Обсадные трубы: назначение, разновидности и правила монтажа

Трубы обсадные монтируются в заранее пробуренную скважину, где они формируют так называемую обсадную колонну. Эта колонна справляется сразу с несколькими задачами, главная из которых — это удержание стенок от обрушения и осыпания. Кроме того, за счёт своей герметичности трубы способствуют наполнению скважины водой и не дают ей просачиваться за её пределы. При этом они также защищают и воду от загрязнения, не давая породе и мелкодисперсным частицам попадать внутрь обсадной колонны.

Обрушение стенок — одна из главных опасностей, подстерегающих владельцев загородной недвижимости, прибегнувших к бурению с целью обзавестись собственной скважиной. Такое событие может закончиться повреждением заборного патрубка и погружного насоса. Оборудование может быть полностью утрачено, равно как и сама скважина. В таких случаях её попросту тампонируют и производят бурение новой в нескольких метрах. Трубы обсадные призваны предотвратить такой сценарий, надёжно защитив стенки скважины от обрушения.

Обсадная колонна принимает на себя давление грунтового массива, поэтому к её прочности предъявляются высокие требования. Необходимо внимательно подходить как к материалу, из которого произведены обсадные трубы, так и к другим параметрам: диаметру, толщине, прочностным характеристикам.

Формирование первого сегмента обсадки производится либо в самом начале бурения, либо после проходки определённой отметки. Во многом это определяется характеристиками грунта. Трубы обсадные могут выступать в том числе и в качестве вспомогательного инструмента для создания ствола.

Параметры труб и их качество регулируются ГОСТами. Линейка диаметров у большинства производителей начинается с отметки 11,4 см и заканчивается 42,6 см, хотя некоторые компании могут изготавливать изделия более крупного диаметра на заказ. Что до толщины стенок, то она варьируется в диапазоне от 0,6 до 1,4 см. В качестве материала для изготовления применяется сталь различных марок либо пластик.

Типы обсадных труб

Предлагаем ознакомиться с видами труб для скважин. Стоит заметить, что важно обращать внимание не только на их свойства, но и на параметры, а также на материал. При обустройстве скважины важно правильно подобрать диаметр, толщину и длину обсадных труб.

Для производства продукции изготовители используют такие материалы:

• полимеры (пластик);
• металл;
• асбест + цемент.

Полимерные трубы

Изделия из высококачественных полимеров одни из самых популярных среди потребителей. Они мало весят, легко монтируются, дополняются эргономичной резьбой, и на этом их преимущества не заканчиваются.

Чаще всего такой тип стройматериала применяется для скважин, сделанных среди песка. Рекомендуемая глубина — не более шестидесяти метров.

Обсадные трубы и комплектующие в нашем каталоге

• продолжительный срок эксплуатации, если монтаж был сделан корректно;
• стойкость к подземным условиям;
• инертность ко многим химическим веществам;
• устойчивость к коррозионным, а также окислительным процессам;
• ненужно устанавливать дополнительные средства фильтрации от ржавчины;
• необременительный и быстрый монтаж;
• легкий вес;
• обсадные трубы можно использовать не только для песчаной почвы, но и для других типов грунта.

Пластиковые обсадные трубы для скважин

К минусам такого стройматериала стоит отнести его уязвимость к механическим воздействиям. При появлении трещин изделие не будет подлежать восстановлению. Нужно соблюдать аккуратность при осуществлении монтажа. Пластик может содержать в своем составе вредные примеси, поэтому важно покупать трубы исключительно высокого качества.

Металлические трубопроводы

Продукция из металла чаще всего применяется дл создания артезианских скважин разной глубины. Диаметры таких труб могут составлять 114-508 миллиметров, а оптимальная толщина покрытия — порядка 6 миллиметров.

Если монтаж был проведен правильно, среднестатистический срок службы обсадных труб из металла составляет порядка 40-50 лет.

Металлические обсадные трубы для скважин

• продолжительный срок службы;
• возможность в случае необходимости осуществлять прочистку посредством бурового оборудования, чтобы со временем не ухудшалось качество воды (нужно заметить, что такой способ обслуживания можно проводить лишь с металлическими изделиями);
• стойкость к механическим повреждениям и систематическим нагрузкам;
• довольно солидные показатели прочности;
• эффективная эксплуатация в условиях повышенного давления.

Главный минус — уязвимость к коррозии и окислительным процессам. Особенно подвержена такому воздействию черная сталь. Для предотвращения попадания ржавчины в воду следует использовать специальные фильтры. Кроме того, лучше всего выбирать изделия с повышенной стойкостью к ржавчине.

Еще один минус — не самая лояльная цена труб. Однако их положительные свойства этого стоят.

Обсадные трубы из асбеста и цемента

Изделия успешно эксплуатируются еще с середины 20 столетия. Они удачно сочетают в себе ряд положительных свойств и при этом доступную стоимость.

Асбестовые обсадные трубы для скважин

• инертность к большинству химикатов;
• продолжительный срок использования;
• нет подверженности окислению и коррозии;
• лояльная стоимость по сравнению с изделиями из железа или же пластика;
• не ухудшаются свойства в результате регулярных нагрузок.

К недостаткам таких обсадных труб стоит отнести их невысокие показатели прочности. В виду такого нюанса потребители предпочитают брать трубы с толстыми стенками, что делает монтаж сложнее. Также продукция не подходит для фильтровальных систем.

Как показывает практика, многие потребители отдают предпочтение пластиковым обсадным трубам. Они хорошо зарекомендовали себя в разных условиях и, как правило, без проблем эксплуатируются много лет.

Преимущества и недостатки всех видов

Процесс бурения с обсадной колонной будет легким и правильным, если она выбрана правильно. Беря это в рассмотрение, стоит изучить подробнее все недостатки и все достоинства, классифицируя колонны только по материалу изготовления.

Итак, стальные трубы для скважин, безусловно, служат очень долго. Кроме того, они способны выдерживать огромный вес, а значит очень большое давление почвы. Для стыковки нескольких колонн между собой используется обычная сварка. Сварка может выполняться и самостоятельно, что само по себе уже положительное качество.

Кроме всего прочего, обладают такие изделия и следующими достоинствами:

• Устойчивость к движению пластов грунта;
• Высокая степень прочности.

Из недостатков можно выделить процесс окисления и стоимость изделий.

Асбестоцементные обсадные трубы

Асбестоцементные изделия для скважины имеют весьма длительный срок эксплуатации, умеренную стоимость и высокую степень устойчивости к коррозии.

Из недостатков можно выделить то, что для установки такой колонны нужна скважина очень большого диаметра, так как стенки очень толстые. Однако, несмотря на это, стенки все равно остаются достаточно хрупкими. Кроме того, асбестоцементные изделия категорически запрещается устанавливать в местах с подвижными грунтами.

ПВХ изделия могут служить крайне долго, не теряя при этом своих положительных свойств. Они не ржавеют и не выделяют вредных веществ. Имеют относительно низкую стоимость и очень просты в использовании. Работа облегчается и тем, что по сравнению с двумя вышеописанными материалами, пвх имеет очень малый вес.

В качестве метода стыковки используется либо сварка, либо соединение при помощи специальных элементов.

К недостаткам можно отнести только то, что по сравнению со стальными обсадными трубами имеют меньшую прочность.

Совет! Для устройства скважины своими руками лучше всего использовать именно пластиковые трубы, так как работа с ними очень проста, а их сварка может выполняться даже неквалифицированными специалистами.

1. Трубы из ПНД (полиэтилен низкого давления)

Полиэтилен был открыт немецкими химиками еще в начале прошлого века. После целенаправленных разработок был изобретен ПВД (полиэтилен высокого давления). Но из-за его мягкости и низкой прочности использование его для трубопровода было невозможно.

В 1953 году Карл Циглер создал катализатор, на котором получили полиэтилен низкого давления (высокой плотности), отличающийся высокой жёсткостью и прочностью. Разработки в этом перспективном направлении продолжились, и лет через 20 было открыто еще несколько катализаторов, позволивших производить еще более усовершенствованные полимеры.

Современный ПНД имеет плотность свыше 0,94 г/см. Слабая разветвлённость молекулярных связей обеспечивает высокую прочность на разрыв этого материала.

В России для бурения частных скважин на воду трубы из ПНД применяются более 20 лет. Ранее непривычный материал сейчас применяют в 95% артезианских скважин.

Достоинства ПНД

• Не подвержены коррозии;
• Морозоустойчивость до -70° С;
• Прогнозируемый срок службы не менее 50 лет;
• Резьбовое соединение обеспечивает герметичность стыков;
• Экологически чистый материал не загрязняет воду и окружающую среду.

Недостатки ПНД

• Материал эластичен, модуль упругости 900 Мпа (прокатная сталь 2,06 • 10 5 );
• Сильное давление грунтов схлопывает трубы, поэтому применять их возможно только с использованием двухтрубной конструкции в качестве внутренней обсадной колонны.

Внимание: пункт об экологичности материала относится исключительно к трубам из первичного сырья. Вторичный пластик дешевле, но наносит непоправимый вред качеству воды. Вторичное сырье получается методом переработки использованной тары, как пищевой, так и нет: бутылки, канистры, ящики, шприцы, пробки. Виды пластика не сортируются, дробятся в гранулы, и все вместе идут на изготовление вторичного ПНД.

Компании «Системы для дома» важно всегда оказывать только качественные услуги. Мы никогда не используем трубы из вторичного сырья.

Конструкции обсадных колонн скважины, рекомендуемые для частного водоснабжения

1. Стальной кондуктор диаметром 133 мм с внутренней трубой из ПНД диаметром 117 мм.
2. Внешняя обсадка из стальной трубы диаметром 159 мм, внутренняя из ПНД диаметром 125 мм.

В случае использования труб, изготовленных по ГОСТу и предназначенных для бурения на воду срок службы такой конструкции более 50 лет.

Чем однотрубная конструкция отличается от двухтрубной?

Однотрубная конструкция

В процессе бурения обсадка производится только до известняка, дальше по известняку остается голый ствол.

Двухтрубная конструкция

Процесс обсадки точно такой же только дополнительно по всей длине скважины устанавливается пластиковая труба. На пластике делается перфорация, которая пропускает воду, но не пропускает частицы обрушенного известняка, тем самым защищая ваш насос от преждевременной поломки. Кроме того, пластик предотвращает обрушение известняка, что продлевает срок службы скважины.

Вода находится в пластике и не контактирует с металлом, это позволяет ей оставаться в том первозданном виде, в котором дарит нам ее природа.

Стальные обсадные трубы

Металлическая конструкция является пока самой распространённой колонной. Для бытовых скважин в основном используют стальные трубы диаметром 133-159 мм, а толщину стенки буровые компании предлагают разную. Но не стоит выбирать самый бюджетный вариант, лучше поинтересоваться толщиной стенки. Для работоспособности скважины сроком на 40-50 лет, минимальная толщина стенки должна быть не меньше 4,5 мм.

1. Шовные трубы имеют спиральный или продольный сварочный шов. Их можно использовать, если давление не превышает 16 кг/см2, а температура не больше 300 градусов. В других случаях применяют бесшовные трубы, которые прослужат 40-45 лет.
2. Бесшовные – цельнотянутые трубы. Для их производства используются специализированные станки. Стоят они на 400-500 рублей дороже за один погонный метр.

Далее будем рассматривать источники водоснабжения, где нет высоких температур и критического внутреннего давления.

Исходя из соотношения цены и качества гораздо разумнее выбирать шовные трубы.

Соединение:

1. Резьбовое. С одной стороны трубы нарезается наружная коническая резьба, а на другой стороне — внутренняя коническая резьба. Соединение происходит по принципу «труба в трубу». Такое соединение показано на фото 2 и 3.
2. Резьбовое через муфту. Считается усиленной колонной, способствует более длительному использованию артезианской скважины. На обоих концах трубы нарезается наружная коническая резьба, а на муфте — внутренняя резьба. Данное соединение показано на фото 4 и 5.
3. Сварочное. Неразъёмное соединение, выполненное сваркой.

Самым надёжным соединением является резьбовое соединение с помощью муфт. При сварке, необходимо соблюдать выполнение многих технологических требований. Качество сварочного соединения, в основном, зависит от квалификации сварщика, а просто рассчитывать на хорошего специалиста ради небольшой выгоды глупо. Такой вариант будет самый дешёвый, но не самый надёжный.

Непосредственно до начала работ наши специалисты могут предложить заказчику использовать пластиковые, асбестоцементные или металлические обсадные трубы для скважин, выбор которых должен осуществляться исходя из степени трудоемкости при установке, предусмотренного бюджета или целесообразности использования в данных условиях.

Прежде всего, выбор типа обсадной трубы должен зависеть от глубины залегания водоносного слоя, которую следует определять заранее. Для этого в скважине на соседнем участке специалисты компании «ПримаБУР» могут сделать замеры уровня воды с уточнением состава грунтов на участке, где предполагается бурение. Мы готовы в любое время года качественно выполнить: бурение скважин на воду Екатеринбург, обустройство скважин, бурение скважин на воду цена, бурение артезианских скважин, скважины на воду цена

С наличием вышеописанной информации можно начинать выбор материала обсадной трубы.

ПНД: «за» и «против»

Многие люди считают, что есть два варианта обсадной трубы для скважины: металл или пластик. Но существуют разновидности пластика: ПНД и нПВХ. Нужно понимать их отличия, чтобы выбрать тип обсадной колонны.

ПНД изготавливается из полиэтилена методом шнековой экструзии. Для изготовления может применяться переработанный пластик. Например, канистры от моторного масла или медицинские шприцы. Нельзя гарантировать, что во вторичном пластике нет вредных веществ. Вторичная переработка – это хорошо. Но не при производстве труб, предназначенных для питьевой воды.

К достоинствам ПНД относится низкая цена, длительный срок службы, простая схема монтажа. Но главным недостатком ПНД труб является высокая эластичность. При строительстве горизонтальных трубопроводов ПНД изделия гнутся без дополнительных соединений.

Из-за высокой гибкости нельзя применять ПНД как единственный материал для обсадки. Он будет деформироваться из-за давления грунта. Это привело к появлению мифа о хрупкости пластиковых труб, которое не применимо к нПВХ. ПНД трубам требуется укрепление железным кондуктором. А недостатки железа при обустройстве скважин были перечислены выше.

Обсадные трубы из асбестоцемента

Их востребованность постепенно уменьшается.

Однако трубы из асбестоцемента все еще применяются благодаря положительным качествам:

• отсутствует риск развития коррозии;
• при контакте с водой материал не выделяет токсичных веществ;
• длительная эксплуатация.

Обсадные трубы из асбестоцемента.

Однако недостатков при использовании труб данной группы обнаруживается больше:

• на торцах не предусмотрена резьба, что способствует уменьшению прочности стыка;
• асбестоцемент — хрупкий материал;
• внутренняя поверхность трубы загрязняется быстрее аналогов, что обусловлено пористой структурой бетона;
• трубы из асбестоцемента не считаются безопасными, т. к. есть вероятность, что они содержат канцерогенные вещества.

Основные типы труб

Современные обсадные трубы делают из трех различных материалов — ПНХ-пластмассы, сталь и асбестоцементные смеси. При выборе нужно учесть множество особенностей и нюансов — назначение скважины, тип грунта, глубина залегания грунтовых вод (в случае водонапорных установок). Ниже мы кратко рассмотрим основные разновидности и узнаем о том, в каких сферах их чаще всего используют.

Стальные

Стальные трубы обычно используются в сфере нефтегазовой промышленности, где требуются повышенные показатели устойчивости относительно давления грунта в скважине. Однако помимо очень высокой прочности у стальных труб есть серьезные недостатки — чувствительность к воздействию воды (в случае колодцев и питьевых источников), высокая стоимость, не самый простой монтаж и другие.

Чтобы минимизировать вероятность ржавчины, в системе рекомендуется поставить фильтр, который будет смягчать воду.

Также сегодня в продаже много стальных труб с дополнительным покрытием:

• Оцинкованная сталь. Главный плюс — полная устойчивость к коррозии. Однако частички цинка могут попадать в воду, а цинк является достаточно токсичным элементом для человека. Поэтому оцинкованная сталь может применяться только с сфере газовой и нефтяной промышленности. Для создания колодцев этот материал не подойдет.
• Трубы на основе нержавеющих сплавов. Не ржавеют при длительной эксплуатации и полностью безопасны. У них есть один серьезный недостаток, который сводит на нет все преимущества — очень высокая цена. В случае скважин гораздо проще использовать пластик.
• Трубы с эмалированным покрытием. Не ржавеют и полностью безопасны для человека. Недостатки — неудобный монтаж, достаточно тонкие стенки, достаточно серьезная чувствительность к механической деформации.

Пластмассовые

Самые массовые и популярные. Их делают из различных материалов — ПВХ, полиэтилен и другие. У пластмассовых труб есть масса плюсов в сравнении с металлом:

• Полная экологическая безопасность при правильном применении.
• Невосприимчивость к коррозии (даже в случае постоянной работы).
• Простота монтажа, высокое качество герметичности, большой срок годности.
• Достаточно низкая цена и доступность.

Однако нужно помнить, что пластик не слишком хорошо переносит механическое воздействие и высокое давление. Поэтому пластиковые трубы нельзя использовать на глубине более 50 метров. В этом случае предпочтение рекомендуется отдать металлическим изделиям того или иного типа.

Асбестоцементные

На практике очень часто применяется обсадная труба из асбестоцементных смесей. Обладают низкой ценой при отличных технико-эксплуатационных характеристиках. Однако врачи рекомендуют полностью отказаться от использования асбестоцементных труб. В некоторых европейских странах использование асбестоцемента запрещено на законодательном уровне. В состав асбеста входит большое количество вредных примесей, которые влияют на работу легких и вызывают рак.

Список источников и литературы:

• Кривцов, А. И., Мигачев, И. Ф., Ручкина, Г. В. Геологическая служба и развитие минерально-сырьевой базы. М.: ЦНИГРИ, 1993.
• Башкатов Д. Н., Панков А. В., Коломиец А. М. Прогрессивная технология бурения гидрогеологических скважин //М.: Недра. — 1992.
• Буровая карта России – Журнал «Сибирская нефть» — ПАО «Газпром нефть»