Обсадная труба: что это такое, для чего нужна и какую использовать для частного дома? Описание устройства конструкции трубы

Обустройство скважинного источника на участке является одним из основных методов получения воды для жильцов индивидуального дома без централизованного водоснабжения, при этом для создания водозаборной шахты используется обсадная труба для скважины из различных материалов. При проведении буровых работ трубы соединяются в колонну различными методами. Выбор способа монтажа и конструкции шахты напрямую связаны с техническими характеристиками скважины.

Хотя бурение обычно проводят квалифицированные специалисты с высоким стажем работ, любому домовладельцу будет полезна информация о разновидностях обсадных труб, их размерных параметрах и технических характеристиках, критериях выбора, технологии монтажа обсадки. Так как диаметр обсадной колонны привязан к размерам используемого погружного электронасоса, зависящим от объема потребляемой воды, перед проведением буровых работ важно определиться с используемой моделью глубинного агрегата.

Рис. 1 Схема водозаборных скважин

Пластиковые трубы

Рассматривая требования к обсадным колоннам, можно понять, что идеального материала не существует. Каждый вид предназначен для эксплуатации в определенных условиях.

В скважинах, имеющих небольшую глубину отличным является вариант применения пластиковых элементов: ПВХ, ПНД.

Они безвредные для здоровья, не подвержены коррозии, имеют герметичные стыки, простота монтажа, дешевизна материала и самой сборки, не накапливают на стенках грязь.

• Морозостойкий полипропилен выдерживает температуру до -60 градусов по Цельсию.
• Срок эксплуатации составляет не меньше 50 лет.

Два недостатка у всех видов пластика: из-за небольшой прочности глубина использования не больше 60 метров, непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ) возможно опускать на глубину до 300 м, но это очень хрупкий материал.

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.

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.

Трубы из стеклопластика

Мало кто слышал о стеклопластиковых обсадках, выпуск которых организован совсем недавно частной компанией.

• Стеклянная нить наматывается на стальную основу и заливается синтетической смолой.
• Внутренняя поверхность покрывается полиэтиленовой пленкой.

Такой элемент обладает всеми свойствами пластиковых труб, но имеет большую прочность (по оси выдерживает 25 тонн), легче стали в 5 раз. Возможно многократное использование в качестве обсадки.

Для нефтегазовой промышленности

Основной областью использования обсадных труб является нефтегазовая промышленность. Для нефтяных или газовых скважин обычно используются металлические обсадные трубы большого диаметра (в качестве материала обычно используются прочные разновидности стали). Такой выбор обуславливается тем, что пластик показывает достаточно плохие показатели относительно прочности при работе на больших глубинах.

Обсадные газонефтяные трубы обычно длиной от 10 до 15 метров. Для соединения друг с другом используется специальные детали с резьбой — это позволяет получить прочные конструкции с высокой степенью герметизации, что позволяет избежать появления протечек в случае износа. На большой глубине при давлении более 30 МПа каждый элемент должен оснащаться резиновым уплотнителем.

Обратите внимание, что согласно ГОСТ трубы различного диаметра должны иметь определенную толщину стенок, чтобы обеспечить надежную и безопасную эксплуатацию в скважине (существует вероятность повреждения отдельных элементов под действием избыточного давления, которое образуется в скважине естественным путем).

Таблица соответствия толщины стенок и диаметра:

Стыковка обсадных труб

• Соединение с помощью резьбы выполняется на толстостенных конструкциях. На одной трубе нарезается внутренняя резьба, на другой наружная. Они скручиваются и опускаются в колодец.
• Муфтовый способ соединения является более сложным. Он заключается в том, что на обе трубы накручивается муфта с внутренней резьбой, трубы при этом нарезаны снаружи.
• Сварочный метод более экономичный, но имеет один недостаток – отсутствие квалифицированных сварщиков в этой отрасли.

Скважины делятся на три типа – абиссинские, на песке и артезианские.

Параметры выбора обсадной колонны

Единственного верного эталона бурения не существует. Метод организации скважины определяется в индивидуальном порядке.

В учет берется множество показателей: структура грунта, высота залегания грунтовых вод и водоносных горизонтов, параметры насосного оборудования, качество воды, диаметр и глубина бурения.

Проектирование скважины лучше доверить специализированной фирме. Сотрудники сопоставят все параметры, предложат оптимальную конструкцию, рассчитают дебит скважины с учетом статического и динамического уровня воды (+)

Любая бурильная компания предложит собственный вариант реализации проекта и порекомендует, на их взгляд, оптимальный тип трубы. Окончательное решение о выборе обсадной колонны принимает заказчик.

Исполняющая организация, прежде всего, отстаивает собственные интересы, поэтому их решение не всегда объективно. Некоторые подрядчики специализируются на каком-либо одном типе устройства скважинной системе и пытаются «навязать» выгодный для них вариант.

Единственно верное решение – заранее определиться, какую трубу выбрать и использовать для скважины, сопоставив все аргументы «за» и «против», а уже после этого – обращаться за разработкой и внедрением проекта.

Принимая решение, следует учесть основные параметры выбора водоподъемной трубы:

1. Материал изготовления. Этот параметр определяет бюджет монтажных работ, несущую способность к пластовым нагрузкам, ремонтопригодность и долговечность скважины.
2. Способ стыковки элементов колоны. Выбор метода зависит от материала трубопровода, глубины бурения и диаметра обсадной колоны. В любом случае, соединение должно быть полностью герметичным, иначе со временем качество воды ухудшится, а насос и скважина в целом выйдут из строя.
3. Диаметр трубы. Расчет величины производится с учетом максимально возможного расхода воды в сутки.

Чем больше диаметр подводящего трубопровода, тем выше производительность скважины.

Специалисты рекомендуют использовать трубы диаметром 110 мм и более. Такой размер оптимален для нормального дебита глубинной скважины и облегчает выбор погружного насоса

Абиссинские

Данный вид колодцев имеет небольшую глубину до 30 метров. Вода поднимается с помощью насосов поверхностного типа с глубины 8 – 9 м. Поэтому диаметр обсадной трубы имеет небольшое значение.

В качестве обсадки применяют полиэтиленовый трубопровод из бухты, не требующий стыковки. Можно объединить обсадку и подающий патрубок электронасоса.

Применение металлических и полиэтиленовых труб для создания скважин

Сейчас нельзя говорить о том, что тот или иной материал определённо лучше или хуже другого, поэтому специалисты не заменяют их во время работы. Создание скважин – это трудоёмкий процесс, требующий особого внимания к техническим деталям. И конкретные разновидности труб позволяют выполнять это.

Обсадные трубы из металла демонстрируют отличную устойчивость в плывучих и неустойчивых грунтах. Они прекрасно подходят для артезианских скважин, обеспечивая необходимый уровень прочности и надёжности. В этом случае применяются модели труб с толщиной 7 мм и диаметром 127 мм.

Полиэтиленовые трубы традиционно считаются современным и инновационным материалом, хотя появились они уже достаточно давно.

Они существенно упрощают поставленные задачи, а также снижают затраты при их выполнении. Такие трубы чаще всего применяются при создании обсадных колонн в небольших (неглубоких) скважинах бытового назначения. Вода откачивается с помощью центробежного насоса, а после этого поступает в водопроводную систему коттеджа или дачного дома.

Любые материалы из полиэтилена обладают определёнными особенностями:

Высокий уровень защиты от коррозии;Снижение общей стоимость скважины на воду;Возможность расширить диаметр за счёт увеличению прочностных характеристик самой трубы;Долговечность и надёжность во время длительной эксплуатации.

Металлические трубы, несмотря на свою прочность, обладают целым рядом недостатком. Наиболее существенным из этого является воздействие коррозии, проседания и деформация со временем. Полиэтилен – это прекрасная возможность избежать этого.

Но никогда нельзя забывать о том, что выбором материалов и созданием скважин должны заниматься только опытные и сертифицированные специалисты!

Шнековое бурение как востребованная технология современного строительства

Обсадная труба – что это такое?

Данное название незнакомо широкому кругу людей. Конечно, для того чтобы максимально углубиться в этот вопрос, необходимо обладать специальными знаниями, которые даются как минимум в профессиональном училище. Однако простому человеку такая подробная специфика не нужна, поэтому ограничимся общими понятиями.

В статье разберемся со следующими вопросами:

Обсадная труба – что это такое?Где она применяется?Для чего служит?Каких видов бывает?

Артезианские

Артезианские источники являются самыми глубокими – глубина достигает 200 метров. Обсадная колонна испытывает колоссальные механические нагрузки на такой глубине. Выбор материала для колодезного водопровода очевиден: использовать можно только сталь.

Не стоит беспокоиться о коррозии, так как артезианская вода имеет значительный процент содержания всевозможных растворенных металлов. Для такой воды применяют очистные станции.

Внутрь стальной трубы можно поместить пластиковую, тогда ржавчина не будет смешиваться с чистой водой, а сталь будет защищать пластик от нагрузок.

• Важно правильно выбрать обсадные трубы. Если покупаете полимерные конструкции, следует обратить особое внимание на то, что они произведены не из вторичного сырья и абсолютно безопасны для здоровья.
• Значимым шагом по подбору обсадки будет расчет диаметра. Если предполагается установка глубинного насоса, следует помнить, что расстояние между насосом и стенками колодца не должно быть меньше 5 мм.

Зависимость диаметра эксплуатационной трубы от габаритов насоса ↑

Диаметр скважины на воду напрямую зависит от типа и размера насоса, и наоборот, выбор насосного оборудования осуществляется в соответствии с габаритами обсадной колонны.

Если зеркало воды находится недалеко от поверхности, тогда для водозабора можно использовать самовсасывающие поверхностные насосы, которые часто идут в комплекте с гидроаккумуляторами и называются насосными станциями.

При использовании насосной станции диаметр скважины на воду зависит от диаметра водоподъемной трубы или шланга, который опускается вниз. Как правило, в этом случае достаточно 50-миллиметровой обсадки, чтобы обеспечить нормальную работу системы водоснабжения.

Минимальный диаметр глубинных насосов для скважин равняется 3 дюймам (76 мм). Установку таких аппаратов можно осуществлять уже в 90-миллиметровую обсадную трубу. Тем не менеедля бытовых потребностей в большинстве случаев применяются 4-дюймовые агрегаты, которые стоят дешевле и обладают более высокой производительностью. Для их нормального размещения используется эксплуатационная колонна не менее 110 мм.

Расстояние между корпусом и стеной обсадки не должно быть меньше 2 мм по всему радиусу. При этом для вибрационных погружных насосов данный критерий является более жестким, поскольку при непосредственном контакте с эксплуатационной колонной может произойти разрушение конструкции.

Чтобы точно определить диаметр трубы для скважинного насоса, можно воспользоватьсяпростой формулой:

D(обсадки) = D(насоса) + зазор + толщина стенки

Таким образом, для 3-дюймового агрегата минимальный диаметральный размер отверстия будет составлять:

D = 76 + 4 + 5 = 85мм

Исходя из этого, для таких устройств подойдет колонна 90, 113 или 125 миллиметров (в соответствии с приведенной выше таблицей).

Дляпогружныхскважинных насосов диаметром 4 дюйма (102 мм) допустимый размеробсадной колонны, соответственно, будет другим:

D = 102 + 4 + 5 = 111 мм

По таблице подбираем необходимые габариты: 113, 125 или 140 миллиметров.

С одной стороны, скважина малого диаметра сложна в обслуживании и имеет склонность к быстрому заиливанию, с другой – бурение и обустройство слишком больших скважинных отверстий финансово невыгодно. Иногда очень сложно самостоятельно найти наиболее рациональное решение. В этом случае не лишним будет воспользоваться помощью специалистов.

Фото обсадных труб