Главная / Словарь терминов: трубы
Обсадные трубы для скважин
 |
 |
 |
 |
Водоподъемные и обсадные трубы для скважин в совокупности со скважинными (погружными или наземными) нагнетающими насосами/насосными станциями/насосными установками (см. здесь и этот материал) формируют минимальный комплект технических средств для водозабора (питьевой и хозяйственной воды, теплообменной воды для геотермальных тепловых насосов) и водопонижения, осуществляемых через забиваемые/буримые скважины разной глубины.
Оборудование и технические средства типовой водозаборной скважины системы водоснабжения.
 |
 |
Фильтровая скважина до 100 м из полимерных водоподъемных и обсадных труб для скважины (слева) и скважинные насосы (справа).
Обсадные трубы для скважин отличаются от водоподъемных труб целевым назначением (обсадные трубы для скважин служат для формирования защитной колонны скважины, блокирования водонапорных/водопоглощающих горизонтов и т.д., водоподъемные – для транспортировки воды с водоносного горизонта), отчасти диаметром и техническими характеристиками, но не материалом – и водоподъемные и обсадные трубы для скважин могут быть стальными (из черного проката, оцинкованными, нержавеющими), полиэтиленовыми, полипропиленовыми и поливинилхлоридными (до определенных наружных диаметров), а также многослойными (стальными с полимерным покрытием, ПНД с армированием и без, гофрированными, ПВХ).
 |
 |
 |
 |
Обсадные трубы для скважин (слева направо) из стального проката, оцинкованной стали, покрытой полиэтиленом стали и ПВХ.
Выбор диаметра и материала обсадных труб для скважин.
 |
 |
 |
 |
Выбор диаметра и материала обсадных труб для скважин определяется:
- глубиной скважины (уровнем залегания водоносного грунта подземных вод) и характером водовмещающих пород.
Классификация подземных вод и водовмещающих пород.
| Подземные воды | |||
|---|---|---|---|
| Грунтовые ненапорные глубиной 30-100 м | Артезианские напорные глубиной 150 и более м | ||
| Участки, удаленные от рек и других открытых водоемов | Участки, находящиеся вблизи рек и других открытых водоемов и подрусловых потоков | В области питания подземных рек | В районах дренирования подземных вод |
| Водовмещающие породы | |||
| Пески | Крупнообломочные породы | Трещиновато-скальные породы | Закарстованные породы |
Справка: По характеру водовмещающие породы могут быть поровыми (в рыхлых отложениях), пластовыми ( в пластах горных пород), трещинными (в пронизанных трещинами горных породах), трещинно-жильными (в зонах тектонических нарушений), трещинно-карстовыми (в трещинах и карстовых полостях закарстовых пород). Основная задача при бурении скважины – достигнуть водонасыщенной зоны водоносного горизонта.
Зоны аэрации и насыщения.
В целом все подземные воды делят на напорные (артезианские) и безнапорные, водозабор из которых осуществляется принудительно с помощью всасывающего напорного насоса (иногда – эрлифта). Подавляющее большинство глубинных скважин и практически все фильтровые (песчаные) скважины безнапорные, артезианские скважины с «самоизливом» воды встречаются только на водоносных горизонтах, сжатых смежными пластами грунта.
Фильтровая и артезианская скважины.
Обсадные трубы для скважин глубиной до 100 м могут быть полимерными, обсадные трубы для скважин большей глубины только стальные из-за больших рисков нарушения целостности защитной колонны при смещениях грунтов и из-за значительного давления на глубине.
Важно: Ряд производителей и продающих компаний позиционируют свои обсадные труб для скважин из ПВХ или полиэтилена, как оптимальные для глубин до 250-300 м, причем предлагают трубы из хлорированного поливинилхлорида, зачастую стабилизированного свинцом. При определенных допущениях ворзможно использование экологически безопасных пластиковых труб для скважин глубиной более 100 м, но только при наличии мелкозернистых или среднезернистых песков вокруг колонны и отсутствии рисков смещения пластов грунта, что может быть условно гарантировано тщательными геолого-техническими исследованиями;
- проектным дебитом скважины с учетом реальных возможностей водоносного горизонта и при соблюдении минимально допустимого радиуса депрессии (влияния) скважины.
Классификация источников подземных вод по величине дебита.
| Класс | Название по дебиту | Дебит | |
|---|---|---|---|
| л/с | м³/сут | ||
| 1 | Гигантские | 10000 | 864000 |
| 2 | Исполинские | 10000 – 1000 | 864000 – 86400 |
| 3 | Очень большие | 1000 – 100 | 86400 – 8640 |
| 4 | Большие | 100 – 10 | 8640 – 864 |
| 5 | Значительные | 10 – 1 | 864 – 86,4 |
| 6 | Малые | 1 – 0,1 | 86,4 – 8,64 |
| 7 | Незначительные | 0,1 – 0,01 | 8,64 – 0,864 |
| 8 | Весьма незначительные | 0,01 | <0,864 |
Радиусы влияния (депрессии) разно дебитных скважин.
| Радиус влияния R, м | 500-300 | 300-100 | 100-50 | 50-25 | 25-10 | 10 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Удельный дебит, м³/ч | 7,2 | 7,2-3,6 | 3,6-1,8 | 1,8-1,2 | 1,2-0,7 | 0,7 |
Формирование зоны влияния (депрессии) скважины.
Справка: Для весьма незначительных, незначительных, малых и отчасти значительных по дебиту источников подземных вод/скважин могут применяться обсадные трубы для скважин из полимеров (полиэтилена, поливинилхлорида) диаметром, обеспечивающим удобную для эксплуатации и технического обслуживания интеграцию плети водоподъемных труб с погружным насосом или водозаборной воронки (при размещении напорного насоса/насосной станции требуемого напора в оголовке скважины). Все скважины с дебитом от 10 л/сек оборудуются стальными трубами для скважин;
- проектным фильтром для скважины, определяемым характером водосодержащей породы и выбранным способом бурения (вернее – способом промывки скважины – прямым или обратным).
Типы фильтров для скважин.
| Водосодержащие породы | Рекомендуемые типы фильтров |
|---|---|
| Скальные и полускальные устойчивые | - |
| Скальные и полускальные неустойчивые, гравийно-галечниковые отложения с частицами крупностью 20 – 100 мм (более 50%) | Трубчатые фильтры с круглой и щелевой перфорацией, каркасно-стержневые фильтры |
| Гравий, гравелистый песок с частицами крупностью 1 -10 мм, но с преобладающей крупностью 2 – 5 мм (более 50%) | Трубчатые и стержневые каркасы с водоприемной поверхностью из проволоки или без нее. Трубчатые и стержневые каркасы водоприемной поверхностью из проволоки или штампованного листа |
| Среднезернистые пески с частицами преобладающей крупностью 0,25 – 0,50 мм (более 50%) | Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных фильтров |
| Мелкозернистые пески с частицами преобладающей крупностью 0,1 – 0,25 мм (более 50%) | Гравийно-обсыпные фильтры с уширенным контуром. Возможно применение двухслойных обсыпок и блочных фильтров. |
| Пески различной зернистости при наличии устойчивой кровли | Бесфильтровые скважины |
 |
 |
Устройство гравийно-обсыпного фильтра.
Выбор способа бурения скважин.
| Способ бурения | Условия применения |
|---|---|
| Ударно-канатный | В рыхлых породах до 150 м, в скальных более 150 м |
| Вращательный (роторный) с прямой промывкой глинистым раствором | В хорошо изученных и надежно опробованных водоносных горизонтах, сложенных рыхлыми породами до 1000-1200 м |
| Вращательный (роторный) с прямой промывкой водой | В устойчивых скальных породах до 1000-1200 м |
| Вращательный (роторный) с обратной промывкой водой | В рыхлых породах, не содержащих: валунов размером более 150 мм, до 300-400 м |
| Колонковый | В скальных породах до 150-200 м |
Справка: На текущий момент существует несколько способов бурения, используемых подрядчиками для забивки/бурения фильтровых и артезианских скважин. Выбор способа бурения, в том числе комбинированного определяется характером грунтов, глубиной скважины, ее дебитом и финансовыми возможностями заказчика.
Способы бурения.
| Cпособ бурения | Способ разрушения породы | Способ удаления продуктов разрушения |
|---|---|---|
| вращательный и вращательно-ударный | вращение породоразрушающего инструмента с приложением постояннодействующей осевой и в отдельных случаях самогенерирующейся динамической нагрузки | гидравлический; пневматический; механический; комбинированный |
| ударно-вращательный (вибрационно-вращательный) | вращение породоразрушающего инструмента с одновременным действием осевой статической и динамической нагрузок | гидравлический; пневматический; комбинированный |
| ударный | действие ударных нагрузок | комбинированный |
| вибрационный | действие импульсных высокочастотных динамических и осевой статической нагрузок | механический |
| задавливанием инструмента | действие осевой статической нагрузки | механический |
Классификация используемых сегодня способов бурения скважин.
| Способы бурения | Разновидности способов бурения | |
|---|---|---|
| класс | группа | |
| бурение с применением породоразрушающих инструментов | механический | ударный; вращательный; вращательно-ударный; ударно-вращательный; вибрационный; вибрационно-вращательный c задавливанием инструмента. |
| бурение без породоразрушающих инструментов | гидравлический | гидромоторный; гидроимпульсный; гидроударный. |
| термический | термодинамический; термостатический; термоциклический. |
|
| взрывоударный | взрывами твердых ВВ; взрывами жидких ВВ. |
|
| электрический | электроискровой или электроимпульсный | |
| физико-химический | разрушение породы растворением; разрушение породы плавлением; разрушение породы сжиганием. |
|
| комбинированные способы бурения | гидромеханический | гидромониторно-вращательный; гидромониторно-эрозионный; гидроударно-эрозионный. |
| термомеханический | термовращательный; вращательно-термоэлектродуговой; термо-электромагнито-вращательный; термоударный. |
|
| взрывомеханический | взрывовращательный. | |
Важно: По сути, способ бурения косвенно влияет на выбор материала обсадных труб для скважины, поскольку в основном определяется глубиной скважины и характером пробиваемых пластов породы. Почти аналогично влияние и скважинных фильтров – малодебитные фильтровые скважины небольшой глубины могут устанавливаться без них и выполняться из пластиковых обсадных труб. Вместе с тем, скважинный фильтр, способ его обустройства и конструкция (одно-, многослойный) de facto определяют уровень дебита скважины, сроки и интенсивность химического и механического кольматажа, т.е. срок эксплуатации скважины и интенсивность водозабора из водоносного горизонта. Лучшими на текущий момент остаются многослойные гравийно-обсыпные фильтры, обустройство которых реально возможно только при закладке фильтровой колонны из стальных обсадных труб для скважин.
Скважинные гравийно-обсыпные фильтры при бурении с прямой и обратной промывкой.
Справка: Конструктивно любая скважина (кроме мелких песчаных, укрепляемых с помощью труб одного диаметра) состоит из концентрических, уменьшающихся по диаметру в глубину, обсадных труб для скважин, верхняя из которых называется «направлением», вторая сверху – «кондуктором», следующие – «потайной колонной», предпоследняя – эксплуатационной колонной (подходит до кровли водоносного горизонта) и последняя – фильтровой колонной, выполняемой из обсадных труб для скважины с перфорацией.
 |
 |
 |
 |
Обсадные трубы для скважин с перфорацией – фильтровые колонны из пластика (слева) и стали (в центре и справа).
Обсадные трубы для скважин соединяются между собой на фланцевых (стальные обсадные трубы) или резьбовых соединениях с помощью муфт (стальные, ПВХ и полиэтиленовые обсадные трубы) или в раструб (поливинилхлоридные трубы).
 |
 |
 |
 |
 |
Для нивелирования рисков подземной коррозии и коррозии от блуждающих токов стальные обсадные трубы для скважин оборудуются устройствами протекторной защиты.
по тел.: +7 (495) 755-59-55
или заполните форму обратной связи
