Обсадная колонна с применением металлических труб

Итак, процесс создания автономного источника водоснабжения не заканчивается на бурении скважины. После того, как ствол скважины достиг необходимой глубины, требуется создать необходимую для водозабора конструкцию. Она состоит из внешней трубы (кондуктора), предотвращающей завал скважины рыхлыми слоями породы. Кондуктор постоянно остаётся в земле.

Особенно, если на участке наблюдаются:

• движение пород,
• сильно обводнённые глины,
• заболоченная местность
• или карстовые образования.

Вторая, внутренняя, труба является местом установки и защиты насосного оборудования. Она обеспечивает герметичность, и не допускает проникновение в систему водозабора загрязненных вод с других горизонтов.

Пройдя грунт по высоте, равной длине первой трубы, колону наращивают последующими звеньями. Дойдя до известняковой породы, её удлиняют меньшим диаметром, подходящим для размещения насоса. Таким образом, устройство состоит из двух видов труб. Первый – от устья скважины до устойчивых пород. Второй – до дна водозабора, конец этой трубы перфорирован.

Согласно «Горной энциклопедии» обсадная труба предназначена для укрепления буровой скважины во время эксплуатации, изоляции от земельных горизонтов.

Двухтрубная обсадная колона увеличивает срок службы скважины за счёт противодействия эффекту вымораживания. То есть вследствие замерзания и оттаивания земля подвергается подвижкам, которые выталкивают трубу на поверхность. Это может быть причиной нарушения работы конструкции. Устройство двухтрубной системы защищает ее от поломки и повреждения.

Распространёнными являются изделия, изготовленные из стали, пластика, асбестоцемента.

Металлические обсадные трубы

К этому типу обсадных труб относятся оцинкованные трубы. Прежде всего стоит сказать, что защита тонкостенного металла от коррозии недостаточно надёжна. Кроме того, при продолжительном контакте с водой оксид цинка вреден для здоровья. Эмалированные трубы с тонкой толщиной покрытия легко подвергается механическим повреждениям. На царапинах проявляется коррозия. Нержавеющие трубы применяют для артезианских скважин с известковых водоносных слоёв. Как правило, эту категорию обсадных труб отличает большая стоимость.

Стальные трубы – самый предпочтительный вариант для артезианской скважины. Диаметром 89–168 мм, стенкой 4,5 или 6 мм с качественным треугольным резьбовым соединением. Конструкция устойчива к давлению глубинных пластов земли. Цельнотянутые трубы более прочные, чем сварные (шовные). Цена первой категории по этой причине выше. На практике чаще применяется второй тип. Стальные трубы имеют большой срок эксплуатации, рационально использовать их на глубине свыше 50 метров.

Достоинства металлических обсадных труб: надёжность и герметичность, а также возможность точной центровки труб в колоне. Их недостаток – появление коррозии, ржавчины примерно через пять лет эксплуатации независимо от марки стали. Еще один важный недостаток – высокая стоимость.

Особенности применения металлических труб

Для примера берём 133-мм электросварную трубу. По всей длине виден технологический шов. Для соединения на концах нанесена резьба. При её глубине в 1,25 мм толщина тела с 4,5 мм уменьшится до 2-х. В этом месте конструкция ослаблена. Кроме того, через резьбовое соединение просачивается вода, ускоряющая ржавление материала. А если учесть, что в целях удешевления некоторые буровые компании используют уменьшенную толщину (4-х мм), сроки эксплуатации, вероятнее всего, сократятся.

Второй пример. На концы трубы приварены отрезки цельнотянутых с толщиной стенки 5 мм и резьбовыми витками. Такая конструкция имеет два сварочных шва, наружную и внутреннюю резьбу. Но при этом надо учитывать особенность: при внешнем диаметре 133 мм и стенки 4,5 мм внутренний размер будет 124 мм. Это достаточно для долота такого же габарита под трубу из пластика 117 мм.

Если используют цельнотянутую трубу с толщиной стенки 5 мм, тогда долото 124 мм не проходит, так как внутренний диаметр в этом случае будет равен 123 (13310=123). Выходит, пробурить под 117 мм пластик в цельнотянутой не получится. Кроме того, четырёхдюймовый водяной насос имеет габарит в пределах 98–103 мм. А внутренний размер пластиковой трубы 101 мм. Значит, выбирать надо 3-х дюймовый насос.

Использовать стальные водопроводы следует по рекомендации специалистов. Их перечень регламентирован ГОСТ 632 80. Кроме того, учитывают заключение специалистов по структуре грунта, подвижке слоёв и исходя из объёмов водозабора.

Элементы обсадной колоны соединяют резьбой и сваркой, гарантирующей герметичность и прочность.