Бурение скважин с обсадной трубой

При бурении и обустройстве скважин на воду бурильщикам может понадобиться обсадная труба. Что это за изделие, знают только специалисты по бурению и те владельцы загородных домов, у которых не было возможности подключиться к централизованным сетям водоснабжения, поэтому в качестве источника воды они вынуждены были использовать скважину. В нашей статье мы расскажем не только о том, что это такое, но и для чего нужны обсадные трубы, как они классифицируются и применяются.

Назначение

Обсадная труба устанавливается в пробуренную скважину и выполняет функции элемента, не дающего стенкам проходки осыпаться. Обычно в одну скважину монтируется несколько обсадных труб, соединённых между собой. В итоге образуется целая обсадная колонна, которая удерживает стенки забоя  в неизменном положении.

Внутрь обсадных труб устанавливается погружное насосное оборудование для поднятия воды из недр земли.  Характеристики обсадных изделий регламентируются нормативными документами и очень важны, поскольку оказывают существенное влияние на мощность напора воды, качество добываемой жидкости, лёгкость монтажа и продолжительность службы гидротехнического сооружения.

Независимо от диаметра и материала, из которого изготовлены эти трубы, все они призваны решать ряд основных задач:

• Сохранение целостности стенок проходки и их защита от осыпания. Поскольку на трубы воздействуют значительные нагрузки от подвижек грунта, материал изделия должен обеспечивать его достаточную прочность. От прочности элементов зависит долговечность скважины.
• Также обсадная колонна должна обеспечивать герметичность всей конструкции. Таким образом, грунтовые воды не смогут просачиваться в скважину и влиять на характеристики питьевой воды, загрязняя её. Это особенно важно в условиях, когда выше водоносного горизонта, который используется в качестве источника питьевой воды, находятся горизонты с загрязнёнными грунтовыми водами.

Важно: самая герметичная конструкция получается при использовании обсадных изделий с резьбовым соединением. Именно такие элементы надёжно защищают источник с питьевой водой от попадания в него верховодки или воды из загрязнённых горизонтов.

Разновидности

Что такое обсадная труба, мы разобрались. Теперь поговорим о разных видах этих изделий. Эффективность и долговечность скважины зависит не только от материала, из которого сделана колонна, но и от правильного выбора диаметра. Его значения, как и вес одного элемента, могут варьироваться в довольно широком диапазоне показателей.

Наиболее распространённые материалы для изготовления обсадных труб:

• пластик;
• сталь;
• асбестоцемент.

Какие обсадные трубы лучше, сложно сказать. Обычно выбор элемента зависит от условий его эксплуатации (особенно важно учитывать вероятность подвижек породы), производительности водозабора, диаметра проходки и используемого насосного оборудования. Как правило, весь ассортимент обсадных изделий соответствует требованиям ГОСТ с маркировкой 632-80.

Рассмотрим особенности каждой обсадной трубы более подробно. Это облегчит выбор подходящего элемента при обустройстве скважины своими руками.

Стальные изделия

Металлические обсадные трубы рекомендуется использоваться при обустройстве артезианских скважин. Они идеально подходят при выполнении проходки в песчаной породе и известняке. Среди достоинств стоит перечислить следующее:

• Эти элементы отличаются высокой прочностью и хорошей устойчивостью к механическим воздействиям.
• Все стальные изделия оснащены резьбовыми соединениями, что гарантирует высокую герметичность конструкции.
• Трубы с толщиной стенок в пределах 5-6 мм могут прослужить до полувека.
• Если скважина со стальной обсадной колонной заилится, то её можно прочистить при помощи бурового инструмента, не боясь повредить конструкцию. Проделать такое можно только со стальным изделиями.
• Такие обсадные трубы для скважин гарантируют бесперебойную подачу воды из источника.

Важно: диаметр стальных обсадных изделий может колебаться в диапазоне от 114 до 508 мм.

Однако у стальных конструкций есть и свои недостатки:

• Колонна из этого материала подвержена коррозии. В итоге в питьевой воде, добываемой из источника, может появляться ржавчина. Однако проблему можно легко решить, используя современные фильтрующие приспособления.
• Толстостенные изделия имеют внушительный вес, что затрудняет их монтаж своими руками. Кроме этого, к их недостаткам можно отнести высокую стоимость. Именно поэтому такие изделия советуют использовать только при обустройстве глубоких гидротехнических сооружений с высокой производительностью.

Совет: обустраивать неглубокую скважину на песок целесообразно при помощи элементов из более дешёвого материала.

Трубы из пластика

Для изготовления этих элементов используются разные материалы – полипропилен, поливинилхлорид и ПНД. Применение пластиковых обсадных труб даёт вам следующие преимущества:

1. Внушительный эксплуатационный ресурс.
2. Химическая нейтральность.
3. В отличие от стальных обсадных колонн пластиковые изделия не подвержены коррозии.
4. Для обустройства скважины из этого материала не требуются значительные финансовые затраты. Связано это в первую очередь с тем, что конструкция имеет небольшой вес, позволяющий выполнять самостоятельный монтаж.
5. Пластиковые изделия легко транспортировать из-за небольшого веса.

Все пластиковые трубы оснащаются резьбовым соединением, что гарантирует герметичность обсадной колонны. Помимо того, что элементы имеют небольшой удельный вес, их номинальный диаметр может колебаться в пределах 80-200 мм.  При этом наружный диаметр может быть в пределах 90-225 мм.

Важно: основная сфера применения этих обсадных колонн – обустройство скважин на песок, глубина которых не больше 50-60 м. Пластиковые трубы идеально подходят для устройства фильтрующей колонны.

К недостаткам стоит отнести то, что пластиковые элементы любого диаметра отличаются невысокой устойчивостью к механическим воздействиям. Если гидротехническое сооружение заилится, то повторно разбурить его будет очень сложно, а порой и невозможно. Несмотря на это, изделия из пластика пользуются большой популярностью при самостоятельном монтаже скважин.

Асбестоцементные элементы

К преимуществам асбестоцементной обсадной трубы можно отнести следующее:

• Устойчивость материала к воздействию агрессивных химических веществ.
• Высокая коррозионная стойкость.
• Приемлемая цена за трубы любого диаметра.

К недостаткам можно отнести такие моменты:

1. Основной недостаток изделий из асбестоцемента – хрупкость конструкции. Чтобы повысить прочность обсадной колонны, необходимо использовать элементы с утолщённой стенкой. Поскольку на стоимости обсадной колонны это существенно не отразится, то на первый взгляд кажется, что проблема решена.
2. Однако главный недостаток использования труб с утолщённой стенкой состоит в том, что придётся увеличивать диаметр проходки. А бурение скважины большего диаметра существенно удорожает монтажные работы.
3. Ещё одни минус использования асбестоцементных обсадных элементов состоит в том, что с их помощью нельзя обустроить фильтрующую колонну.
4. Большой вес элементов создаёт определённые сложности при монтаже и транспортировке.

Важно: такой вариант обсадки рекомендуется использовать для артезианских скважин, возведённых на породе из известняка, глубиной не более 100 м.

Технология бурения своими руками

Для начала стоит отметить, что самостоятельное бурение с обсадной трубой можно выполнять только в том случае, если водоносный горизонт находится на глубине не более 15 м. Технология бурения такова, что для работы вам понадобится хотя бы одни помощник и следующие инструменты:

• набор гаечных ключей, кувалда и молоток;
• для поворачивания труб в грунте нужен ворот;
• для облечения процесса бурения понадобится тренога;
• бур в форме желонки (изделие должно быть оснащено резьбой, чтобы его можно было прикручивать к трубе).

Технология бурения подразумевает соблюдение следующей последовательности действий:

1. Процедура бурения выполняется за счёт ручного вращения бура с трубой в грунте.
2. Периодически изделие необходимо вытаскивать на поверхность, чтобы удалить грунт из стакана.
3. После того, как вы выполните проходку глубиной 2 м, в забой устанавливается обсадное изделие. Она не даст стенкам обрушиться и засыпать скважину. При этом по мере установки обсадных элементов их необходимо соединять с буровым станком.
4. Когда вы достигнете водоносного горизонта, элемент обсадки фиксируется на поверхности.
5. Затем в канал скважины устанавливается пластиковая фильтрационная труба. К ней подсоединяется насосное оборудование.

Несмотря на то, что технология обустройства скважины с обсадной колонной довольно простая, на выполнение работы своими руками может уйти несколько дней.

Необходимость использования фильтра на обсадной колонне

Фильтрующее приспособление в обязательном порядке устанавливается при обустройстве скважин на песок, водозаборных колодцев и скважинных колодцев. Если забор воды выполняется из горизонта, который находится в неустойчивой породе (сыпучей, галечной или песчаной), то в воде из источника может быть много мелких примесей и частиц почвы.

Если воду не очищать от механических примесей с помощью фильтрующего приспособления, то гидротехническое сооружение может заилиться. Концентрация примесей обычно нестабильна, поэтому спрогнозировать сценарий развития событий сложно. Именно поэтому лучше использовать фильтрационную трубу.

Обычно фильтрующий элемент делается из трубы диаметром 12,5 см. Установка фильтра выполняется в такой последовательности:

• перфорированная часть;
• первичная обмотка;
• фильтрующая сетка;
• вторичная обмотка;
• специальная заглушка.

Важно: один погонный метр такого фильтра может пропускать до 150 л/с. Обычно он делается длиной не менее 3 м, а протяжённость участка с перфорацией составляет не  менее 2 м.