Меню

Спец труба для герметизации устья скважины

Оголовок для скважины – лучший способ герметизации

После того, как пробурена скважина и смонтирована обсадная труба, выступающая на 0,5 – 0,7 над поверхностью земли или дна кессона, возникает вопрос о том, как подвесить погружной насос и чем заткнуть трубу, для того, чтобы дождевая вода не проникла внутрь и не превратила питьевой источник в технический, годный только для полива зеленых насаждений.

Чтобы предостеречь подобное развитие событий и не загубить все, приложенные для добычи чистой воды, усилия, необходимо либо сделать домик, который накроет своими скатами открытое устье, либо выполнить герметичный монтаж оборудования применив оголовок для скважины.

Что такое оголовок для скважины

Оголовки – это устройства для скважин, перекрывающие обсадную трубу в её верхнем срезе и выполняющие следующие функции:

  1. Полная герметизация входного отверстия от атмосферных осадков и посторонних примесей в виде пыли, грунта и мусора, избавляющая от необходимости делать домик для оголовка водяной скважины.
  2. Создание точки опоры для подвешивания погружного насоса и узла подключения, к которому можно подсоединить пластиковую трубу.
  3. Формирование замкнутой полости, которую образуют обсадная труба, дно шурфа и оголовок для скважины, имеющий герметичный контур, позволяет насосу создать небольшое разряжение в объеме, за счет чего увеличивается расход воды.
  4. Антивандальная защита оборудования, за счет применения специального крепежа, которую не сможет обеспечить ни один домик с амбарным замком.

Каким бывает оголовок для скважины

Типология устройств для оборудования водяных скважин по конструктивным особенностям включает в себя два основных типа оголовков:

  1. Оголовок скважинный с откидывающейся или съемной крышкой, представляющий собой пустотелый цилиндр, внутренний диаметр которого превышает наружный размер обсадной трубы, а верхний конец заглушен посредством плоского или цилиндрического днища.
  2. Оголовок для скважины с муфтовым адаптером, представляющий собой фланцевую пару, одна половина которой выполнена в виде воротника с внутренним отверстием соответствующем размеру обсадной трубы, а вторая представляет глухой фланец с необходимыми штуцерами и отверстиями, являющийся по сути крышкой скважины.

Материальное исполнение позволяет подразделить устройство любого типа на виды:

  • металлический оголовок для установки на скважины может быть выполнен из чугуна или стали, отличающихся друг от друга прочностью, грузоподъемностью, которая варьируется в диапазоне 200 – 500 кг, долговечностью и массой;
  • пластиковый оголовок для скважины представляет собой устройство, полученное литьем в форме высококачественного полимера, позволяющего выдерживать стационарную нагрузку до 200 кг включительно.

Наиболее популярными разновидностями герметичных оголовков для обустройства скважин являются устройства отечественного производства, сочетание невысокой цены и качества которых, делают их оптимальным решением. Наибольшее распространение на рынке получили:

  1. Оголовок скважинный «Джиллекс», имеющий чугунное или пластиковое материальное исполнение и предназначенный для герметизации устья скважины, наружное сечение которой находится в интервале от 9 до 16 см, а напорная ПВХ труба имеет размер 25, 32 или 40 мм.
  2. Оголовок для устья скважины «Водолей» имеет ограниченный диапазон применения по причине своего пластикового исполнения, которое позволяет применять устройство только для неглубоких проходок до первого водоносного горизонта, так как ограниченная глубина гарантирует общую массу насоса, троса и кабеля не более 200 кг.

Устройство оголовка для устья скважины

Оголовок скважинный негерметичный имеет простейшую конструкцию, представляющую собой кусок трубы, внутренний размер которой больше калибра обсадной обечайки, а одна сторона заглушена при помощи плоского или сферического днища и имеет рым-болт или проушину с внутренней стороны для крепления троса удерживающего погружной насос.

Сделать такой оголовок можно своими руками при помощи УШМ и сварочного аппарата, а также при обладании необходимыми навыками. Негерметичный скважинный оголовок, сделанный своими руками, представляет собой крышку, монтаж которой заключается в простом надевании на верхний срез обсадной трубы и может быть облегчен, если сделать петлю для откидывания.

Схема герметизации скважины

Любой герметичный оголовок для скважины конструктивно представляет собой две кольцевых поверхности, между которыми устанавливается резиновое торообразное тело, стягиваемые болтами или шпильками, в результате чего происходит равномерное сплющивание прокладки и ее прижим к наружной поверхности обсадной трубы. Упругие свойства резины позволяют кольцу деформироваться при монтаже по форме цилиндрической стенки, которая для оптимального контакта должна быть ровной.

Схема: оголовок для скважины

Верхняя кольцевая поверхность может представлять собой сплошной круг, а может, как, например, в оголовке для устья скважины «Джилекс», являться базовой частью, на которую в свою очередь устанавливается съемная крышка со всеми необходимыми патрубками.

Конструкция парубков для подключения напорной трубы погружного насоса может быть различной:

  • цанговый зажим, размещаемый с наружной части крышки и предназначенный для фиксации, проходящего через разрезной штуцер с резьбой, водовода путем затягивания гайки;
  • фитинги, являющиеся адаптером и позволяющие соединить водоводы встык со штуцерами, размещенным на внутренней и наружной поверхностях крышки при помощи гаек и разрезных конических втулок, как это организовано в оголовке для устья скважины «Водолей».

Для подвешивания погружного насоса на внутренней стороне крышки оголовка делается резьбовое отверстие для крепления рым-болта, к которому в свою очередь подвешивается карабин.

Чтобы облегчить выемку оборудования из скважины на наружной поверхности также могут быть выполнены два резьбовых отверстия для вкручивания монтажных рым-болтов, за которые в свою очередь происходит зацепление крюков при строповке.

Монтаж герметичного оголовка на скважину

Простота конструкции и отсутствие необходимости выполнения неразъемного сварочного соединения позволяют выполнять монтаж оголовка для скважины с прокладкой в виде резинового кольца, как на пластиковую трубу, так и на металлический срез, причем сделать это допустимо своими руками и без чрезмерных усилий.

Оголовок для скважины “Водолей”

Последовательность того, как следует выполнять монтаж заканчивающего устройства без съемной крышки, каким является скважинный оголовок марки «Водолей», включает следующие шаги:

  1. Для максимальной герметичности выполнить ровный срез верха обсадной трубы, в плоскости перпендикулярной оси, зачистить место среза и внешнюю стенку (на высоту 100 мм) при помощи шлифмашинки, удалив неровности. Выполнить грунтовку и окраску обработанных поверхностей во избежание коррозии, дождаться высыхания покрытия.
  2. Разобрать фланцевую пару, сняв крепежные элементы и прокладку. Надеть на обсадную трубу нижний фланец и резиновую торообразную прокладку.
  3. К этому моменту высота подвешивания погружного насоса должна быть определена, трос, выполненный из нержавеющей проволоки или в резиновой оплетке, обрезан с запасом по длине и снабжен карабином, металлическим кольцом или петлей на соответствующем уровне.
  4. Второй конец кабеля, не подключенный к насосному агрегату вставляется в отверстие кабельного ввода, снабженное пластиковой муфтой в виде пружины и цанговым зажимом, которые необходимо ослабить при протягивании и затянуть, когда производится монтаж.
  5. При опускании погружного насоса следует обезопаситься от падения агрегата, вставив в монтажную петлю или карабин на конце троса стальную арматуру и уложив ее на срез обсадной трубы. Спуск производится до натяжки подвески с постепенным разматыванием резинового или ПВХ водовода, который обрезается с запасом необходимым для протяжки через цанговый зажим (около 0,5 м) для «Джилекса» или подключения к фитингу для оголовка «Водолей» (вровень с верхним срезом трубы).
  6. После подключения к фитингу оголовка или протяжки водовода, концевая петля или кольцо троса-подвески насоса цепляется за карабин на внутренней поверхности крышки оголовка, сама она опускается на верхний срез обсадной трубы, а к ней подводятся снизу прокладка и нижний фланец, после чего вставляются крепежные элементы и производится стяжка фланцевой пары.
  7. При стягивании фланца следует делать это в заданной последовательности, которая состоит в протяжке гаек, расположенных через одну и напротив друг друга, выполняемой до тех пора пока оголовок надежно не зафиксируется на обсадной трубе посредством сжатия резинового кольца.
  8. После этого необходимо ослабить цанговый зажим на кабельном вводе, выполнить натяжку провода и обратно затянуть гайку.

На этом монтаж оголовков без съемных крышек считается завершенным.

Как сделать оголовок своими руками

Тому, кто интересуется как сделать герметичный оголовок для скважины своими руками следует сначала посмотреть на типовые чертежи подобного устройства, чтобы осознать всю трудоемкость процесса, который потребует:

  • изготовления двух круглых деталей из металлического листа толщиной 0,8 – 1,0 см при помощи ножниц по металлу или газорезки;
  • вырезки в одной из заготовок внутреннего отверстия, превышающего калибр обсадной трубы на 2 – 6 мм;
  • сверления 6 – 8 отверстий для стягивающих болтов;
  • врезки и приварки своими руками штуцеров для прокладки водовода и протяжки электрокабеля;
  • сверления отверстий для крепления рым-болтов;
  • поиска торообразной прокладки, которая отвечает за крепление оголовка к обсадной трубе, или ее адекватной замены.

Чтобы сделать герметичный оголовок для скважины своими руками, даже имея на руках чертежи, потребуется сложное оборудование, в том числе станочное, что может оказаться более затратным, чем купить стандартный оголовок, стоимость которого составит всего 3500 – 5500 рублей, в зависимости от калибра обсадной трубы.

Источник

Обсадная труба — виды, материал, выбор по виду скважины, монтаж

Требования к обсадке

Ответ на вопрос, что такое обсадная труба для скважины, следует из ее назначения. После проведения бурения скважинная шахта нуждается в укреплении стенок и формировании прямолинейного канала для возможности опускания в источник глубинного электронасоса. Для этого формируют обсадную колонну из различного вида труб, соединяя их резьбой, сваркой, муфтами.

Основные требования к скважинным колоннам и соответственно трубам:

  • Жесткость и прочность. Глубина бытовых скважин при заборе воды из артезианских источников достигает 200 м. При таких расстояниях стенки трубы в придонной области испытывают значительное давление грунта. Поэтому трубная оболочка должна выдерживать это давление без повреждения стенок или изменения формы сечения.
  • Герметичность стыков. Так как колонна собирается из трубных фрагментов, при монтаже необходимо обеспечить их герметичное соединение. В противном случае произойдет утечка воды из скважинного канала за пределы колонны. Это повлечет образование плавунов и проникновение грязи в шахту.
  • Экологичность. Подавляющее большинство бытовых скважин применяют для питьевого водообеспечения. Трубный материал не должен оказывать на воду вредное воздействие, изменяя ее химсостав.
  • Химическая инертность. В период всего срока эксплуатации обсадная труба находится в водной и агрессивной среде почвы. Поэтому важно, чтобы материал труб был химически нейтрален во избежание его ускоренного разрушения.
  • Температурная стойкость. Верхний участок обсадной колонны приблизительно с глубин менее 2 м от уровня земли попадает в зону воздействия внешней окружающей среды. Ее наружная температура, если брать районы экстремальными климатическими условиями, может изменяться от — 50 °С до + 40 °С. Материал трубы не должен менять своих физических и химических свойств в данном температурном диапазоне.
  • Высокий эксплуатационный срок. Долговечность скважин напрямую зависит от их вида. Если источник на песке может эксплуатироваться в среднем около 5 лет, то срок службы артезианки доходит до 50 лет. Поэтому важно, чтобы обсадка артезианского источника могла простоять без разрушения оболочки весь этот период.
Читайте также:  Как выглядит труба тэц изнутри

Рис. 2 Обсадная труба металлов

Статья по теме:
Автономное водоснабжение частного дома – инструкция по обустройству. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про организацию водоснабжения, используемое оборудование, схемы, расчет.

Что лучше резьбовые соединения или обычная сварка?

Сварные соединения на практике используются достаточно часто, поскольку они более дешевые. Но они не отличаются надежностью, так как в процессе сварки металл деформируется, отчего колонна отклоняется с каждой приваренной трубой. Также сварной шов – слабейшее место всей конструкции.

Из вышесказанного следует, что в скважинах лучше всего использовать буровые стальные или пластиковые трубы с резьбовым соединением.

Создание скважин на воду – это трудоёмкий гидрологический процесс, требующий большого внимания и применения разнообразного оборудования.

Такой работой занимаются только квалифицированные специалисты, способные обеспечить точное выполнение поставленных задач.Основная сложность заключается в том, что вода залегает на различной глубине, и для её извлечения необходимо приложить определённые силы. Бурение отверстийдо воды и организация скважины в соответствии со всеми требованиями занимает от одного до двенадцати дней. Это зависит от сложности и объёмов работы.

Обсадная труба из пластиков

Стоимость обсадных полимерных труб намного ниже стальных, при этом они коррозионно устойчивы и имеют малый вес. Последнее преимущество значительно упрощает и удешевляет проведение бурения, для которого не требуется крупногабаритная тяжелая спецтехника.

Более низкая прочность полимерных колонн не играет важной роли на малых глубинах и абсолютно не важна при использовании их в качестве дополнительных оболочек внутри стальной обсадки.

Рис. 5 Морозостойкий полипропилен – внешний вид изделий

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Морозостойкий полипропилен МПП

Обычный трубный полипропилен ПП хорошо известен хозяевам частных домов. Из него чаще других материалов монтируют сети холодного и горячего водоснабжения, отопления.

Единственный недостаток, мешающий широкому использованию полипропилена снаружи — его невысокий нижний температурный порог. При температуре окружающей среды около -20 °С, оболочка полипропиленовой трубы становится хрупкой и разрушается. В морозостойком полипропилене данный недостаток устранен за счет введения в композицию эластомеров – материалов, способных восстанавливать свою форму после деформации.

Обычно наполнителями служат синтетический тройной этиленпропилендиеновый сополимер или каучук, объем добавки составляет около 5%. В результате при низких температурах полипропилен не теряет свою эластичность и за счет этого удается снизить его температурный порог.

Наименование показателей ППК-5
Плотность, кг/м³ 880
Показатель текучести расплава, ПТР г/10 мин (230 °С; 2,16 кг) 5,9
Термостойкость, С 280
Наполнение каучуком 5%
Светостойкость 7-8
Модуль упругости при изгибе, МПа 300
Ударная вязкость по Шарли с надрезом при +20 °С, кДж/м² 12

Таблица. 3 Характеристики МПП

Морозостойкий полипропилен сохраняет практически все физические, химические характеристики исходного материала и имеет следующие особенности:

  • Нижний температурный порог, который выдерживает МПП, доходит до — 60 °С. Верхний температурный предел МПП достигает + 140 °С, при этой температуре происходит размягчение материала.
  • Плотность МПП около 0,90 г/см3 является самой низкой среди трубных полимеров. В итоге в собранный колонне нет чрезмерных нагрузок на стыки.
  • Материал стоек к истиранию и эластичен (данный показатель по отскоку составляет 40 — 50%).
  • Предельный прочностной показатель МПП: 20 — 28 МПа.
  • Относительное удлинение: 400 — 600 %.
  • Модуль упругости при изгибании: 300 — 1100 МПа.
  • Морозостойкий полипропилен — ударопрочный материал, его ударная вязкость до разрушения при температурах + 230 °С составляет 12 кДж/м2.
  • Полипропилен химически нейтрален и безвреден при использовании в системах питьевого водоснабжения.
  • Трубопровод устойчив к слабым кислотам, щелочам, маслам, растворам солей.
  • Его эксплуатационный срок доходит до 50 лет.

Морозостойкий полипропилен регламентируется ТУ 2211-065-05796653-2002 и ТУ 6-05-1931-82. Трубу обсадки из морозостойкого полипропилена выпускают синей окраски.

Рис. 6 Обсадная труба НПВХ

Непластифицированный поливинилхлорид НПВХ

Техусловия на трубы из НПВХ с резьбой приведены в ТУ 2248-001-84300500-2009, его некоторые положения:

  • Их изготавливают следующих видов: — С раструбом, в котором изнутри нанесена резьба, и гладким вторым концом с наружной резьбовой насечкой. — Без раструба с увеличенной толщиной трубной стенки и разной резьбой на концах.
  • Типы резьбы: трапецеидальные обычная TR и упорная коническая TRK.
  • Трубный диаметр находится в диапазоне от 90 до 450 мм.
  • Допустимо их погружение под землю на расстояния до 100 м, колонна с утолщенной стенкой может быть опущена под грунт на 300 м.
  • НПВХ трубопровод экологичен и используется в магистралях питьевого водоснабжения.
  • Полимер устойчив к агрессивным реагентам, не подвержен коррозионным процессам.
  • В сравнении с аналогичными пластиками, плотность НПВХ выше (1,35 — 1,43 т/м3), чем у воды, благодаря этому колонна не всплывает.
  • Благодаря гладким внутренним стенкам, обсадная труба имеет низкое гидравлическое сопротивление.
  • Коэффициент теплового расширения непластифицированного поливинилхлорида меньше, чем у других пластиков.
Средний наружным диаметр d Толщина стенки s I3 дли- на резьбын.м. I5 +30* дли- на до фильтра I4 +-50, мм** Для эффективной длины I2 равной
Номинал Предел отклонения Номинал Предел отклонения 1000 2000 3000 4000
90 + 0.3 5.0
8.0
+0.6
+0.6
42
45
80 800 1800
113 + 0.3 5.0
7.0
+ 0.7
+ 0.9
47 95 775 1775 2775 3775
125 + 0.3 5.0
6.0 7.5
+ 0.9
+ 0.9

95 775 1775 2775 3775
140 + 0.4 6.5
8.0

62 160 710 1710 2710 3710
165 + 0.4 7.5
9.5
+ 1.0
+ 1.2
170 700 1700 2700 3700
195 + 0.5 8.5
11.5 14.0
+ 1.2
+ 1.8

72 175 695 1695 2695 3695
225 + 0.5 10.0
13.0
+ 1.2
+ 1.8
72 180 690 1690 2690 3690
280 + 0.5 12.5
16.0
+ 1.5
+ 1.0
88.5 220 640 1640 2640 3640
330 + 0.6 14.5
19.0
+ 1.7
+ 2.0
220 640 1640 2640 3640
400 + 0.7 17.5
21.5
+ 2.0
+ 2.4
240 620 1620 2620 3620
450 + 0.8 19.5
23.5
+ 2.2
+ 2.6
99 240 620 1620 2620 3620

Таблица. 4 Размерные параметры трубного НПВХ по ТУ 2248-001-84300500-2009

  • НПВХ – диэлектрик, не подверженный электрохимической коррозии, стоек к отложению известкового налета и солей на поверхности.
  • Обладают низкой теплопроводностью порядка 0,14 Вт/м·°С.
  • Отличительная особенность НПВХ-труб в сравнении с другими материалами — самая низкая скорость роста бактерий на его поверхности.
  • Нейтральны к агрессивным химическим веществам, используемых для регенерации скважин (соляная кислота).
  • Температура плавления НПВХ 150 — 220 °С, при нагревании свыше 60 °С материал размягчается. Становится хрупким при температуре меньше -75 °С (ниже порога стеклования).
  • К недостаткам НПВХ относят его хрупкость, однако многие производители снижают ее добавлением в состав пластификаторов.
  • Обсадная труба из НПВХ отличается высокой механической прочностью и жесткостью.
  • Срок эксплуатации НПВХ свыше 50 лет;
  • Обсадные НПВХ-трубы стоят дешевле аналогов из полиэтилена высокого давления и полипропилена.
  • НПВХ-трубу выпускают светло-голубого цвета, также рынке присутствуют и дешевые технические изделия из вторсырья, которые визуально невозможно отличить от экологичного первичного НПВХ.

Рис. 7 Обсадная труба из ПНД

Полиэтилен низкого давления (ПНД)

Трубы из ПНД хорошо известны собственникам частных домов, у которых смонтировано индивидуальное водоснабжение. Их прокладывают под землей для транспортирования воды из скважинных и колодезных источников в жилье.

ГОСТ 18599-2001 задает техусловия на трубы из ПНД, которые отличаются следующими особенностями:

  • Для обсадки изготавливаются из первичного сырья, которое экологически безвредно для питьевой воды.
  • ПНД-трубы имеют относительно высокую плотность – свыше 0,941 г/см3.
  • Температура пранспортируемой среды для ПНД от — 60 до + 40 °С.
  • Изготавливаются из марки полиэтилена ПЭ-100.
  • Обсадку делают из изделий с наиболее толстой оболочкой, поэтому они не имеют резьбовых раструбов для соединения.
  • Толщину трубных стенок выбирают из диапазона от 6 до 10 мм.
SDR 17
S8
SDR 13.6 S6.3 SDR II
S3
Овальность после экструзии,
Средний наружный Максимальное рабочее давление воды при 20 оС, МПа не более
диаметр 1 1.25 1.6
Толщина стенки
номина. пред. откл. номина. пред. откл. номина. пред. откл. номина пред. откл.
32 +0,3 3,0 +0,5 1,3
40 +0,4 3,0 +0,5 3,7 +0,6 1,4
50 +0,5 3,0 +0,5 3,7 +0,6 4,6 +0,7 1,4
63 +0,6 3,8 +0,6 4,7 +0,8 5,8 +0,9 1,5
75 +0,7 4,5 +0,7 5,6 +0,9 6,8 +1,1 1,6
90 +0,9 5,4 +0,9 6,7 +1,1 8,2 +1,3 1,8
110 +1,0 6,6 +1,0 8,1 +1,3 10,0 +1,5 2,2
125 +1,2 7,4 +1,2 9,2 +1,4 11,4 +1,8 2,5
140 +1,3 8,3 +1,3 10,3 +1,6 12,7 +2,0 2,8
160 +1,5 9,5 +1,5 11,8 +1,8 14,6 +2,2 3,2
180 +1,7 10,7 +1,7 13,3 +2,0 16,4 +2,5 3,6
200 +1,8 11,9 +1,8 14,7 +2,3 18,2 +2,8 4,0
225 +2,1 13,4 +2,1 16,6 +2,5 20,5 +3,1 4,5
250 +2,3 14,8 +2,3 18,4 +2,8 22,7 +3,5 5,0

Таблица 5. Характеристики ПНД-труб для обсадок из ПЭ-100 по ГОСТ 18599-2001

  • Обладают гибкостью и пластичностью, позволяющей им не растрескиваться при обледенении воды в трубопроводе.
  • Полиэтилен химически нейтрален, может длительное время работать в агрессивной среде.
  • Срок службы ПНД-труб достигает 50 лет.
  • Имеют относительно невысокий коэффициент теплопроводности порядка 0,32 Вт/м·°С.
  • Слабо устойчивы к действию ультрафиолета, при длительном нахождении на солнце подвержены растрескиванию.
  • Компании производители реализуют ПНД обсадные трубы диаметры которых снаружи отличаются от стандартизированного цифрового ряда. Обычно их принимают равными 90, 110, 117, 120, 125, 128, 135, 140, 160 мм.
  • Обычная длина трубы обсадки из ПНД — 3 или 4 м. По согласованию с заказчиком она может быть увеличена.
  • Так как трубопроводы ПНД отличается мягкостью и эластичностью, их чаще применяют внутри обсадки из высокопрочных металлов в качестве второй дополнительной колонны.
  • При обустройстве колонны только из ПНД-труб ее высота зависит от сечения стенок, диаметра и обычно не превышает 60 м.
  • ПНД-трубы выпускают черного или синего цветов, при втором варианте их довольно сложно отличить от аналогичных изделий из других материалов.

Рис. 8 Прайс-лист на ПНД обсадную трубу

Полиэтилен высокого давления ПВД

Трубы из полиэтилена высокого давления (ПВД) а также материал их изготовления отличаются следующими особенностями:

  • Имеют плотность около 0,91 г/см3, уступая по этому показателю полиэтилену низкого давления. Из-за меньшей плотности они менее прочны и износостойкости, чем ПНД.
  • Работают в чуть более широком температурном диапазоне, чем ПНД. Допускается их эксплуатация в среде от — 40 до + 90 °С.
  • Плохо переносят резкие температурные перепады.
  • Имеют высокое тепловое расширение.
  • Обладает высокой химической устойчивостью даже к концентрированным кислотам и щелочам, сложным эфирамальдегидам кетонов и растительным маслам.
  • Имеет в своем составе незначительное количество примесей, что положительно сказывается на их экологичности.
  • Стоят дороже НПВХ.
  • Срок службы ПВД-труб не менее 50 лет.

Трубы обсадные из полиэтилена высокого давления довольно редко встречаются на рынке. Они имеют типичный синий цвет и соединяются при помощи наружной и внутренней безраструбовых резьб.

Стеклопластик

Трубы из стеклопластика настолько редко попадаются обычному потребителю, что мало кто знает, что это такое. В промышленности их получают методом намотки стеклянных нитей на металлическую оправку с одновременной пропиткой синтетическими смолами.

Их изготавливают некоторые частные предприятия на импортном оборудовании. В основном стеклопластиковые трубы применяют для прокладки напорных и безнапорных трубопроводных магистралей, соединяя их между собой муфтами, фланцами, раструбами с герметизирующими кольцами, склеиванием.

Применение стеклопластиковых труб в качестве элементов для скважинных обсадных колонн — эксклюзивный вариант, который реализуют единичные производители в лице компании Сафит.

Один из методов изготовления скважинных стеклопластиковых труб описан в ТУ 2296-003-18057578-06, изделие включает в себя следующие элементы:

— неподвижную закладную деталь;

— свободно вращающуюся корончатую гайку.

При производстве внутренний слой трубы покрывают пищевой полиэтиленовой пленкой, которая приклеивается к стеклопластиковой оболочке. Трубы для скважины в полной заводской готовности изготавливаются применительно к конкретным проектам систем различного назначения (подъема питьевой воды, растворов солей, кислот, щелочей).

Рис. 10 Стеклопластиковая обсадная труба от Сафит и трубы, их характеристики

Особенности труб из стеклопластика:

  • Область применения стеклопластика — подача воды для хозяйственно-питьевых нужд, растворов кислот, солей и щелочей.
  • Могут функционировать в противопожарных и технологических трубопроводах, в низкотемпературных тепловых сетях.
  • Диапазон температур рабочей среды от -50 до +70 °С.
  • Стеклопластиковая колонна имеет вес в 4 — 5 раз меньше стальной.
  • Эксплуатационный срок не менее 20 лет.
  • Труба не подвержена зарастанию солями и биологическими микроорганизмами — грибком, плесенью.
  • Отличаются прочностью, способны выдержать осевую нагрузку в 25 тонн. Устойчивы к ударам и изгибам.
  • Выпускаются в трудногорючем исполнении по ГОСТ 12.1.044-89.
  • Имеют низкий коэффициент теплопроводности порядка 0,4 Вт/м ·°С.
  • Не требуют использования защиты от электрохимической коррозии, не нуждаются в дополнительной изоляции.
  • Предприятие выпускает специальные переходники на типовые скважинные оголовки под любой тип электронасосов.
  • Монтаж стеклопластиковой колонны отличается высокой скоростью и простотой.
  • Допускается демонтаж обсадки и многократные соединения.

Рис. 11 Виды скважинных источников

Скважина на участке

  • наличие водоносных пластов, доступных для бурения;
  • физические свойства грунтовых пород;
  • вид бурового инструмента;
  • длину обсадной колонны, зависящую от глубины и направленности скважинной шахты.

После геологического обследования местности владелец принимает одно из решений:

  • арендовать УКБ бурильный буровую установку канатного бурения и выполнить работы своими силами;
  • нанять специализированную бригаду.

Для самостоятельных действий можно изготовить треногу собственной конструкции. Треугольная пирамида выполняется из подручных материалов – деревянных брусьев или металлического профиля. Потребуется запастись подъемным механизмом для опускания в скважину обсадной трубы и манипуляций со снарядом. Высота вышки для бурения определяется размером единичного фрагмента обсадки.

Обсадная труба — применение в зависимости от типа скважин

В бытовом хозяйстве для водоснабжения используются различные типы скважин, отличающиеся глубиной проходки. В каждой из них рационально использовать определенный вид обсадок из металлов или полимеров.

Абиссинские

Абиссинские — это скважины неглубокого залегания от 5 до 30 м. Водозабор из них осуществляют при помощи поверхностного электронасоса или станции с глубиной опускания всасывающего напорного трубопровода не более 8 — 9 м.

Так как во внутрискважинный канал не опускают глубинный электронасос, a всасывающий патрубок поверхностных агрегатов имеет небольшой диаметр, для обсадки берут малые в окружности трубы.

Обычно в абиссинку опускают ПНД-трубопровод, намотанный в бухты — это позволяет смонтировать обсадную шахту без стыков. Часто ПНД-трубу малого диаметра в 25 или 32 мм непосредственно подсоединяют к электронасосу, совмещая в одном изделии обсадку и всасывающий патрубок.

Скважины на песке

Глубина песчаных скважин обычно лежит в диапазоне от 30 до 60 м.

При таких расстояниях давление на стенки труб обсадной колонны относительно невелико и для ее сборки можно использовать полимеры. Для обустройства обсадки скважин на песке подойдут наиболее распространенные трубы из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ, морозостойкого полипропилена МПП, полиэтилена высокого давления ПВД.

При значительных глубинах скважин на песке существуют варианты устройства обсадок из двух полимерных колонн.

Стоит отметить, что производители труб НПВХ для скважинных обсадных колонн выпускают щелевые фильтры с конической заглушкой на конце, которые первыми погружают в канал.

В редких ситуациях, когда глубина скважинного источника на песке доходит до 100 м, в колонне используют обсадные стальные трубы.

В песчаные скважины опускают глубинные электронасосы двух основных типоразмеров в окружности — 3 или 4 дюйма, соответственно 75 — 80 и 100 мм. Диаметр обсадной трубы для полимерной колонны подбирают с учетом размеров электронасоса и толщины ее стенок, для 3-дюймовых подойдет 90-я, для 4-дюймовых — 125-я.

Рис. 12 Схема обсадки в скважинах на песке и артезианках

Артезианские

Глубина артезианских источников доходит до 200 м, при этом колонна испытывает значительные нагрузки грунта на свою оболочку. Поэтому не существуют альтернативы высокопрочным стальным трубам в скважинном канале артезианки.

Стоит отметить, что коррозия стали, сопровождающаяся увеличением процентного содержания железа в воде, для артезианок не актуальна. Большинство глубинных скважин имеют и без того повышенное содержание различных металлов в водной среде, приводящее к использованию для водоочистки специальных установок обезжелезивания.

Нередко внутрь стальной помещают пластиковую колонну. Это повышает коррозионную стойкость обсадки и увеличивает срок ее службы.

Вторую колонну обычно собирают из НПВХ-труб, можно использовать и менее прочный ПНД трубопровод, нагрузка на внешние стенки которого внутри стальной оболочки минимальна.

Наиболее распространенный вариант устройства двух обсадных колонн — помещение внутрь 140-й стальной трубы 125-й полимерной.

Рис. 13 Малогабаритные буровые установки

Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки

Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.

Малогабаритная буровая установка

Обсадная труба

Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.

Ударная штанга

Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.

Желонка

Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.

Канатный замок

Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.
В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.

Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.

Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.

Скважинное бурение с полимерной обсадкой

Для бурения самых распространенных песчаных скважин на воду используют как крупногабаритные промышленные установки, так и агрегаты небольших размеров. Во всех случаях применяется технология гидробурения, при которой в скважинный канал подается вода. Водоподача осуществляется через полые внутри буровые штанги.

Бурение скважин на песке можно разбить на следующие этапы:

Подготовка. Размещается буровая установка в точке проведения работ, подгоняется цистерна с водой, выкапывается приямок отстойника. Он необходим для осуществления замкнутого непрерывного цикла подачи воды в скважинный канал.

То есть, от устья скважины прокапывается канавка к глубокому приямку, в котором отстаиваются вытекающая со шламом вода. Дренажный насос поднимает более чистую воду на поверхность и направляет ее по трубам обратно в шахту скважины. Также готовят к работам буровые штанги, смазывая их поверхность машинным маслом.

Бурение. Для проходки используют буровые штанги стандартной длины 3, 4,5 или 6 м. На конец первой штанги помещают бур соответствующего диаметра и центратор, закрепляют ее в механизме установки и опускают в землю, начиная бурение.

Из цистерны в бур подают воду, как только она начинает выливаться по каналу в приямок и он заполняется, высыпают в воду сухую буровую смесь. При проведении работ буровой раствор выполняет ряд очень важных функций, основные из которых – облегчение проходки, укрепление стенок канала. После углубления первой штанги, ее концевик освобождают из захвата установки и прикручивают к ней вторую. Увеличивают длину буровой колонны при помощи штанг до тех пор, пока в отвале не появится порода нужного состава и объем вытекающей на поверхность воды превысит количество закачанной.

Рис. 14 Схема бурения с приямками

Опускание обсадной НПВХ колонны. При появлении воды в скважинной шахте бурение прекращают и начинают извлекать буровые штанги наружу, отсоединяя их друг от друга при помощи установки.

После извлечения последней штанги приступают к монтажу обсадной колонны, длина труб при этом может составлять 3, 4 или 6 м. Первым в шахту погружают щелевой фильтр, на торец которого накручивают конусный колпак. Некоторые буровики вместо одного использует два или три фильтра. По мере опускания труб к ним прикручивают другие до тех пор, пока длина колонны не достигнет необходимой отметки.

Прокачка скважины. После опускания в землю всей обсадной колонны, лишний участок верхней трубы обрезают и приступают к прокачке скважины. Для этого в нее опускают жесткий напорный рукав до зоны фильтров и подают через него воду электронасосом из цистерны под давлением.

Чтобы удержать сильный напор, трубопровод подключают через герметичный оголовок на верхней трубе скважины. Поступающая от поверхностного насоса вода через щели фильтра очищает и освобождает пространство за ним, вымывая часть мелкофракционного грунта. Это в дальнейшем предотвратит заиливание скважины и увеличивает срок ее службы. Стоит отметить, что многие буровики не используют эффективную процедуру обратной прокачки, ограничиваясь выкачиванием из скважинной шахты замутненной воды.

После очистки фильтров обратным потоком приступают к выкачиванию мутной жидкости.

В скважинный канал опускают погружной насос на расстоянии от забоя около 0,5 м и начинают выкачивать воду на поверхность. Процедура по времени занимает от нескольких часов до суток. После появления на выходе прозрачной воды прокачка скважины считается завершенной.

Чтобы предотвратить попадание в канал грязных поверхностных вод, вокруг обсадной колонны делают цементно-песчаную, бетонную отмостку при ее положении на поверхности земли, или помещают верх колонны в кессонный колодец.

Статья по теме:
Как сделать фильтр для скважины своими руками: несколько вариантов. Нижняя обсадная труба должна иметь фильтр, возможно будет интересно почитать, что такое скважинный фильтр и как его сделать самому.

Рис. 15 Буровые штанги и щелевой НПВХ фильтр

Советы

Выбирая трубы для обсадки скважины, исходите в первую очередь из соотношения цены и качества. Не стоит применять дорогостоящие трубы там, где их качество, прочность и долговечность будут попросту невостребованы.

Правильно подбирайте толщину и диаметр труб. Для этого используйте соответствующие нормативы и рекомендации. Помните, что увеличение диаметра трубы повлечёт за собой необходимость использования более дорогой буровой установки.

Обустраивая одноколонную обсадку, помните, что извлечь её из грунта будет попросту невозможно. Двухколонная компоновка обходится дороже, но в то же время даёт возможность очистить скважину даже при сильном заиливании.

Когда бурение скважины будет завершено, использовать её не рекомендуется. Задействуйте насос, чтобы откачать максимальный объём жидкости. Таким образом вы создадите внизу большее расширение, в результате чего увеличите дебит скважины. И помните: при правильно выполненной обсадке вы сможете впоследствии сэкономить на обслуживании колонны, так как она длительное время не будет требовать ремонта и замены ключевых элементов.

Преимущества и недостатки метода

Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:

  • при помощи данного метода можно качественно вскрыть водоносный горизонт и эксплуатировать его. Срок службы скважины превышает 50 лет;
  • при бурении ударным способом не нужно использовать воду или специальный бурильный раствор. Это очень практично;
  • при помощи данного метода для формирования колодца можно даже пробурить породу, которая очень легко впитывает промывочную жидкость;
  • к эксплуатации скважины можно приступать сразу после проведения всего комплекса работ;
  • ударный способ бурения не представляет опасности для водоносного горизонта. После проведения всего комплекса работ его засорение исключено;
  • ударное бурение скважин своими руками проводится с формированием отверстия с большим начальным диаметром;
  • при помощи данной бурильной установки можно проводить геологоразведочные работы. Осуществляется выемка породы по всей глубине.

Технология проведения бурильных работ

Буровая установка своими руками устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.

Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.

Разрушение почвы начинают при помощи самодельного стакана из обрезка трубы. Ударной штангой его резко опускают на поверхность с высоты 1,5 м. При помощи троса с лебедкой стакан извлекают наружу и повторяют процесс сначала. При необходимости забивной снаряд меняют на желонку или долото, осуществляют увлажнение почвы или досыпают немного сухой породы.

Видео: Канатно-ударное бурение

  • Михаил, Липецк — Какие диски для резки металла использовать?
  • Иван, Москва — Какой ГОСТ металлопроката листовой стали?
  • Максим, Тверь — Какие стеллажи для хранения металлопроката лучше?
  • Владимир, Новосибирск — Что значит ультразвуковая обработка металлов без применения абразивных веществ?
  • Валерий, Москва — Как выковать нож из подшипника своими руками?
  • Станислав, Воронеж — Какое оборудование используют для производства воздуховодов из оцинкованной стали?

Порядок выполнения работ

Начинать рекомендуется с подготовительных мероприятий. Первый этап – формирование площадки для монтажа треноги. Необходимо выкопать небольшой котлован размером 1,5х1,5 м и глубиной до 2 м. В этот приямок впоследствии устанавливается самодельная буровая вышка. Щитовые дощатые конструкции, закрепленные на стенках шурфа, предотвращают обвалы сыпучих пород, содержащихся в поверхностных пластах.

Следующий шаг – установка на подготовленной площадке треноги, выполненной своими руками. На вершине треугольной пирамиды монтируется лебедка с тросом, на котором закрепляется ударный инструмент. Обязательным условием является вертикальная ориентация конструктивных деталей бурильного оборудования. Малейшие отклонения не позволят установить в пробуренной шахте обсадную трубу.

Последующие работы по бурению скважин ударно-канатным способом выполняются по следующему алгоритму:

  • с двухметровой высоты самодельный забивной стакан с помощью ударной штанги погружается в грунт, разрушая его;
  • лебедкой или колодезным воротом рабочий орган поднимается на поверхность, извлекая раздробленные частицы почвы;
  • снаряд освобождается от разрушенных грунтовых фрагментов, и процедура повторяется циклически;
  • в зависимости от характеристик породы буровой инструмент заменяется желонкой или долотом.

В некоторых случаях поверхностные пласты увлажняют, поливая выработку водой. В других ситуациях в забой подсыпают сухой грунт.

Конструктивные особенности применяемого оборудования

Ударно-канатное бурение скважин подразумевает последовательное разрушение породы методом ее дробления. Для выполнения работы применяется буровой снаряд Шитца. Он состоит из комплекса деталей.

Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.

Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.

Долото. Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.

Лебедка. Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.

Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.

Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.


Cвивка канатного троса левая и правая

Устройство

Качественное обустройство устья преследует несколько целей:

  1. Простота монтажа насосного механизма и последующая его эксплуатация.
  2. Постоянный доступ к устройствам ствола шахты.
  3. Препятствие попадания в питьевую воду грязи и примесей.
  4. Надежная герметизация обсадной трубы.
  5. Препятствие промерзания ствола в холодное время года.

Устьевая арматура

Первое – оголовок. Устанавливается непосредственно на обсадную и закрепляется специальными болтами. По наружной части укладывается резиновое уплотнительное кольцо для предотвращения течи.

Второе – разгрузочная обвязка. Сложный элемент узла подачи воды из устья. На верхнем участке располагаются тройники, шаровые задвижки, обратные клапаны, фильтры грубой очистки. Все узлы и агрегаты работают во взаимодействии друг с другом. Порядок расположения агрегатов зависит от количества заборных устройств и объема потребления воды. В каждом проекте рассчитываются индивидуально.

Третье – кессон. Чтобы защитить источник от попадания в него глины, грунта, верховодки, а также для предупреждения промерзания оборудование закрывают кессоном. Это короб из пластика, кирпича, бетона или любого другого прочного материала, который полностью закрывает обсадную вместе со всеми агрегатами. Кессон может быть куплен в готовом виде или собран самостоятельно.

Четвертое – насос. Самый главный элемент добычи жидкости из недр. Чем меньше расстояние от поверхности воды до насосной станции, тем легче крыльчатке втянуть и направить воду. Именно поэтому лучше ставить прибор возле оголовка.

Пятое – оборудование для автоматического отслеживания неполадок, аварийные сигнализаторы, датчики исправной работы системы водоснабжения. Автоматика монтируется рядом с насосом, что позволяет работать всем узлам практически автономно.

Схема

Обсадная труба, выходящая из земли на поверхность на метр. Оголовок, на него вешается все оборудование. Погружник, кабель, шланг, водораспределительный узел. Насосная станция для глубоких артезианских шахт. Электронные датчики автономной работы источника. Выход полностью закрывается защитным коробом или кессоном.

Источник

Adblock
detector