Эмалированные стальные обсадные трубы очень хрупкие, поэтому практически невозможно избежать их повреждения при установке. Кроме того, обсадная труба тоньше обычной стальной, поэтому сколы эмалированных участков становятся очагами коррозии.
Какую обсадную трубу для скважины выбрать металл или пластик
При бурении глубокой скважины малого диаметра специальная обсадная труба меньшего диаметра, вставляемая в скважину, выполняет множество важных функций.
Функция № 1: Прежде всего, эта обсадная труба защищает от разрушения грунта на месте скважины, предохраняя его от попадания сточных вод из верхнего слоя почвы, грунтовых вод из соседних пластов, посторонних веществ и т.д.
Функция № 2: Обсадная труба, по сути, является внешней стенкой скважины и обеспечивает прочность скважины.
Функция № 3: В случае одиночной обсадной колонны она также является эксплуатационной колонной, поскольку собирает воду из водоносного слоя, которая затем транспортируется вверх насосным оборудованием. Различные буровые компании используют различные типы обсадных труб в зависимости от условий эксплуатации.
Различные буровые компании используют различные типы обсадных труб в зависимости от условий эксплуатации, климатических условий, глубины залегания водоносного горизонта и типа скважины (песок, известняк). По этой причине выбор обсадной трубы для скважины очень важен, так как от ее решения зависит качество добываемой воды, срок службы скважинной системы и надежность водоснабжения.
Существуют определенные требования к обсадной колонне, и оптимальный выбор должен быть сделан на основе этих требований.
Обсадная колонна должна быть прочной и абсолютно водонепроницаемой в течение всего срока службы системы, обладать достаточной прочностью, быть устойчивой к негативному воздействию химически активных элементов окружающей среды и выдерживать давление горизонтальных пластов (сжатие). Кроме того, материал, из которого изготовлены колонны, не должен влиять на качество добываемой воды.
Виды и особенности обсадных труб
Выбор материала для каждого конкретного случая зависит от многих факторов (глубина бурения, конструкция самой буровой системы, технологические методы бурения, используемое буровое оборудование, диаметр бурения, состав буровых слоев на глубине и т.д.). Кроме того, каждый обсадный материал имеет свои преимущества и недостатки, поэтому выбор является индивидуальным решением.
Поэтому при выборе оптимальной обсадной трубы для скважины необходимо:
Провести геологические исследования и расчеты для определения оптимальной глубины скважины.
Сделать литологический разрез слоев почвы по всей глубине, чтобы определить, есть ли водоносные горизонты выше определенной глубины, в какие породы следует бурить, есть ли негативные факторы, такие как карстовые воронки и т.д.
Анализ состава воды для выбора типа используемого фильтра.
Что выбрать?
1. Трубы стальные обсадные по ГОСТу 632-80 и муфты к ним
Стальная обсадная труба является наиболее популярным решением и по многим параметрам отвечает всем требованиям. Срок ее службы составляет 50 лет и более, она выдерживает высокое давление, в том числе давление, создаваемое движением водоема, и не выделяет в воду вредных веществ. Единственным недостатком колонн из черной стали считается образование ржавчины, но современные фильтры прекрасно решают эту проблему. Кроме того, стальные трубы легко очищаются в случае загрязнения.
Однако высокая стоимость стальных труб делает бурение на песок нерентабельным. Однако для систем артезианских скважин они незаменимы, экономически выгодны и рекомендованы — срок службы стальных труб такой же, как и срок службы самой буровой системы.
2. Оцинкованные, нержавеющие и эмалированные
Оцинкованные обсадные трубы для свай обладают всеми положительными характеристиками и свойствами труб из черной стали, а также имеют высокую коррозионную стойкость. Однако более высокая стоимость по сравнению с обычными трубами не компенсирует более высокую цену и делает их использование нецелесообразным. Кроме того, по истечении определенного времени оцинкованные колонны могут выделять в воду оксид цинка, который вреден для человека. Это делает их небезопасными для окружающей среды.
Эмалированные обсадные трубы, несмотря на свои многочисленные преимущества, имеют существенный эксплуатационный недостаток — они подвержены повреждениям при малейшем механическом воздействии (удары, царапины, разрывы) во время монтажа. А любой поврежденный участок без защитной эмали является источником коррозии.
3. Асбестоцементные трубы
Основным преимуществом асбестоцементных труб является их низкая стоимость. Однако широко распространенное мнение о том, что они вредны для здоровья (даже доказано, что это так), хрупкие, толстостенные и сложные в установке, сделало их непопулярным продуктом для скважин.
4. Пластиковые трубы
Современные пластиковые трубы используются лишь относительно недавно, и пока нет полной картины их поведения в различных условиях в течение длительного периода времени. Что можно сказать с уверенностью, так это то, что эти трубы не устойчивы к коррозии, плесени и грибку и не выделяют вредных веществ.
В настоящее время существует три вида пластиковых колонн: ПВХ, ПП и ПНД. Их основными преимуществами являются:
- небольшая стоимость;
- высокая степень герметичного соединения;
- малый вес;
- простой и быстрый монтаж.
Конечно, выбор обсадной трубы, как и общая конструкция скважины, в конечном итоге находится в руках строителя, но информация о вариантах, преимуществах и недостатках каждого типа обсадных труб очень помогает в процессе принятия решения.
Обновленная статья: 19.02.2020
Пожалуйста, оцените эту статью
Что такое, устройство и назначение
При строительстве водяной скважины стенки вертикально пробуренной скважины укрепляют, чтобы защитить ее от извержений грунта и загрязненной жидкости из промежуточных слоев почвы. Для этого используются обсадные конструкции из металла, асбестоцемента, металлопластика и полимера, соответствующие ГОСТу и техническим условиям.
В зависимости от характера грунта элемент опускается в скважину, углубляется на определенное расстояние или устанавливается в начале скважины и образует ось котлована.
В некоторых случаях пространство между конструкцией и стенкой скважины цементируется для стабилизации колонны и придания ей водонепроницаемости.
В подготовленную скважину опускается насос глубокого бурения с линией подачи воды.
Виды и характеристики
Определение источника и грунтовых условий определяет тип обсадной колонны, которая является экономически эффективной и обеспечивает надежную защиту скважины в долгосрочной перспективе. К таким изделиям относятся:
1 ) асбестоцементные, изготовленные из армированного волокнами бетона. Они используются для обсадных труб с 1950-х годов. Они дешевы, надежны, устойчивы к агрессивным средам и имеют длительный срок службы — 60 лет. Однако из-за хрупкости асбестоцементного материала глубина скважин не превышает 100 м, что не позволяет производить монтаж и бурение в неглубоких горизонтах.
Для повышения прочности стенки конструкции были сделаны толще, но дополнительный вес и размеры увеличили затраты на установку.
Элементы не обеспечивают требуемую герметичность колонны, а недостаточная прочность материала делает невозможной работу в неустойчивых грунтах. Сомнения в чистоте воды, протекающей по асбестоцементным трубам, ограничивают их использование в технических целях.
2 ) Металл — сварные и цельнотянутые металлоконструкции и оцинкованные, эмалированные металлические изделия:
- нержавеющие цельнотянутые трубы для скважины – самый надежный и долговечный вариант защиты выработки от давящего грунта и агрессивной среды. Отсутствие коррозии увеличивает срок их эксплуатации в сравнении с изделиями из других материалов. Высокая стоимость цельнотянутого изделия ставит под сомнение экономическую эффективность проекта для шахт глубиной до 150 метров. Применять нержавеющую сталь целесообразно для обустройства артезианских скважин, поднимающих воду из известнякового водоносного слоя с большой глубины, где стенки конструкции испытывают повышенное давление;
- усиленная электросварная труба, с толщиной стенки 6 мм, дешевле нержавеющей, незначительно уступает по прочности, а внутренняя коррозия не ухудшает качество поступающей жидкости. Срок использования конструкции из шовных изделий, составляет не менее 50 лет и сопоставим с периодом эксплуатации высокодебитной скважины;
- оцинкованный и эмалированный варианты, сделаны из тонкой стали для уменьшения стоимости. Но защита металла от коррозии с помощью эмали и цинка, оксид которого при длительном контакте с водой опасен для здоровья, ненадежна. При установке изделия в выработку появляются царапины и сколы, на которых, также как на резьбовых соединениях без защитного покрытия, выступает ржавчина, снижающаяся прочность и разрушающая колонну.
Читайте также: Самодельная буровая установка и техника для бурения водяных скважин.
Размеры: Толщина стенок от 6,2 до 12 мм, диаметр от 125 мм.
3 ) Пластиковые скважины изготавливаются из трех видов полимеров:
- ПНД-трубы для обустройства ствола шахты – полиэтилен низкого давления. Материал отличается плотной структурой, обладает химической устойчивостью, не разрушается при ударных нагрузках. Соединения составных частей герметичны. К недостаткам ПНД-изделия относится хрупкость материала при изгибе, что может привести к трещинам в процессе обсадки в пробуренную с отклонением от вертикали шахту;
- НПВХ – изделия из непластифицированного поливинилхлорида. Устойчив к деформации, герметичное соединение элементов выдерживает до 5 тонн нагрузки. Плотность материала такова, что при обсадке шахты поливинилхлорид не всплывает;
- МПП – полипропиленовое морозостойкое изделие. Плотность материала ниже, чем у конструкций из ПНД и НПВХ, обеспечивает меньший вес элементов, снижается нагрузка на соединения в составных частях. Монтировать изделия можно до -30 С.
Соединение
Монтаж на колонне труб осуществляется тремя способами: свинчиванием, сваркой и соединением. Основные требования к соединению — герметичность и прочность для обеспечения хорошей работы трубы при подъеме воды из скважины. Надежность крепления отражается в характеристиках:
- резьбовая сборка самая дорогостоящая, но отличается безупречной герметичностью и быстрым монтажом. Опущенная в выработку конструкция не допускает просадки между составными частями, соединения выдерживают давление грунта. Сечение трубы при резьбовом варианте сборки не изменится, что позволяет сохранить плановые затраты на бурение и использовать насос в соответствии с выбранным диаметром обсадного изделия;
- сварное соединение выполняется при поэлементном погружении конструкции в шахту, и качество сварного шва зависит от квалификации сварщика. Термическая обработка металла снижает устойчивость к коррозии, и требуется дополнительная защита шва, возникает деформация собранной обсадки. Некачественная сварка повлияет на герметичность крепления, что приведет к попаданию сточной воды. Стоимость изделий без резьбы дешевле, но сварочное соединение удорожает монтажные работы;
- сборка с помощью муфты применяется для асбоцементных конструкций в связи с их хрупкостью. Надежность стыков при такой сборке снижается. Муфта увеличивает диаметр трубы, что приводит к дополнительным расходам при бурении шахты и не гарантирует герметичность соединения.
Читайте также: План подключения и установки насоса в скважину своими руками.
Монтаж деталей с помощью гильзы используется редко из-за отсутствия герметичности и возможного неплотного прилегания деталей друг к другу. Его можно использовать лишь изредка при откачке бытовой воды с небольшой глубины.
Соединение компонентов с помощью резьбы является наиболее надежным при правильном монтаже.
Комбинированная сталь + ПНД
Для большинства геологических разрезов требуется двухтрубная конструкция, а в качестве второй обсадной трубы используются пластиковые трубы ПНД. Но опять же, конечная стоимость и срок службы напрямую зависят от внешней стальной колонны.
Вечный нПВХ
Новая технология не подвержена коррозии, и при правильном подборе труб скважина будет служить практически вечно. Нет сомнений, что скоро все скважины будут окружены такими трубами.
Остерегайтесь: сегодня есть компании, которые ставят сиюминутную прибыль превыше всего. Они предлагают тонкостенные трубы ПНД 125 мм с толщиной стенки 5 мм на глубину до 120 м, не давая при этом никаких разумных гарантий. Уже были случаи, когда они «рухнули», но об этом умалчивают.
Металлические трубы
В Московском регионе редко возникает необходимость в прокладке металлических труб. Для большинства участков подходят более легкие и дешевые пластиковые трубы. Стальные изделия предназначены для сложных геологических участков.
Если вы не можете обойтись без стальных изделий, мы рекомендуем устанавливать конструкции из нержавеющей стали марки AISI 304 (139,7 мм). Характеристики марки стали:
- Не подвержены коррозии.
- Химическая устойчивость.
- Высокая механическая прочность.
- Температурная устойчивость.
Сталь AISI 304 может использоваться в пищевой промышленности. Корпус обязательно будет контактировать с питьевой водой. Недостатками металлических изделий являются: высокая цена установки, коррозия, короткий срок службы, высокая стоимость владения.
Рисунок 2: Стальной корпус.
Двойная колонна: металл + нПВХ
Нельзя решить, что лучше, пластик или металл, а использовать оба материала одновременно. В этом варианте пластиковый контур меньшего размера встраивается в стальной контур. В Московском регионе эта схема используется редко.
Какие задачи выполняют отдельные элементы конструкции?
- Внешний контур принимает механические нагрузки, вызванные подвижками грунта.
- Внутренний контур защищает внешний от коррозии. Он не дает жидкости прикасаться к стенкам из металла.
Сталь используется для строительства внешнего контура. Сталь используется для строительства внутреннего контура. Инженеры Aqualux+ рекомендуют пластиковые трубы HDPE, поскольку они более гигиеничны.
Рисунок 3: Стальная обсадная труба ⌀ 133 мм и ПНД ⌀ 113 мм.
Трубы нПВХ
Для бытовой скважины в Московской области подходит труба из ПНД. НПВХ означает «непластифицированный поливинилхлорид».
Цилиндрические конструкции легко укладывать. Круглую траншею легче вырыть, чем прямоугольную. Отсутствие углов обеспечивает равномерное давление на стенки резервуара. Это снижает вероятность протечек. Отсутствие углов увеличивает полезный объем.
Для выбора размера используется следующая таблица:
| Наружный диаметр (мм) | Глубина установки (м) | Категория | Тип насоса (дюйм) |
|---|---|---|---|
| 113 | до 91 | стандартные | 4 |
| 125 | до 117 | усиленные | 4 |
| 129 | до 260 | усиленные | 4 |
| 140 | до 201 | усиленные | 5 |
Подходящий размер для большинства мест в Подмосковье: 125 мм. Усиленный контур толщиной 6 мм отлично выдерживает давление грунта.
Преимущества пластиковых труб ПВХ:
- Экологически чистый состав.
- Уменьшенный вес конструкции.
- Высокая прочность.
- Устойчивость к растяжению.
- Устойчивость к гидроударам.
- Отсутствие коррозии в почве.
- Простая технология монтажа.
- Антибактериальные свойства.
- Защита от водного камня.
- Срок эксплуатации: не менее 50 лет.
Мы устанавливаем качественные обсадные трубы от российского производителя: компании «Пластиковые трубопроводные системы». Качество продукции, выпускаемой нашим партнером, подтверждено сертификатами соответствия. Материалы соответствуют не только российским, но и международным стандартам. Гарантия на обсадные трубы составляет до 10 лет.
Применение ПНД ограничено сложными грунтовыми условиями и глубокими скважинами. Однако в Московском регионе такие условия эксплуатации встречаются редко.
Рисунок 4: Обсадная труба из ХПВХ.
Асбоцементные обсадные трубы
Противники и сторонники асбестосодержащих материалов до сих пор расходятся во мнении, вредны ли асбестоцементные профили для здоровья. Обсадные трубы очень дешевы, устойчивы к коррозии, химически нейтральны, но при этом достаточно хрупки. Из-за ее хрупкости приходится увеличивать толщину стенки, что увеличивает вес изделия и диаметр скважины при бурении.
Асбестоцементные трубы
Хрупкость асбестоцементных соединений затрудняет доставку, не позволяет использовать их в неустойчивых грунтах и при некоторых видах работ по очистке и ремонту скважин. Для герметичных соединений необходимо использовать соединительные элементы, что усложняет конструкцию и снижает надежность. Максимальная глубина обсадки асбестоцементных стволов не должна превышать 100 м.
Пластиковые обсадные трубы
Пластиковые трубы используются не так давно, и полной статистики по их надежности пока нет. Материалом для пластиковых обсадных труб может служить HDPE (полиэтилен низкого давления), NPVC (непластифицированный поливинилхлорид), PP (полипропилен). Преимуществ у пластиковых профилей много: низкая цена, небольшой вес, что облегчает транспортировку и монтаж, герметичное соединение. Пластик устойчив к коррозии и химически инертен, т.е. безвреден для человека. Вес пластиковых обсадных труб намного меньше, чем асбестоцементных или металлических. Их легче устанавливать и заменять при необходимости. Основным недостатком пластиковых профилей является их низкая устойчивость к механическим воздействиям.
Трубы из ПВХ и ПНД
В целом, пластик подходит для использования в качестве эксплуатационной трубы внутри стальной обсадной трубы или на глубине до 50 метров в твердых грунтах. В качестве эксплуатационных труб чаще всего используются отрезки ПНД, а для обсадных труб — ПНД с толстыми стенками. Ни одна пластиковая система, какой бы толстостенной она ни была, не выдержит тех нагрузок, которые легко выдерживает сталь.
Надежное соединение обсадных труб
Какой тип соединения является самым безопасным? Требования очень строгие: необходимо гарантировать не только структурную целостность корпуса, но и водонепроницаемость каждого соединения. Даже небольшое отверстие может привести к потере качества воды, а со временем — к повреждению насоса и всей скважины. Длина стальных обсадных труб варьируется от 2,5 до 12 метров. Для индивидуального бытового водоснабжения в основном используются отрезки длиной около 5 метров. Существует три основных варианта соединения: болтовое, сварочное, раструбное. Для асбестоцементных секций существует только один вариант соединения — раструб.
Классификация обсадных труб зависит от вида соединения.
- Резьбовое соединение — является самым надежным. Витки резьбы ответных частей плотно прилегают друг к другу, обеспечивая прочное механическое соединение и высокий уровень герметизации.
Варианты соединения наружных обсадных труб
Какой вариант соединения обсадных труб выбрать? Резьбовые трубы немного дороже, но быстрее и проще в установке, чем сварные. Прочность, водонепроницаемость и долговечность резьбового соединения признаны самыми высокими.
Прочность обсадных труб зависит от выбранного материала. Самыми прочными являются стальные колонны. Однако они имеют высокую цену, что часто отталкивает заказчиков. Асбестоцементные трубы дешевле, но они хрупкие, а легкий пластик нельзя использовать на большой глубине без двойной футеровки. В компании БИИКС вы можете приобрести обсадные трубы по ГОСТ 632 80.
Использование обсадных труб для частных сооружений — это вопрос, который следует доверить мастеру. Трудно определить, какая обсадная труба больше подходит, чем ПНД или сталь, для конкретной работы. Мастера учитывают несколько факторов, включая глубину котлована, тип водозабора и частоту использования. Длина трубы для скважины должна быть на 10-20 см выше края котлована.
