Инвентарные обсадные трубы – виды (сортамент) и характеристики, использование для буронабивных свай

Обсадные инвентарные трубы являются разновидностью бурового инструмента и используются в сфере строительства для сооружения фундаментных опор из буронабивных свай (БНС). Они предохраняют стены скважин от обрушения и наплывов грунтовых масс, помогают осуществлять контроль параметров свай, повышают качество заполнения бетоном.

Могут использоваться при забуривание скважин в грунтах разной сложности: перенасыщенных влагой, сыпучих, заторфованных, пучинистых и других слабых почв.

Кроме того, сама технология погружения буронабивных свай с применением буровых установок — малошумная и не разрушает близлежащие массивы грунта, поэтому может использоваться в условиях тесной застройки.

Разновидности изделий и требования к техническим характеристикам

К инвентарным обсадным трубам, используемых в буронабивных работах, предъявляется ряд требований, в соответствии с которыми они должны

:

• не иметь отклонений в геометрических размерах, превышающих допустимые сортаментом нормы;
• выдерживать высокие силовые нагрузки как продольного, так и поперечного действия;
• иметь для стыковки в единую колонну из отдельных секций недорогую и надёжную систему;
• обладать высокой коррозийностойкостью.

Инвентарные обсадные трубы производятся из разных материалов:

• непластифицированного поливинилхлорида;
• полиэтилена низкого давления;
• полипропилена;
• чёрной и высоколегированной стали.

Но более всего этим требованиям соответствует стальной трубный прокат, способный выдерживать воздействие больших нагрузок, обладающий высокой прочностью и герметичностью стыковочных элементов в колоннах любой длины.

Кроме того, под работу со стальным прокатом приспособлен основной парк станков для бурения.

Виды стальных изделий

Производители предлагают два вида труб из стали для бурения

:

• одностенные (кейсинг) — стандартная конструкция. Для инвентарных обсадных труб с одностенной структурой характерны высокая технологичность в сборке, ускоренный темп загрузки и откачки бетонного раствора, способствующие снижению сроков исполнения буронабивных работ;
• двухстенные — усиленная модификация. Устойчивость к высокому уровню нагрузок им обеспечивает двухслойная стенка, состоящая из гладкого слоя изнутри и усиленной спиралевидными рёбрами жёсткости трубы снаружи.

Трубы обоих видов производятся секциями разной длины по 1 — 6 м и стыкуются между собой

:

• сварным способом;
• соединением по типу Bauer, «пробка — болт»;
• станком «Беното», Casagrande, Kato и др.

Если в обсадную систему при устройстве буронабивных свай объединяют трубы с разным диаметром, то пользуются понижающими вставками.

Важно! Технические условия производства инвентарных обсадных труб из стальных сплавов и сортамент типоразмеров регламентируются ГОСТами 632-80 и 53366-2009, API Spec 5CT и рядом отраслевых ТУ.
Типоразмеры профиля и комплектность

Важно. При размещении индивидуального заказа возможен выпуск инвентарных обсадных труб большего диаметра и в любой комплектации.
В комплект обсадной инвентарной трубы входит ножевая группа, принимающая на себя наиболее весомую часть нагрузок при разрушении пластов грунта.
Ножевая секция имеет приваренные или сменные зубья, предназначенные для защиты стенок обсадных труб от истирания.

Для связи между валом привода вращения бурильного агрегата и обсадного изделия используется особый переходник — дрейтеллер.

Как выбрать обсадную трубу для скважины

От того, насколько правильно выбран диаметр обсадных труб, будет зависеть самый главный параметр скважины — ее производительность. Руководствуясь желанием получить больший поток воды, многие стараются подобрать обсадную трубу для скважины на воду максимального диаметра. Такой подход может привести только к тому, что обсадка скважины обернется серьезными финансовыми затратами.

Избежать лишних затрат на приобретение обсадных труб, не потеряв при этом в производительности скважины, можно, если выполнить предварительные расчеты и определить, какая труба (с каким диаметром) позволит получить воду из скважины в количестве, достаточном как для полива зеленых насаждений, так и для бытовых целей. Прежде чем приступить к таким расчетам, необходимо определить максимальный расход воды, который удовлетворит собственника дачи или загородного дома.

Скважина с применением пластиковой обсадной трубы

Давайте разберемся в алгоритме определения этого параметра. Уже давно установлено: если кран открыть полностью, то за час из него вытечет порядка 0,7 кубометров воды. В любом загородном доме, как правило, вода расходуется на следующие цели:

• для функционирования сантехнического оборудования в туалете;
• в кухонном сантехническом оборудовании;
• для обеспечения работы стиральной машины.

Вода в загородных домах и на дачах используется и для полива зеленых насаждений, что также следует принять во внимание. С учетом всех этих факторов можно с уверенностью сказать, что максимальный расход воды будет составлять порядка 3 кубических метров в час. Чтобы обеспечить такой расход, лучше всего использовать погружной насос, диаметр корпуса которого составляет 75 мм.

Теперь, чтобы рассчитать, какое сечение должна иметь металлическая или пластиковая труба для скважины, чтобы в нее можно было установить такой насос, необходимо к его диаметру прибавить еще ряд параметров: толщину стенок трубы (для стальных изделий — 6 мм), зазор, который необходимо оставить между внутренними стенками трубы и корпусом насоса. Если в расчетах учитывать величину такого зазора, равную 4 мм, то в итоге мы получим, что нам необходима труба с размером поперечного сечения минимум 87 мм. Необходимо подобрать изделие стандартного сечения (в этом поможет ГОСТ 632-80 или другой нормативный документ), максимально приближенного к рассчитанному нами значению. В нашем случае это будет такая обсадная труба для скважин, сечение которой составляет 89 мм.

Обсаживание скважин

При сооружении буронабивных свай обсадные трубы оставляют в шурфе или извлекают полностью во время заполнения скважин бетонным раствором.

Буровые работы проводят двумя методами:

• ударным — когда разработка шурфа скважины ведётся при резком вхождении одной обсадной трубы в почву с последовательным подсоединением очередных деталей;
• вращательным — вначале проходят лидерную скважину, соразмерную с длиной одной секции инвентарной обсадной трубы, а затем помещают в неё само обсадное изделие. Следом забуривают ещё один участок, наращивают и погружают очередной элемент.

Важно! Обсаживание, удерживание и извлечение колонн во время сооружения буронабивных свай выполняется с помощью обсадного стола. Его фиксируют к основе буровой технике и подключают к её гидросистеме.

Несколько преимуществ в защите буронабивных свай обсадной конструкцией

• Воздействие сил динамического и вибрационного характера аккумулируется в зоне забуривания и не наносит никакого вреда массиву близлежащих участков.
• Надёжные современные разновидности буровых станков позволяют точно контролировать момент достижения кровли несущего слоя и параметры скважин.
• Появляется возможность уширять подошвенную часть буронабивной сваи для полного использования её несущей способности.
• Обеспечивают условия для контроля соответствия факта геофизических условий на объекте с данными в проекте.

Процесс сооружения БНС

После того, как скважина будет заглублена до уровня проектной отметки в её устье устанавливают опорную рамку, затем зачищают забой, проверяют состояние и параметры ствола, устанавливают армокаркас и бетонируют сваю.

Подачу бетона внутрь скважины выполняют с помощью инвентарных бетонолитных труб. В момент заливки бетонной смеси в скважину происходит постепенное извлечение обсадных труб. При этом они совершают большое количество возвратно — поступательных и лёгких круговых движений, чем обеспечивают уплотнение бетонной массы.

Устройство завершают формовкой инвентарным кондуктором головы буронабивной сваи.

Требования к обсадным трубам

Приобретая обсадные трубы для скважин обычно ориентируются на основные характеристики материала. Они определяют конкретные свойства этих изделий, которые должны соответствовать следующим требованиям:

• трубы должны изготавливаться из прочного материала, способного выдерживать большие вертикальные нагрузки;
• материал этих изделий вместе со особенной конструкцией обязаны выдерживать минимальные подвижки почвы, а значит, и горизонтальные нагрузки;
• трубы не должны вступать в реакцию с водой или их коррозия с последующим разрушением должны учитываться проектом;
• обладать небольшой стоимостью, чтобы сократить и без того дорогие работы.

Важно!

Обычно тип трубы закладывается еще на стадии изготовления проекта на скважину. Поэтому необходимо быть очень внимательным с самого начала, взвешивая все достоинства и недостатки конкретного материала.

Стальные трубы по ГОСТам

Когда-то давно скважины имели определенные технические характеристики, исходя из параметров насосного оборудования, и делались довольно больших диаметров. Кроме того, бурили скважины коллективно и за народные деньги. А если кто-то вдруг оказывался бракоделом, или население травилось, то отвечал строго по закону и отправлялся, согласно всей строгости и неотвратимости наказания, в места не столь отдаленные.

Дабы отделить халтурщиков от простых работяг и инженеров были созданы определенные нормативы (ГОСТы) и своды правил: как нужно закладывать скважины, какими трубами они должны быть обсажены, на какую глубину, в каких геологических разрезах и зачем. И тот, кто следовал этим нормативам, выполнял работу правильно.

Трубы также соответствовали определенным государственным стандартам, буровые трубы имели определенные диаметры. Изготавливались они исключительно из стали марки 45, категории Д. Такие скважины были очень надежными и делались надолго. Они служили 20, 40, 50 лет, а некоторые без сбоев работают до сих пор, при условии сервисного обслуживания – раз в 20 лет.

Классическая сталь

Если Вы хотите надежную скважину и использовать именно стальную обсадную колонну, то она должна быть толщиной не менее 4,5 мм

. А усилить ее можно за счет муфтового соединения.

Очевидно, что лучшие обсадные колонны среди стальных — это собранные из цельнотянутых или шовных труб с муфтовым соединением

.

Сварная труба низкого качества

Или труба, которую удешевили. Был оригинал: ст. 45 или кат. Д горячего ката бесшовные цельнотянутые, с толщиной стенки минимум 5 мм, с конической либо прямоугольной резьбой, толщиной 2,5-3 мм. Но с удорожанием металла и желанием получить больше прибыли в обсадке скважин стали использовать электросварные трубы, трубы из качества стали 3, 5 или вообще ГВС, что неминуемо приводит к авариям. Если труба электросварная, и одновременно из плохой стали, то при монтаже на определенной глубине, да еще если ее поддавить, она распускается, как цветок, либо по шву. Результат – приток верховых вод. Так что плохую трубу использовать нельзя.