Виды обсадных труб и правила их использования. Что такое обсадная труба.

Обсадная труба представляет собой цилиндрическое изделие, которое помещается в пробуренную скважину. Она выполняет ключевую функцию — герметизацию скважины и защиту её от оседания грунта на протяжении всего срока эксплуатации.

Для чего применяют обсадные трубы

Приобретая земельный участок, многие владельцы начинают задумываться о возможности бурения собственной скважины. В этом контексте возникает вопрос: для чего нужны обсадные трубы? Начнём с определения.

Обсадная труба – это конструкция, изготавливаемая из материалов, таких как пластик, металл или композитные вещества. Внешний вид данного изделия представляет собой цилиндрическую форму, которая вставляется в пробуренную скважину.

Основное назначение обсадной трубы заключается в том, что она служит колонной, поддерживающей скважину и обеспечивающей сохранение стенок скважины в первоначальном состоянии в процессе её эксплуатации.

Также её можно охарактеризовать как трубчатую защиту, препятствующую выветриванию стенок скважины. Кроме этого, обсадная труба выполняет функцию хранения запасов подземных вод за счёт установки насосного оборудования.

Несмотря на разнообразие используемых материалов, обсадные трубы в своей конструкции выполняют две важные функции:

1. Стабилизация грунтовых стенок скважины. Высокая прочность труб предотвращает осыпание и деформацию земляной массы.
2. Обеспечение герметичности подачи воды, что особенно актуально в районах с множеством водоносных горизонтов, часть из которых не рекомендуется использовать даже для технических нужд.

Наиболее распространены резьбовые материалы, которые, когда вода поднимается на поверхность, функционируют как фильтры, предотвращая загрязнение скважины жидкостями из других горизонтов.

Теперь, когда мы выяснили, для чего используются обсадные трубы, давайте рассмотрим основные их виды.

Виды обсадных труб

Выбор материала для обсадных труб зависит от типа почвы и климатических условий региона, а также предполагаемой глубины бурения.

Стальные трубы чаще всего используются для обустройства артезианских скважин, так как они способны легко внедряться в известняк и песок. Закалённые сплавы стальных труб имеют высокую механическую прочность и длительный срок службы, достигающий более 50 лет.

Диаметр стальных труб может колебаться от 114 до 508 мм, а толщина стенки составляет 5-6 мм. Эти параметры обеспечивают их долговечность и надёжность в эксплуатации.

Важно отметить, что перфорированные трубы могут со временем заиливаться, поэтому для восстановления их функциональности применяются специальные перфорационные инструменты. Только стальные изделия способны выдерживать нагрузки от очистительных устройств.

Тем не менее, у стальных конструкций есть и недостатки: они обладают низкой коррозионной устойчивостью и со временем могут ржаветь в условиях контакта с водой. Частично решить эту проблему можно, используя специальные фильтры.

Высокая стоимость стальных труб оправдана только в случае их использования для глубоких скважин.

Для систем, предназначенных для добычи песка и не превышающих глубины 60 метров, всё чаще применяются пластиковые трубы. Благодаря своему специфическому химическому составу, этот материал обладает рядом значительных преимуществ:

• Долговечность и продолжительный срок эксплуатации.
• Химическая инертность, что позволяет ему успешно функционировать в различных условиях окружающей среды.
• Коррозионная устойчивость, что позволяет избежать проблем, связанных с ржавлением.
• Удобство монтажа благодаря малому весу и простоте соединений (резьбовых).
• Экономичность в организации системы водоснабжения.

Номинальный диаметр полимерных труб составляет 80-200 мм.

Крупным недостатком пластиковых труб является их чувствительность к механическим нагрузкам. Поэтому, ограничивая глубину скважины, последующее бурение может быть затруднено или даже невозможно.

Асбестоцементные трубы показывают высокую устойчивость к агрессивным внешним условиям и относительно низкие рыночные цены, но характерной чертой является их высокая хрупкость.

Для обеспечения прочности производители часто увеличивают толщину стенок таких труб, что, в свою очередь, может увеличить журнальные диаметры труб при бурении и повысить стоимость работ.

Асбестоцементные изделия часто используются на глубинах до 100 метров.

Достоинства стальных обсадных труб

Стальные обсадные трубы производятся в соответствии с ГОСТом 632-80. Диаметр варьируется от 114 до 508 мм, а толщина стенки составляет от 5 до 6 мм.

При правильном монтаже и соблюдении всех норм эксплуатации срок службы таких труб в артезианских скважинах может превышать 50 лет.

Стальные трубы классифицируются на группы прочности: C, D, K, E, M и P. Маркировка включает следующую информацию:

• Условный диаметр.
• Группа прочности.
• Длина резьбы.
• Толщина стенки.
• Товарный знак производителя.
• Дата выпуска изделия.

Обсадные трубы изготавливаются двумя основными методами — сварным и прокатным. В первом случае для производства используется листовой металл или штрипс, а во втором — требуется заготовка в виде оболочки, которая затем подвергается горячей или холодной прокатке для получения необходимых параметров.

Для чего применяются обсадные трубы

Технологическое назначение обсадной трубы состоит в установке её в только что пробурённую скважину для укрепления её стенок и предотвращения обрушения или сползания грунта, что может привести к остановке работы горнодобывающего предприятия. В данном случае обсадная труба также именуется обсадной колонной.

Тем не менее, это далеко не единственное применение обсадных труб. Они не только защищают геометрию скважины, но и выполняют дополнительную функцию водопровода, поскольку насосы устанавливаются внутри труб, подающих жидкости. Разумеется, применяемая продукция должна соответствовать установленным стандартам безопасности при монтаже, техническим требованиям к эксплуатации водопроводной системы, а также санитарным условиям по качеству воды. Важно также, чтобы трубы были просты в установке и обслуживании, а в случае необходимости – и в замене.

Корпус обсадной трубы должен быть способен выполнять две важные технологические задачи:

1. Сохранение стенок скважины в первоначальном состоянии. Для этого трубы должны быть достаточно прочными и устойчивыми к механическим перегрузкам – как статическим, так и динамическим, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации. Поэтому первое, на что стоит обратить внимание при выборе обсадных труб — это правильный выбор материала, который обеспечит долговечность конструкции.
2. Гарантия водонепроницаемости системы. Этот аспект важен как для сохранения геометрии пробуренного канала, так и для защиты от загрязняющих течений, которые могут присутствовать в грунте и влиять на качество питьевой воды.

Ввиду вышеперечисленных требований, большинство специалистов в области строительства и обслуживания скважин рекомендуют использовать резьбовые обсадные трубы для скважин. Резьбовое соединение обеспечивает лёгкость монтажа конструкции и надлежащую герметизацию трубы, что препятствует смешиванию питьевой воды с другими жидкостями в непосредственной близости от скважины.

Виды обсадных труб

Так как скважина укрепляется с помощью обсадных труб, при планировании, перепланировке или ремонте скважины крайне важно правильно выбрать материал, из которого они изготовлены, а также их параметры, такие как диаметр и толщина стенок.

Существует широкий ассортимент обсадных труб, так как данная индустрия прекрасно развита. В Российской Федерации сортамент труб регламентируется по стандартам ГОСТ 632-80, а в других странах могут быть свои системы, с которыми стоит ознакомиться при покупке изделий за пределами страны.

На основании материала, обсадные трубы для скважин преимущественно бывают трёх видов: металлические, полимерные и асбестоцементные.

Трубы из металлов и сплавов

Металлические обсадные трубы чаще всего используются для монтажа артезианских скважин. В соответствии с установленными стандартами, диаметр стальных изделий варьируется от 114 до 508 мм, а толщина стенок – от 5 до 6 мм. При правильном монтаже и надлежащем обслуживании металлические трубы должны прослужить не менее 50 лет.

К числу преимуществ металлических труб можно отнести:

• Склонность к коррозии, особенно характерная для труб, изготовленных из черной стали. В результате такой коррозии в воде может появляться ржавчина, которую необходимо отфильтровывать перед подачей на потребление;
• Относительно высокая стоимость изделий с толстостенными конструкциями, которые необходимы для работы в системах с повышенными давлениями.

Таким образом, можно заключить, что применение стальных труб целесообразно лишь в случае обустройства глубоких скважин, рассчитанных на продолжительное использование. При проектировании неглубоких скважин, особенно в песчаных почвах, гораздо экономичнее использовать более доступные строительные материалы.

Для нефтегазовой промышленности

Обсадные трубы находят широкое применение в нефтегазовой отрасли. Обычно для бурения нефтяных или газовых скважин используют металлические трубы большого диаметра из прочных сталей. Основным фактором выбора данного материала является то, что пластиковые трубы, как правило, имеют низкие прочностные характеристики, что недопустимо на больших глубинах.

Так, газовые и нефтяные трубы часто имеют длину от 10 до 15 метров и соединяются между собой резьбовыми деталями, что обеспечивает создание прочной структуры с высокой герметичностью и предотвращает возможные утечки при трении. На больших глубинах, где давление превышает 30 МПа, каждый отдельный компонент должен быть оборудован эластичными уплотнениями.

Стоит заметить, что согласно требованиям ГОСТа, трубы разного диаметра должны сопровождаться определённой толщиной стенки для обеспечения безопасности и надёжности эксплуатации в скважине, так как существует риск разрушения отдельных участков из-за избыточного давления, естественно создаваемого в скважине.

Приведём таблицу соотношения между толщиной стенок и диаметром:

Диаметр в сантиметрах	Толщина стенок в сантиметрах
42,5	от 1 до 1,5
32,5	от 0,9 до 1,3
19,5	от 0,8 до 1,2
12,5	от 0,6 до 1,1

Обсадные трубы для буронабивных опор

Обсадные трубы также находят широкое применение в строительстве, где они используются в качестве буронабивных свай, что совместно с бетонным фундаментом обеспечивает прочность конструкции. Трубы диаметром от 30 до 50 см часто применяются для изготовления перфорированных свай. Отдельные элементы трубной конструкции соединены с использованием простых резьбовых соединений, что обеспечивает надежность и устойчивость.

Каждая обсадная труба дополнительно оснащается специальным перфорированным элементом, что способствует качественному закреплению в грунте. Важно отметить, что после установки трубы конструкция заполняется бетоном, который обеспечивает прочную фиксацию в грунте после затвердевания.

В низких конструкциях часто применяются трубы ручной работы. В данном случае вручную бурится небольшая цилиндрическая скважина, в которую затем вставляется свернутая войлоком изоляция.

Обсадная труба для водяных колодцев

В практике обсадные трубы также часто используются для водоснабжения, как для питьевых, так и для технических нужд. Для скважин с питьевой водой могут использоваться две технологии монтажа: однотрубная и двухтрубная обсадные системы.

Технология однотрубной обсадки

При установке однотрубной системы в скважину размещается только одна труба, которая выполняет как функции трубопровода, так и эксплуатационные. Водяной насос и сопутствующее оборудование погружаются внутрь трубы. Этот способ установки подходит для песчаных почв и глубоких грунтовых вод, и может быть использован в случаях, когда требуется небольшое количество воды, например, для полива небольшого огорода.

• Краткий срок службы. Повреждение трубы может произойти по различным причинам — механическому воздействию, резким колебаниям температуры, агрессивной окружающей среде. Особенно это критично в случае частого использования скважины.
• Низкое качество воды. Использование однотрубной системы значительно увеличивает риск загрязнения воды болезнетворными бактериями. Этот недостаток можно уменьшить с помощью установки фильтрационной системы, которая будет очищать воду от различных примесей — песка, земли, органических остатков и так далее.

Технология двухтрубной обсадки

При двухтрубной системе в скважину вводятся две трубы, имеющие различные диаметры. Первая труба служит рабочим органом, по которому подаётся вода (возможно её оснащение дополнительными устройствами, такими как фильтры и аварийные насосы).

Вторая труба выполняет роль обсадной колонны, надёжно фиксируя конструкцию в грунте и защищая её от неблагоприятных влияний внешней среды.

Данный метод двухтрубной обсадки является универсальным. Он подходит как для небольших скважин, так и для крупных артезианских источников, предназначенных для промышленного водоснабжения.

• Необходимость в дополнительных материалах. Для установки поглотительных колодцев требуются дополнительные трубы и различные вспомогательные монтажные элементы, обеспечивающие надёжное закрепление в земле.
• Сложности при монтаже. Без достаточного опыта установка такой конструкции может оказаться сложной задачей.

Однотрубные системы имеют ограниченный срок службы, а стоимость ремонта неисправной системы может оказаться довольно высокой. Поэтому двухтрубная обсадная колонна считается более предпочтительным решением.

Устройство обсадки скважины

Структура трубопровода состоит из трёх основных элементов:

1. Донный фильтр – предотвращает попадание песка и глины в насос, тем самым сохраняя его в чистом и работоспособном состоянии.
2. Тонкий фильтр – очистка воды от мелких частиц, делает её пригодной для бытового использования.
3. Оголовок – является герметичной крышкой обсадной колонны, оснащённой отверстиями для подключения трубопровода и прокладывания силового кабеля.

Стены корпуса могут изготавливаться из металла, пластика или асбестоцемента, в зависимости от пожеланий заказчика. Единственными ограничениями могут быть технические характеристики площадки и качественный состав обрабатываемого грунта.

Важно учитывать назначение источника и его тип:

1. Абиссинский колодец для полива: предпочтительны бетонные трубы, так как их стоимость полностью оправдана данными требованиями.
2. Скважина на песок: пластиковые трубы применяются, так как глубина такой скважины не превышает 90 метров.
3. Артезианский источник: используются металлические трубы, так как артезианская вода залегает на глубине 100-350 метров.

Чем глубже скважина, тем большее давление способны выдерживать металлические трубы. Если вам предоставляется возможность использовать нержавеющую сталь, это является благоприятным фактором, поскольку вода останется пригодной для питья. Также можно рассмотреть приобретение более качественных труб, что обеспечит вам стабильный доступ к чистой воде. Эмалированные трубы также предпочтительны, так как они не подвержены коррозии. Однако окончательный выбор зависит от доступного бюджета.

Рекомендации и полезное видео

Поскольку состоящий источник будет служить определённой цели, важно сразу определить его назначение. Если это абиссинский колодец для полива, то излишние затраты на материалы могут быть неоправданными. В случае использования воды для бытовых нужд обязательно следует установить фильтр, если она поступает из скважины, пробуренной в песчаном слое. Это может быть оптимальным решением. Артезианская вода, известная своей чистотой и лечебными свойствами, требует более внимательного расхода, а значит и соответствующих вложений.

Какой трубопровод лучше выбрать:

Спонсор данной статьи предлагает качественные донные плиты по доступным ценам, произведённые из высококачественного железобетона.

Нужен ли фильтр на обсадную трубу?

В «песчаных фонтанах» и колодцах, которые используются для водоснабжения, рекомендуется устанавливать фильтры в подающие трубы. Забор воды осуществляется из нестабильных слоёв почвы, таких как рыхлые, гравелистые или песчаные грунты. Вода, которая вытаскивается из таких источников, может содержать мелкие фракции почвы.

Если не очистить воду от различных механических примесей с помощью фильтров, можно столкнуться с проблемой заиливания колодца. Количество примесей варьируется, и предсказать его масштаб бывает сложным, что справедливо также и для перекачки нефти и сточных вод.

Наиболее распространённые трубчатые фильтры производятся из труб диаметром 125 мм. Специальная фильтрующая сетка крепится на трубах сверху. Фильтрация осуществляется согласно следующей последовательности:

• Перфорация;
• Первичная обмотка;
• Укладка фильтрующей сетки;
• Вторичная обмотка;
• Заглушка фильтра.

Производительность такого фильтра составляет до 150 литров в секунду на 1 погонный метр, а его длина должна быть не менее 3 метров, из которых длина перфорации составляет не менее 2 метров. Приблизительная стоимость такого фильтра – около 4000 рублей. Также есть возможность самостоятельного изготовления фильтра.

Разновидности труб, их преимущества и недостатки

Деревянные

Основными преимуществами таких труб являются их низкая стоимость и высокая экологичность.

Однако к недостаткам относят короткий срок службы и низкую прочность. Использование деревянных труб ограничено и нерекомендовано в сложных конструкциях.

Чугунные

Преимущества чугунных труб включают их устойчивость к ржавчине и коррозии, длительный срок службы, прочность, отсутствие накипи на стенках и сравнительно низкую стоимость.

Недостатки: большой вес труб значительно затрудняет их транспортировку и установку.

Пластиковые

Существуют три типа пластиковых труб: ПВХ (поливинилхлорид), полипропиленовые (ПП) и трубы низкого давления (п/э). Несмотря на различия в производстве, все они имеют схожие преимущества.

Преимущества пластиковых труб заключаются в небольшом весе, низкой стоимости, высокой герметичности и простоте монтажа.

Однако к недостаткам относят малую толщину стенок и их подверженность механическим повреждениям.

Стальные

Преимущества стальных труб заключаются в их возможности использования в сложных условиях грунта, что делает их универсальными.

К недостаткам относятся высокая стоимость и низкая водонепроницаемость, что требует дополнительных решений при установке.

Асбестоцементные

Преимущества асбестоцементных труб включают их высокую прочность, длительный срок службы и среднюю ценовую категорию.

Недостатки: большой вес труб и трудности при их монтаже, что требует специальных усилий.

Технология производства

Металлические обсадные трубы изготавливаются из стали и чугуна. Для производства труб используются две основные технологии:

1. Сварная технология — стальные трубы изготавливаются из листового металла путём сварки;
2. Прокатная технология — производится из стальных или чугунных заготовок в виде гильз с применением горячей или холодной деформации.

Пластиковые трубы создаются методом термопластической экструзии. Экструзия осуществляется при помощи формовочного профиля, что придаёт обсадным трубам желаемую форму.

Эта технология покрытия охватывает все типы пластиковых обсадных труб.

В следующем видео вы можете ознакомиться с преимуществами обсадных труб из ПВХ: