Внутренний диаметр обсадных труб для скважин

Обсадная труба предназначена для того, чтобы уберечь внутреннюю поверхность скважины от осыпания. При этом защита будет качественной только в случае плотного прилегания внешних стенок трубы и скважины, а значит, диаметр обсадных труб должен быть тщательно подобран под размер пробуренного отверстия, то есть под диаметр скважины на воду.

обсадные трубы

Как правило, размеры обсадных труб зависят от того, какого типа скважина ими оборудуется. Возможны следующие варианты:

• скважина "на песок" глубиной не более 30 метров для водоснабжения небольшого загородного дома или дачи – в этом случае обычно применяются пластиковые обсадные трубы диаметром 125 и 170 мм;
• известняковые или артезианские скважины для обеспечения водой целых поселков или городских микрорайонов – здесь в зависимости от вида насоса, который будет устанавливаться, используют обсадные трубы диаметром 90, 110, 125, 159, 170 мм;
• скважины для добычи нефти или газа – применяются обсадные трубы специальных размеров, соответствующих габаритам оборудования, которое будет установлено внутри них.

В любом случае диаметры трубы для скважины на воду рассчитываются на основе характеристик того погружного насоса, который планируется использовать.

Оптимальный диаметр для обсадной трубы

Автономное водоснабжение частного дома базируется на сложной технологической системе, состоящей из скважины на воду и большого комплекса водоподъемного оборудования. Для достижения действительно качественной и бесперебойной подачи воды в течение длительного времени решающим может оказаться каждая составляющия этой системы. Рассмотрим такой важный параметр скважины, как ее диаметр.

Первым шагом в создании водозаборного узла будет бурение скважины на воду, поэтому нам потребуется буровая установка. Бурение происходит роторным, то есть вращательным способом с применением буровых штанг и обсадных труб. Буровые штанги передают на буровое долото вращательное усилие, а обсадные трубы изнутри укрепляют стенки скважины, препятствуя их осыпанию. Только после обсадки скважины происходит дальнейшее обустройство скважины. Для дополнительной герметизации и защиты водозаборной части скважины, располагающейся в самом низу в водоносном горизонте, пространство между грунтовой стенкой и внешней поверхностью обсадной колонны может быть заполнен специальным раствором. Диаметр обсадных труб выбирается с учетом диаметра пробуренной вертикальной выработки.

Из каких материалов делают обсадные трубы?

Выбор материала зависит от условий использования и поставленных задач. В некоторых случаях можно использовать даже трубы из особых крепких пород дерева. Но специфика организации индивидуального водоснабжения в наше время в основном использует следующие материалы:

три типа обсадных труб – сталь, пластик, асбоцемент

Как видим, для одной и той же цели — подать воду из скважины в дом — можно использовать очень разные материалы. Очевидно, что это связано с различными требованиями к системе водоснабжения, к ее цене и надежности.

Требования к обсадным трубам

Важнейшие характеристики обсадной трубы, кроме материала, из которого она сделана, это диаметр и толщина стенки. Также важен такой параметр, как прямолинейность трубы. Очевидно, что при большой длине (точнее, высоте) обсадной колонны повышенная кривизна труб затруднит их опускание в скважину и крепление между собой. Поэтому допустимым отклонением от прямолинейности для обсадной трубы длиной несколько метров в индивидуальной системе водоснабжения можно считать значение 0,7 мм на 1 м. Для более точных систем требования жестче: 0,5 мм на 1 м для труб диаметром 108-146 мм, и 0,3 мм на 1 мм для труб диаметром 33-89 мм.

Важен ли диаметр обсадной трубы при организации качественного водоснабжения? Конечно, ведь это одна из составляющих, определяющих производительность системы, то есть то количество воды, которое Вы сможете получить в единицу времени. Зависимость очевидная: скважина с большим диаметром сможет подать в систему больший объем воды. К тому же мощному насосу требуется больше места для размещения, то есть труба не должна быть слишком узкой.

промышленное производство обсадных труб

Оптимальный выбор диаметра обсадной трубы выбирается на основании результатов расчета водопотребления. При этом обязательно учитывается не только Ваши ежедневные усредненные потребности в воде, но и редкие пиковые расходы — например, приехали гости.

Максимальный расход воды

Пиковый расход показывает максимальный объем водоотдачи, на которую способна Ваша система водоснабжения. С учетом этого параметра можно выбрать диаметр трубы и мощность насоса. Давно определена оптимальная производительность скважины, способная решить задачи водоснабжения для большинства семей, постоянно проживающих за городом. Это 3 м куб/ч, что соответствует 4-5 одновременно открытым кранам при давлении воды 5 атмосфер. Диаметр скважины — точнее, внутренний диаметр обсадной трубы — при этом обычно составляет 133 мм. Воды может понадобится больше, тогда к Вашим услугам труба диаметром 159 мм и объем воды от 4 до 8 м куб/ч.

Объем подаваемой воды зависит не только от пропускной способности трубы, но и от производительности насоса. Поэтому, если Вы точно знаете, что через пару лет потребность в воде возрастет, выбирайте такой диаметр обсадной трубы, чтобы в нее можно было опустить мощный насос увеличенного диаметра.

Выбираем диаметр трубы

Как мы уже сказали, диаметры обсадной трубы и скважинного насоса связаны между собой, а вместе они связаны с объемом воды, который необходимо подвести к потребителю на загородном участке. Например, насос диаметром 3 дюйма (76 мм) сможет обеспечить Вас водой объемом 3 м куб/ч, для его установки потребуется обсадная труба диаметром не меньше 89 мм. Насос диаметром 4 дюйма (102 мм) даст воды 5 м куб/ч, диаметр обсадной трубы должен быть не меньше 112 см.

электросварные трубы разных диаметров

Очевидно, что опускать насос диаметром 102 мм в канал обсадной колонны диаметром 112 мм (то есть с зазором всего 5 мм) на глубину 100 или 200 м как минимум рискованно. Небольшой перекос заклинит насос в трубе и вытащить его будет очень сложно, если вообще возможно. Поэтому в реальности столь большой ассортимент обсадных труб с разным диаметром не используется и шаг при выборе диаметра обсадной трубы для артезианской скважины выглядит так: 133 мм, 159 мм, 168 мм. Специалисты рекомендуют использовать эти диаметры.

Меньшие диаметры могут использоваться в неглубоких неартезианских скважинах и других источниках воды. При этом насос может быть не только погружной, но поверхностный. То есть в обсадную трубу опускается шланг от насосной станции.

Материал обсадной трубы

Дешевые пластиковые и асбоцементные трубы не годятся для глубоких скважин, имеют высокую хрупкость при сдавливании обсадной колонны слоями грунта. Асбоцементные трубы очень тяжелы, что усложняет доставку и монтаж, плохо герметизируются на стыках. Считается, что соединения асбеста оказывают вредное влияние на здоровье.

Толстостенная пластиковая труба может быть использована в качестве обсадной только на небольших глубинах и в прочных грунтах, где нет подвижек грунта. Материалом для таких труб могут быть полипропилен (ПП), непластифицированный поливинилхлорид (нПВХ) и полиэтилен низкого давления (ПНД). В отличие от опасного для здоровья асбеста указанные полимеры относятся к пищевым, то есть научно подтверждена их безопасность для человека при контакте с питьевой водой или пищей.

стальная цельнотянутая обсадная труба

Лучшим вариантом для артезианской скважины является стальная труба со стенкой толщиной 4-5 мм, с резьбовым соединением, способная противостоять давлению пластов и коррозии в течении длительного времени — до 50 лет. Стальная цельнотянутая очень прочная, но и очень дорогая. Для решения повседневных задач вполне хватит сварной стальной трубы. При этом цена шовной трубы значительно ниже, чем бесшовной.

Рекомендуем собственную разработку компании БИИКС – шовную стальную трубу с бесшовными резьбовыми наконечниками. Имея стоимость сварного варианта, такая труба в самых ответственных местах – на резьбовых стыках – прочна, как бесшовная.

Двойная обсадка типа «сталь+пластик» даст Вам еще большее преимущество, при котором срок службы скважины теоретически может увеличиться в 2 раза. В сочетании с правильно выбранным диаметром такая обсадная труба станет надежной основой для системы автономного водоснабжения загородного дома.

Обсадная труба является важной деталью во время обустройства автономной системы водоснабжения. Ее применяют, чтобы укрепить стенки гидротехнического сооружения, увеличить их срок эксплуатации, повысить качество получаемой воды.

Обсадные трубы применяют для скважин, через которые добывают воду из недр Земли. Но прежде, чем выбрать такие системы, необходимо разобраться с материалами, из которых их изготавливают, определить размер для монтажа.

По бурению скважин применяют обсадные трубы.

Определение и назначение обсадной трубы

Обсадной называют специальную трубу, которая имеет кожух с армированием. Она используется, чтобы укреплять внутренние стены скважины. Часто глубокая конструкция предполагает использование и установку нескольких функциональных деталей, которые между собой герметично закрепляются. Получается 1 обсадка по всей длине скважины.

Толщина стенок такой колонны зависит от используемого материала, а также от типа гидротехнического сооружения, где она будет вмонтирована.

У бетонных и металлических изделий диаметр, толщина стен намного больше, чем размеры пластиковых. На 1 конце располагается муфта. Она применяется, чтобы выполнять герметичное соединение 2 деталей. На второй части располагается кольцо, которое надежно защищает резьбу и предотвращает любые ее поломки.

Обсадные конструкции для скважин обладают следующими габаритами:

1. Длина: минимум 3, максимум 13 м, при этом классическим вариантом является 8 м.
2. Толщина стенок: минимум 0,5, максимум 1,6 см, но универсальным вариантом считается 1,2 см. Изделия бывают толстостенными и тонкостенными.
3. Диаметр внутренний: минимум 6,5, максимум 42,5 см.
4. Диаметр наружный: минимум 8, максимум 45 м.

Обсадную трубу применяют для укрепления стенок скважины.

Дополнительно для труб из металла пишется категория прочности.

Обсадные колонны, используемые в скважинах, должны выполнять следующие задачи:

1. Поддерживать целостность всей конструкции во время ее срока службы. Колонны должны быть прочными, устойчивыми к деформациям, сдвигам грунта, различным повреждениям.
2. Поддерживать полную герметичность, чтобы предотвращать попадание вод из грунта внутрь конструкции и не допускать проникновения грязи в источник.
3. Сдерживать питьевую воду из прослоек в обсадке.
4. Защищать конструкцию от повышенного грунтового давления.
5. Защищать насос и прочее оборудование внутри колоны от различной грязи.

Чтобы герметизация была максимальной, специалисты советуют выбирать изделия с типом соединения в виде резьбы.

Разновидности труб для обсадки скважин

Качество скважины во многом зависит и от материалов, которые используются для производства таких конструкций.

Применяют следующие варианты: пластик, древесина, металлы, асбестоцемент. Сложно однозначно определить, какие трубы буду лучшими для обустройства скважины. Выбор такой детали зависит от технических характеристик, климатических условий, производительности, диаметра точки забора воды, параметров насоса и прочего оборудования. Все это влияет на требования к обсадным трубам.

Обсадные трубы из металла

Трубы для колонны обсадки могут быть выполнены из следующих материалов:

• чугун;
• сталь;
• нержавеющая сталь;
• оцинкованное покрытие;
• эмалированное покрытие.

Стальные изделия являются самыми востребованными. Это наиболее практичный вариант для создания колонны.

Изделия соответствуют всем требованиям и условиям, которые предъявляются к такому элементу конструкции. Стальные трубы используют в артезианских скважинах, когда происходит бурение через песчаные либо известняковые почвы.

Трубы из металла считаются самыми практичными.

К преимуществам стальных обсадных систем относится следующее:

1. Повышенная устойчивость к износу, деформациям, повреждениям. Изделие обладает высокой прочностью.
2. Наличие соединения посредством резьбы, чтобы герметичность конструкции была максимальной.
3. Срок службы продолжительный. Он составляет 50 лет для изделий, у которых стенки в толщину по 0,6 см.
4. Наличие возможности очищать скважину бурильным оборудованием, если дно заиливается.
5. Подача воды для питья без сбоев в течение всего периода эксплуатации оборудования.

Но вместе с тем необходимо помнить и о недостатках стальных обсадных конструкций, это:

1. Возможность возникновения ржавчины и соответствующего осадка в воде.
2. Сложность в самостоятельном осуществлении монтажа из-за того, что у толстостенных изделий вес большой.
3. Учет затрат на расходные материалы.

Трубы с эмалированной поверхностью тоже являются склонными к ржавчине, которая возникает, если эмаль повреждается либо само изделие деформируется. У оцинкованных труб срок эксплуатации длительный, но они часто загрязняют источник воды оксидом цинка.

Обсадные трубы из асбестоцемента

Изделия из асбестоцемента активно применяются для создания различных гидротехнических сооружений благодаря их низкой стоимости, стойкости к агрессивному влиянию химических соединений.

К преимуществам таких обсадных систем относится следующее:

• устойчивость к возникновению ржавчины;
• небольшая цена, доступность;
• безопасность;
• практичность;
• долгий срок применения – до 65 лет.

Трубы из асбестоцемента применяются в самых разных областях строительства.

Несмотря на то что асбестоцементные трубы для обсадки обладают множеством достоинств, необходимо учитывать и их ограничения:

1. Монтаж своими руками осуществлять сложно. Требуется дорогое оборудование подъемного типа.
2. Материал является хрупким.
3. Отсутствует резьба для фиксации изделий. Их соединять придется посредством стыка. А такой метод не может гарантировать полную герметизацию всей конструкции.
4. Сложно чистить и обслуживать детали. Бетонное основание является пористым, из-за чего на нем накапливается много грязи. Чистить поверхности стен разрешается только после полного осушения источника воды.

Запрещено использовать асбестоцемент для артезианских скважин, которые проходят в почве известнякового типа.

Обсадные трубы из пластика

Обсадные трубы из пластика стали конкурентами традиционным изделиям из бетона и стали. Их делают из ПВХ, полиэтилена НД и полипропилена.

Пластиковые обсадные трубы обладают следующими положительными характеристиками:

• долгий срок эксплуатации материала;
• устойчивость к негативному влиянию солей и прочих химических соединений;
• устойчивость к появлению ржавчины;
• простота установки конструкции, так что каждый сможет выполнить это собственноручно;
• высокая герметизация конструкции за счет использования соединения в виде резьбы;
• малый вес деталей;
• невысокая стоимость, доступность.

В пластиковых обсадных трубах вода для питья из скважины не будет менять свой химический состав. Кроме того, в ней не развивается патогенная микрофлора.

Но необходимо помнить, что такие обсадные трубы используют для обустройства скважины в почвах песчаного типа и при этом их глубина не должна быть больше 55 м. Еще такие пластиковые конструкции подойдут для колонн с фильтрованием.

Пластиковые трубы наиболее распространенный вариант при бурении скважин.

Что касается недостатков подобных труб для обсадки, то они склонны к повреждениям, деформациям и восприимчивости к низкой температуре.

Расчет диаметра трубы для обсадки

От того, насколько правильно подобраны трубы с соответствующим диаметром, зависит эффективность работы всей скважины и ее производительность. Чем больше размеры обсадной колонны, тем выше дебит источника воды.

Для этого вычисляют затраты жидкости при максимальных нагрузках. Нормы ее расхода составляет за час около 0,7 куб. м. Она может применяться для бытовых и хозяйственных целей.

Во время вычисления требуемого диаметра обсадной трубы учитывают размер, тип и производительность насоса и подключаемого к нему оборудования. Например, если затраты составляют 4 куб. м в единицу времени, то рекомендуется использовать оборудование, у которого диаметр 80 мм. Этот показатель максимально допустимый.

К показателю диаметра, который есть у оборудования с насосом, необходимо прибавлять еще 0,5 см. Это дистанция, которая должна быть от поверхности насоса до самой обсадной трубы. Также требуется добавить еще 0,5 см, что представляет собой саму толщину стен обсадки.

Чтобы определить внутренний диаметр обсадной трубы, необходимо использовать как раз такую формулу. Например, если насос составляет 9 см, то к нему нужно добавить еще 1 см. Получается 10 см (100 мм). Но при этом, учитывая размер стенок (0,5 см), диаметр трубы будет 110 мм, т. к. необходимо прибавить 10 мм.

Обсадные детали производятся по 8,9, 10,8, 11,4, 12,7, 13,3 см.

Устройство обсадки для скважины

Колонна обсадки для гидротехнического сооружения отличается соответствующим строением.

Она включает следующие детали:

1. Фильтр в начале. Он очищает питьевую воду от песчаных и глинистых включений. Для его создания применяют проволоку либо сетку из нержавеющего материала.
2. Фильтр на дне. Он выполнен из гравия. Предназначен защищать точку забора жидкости от грунтовых вод и грязи, которая может попадать в питьевую воду из более низких прослоек.
3. Герметичный оголовок. Он защищает скважину от негативного влияния наружных факторов окружающей среды.

Большое количество труб, которые представлены на строительном рынке, позволяет выбрать максимально подходящий вариант, который будет обеспечивать долгий период эксплуатации скважины.

Скважина – это источник воды на дачном участке либо возле частного дома. Это дает возможность получать воду в автономном режиме и не быть зависимым от центрального водоснабжения. Для того чтобы пробурить скважину, используется специальное оборудование, которое включает в себя буровую установку, штанги и обсадные трубы. Диаметры обсадных труб для скважин могут быть разными и зависеть только от того, какой будет диаметр скважины.

Виды устройства скважины: на песок, на известняк.

Обсадная труба необходима для того, чтобы в процессе бурения скважин не происходило осыпание грунта внутренних стенок. Она устанавливается в отверстие скважины, затем между ней и стенкой заливается бетонный раствор. Только после того, как обсадная труба установлена, происходит дальнейшая установка оборудования.

Диаметр трубы подбирается в зависимости от того, каких размеров само отверстие.

Материалы

Для бытового предназначения изготавливаются разные типы обсадных труб. В зависимости от назначения выбирается необходимый вариант, который подойдет к тому или иному случаю. Сегодня обсадные трубы изготавливаются из таких материалов:

• металл – сталь или чугун;
• древесина;
• асбестоцемент;
• пластик

Следует отметить, что именно пластиковые трубы для скважин сегодня выходят на лидерские позиции. Это связано с тем, что они обладают очень высокими эксплуатационными качествами.

Основные требования

Типоразмеры обсадной трубы ПВХ.

Изделия, которые предназначены для обсадки скважин, должны отвечать определенным требованиям, особенно таким параметрам должны соответствовать толщина стенок и диаметр. Для обычной системы может быть допустима непрямолинейность с показателем 0,7 мм на 1 метр.

Есть тип элементов с повышенными показателями точности. В таком случае определен порог непрямолинейности:

• изделия с диаметром 108-146 мм – показатель не должен превышать 0,5 мм;
• системы с диаметром 33,5-89 мм – показатель не должен превышать 0,3 мм.

Какой диаметр труб выбрать? В зависимости от того, какой диаметр конструкции выбран, будет зависеть и производительность скважины. Чем больше диаметр скважины, тем больше воды она будет в состоянии дать. Но это не означает, что нужно делать слишком большой диаметр, поскольку это потребует большие расходы на работы по бурению, а также обсадные трубы нужно брать большего диаметра. Для того чтобы определить минимальный размер скважины, который вполне сможет обеспечить все потребности в воде, стоит произвести некоторые расчеты.

Пиковый расход

Конструкция скважины на воду с обсадной трубой.

Для того чтобы рассчитать пиковый расход потребляемой воды на даче или в загородном доме, необходимо открыть вентиль крана на полную мощность и проверить количество вытекаемой воды. В норме этот показатель должен составлять 0,7 кубических метров за 1 час.

Если учитывать такие дополнительные места расхода, как стиральная машинка, кухня, ванная, туалет, полив участка, то пик потребления воды составит 2,5-3 куб метра за 1 час. В том случае, если на даче или в коттедже санузлы расположены на первом и втором этажах, то потребление увеличивается до 4-8 кубических метров за час.

Нужный диаметр

Типовая схема обустройства скважины.

Диаметр обсадных труб напрямую зависит от того, какой в дальнейшем будет использоваться погружной насос. Если скважина делается на дачном участке, достаточно использовать погружной насос диаметром 75 мм. Этого вполне достаточно для того, чтобы получать объем воды 3 кубических метра в час. Если скважина делается на участке загородного дома или коттеджа, в котором семья проживает постоянно и расходуется до 8 кубических метра, стоит выбрать насос диаметром не менее 102 мм.

Стоит уделить особое внимание местности, а именно динамическому и статическому уровню воды. Если данный уровень повышенный, то погружной насос в обсадной трубе должен висеть.

Для того чтобы правильно рассчитать диаметр трубы, стоит точно знать диаметр насоса.

Конструкция обсадной трубы.

К примеру, если он составляет 75 мм, то обсадная труба должна быть не менее 87 мм. Этот показатель складывается из: 75 мм (диаметр насоса) + 4 мм (расстояние между самим насосом и трубой) – толщина самой трубы 8 мм. Сегодня трубы обсадные изготавливаются стандартных размеров. Для показателя 87 мм идеальным вариантом могут стать такие варианты:

Зная такие показатели, можно приступать к бурению скважины, которая будет соответствовать диаметру трубы. Если используется насос диаметром 102 мм (все расчеты проводятся аналогичным способом), следует выбрать трубу диаметром 114 мм. Специалисты рекомендуют использовать больший диаметр, к примеру – от 127 до 133 мм.

Необходимый тип

Трубы обсадные с треугольной резьбой в разрезе.

Очень часто если все бурильные работы выполняют специалисты, они могут предложить обсадные системы, которые будут более выгодные для них. Стоимость установки таких изделий может быть значительно больше.

Но стоит понимать, что тип элемента напрямую зависит от того, на какой глубине залегает водоносный слой. Для того чтобы определить глубину, можно уточнить либо замерить глубину скважин на соседних участках. Также очень важно уточнить состав почвы, от этого будет зависеть не только материал обсадки, но и весь процесс бурения. После того как вся информации собрана, можно выбирать конструкцию, учитывая при этом все недостатки и достоинства материала, из которого она изготовлена.

Стальные системы

Стальные варианты наиболее популярны для обсадки. Толщина стенок таких систем составляет 6 мм. Основными достоинствами являются высокая прочность и устойчивость перед воздействием грунта. Такое изделие в состоянии прослужить более 50 лет.

Использовать такую разновидность лучше всего в том случае, если есть вероятность подвижки конструкции. Основным недостатком стали является подверженность коррозии и достаточно высокая стоимость.

Из асбестоцемента

Такая разновидность обсадной системы используется очень давно и достаточно успешно. Даже сегодня они пользуются большой популярностью. Это обусловлено низкой ценой и длительной эксплуатацией без повреждений. К недостаткам можно отнести большую толщину стенок и высокую хрупкость материала. Для того чтобы расположить такую конструкцию, стоит использовать бур значительно большего размера, чем предполагалось по основным расчетам. Оборудование обсадки из такого материала стоит доверить только специалистам, поскольку правильно стыковать отдельные элементы не так просто.
Пластиковые элементы

Схема прокладки обсадной трубы.

Сегодня для обсадки скважин чаще всего используются изделия из пластика. В зависимости от материала их можно разделить на несколько видов:

• полипропиленовые;
• поливинилхлоридные;
• из п/э низкого давления.

Пластиковые обсадные системы значительно легче по весу, что сильно упрощает работу с ними. Также к достоинствам можно отнести относительно невысокую цену и очень высокие показатели герметичности. Но если скважина делается в сложных грунтах, не стоит использовать пластиковые варианты. Но пластиковые варианты обладают самым лучшим соотношением цена-качество.

Основные преимущества

• пластик в состоянии прослужить больше 50 лет;
• не подвержены такому процессу как коррозия;
• не подвержены химическому влиянию окружающей среды;
• небольшой вес, что значительно упрощает процесс монтажа;
• при чистке скважины и дезинфекции пластик не впитывает химические вещества и не портится;
• невысокая стоимость материала и проведения монтажных работ.

В качестве соединительной системы в таких трубах выступает резьба.
Обладая такими положительными качествами, ПВХ-трубы для обсадки сегодня являются самыми популярными и востребованными среди владельцев участков, которые решили делать автономную систему водоснабжения дома или дачи.