Важный элемент при подготовке к буровым работам: диаметры обсадных труб для скважин на воду

Какие размеры необходимо учитывать при покупке изделий?

Обсадка – необходимый элемент водозаборной скважины любого типа. По материалам изготовления используются металлические, пластиковые и асбестоцементные конструкции.

Их размер определяется тремя параметрами:

• длина колонны,
• ширина стенки,
• диаметр сечения трубы.

Выбор размеров зависит от:

• глубины бурения,
• типа грунта на участке,
• технического оснащения скважины (насосы, фильтры).

Какая обсадная труба нужна для бурения скважины на воду, как ее выбрать, подскажет эта статья, о металлических трубах читайте здесь, о пластиковых — тут, о ПНД-трубах — здесь.

Какую обсадную трубу для скважины выбрать, подскажет видео:

Длина (высота)

Минимальная длина обсадной трубы водоносной точки – 3 м, максимальная – 13 м. На практике самым распространенным решением являются обсадки на 8-10 м. При бурении глубоких водозаборов и артезианских скважин применяются сборные обсадные колонны.

При установке обсадная колонна опускается до погружения в водоносный источник, при этом основание не должно упираться в грунт. Здесь будет располагаться донный фильтр грубой очистки.

Толщина

Параметр обеспечивает механическую прочность и устойчивость колонны к давлению грунта. По стандарту минимальная толщина стенки составляет 2-4 мм, максимальная – 16-20 мм.

В зависимости от этих размеров колонны бывают толстостенными и тонкостенными. При этом оптимальным вариантом специалисты считают толщину кожуха 12 мм.

Диаметр

Под этим параметром понимают размер поперечного сечения трубы. Он бывает:

1. Внешний – расстояние от двух противоположных точек на внешних стенках трубы.
2. Внутренний – замеряется от двух точек внутренней стенки.
3. Номинальный – практически равен внутреннему сечению.

При расчетах и подборе обсадной арматуры в скважину руководствуются именно внешним диаметром. Внутреннее сечение сортамента указывают для справки. Другое дело – номинальный диаметр.

Он определяет пропускную способность колонны, давление в системе. По этому размеру подбирают соединяющие элементы колонны (муфты, ниппели и т.д.).

Обсадные элементы для скважин на воду производятся стандартных диаметров:

• 32,
• 50,
• 63,
• 90,
• 110,
• 125,
• 160,
• 170 мм.

Это важнейший показатель, который влияет на дебит гидротехнического сооружения.

Водозабор большего сечения дает больший объем жидкости за единицу времени:

• водозабор с сечением труб 50 мм выдает в час до 2,5 т. жидкости;
• работоспособность скважины с обсадкой на 125 мм достигает 9 т/час.

Типоразмеры обсадных элементов унифицированы гос. стандартами и ТУ. Сейчас выпускаемый в РФ сортамент соответствует европейским нормам, но размеры указываются не в дюймах, а в миллиметрах.

Применяемые при маркировке продукции буквенные коды:

• внешний диаметр – Dh;
• толщина кожуха – S;
• длина трубы – L;
• номинальный (внутренний) диаметр – DN.

Основные размеры обсадной арматуры из полиэтилена низкого давления (ПНД), поливинилхлорида (ПВХ), металла:

Как подобрать подходящий D?

Ориентир при выборе обсадной арматуры – ширина ствола скважины. Она всегда незначительно больше сечения колонны. Не стоит забывать о влиянии на производительность гидротехнического сооружения глубинной водоносной породы, мощности насоса и фильтров.

Общие правила

В предварительных расчетах используют следующие критерии:

• глубина шурфа, технологическое давление грунта на обсадку и степень его подвижности при эксплуатации скважины;
• расположение водоносного слоя, показатель «отдачи» воды источником питания скважины;
• размеры, тип и производительность погружаемого насоса, необходимое дополнительное оборудование;
• толщина стенок кожуха;
• минимальный зазор между обсадной колонны и насосом;
• если обсадка собирается из элементов с внутренним резьбовым соединением, учитывают толщину ниппелей.

Подбор диаметра обсадных труб проводится так, чтобы после монтажа защитная колонна плотно прилегала к стенкам водозабора. Только так можно обеспечить надежное укрепление ствола.

Технические показатели водозабора с обсадными трубами отражаются в паспорте скважины после завершения буровых работ. Эти сведения пригодятся при плановом обслуживании и ремонте гидротехнического сооружения.

Несколько конкретных примеров

Подготовка к монтажу проводится «с карандашом в руках» и состоит из двух этапов. Рассмотрим конкретный пример:

1. Определение пиков расхода воды за день. При этом все точки-потребители активны одновременно. На кухне работают кран, стиральная и посудомоечная машины, задействованы ванная комната и санузел на 1-м этаже, на втором используется душевая, проводится полив огорода. Выясняется, что с такими условиями максимальный расход воды 2-уровнего загородного дома составляет 0,6 м3/м.
2. Подбор насоса для прокачки этих 0,6 кубов за минуту. Он должен свободно размещаться в кожухе обсадки (при высоком уровне воды это оборудование подвешено внутри колонны). Для получения итогового значения диаметра трубы к сечению насоса закладывается люфт 3-4 мм и прибавляется толщина стены обсадки.

Как учесть диаметр насосного оборудования и размеры кожуха колонны. Специалисты применяют несложную формулу D(вн) = D(н) + 10 мм, где:

• D(вн) – внутренний диаметр обсадного элемента;
• D(н) – диаметр сечения насоса;
• значение 10 мм получается из суммы минимального расстояния от насоса до обсадного кожуха по 5 мм с двух сторон.

Выбираем колонну для нашего результата на 0,6 м3/м:

• в этом случае рекомендуется насос D-90 мм;
• необходимое внутреннее сечение трубы 90 + 10 = 100 мм;
• итоговый диаметр обсадной колонны с учетом стандартной толщины стенок 5 мм составит 100 + (5х2) = 110 мм.

По итогу в скважину устанавливаются обсадные элементы ближайшего диаметра. В нашем примере — это D-114 мм.

Как подбирается обсадка к типу водозаборного источника?

Как подбирается обсадка к типу водозабора на участке:

1. Абиссинский колодец-скважина, верховодка. Максимальная глубина шурфа не превышает 10-12 м. Питают водозабор поверхностные пласты.

   Вода тут больше используется для технических нужд, поэтому не требуется серьезное фильтрующее оборудование и мощные насосы. Тут достаточно обсадных труб на 32 мм.

2. Водозаборы на песок. Глубина водоноса варьируется от 10-20 до 60-80 метров. Таким сооружениям «под силу» обеспечить водою загородный дом, но для хорошего дебита нужен производительный насос и придонный фильтр. С задачей справятся обсадные трубы диаметром 90 и 125 мм.
3. Скважины на известняк, артезианские водозаборы. Обсадка рассчитывается на глубину от 80-90 м. Диаметр колонны зависит от насосного оборудования. В целом для водоснабжения частного домохозяйства подходящие сечения 90 – 125 мм, для высокопроизводительных водозаборов на дачные поселки и городские микрорайоны – 159 и 170 мм.

Большинство автономных скважин на частных участках бурятся на песок. Для них оптимальны обсадки с сечением от 110 мм. К такой защите проще выбрать хороший насос, удобнее обслуживать водозабор. Предпочтительный способ соединения обсадных частей – резьба.

Теперь о подходящих погружных насосах. Для неглубокой скважины на дачном участке достаточно нагнетателя с сечением 75 мм. Это оборудование способно прокачать до 3 кубов воды в час.

Заключение

Обсадные элементы для автономных водозаборов «подчинены» стандартам и техническим условиям. Подбор длины, толщины, диаметра труб и насоса проводятся еще при подготовке к буровым работам.

Необходимо учесть:

• характеристику грунта,
• глубину залегания водоносного горизонта,
• дебит скважины и предстоящий расход воды.

Лучше как следует поработать с расчетами, чем устранять ошибки во время бурения.