Выбор обсадных труб для скважины

Как только человек твердо решает, что нужно обзавестись собственной скважиной на участке, перед ним сразу встают множество важных вопросов. Среди них — проблема выбора обсадных труб. Обсадная колонна является одной из важнейших составляющих любой скважины, это ее сердце, ее скелет. По большому счету обсадная колонна это и есть сама скважина.

От ее типа и качества зависят ключевые показатели скважины – количество получаемой воды и ее чистота, срок службы, надежность и многие другие. Не редки случаи, когда из-за неправильного выбора и монтажа обсадных труб совсем новые скважины выходили из строя.

При выборе обсадных труб необходимо знать и учитывать геологические, гидрогеологические и геохимические условия, при которых будет буриться и существовать скважина. Для простого обывателя в этой теме существует больше вопросов, чем ответов. Мы постараемся подробно ответить на многие из них в этой статье.

Виды обсадных труб

Стоит сказать, что за всю историю буровых работ человечество использовало различные материалы для крепления обсадных скважин. Сегодня обсадка, выполненная из дерева или бетона, кажется для нас чем-то из ряда вон выходящим. Не удивительно, ведь их давно вытеснили трубы из современных материалов. На передний план вышли стальные обсадные трубы, трубы из асбестоцемента и пластиковые трубы, причем каждый тип имеет свои плюсы и минусы.

1. Стальная обсадная труба

Обладает высокой популярностью среди буровых мастеров. Обсадная колонна, выполненная из стали, имеет высокую прочность и надежность. Существуют сварные и цельнокатаные стальные трубы. В ряде случаев, когда приходится иметь дело с подвижными грунтами или производить бурение в сейсмоопасных районах, сталь – единственный материал, способный сопротивляться внешним нагрузкам и напряжениям и сохранять правильную геометрию ствола скважины. Высокие прочностные характеристики стальной обсадной трубы обуславливают большой срок службы скважины, который может достигать 40-50 лет.

Однако и у этой медали есть обратная сторона. Так как трубы обсадной колонны постоянно контактируют с водой, то при использовании стали в качестве обсадки наблюдаются интенсивные коррозионные процессы. По сути – такие трубы начинают быстро ржаветь. При этом ржавчина свободно попадает в водосборную часть скважины и загрязняет воду. С этим можно бороться, установив специальный фильтр. Но это повысит и без того не малую стоимость стальной обсадной колонны. Да и зачем, когда в большинстве случаев можно использовать более дешевые аналоги.

2. Обсадные трубы из асбестоцемента

Получили широкую популярность за невысокую стоимость и долговечность в 20 веке. Асбестоцемент не подвержен коррозии, поэтому обсадная труба, выполненная из этого материала, будет служить до 60 лет и более. Пожалуй, на этом плюсы заканчиваются.

Теперь о неприятном. Асбестоцементные трубы весьма хрупкие, поэтому они пригодны к установке только в неподвижных породах. Для обеспечения должной прочности, стенки таких труб обладают значительной толщиной, а значит, ствол скважины следует делать большего диаметра, что приведет к увеличению стоимости буровых работ. При этом вес такой трубы увеличивается, и возникают определенные сложности с их монтажом – приходится использовать крупнотоннажную подъемную технику, что так же приводит к росту стоимости работ.

Помимо всего прочего такие трубы сложно соединить друг с другом, что подразумевает высокий риск разгерметизации обсадной колонны и как следствие — загрязнение воды в скважине. Эти особенности привели к тому, что такие трубы выбирают все реже, особенно, когда есть из чего выбирать.

3. Пластиковая обсадная труба (НПВХ, ПНД)

Пластиковые обсадные трубы — наиболее популярный выбор в наши дни. Пластик является современным материалом с высокими потребительскими свойствами. Пластиковая обсадная труба обладает следующими преимуществами:

• низкая стоимость;
• пластик не подвержен коррозии и химически нейтрален;
• высокая герметичность и надежность;
• обладает малым весом;
• высокое удобство монтажа;
• экологически чистый материал.

Пластиковые трубы обладают большей прочностью, по сравнению с асбестоцементными трубами, однако проигрывают в этом плане стальным. Трубы ПНД обладают высокой гибкостью, поэтому они не способны выдержать высокое давление пород, что может привести к их сдавливанию. В то же время, трубы НПВХ способны выдержать давление до нескольких тонн, что делает их наиболее пригодными для использования в качестве обсадной колонны.

Стоит упомянуть, что существуют варианты монтажа двойной обсадной колонны из труб, изготовленных из различных материалов. В таком случае возможно сочетание достоинств различных типов труб, однако с этим увеличивается рост стоимости всей конструкции.

Выбор диаметра обсадных труб

При выборе диаметра обсадных труб стоит учитывать желаемый дебит скважины: чем выше его значение, тем больше должен быть диаметр насоса, и, соответственно, самой трубы. При этом стоит найти золотую середину, так как с ростом диаметра трубы увеличивается и диаметр скважины, а вместе с ним – стоимость буровых работ. При этом стоит учитывать толщину труб и необходимые зазоры.

В качестве примера рассмотрим следующую ситуацию, с которой мы имели дело при бурении скважины во Мге. Для водоснабжения дома в пиковый период необходима подача воды в объеме 4 м куб/час. Насос, создающий подобный расход, имеет диаметр 90 мм. Между насосом и стенкой трубы необходим зазор минимум по 7 мм с каждой стороны (14 мм в сумме). К этому необходимо прибавить толщину самой трубы, которая составляет 4 мм с каждой стороны (8 мм. в сумме). Итого, минимальный диаметр: d = 90+14+8 = 112 мм.

Обсадные трубы изготавливают стандартных размеров, поэтому стоит выбирать диаметр такой трубы, больший, чем вычисленный минимальный. В нашем случае выбор пал на пластиковую трубу с диаметром d = 125 мм.

Выбор способа соединения обсадных труб

Так как обсадная колонна состоит из нескольких обсадных труб длиной по 3-10 метров, то существует необходимость их соединения друг с другом. Причем от правильного соединения труб зависит герметичность всей системы, а вместе с ним и качество получаемой из скважины воды. В основном используются три метода соединений: сварочный метод, резьбовое соединение и соединение с использованием раструба.

При соединении «в раструб» труба вставляется в расширенный конец другой трубы через уплотнительное кольцо. Данный вид соединения используется редко для крепления обсадной колонны, так как не обладает должной герметичностью. Для повышения надежности такого соединения возможно использование наружных муфт, но вместе с этим необходимо увеличение диаметра скважины, что опять-таки приведет к росту стоимости буровых работ.

Соединение методом сварки также является весьма сомнительным. Во-первых, данное соединение применяется только к металлическим трубам. Во-вторых, герметичность соединения во многом зависит от мастерства сварщика: малейшая оплошность в сварном шве способна поставить крест на всей скважине. В-третьих, стоит учитывать, что сварные швы так же подвержены коррозии, как и стальные трубы. Поэтому, выбирая сварное соединение обсадных труб, важно понимать степень риска, с которым Вам придется столкнуться.

Наиболее надежным соединением обсадных труб является резьбовое соединение. Оно подразумевает большую герметичность и прочность стыковки труб друг с другом. При резьбовом соединении с использованием фитингов стоит учитывать их диаметр при выборе диаметра насоса и обсадных труб. Подобное соединение является наиболее дорогостоящим. Но напоминаем Вам: «скупой платит дважды».