Что такое обсадная труба для скважины: устройство обсадных колонн, виды обсадки скважин

Здесь вы узнаете:

• Назначение обсадной трубы
• Как правильно выбрать обсадную колонну
• Как правильно рассчитать диаметр труб
• Типы материалов труб для скважины
• Устройство обсадки скважины

Чтобы выбрать и понять, какие трубы лучше для скважины на воду, рассмотрим все возможные варианты и их характеристики — долговечный и дорогой металл, стойкий к коррозиям асбестоцемент, доступный и прочный пластик или комбинированный вариант трубопровода.

Назначение, особенности и требования к обсадным колоннам

Задачи обсадной колонны:

1. Защита стенок скважины от обрушения;
2. Обеспечение целостности конструкции при грунтовом давлении и смещении слоёв грунта;
3. Предотвращает проникновение поверхностных грунтовых и сточных вод в водозаборную часть;
4. Помогает не заиливаться;
5. При обсадке скважины одной трубой она выступает, как эксплуатационная колонна и в ней находится столб воды.

На весь срок эксплуатации водозаборной скважины, в первую очередь, влияет качество обсадных труб:

1. Высококачественный материал, его прочность и стойкость к деформации во время всего периода использования;
2. 100% герметизация стенок и соединений труб между собой;
3. Материал труб не должен влиять на химический состав подземных вод;
4. Не подверженность коррозии к воздействию химических элементов.

Двухтрубные конструкции

В нашей компании двухтрубные конструкции представлены двумя категориями:

• Стальная Ø133 и пластик Ø117
• Стальная Ø159 и пластик Ø125

Сама конструкция представляет собой стальную трубу с пластиковой эксплуатационной колонной меньшего диаметра внутри.

Расскажем о тех достоинствах, которые дает нам союз металла и пластика.

• Металлическая труба снаружи обеспечит жесткость конструкции, пластиковая труба внутри защитит воду от ржавчины, поскольку абсолютно не подвергается коррозии.
• Срок службы — 50 лет.
• Высокие санитарно-гигиенические свойства (пластиковая труба не способствует развитию болезнетворных микроорганизмов).
• Высокая герметичность.

Таким образом, вы получаете сочетание сразу всех достоинств металла с экологичностью пластика. Такая артезианская скважина намного надежнее и прослужит 50 лет, а вода в ней будет намного качественнее, поскольку находится в пластиковой колонне и не соприкасается с металлической трубой. Читайте подробнее бурение артезианских скважин в московской области цена.

Выбор обсадных труб по параметрам

Единственной правильной конструкции скважины в бурении нет. Для каждой конкретной местности буровой инженер подбирает конструкцию индивидуально, учитывая много факторов:

1. Строение геологического разреза грунта в точке бурения;
2. Уровни водоносных горизонтов и грунтовых вод;
3. Характеристики скважинного насоса;
4. Глубина и диаметр бурения скважины.

Для принятия решения необходимо взять во внимание важные параметры обсадных труб:

1. Материал.
   От материала труб зависит стоимость реализации объекта, возможен ли будет ремонт и какова надёжность конструкции.
2. Вариант соединения труб.
   Соединение труб между собой подбирают в зависимости от материала изготовления колонны, на какую глубину бурится скважина, и какой диаметр обсадной трубы применяется. Соединение обязано должно быть герметичным, потому что в процессе использования, в состав воды могут попасть грунтовые воды и другие примеси. В связи с этим, может выйти из строя скважинный насос и сама скважина станет непригодной для использования.
3. Диаметр.
   Рассчитывается оптимальный диаметр труб с учетом пикового водопотребления за сутки. Больший диаметр трубы даёт более высокий дебит скважины.

Какая скважина лучше из пластика или металла

В конце подведем итог, специально для тех, кому лень читать весь материал, мы сразу решим вопрос, какая обсадная труба лучше ПНД или стальная. Пластик хорош и позволяет снизить цену на бурение, он отлично работает, но если защищен железной трубой. Стальная труба также хороша, но она устанавливается до известняка, а сам известняк нужно обсадить уже пластиком. В наших краях (на юге Московской области) нельзя оставить известняк без обсадки. Поэтому, идеальное сочетание это железо и пластик. Если нет доверия ПНД, можно переплатить и сделать металл и металл.

Типы материалов и их характеристики

Металлические обсадные трубы

Конструкции на основе металлических колонн самые надёжные и проверены многолетним использованием. В индивидуальные скважины устанавливаются стальные трубы диаметром 133-159 мм, а вот толщина стенки может быть разной. При выборе буровой компании и конструкции важно обратить на это, самое пристальное внимание. Чтобы скважина проработала более 50 лет, толщина стенки трубы должна быть не менее 4,5 мм — фото 1.

Трубы из полимеров

Трубы НПВХ.
Некоторые буровые компании считают, что металлические трубы можно заменить полностью, трубами из плотного непластифицированного поливинилхлорида. Для многих до сегодняшнего дня — это довольно спорный вопрос. Но всё же с 2011 года трубы НПВХ применяются в качестве основной обсадной колонны — фото 2.

Недостатки труб НПВХ:

1. Подвижки грунтов и межпластовое давление приводит к сплющиванию колонны, скважины выходят из строя и не поддаются ремонту;
2. Резьба не выдерживает нагрузки и при скручивании трескается во внутрирезьбовом соединении. И такое соединение становится не герметичным;
3. Непластифицированный поливинилхлорид со временем склонен к высыханию и растрескиванию, так что говорить о надёжности и долговечности не приходится;
4. Крепление кессона к обсадной колонне из НПВХ происходит через зажимную муфту, поэтому часто происходит соскакивание кессона, это осложняет монтажные работы.

Достоинство у труб НПВХ только одно — трубы не поддаются коррозии.

По желанию Заказчика мы тоже в своей работе можем использовать трубы НПВХ по ГОСТУ P 51613-2000, но наши инженеры всё же рекомендуют устанавливать проверенные временем металлические трубы.

Трубы ПНД – полиэтиленовые низкого давления.

ПНД труба менее прочная, устанавливается дополнительной внутренней трубой в двухтрубной конструкции (металлическая + ПНД или НПВХ + ПНД).

Трубы для обсадки из стального проката

Плюсы труб из стального проката:

1. Прочность конструкции (подходит для неглубоких и глубоких скважин);
2. Надёжная сборка между собой;
3. Сталь при контактировании с водой не выделяет вредные элементы;
4. Высокая ремонтопригодность – высокая прочность позволяет чистку и добуривание.

Оцинкованные обсадные трубы

При контакте с водой и грунтом стенки труб более устойчивы к коррозии. Оцинкованные трубы можно установить в скважину для индивидуального водоснабжения. Но такие трубы используют реже, чем стальные из-за разницы в цене.

Нержавеющие стальные обсадные трубы

Стальная нержавеющая труба по достоинствам похожа на трубу из стального металлопроката, но имеет очень высокую стоимость. Нержавейка не подвержена коррозии и поэтому служит очень долго. Спросом почти не пользуется из-за большой цены.

Устройство обсадки скважины

Основных узлов, которые входят в комплекс обсадки, всего три:

1. Донный фильтр. Не позволяет попадать песку и глине в насос, оставляя его чистым и работоспособным.
2. Тонкий фильтр. Очищает воду от мелких включений, делая ее пригодной для бытового применения.
3. Оголовок. Своего рода герметичная крышка обсадной колонны, которая имеет отверстия для подключения трубопровода и прокладки силового кабеля.

Сами же стенки обсадной колонны могут быть металлическими, пластиковыми или асбестоцементные по желанию заказчика. Ограничениями могут служить только технологические особенности участка и качественный состав среза грунта.

Не нужно забывать и о значении целевого назначения и типа источника:

1. Абиссинский колодец для полива. Подойдут бетонные трубы, так как их стоимость полностью оправдана.
2. Скважина на песок. Подходит пластик, так как глубина такой скважины не более 90 метров.
3. Артезианский источник. Металлические трубы. Артезианская вода находится на глубине 100-350 метров.

На больших глубинах соответствующее давление, которое выдерживает металл. Если есть возможность приобрести нержавейку – отлично. Вода будет пригодна для питья все время пользования. Оцинковка служит долго. Эмалированные трубы не разъедают вещества, содержащиеся в почве. Но выбор диктует отведенный бюджет.

Варианты соединения обсадных труб

1. Шовные трубы со спиральным или продольным сварочным швом.
   Применяются, если давление пластов не больше 16 кг/см2 и температура меньше 300 гр. Срок службы 40-45 лет.
2. Бесшовные трубы называют цельнотянутыми.
   Производят с использованием специальных высокотехнологичных станков. Стоимость цельнотянутых труб больше на 500 рублей за 1 погонный метр. Характеристики по температуре и давлению немного больше чем у шовной трубы.

Так как в подземной среде нет таких температур и давления, то можно устанавливать шовные трубы и не переплачивать за бесшовные.

Виды соединений обсадных труб:

1. На резьбе.
   Коническая внутренняя и наружная резьба соединяется между собой, труба входит в трубу.
2. На резьбе через муфту.
   На двух концах нарезана наружная коническая резьба, а внутренняя – на муфте. Такое соединение называют усиленным.
3. На сварке.
   Качество и герметичность шва зависит от профессионализма сварщика.

Наши специалисты советуют выбрать коническое соединение, когда внутренняя и наружная резьба соединяются между собой, труба входит в трубу. Не экономьте, выбирая соединение на сварке, так как качество сварочного шва зависит от опытности мастера по сварке, а выгода совершенно не большая.

Крепление скважин при бурении

1. Работоспособность скважины;
2. Сроки работы скважины;
3. Прочность и герметичность канала, по которому будет поступать добываемый продукт от горизонта к дневной поверхности;
4. Защиту эксплуатационного канала от коррозии;
5. Прочность стенок скважины в местах, где породы недостаточно устойчивые;
6. Герметичность разделения всех проницаемых горизонтов друг от друга.

Крепление нефтяных скважин предполагает использование специальных колонн или же пакеров. Использование колонн является наиболее популярным способом, который позволяет сделать скважину прочной, долговечной, а также разобщить проницаемые горизонты. Такие колонны составляются из специальных труб, называемых обсадными.

Таблица 2. Какую лучше выбрать обсадную трубу для надёжности скважины?

Выводы буровых инженеров на основе многолетнего опыта проведения работ:

1. Много десятилетий наиболее надёжная металлическая обсадная труба — в двухтрубной конструкции (наружная металлическая труба с коническим соединением + внутри ПНД). Такая конструкция скважины будет служить не менее 50 лет, так как дополнительная труба из пластика не подвержена коррозии. Наши гарантийные обязательства от 3 до 10 лет.
2. Если задача стоит в экономии денежных средств, то возможно пробурить скважину и установить одну металлическую трубу 133 мм. Но такая конструкция применима не во всех районах Московской области (зависит от геологического разреза и уровней подземных вод). Срок эксплуатации такой скважины в среднем 40 лет.
3. Если Вы сторонник новых технологий, то можно выбрать конструкцию с колонной НПВХ 125 мм. Но такая скважина имеет свои минусы: высокую стоимость, возможный небольшой ресурс работы, так как не проверено временем.

Главный инженер по бурению, с большим опытом работы, порекомендует оптимальный вариант конструкции Вашей скважины по телефону,, но принимает решение по выбору обсадных труб всегда Заказчик проекта.

Определение необходимого диаметра труб

Существует три вида водоносных горизонтов: поверхностный (или верховодка) на глубине до 15 м, на песке глубиной до 30 м и в известняковых слоях. Поверхностный горизонт подходит для копания колодцев, и в нём далеко не всегда бывает качественная питьевая вода. Скважины «на песок» обходятся сравнительно дёшево, но они подвержены заиливанию, что сокращает срок их службы, и нередко имеют нестабильный дебит воды.

Скважины «на известняк» являются лучшим вариантом источника даже с учётом более высокой стоимости бурения. Они обеспечивают самое высокое качество воды, дебит и долговечность скважины. Ответ на вопрос, какой выбрать диаметр трубы для скважины, зависит от габаритов, типа и производительности погружного насоса, а также величины пиковой потребности в воде.

Определяющим фактором выбора диаметра труб являются габариты скважинного насоса. Расчёт подходящего для него типоразмера труб выполняется следующим образом:

1. к диаметру корпуса насоса в мм добавляют минимальный зазор между корпусом и стенками трубы в 4 мм, получая тем самым необходимый внутренний диаметр;
2. исходя из полученного результата и имеющихся вариантов толщины стенок, подбирают подходящий типоразмер трубы.

Например, если вы остановите свой выбор на насосе с корпусом диаметром 74 мм, то, добавив зазор и толщину стенок в 5 мм, мы получим результат 88 мм. Это соответствует трубам с наружным номинальным диаметром 90 мм или более толстостенным трубам Ø 113 мм.

Заметим, что надёжные насосы столь малого диаметра производит только Grundfos и они очень дорого стоят. Поэтому для оснащения скважин чаще выбирают погружные насосы в корпусах диаметром 100 мм. Они значительно дешевле при практически неограниченном выборе, но для их установки нужны трубы Ø 125 мм. При эксплуатации недорогих скважинных насосов вибрационного типа вам потребуются трубы наружным диаметром 140 мм.