Какую лучше использовать обсадную трубу для скважины, характеристики и размеры

Преимущества и недостатки широких стволов

К этому «семейству» относят скважины, диаметр которых превышает 110 мм (максимальное значение колеблется в районе 170-200 мм). Эти размеры позволяют использовать крупногабаритные насосы с погружными эжекторами, благодаря чему становится возможным извлечение воды с глубокозалегающих (до 100 метров) пластов. Скважины такой глубины называются артезианскими.

Конструкция скважин большого диаметра

Бурение широкой скважины – долгое и трудоемкое дело, но в итоге Вы сможете добраться до самой чистой воды на большой глубине. Широко распространено мнение, что чем больше размер ствола водозабора, тем больше воды пройдет через фильтр насоса при закачке.

Отчасти это утверждение верно, хотя размер не оказывает влияния на производительность. Куда более важную роль играет объем воды в водоносном слое и пропускная способность используемого в насосе фильтра. Для поддержания высокой производительности фильтр насосного оборудования требует периодической очистки посредством вибробура или специальных химических добавок. Помимо того, если Вы хотите пробурить широкую скважину, приготовьтесь к крупным денежным тратам на обустройство и покупку оборудования.

Разновидности обсадных труб

На практике используются трубы из разных материалов. Каждая из них имеет свои недостатки и преимущества. В прошлом для этих целей даже применялись конструкции из дерева. Но сейчас актуальны другие, более практичные материалы. Приведем основные из них:

Трубы из асбестоцемента

Обсадная труба из асбестоцемента уже давно применяется для скважин. Стоит отметить, что в настоящее время их используют все реже, причем в основном для обеспечения водой технических сооружений, а для бытового водоснабжения она вовсе не применяется. Этот вариант отличается низкой стоимостью и длительным сроком эксплуатации.

К недостаткам обсадной трубы из этого материала относят большую толщину стенок, что влечет за собой возникновение трудностей при её установке и существенное увеличение массы трубы. Без специальных навыков скрепить части обсадной колонны из асбестоцемента довольно сложно. Также нужно сказать, что этот материал довольно хрупок.

Трубы из стали

Еще совсем недавно этот материал для обсадных труб использовался везде. Стальные колонны для скважин можно использовать для обустройства водоснабжения на большой глубине, в том числе и создании артезианских конструкций. Эти трубы отличаются высокой прочностью, для обсадки применяют их толстостенный вариант (не менее 6 миллиметров). Срок эксплуатации стальных обсадных труб может превышать 50 лет. Металлические трубы легко устанавливать за счет удобных резьбовых соединений, специалист смонтирует систему из стали очень быстро.

К явным минусам труб из стали следует отнести их внушительную стоимость (цена обсадной колонны составляет существенную часть расходов на обустройство и бурение скважины), но самым главным недостатком этой системы является подверженность материала воздействию коррозии. Именно этот фактор сокращает срок службы скважины. Помимо этого, наличие ржавчины значительно снижает качество получаемой питьевой воды.

Трубы из полимерных материалов

Все большую популярность для обстановки обсадных колонн набирают материалы из пластика. Чаще всего используют такие виды полимеров, как трубы ПНД, трубы ПВХ и трубы из полипропилена. Первый вариант отличается тем, что обсадные колонны из этого материала производятся в виде бухт большой протяженности, поэтому есть возможность установки трубы без стыков.

Это значительно улучшает герметичность системы. Трубы ПВХ для обустройства скважин используют немного реже. Сейчас на рынке появляются обсадные колонны из НПВХ, которые можно использовать для источников питьевой воды. Полипропиленовые колонны используют значительно реже предыдущих вариантом, но это не умаляет его преимуществ. Чаще такой материал используется для разводки водопроводной системы.

К преимуществам полимерных труб, а именно ПВХ, ПНД и ППН относят:

• Оптимальное соотношение стоимости погонного метра материала и прочности. Обсадка скважина пластиковыми трубами обойдется намного дешевле, чем колоннами из стали.
• Срок службы полимерных систем превышает 50 лет, поэтому можно сказать, что он неограничен.
• Трубы имеют небольшую собственную массу, поэтому их легко устанавливать.
• Использование пластиковых обсадных колонн позволяет добиться высокого показателя герметизации скважины.
• Полимеры не разрушаются под влиянием химических элементов, применяемых при дезинфекции и регенерации скважин.

Главным преимуществом пластиковых труб, безусловно, является их полная устойчивость к воздействию коррозии.

Все эти преимущества, которыми обладают пластиковые обсадные трубы для скважины, определяют существующий на них спрос. Но не стоит считать их полным решением существующих проблем. Трубы из ПВХ всё же имеют недостаточно высокую механическую прочность, ее можно легко повредить. При бурении скважин в тяжелых условиях с труднопроходимым грунтом или в тех случаях, когда почва подвергается смещению, лучше отдать предпочтение классическим обсадным трубам из стали.

Из-за необходимости точной оценки строения пород в месте обустройства скважины, выбор материала для обсадных колонн должен производить квалифицированный специалист. Обсадку скважин и бурение нужно доверять профессиональным компаниям, которые могут выполнить весь комплекс работ по водоснабжению, начиная от бурения и заканчивая разводкой и обустройством водопроводной системы.

Преимущества использования асбоцемента

Асбоцементные изделия постепенно выходят из моды. Причины, почему они постепенно вытесняются с рынка, можно свести к четырем основным:

1. Хрупкость и склонность к расслаиванию.
2. Не обеспечивают сопротивления песку, поэтому их применение при наличии в воде песчаных примесей желательно исключить.
3. Довольно значительный вес.
4. Недоверие к асбесту как материалу с небезупречной экологической репутацией. Хотя угроза исходит только от пыли исключительно амфиболовых асбестов.

Преимуществ выбор в пользу асбоцементной трубы при обустройстве скважины несет много. К ним относят:

• невысокую стоимость;
• неподверженность гниению и устойчивость в отношении коррозии. Не требуется специальной защиты от грунтовых вод;
• прочность;
• низкую теплопроводность, позволяющую отказаться от утепления;
• неподверженность температурным перепадам, морозоустойчивость;
• небольшой, сравнительно с металлоконструкциями, вес;
• долговечность эксплуатации.

Обсадка скважины или колодца может производиться и асбестоцементными трубами

Асбоцементные изделия при монтаже могут соединяться только муфтами, при этом каждое звено крепится как можно прочнее. Даже испытывая сомнения в экологической безопасности асбоцемента, вполне допустимо, что он используется для полива и мелиорации. Как лучший вариант, асбоцемент применяют при бурении в известняковых грунтах.

Из чего делают обсадные трубы

По материальному исполнению трубы, используемые для укрепления стенок шурфа или в качестве эксплуатационных, бывают следующими:

• металлические;
• полимерные;
• асбоцементные.

Металлические изделия

Наиболее распространённым вариантом оснащения скважин является применение металлических обсадных труб, из которых стальная относится к наиболее востребованным по следующим причинам:

• высокая несущая способность к сжимающим и сдвигающим пластовым нагрузкам;
• долговечность, соответствующая сроку эксплуатации артезианской скважины и составляющая свыше 50 лет;
• низкая чувствительность к погрешностям монтажа;
• возможность чистки, в том числе с применением желонки, ввиду высокой механической прочности.

Металлические обсадные трубы

Недостатками, которыми сопровождается обсадка скважины металлическими трубами, являются:

• высокая, по сравнению с альтернативными вариантами, стоимость изготовления и монтажа;
• окисление железа с образованием оксида, повышающего жесткость воды и дающего желтый осадок;
• высокая масса, удорожающая транспортировку и монтаж, требующий использования грузоподъемных механизмов, а значит подобная обсадная труба для скважины не сможет быть установлена своими руками;
• необходимость нанесения плакирующего наружного слоя во избежание двусторонней коррозии.

В зависимости от состава и наличия защитного слоя металлические обсадные трубы бывают следующими:

• черные – наиболее распространены и обладают наилучшими конструкционными свойствами;
• нержавеющие – самые дорогие и прочные, а также обладающие наивысшей противокоррозионной стойкостью;
• чугунные – самые дешевые, но наиболее тяжелые и хрупкие при ненадлежащем обращении;
• эмалированные – имеющие дополнительную защиту поверхности от окисления, которая может быть легко повреждена при небрежном монтаже, а место точечного дефекта впоследствии становится источником активной коррозии.

Пластмассовые обсадные трубы для скважин

Различные полимеры, применяемые для изготовления цилиндрических пустотелых изделий, имеют разные показатели прочности, эластичности и жесткости, а использование того или иного из них позволяет выделить следующие разновидности:

• трубы обсадные из непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ), обладающие наилучшими показателями, позволяющими потеснить стальные изделия и выполнять монтаж своими руками;
• трубы для обсадки скважины из пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), обычно не изготавливаются, ввиду его излишней гибкости и неспособности держать форму, а наличие подобной маркировки на жестких трубах, свидетельствует о том, что производитель просто опустил первую букву;
• обсадные пластиковые трубы из полиэтилена низкого давления отличаются достаточно низкими характеристиками и могут использоваться только для двухтрубных систем или при глубине выработки не более 3-х метров.

Пластмассовые обсадные трубы

Асбестоцементные обсадные трубы

Несмотря на привлекательные эксплуатационные показатели, гарантирующие практически полное отсутствие примесей и чрезвычайно длительный срок использования, такое материальное исполнение не получило широкого распространения в силу характерных недостатков:

• хрупкости, требующей профессиональных навыков при монтаже и такелажных работах, а также лишающих хозяина возможности почистить скважину или вытащить её для замены секций;
• слабой сопротивляемости сдвигающим воздействиям, не позволяющей использовать подобные трубы на глубинах, превышающих первый водоносный горизонт;
• невозможность изготовления секций с резьбой, являющейся наиболее надежным способом сопряжения деталей;
• необходимость большего, чем у альтернативных вариантов, диаметра проходки, ввиду большей толщины труб.

Асбестоцементные обсадные трубы

Виды и характеристики

Назначение источника и состав грунта определяют тот вид обсадных конструкций, который экономически эффективен и обеспечивает надежную защиту пробуренного ствола на длительный срок. К таким изделиям относятся:

1 ) Асбоцементные, изготовленные из фибробетона. Применяются для обсадки с 1950-х годов. Их отличает дешевизна, надежность, стойкость к агрессивной среде и долговечность – срок эксплуатации составляет 60 лет. Но в связи с хрупкостью асбоцементного материала скважины устраиваются глубиной не более 100 метров, не позволяя вести монтаж и бурение в низких горизонтах.

Для повышения прочности стенки конструкции сделали толще, но дополнительный вес и размер увеличили затраты на монтажные работы.

При стыковке элементов не создается необходимая герметичность колонны, а недостаточная прочность материала не позволяет вести работы в нестабильных грунтах. Сомнения в чистоте воды, поступающей по трубам из асбоцемента, ограничивает их применение техническими нуждами.

2 ) Металлические – электросварные и цельнотянутые конструкции из стали, а также оцинкованный, эмалированный металлопрокат:

• нержавеющие цельнотянутые трубы для скважины – самый надежный и долговечный вариант защиты выработки от давящего грунта и агрессивной среды. Отсутствие коррозии увеличивает срок их эксплуатации в сравнении с изделиями из других материалов. Высокая стоимость цельнотянутого изделия ставит под сомнение экономическую эффективность проекта для шахт глубиной до 150 метров. Применять нержавеющую сталь целесообразно для обустройства артезианских скважин, поднимающих воду из известнякового водоносного слоя с большой глубины, где стенки конструкции испытывают повышенное давление;
• усиленная электросварная труба, с толщиной стенки 6 мм, дешевле нержавеющей, незначительно уступает по прочности, а внутренняя коррозия не ухудшает качество поступающей жидкости. Срок использования конструкции из шовных изделий, составляет не менее 50 лет и сопоставим с периодом эксплуатации высокодебитной скважины;
• оцинкованный и эмалированный варианты, сделаны из тонкой стали для уменьшения стоимости. Но защита металла от коррозии с помощью эмали и цинка, оксид которого при длительном контакте с водой опасен для здоровья, ненадежна. При установке изделия в выработку появляются царапины и сколы, на которых, также как на резьбовых соединениях без защитного покрытия, выступает ржавчина, снижающаяся прочность и разрушающая колонну.

Размеры: толщина стенок от 6.2 до 12 мм, диаметры от 125 мм.

3 ) Пластиковые водоподъемные конструкции изготавливаются из полимеров трех видов:

• ПНД­-трубы для обустройства ствола шахты – полиэтилен низкого давления. Материал отличается плотной структурой, обладает химической устойчивостью, не разрушается при ударных нагрузках. Соединения составных частей герметичны. К недостаткам ПНД-изделия относится хрупкость материала при изгибе, что может привести к трещинам в процессе обсадки в пробуренную с отклонением от вертикали шахту;
• НПВХ – изделия из непластифицированного поливинилхлорида. Устойчив к деформации, герметичное соединение элементов выдерживает до 5 тонн нагрузки. Плотность материала такова, что при обсадке шахты поливинилхлорид не всплывает;
• МПП – полипропиленовое морозостойкое изделие. Плотность материала ниже, чем у конструкций из ПНД и НПВХ, обеспечивает меньший вес элементов, снижается нагрузка на соединения в составных частях. Монтировать изделия можно до -30 С.

Размеры: толщина стенок от 4.3 до 12 мм, диаметры от 90 до 400 мм.

Достоинством пластиковых обсадных конструкций является низкая цена, стойкость к коррозии и агрессивным средам, небольшой вес, герметичность соединений собранной колонны и ориентировочный 50-летний срок эксплуатации.

Питьевая вода, проходящая по ПВХ-трубам, не меняет своих свойств и безопасна для человека.

Отрицательным моментом полимера является низкая механическая прочность, не позволяющая ее использовать в качестве обсадки в плотных породах на глубине более 50 метров.

Чаще водоподъемные пластиковые трубы применяются в качестве колонны, находясь внутри стального каркаса.

4 ) Металлопластиковые – усиленные электросварные изделия с полимерным покрытием. По своим характеристикам не уступает цельнотянутой, но по стоимости дешевле.

При изготовлении они защищаются двуслойным покрытием из слоя адгезива и полиэтилена низкого давления. Сохраняя прочностные свойства, за счет полимерного покрытия в пять раз продлевает срок эксплуатации металлопроката, исключая вероятность наружного повреждения конструкции коррозией.

Устройство обсадных буронабивных свай

Монтаж и устройство свайного фундамента выполняется прямо на стройплощадке. В принципе, технология установки такой конструкции своими руками достаточно проста: в скважину необходимо опустить трубу, провести армирование и забетонировать. В длину такие конструкции могут составлять до тридцати метров при диаметре до полутора метров, хотя при усовершенствовании технического обеспечения длину можно удвоить, а сечение увеличить до 3,5 м. С такими параметрами несущая способность буронабивных опор будет составлять 500 т.

В большинстве случаев конструкцию заглубляют на 5 – 12 м при ее диаметре 25 – 40 см. Сборка металлических конструкций своими руками осуществляется по следующей схеме:

1. На метр скважину наполняют бетонным раствором;
2. проводится трамбовка раствора;
3. обсадка постепенно приподнимается до того уровня, когда бетон опустится на 35 – 40 см;
4. этот процесс необходимо повторять до полного заполнения стержня растворной массой.

Стенки лидерной скважины для обсадной трубы во время бурения становятся шероховатыми и рыхлыми из-за обвалившегося грунта, поэтому между отверстием и металлической конструкцией образуется просвет, который уплотняют раствором, а бетон, в свою очередь, просачивается в структуру грунта и делает ее более прочной. Такая технология имеет один недостаток, и заключается он в том, что вы не можете контролировать плотность бетонной заливки внутри длинного ствола. Этот минус может привести к размыванию подземными водами не схватившиеся участки смеси, если такие, конечно же, будут.

Скважину под фундамент из труб армируют только в верхней части, при этом арматурный каркас заглубляют в свежий бетон на 1,5 – 2 м. Наряду с обсадной трубой также используют сухой метод, подходящий для устойчивых и плотных грунтов, которые выдерживают нагрузку без разрушения стенок. Каркас устанавливается в скважину своими руками, и затем набивают растворную массу. Если буронабивные скважины утапливаются в слабые водянистые почвы без проведения обсадки, то их стенки нужно усилить глиняной обмазкой, плотность которой должна быть не менее 1,2 г/м3.

3 Диаметры обсадных труб для скважин – как выбрать нужное сечение?

Производительность любой скважины находится в зависимости от того, насколько правильно был произведен подбор диаметра трубы. Скважина даст воды тем больше, чем больший поток она может пропустить. Но это не означает, что следует покупать трубы с наибольшим диаметром. Стоят они дорого и такие лишние расходы, думается, никому не нужны.

Для уменьшения трат на мероприятия по бурению (непосредственно стоимость труб, первоначальный монтаж или эксплуатационная замена обсадной трубы в скважине) нужно просчитать минимальный диаметр трубы, при котором скважина в полной мере удовлетворит запросы собственника загородного дома либо дачи в воде. Чтобы сделать это, следует установить для начала максимальный расход воды.

Подсчитано, что из полностью открытого водопроводного крана за час вытекает порядка 0,7 кубических метров жидкости. Допустим, одновременно в загородном доме вода расходуется:

• санитарным оборудованием в туалете;
• на кухне;
• стиральным агрегатом.

В это же время выполняется и полив огорода (земельного участка). При таком потреблении воды максимум ее расхода будет равняться примерно 3 кубометрам в час. Для указанного расхода рекомендуется приобретать насос (погружной) сечением 75 мм.

А вот диаметр трубы, которая будет идеальной для него, высчитывают следующим образом: к показателю размера насоса прибавляют толщину стенки трубного изделия (для стальных труб 6 мм) и величину зазора между трубой и насосом. Если такой зазор равняется 4 мм, необходимое сечение обсадной трубы должно быть не менее 87 мм. Ближайшим стандартным диаметром к этому числу будет 89-миллиметровая труба. Ее и стоит покупать.

Бурение скважины с обсадной трубой

Бурение скважин и установка обсадной колонны при наличии соответствующего оборудования и техники не кажется слишком сложным процессом, наиболее распространенные скважины на песке проходят следующим образом:

• Загоняют на участок буровую установку, после определения места расположения скважины включает оборудование и буром соответствующего диаметра, прикрепленного на штанге стандартной длины 3 — 4,5 — 6 м начинают проходку. По мере углубления штанги удлиняют, прикручивая на резьбу следующие элементы, таким образом погружают бур на нужную глубину до появления воды.
• Практически все проходчики используют технологию гидравлического бурения, направляя в скважинный ствол во время проходки воду из цистерны вспомогательной машины (водовозки). Воду подают в шахты через полые штанги, второй метод — сооружение в месте проходки небольшого котлована, который постоянно пополняют водой, его используют в низкобюджетной проходке.
• После появления в отвале нужной песчаной или известковой породы (зависит от типа скважины) извлекают и поочередно демонтируют штанги, затем вынимают бур, меняя его на скважинный НПВХ-фильтр. Фильтрующее устройство представляет собой обычную трубу заводского изготовления с поперечными прорезями (щелевой фильтр), многие буровики делают его самостоятельно, перфорируя в обсадной трубе ряд круглых отверстий и оборачивая оболочку тонкоячеистой сеткой из металлических коррозионностойких материалов (нержавейка, бронза, латунные и медные сплавы).
• На торец фильтра крепится конусная заглушка с помощью резьбы или саморезов, после чего его опускают в скважинный канал. Перед установкой колонны иногда засыпают на дно скважины щебень и речной песок для организации дополнительной фильтрации.
• По мере опускания к фильтру прикручивают следующую трубу и так продолжают до тех пор, пока не достигнут нужной отметки.
• После установки колонны верхнюю трубу обрезают и проводят прокачку скважины, подавая некоторое время в ее канал воду под давлением, после чего начинают выкачивание мутной воды погружным электронасосом до появления на выходе прозрачной жидкости.
• Полная процедура прокачки может занять несколько дней, однако специалисты стремятся сделать свою работу за несколько часов, рассчитывая на осаждение взвешенных частиц на дно с течением времени.

Рис. 16 Примеры проведения буровых работ своими руками

Для обустройства скважин в настоящее время широко используют обсадные трубы из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ, обладающие высокими физическими и химическими характеристиками, длительным сроком эксплуатации, более низкой стоимостью по сравнению с металлами. Использование обсадки из НПВХ позволяет эффективно обустраивать все виды скважин глубиной от 5 до 300 м с удобным размещением в них водозаборных погружных электронасосов любых моделей.

Требования к обсадке

Для безаварийной работы шахты требования к материалу зависят от конкретных условий эксплуатации: назначения выработки и геологии грунта в месте бурения. Конструкции, постоянно обеспечивающие водой частные дома на дачах и индивидуальные хозяйства, должны обладать следующими свойствами:

1. Механической прочностью.
2. Коррозийной стойкостью.
3. Устойчивостью к давлению грунта.
4. Устойчивостью к агрессивным средам.
5. Простотой соединения элементов в колонне.
6. Герметичностью составных частей.
7. Длительным эксплуатационным сроком.

Перечисленные свойства обеспечивают герметичность колонны, целостность ствола выработки и защиту потребляемой воды от загрязнения.

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 трубыИсточник 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:

1. Стойкость к повреждениям при монтаже и транспортировке.
2. Не подверженность грунтовому сдавливанию.
3. Более полувековой срок службы.
4. Возможность прочистки канала при засорении илом буровыми технологиями.
5. Сохранение изначальных параметров до конца эксплуатации.
6. 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 трубыИсточник remoskop.ru

Пластиковые

Пластиковая труба для скважины – наилучший вариант для заглубления не более, чем на 50-60 м. Главные ее плюсы следующие:

1. Большой срок службы.
2. Нейтральность по отношению к агрессивным факторам почвы.
3. Отсутствие коррозии.
4. Легкость в монтаже при минимальном весе всех элементов.
5. Оптимальная плотность соединения, что обеспечивает полную герметичность.
6. Доступная стоимость.
7. Инертность к биологическим факторам – на пластике не откладывается налет колоний патогенных микроорганизмов.

Кроме того, пластик не выделяет вредных компонентов в воду и окружающую среды. Однако есть у него один серьезный минус – недостаточная стойкость к сильному механическому воздействию. При монтаже и перевозке трубы можно повредить. По этой же причине обсадка скважины пластиковыми трубами не производится глубже 60 метров – из-за вероятности разрыва материала при нарастании напряжения между слоями грунтовых пород.

Обсадные пластиковые трубыИсточник burovik.ru

Асбестоцементные

Альтернативным вариантом решения вопроса о том, какую трубу использовать для скважины на воду, являются асбестоцементные изделия. Главные преимущества материала:

• Не подвержен ржавлению.
• Служит свыше 60 лет.
• Доступен по стоимости.
• Безопасен в эксплуатации.
• Инертен к химическим факторам.

Существенным его недостатком является избыточная хрупкость и ломкость. Поэтому трубы приходится изготавливать достаточно толстостенными, что их сильно утяжеляет, а разработчиков скважины заставляет делать канал более широким. Поэтому глубина их установки ограничена – до 100 м.

Трубы из асбестоцементаИсточник glawtruba.ru

Крепление скважин трубами

Обсадные трубы – это специальные трубы, изготавливаемые в промышленности с четкой целью ее применения, которая заключается в предотвращении обвалов недостаточно устойчивых пород в стенках разных скважин.

Итак, для того, чтобы закрепить скважину с помощью колонн, в скважину погружаются обсадные трубы, после чего цементируется затрубное пространство.

Благодаря наличию в скважине обсадных труб, скважина полностью защищена от сложных напряжений, а именно:

1. Внешнего давления, которое образуют горные породы;
2. Внутреннего давления, возникающего в результате течения по трубам рабочих агентов;
3. Продольного растяжения;
4. Изгиба, который может возникнуть под собственным весом;
5. Температурного удлинения, вероятность появления которого в некоторых случаях очень высока.

Все это испытывают именно трубы, тем самым, защищая скважину и обеспечивая ее целостность.

Перед тем, как обсадные трубы будут погружены внутрь скважины, с применением каверномера устанавливается внутренний диаметр скважины, а также производится расчет объема цементного раствора, необходимого для цементации затрубного пространства.

Этот процесс является обязательным, так как именно благодаря качеству цементного раствора и его заливки будет определен успех в добыче полезного ископаемого. Ведь цементный раствор не только обеспечивает полную герметичность скважины, но и является отличной защитой труб от воздействия на них агрессивных сред, таких как соляные растворы и подземные воды. Когда процесс крепления скважины трубами полностью завершен, скважину оставляют «отдохнуть» на время от 16 до 24 часов. Это делается для того, чтобы цемент полностью застыл. Однако, скоростью застывания раствора можно управлять, применяя различные химические вещества. Так, время застывания можно либо увеличить, либо уменьшить.

Также очень важным моментом является тот факт, что во время приготовления цементного раствора для крепления скважин трубами не используется пресная вода. Это связано с тем, что цемент на пресной воде не обеспечивает надлежащей герметизации скважины в силу образования рыхлого пограничного слоя. Причиной образования такого слоя является взаимодействие избытка пресной воды в растворе с породами. Гораздо более высокое качество взаимодействия цемента с глиной, например, обеспечивается насыщенным водным раствором соли.

Во время крепления ствола скважины с помощью труб, используется достаточно концентрированный раствор поваренной соли с целью промывки скважин перед цементацией, а также во время продавки цемента. В последнем случае, для правильного распределения цемента в затрубном пространстве, скорость подаваемого насыщенного раствора соли должна составлять минимум 1,2 м/сек.

Скважина перед началом эксплуатации. Испытание

Крепление ствола скважины считается завершенным только после испытания скважины, которое предполагает проведение двух этапов.

Проведение первого этапа осуществляется сразу после застывания цементного раствора. Если скважина не глубокая, то испытание колонны происходит под давлением в 2-3 раза большем, чем давление, которое имеет рабочий агент непосредственно во время разработки. Проверка на прочность глубоких скважин осуществляется при давлении 600-1000 МПа.

Второй этап испытания нефтяных скважин в трубе и под колонной обсадных труб после того, как цементный башмак разбурен. В данном случае для испытания оптимальным давлением является такое, которое равно двойному давлению рабочего агента.  

Проведение всех нужных испытаний позволяет вовремя определить наличие или отсутствие повреждений и всяческих неисправностей, которые бы могли навредить скважине, и вовремя их ликвидировать.

Таким образом, скважина, образованная с учетом всех тонкостей, является долговечным и прочным инструментом для добычи нефти.

Виды обсадных труб для скважин

Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, что определяет целевое назначение. Если не понятно, какие трубы лучше для скважин той или иной глубины, читайте далее или обратитесь к специалистам.

Трубы из металла

Здесь есть еще одна классификация. Изделия делятся на виды, и бывают:

• чугунными или стальными;
• эмалированными;
• оцинкованными;
• из нержавейки.

Сказать однозначно, какая обсадная труба для скважины лучше нельзя, потому что каждый тип находит применение в зависимости от климата, особенностей грунта, глубины залегания водоносных платов, других факторов.

Самым популярным видом металлических обсадных труб являются стальные. Сталь применима для устройства артезианских скважин, когда глубина доходит до отметки залегания известняковых водоносных пластов. Не знаете, какую трубу выбрать для скважины? Сталь – универсальный материал, который подойдет для источника любого типа и целевого назначения. Преимуществами являются:

1. Продолжительный период эксплуатации.
2. Высокая несущая способность при небольших габаритах.
3. Невосприимчивость к внешним механическим воздействиям и деформациям.
4. Устойчивость к истиранию, возможность чистить источник от донных отложений.

За все перечисленные требования к обсадным трубам придется заплатить. Высокая стоимость и большой вес – это минуты металлический обсадок для скважин. В процессе эксплуатации у воды появляется металлический привкус. Самостоятельно смонтировать шурф тяжело ввиду большой удельной массы.

Трубы из асбестоцемента

Это материал, себестоимость которого ниже. Он устойчив к воздействию солей. Асбестоцемент уже много лет используется при строительстве гидросооружений. Перечень главных преимуществ следующий:

1. Исключается появление очагов коррозии.
2. Допустимый эксплуатационный период – 65 лет.
3. Стоимость доступна, всегда имеется в продаже.

Но есть и ряд недостатков, и первый из них заключен в том, чтобы такие обсадные трубы не применяют для обустройства артезианской скважины. Кроме того:

1. Сложный монтаж, необходимость применения спецтехники.
2. Материал хрупкий, боится механических ударов, что усложняет транспортировку.
3. Предусмотрено фланцевое соединение или сочленение стык в стык, что не гарантирует герметичность.
4. Требуется регулярное обслуживание. На поверхности появляется налет, который придется снимать.

Диаметр обсадной трубы для скважины и толщина стенок варьируется, но представленный ассортимент обладает меньшим диапазоном сфер применения, чем металл или пластик.

Трубы из пластика

Полиэтилен НД, ПВХ и полипропилен продолжает выдавливать с рынка конкурентов из металла и бетона. Популярность обеспечили конкурентные преимущества, коих много:

1. Увеличенная продолжительность эксплуатации.
2. Абсолютная инертность по отношению к солям и другим химическим элементам.
3. Исключено появление очагов коррозии, гниения.
4. Малый удельный вес позволяет выполнять работы без строительной техники.
5. Предусмотрено резьбовое соединение, позволяющее добиться абсолютной герметичности.
6. Простота транспортировки, хранения, использования ввиду малого веса.

Чтобы понять, какую трубу лучше использовать для скважины, если бюджет ограничен, добавьте в этот список низкую стоимость. Недостатком можно выделить ограничение по глубине скважины, которая не может превышать 60 метров. В остальном все зависит от выбранной толщины стенок и геометрии сечения.

Расчет диаметра трубы для обсадки скважины

Рассчитывая планируемый дебит, нельзя забывать, что он напрямую зависит от диаметра обсадных труб. Иными словами, запас воды больше в том источнике, для устройства проектом предусмотрен больший диаметр труб для скважины на воду.

Но и это не единственный фактор, влияющий на выбор. В учет берутся параметры насосного оборудования, которое планируется установить. В среднем, чтобы прокачать 4 кубометра воды, потребуется насос, диаметр корпуса у которого порядка 8 см. Должен быть запас, который составляет по 5 мм с каждой стороны.

Это расстояние от насоса до внутренней поверхности обсадной трубы. Поэтому в данном случае к 80 мм нужно прибавить 2 раза по 5 мм. Получается, что для реализации поставленной задачи потребуется обсадная труба, диаметр которой 100 мм.