  • химическая устойчивость – трубы не вступают во взаимодействие с большинством химически активных соединений;
  • отсутствие угрозы коррозии установки;
  • небольшая стоимость изделий, сравнимая с пластиковыми трубами и значительно меньшая, чем у аналогичной продукции из стали.

  • высокая хрупкость – из-за этого фактора приходится использовать трубы с увеличенной толщиной стенки, что увеличивает вес изделий и усложняет монтаж;
  • материал нельзя использовать при конструировании фильтровальных колонн; идеально такие трубы подходят для скважин в известняковой среде глубиной около 100 м.

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:

  • молотки, кувалды и гаечные или накидные ключи необходимых размеров;
  • ворот, необходимый для вращения трубы в земле для более точной установки;
  • тренога, с помощью которой работа протекает намного быстрее и с меньшими усилиями;
  • бур в виде желонки, имеющий резьбу для соединения с трубой.
  1. С помощью бура, соединённого с трубой, проделывают в земле скважину. Бур необходимо время от времени извлекать и очищать, а по достижении глубины 2 м пора вставлять привезённую трубовозом обсадную трубу, по мере заглубления наращивая обсадку.
  2. По достижении водоносного уровня, обсадную трубу фиксируют на земле, через канал проводят полимерную трубу, соединённую с насосом.

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.

Источник

Adblock
detector