Обсадка скважины пластиковыми трубами
Итак, скважина пробурена и обсажена стальной трубой до известняка, вода стоит в известняке и не поднимается в стальные трубы. Вы не можете опустить глубинный насос в голый известняк (потому, что застрянет), поэтому его предварительно обсаживают ПНД трубой и потом в эту трубу ставят насос. Раньше для обсадки известняка использовали металлические трубы, но они стоят дорого, сегодня конкуренция набрала угрожающие масштабы и в погоне за лучшей ценой все перешли на пластиковые трубы.
При обсадке известняка, пластиковую трубу принято выводить на несколько метров выше воды, чтобы не всплыла.
Распространен миф, что если вывести пластиковую трубу под верх, то это дает дополнительную защиту от грунтовых вод в случае сквозной коррозии стальной трубы. Вынуждены вас огорчить: это не сработает в большинстве случаев. Если проржавеет стальная труба, то вода попадет в межтрубье, оттуда в известняк, а потом к вам в дом. Если же сталь проржавеет очень сильно, то пластик сдавит глинами.Но иногда реализуют такую конструкцию скважины, когда пластиковую трубу не опускают до дна, а делают своеобразный карман в известняке, где пластик затянет глинами. Это защитит скважину от верховодки даже в случае сквозной коррозии стали.
Часть буровых организаций предлагают поставить пакер в скважину, который выглядит как намотка на пластиковую трубу, он призван закрыть пространство между пластиком и сталью и обеспечить герметичность. Но пока спускают трубу с намоткой в скважину, эта намотка разболтается, порвется и толку от нее не будет. Но главное, что никто никогда не поймет, вышел пакер из строя или нет, вода ведь все равно будет чистая и прозрачная.
Встречаются более сложные варианты пакеров, но это дополнительные деньги, дополнительное время на их установку, а сейчас все компании идут по пути предельного сокращения затрат и никто не будет заниматься этим бесплатно.
А теперь самое популярное: многие буровые организации говорят, что установив пластиковую трубу, вы будете пить воду только из нее. Они просто бросают эту трубу в скважину, и она там болтается. В ней стоит вода, но также вода стоит и между пластиковой и стальной трубой. Об этом говорить не положено, вы ведь все равно это не узнаете. Так работает большинство буровиков без должного опыта.
Естественно, если проржавеет сталь, то верховодка будет у вас в кране.
Какие бывают трубы ПВХ для использования внутри скважин
Трубы обсадные ПВХ с резьбой для скважин производятся диаметрами 9-40 см (больше всего используются размеры труб от 125 до 225 мм). Для использования на малых и средних глубинах стенки труб имеют стандартную толщину. Для использования на значительной глубине стенки выполняются утолщенными, не менее 9 мм. Цвет обсадных изделий из ПВХ — синий.
По виду соединений пластиковые трубы для скважин выпускаются в двух вариантах:
- со стенками стандартной толщины и раструбом, имеющим трапецеидальную резьбу. Один конец такой трубы имеет наружную резьбу, предназначенную для вкручивания в уже погруженную трубу. На другом ее конце расположен раструб с внутренней резьбой;
- с утолщенными стенками и двумя видами резьбы. На одном конце находится внутренняя резьба, а на другом — наружная.
Резьбовое соединение пластиковых обсадных труб ПВХ в раструб
Каждая отдельная труба комплектуется заглушками, которые призваны защитить резьбу от повреждений во время транспортировки и хранения.
Некоторые особенности обсадных труб ПВХ
Обсадные трубы ПВХ, предназначенные для обсадки скважин, имеют ряд особенностей. Их следует учитывать при монтаже, чтобы трубопровод функционировал долго и правильно:
- Несмотря на износостойкость и устойчивость к механическим повреждениям, поливинилхлорид достаточно уязвим. Для того, чтобы не повредить обсадную трубу нПВХ для скважин с резьбой, бурение скважины должно проходить очень ровно и аккуратно. Из-за наличия порогов и выступов в почве труба может лопнуть.
- Обсадные трубы нПВХ плохо переносят высокие температуры. Поливинилхлорид начинает размягчаться, если внешняя температура достигает 60 градусов. Поэтому использовать обсадные трубы следует исключительно по назначению, ведь температура в скважинах никогда не достигает критической отметки.
- При свинчивании труб с резьбой лучше воспользоваться ременными инструментами. Они мягко воздействуют на стенки, исключая возможность повреждения и смятия пластика.
- Если предстоит бурение скважины большой протяженности, можно приобрести обсадные трубы разных диаметров. Такая конструкция будет сужаться книзу в виде перевернутого конуса. Для простоты монтажа применяются переходники разных размеров.
В бурении скважин и монтаже обсадных труб практически нет особых сложностей, если проводить работы с точным соответствием техническому регламенту. В том случае, когда монтажные работы были осуществлены без каких-либо нарушений, можно быть уверенным в качестве получаемой воды и долговечности работы скважины.
Трубы обсадные из ПВХ и ПНД: разница
Пользователи часто задают вопрос, в чём разница между обсадными трубами из ПВХ и ПНД. Эти различия обусловлены свойствами материалов. Применительно к типоразмерам, вариантам способов соединения труб в колонну различий нет. Например, трубы обсадные из НПВХ имеют более узкий диапазон рабочих температур, но превосходят ПНД-трубы по прочности. Поэтому трубы обсадные из ПВХ больше подходят для однотрубных скважин и обсадки двухтрубных систем, в том числе имеющих большую глубину.
С учётом условий эксплуатации скважин на воду их подземная часть не подвергается значительным перепадам температуры, поэтому температурный фактор не имеет определяющего значения при выборе материала труб. Надземная часть скважин в условиях холодного климата в любом случае должна быть защищена от воздействия низких температур. Напоминаем, что вода замерзает при температуре ниже нуля и для защиты скважины от морозов устраивают кессон.
Виды и популярные диаметры
Обсадные трубы НПВХ изготавливаются из жёсткого суспензионного поливинилхлорида (значение константы Фикентчера по ГОСТу 14040 К > 66) методом экструзии, окрашиваются в синий или серый цвет.
Представляют собой пустотелые цилиндры длинной формы с круглым профилем диаметром 80 — 400 мм, толщиной стенки в диапазоне 5 — 21,5 мм. Выпускаются в отрезках со стандартной длиной от 2,07 до 6 метров, включая резьбовой участок.
Внимание. По индивидуальному заказу возможно изготовление обсадных труб НПВХ другой длины
По типу соединения обсадные трубы НПВХ подразделяются на:
- раструбные изделия с резьбовым соединением и дополнительной герметизацией эластичным кольцевым уплотнителем;
- с гладкими концами под пайку;
- раструбные под склеивание.
Внимание. Объединение отдельных труб НПВХ в единую конструкцию обсадной колонны раструбными концами с резьбой обеспечивает отличную водонепроницаемость в местах сопряжения и считается более оптимальным вариантом для укрепления тела скважин любой глубины
В зависимости от видов стабилизаторов, красителей и других добавок в составе сырья используются в комплексах:
- питьевого водоснабжения. Обсадные трубы НПВХ абсолютно безопасны для человеческого организма, не ухудшают органолептических и гигиенических показателей воды, не способствуют биообрастанию и развитию в воде микроорганизмов растительного происхождения;
- технического назначения — для забора и транспортировки жидких и газообразных веществ с концентрацией серной кислоты не более 30 мг на литр и температурой от 15 до 45 ºС.
Важно! По согласованию с покупателем производители для изготовления обсадных труб НПВХ технического назначения могут использовать вторичное сырьё той же композиции
1.1. Расчёт диаметра и размеры соединительной части
При расчёте диаметра обсадной трубы НПВХ для водозаборных скважин опираются на величину максимального потребления воды при одновременном включении всех кранов. От этого параметра зависит мощность насоса, габаритные размеры которого в свою очередь являются определяющими для выбора трубы.
У погружных насосов с подачей от 3 до 8 мм диаметр корпуса составляет 75 — 122 мм, более близкие к ним по размеру обсадных трубы НПВХ 90 и 125 мм.
При сооружении водозаборных скважин на малодебетных водоносных слоях для крепления стен используют изделия Dn 170 мм. Они позволяют создать ремотнопригодную обсадную конструкцию для глубоких шурфов.
Линейные параметры раструбов обсадных труб НПВХ с d = 125 мм изображены на схемах 1, 2.
Схема 1
Схема 2
Значение линейных параметров раструбов представлены в табличной форме.
№ п/п | Наименование | Обозначение | Размеры раструба, мм | |
с кольцевым уплотнителем (Схема 1) | под клеевое соединение (Схема 2) | |||
1 | Длина фаски | α | Не менее 11 | 11 |
2 | Внутренний диаметр раструба в месте монтажа уплотнительного элемента | d1 | 125,9 | — |
3 | Внутренний диаметр раструба в месте монтажа уплотнительного элемента | d2 | 148,4 | 125,3 |
4 | Номинальная толщина стенки трубы | e | 4 — 10 | 4 — 10 |
5 | Толщина стенки раструба | e1 | 4,3 — 10,1 | 4 — 10 |
6 | Длина раструба | l | 121,5 | 100 |
7 | Длина раструба до канавки под кольцевой уплотнитель | l1 | Не менее 19 | — |
8 | Угол фаски | α | 15° | 15° |
Для изготовления сплошного уплотнения в форме кольца производители используют акрилонитрильный бутадиеновый каучук с твёрдостью по Шору «А» 70 ±5 ед. Его номинальный диаметр для труб Dn 125 мм должен составлять 133 мм, высота равняться 4,2 мм, радиус закругления краёв — 0,5±0,2.
Это интересно: Виды заглушек для профильной трубы – пластиковые и металлические
Выбор труб
Как известно, трубы бывают:
- Безнапорными – эксплуатируются при отсутствии давления.
- Напорными – их стенки выдерживают высокое внутреннее и внешнее давление.
Для оформления обсадных колонн приобретайте исключительно изделия второго типа, поскольку давление почвы будет присутствовать неизбежно.
Диаметр трубы будет зависеть от назначения скважины и планируемого объема потребления воды
Диаметры пластиковых обсадных труб рассчитываются с учётом предполагаемого к использованию типа насоса. Так, если водоносный горизонт на территории дома имеет повышенный статический и динамический уровень воды, в обсадной трубе насос должен находиться в подвешенном положении.
Для правильного понимания того, как выполняется расчёт, рассмотрим вариант с расходом воды в постройке, составляющим порядка 3 кубометров в час. Чтобы обеспечить такой объём потребления, подойдёт насос с диаметром75 миллиметров. От этой цифры и отталкиваемся.
Для вычисления диаметров труб обсадных стальных для скважин выполните такую арифметическую операцию: 75+8+4=87 мм. Здесь: 75 – диаметр насоса, 8 – толщина стенки трубы, 4 – промежуток между насосом и трубой. Единица измерения этих характеристик – миллиметры. Все обсадные трубы имеют стандартные размеры. Изучив ГОСТ 632-80, можно сделать вывод, что наиболее подходит к полученной цифре диаметр 114 мм.
Если предполагается использовать насос диаметром 102 миллиметра, расчёт подходящего сечения трубы производится аналогично: 102мм+8мм+4мм=114 мм. И хоть в ГОСТе 632-80 эта цифра содержится, рекомендуется приобретать с запасом – 127-140 мм.
Отличия от труб ПВХ
Почти всегда, когда говорят «труба ПВХ», подразумевают жесткие трубы из непластифицированного поливинилхлорида. Пластичная оболочка проводов, трубочки капельниц приходят на ум во вторую очередь. Поэтому сказать, что есть отличия между НПВХ и ПВХ, будет не совсем правильно: НПВХ – это и есть ПВХ, но ПВХ бывает двух видов – НПВХ и пластифицированный ПВХ.
Отличаются по свойствам пластифицированный и непластифицированный поливинилхлорид и трубы из них. Твердые водопроводные и канализационные трубы из НПВХ отличаются от гибких трубок медицинских капельниц и изоляции в электротехнике.
2. Трубы из нПВХ (непластифицированный поливинилхлорид)
ПВХ промышленным способом стали получать еще в 1931 году. В процессе эксплуатации этот замечательный материал усовершенствовался. Увеличилась сфера его применения.
Из всех полимеров нПВХ является самым прочным материалом, его модуль упругости больше 3000 Мпа.
В нашей стране нПВХ используются с восьмидесятых годов ХХ века.
В настоящее время в Европе обсадку скважин делают исключительно из нПВХ, у нас для бурения частных скважин на воду она стала применяться с 1998 года, процесс внедрения проходил медленно. Первые скважины по технологии нПВХ компания «Системы для дома» сделала в 2011 году, по настоящее время состояние скважин проверяется ежегодно. Так как материал зарекомендовал себя, в последние 2-3 года такие скважины бурят массово.
Достоинства нПВХ
- Долговечность более 60 лет;
- Химически инертный материал не загрязняет источник водоснабжения и окружающую природную среду;
- Устойчив к электрохимической коррозии;
- Высокое сопротивление внешнему давлению;
- Стоимость ниже стали;
- Заглушает шумы и вибрацию;
- Не требуется внешний стальной кондуктор;
- Раструбы в местах соединения труб обеспечивают высокую герметичность и дополнительную прочность.
Недостатки нПВХ
- Чувствительность к морозам ниже 15°С;
- Есть ограничение по глубине использования такой обсадки, не более 120 метров;
- Не всегда возможно обсадить скважину трубой из нПВХ в случае сложной геологии участка.
Важно: отдельно стоит сказать о толщине стенки труб нПВХ, применяемых компанией «Системы для дома» для бурения скважин на воду: диаметр 125 мм — стенка от 7,5 мм, диаметры 140 мм и 170 мм – от 8 мм. Опасайтесь предложений тонкостенных труб со стекой 5 – 6 мм
При сборке обсадных колонн для артезианской скважины учитываются:
- Глубина бурения;
- Потребность в количестве воды (определяет диаметр);
- Структура грунта;
- Внутрипластовое давление воды в конкретной местности. Возникает много осложнений в случае самоизлива воды из скважины;
- Высота грунтовых вод.
В поисках лучших вариантов, воспользуйтесь опытом компании «Системы для дома» в области комплексного водоснабжения. Инженер компании всегда выезжает на участок до начала проведения работ, и на месте он подробнее проконсультирует по характеристикам осадных труб, учитывая особенностей Вашей местности.
Закажите выезд инженера компании «Системы для дома» для составления проекта автономного водоснабжения по телефону: (495) 649-8593
Подробные фотоотчеты выполненных нашими специалистами объектов в Московской области. Даны итоговые сметы и характеристики скважин. Подробнее: более 200 примеров наших работ
От качества обустройства личного источника зависит и срок его эксплуатации и комфорт от всей системой в коттедже. Подробнее: обустройство скважины
С какой периодичностью необходимо проводить сервисный регламент автономной системе подачи воды в дом. Перечень необходимых работ. Подробнее: обслуживание системы водоснабжения частного дома
В чем отличие от труб ПНД
Трубы ПНД производятся из полиэтилена низкого давления, который проходит особую обработку и в результате обретает пластичность и высокую стойкость к температурным воздействиям. Трубы ПНД – основной конкурент ПВХ труб в сфере обустройства внутридомовых инженерных систем. Чаще всего ПНД используется для установки систем холодного водоснабжения и хозяйственно-бытовой, дренажной и ливневой канализации безнапорного и напорного типа.
Основные различия изделий из ПНД и ПВХ:
- в отличие от труб ПНД, которые монтируются только встык или методом электромуфтовой сварки, трубы ПВХ могут соединяться раструбным способом с помощью собственной резьбы, в том числе с использованием различных фитингов;
- ПНД более стоек к низким температурам, тогда как ПВХ трубы могут трескаться на морозе (но для установки в скважине это не проблема, поскольку в этом случае изделия располагаются ниже глубины промерзания грунта);
- трубы из ПВХ дешевле аналогов из ПНД в среднем на 10-20%, но все зависит от конкретного производителя и марки изделий.
Общими свойствами ПВХ и ПНД труб является стойкость к агрессивным химическим веществам, способность выдерживать высокие температуры от 60 до 80°С, а также высокая механическая прочность.
Особенности монтажа и соединения труб НПВХ
Способы соединения трубопроводов из поливинилхлорида:
- при помощи фитингов под склеивание;
- склеивание встык (для конструкций с толщиной стенки не меньше 5 мм);
- раструбные конструкции вставляются одним концом в раструб предыдущей.
Напорные коммуникации обычно склеивают при помощи муфт, уголков, переходных муфт – простых или разборных. Во время склеивания при помощи фитингов тщательно готовят торцы заготовок – ровно обрезают, зачищают, удаляют грязь и стружки, обезжиривают торец заготовки и фитинг.
Клей наносят на заготовку с помощью кисточки или клеевого пистолета. Вставляют заготовку в фитинг, проворачивают на пол-оборота. Затем на 20-30 секунд с усилием вдавливают заготовку в фитинг, быстро стирают выступившие на стыке капельки клея. Соединение не трогают в течение суток, чтобы дать клею полностью полимеризоваться. На вводе в здание иногда к трубе приклеивают фланцы и между ними монтируют задвижку.
Сборка раструбных труб
Гораздо чаще в частном доме возникает необходимость собрать в единую канализационную коммуникацию раструбные элементы. Особой сложности в сборке элементов с раструбами нет – смазывают конец трубы герметиком и вставляют трубу или фитинг в предыдущую. Главное, чтобы в раструбе имелось уплотнение.
Отличия от труб ПВХ
Многие считают, что трубы, выполненные из поливинилхлорида (ПВХ) и непластифицированного поливинилхлорида — это одно и тоже, но на самом деле — это не так. Наличие в названии одной буквы, на самом деле, полностью меняет характеристику изделий.
Чтобы получить ПВХ, в состав поливинилхлорида добавляют пластификаторы, которые меняют свойства материала — делают его пластичным, мягким, тягучим, что упрощает обработку и, как следствие, снижают затраты на производство. ПВХ удобен в использовании, но благодаря наличию хлора в составе вещества его нельзя назвать полностью экологичным: хлор, пусть и в небольших количествах, при эксплуатации начинает выделяться в окружающую среду.
Тогда как НПВХ — безопасный и наиболее прочный пластик, который еще называют жестким ПВХ.
Особенности обсадки и варианты соединения труб
При выполнении работ по обсадке скважин полимерная трубная продукция может собираться самостоятельно, но также допускается её совмещение со стальными трубами. Спуск пластиковых конструкций вех типов (НПВХ, ПНД и ПВХ) выполняется таким же способом, как и элементов из металла. Ниже приведён пример с конкретными цифрами.
- сначала производится бурение грунта с помощью бура диаметром 14 см на глубину 3-5 метров;
- затем осуществляется этап проходки бурильной установкой диаметром 13 сантиметров до точки водоносного пласта;
- далее в пробуренный канал по мере углубления выполняется спуск обсадных пластиковых труб диаметрами 12,5 см.
Ствол скважины должен быть ровным, иначе при опускании элементов обсадки вся конструкция может поломаться.
Очень важный момент – это метод соединения труб. Выбирая его, всегда надо помнить об основном задании обсадной конструкции – сохранение герметичности. Сегодня существует три способа стыковки её элементов.
Самым удобным, но не менее надежным, чем все остальные, является резьбовое соединение труб
Резьбовое соединение. Эксперты относят использование труб с резьбой к категории разумных решений. Но здесь есть один нюанс: преимущество в виде высокой надёжности стыков нивелируется относительной дороговизной такого метода. У многих рядовых обывателей может возникнуть вопрос, связанный с размерами обсадных труб для скважин. Звучит он так: допускается ли использование резьбовых фитингов, если длина элементов обсадки будет порядка 13 метров? Да, допускается, но следует учесть, что при этом может уменьшиться полезный внутренний диаметр скважины. А данный фактор ограничивает выбор погружного насоса.
Сварочное соединение. Это весьма сомнительный способ, поскольку герметичность сварочных швов напрямую зависит от уровня профессионализма сварщика
И даже если работа будет выполнена качественно, следует принять во внимание, что наименее устойчивы к воздействию коррозии именно сварные швы. Поэтому срок эксплуатации обсадной колонны сокращается
Соединение сваркой считается более приемлемой технологией для обустройства магистралей на открытых участках. Тогда существует возможность своевременно обнаружить разрушение стыка и купировать его до возникновения аварийной ситуации.
Монтаж в раструб. В этом случае трубы соединяются через уплотнительное кольцо. Назвать такой способ надёжным можно лишь с большой натяжкой. Обусловлено это отсутствием возможности контролировать качество установки труб и вероятностью просадки при эксплуатации.
Где применяются трубы малого диаметра?
Отличительной особенностью таких труб является тонкая стенка толщиной от 0,7 мм. Поэтому они редко применяются в тяжелой промышленности и зачастую используются в жилищном строительстве. Тонкостенные трубы применяются и в производстве различных товаров, в основе которых лежит цельнометаллический каркас. Стальные ТМД (трубы маленьких диаметров) используют в технологических целях, в строительстве и производстве мебели. С их помощью подают различные жидкости в гидравлических и компрессорных системах, а также в климатическом оборудовании. Также ТМД используются в производстве автомобилей и многих видов спецтехники.
Почти на каждом предприятии в отрасли пищевой промышленности нержавеющие ТМД используются для подачи и откачки различных жидкостей.
1. Трубы из ПНД (полиэтилен низкого давления)
Полиэтилен был открыт немецкими химиками еще в начале прошлого века. После целенаправленных разработок был изобретен ПВД (полиэтилен высокого давления). Но из-за его мягкости и низкой прочности использование его для трубопровода было невозможно.
В 1953 году Карл Циглер создал катализатор, на котором получили полиэтилен низкого давления (высокой плотности), отличающийся высокой жёсткостью и прочностью. Разработки в этом перспективном направлении продолжились, и лет через 20 было открыто еще несколько катализаторов, позволивших производить еще более усовершенствованные полимеры.
Современный ПНД имеет плотность свыше 0,94 г/см. Слабая разветвлённость молекулярных связей обеспечивает высокую прочность на разрыв этого материала.
В России для бурения частных скважин на воду трубы из ПНД применяются более 20 лет. Ранее непривычный материал сейчас применяют в 95% артезианских скважин.
Достоинства ПНД
- Не подвержены коррозии;
- Морозоустойчивость до -70° С;
- Прогнозируемый срок службы не менее 50 лет;
- Резьбовое соединение обеспечивает герметичность стыков;
- Экологически чистый материал не загрязняет воду и окружающую среду.
Недостатки ПНД
- Материал эластичен, модуль упругости 900 Мпа (прокатная сталь 2,06 • 10 5 );
- Сильное давление грунтов схлопывает трубы, поэтому применять их возможно только с использованием двухтрубной конструкции в качестве внутренней обсадной колонны.
Внимание: пункт об экологичности материала относится исключительно к трубам из первичного сырья. Вторичный пластик дешевле, но наносит непоправимый вред качеству воды
Вторичное сырье получается методом переработки использованной тары, как пищевой, так и нет: бутылки, канистры, ящики, шприцы, пробки. Виды пластика не сортируются, дробятся в гранулы, и все вместе идут на изготовление вторичного ПНД.
Компании «Системы для дома» важно всегда оказывать только качественные услуги. Мы никогда не используем трубы из вторичного сырья
Конструкции обсадных колонн скважины, рекомендуемые для частного водоснабжения
- Стальной кондуктор диаметром 133 мм с внутренней трубой из ПНД диаметром 117 мм.
- Внешняя обсадка из стальной трубы диаметром 159 мм, внутренняя из ПНД диаметром 125 мм.
В случае использования труб, изготовленных по ГОСТу и предназначенных для бурения на воду срок службы такой конструкции более 50 лет.