Как выбрать трубы для скважины — сравнение стального, пластикового и асбоцементного вариантов

Пластиковые трубы

Трубы из пластика появились относительно недавно, но уже успели во многом превзойти своих стальных или асбестоцементных «конкурентов». Их главное преимущество в том, что они не ржавеют и не влияют на вкусовые качества воды.

Пластиковые трубы

В целом пластиковые трубы делятся на несколько категорий:

полипропиленовые;
ПВХ;
полиэтиленовые.

Если сравнить их, то оптимальным вариантом можно назвать именно ПВХ-трубы.

Основным преимуществом, присущим всем пластиковым обсадным изделиям, является низкая стоимость. Также они немного весят и позволяют добиться абсолютной герметичности. Недостаток всего один – низкая прочность.

По этой причине пластиковые трубы нельзя использовать в некоторых случаях.

Когда бурение проходит в две колонны – здесь больше подходит сталь.
При глубине скважины менее 60 м.

Не стоит верить бурильщикам, утверждающим, что трубы из пластика очень прочны и могут успешно эксплуатироваться даже в «сложной» почве. В таких случаях единственно правильное решение – стальные трубы.

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.

Виды обсадных труб для скважин

Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, что определяет целевое назначение. Если не понятно, какие трубы лучше для скважин той или иной глубины, читайте далее или обратитесь к специалистам.

Трубы из металла

Здесь есть еще одна классификация. Изделия делятся на виды, и бывают:

чугунными или стальными;
эмалированными;
оцинкованными;
из нержавейки.

Сказать однозначно, какая обсадная труба для скважины лучше нельзя, потому что каждый тип находит применение в зависимости от климата, особенностей грунта, глубины залегания водоносных платов, других факторов.

Самым популярным видом металлических обсадных труб являются стальные. Сталь применима для устройства артезианских скважин, когда глубина доходит до отметки залегания известняковых водоносных пластов. Не знаете, какую трубу выбрать для скважины? Сталь – универсальный материал, который подойдет для источника любого типа и целевого назначения. Преимуществами являются:

Продолжительный период эксплуатации.
Высокая несущая способность при небольших габаритах.
Невосприимчивость к внешним механическим воздействиям и деформациям.
Устойчивость к истиранию, возможность чистить источник от донных отложений.

За все перечисленные требования к обсадным трубам придется заплатить. Высокая стоимость и большой вес – это минуты металлический обсадок для скважин. В процессе эксплуатации у воды появляется металлический привкус. Самостоятельно смонтировать шурф тяжело ввиду большой удельной массы.

Трубы из асбестоцемента

Это материал, себестоимость которого ниже. Он устойчив к воздействию солей. Асбестоцемент уже много лет используется при строительстве гидросооружений. Перечень главных преимуществ следующий:

Исключается появление очагов коррозии.
Допустимый эксплуатационный период – 65 лет.
Стоимость доступна, всегда имеется в продаже.

Но есть и ряд недостатков, и первый из них заключен в том, чтобы такие обсадные трубы не применяют для обустройства артезианской скважины. Кроме того:

Сложный монтаж, необходимость применения спецтехники.
Материал хрупкий, боится механических ударов, что усложняет транспортировку.
Предусмотрено фланцевое соединение или сочленение стык в стык, что не гарантирует герметичность.
Требуется регулярное обслуживание. На поверхности появляется налет, который придется снимать.

Диаметр обсадной трубы для скважины и толщина стенок варьируется, но представленный ассортимент обладает меньшим диапазоном сфер применения, чем металл или пластик.

Трубы из пластика

Полиэтилен НД, ПВХ и полипропилен продолжает выдавливать с рынка конкурентов из металла и бетона. Популярность обеспечили конкурентные преимущества, коих много:

Увеличенная продолжительность эксплуатации.
Абсолютная инертность по отношению к солям и другим химическим элементам.
Исключено появление очагов коррозии, гниения.
Малый удельный вес позволяет выполнять работы без строительной техники.
Предусмотрено резьбовое соединение, позволяющее добиться абсолютной герметичности.
Простота транспортировки, хранения, использования ввиду малого веса.

Чтобы понять, какую трубу лучше использовать для скважины, если бюджет ограничен, добавьте в этот список низкую стоимость. Недостатком можно выделить ограничение по глубине скважины, которая не может превышать 60 метров. В остальном все зависит от выбранной толщины стенок и геометрии сечения.

Расчет диаметра трубы для обсадки скважины

Рассчитывая планируемый дебит, нельзя забывать, что он напрямую зависит от диаметра обсадных труб. Иными словами, запас воды больше в том источнике, для устройства проектом предусмотрен больший диаметр труб для скважины на воду.

Но и это не единственный фактор, влияющий на выбор. В учет берутся параметры насосного оборудования, которое планируется установить. В среднем, чтобы прокачать 4 кубометра воды, потребуется насос, диаметр корпуса у которого порядка 8 см. Должен быть запас, который составляет по 5 мм с каждой стороны.

Это расстояние от насоса до внутренней поверхности обсадной трубы. Поэтому в данном случае к 80 мм нужно прибавить 2 раза по 5 мм. Получается, что для реализации поставленной задачи потребуется обсадная труба, диаметр которой 100 мм.

Расчет диаметра труб

То, насколько эффективно будет работать скважина, во многом зависит от грамотно подобранного диаметра труб. Чем он будет больше, тем больше воды будет поступать со скважины. Дабы снизить затраты, вы должны определить, изделие с каким минимальным диаметром сможет обеспечить необходимое количество воды.

Расчет диаметра обсадной трубы

Для начала определяете пиковый расход. Согласно нормам, в одном открытом кране расход воды будет составлять примерно 0,7 кубометра в час. Допустим, что вода одновременно может использоваться в:

стиральной машине;
при поливе сада, огорода;
кухне;
туалете, ванной.

Таким образом, вы определите, что ваш пиковый расход составляет, например, около 3 кубометров в час. На основании полученных данных просчитываете необходимый диаметр трубы. Но для этого нужно определиться с типом насоса. При таком пиковом расходе можно использовать устройство с диаметром 7,5 см. Если расход больше, то и насос потребуется посерьезнее.

К диаметру насоса добавляете еще 4 мм (расстояние до стенок трубы) и 8 мм (толщина трубы). Получается 8,7 сантиметра. Все обсадные изделия имеют свои стандартные размеры, которые могут быть следующими:

13,3 см;
12,7 см;
11,4 см;
10,8 см;
8,9 см.

Из них выбираете самое близкое к полученным данным значение. Исходя из этого значения, бурите скважину. Как оказалось, у вас получился самый экономичный вариант.

Обсадка скважин (однотрубная и двойная)

В зависимости от глубины скважин используют различные способы их обсадки, отличающиеся применяемыми материалами труб, технологией проведения монтажных работ, размерными параметрами обсадных колонн. Все скважины для индивидуального водозабора условно делят на три категории, в которых используют следующие методы монтажа скважин.

Абиссинские. Источники рассчитаны на водозабор из поверхностных подземных водных пластов, глубина шахты редко превышает 30 м, поэтому давление грунта на стенки колонны незначительно. Если используют поверхностью насосную станцию с глубиной погружения напорного патрубка не более 9 мм, вместо колонны из отдельных труб используют длинный отрезок ПНД-трубы подходящего диаметра на катушке.

В случае, если зеркало воды ниже 9 м от поверхности земли, в скважину помещают погружной электронасос. Для монтажа колонны используют пластиковый толстостенный трубопровод из полиэтилена низкого давления ПНД или тонкостенный из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ.

Так как дебит абиссинской скважины не слишком высок, для экономии финансовых средств в ней рационально применять погружной электронасос средней мощности диаметром 3 дюйма (75 мм) и можно использовать полимерные трубы с небольшим поперечным размером.

Наружный диаметр D скважинного трубопровода под размер данного 3-х дюймового электронасоса рационально выбрать стандартным значением 90 мм (проходной диаметр канала Dn при этом равен 80 мм). Следует отметить, что зазор в 5 мм с учетом погрешностей в изготовлении труб является предельным, поэтому данные обсадные колонны используют при поперечных размерах электронасосов не более 75 мм (подойдет для Grundfos SQ с Dn=74 мм, Aquario ASP с Dn=75 мм) или выбирают следующий, более высокий трубный типоразмер (оптимальный вариант — наружный диаметр D=110 мм с толщиной стенки 7 или 9 мм).

Рис. 11 Варианты обсадки

Скважины на песке. Глубина песчаных скважин доходит до 70 м, поэтому колонна испытывает более сильное давление грунта. Также дебит скважин на песке выше, чем у абиссинских источников — это требует применения более мощных электронасосов стандартным диаметром 4 дюйма (100 мм).

Для обустройства скважинной шахты подойдут полимерные трубы НПВХ с толстыми стенками, допустимая глубина их установки не превышает 100 м. Оптимальный вариант для размещения 4 дюймовых электронасосов — труба с наружным диаметром 125 мм, при толщине стенки 7 или 9 мм ее проходной диаметр Dn будет равен 111 или 107 мм соответственно.

Артезианские скважины. Артезианские подземные источники считаются самыми глубокими, в бытовых скважинах расстояние от поверхности земли до водного бассейна может достигать 200 м. Поэтому для их монтажа используют прочные стальные трубы, но из-за того, что они подвержены коррозии, в них обычно вставляют полимерный коррозионностойкий трубопровод. Двухтрубная обсадка скважин выдерживает значительные внешние нагрузки и оптимальна с точки зрения экономии финансовых средств — срок службы артезианских скважин достигает 50 лет, поэтому колонна должна иметь аналогичное долголетие.

Для внешней обвязки с точки зрения коррозионной стойкости хорошо подойдут стальные трубы с повышенным содержанием углерода из качественной стали марки Ст20 или Ст45, также их можно применять непосредственно в скважинном источнике с питьевой водой при высокой толщине стенок.

Следует отметить, что согласно ГОСТ полимерные и стальные трубы имеют согласованные поперечные размеры для организации двойной обсадки: если выбрать диаметр обсадных труб для скважин из стали D=140 мм, согласно таблице на рис. 3 для стенки 7 мм получаем внутренний размер Dn=125,7 мм — это пространство отлично подходит для установки внутрь полимерной трубы диаметром D=125 мм.

Если глубина артезианской скважины не превышает 100 м, можно использовать более дешевую двойную обсадку полимерными трубопроводами ПНД или НПВХ, в любом случае принятие окончательного решения лучше оставить опытным специалистам организаций, проводящих бурение и обвязку скважинных источников.

Рис. 12 Типы трубных соединений

Виды обсадных труб для скважин

Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, что определяет целевое назначение. Если не понятно, какие трубы лучше для скважин той или иной глубины, читайте далее или обратитесь к специалистам.