Выбор труб для скважины: обзор и сравнение всех видов

Новости СМИ2

При подготовке к организации частного водоснабжения важно разобраться в технологии бурения скважины и всех связанных с ней деталях.
Выбор защитной оболочки – один из важных этапов создания автономной системы подачи воды.

Скважина решает множество задач и во многом определяет срок службы автономной системы водоснабжения. При значительных затратах на ее устройство не хотелось бы тратиться на решение проблем с качеством воды.

На этапе проектирования важно ответственно подойти к выбору обсадной колонны. Мы расскажем, какие трубы оптимальны для скважины, какой материал и тип соединения сегментов ствола предпочтительнее в каждой ситуации. Эти знания помогут избежать покупки неподходящего товара.

Требования к скважинному стволу

Обустроить личный источник чистой воды — дело дорогое и хлопотное. Вложив деньги в бурение скважиныКаждый владелец загородного участка или дома стремится к получению длительного эффекта.

Длительность эксплуатации, давление скважины и качество извлекаемой воды зависят от свойств труб, применяемых при создании обсадной колонны.

Во время бурения в земле создается канал для размещения насосного оборудования. Чтобы изолировать вертикальный ствол от породы, опускают обсадные трубы. Место между землей и стенками канала заделывается бетоном или смесью из гравия и песка.

Трубопровод для подачи воды выполняет несколько важных функций.

защищает стенки траншеи от обрушения в скважинное пространство;
обеспечивает целостность скважины при давлении и подвижках грунта;
препятствует загрязнению— загрязнению ствола не очищенными сточными и грунтовыми водами.
предупреждает заиливание скважины.

Во время бурения в одну трубу обсадная колонна служит и эксплуатационной, собирая воду из пласта, которую насос поднимает наверх.

Бурение скважины на даче для полива и хозяйства обычно ведется в одну трубу. При устройстве скважины для питьевой воды в стволе предусматриваются две трубы — обсадная и фильтрующая.

Трубы, используемые при обустройстве водозаборной скважины, составляют её ствол, устанавливаемый при формировании выработки.

Скважина, пройденная до песчаного горизонта, сооружается с использованием двух труб. Внешняя труба выполняет роль обсадной конструкции и препятствует обрушению пород в выработке. Внутренняя труба фиксирует фильтр, который служит начальным звеном системы фильтрации.

Обсадные трубы монтируют в процессе бурения при погружении в почву бурового инструмента.

В домашних хозяйствах чаще всего устанавливают трубы из пластика или стали. При создании системы для отбора питьевой воды трубы должны быть специального назначения – водозаборного класса.

Вне зависимости от применяемой установки бурение, проходка и обсадка выполняются различными трубами.

Поскольку обсадной трубой не бурят, а лишь укрепляют стенки выработки, к прочности предъявляются умеренные требования.

Важным при выборе скважины является ремонтопригодность труб. По этой причине часто стальную обсадку, превосходящую пластик по прочности, дополняют пластиковой внутренней трубой с фильтром, так как та не подвержена коррозии и зарастанию илом.

Единственное исключение из общих правил бурения — абиссинский колодец. При бурении стальной трубой буровая колонна остается в земле и выполняет функцию обсадки. При использовании пластика выработка проходит полностью шнеком, после чего устанавливают пластиковую колонну.

Трубам предъявляются строгие требования по качеству и материалу.

высокая прочностьИ устойчивость к деформации на протяжении всего периода использования (примерно двадцать лет).
полная герметичность стенок и соединений;
невосприимчивость к коррозиии отрицательному влиянию химически активных элементов;
экологичностьМатериал не должен изменять состав добываемой воды.
прямолинейность эксплуатационной колонны.

В стандарте допускается отклонение по длине обсадных труб до 0,7 мм на каждый метр.

Для канала повышенной точности предельно допустимое отклонение ровности составляет 0,5 мм при диаметре трубы от 108 до 146 мм и 0,3 мм – для труб диаметром 33,5-89 мм. Информация рассчитана на 1 метр трубы.

Параметры выбора обсадной колонны

Существует множество способов бурения, и ни один из них не является абсолютно правильным. организации скважины определяется в индивидуальном порядке.

Учитываются многочисленные показатели: состав почвы, глубина залегания грунтовых вод и водоносного горизонта. параметры насосного оборудованияКачество воды, диаметр и глубина скважины.

Проектировать скважину рекомендуется обратиться в специализированную компанию. Работники проанализируют все показатели, предложат наиболее подходящую конструкцию и рассчитают продуктивность скважины, принимая во внимание уровень воды при статике и динамике.

Каждая буровая фирма представит свой проект и посоветует наилучший вид труб. Заказчик самостоятельно выбирает обсадную колонну.

Исполнительская организация в первую очередь защищает свои интересы, из-за чего решение может быть субъективным. Некоторые исполнители специализируются на определенном типе скважинных систем и предлагают вариант, выгодный именно им.

Лучше всего решить вопрос о выборе трубы для скважины заранее, взвесив все плюсы и минусы, а затем обратиться к специалистам.

При принятии решения необходимо учитывать основные параметры выбора водоподъемной трубы.

Материал изготовления.Этот показатель устанавливает пределы расходов на монтаж, прочностные характеристики при воздействии нагрузки от пластика, возможность ремонта и срок службы скважины.
Способ стыковки элементов колоны.Выбор метода обусловлен материалом трубопровода, глубиной бурения и диаметром обсадной колонны. Соединение должно быть полностью герметичным, чтобы качество воды не ухудшилось со временем, и насос, а также скважина в целом, не вышли из строя.
Диаметр трубы.Расчёт производят, принимая во внимание максимальный расход воды за сутки.

Диаметр подводящего трубопровода влияет на производительность скважины — чем больше диаметр, тем выше производительность.

Эксперты советуют применять трубы диаметром не менее 110 миллиметров. Такие размеры подходят для достаточного расхода воды из скважины и упрощают подбор погружного насоса.

Типы материалов и их характеристики

Скважинные трубы изготавливают из металла, асбестоцемента или пластика. Деревянные изделия применяют крайне редко при организации водозабора – несмотря на экологичность, обработанные защитными составами, они подвержены влажности грунта и деформации.

Вид #1 — прочность и долговечность металла

Существуют два типа металлических подводящих труб.

чугунные;
Металлические, которые могут быть эмалированными, оцинкованными или из нержавеющей стали.

Чугунные трубы практически не используют для обсадных работ. Среди металлических труб это наименее дорогостоящий вариант, но материал слишком хрупкий и тяжёлый.

Установка труб из чугуна затруднена, поэтому многие фирмы предпочитают другие материалы. Обеспечить целостность и герметичность такой конструкции сложно: колебания почвы могут привести к появлению трещин в трубе.

Сталь является традиционным и испытанным веками материалом для обсадных колонн, почти полностью удовлетворяя требованиям к скважинным трубам.

Продукция из чёрного металла надёжно противостоит нагрузкам при бурении скважин различной глубины, вне зависимости от характеристик почвы.

Толщина стенок составляет 5-6 миллиметров, а срок эксплуатации около пятидесяти лет. Скорость коррозии стального полотна равна 0,1 мм в год, что определяет долговечность.

Аргументы в пользу труб из стального проката:

жесткость конструкцииЭтот материал подходит как для пробуривания мелких скважин (глубина 50 метров), так и для глубокого бурения (до 300 метров).
точная осевая центровка сборки и надежность межтрубных стыков;
стабильность материалаСталь безопасна для воды, так как при взаимодействии с ней не выделяет опасных соединений.
возможность обслуживанияИз-за прочности и устойчивости к вибрациям в закреплённой обсадной колонне возможна очистка скважины, а также бурение при заиливании или засорении.

Основной недостаток стальной магистрали – дороговизна металла. Производители более доступных вариантов, рекламируя собственную продукцию, указывают и на другой минус стали – коррозию.

Многие считают, что возникшие загрязняющие факторы снижают качество воды и увеличивают концентрацию железа в ней. анализы воды из скважин показывают, что это миф.

Ржавчина нерастворима в воде. Окисленный металл может задерживаться даже бытовым фильтром. Неприятностью из-за ржавчины может стать поломка насосного оборудования, предназначенного для чистой воды.

Стальной металлопрокат с антикоррозийным покрытием стоит дороже стандартных труб, однако эксплуатационные характеристики материалов заставляют усомниться в оправданности такой надплаты.

Эмалированные трубыЭтот слой защищает от коррозии, но из-за хрупкости легко пострадает во время обсадки. Сколотый материал и микротрещины на эмали станут началом образования ржавчины.

На поврежденных участках может возникнуть сквозная коррозия из-за более тонкого металла, применяемого в производстве эмалированных труб.

Эмалированная труба соответствует санитарным нормам и не влияет на вкус воды. Недостаток материала — затрудненная очистка трубы из-за хрупкости эмали.

Оцинкованный трубопроводПри частых попаданиях воды, на стенках трубы формируется оксид цинка, который вреден здоровью. Оцинковка подходит только для обустройства технических скважин.

Оцинкованные трубы стандартной толщины (2-2,5 мм) могут оказаться недостаточно прочными для обеспечения жёсткости конструкции.
Из-за этого трубопровод может деформироваться под воздействием движений почвы.

Нержавеющая стальМатериал обладает качествами стального проката, но стоит дороже. Характерным свойством нержавеющей стали является устойчивость к коррозии, увеличивающая срок службы.

Выбор между нержавеющей сталью и трубной сталью зависит от бюджета и цели эксплуатации скважины.

Металлическая труба для подачи воды из артезианской скважины выгодна при её частой эксплуатации.

Для временных, песчаных путей лучше использовать простые материалы.

Вид #2 — коррозийная стойкость асбестоцемента

Трубы из асбестоцемента, применявшиеся в системе водоотведения на протяжении более семидесяти лет, выдержали испытание временем.

Материал обладает рядом достоинств.

асбоцемент абсолютно не подвергается коррозии;
Материал состоит из компонентов, которые не реагируют друг с другом.
неограниченный срок эксплуатации – более 60-70 лет;
невысокая стоимость.

Несмотря на свои достоинства, асбестоцементные изделия сейчас не часто применяют при проектировании водозаборов.

Главный минус асбестоцемента — ломкость. Для усиления стенку трубы делают шире, что ведёт к увеличению массы и необходимости копать более глубокую яму.

Недостатки асбоцемента заключаются в:

Сложности монтажаВозведение магистрали, требующей большой точности, необходимо проводить высококвалифицированными специалистами с применением подъёмных механизмов.
Отсутствие резьбыСекции магистрали скрепляются непосредственно – достичь полной герметичности соединений без резьбы сложно.
Сомнительная безопасностьВ волокнах асбеста якобы присутствует хризотил, способствующий развитию раковых заболеваний. Но подобное положение пока не подтверждено экспериментально.
Затрудненная чисткаБетон, имея пористую структуру с микротрещинами, собирает в себе грязь. Для проведения эффективной очистки стен обсадной колонны требуется полное удаление воды из скважины.

После монтажа асбестоцементной обсадной колонны в скважине невозможно проводить дальнейшие буровые операции.

Материалы, из которых сделаны трубы, не подходят для «песчаных» источников добычи воды. Такие трубы можно использовать для артезианских скважин глубиной до ста метров.

Вид #3 — износоустойчивый и доступный пластик

Недавно рынок труб для обсадки расширился за счет появления пластиковых вариантов. Новые технологии позволили им составить достойную конкуренцию традиционным стальным трубам.

Сравнительные преимущества элементов из полимеров:

Пластик не подвержен коррозии, даже при длительном контакте с влажной средой.
Долгое время сохраняют форму и прочность.
не влияют на состав питьевой воды;
Материал не способствует росту вредных бактерий.
Установка и транспортировка просты из-за малого веса.
Для сборки колонны можно использовать резьбовое соединение, гарантирующее полную герметичность стыков.
Эксплуатационные расходы меньше, если использовать скважину с пластиковыми трубами, потому что она стоит существенно дешевле металлической или асбестоцементной обсадки.

Ожидаемый срок эксплуатации водопровода из полимера составляет приблизительно 50 лет. Основанием для такого расчёта служит коррозийная инертность материала.

Главным недостатком пластика является малая прочность. Из-за этого применять полимерные трубы можно только в одиночных скважинах глубиной до 50 метров или в двойных как внутреннюю оболочку.

Пластик подвержен колебаниям температуры и механическим нагрузкам, что ставит под сомнение его использование в конструкциях.

Производство водозаборных труб из полимеров осуществляется с использованием различных материалов, таких как непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ), морозостойкий полипропилен (МПП) и полиэтилен низкого давления (ПНД).

Выбор подводящей трубы для скважинного насосаПроводится по показателям полимеров.

НПВХ-трубы обладают высокой прочностью, модуль упругости которых достигает 3000 Мпа. Изделие диаметром 12,5 см при заглубления на 30 метров выдерживает нагрузку свыше 5 тонн. Обсадные работы скважин НПВХ-колонной возможны практически на всех видах грунта.

Детали из непластифицированного поливинилхлорида плохо переносят мороз. Для решения этой проблемы устанавливают нагревательный кабель в скважине.

Полимерные трубы МПП и ПНД обладают хорошими показателями морозостойкости, но их плотность часто недостаточна для использования в качестве самостоятельной обсадной колоны. В большинстве случаев такой пластик применяют как эксплуатационную трубу при двухколонном обустройстве скважины.

Элементы магистралей из пластика соединяются различными способами. Сварочным методом скрепляются трубы из ПП. Для магистралей из других полимеров применяют раструбное или резьбовое соединение.

Вид #4 — комбинированный трубопровод

Для уменьшения коррозии и повышения качества подаваемой воды некоторые буровые организации рекомендуют обустройство скважин по этой технологии. «труба в трубе».

В стальной трубе устанавливают пластиковый канал из пищевого полимера ПНД.

Преимущества комбинированного метода:

Защита от загрязненийПластиковая труба служит преградой между водой и сталью обсадных труб – в магистраль поступает меньше ржавчины, вредной для насосной установки.
РемонтопригодностьПри поломке труб из полимера их можно заменить новыми, не нарушая целостности обсадных колонн.
Возможность последующего углубления скважиныПри необходимости пластиковый рукав извлекается, в нем делается новое отверстие, а полимерная магистраль монтируется вновь, опираясь на новый уровень.

Технология «труба в трубе» обеспечивает высокое качество. обслуживать скважину– систематически проводить очистку и оперативно заменять фильтр.

Пластиковая рабочая труба чаще всего прокладывается через известняк и погружается в водоносные пласты. Это исключает контакт стали с водой, предназначенной для питья. Увеличение расходов на проект – недостаток двойной магистрали.

Какая конфигурация колонки предпочтительнее?

Требования к обсадным трубам и методам соединения сегментов скважинной колонны изложены в ГОСТе 632-80. Допустимо применять различные методы сборки.

Тип трубы определяется способом соединения и этот вопрос следует решить ещё на этапе проектирования скважины.

№1 — неразъемный контакт труб под сварку

Сварочный метод соединения трубных элементов признаётся самым прочным, но некоторые буровые компании оспаривают его главную особенность в современном контексте.

Аргументы против использования сварки:

вероятность недостаточной герметичности сварочного шва;
Возможна опускание трубы по вертикали, что усложнит установку столба в скважину.
недостаточная коррозийная защита шва.

При высокой квалификации сварщика перечисленные дефекты отсутствуют. Большинство строительных конструкций (мосты, фермы, нефтепроводы), как правило, сварены из стали.

Качественная работа нуждается в сварочном оборудовании и профессиональном сварщике. Это увеличивает затраты на выполнение заказов, снижая прибыль и конкурентные преимущества организации.

Защитная обмазка в сварочных электродах способствует легированию сварного шва, что усиливает металл и повышает стойкость соединения к коррозии.

№2 — водоподъемные каналы с резьбой

При обсадке скважин металлопрокатом 90% буровых компаний применяют резьбовое соединение, ссылаясь на стандарты ГОСТа. Однако менеджеры организаций порой упускают из виду, что нормы актуальны для труб диаметром от 146 мм и толщиной стенки не менее 6 мм.

Применение резьбовых соединений снижает продолжительность эксплуатации обсадных колонн.

При толщине трубы 4,5 мм размер резьбы не всегда достигает 1,2-1,5 мм. С учетом скорости коррозии (0,1 мм в год), можно предположить, что через 12-15 лет на месте стыка труба разрушится.

Резьбовое соединение на пластиковых трубопроводах — самый надёжный способ монтажа.

Существуют различные способы соединения полимерных труб.

НиппельноеРезьбу создают внутри пластмассовых труб. Две детали соединяют посредством ниппеля с наружной резьбой. Диаметр паза не меняется.
МуфтовоеТруба снабжена наружной резьбой с обоих краев. Соединение выполняется при помощи накладной муфты, расширяющей размер прохода.
Раструбное резьбовоеКонструкция предусматривает элементы с резьбой как снаружи, так и внутри – соединение выполняется без вспомогательных деталей.

При сборке по раструбу допускается небольшое увеличение диаметра в зонах сочленения.

Раструбный способ соединения труб без резьбы в скважинах неприменим, так как контроль установки одной трубы в другую затруднителен. Соединения не гарантируют требуемой герметичности колонны и со временем образуются оседания.

Напорный или безнапорный трубопровод?

Единственно верный вариант – применение напорных труб, так как только они могут выдерживать двустороннее давление: с внешней стороны на стенки колонны действует плавучесть грунта, а изнутри – водяной напор.

Обустройство напорной магистрали защитит водоносную систему от неисправностей. При подборе водонапорной трубы необходимо сравнить ее рабочее давление с расчетным дебитом скважины.

Видео-обзоры помогут выбрать оптимальный способ обсадки скважины.

Выводы и полезное видео по теме

Оценка прочности резьбовых соединений на трубах из сшитого поливинилхлорида.

Анализ стальных труб с соединениями типа сварка и резьба.

Испытание труб из металла и пластмассы на прочность.

Для дома с круглогодичным проживанием, где скважина — единственный источник питьевой воды, необходимо позаботиться о надежности и стабильности водонапорной системы.

Лучшим выбором станет двухтрубная колона из стали и пластика. Для неглубокой шахты при создании временной скважины подходит полимер.

Ищете трубу для скважины? Поделитесь своим мнением и вопросами в комментариях ниже.