Какие трубы лучше для скважины: обзор и сравнение всех видов подходящих труб
Планируя организацию независимого водоснабжения дома, необходимо изучить технологию и нюансы создания скважины. Один из ключевых моментов обустройства автономного водопровода – выбор обсадки.
Предлагаем разобраться, какие трубы лучше для скважины, какой материал и тип соединения сегментов обсадной колонны предпочтительно использовать в той или иной ситуации. Полученные знания уберегут от покупки неподходящего товара.
Содержание статьи:
- Требования к скважинному стволу
- Параметры выбора обсадной колонны
- Типы материалов и их характеристики
- Вид #1 — прочность и долговечность металла
- Вид #2 — коррозийная стойкость асбестоцемента
- Вид #3 — износоустойчивый и доступный пластик
- Вид #4 — комбинированный трубопровод
- Какой вариант сборки колонны лучше?
- №1 — неразъемный контакт труб под сварку
- №2 — водоподъемные каналы с резьбой
- Напорный или безнапорный трубопровод?
- Выводы и полезное видео по теме
Требования к скважинному стволу
Обустройство индивидуального источника питьевой воды – процесс затратный и трудоемкий. Инвестируя средства в бурение скважины, каждый собственник дачного участка или частного дома рассчитывает на получение долговременного результата.
Срок службы скважины, напор и качественный состав добываемой воды во многом зависит от характеристик труб, используемых для создания обсадной колонны.
При бурении в толще грунта образуется канал, где впоследствии размещается насосное оборудование. Чтобы обеспечить изоляцию вертикального ствола от земной коры, в скважину погружают обсадные трубы. Промежуток между землей и стенками канала заполняется бетоном или гравийно-песчаной смеcью
Водоподъемный трубопровод решает ряд важных задач:
- защищает стенки траншеи от обрушения в скважинное пространство;
- обеспечивает целостность скважины при давлении и подвижках грунта;
- препятствует попаданию неочищенных сточных и грунтовых вод (верховодки) в ствол;
- предупреждает заиливание скважины;
- при бурении в одну трубу обсадная колонна одновременно является и эксплуатационной – она аккумулирует воду из водоносного горизонта, которую насос транспортирует вверх.
Как правило, бурение скважины на приусадебном участке, если она предназначена исключительно для полива и прочих хозяйственных нужд, выполняется в одну колону. Для питьевого водоснабжения ствол включает две трубы: обсадную и несущую фильтр.
Галерея изображений
Фото из
Трубы, применяемые в устройстве водозаборной скважины, по сути являются ее стволом, который устанавливается во время формирования выработки
Ствол скважины на песок состоит из двух колонн: внешняя труба — обсадка, предотвращающая обрушение породы в выработку, внутренняя труба удерживает фильтр, являющийся ее стартовым звеном
Обсадная труба устанавливается во время бурения по мере заглубления в грунт бурового снаряда
В частных домохозяйствах в основном используются пластиковые и стальные трубы. В случае обустройства выработки для забора питьевой воды трубы должны быть водозаборной категории
Независимо от того, какой установкой производится бурение, проходку и обсадку производят разными трубами. Обсадка не используется в непосредственном разрушении и извлечении породы
Так как обсадной трубой не бурят, а только укрепляют стенки выработки, требования по прочностным характеристикам не слишком высоки. Однако она должна безупречно сопротивляться давлению грунта и держать оголовок
Немаловажным критерием, определяющим выбор подходящего варианта скважины является ремонтопригодность труб. Потому нередко стальную обсадку, опережающую пластик по прочности, дополняют пластиковой внутренней трубой с фильтром, т.к. она не ржавеет и не зарастает илом
Единственное исключение из общих правил бурения — абиссинский колодец. Если бурят стальной трубой, то буровая колонна остается в земле и выполняет функцию обсадки. В случае использования пластика выработку проходят полностью шнеком, после чего ставят пластиковую колонну
Ствол водозаборной скважины
Внутренняя труба скважины на песок
Водяная скважина на дачном участке
Стальные трубы для выполнения обсадки
Бурение скважины компактным буровым станком
Устройство оголовка на обсадке скважины
Извлечение трубы из выработки
Исключение — трубы для скважины иглы
Поэтому к качеству и материалу применяемых труб выдвигаются высокие требования:
- высокая прочность и стойкость к деформациям в течение всего срока эксплуатации (около 20 лет);
- полная герметичность стенок и соединений;
- невосприимчивость к коррозии и негативному воздействию химически активных элементов;
- экологичность – материал не должен воздействовать на состав добываемой воды;
- прямолинейность эксплуатационной колонны.
Для стандартного применения допустимо искажение по длине обсадной трубы в пределах 0,7 мм на погонный метр.
Порог отклонения ровности для канала повышенной точности: 0,5 мм – при диаметре трубы в диапазоне 108-146 мм, 0,3 мм – для труб диаметром в 33,5-89 мм. Данные приведены из расчета на 1 м.п.
Параметры выбора обсадной колонны
Единственного верного эталона бурения не существует. Метод организации скважины определяется в индивидуальном порядке.
В учет берется множество показателей: структура грунта, высота залегания грунтовых вод и водоносных горизонтов, параметры насосного оборудования, качество воды, диаметр и глубина бурения.
Проектирование скважины лучше доверить специализированной фирме. Сотрудники сопоставят все параметры, предложат оптимальную конструкцию, рассчитают дебит скважины с учетом статического и динамического уровня воды
Любая бурильная компания предложит собственный вариант реализации проекта и порекомендует, на их взгляд, оптимальный тип трубы. Окончательное решение о выборе обсадной колонны принимает заказчик.
Исполняющая организация, прежде всего, отстаивает собственные интересы, поэтому их решение не всегда объективно. Некоторые подрядчики специализируются на каком-либо одном типе устройства скважинной системе и пытаются «навязать» выгодный для них вариант.
Единственно верное решение – заранее определиться, какую трубу выбрать и использовать для скважины, сопоставив все аргументы «за» и «против», а уже после этого – обращаться за разработкой и внедрением проекта.
Принимая решение, следует учесть основные параметры выбора водоподъемной трубы:
Чем больше диаметр подводящего трубопровода, тем выше производительность скважины.
Специалисты рекомендуют использовать трубы диаметром 110 мм и более. Такой размер оптимален для нормального дебита глубинной скважины и облегчает выбор погружного насоса
Типы материалов и их характеристики
Скважинные трубы выпускаются из металла, асбестоцемента или пластика. Очень редко при организации водозабора применяют деревянные изделия – они абсолютно экологичны, но, несмотря на защитную обработку восприимчивы к влажности грунта и склонны к деформации.
Вид #1 — прочность и долговечность металла
Металлические подводящие трубы представлены в двух вариантах:
- чугунные;
- стальные, которые могут быть эмалированными, оцинкованными, выполненными из нержавейки.
Очень редко для обсадки применяют чугунные аналоги. Среди металлических собратьев эти трубы наиболее доступны по цене, но материал очень хрупкий и тяжелый.
Многие компании отказываются работать с чугуном из-за сложностей монтажа. Кроме того гарантировать сохранность и герметичность трубы невозможно – при подвижках грунтового пласта металл может дать трещину
Сталь – традиционный, проверенный десятилетиями, материал для обсадной колонны. Сталь практически на 100% соответствует требованиям, предъявляемым к скважинным трубам.
Изделия из черного металла достойно выдерживают испытания в скважинах разной глубины независимо от типа грунта.
Стандартная толщина стенок – 5-6 мм, период службы – порядка 50-ти лет. Долговечность определяется скоростью коррозии стального полотна – 0,1 мм за год
Аргументы в пользу труб из стального проката:
- жесткость конструкции – материал одинаково хорош для небольших скважин (50 м) и для глубинного бурения (до 300 м);
- точная осевая центровка сборки и надежность межтрубных стыков;
- стабильность материала – при контакте с водой сталь не выделяет вредных веществ;
- возможность обслуживания – благодаря механической прочности и стойкости к вибрации в установленной обсадной колонне допустима чистка, добуривание в случае заиливания или засорения скважинного канала.
Основной недостаток стальной магистрали – высокая стоимость материала. Производители более дешевых аналогов, превознося свою продукцию, апеллируют еще одним минусом стали – образование ржавчины.
Существует мнение, что появившиеся загрязнения ухудшают качество воды и повышают содержание в ней железа. Однако это миф.
Ржавчина не растворима в воде. Частицы окисленного металла способен задержать даже бытовой фильтр. Возможная неприятность из-за ржавчины – поломка насосного оборудования, рассчитанного на прогон чистой воды
Металлопрокат с защитой от коррозии по цене превосходит обычные стальные трубы, но технико-эксплуатационные особенности материалов ставят под сомнения целесообразность переплаты.
Эмалированные трубы. Покрытие предупреждает появление коррозии, однако оно очень хрупкое и избежать повреждения при обсадке вряд ли удастся. Места скола и микротрещин эмали – точки появления ржавчины.
В процессе разрушения на поврежденном участке может образоваться сквозная коррозия, так как при производстве эмалированных труб используется металл меньшей толщины.
Эмалированный трубопровод отвечает всем санитарно-гигиеническим нормам и не меняет вкусовых качеств воды. Минус материала – невозможность полноценной чистки магистрали из-за хрупкости эмали
Оцинкованный трубопровод. При регулярном контакте с водой на стенках трубы образуется оксид цинка – вещество опасное для здоровья. Использование оцинковки допустимо только при сооружении технической скважины.
Стандартная толщина оцинкованной трубы составляет 2-2,5 мм – этого не всегда достаточно для обеспечения жесткости конструкции. Такая магистраль подвержена деформациям вследствие подвижек грунта
Нержавеющая сталь. Материал обладает всеми достоинствами стального металлопроката и еще более высокой стоимостью. Нержавейка отличается наличием противокоррозийной стойкостью, что положительно сказывается на ее периоде эксплуатации.
Стоит ли покупать нержавейку, если срок службы высокодебитной скважины приравнивается к эксплуатационному сроку трубы из стали? Надо отталкиваться от финансовых возможностей и назначения скважины
Установка металлической магистрали экономически обоснована при обустройстве глубинной артезианской скважины, рассчитанной на регулярное использование.
«Поверхностные» песчаные каналы сезонного использования целесообразно делать из более доступных материалов.
Вид #2 — коррозийная стойкость асбестоцемента
Проверку годами прошли и трубы из асбоцемента, используемые при организации водоотведения более 70-ти лет.
Материалу характерны некоторые положительных качества:
- асбоцемент абсолютно не подвергается коррозии;
- нейтральный состав материала – компоненты не вступают в химические реакции;
- неограниченный срок эксплуатации – более 60-70 лет;
- невысокая стоимость.
Несмотря на значимые достоинства, асбестоцементные элементы сегодня редко используются при разработке «водяного источника».
Главный недостаток асбестоцемента – хрупкость. С целью укрепления стенки трубы делают толще, что увеличивает вес изделия и вынуждает выкапывать скважину большего диаметра
К отрицательным сторонам асбоцемента можно отнести:
После установки асбестоцементной обсадной колоны последующие бурильные работы в скважине исключены.
Технические характеристики материала не позволяют использовать трубы из асбоцемента под «песчаный» источник. Такая обсадка применима для артезианских скважин глубиной не больше 100 м
Вид #3 — износоустойчивый и доступный пластик
Относительно недавно рынок обсадной продукции пополнился пластиковыми трубами. Современные технологии составили достойную конкуренцию традиционным стальным трубам.
Сравнительные преимущества элементов из полимеров:
- невосприимчивость к воде – даже при постоянном контакте с влажной средой на пластике не образуется коррозия;
- в течение долгого времени сохраняют свою структуру и не разрушаются;
- не влияют на состав питьевой воды;
- материал не провоцирует развитие болезнетворных микроорганизмов;
- простота установки и транспортировки благодаря небольшому весу;
- есть возможность использовать для сборки колонны резьбовое соединение, обеспечивающее абсолютную герметичность стыков;
- экономичность – скважина с пластиковыми трубами обойдется на порядок дешевле металлической или асбестоцементной обсадки.
Предположительный срок службы водной магистрали из полимера – около 50-ти лет. Эта теория основывается на коррозийной инертности материала.
Основной минус пластика – низкая прочность. Поэтому, полимерные трубы допустимо устанавливать только в однотрубных скважинах, не превышающих глубиной 50 м, или в двухтрубных в качестве внутренней обсадки
Дополнительный аргумент против использования пластиковых элементов – чувствительность к перепадам температур и механическим воздействиям. Пластиковая обсадка не выдержит подвижек грунта и деформируется при сильных морозах.
Полимерные водозаборные трубы изготавливаются из разных видов сырья: непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ), морозостойкого полипропилена (МПП) и полиэтилена низкого давления (ПНД).
Выбор подводящей трубы для скважинного насоса осуществляется на основании технических характеристик полимеров.
Наиболее прочными являются НПВХ-трубы – модуль упругости составляет 3000 Мпа. Изделие диаметром 12,5 см при погружении в землю на 30 м выдерживает нагрузку в 5 т и более. Обсадку скважины НПВХ-колонной можно выполнять почти на всех типах грунта
Слабое место элементов из непластифицированного поливинилхлорида – чувствительность к морозам. Эта проблема решается установкой в скважине нагревательного кабеля.
Хорошие показатели морозостойкости имеют полимерные МПП- и ПНД-трубы. Однако их плотности зачастую недостаточно для использования в качестве самостоятельной обсадной колоны.
Чаще всего такой пластик применяется как эксплуатационная труба при двухколонном обустройстве скважины.
Пластиковые элементы магистрали по-разному стыкуются. Для соединения ПП-труб используется специальная сварка. При создании магистрали из других полимеров применяется раструбный или резьбовой способ фиксации
Вид #4 — комбинированный трубопровод
С целью снижения коррозийных процессов и улучшения качества подающей воды некоторые бурильные компании предлагают обсадить скважину согласно технологии «труба в трубе».
В стальную магистраль вставляется пластиковый канал из пищевого полимера ПНД.
Преимущества комбинированного метода:
- пластиковая труба выступает своеобразным барьером между водой и стальными стенами обсадки – в магистраль попадает меньше ржавчины, опасной для насосной установки;
- при повреждении эксплуатационной полимерной трубы ее удастся заменить новой, сохранив целостность обсадной колонны;
- есть возможность последующего углубления скважины – при необходимости пластиковый «рукав» вытягивается, отверстие рассверливается, и полимерная магистраль устанавливается обратно с упором в новый горизонт.
Технология «труба в трубе» позволяет качественно обслуживать скважину – регулярно выполнять чистку и своевременно менять фильтр.
Как правило, пластиковая эксплуатационная труба проходит сквозь известняк и углубляется в водоносные горизонты. Таким образом, сталь не контактирует с подающей питьевой водой. Недостаток «двойной» магистрали – повышение стоимости проекта
Какой вариант сборки колонны лучше?
Свод требований к обсадным трубам и технологиям соединения сегментов скважинной колонны отображен в ГОСТе 632-80. Положением допускается использование разных методов сборки.
Исходя из способа стыковки, подбирается соответствующий тип трубы, поэтому это вопрос надо решить еще на стадии проектирования скважины.
№1 — неразъемный контакт труб под сварку
Сварка обеспечивает наиболее жесткое соединение металлических труб. Основное достоинство метода сегодня ставится под сомнение представителями ряда бурильных компаний, которые делают акцент на слабых местах сварки:
- вероятность недостаточной герметичности сварочного шва;
- возможность отклонения трубы по вертикальной оси, что затруднить монтаж колонны в скважину;
- недостаточная коррозийная защита шва.
Однако при высоком уровне профессионализма сварщика перечисленных дефектов не будет. Большинство строительных конструкций (мосты, фермы, нефтепроводы) возведены из стали и, как правило, они сварные.
Другой вопрос, что качественное выполнение работы требует сварочного оборудования и привлечения квалифицированного электросварщика.
Эти меры повышают себестоимость выполняемых работ, уменьшая прибыль и конкурентоспособность исполнительной организации.
В сварочных электродах применяется защитная обмазка, которая обеспечивает легирование сварочного шва. Это увеличивает прочность металла и повышает коррозийную стойкость стыка
№2 — водоподъемные каналы с резьбой
При обсадке скважины металлопрокатом 90% бурильных компаний используют резьбовое соединение, указывая на нормативы ГОСТа.
Звучит достаточно убедительно, но менеджеры организаций часто умалчивают, что стандарты актуальны для труб диаметром от 146 мм и толщиной стенки не меньше 6 мм.
Использование резьбовой технологии значительно сокращает срок службы обсадной колонны.
В трубе толщиной 4,5 мм размер резьбы не всегда достигает 1,2-1,5 мм. Зная скорость воздействия коррозии (0,1 мм/год) можно предположить, что через 12-15 лет в месте стыка труба прогниет
Применение резьбового соединения на пластиковых магистралях не имеет столь плачевных последствий, а наоборот, считается наиболее надежным. Предусмотрено несколько вариантов стыковки полимерных труб:
При раструбной стыковке допустимо незначительное расширение диаметра в местах соединения.
Раструбный метод стыковки без резьбы в скважинах не используется – невозможно проконтролировать процесс установки трубы в трубу. Кроме того, соединение не обеспечивает необходимую герметичность колонны и со временем дает просадку
Напорный или безнапорный трубопровод?
Единственно верный вариант – использование напорных труб. Только такие изделия способны выдержать двухстороннее давление. С внешней стороны на стенки колонны воздействует плавучесть грунтов, а изнутри – водяной напор.
Обустройство напорной магистрали обезопасит водоносную систему от преждевременного выхода из строя. При выборе водонапорной трубы сопоставляют показатель ее рабочего давления с предполагаемым дебитом скважины
Представленные ниже видео-обзоры помогут определиться с наиболее оптимальным вариантом обсадки скважины.
Выводы и полезное видео по теме
Сравнение качества резьбового соединения на НПВХ-трубах:
Обзор стальных труб со сварным и резьбовым соединением:
Проверка прочностных характеристик металлической и пластиковой трубы:
Из всего вышесказанного напрашивается вывод: для дома с круглогодичным проживанием, где скважина является единственным постоянным источником питьевой воды важно обеспечить стабильность и надежность водонапорной системы. Оптимальный вариант – двухтрубная колонна из стали и пластика. Полимер подойдет для неглубокой шахты при обустройстве «сезонной» скважины.
