Приспособления для обсадной трубы для обсадки
Приспособления для обсадной трубы для обсадки
Обсадная труба подходит для обустройства нефтяных и газовых скважин, а также для создания скважин с питьевой или технической водой. Их часто используют в строительстве для создания буронабивных опор. Качественные надежные трубы должны обладать хорошей степенью герметизации — особенно это критично в случае газовых или нефтяных скважин, а также в случае артезианских скважин с глубоким залеганием воды под землей.
Виды и применение обсадных труб
После бурения необходимо выполнить обустройство скважины, чтобы она не засыпалась грунтом. Основным методом укрепления скважины является монтаж специальной обсадной трубы, которая может выполняться из пластика, металла и некоторых других материалов. Но как именно должна монтировать обсадная труба для скважины? Из каких материалов делают подобные детали? И в каких сферах используются чаще всего? Ниже мы узнаем ответы на эти вопросы.Если используется метод гидробурения, то буровой раствор начнет уходить в скважину. Это будет хорошо заметно по падению уровня воды в технических приямках. То есть, водоносный слой будет поглощать воду, которую в него наливают. С какой скоростью водонос потребляет воду, с такой же скоростью он ее и отдаёт. В 95% случаев это будет водоносный слой, в 5% случаев трещина в земле или пустота. Если вода уходит в скважину очень быстро, то это может быть пустота в земле.
Способы бурения скважины вручную.
Гидробурение.
Для бурения этим способом понадобятся буровые штанги с фрезой, шланг для подвода воды и водяной насос.Суть способа заключается в том, что бурение происходит с помощью бура с фрезой и потока воды. Для бурения достаточно крутить штангу в разные стороны, сначала в одну, а затем в другую сторону. Полного вращения бура не требуется. Во время кручения штанги фреза бура рыхлит породу, а вода, которая выходит из штанги в зоне бурения, подымает размытую породу наверх из скважины.Недостатком данного вида бурения является то, что с его помощью невозможно пройти обломочные породы типа галечников или просто породы богатые камнями. В процессе бурения мягкая порода вымывается, а камни остаются на дне скважины, где скапливаются и мешают бурить.Преимущество в том, что нет необходимости доставать бур из ствола скважины, чтобы убрать разрыхленную породу.Штанги бура изготавливают длиной 1.5-2 м из водопроводной трубы с условным проходом 25мм и с наружным диаметром 32мм. Штанги соединяются посредством резьбовых муфт. На штангах с двух сторон нарезается обычная трубная резьба. Муфта частично накручивается на штангу с одной стороны и обваривается.Фрезу для бура нужно изготавливать из прочного и толстого металла. Лучше всего подойдет старая пластинчатая пружина от грузового авто. Эти пружины сделаны из стали 75Г и они каленые, что придает металлу особую прочность на истирание.Фрезу, как правило, делают трех лепестковую или двух лепестковую. На гранях фрезы обязательно нужно сделать насечки. Данные насечки выполняют функцию измельчителя породы и с ними бур вращается легче.Для гидробурения нужно организовать два приямка для воды: один из них побольше (он должен располагаться близко от места бурения) и второй — поменьше. Приямки будут выполнять роль резервуаров воды. В первом приямке вымытая порода будет отстаиваться и оседать на дно, а из второго приямка вода должна забираться насосом и подаваться внутрь буровой штанги. Таким образом вода будет течь по замкнутому кругу. Первый приямок периодически нужно очищать от вымытой породы и одновременно производить осмотр этой породы с целью поиска крупнозернистого водоносного песка.Чтобы вода меньше уходила в почву приямков, их дно можно застлать полиэтиленом.Видео: изготовление скважины на воду гидробурением.
Бурение шнеком.
Для бурения скважины шнеком необходимы специальные шнековые штанги.Этот вид бурения имеет как свои преимущества, так и недостатки. Шнеки позволяют бурить породы, насыщенные камнями, но, чтобы поднять на поверхность земли разрыхленный грунт, нужно периодически вынимать всю буровую колонну из ствола скважины. И чем глубже скважина, тем тяжелее вынимать буровую колонну. Поэтому при бурении глубоких скважин придётся изготавливать подъёмный механизм.Для ручного шнекового бурения вполне достаточно сделать со шнеком первую штангу. Остальные штанги не имеет смысла изготавливать шнековыми. Штангу со шнеком можно изготовить самостоятельно или применить какой-либо другой шнек, например, от старого рыбацкого бура.Видео: бурение скважины шнеком.
Бурение ударно-канатным способом.
Принцип работы такого бурения заключается в том, что круглая металлическая труба опускается под своим весом в ствол скважины. Ударяясь о дно скважины, она разбивает грунт, камни и наполняется разбитой породой. После трубу вынимают из скважины и очищают от грунта. Такой процесс повторяется многократно.Эффективность данного способа бурения напрямую зависит от высоты, с которой падает буровой инструмент, и от его веса. Поэтому данный снаряд следует утяжелять. Можно сделать его длинным и одну часть залить бетоном или свинцом, а другую часть оставить для приема грунта.Большое преимущество данного способа бурения в том, что он позволяет проходить породы с камнями. Но есть и недостаток. Если не использовать лебедку для подъема снаряда, то придется затрачивать большие физические усилия.Для ручного бурения скважины используют два основных типа инструмента:- Забивной стакан – это труба с заостренными краями и продольными прорезями для вынимания грунта.
- Второй инструмент – это желонка.
Видео: самодельный стакан и желонка для бурения.
Забивка абиссинской скважины иглы.
Суть способа заключается в том, что в землю забивается труба диаметром 57мм с острым концом, которую ещё называют игла. Часто на острие трубы наваривают наконечник, изготовленный из старого лома. Игла состоит из нескольких труб по длине, которые наращиваются в процессе забивки с помощью обычной сварки.Труба во время забивки раздвигает грунт своим острием и входит в него. Такой способ пробивки скважины подойдет только для неглубоких скважин, например, для абиссинки.В трубе режутся щели в шахматном порядке с помощью УШМ (болгарки) тонким кругом на расстоянии примерно полметра от острия. Количество и размер щелей будут влиять на способность воды проникать внутрь трубы, поэтому их не должно быть мало. Отрезной круг должен быть как можно тоньше. Эти щели будут выполнять роль грубого фильтра. Длина такого фильтра должна быть не менее двух метров на трубе. Щелевой фильтр должен находиться на расстоянии 50 см от наконечника трубы. Таким образом это расстояние будет выполнять роль отстойника.Чтобы трубу было легче забивать, можно сначала пару метров пройти обычным садовым буром, а уже потом переходить к забивке.Процесс забивки можно механизировать, если приспособить для этой цели перфоратор или отбойный молоток.Для уменьшения трения трубы о грунт и облегчения работы, сразу же после острия делается небольшое утолщение по кругу. Самый простой способ сделать такое утолщение — это наварить сварку по кругу трубы. В случае если труба дойдет до камней, которые не удается пробить, ее всегда можно будет вынуть и попробовать забить иглу в другом месте.У такого способа пробивки скважины есть два существенных недостатка.- Проблема забивных скважин в том, что водонос ищется вслепую, так как нет вынимаемого грунта из скважины. Поэтому для определения водоносного слоя нужно через каждый метр забивки наливать в трубу воду и смотреть за ее поглощением землей. Как только началось хорошее поглощение, значит достигли водоносного слоя. Здесь стоит обратить внимание на один момент. Иногда при забивании отверстия в трубе закупориваются глиной и поэтому стоит обращать внимание на каждое, даже небольшое поглощение воды скважиной. Если есть поглощение, значит нужно сначала сделать обратную промывку, а затем прокачать скважину.
- После достижения водоносного слоя может получится так, что зеркало воды установится на глубине ниже 7-8м. В этом случае поверхностный насос просто не сможет поднять воду из скважины на поверхность.
- Фильтр с наконечником
- Этапы изготовления фильтра для скважины иглы.
Как было сказано выше, до водоносного слоя должно оставаться расстояние в 0,5-1 метр. Определить его с максимальной точностью можно, используя верёвку с грузилом. Подойдёт, например, накидной гаечный ключ. Это самодельное измерительное устройство медленно опускается вниз. О достижении воды свидетельствует лёгкий всплеск. Расстояние следует отметить узелком на верёвке и продолжить опускание. Резкое ослабление верёвки говорит о достижении дна. На обратном конце завязывается ещё один узел. После этого верёвка извлекается и точно определяется по узлам высота водяного столба. Исходя из неё, можно легко рассчитать, на какой глубине должен расположиться нижний конец трубы. Измерение лазерным дальномером в этом случае может давать ложные показания, так как вода в скважине находится в небольшом движении (рябит).
На что обратить внимание
Для обустройства неглубокой скважины подойдут трубы меньшего диаметра. Распространённый стандарт – 125 мм (12,5 см). В такую трубу свободно входит достаточно мощный цилиндрический насос. Для небольшой глубины (для скважин это показатели меньше 20 м) достаточно диаметра в 116 мм. Оптимальная толщина стенок для любого типа труб кроме асбестоцементных (используются для технических скважин) составляет от 5 до 7 мм.Установка фильтров – обязательная процедура, которой не следует пренебрегать. Единственное, что нужно учесть – это метод изготовления самодельного фильтра. Используя насечки, можно спровоцировать медленную фильтрацию, когда сложно промыть новую скважину и очистить воду.Особенно актуальна эта проблема для песчаных и глиняных грунтов. Прокачка произойдёт медленно, а вода будет содержать донные примеси. Специалисты советуют всё-таки отдать предпочтение фильтру с круглыми отверстиями, выполненными с помощью дрели.
Геоткань рекомендуется накладывать на фильтр в три слоя и надёжно закреплять её проволокой. Под этой тканью на торце размещают сетки. Сетчатые фильтры крепятся с помощью муфт или насаживаются на резьбу.Определённую проблему представляет мощный водоносный слой, расположенный в песчаном грунте. Такие скважины трудно промыть, песок почти сразу наносится обратно. Трубу в таких условиях опустить невозможно – она упирается в затор и тормозит. Для решения проблемы к верхней части конструкции монтируют оголовок, к которому через шланг подключают мотопомпу. Под воздействием сильного напора труба сама оседает в грунт. Рабочим остаётся только контролировать глубину погружения.Как было сказано выше, до водоносного слоя должно оставаться расстояние в 0,5-1 метр. Определить его с максимальной точностью можно, используя верёвку с грузилом. Подойдёт, например, накидной гаечный ключ. Это самодельное измерительное устройство медленно опускается вниз. О достижении воды свидетельствует лёгкий всплеск. Расстояние следует отметить узелком на верёвке и продолжить опускание. Резкое ослабление верёвки говорит о достижении дна. На обратном конце завязывается ещё один узел. После этого верёвка извлекается и точно определяется по узлам высота водяного столба. Исходя из неё, можно легко рассчитать, на какой глубине должен расположиться нижний конец трубы. Измерение лазерным дальномером в этом случае может давать ложные показания, так как вода в скважине находится в небольшом движении (рябит).Специалисты советуют каждую из секций трубы дополнительно скрепить скобами и полосами из нержавейки. Это правило касается любых труб, кроме асбестоцементных.Известняки и песчаные почвы требуют использования труб из стали (хотя это и более дорогой строительный материал). Такие грунты достаточно неустойчивы и обсадная труба, выполненная из хрупкого материала, может не выдержать давления и лопнуть.
Но современная промышленность предлагает разновидность подобных труб из модифицированного материала, который считается безопасным для человека. Если вы чётко определились с тем, что будете использовать асбоцементные трубы для колодца, то тогда желательно ознакомиться с санитарным сертификатом изделий, чтобы точно быть уверенным, что ваша вода будет пригодной для употребления.
Обсадные трубы: назначение, разновидности и правила монтажа
Как правило, с обсадными трубами и со всем, что с ними связано, имеют дело специалисты в области бурения. Однако разобраться в вопросе не помешает и горожанам, планирующим загородное строительство и желающим в обозримом будущем обзавестись собственной скважиной. Данная статья поможет понять назначение обсадных труб, разобраться в их типах и способах монтажа.Назначение
Трубы обсадные монтируются в заранее пробуренную скважину, где они формируют так называемую обсадную колонну. Эта колонна справляется сразу с несколькими задачами, главная из которых — это удержание стенок от обрушения и осыпания.Кроме того, за счёт своей герметичности трубы способствуют наполнению скважины водой и не дают ей просачиваться за её пределы.При этом они также защищают и воду от загрязнения, не давая породе и мелкодисперсным частицам попадать внутрь обсадной колонны.Обрушение стенок — одна из главных опасностей, подстерегающих владельцев загородной недвижимости, прибегнувших к бурению с целью обзавестись собственной скважиной. Такое событие может закончиться повреждением заборного патрубка и погружного насоса.Оборудование может быть полностью утрачено, равно как и сама скважина. В таких случаях её попросту тампонируют и производят бурение новой в нескольких метрах.Трубы обсадные призваны предотвратить такой сценарий, надёжно защитив стенки скважины от обрушения.Обсадная колонна принимает на себя давление грунтового массива, поэтому к её прочности предъявляются высокие требования. Необходимо внимательно подходить как к материалу, из которого произведены обсадные трубы, так и к другим параметрам: диаметру, толщине, прочностным характеристикам.Формирование первого сегмента обсадки производится либо в самом начале бурения, либо после проходки определённой отметки. Во многом это определяется характеристиками грунта. Трубы обсадные могут выступать в том числе и в качестве вспомогательного инструмента для создания ствола.Параметры труб и их качество регулируются ГОСТами.Линейка диаметров у большинства производителей начинается с отметки 11,4 см и заканчивается 42,6 см, хотя некоторые компании могут изготавливать изделия более крупного диаметра на заказ.Что до толщины стенок, то она варьируется в диапазоне от 0,6 до 1,4 см. В качестве материала для изготовления применяется сталь различных марок либо пластик.
Выбор диаметра
Диаметр рассчитывается исходя из дебита аквифера либо из потребностей в воде хозяина участка. Для небольшого коттеджа или дачи нормативным считается расход порядка 0,6 — 0,8 м2. Такого объёма вполне хватает и для пищевых, и для технических нужд.Что до насоса, то его диаметр принято брать на 0,5 см меньше, чем внутренний диаметр трубы. Обсадная колонна в таком случае даст возможность вынуть насосное оборудование в случае его поломки. Так, например, если диаметр насоса составляет 8,5 см, то внутренний диаметр трубы должен составлять 8,5 + 0,5 = 9 см.Таким образом, при толщине стенок 0,5 см внешний диаметр трубы будет составлять 8,5 + 0,5 + 0,5 = 9,5 см.Приведённый пример весьма приблизителен. Как правило, при расчётах учитывается ещё и глубина скважины. Бурение прекращается по достижении водоносного горизонта, после чего верхний сегмент обсадной колонны закрепляется.Эксплуатационный период обсадной колонны и обслуживание скважины
Трубы обсадной колонны имеют ограниченный эксплуатационный цикл. Как правило, он составляет порядка десяти лет, после чего изделия нужно заменять. Но извлечь старые и обветшалые трубы не всегда представляется возможным, да это и не нужно.С целью восстановления прочности и герметичности скважины внутрь уже установленных труб обсадной колонны помещают другие трубы — меньшего диаметра. Однако чтобы такой ремонт был возможен, необходимо предусмотреть его ещё на этапе бурения. Для этих целей вместо труб, размер которых рассчитан по приведённой выше формуле, берутся изделия на размер больше.Для ремонта скважины в таком случае потребуется лишь поместить трубы меньшего диаметра в старую колонну.Виды труб
Как уже было сказано выше, обсадная колонна берёт на себя функцию по армированию скважины, обеспечивая её герметичность и сдерживая давление грунта. В связи с этим к качеству материалов предъявляются высокие требования. Из чего же изготавливают современные обсадные трубы?Металлические трубы
Стальные трубы — единственный разумный выбор для тех случаев, когда необходимо обустроить надёжное и бесперебойное водоснабжение, которое прослужит не один десяток лет. Ведь какой бы чистой не была поступающая из водоносных слоёв вода, магистраль всё равно имеет свойство со временем заиливаться. Ликвидация последствий заиливания при помощи бурения возможна только при условии применения металлических труб. Ни с ПВХ, ни с асбестоцементными трубами осуществить ликвидацию ила посредством бурения не представляется возможным.Что до недостатков, то в этом вопросе у труб из чугуна и других чёрных металлов можно выделить склонность к коррозионным процессам. Отчасти эта проблема решается установкой качественных фильтров, но коррозия тем не менее продолжает медленно разрушать трубы.Ещё один недостаток металлических труб — это цена, особенно на толстостенные версии. По этой причине применять обсадку из стали целесообразно лишь при глубоком бурении с целью обустройства скважины с длительным эксплуатационным ресурсом. Осаживать песчаные скважины стальными обсадными трубами попросту нецелесообразно.
Пластиковые трубы
- химическая нейтральность (в подаваемую воду не поступают никакие вредные примеси из металла);
- неподверженность коррозии;
- малый вес;
- лёгкая транспортировка;
- простой монтаж (можно обойтись без буровой установки).
Асбестоцементные трубы
- умеренная цена;
- неподверженность коррозионным процессам и гниению;
- умеренный вес;
- длительный эксплуатационный период (порядка 35 лет).
Соединение труб обсадной колонны
Трубы обсадной колонны соединяются между собой несколькими способами.- Резьбовое безмуфтовое соединение Данный тип соединения используется при компоновке обсадной колонны из труб с высаженными концами. То есть непосредственно перед соединением конец трубы разогревается и на внутренней поверхности изделия прорезается резьба. На другом конце трубы, соответственно, прорезается наружная резьба. Когда трубы остывают, производится их соединение методом завинчивания.
- Муфтовое соединение Данный тип соединения труб обсадной колонны предполагает использование муфт с внутренней резьбой. На трубах прорезана внешняя резьба, за счёт чего обеспечивается надёжное соединение. Как правило, от поставщиков такие трубы приходят уже с навинченной муфтой на одном из концов, что ускоряет процесс обустройства обсадной колонны. Чтобы защитить муфту от внешних воздействий, её накрывают защитным полиэтиленовым мешком на время транспортировки.
- Сварка На сегодняшний день сварное соединение практически не применяется при обустройстве обсадных колонн для скважин на воду ввиду трудоёмкости и нецелесообразности. Сваривать имеет смысл трубы большого диаметра, используемые для обсадки крупных скважин промышленного назначения. Для этих целей используют дуговую или автоматическую сварку как наиболее высокоэффективную.
Монтаж труб
Обустройство скважины начинается с бурения. По достижении проектной глубины бур извлекается и специалисты приступают к формированию обсадного столба. Весь шлам удаляется, после чего производится обсадка. Она продолжается, пока не будет пройден водоносный слой. Наращивание колонны и скрепление труб производится одним из описанных выше способов.Стандартная обсадка формируется следующим образом:- Первичный очистной фильтр. Обычно выполняется из нержавеющей сетки.
- Донный фильтр или фальшдно. Как правило, обустраивается из гравия и надёжно страхует скважину от просачивания загрязнений, которые могут поступать из водоносного горизонта.
- Оголовок скважины. Выступает в роли защитного элемента, предотвращающего воздействие внешних факторов. Кроме того, создаваемая оголовком герметичность будет способствовать созданию внутри скважины разряжения, положительно влияющего на поступление воды. В некоторых случаях оголовок цементируется, однако многие современные модели и без того обеспечивают высокую герметичность.
Советы
Выбирая трубы для обсадки скважины, исходите в первую очередь из соотношения цены и качества. Не стоит применять дорогостоящие трубы там, где их качество, прочность и долговечность будут попросту невостребованы.Правильно подбирайте толщину и диаметр труб. Для этого используйте соответствующие нормативы и рекомендации. Помните, что увеличение диаметра трубы повлечёт за собой необходимость использования более дорогой буровой установки.Обустраивая одноколонную обсадку, помните, что извлечь её из грунта будет попросту невозможно. Двухколонная компоновка обходится дороже, но в то же время даёт возможность очистить скважину даже при сильном заиливании.Когда бурение скважины будет завершено, использовать её не рекомендуется. Задействуйте насос, чтобы откачать максимальный объём жидкости.Таким образом вы создадите внизу большее расширение, в результате чего увеличите дебит скважины.И помните: при правильно выполненной обсадке вы сможете впоследствии сэкономить на обслуживании колонны, так как она длительное время не будет требовать ремонта и замены ключевых элементов.