Dbo24.ru

Домашний Мастер
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Бурение скважины с обсадной трубой: особенности и технология

Бурение скважины с обсадной трубой: особенности и технология

В населённых пунктах, расположенных вдалеке от города, централизованное водоснабжение, как правило, отсутствует. У хозяев частных домов выбор источника воды ограничен двумя вариантами: колодец либо скважина. По своим эксплуатационным характеристикам скважина более предпочтительна. При этом, как показывает практика, лучше всего выполнять бурение с обсадной трубой. Эта технология отработана и для специалиста не представляет никаких сложностей.

При бурении водяных скважин обязательно используются обсадные трубы из различных материалов

Варианты обсадных труб

Одним из важнейших элементов формирования скважины является обсадка трубами. Она необходима для того, чтобы грунт не обрушивался в скважину. Как правило, для формирования скважин используются стальные, асбестоцементные или пластиковые трубы ПВХ. От выбора трубы зависит качество поставляемой воды, а кроме того, срок службы скважины. Стальные трубы для обсадки скважины изготавливаются из черной стали и имеют стенки толщиной не менее 6 мм. Такой вариант труб достаточно долговечен и служит не менее 50 лет. Как правило, стальные обсадные трубы считаются экологически чистыми, но все же могут выделять ржавчину, поэтому необходима дополнительная фильтрация воды. В настоящее время такие трубы используются крайне редко из-за сложностей в установке и дороговизны труб. Такой трубой целесообразно обсаживать артезианские скважины в местах с сильно подвижным грунтом, так как смещение тяжелой стальной трубы будет минимальным.

Стальные трубы для обсадки достаточно долговечны и служат не менее 50 лет.

Второй вариант – это асбестобетонные трубы. Такие трубы имеют практически неограниченный срок службы, не подвержены коррозии. Несмотря на видимые преимущества, данный вид труб имеет и ряд недостатков. Дело в том, что сама труба достаточно хрупкая, что в значительной мере усложняет процесс установки, к тому же толщина стенок достигает 5 см, а это требует бурения скважины большего диаметра. Асбестобетонные труды, как правило, используют для глубоких артезианских скважин, так как для неглубоких это будет неоправданно дорого. Пластиковые трубы для обсадки скважин являются прекрасным вариантом при бурении скважин глубиной не более 50 м.

Как правило, используются трубы из полиэтилена, полипропилена и ПВХ. Трубы данного вида не подвержены коррозии, имеют практически неограниченный срок службы, герметичны, имеют удобные крепления, практичны в установке. Как правило, для формирования обсадки скважины берутся трубы с внутренним диаметром от 125 мм и выше. Диаметр обсадной трубы подбирается в зависимости от потребностей в воде, к примеру, для коттеджа на одного хозяина вполне достаточно будет установить трубу диаметром в 125-135 мм, хотя здесь, помимо всего прочего, нужно учесть планируемую глубину залегания водоносного слоя.

Symmetrix

Система позволяет производить бурение пневмоударником с одновременной обсадкой в различных типах грунта, под любым углом на глубину более 100 м.

В отличии от ассиметричных систем при использовании системы Symetrix сведены до минимума проблемы связанные с отклонением от направления бурения и подклиниванием бурового снаряда, так как эти проблемы возникают именно вследствии ассиметричной конструкции бурового долота. Кроме того использование системы Symmetrix требует меньше крутящего момента по сравнению с эксцентриковыми системами бурения.

Компоненты системы:

  • Пневмоударник
  • Пилотное долото
  • Кольцевое долото
  • Башмак обсадной трубы
  • Стопорное кольцо

Подготовка к работе.

Перед началом работы необходимо смонтировать систему.

Кольцевое долото соединяется с башмаком обсадной трубы с использованием стопорного кольца. При этом вращательное движение кольцевого долота не передается на башмак обсадной трубы, и саму обсадную трубу. Пилотное долото фиксируется внутри кольцевого долота и присоединяется к пневмоударнику. Пневмоударник связан с вращателем буровой установки посредством труб с замковой резьбой, стандарт API. Обсадная труба соединяется с башмаком обсадной трубы при помощи резьбы или сварки. Обсадные трубы не поставляются заводом изготовителем. Можно использовать любые трубы подходящие по диаметру и толщине стенки. При использовании резьбового соединения необходимо согласовать параметры используемых труб и тип резьбы при заказе оборудования для изготовления башмака обсадной трубы.

Метод.

  1. Производится бурение до крепких пород с некоторым углублением в них. Компрессор должен обеспечивать давление воздуха от 10 до 24 бар. При необходимости производится наращивание обсадных и ведущих труб. Длина используемых труб зависит от параметров буровой установки.
  2. При достижении необходимой глубины производится извлечение пневмоударника с пилотным долотом из скважины. Разблокировка пилотного долота происходит путем небольшого обратного вращения бурильной колонны. При необходимости продолжить бурение без одновременной обсадки, в скважину опускается пневмоударник с обычным долотом, диаметр которого меньше внутреннего диаметра кольцевого долота.
  3. В скважину при необходимости устанавливаются усиливающие элементы, и заливается бетон. Обсадные трубы извлекаются путем вытягивания. В случае если по проекту трубы остаются в скважине, также теряется и кольцевое долото с башмаком обсадной трубы, что необходимо учесть при заказе.
Читать еще:  Покраска внутренних стен и фасада дома из клееного бруса

Для системы JSOD219:

Внешний диаметр кольцевого долота 234 мм.

Внешний диаметр обсадной трубы (итоговый диаметр скважины) 219 мм.

Толщина стенки обсадной трубы 7 — 12, 7 мм. (должна быть определена при заказе)

Используемый пневмоударник QL60 (6 дюймов), резьба для присоединения ведущей трубы — API 3 ½’ Reg

Система с эксцентриковой конструкцией бурового долота. Хорошо показывает себя при бурении неглубоких скважин диаметром не более 270 мм.

Компоненты системы:

  • Пневмоударник
  • Пилотное долото с эксцентриковым расширителем
  • Башмак обсадной трубы

Подготовка к работе.

Перед началом работы надо подготовить обсадную трубу. Для этого в нижнюю часть обсадной трубы вваривается башмак обсадной трубы. Пилотное долото с закрытым эксцентриковым расширителем вставляется внутрь обсадной трубы и присоединяется к пневмоударнику. Пневмоударник связан с вращателем буровой установки посредством труб с замковой резьбой, стандарт API. Обсадные трубы не поставляются заводом изготовителем. Можно использовать любые трубы подходящие по диаметру и толщине стенки.

Производители

Долота для бурения с одновременной обсадкой скважины производят в России и за рубежом.

Зарубежные

На рынке представлена и одновременная обсадка китайского производства, но высоким качеством она не отличается.

Основная проблема с зарубежными системами — это стоимость и наличие. Как правило поставляются под заказ, долго и дорого. Весь инструмент рассчитан на несколько другой диаметр обсадных труб, нежели принятые за правило диаметры в России.

Российская система

Изготавливают долота трех типов, в зависимости от свойств грунта, с различными хвостовиками, для всех видов пневмоударников отечественного и зарубежного производства.

Долото РД

Раздвижное долото для бурения мелкофракционных сыпучих грунтов.

Диаметры обсадных труб 108, 114, 127, 133, 146, 159 мм. Под каждый диаметр выпускается соответствующее долото.

Долото СД

Сдвижное долото для сыпучих грунтов с крупными включениями пород.

Диаметры обсадных труб 102, 108, 114, 127, 133, 146, 159 мм. Под каждый диаметр выпускается соответствующее долото.

Долото ТД

Долото трехсегментное для бурения любых грунтов и пород. Универсальное долото.

Диаметр обсадных труб 114, 127, 133, 146, 159, 168, 219, 325 мм. Под каждый диаметр выпускается соответствующее долото.

Технология двойной обсадки

Сначала бурится скважина под основную обсадную трубу. Обсадная — это стальной цельный профиль округлой формы, который примет на себя все нагрузки со стороны грунта и защитит стенки скважины от обрушения. Обсадка производится на всю длину ствола скважины — от устья до известняка. Обсадная колонна состоит из отдельных труб, которые соединяются резьбовыми замками. Герметичные стыки между трубами обеспечивают защиту артезианской воды от попадания грунта из стенок скважины, промежуточных водоносных слоев и верховодки.

Далее меньшим диаметром вскрывается водоносный известняк, в который упирается стальная обсадная труба. Бурится открытый ствол (то есть ствол без обсадки), под действием давления пластов вода из известняка поднимается внутри скважины на некоторую высоту — можно определить статический уровень воды. Следующий этап — внутрь стальной обсадной колонны, на всю ее длину опускается пластиковая эксплуатационная колонна. Это соединенные резьбой трубы из ПНД (полиэтилен низкого давления) или нПВХ (непластифицированный поливинилхлорид). Для таких труб выбирается только пищевой пластик, который даже при длительном контакте с водой не выделяет вредные вещества.

Преимущества пластиковой скважины на дачу под ключ:

  • длительный срок службы, который составляет больше 50 лет;
  • высокая прочность;
  • защита обсадной трубы от коррозии;
  • высокое качество и безопасность жидкости;
  • чистые, ровные стенки на протяжении всего срока эксплуатации;
  • экологическая безопасность;
  • низкая вероятность заиливания;
  • устойчивость к окислению и химическому воздействию;
  • хорошая пропускная способность;
  • герметичность конструкции за счет соединения резьбой;
  • подходит для любых котлованов.


пластиковая труба в перфорацией для открытого ствола

В зависимости от конструкции скважины, двойная обсадка позволяет повысить общую герметизацию. Например, в пространство между обсадной трубой и эксплуатационной колонной засыпаются гранулы компактонитовой глины. При контакте с водой гранулы расширяются, герметизируя зазор между стальной и пластиковой колоннами. Но при профессиональной, качественной обсадке использование компактонита оказывается избыточным решением и потому используется не часто.

Технология бурения с обсадной трубой дает двойную защиту котлована от разрушения, гниения, коррозии, загрязнения воды.

В редких случаях, когда пластовое давление недостаточно и вода из известняка не поднимается высоко, эксплуатационная колонна может быть опущена прямо в известняк. В нижней части пластиковой трубы делаются водозаборные отверстия, чтобы вода легко попадала внутрь скважины к насосу. Сетчатый фильтр не ставится, так как загрязнения в виде мелких твердых частиц в артезианской воде нет. Насос опускается внутри эксплуатационной колонны непосредственно в известняк.

Читать еще:  Отделка стен дома деревом снаружи

Учитывая, что вторая вставленная труба будет меньшего диаметра, продумайте дальнейшее обустройство. Что важнее или дешевле — сохранить модель выбранного насоса с определенным диаметром, но тогда придется увеличивать диаметр скважины и стоимость бурения, чтобы увеличились диаметры обсадной и эксплуатационной колонн. Либо придется выбрать более дорогой насос меньшего диаметра, который свободно поместится в эксплуатационной колонне

От материала и диаметра обсадки зависит срок эксплуатации устройства, объемы добываемой воды, ее качество. Компания «БИИКС» предлагает попробовать инновационное бурение под защитой обсадной трубы из металла.

1 Стальные материалы

Обсадная колонна скважины из стали, до широкого распространения пластика, была наиболее популярным вариантом. Это объясняется не только тем, что раньше единственным конкурентом стали в качестве материала, которым выполнялась обсадка скважины, выступал асбоцемент, который не выдерживает никакой критики.

В целом, стальные трубы обладают рядом существенных достоинств, и если бы не один главный минус – цена, которая значительно превышает стоимость современных полимерных изделий, стальные обсадные колонны были бы массово распространены и сейчас.

Стальные конструкции обладают одним неоспоримым преимуществом – надежностью. Она проявляется в том, что обсадные колонны из стали обладают как минимум 40 летним сроком эксплуатации даже в проблемных, подвижных грунтах, так как они практически не подвержены деформациям и потери герметичности под внешним воздействием.

К существенным недостаткам обсадных труб из обычной стали относится высокая подверженность к коррозии. Уже после пары лет эксплуатации стальная труба поржавеет, и будет загрязнять воду ржавчиной, которую, в прочем, можно отфильтровать с помощью современных бытовых устройств водоподготовки.

Если вы хотите выполнить обустройство скважины в кратчайшие сроки, что предусматривает её бурение с одновременной обсадкой, то трубы из стали, в таком случае, не имеют альтернатив.

Стальные обсадные трубы для скважины

Пластиковыми трубами обсадить скважину во время бурения невозможно – так как технология процесса требует использования пневмоударника (установка и погружение колонны происходят под воздействием сильного внешнего давления, которое пластик попросту не выдержит). Стальные трубы не боятся механических воздействий, и переносят этот процесс без деформации.

Технология обустройства питьевых скважин не рекомендует использовать в качестве материала для обсадной трубы оцинкованную сталь, так во время длительного пребывания в воде оцинковка окисляется, и насыщает воду оксидом цинка, который вреден для человеческого организма.

На сегодняшний день из обихода практически вышли обсадные трубы из черной стали, но довольно часто в обустройстве скважин можно встретить трубы из нержавейки – это очень хороший вариант для тех, кто не ограничен в финансовом плане: обсадные колонны из нержавейки обладают отличными эксплуатационными характеристиками, но, при этом, очень высокой стоимостью.

Плюсы обсадных колонн из нержавейки:

  • Долговечность – срок эксплуатации трубы из нержавеющей стали практически никогда не уступают полному сроку жизни скважины;
  • Абсолютная устойчивость к коррозии;
  • Небольшой вес;
  • Простая установка: крепление нержавеющих труб в одну обсадную колонну происходит посредством обычных резьбовых соединений.

В целом, если говорить об артезианских скважинах, то именно обсадная колонна из нержавеющей стали является для них наиболее предпочтительным вариантом.

Определение и назначение обсадной трубы

Давайте разберемся, что же такое обсадная труба для скважины. Это трубопровод, собранный из труб вертикально, где все элементы соединены герметично, и каждый из них имеет армированный кожух.

  1. Обеспечивают целостность водозаборного шурфа.
  2. Уберегают источник от сдвигов пластов грунта, обвалов породы.
  3. Не позволяют просачиваться грязным грунтовым водам внутрь.
  4. Обеспечивают водозабор из чистых водоносных пластов.
  5. Защищает насос, установленный внутри, кабель и передаточный шланг.
  6. Не дают возможности естественному давлению грунта «запечатать» скважину.

Труба для скважины может изготавливаться из различных типов материалов. В любом случае все элементы должны быть соединены при монтаже в единую целостную герметичную конструкцию.

При выборе конструкции желательно руководствоваться:

  1. Геологическими особенностями местности (характеристики и типы грунтов), в которых будет проводиться бурение.
  2. Гидравлическими характеристиками водоскважины. По своим гидравлическим параметрам артезианские источники водоснабжения являются напорными, так как артезианская вода находится между двумя мощными водоупорными слоями, которые создают для артезианской воды избыточное гидравлическое давление. При бурении происходит вскрытие водоупорного горизонта и артезианская вода, находясь в сжатом состоянии, поднимается вверх по стволу до определенного уровня.
    География наших работ ограничена Московской и соседними с ней областями (Тульской, Калужской и Владимирской). В этих областях артезианская вода находится в известняке.
  3. Требуемой производительностью источника. От этого зависит выбор обсадной колонны и оборудования. В качестве обсадной колонны применяют стальные и пластиковые трубы.
Читать еще:  Предварительная подготовка стен к поклейке обоев

Рассмотрим подробное влияние указанных факторов в их взаимосвязи на выбор конструкции индивидуальной артезианской водоскважины в частных загородных домах.

1-й вариант: классическая однотрубная конструкция

  • Благоприятная» геология местности: отсутствие пород, существенно затрудняющих бурение (сыпучие грунты, валуны, окремненные известняковые породы и другие).
  • Известняк водоносный, напорный. Уровень воды выше уровня известнякового слоя. По своей структуре известняковый слой крепкий, однородный, без посторонних прослоек песка и глины.
  • Требуемый дебит источника – для водоснабжения загородного дома.

При таких исходных данных используется такая конструкция водоскважины (Рисунок 1). Обсадная колонна — сталь 133 мм или 159 мм. Устанавливается в водоскважину от ее начала до известнякового слоя. В этом слое ствол источника не обсаживается и остается открытым, который и обеспечивает водоприток.

Дебит такой водоскважины до 3,0 м 3 /час при использовании обсадных труб диаметра 133 мм или до 5,0 м 3 /час при использовании труб диаметра 159 мм.

2-ой вариант: двойная система обсадных труб

  • «Благоприятная» геология местности.
  • Известняк слой водоносный, но не напорный. Уровень воды в стволе источника ниже уровня этого слоя.
  • Нужный дебит скважины – для водоснабжения коттеджа.

При таких исходных данных применяется следующая конструкция водоскважины (Рисунок 2). Основная эксплуатационная колонна — стальные трубы для обсадки диаметром 133 мм или 159 мм, которые монтируются в водоскважину от ее начала до известняка. В известняковом слое оборудуется открытый ствол, в котором находится уровень воды. Устанавливать насос в открытый ствол нельзя, так как существует риск сдвига открытых пород и заклинивания насоса без возможности его извлечения. Поэтому в данном случае применяется двойная система обсадных труб.

Внутри основной стальной обсадной колонны на всю глубину бурения устанавливают дополнительную колонну. Она состоит из обсадных труб меньшего диаметра: пластиковых (117 мм или 125 мм) или стальных (133 мм или 114 мм). В такой схеме в качестве дополнительной обсадной колонны чаще используют пластиковую, потому что она дешевле стальной. Для увеличения водопритока в нижней части пластиковой колонны иногда оборудуют перфорационные отверстия.

Такая же двойная система обсадной колонны применяется в случае, когда в известняке имеются прослойки песка или глины. Дополнительная обсадная колонна перекрывает эти прослойки и позволяет избавить источник водоснабжения от посторонних примесей.

Обсадная колонна из двух труб более надежная по сравнению с однотрубной конструкцией. Она пользуется у наших заказчиков большой популярностью.

3-й вариант: с кондуктором

  • Геологические осложнения верхних слоев грунта: сыпучие породы или слежавшийся насыпной разнородный грунт.
  • Известняк водоносный, напорный. Уровень воды в водоскважине выше уровня известнякового слоя.
  • Требуемая производительность источника – водоснабжение загородного дома.

При таких исходных данных применяется следующая конструкция водоскважины с установкой кондуктора (Рисунок 3). Для закрепления верхних слоев грунта и предотвращения их осыпания, в верхней части скважины на глубину неустойчивого грунта устанавливают кондуктор (дополнительную трубу). Диаметр кондуктора больше основной обсадной трубы (168 мм). До известняка скважина бурится и обсаживается стальными трубами меньшего диаметра (133 мм или 159 мм). В известняковом слое водоскважина не обсаживается и остается открытый ствол, который и служит водопритоком.

4-й вариант: с кондуктором

  • Геологические осложнения верхних слоев грунта: сыпучие породы или слежавшийся насыпной разнородный грунт.
  • Известняк водоносный, но не напорный. Уровень воды в водоскважине ниже уровня известнякового слоя.
  • Требуемая производительность источника – водоснабжение загородного дома.

При таких условиях применяется конструкция с кондуктором (Рисунок 4). Как в предыдущем варианте в верхней части водоскважины на глубину неустойчивого грунта устанавливают кондуктор (168 мм). До известняка скважина бурится и обсаживается стальными трубами меньшего диаметра (133 мм или 159 мм). Если насос монтируется в известняковый слой, то в обязательном порядке применяют двойную конструкцию обсадной колонны. Внутри стальных труб на всю глубину бурения устанавливают дополнительную колонну. Она состоит из обсадных труб меньшего диаметра: пластиковых (117 мм или 125 мм) или стальных (133 мм или 114 мм). Для увеличения водопритока в нижней части колонны иногда оборудуют перфорационные отверстия.

Стоимость услуг по бурению скважин под сваи

Цена бурения зависит от нескольких факторов, определяющих его сложность и временные затраты. Можно выделить основные моменты, влияющие на итоговую стоимость:

  • Глубина бурения;
  • Тип грунта;
  • Погодные условия;
  • Количество необходимых скважин;

В зависимости от этого применяются установки различного типа, а также идет повышение расхода ресурса буров. Поэтому точную цену рекомендуется уточнять у компании, предоставляющей услуги.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector