Водяная скважина на своем участке – это лучший долговечный источник чистой воды в доме. Однако, чтобы в процессе бурения, а также в период эксплуатации она не засорялась породой и не обрушалась, требуется провести укрепление ее стенок с помощью специальной трубной колонны. Рассмотрим, какая обсадная труба лучше подойдет для скважины на воду – пластиковая, стальная или асбестоцементная, какие достоинства, недостатки и особенности применения имеет каждая разновидность, каковы общие правила выбора, как правильно рассчитать ее диаметр, из каких основных этапов состоит технология обсадки.
Вариант обустройства частного водозабора с обсадной трубой Источник scvazina.ru
Обсадная труба: свойства и назначение
Скважина на воду для частного дома представляет собой небольшого диаметра, пробуренный специальной установкой вертикальный канал в земле. Его глубина нередко достигает нескольких десятков, а то и сотен метров. Чтобы предотвратить на его стенки разрушающие воздействия естественных факторов и сохранить изначальное качество добываемой из глубинных слоев воды, и применяется специальная обсадная труба для скважины.
С технической стороны она выполняет следующий ряд функций:
- Предотвращает обрушение стенок и обеспечивает сохранность параметров водозабора в течение всего периода эксплуатации.
- Исключает проникновение в водоток грунтовых и поверхностных потоков за счет полной герметизации тоннеля.
- Предупреждает загрязнение и разрушение оборудования от ила, частиц грунта, взвешенных частиц, агрессивных веществ.
- Сохраняет изначальный диаметр скважины и защищает ее от грунтовых смещений.
- Обеспечивает стойкость к напору грунтовых масс.
Схема устройства скважины с обсадкой Источник housecomputer.ru
Если бурение осуществляется в твердой породе или на незначительную глубину с гарантией сохранения изначальных параметров канала, то допускается скважина без обсадной трубы. Однако чаще всего все же устанавливается трубная колонна. При этом она может быть как в одинарной, так и двойной.
В первом случае обсадка одновременно играет роль и защитного контура, и рабочей артерией – по которой непосредственно осуществляется забор воды. Второй вариант – когда внутри защитного контура устанавливается отдельная труба. Как правило, такая необходимость возникает при обнаружении в месте бурения плывунов или большой вероятности проникновения в скважину верхних стоков, а также обрушения стенок.
Характеристики и применение
Обсадные трубы НПВХ 125 мм в России производят ряд предприятий: , ЗАО «Хемкор», группа и др.
Их продукция соответствует требованиям стандартов ГОСТа 51613 — 2000 и ТУ 2248-001-517588796-2008, согласно которых обсадные трубы НПВХ должны обладать:
- снаружи и изнутри гладкой поверхностью без пузырей, сколов, трещин и раковин. Допускается только наличие продольных полосок и волнистости незначительных размеров;
- нейтральностью ко всем химическим средствам, которые используются в процессе регенерации скважин и обработки их для дезинфекции;
- устойчивостью к ударным нагрузкам;
- низким сопротивление потоку внутренней среды;
- высокой кольцевой жёсткостью;
- устойчивостью к коррозии;
- низкой электропроводностью;
- стойкостью к образованию водного камня;
- внутренние поверхности практически не изнашиваются;
- прочностью к боковому давлению и растяжению;
- устойчивостью к осадку камня и загрязнений;
- небольшим удельным весом.
Металлический трубный прокат также может без опасений подвергаться обработке всеми химическими средствами, устойчив к осадку камня и загрязнений, способен воспринимать ударные нагрузки, но дорогой и быстро выходит из строя под воздействием коррозии.
Если купить для водной скважины более доступные по цене обсадные трубы НПВХ, то они могут прослужить не менее 50 лет.
При этом гигиенические свойства питьевой воды из такой скважины с течением временем некоим образом не ухудшатся.
Кроме того, они обладают хорошей пропускной способностью и способствуют уменьшению диаметров трубопроводов, входящих вместе с ними в единую водопроводную или технологическую систему.
У обсадных труб НПВХ 125 мм высокий уровень допустимого напряжения, предел текучести не менее 49 МПа и плотность составляет 1,4 г/см³, вследствие чего при погружении в скважину на 30 м способны выдерживать нагрузку более 5 тонн.
Изделия из НПВХ, ПВХ доступны по цене, легко транспортируются и монтируются, не требуя применения тяжёлой грузоподъёмной техники.
Важно! Низкая сопротивляемость изгибу, динамическим нагрузкам при эксплуатации в грунтах с подвижными слоями может привести к появлению трещин на обсадных изделиях.
2.1. Сфера использования
Обсадные трубы НПВХ 125 мм с толщиной стенки 4 — 7,5 мм используют для армирования скважин малых и средних глубин, например, для обеспечения дачного или приусадебного участка водой из подземных источников.
С финансовой точки зрения автономное водоснабжение будет менее затратно, чем прокладка сетей большой протяжённости. Бурение и обсада скважины выполняется в течении 1 — 2 дней, материалы и устанавливаемое оборудование — не дорогие. Для примера, купить обсадные трубы НПВХ 125х5мм, длиной 3070 мм с раструбом Кормелл (Россия) в долларовом эквиваленте можно по цене 24 — 25 $, 125х7,5 той же длины по цене 35$.
Более толстостенную продукцию из НПВХ используют для укрепления технологических стволов, в тех случаях, когда их глубина превышает 100 м.
При обустройстве водозаборной скважины трубами НПВХ с резьбовыми раструбами строго соблюдают правило, в основе которого лежит постепенное уменьшение диаметров бурения, когда:
- первую часть проходки в крепкой коренной породе на 3 — 5 м осуществляют буром диаметром 140 мм;
- следующая часть скважины вскрывается до водоносного разлома буром 130 мм;
- в пробуренный шурф погружают одну обсадную трубу Dn 125 мм, к ней посредством резьбы присоединяют следующий элемент, и так до выполнения полной обсады ствола. Надёжную герметичность колонне обеспечивают установкой в пазы всех узлов сочленения уплотнительных колец. В случае использования изделий под клеевое соединения, гладкий конец трубы при сборке нужно смазать двухкомпонентным клеевым составом на основе полимера UPVC и тетрагидрофурана и поместить в раструб нижней части колонны.
Важно! Если между наружной стенкой обсадной трубы НПВХ и грунтом остаётся свободной пространство, то его следует заполнить бетоном или щебнем мелкой фракции.
Сверху на скважину устанавливается оголовок, который защитит устье обсады от попадания мусора, дождевых и талых вод. В продаже есть оголовки из разных материалов: стали, чугуна и пластика. Стальные и чугунные изделия имеют более высокую несущую способность, но цены на них намного выше, чем на пластик.
Для неглубокой скважины с легким насосом достаточно и пластикового оголовка с несущей способностью до 200 кг.
Видео
Правила выбора
Есть два типа критериев, рассмотрение которых позволяет безошибочно решить, какую трубу лучше использовать для скважины воды, это:
- Технические.
- Эксплуатационные.
К факторам первой категории относятся:
- Диаметр.
- Способ соединения отрезков трубы.
- Разновидность материала.
Выбор диаметра обсадной трубы Источник ytimg.com
Диаметр обсадной трубы для скважины рассчитывается по специальной формуле с учетом ряда параметров. При этом принято считать, что по внутреннему контуру его значение должно быть не менее 110 мм. Связано это с двумя причинами – оптимальными условиям водозабора и подбором подходящего по габаритам погружного насосного оборудования.
Лучшими эксплуатационными характеристиками скважина будет обладать, когда сегменты трубы будут скреплены на резьбовое соединение. Оно обеспечит максимальную герметичность, прочность и долговечность обсадке. В большинстве случаев решение о том, какого диаметра должна быть устанавливаемая трубная колонна и какой тип соединения для нее необходим в конкретном случае, решает компания-установщик.
Факторы эксплуатационной категории критериев выбора трубы для обсадки:
- Инертность материала относительно агрессивной окружающей среды.
- Устойчивость к внешнему сдавливанию грунтовых масс.
- Выносливость относительно механическим нагрузок – чтобы обеспечить целостность во время транспортировки и монтажа.
- Повышенная стойкость к коррозии.
- Длительный срок службы.
- Оптимальная стоимость.
Предъявляемым требованиям отвечают три современных материала – сталь, пластик и асбестоцемент.
Обратите внимание! Какие трубы лучше использовать для скважины на воду, нужно решить заранее – перед поиском фирмы-установщика. Обычно предприятие работает только с одним материалом, имеет в арсенале спецтехнику и отработанную технологию под какой-нибудь конкретный вид труб.
Обсадная труба с резьбой Источник vostokpipe.ru
Смотрите также: Каталог компаний, что специализируются на водоснабжении, канализации и сопутствующих работах
Расчет диаметра эксплуатационной трубы для скважины на воду
Диаметр трубы выбирается с учетом следующих обстоятельств:
- особенностей участка, где устанавливается скважина;
- целей ее сооружения;
- параметров погружного насоса.
Для бытовых нужд, по обыкновению, используются погружные насосы трех- и четырехдюймового диаметра. Диаметр просчитывается следующим способом: к диаметру силового оборудования (74 мм или 100 мм) прибавляется 4 мм зазора и 15 мм толщины стенки полимерной трубы. Исходя из этих данных подбираются изделия с подходящими параметрами. Как правило, бурение достаточного сложного гидротехнического сооружения, каким является скважина, проходит в непростых гидрогеологических условиях. Зачастую требуется использование нескольких обсадных колонн с различными значениями диаметра. Поэтому при сооружении скважины вполне возможно внесение коррективов в конструкцию по ходу ее возведения.
Важным параметром при выборе труб является их диаметр, от которого, в свою очередь, зависит подбор насоса
В большинстве случаев, с целью снижения расходов на обустройство, изначально ориентируются на меньшее значение диаметра труб обсадной колонны. Это отражается на конечном диаметре скважины, что предполагает возможность использования исключительно трехдюймового бытового погружного насоса. А разница в стоимости трехдюймового и четырехдюймового силового оборудования весьма существенна, хотя эксплуатационные характеристики практически идентичны.
Виды материала труб
У тех, кто впервые столкнулся с подобным водоснабжением дома из глубинных источников, нередко возникает вопрос о том, какая труба лучше для скважины – стальная или пластиковая. Однако в действительности существует еще и третий вариант – асбестоцементная. Разберем особенности применения, положительные и отрицательные их свойства более подробно.
Стальные
Стальной сплав – наиболее распространенный материал для обсадки. Большинство фирм предлагает именно стальной трубный прокат для формирования обсадки. Главная причина – срок ее службы аналогичен периоду эксплуатации самой скважины. Тем не менее, ввиду большого разнообразия изделий черного металлопроката, некоторые компании предлагают альтернативу.
Обсадные стальные трубы Источник geolog.ru
На естественный вопрос рядового потребителя, какие стальные трубы используются для скважины, в ответ приводится следующий ряд вариантов:
- Чугунные.
- Эмалированные.
- Оцинкованные.
- Нержавеющие.
- Металлопластиковые.
К преимуществам стальных труб относятся:
- Стойкость к повреждениям при монтаже и транспортировке.
- Не подверженность грунтовому сдавливанию.
- Более полувековой срок службы.
- Возможность прочистки канала при засорении илом буровыми технологиями.
- Сохранение изначальных параметров до конца эксплуатации.
- Максимальная глубина скважины.
Среди их минусов выделяются:
- Подверженность коррозии.
- Проникновение ржавчины в водопровод.
- Высокая цена.
Альтернативные варианты лишены некоторых недостатков – например, не ржавеют. Однако естественной платой за это становится существенное удорожание проекта.
Обсадные металлопластиковые трубы Источник remoskop.ru
Обустройство скважины с нуля
Человек, занимающийся обустройством скважин с промывкой на воду от а до я должен учитывать, что все известные способы бурения имеют свои преимущества и недостатки, речь о которых и пойдет ниже.
- Шнековый способ.
Данный вариант заслуженно считается простым и бюджетным. Абсолютное большинство агрегатов, применяющихся сегодня, разработаны на основе шнекового оборудования. В данном случае Архимедов Винт, вращаемый руками или электродвигателем, вынимает землю. Существенный недостаток такого способа состоит в том, что глубина скважины не будет превышать 10 метров. Промывка при таких работах не требуется.
- Роторный способ.
Если желаемая глубина превышает 10 метров, то углубление выполняется с помощью ротора. На деле этот процесс выглядит следующим образом:
- Колонковая конструкция, речь о которой уже шла выше ( полое изделие с ротором и долотом внутри) погружается в землю. Вращающийся ротор создает канал заданной глубины, при этом промывка осуществляется прямым (раствор входит через трубы, а выходит за пределами конструкции) или обратным (раствор закачивается за пределами детали, а удаляется с применением насоса) способом;
- Оптимальное вскрытие водоносного горизонта легче достигается за счет второго вида промывки. При этом результат гарантируется за счет применения сложного оборудования, применение которого неизбежно влечет за собой внушительные затраты. Именно поэтому, чаще всего – в ущерб эффективности, применяется прямая промывка, результат получается удовлетворительным, а затраты значительно сокращаются.
- Ударно – канатное пробуривание.
Несмотря на собственное моральное и техническое устаревание, а также трудоемкость, данный вариант продолжает оставаться очень востребованным. Такое положение дел обусловлено высоким качеством и внушительным эксплуатационным ресурсом скважины. Реализуется этот метод следующим образом: на поверхность грунта с определенной высоты многократно сбрасывается снаряд, пробивая углубление. Чаще всего, данный процесс автоматизируется с помощью лебедки.
Необходимость в использовании раствора в процессе выполнения работ не возникает, что также стоит считать положительной особенностью рассматриваемого способа.
Бесконтрольный метод актуален при условии, что глубина канала не превысит 10 метров. Как и в случае с другими способами, описанными выше, при обустройстве скважин машинами РВА необходимо применять буровую смесь, которая способствует выведению отходов из скважины и формированию надежных опор (стен) канала. Кроме того, рассматриваемый состав значительно способствует размягчению грунта, что само по себе упрощает выполняемые работы и сокращает нагрузку на технику.
Рассматриваемая методика чаще применяется в промышленных масштабах, нежели для создания водоносных каналов на участках частных домов, поскольку использование системы предполагает доставку и монтаж сложного оборудования, что не всегда уместно и достаточно неудобно.
Видео об особенностях выбора труб для бурения скважин:
Подбор по диаметру
Диаметр обсадной трубы для скважины на воду – важнейшая характеристика, без подсчета которой не начнется процедура бурения. Его значение напрямую завит от расхода воды в пик потребления – то есть, когда все возможные потребители задействованы на объекте:
- Кухонный кран.
- Душ.
- Стиральная и посудомоечная машина.
- Санузел.
- Система полива огорода и т. д.
Согласно нормативным данным, минимальная подача воды из бытовой скважины имеет значение примерно 700 литров в час. Далее, если предположить, что в пик нагрузки потребуется 5000 литров воды в час, то в соответствии с рекомендациями производителей необходимо устанавливать насосное оборудование с рабочим диаметром в 10 см.
Для расчета внутреннего диаметра обсадной трубы необходимо к рабочему диаметру насоса прибавить удвоенное расстояние от стенок обсадки. Если допустить, что оно равно 5 мм (диаметр насоса должен быть чуть меньше внутреннего диаметра обсадки), то получится = 100 + 5х2 = 110 мм. И это только внутреннее значение параметра. Внешний диаметр трубы для скважины на воду будет получен прибавлением к нему удвоенной толщины стенок самой трубы. Если она, к примеру, равна 6 мм, то получится = 110 + 6х2 = 122 мм. Отверстие же пробуриваемого канал всегда чуть больше диаметра обсадки.
Технология обсадки
Обсадка скважины осуществляется с помощью бурильной установки по следующей технологии:
- На начальном этапе пробуривается канал большего, чем необходимо для диаметра – на глубину не менее 5 метров.
- Далее устанавливается бур меньшего размера, бурение продолжается до достижения водоносного слоя.
- При появлении воды в тоннель устанавливаются герметично соединенные сегменты трубы.
- По достижении необходимой глубины погружается насосное оборудование.
- Выполняется наладка и проверка работы скважины.
Важно! Процедура бурения должна проходить равномерно, а обсадка опускаться беспрепятственно. В обратном случае труба для скважины во время монтажа подвергнется перенапряжению, что в дальнейшем приведет к разрыву материала и засорению скважины.
От чего зависит дебит скважины?
Основной параметр, определяющий дебит водного источника – уровень насыщенности водоноса, а не размер обсадной колонны. Поэтому условием, имеющим важность для постоянного дебита, является бурение на более глубокий водоносный горизонт.
Для этого необходимо обратиться в буровую компанию, в распоряжении которой есть вся актуальная информация о глубинах залегания горизонтов с водой и нюансы правильного бурения и оборудования автономной системы.
Коротко о главном
Обсадная труба в скважине выполняет следующий ряд задач:
- Удерживает стенки от разрушения.
- Защищает от протекания в скважину внешних вод.
- Предотвращает ее засорение.
- Сохраняет скважину от разрушения и сдавливания массами грунта.
В решении вопроса о том, какие обсадные трубы лучше для скважины – пластиковые, асбестоцементные или стальные, необходимо исходить из глубины бурения, эксплуатационных условий и стоимости работ. При выборе обсадной трубы следует учитывать не только тип материала и его свойства, но также способ соединения ее сегментов и диаметр, рассчитываемый по пиковому расходу потребления воды. Процедура обсадки производится специализированными компаниями с помощью спецтехники по плану разработанной технологии.
