Сфера применения и разновидности обсадных труб

Обсадная труба — цилиндрическая конструкция из металла либо пластика, которая устанавливается внутрь пробуренной скважины. Функциональное назначение обсадных труб — предотвращение осыпания грунта со стенок скважины, что особенно важно в неустойчивых грунтах.

В данной статье мастер сантехник расскажет о разновидностях обсадных труб применяемых в строительной сфере, при бурении нефтяных скважин и скважин на воду, а также выясним, какая обсадка лучше — пластиковая либо металлическая.

Применение в нефтегазовой промышленности

Обсадка нефтяных скважин инвентарной трубой необходима для изоляции продуктивного горизонта от грунтовых вод и обвалов грунта. В нефтегазовой промышленности используются исключительно металлические обсадные изделия, изготовленные из легированных и углеродистых сталей, поскольку прочности пластиковых — в глубоких скважинах недостаточно.

Обсадные трубы для нефтяных скважин изготавливаются в виде составных конструкций длиной от 9.5 до 13 метров. Соединение отдельных участков в монолитную колонну выполняется посредством резьбового соединения.

Резьба, в зависимости от конструкции, может быть конической, треугольной либо трапецеидальной. Если забор нефти либо газа со скважины ведется на высоком давлении (свыше 30 мПа), устройство резьбы выполняется с дополнительными резиновыми уплотнителями.

Диаметр обсадных труб для нефтяных скважин варьируется в пределах от 114 до 509 мм, от него зависит толщина стенок трубы, которая может быть 6-16 мм. Рассмотрим соотношение диаметра и толщины трубы на примере изделий разных типоразмеров:

• Диаметр 125 мм — минимальная толщина стенки 6.2-10.5 мм;
• Диаметр 194 мм — толщина стенки 7.5-13 мм;
• Диаметр 324 мм — толщина стенки 8.5-14 мм;
• Диаметр 426 мм — толщина стенки 10-12 мм.

В зависимости от толщины металла обсадные трубы для нефтяных скважин делятся на семь групп прочности, границы текучести которых составляют 379-1067 мПа. Существуют обсадные трубы изготовленные по технологии обычной и повышенной точности. В стандартных конструкциях непрямолинейность на 1 м длины не должна превышать 1 мм, в трубах повышенной точности — 0.5 мм.

Обсадные трубы нефтяных скважин подлежат одноразовому использованию, поскольку их устройство предполагает цементирование обсадных колонн — пространство между стенками скважины и трубой заливается бетоном, что необходимо для жесткой фиксации обсадки. Вытащить трубу после бетонирования невозможно даже с применением спецтехники.

Применение для буронабивных свай

В строительной сфере обсадные трубы применяются при обустройстве буронабивных свай. Такие сваи представляют собой опоры, сформированные посредством бетонирования пробуренной на площадке скважины. Диаметр буронабивных свай может варьироваться в пределах 300-1500 мм, однако на практике сваи с ДУ более 600 мм создаются крайне редко.

Для монтажа буронабивных свай применяются металлические обсадные трубы секционного типа, соединяющиеся посредством резьбового соединения. Нижняя секция обсадки укомплектована зубчатым наконечником, который разбуривает грунт при проходке скважины.

Монтаж обсадных труб выполняется посредством МБУ — мобильных буровых машин. Технология обустройства буронабивных свай выполняется в следующей последовательности:

• МБУ размещается на точке бурения, функциональная оснастка приводится в рабочее положение.
• Выполняется бурение полости на глубину, равную длине первой секции обсадной трубы. Буровая колонна извлекается со скважины и в полость устанавливается обсадка, бур размещается внутри трубы и разработка скважины продолжается.
• В процессе работы МБУ буровая колонна вращается внутри обсадной трубы и по аналогичной технологии наращиваются секции обсадки, пока не будет достигнута проектная глубина скважины.
• По завершению бурения в скважину посредством крановой установки погружается арматурный каркас сваи.
• В устье скважины устанавливается бетонолитная труба, через которую полость заполняется бетонной смесью.
• После бетонирования осуществляется демонтаж обсадной трубы и уплотнение бетонного тела сваи глубинным вибратором.

Устройство буронабивных свай без применения обсадных труб возможно в условиях стабильных грунтов, если же почва низкоплотная, склонная к осыпанию и насыщенна грунтовыми водами, которые могут заполнить скважину, монтаж обсадки обязателен.

Также выделяют буронабивные сваи кустарного изготовления, которые можно сделать своими руками. Скважины под такие сваи разрабатываются посредством ручных буров на глубину 2-3 м и диаметром до 300 мм, а в качестве обсадной трубы используется собранный в цилиндр рулонный рубероид, асбоцементная либо пластиковая (ПВХ, НПВХ). Такие буронабивные опоры могут использоваться как фундамент для возведения легких зданий из дерева и каркасных панелей.

Применение для скважин на воду

При бурении скважин на воду применяется три вида обсадных труб: пластиковые, стальные и асбоцементные. С целью экономии финансовых средств и упрощения монтажа рекомендуется использовать пластиковую обсадку.

Монтаж обсадной трубы выполняется при обустройстве водяных скважин на любую глубину. Погружение обсадки выполняется по завершению бурения полости. Используются составные трубы, стыкующиеся посредством резьбового соединения.

Диаметр обсадной трубы и самой скважины подбирается исходя из требуемой продуктивности источника. Сечение обсадки должно быть таким, чтобы в ней можно было расположить дренажный насос. Нижние секции обсадной колонны выполняются из перфорированных изделий, отверстия которых перекрываются сетчатым фильтром.

Ведется множество споров о том, какие трубы для обсадки скважин на воду лучше использовать — стальные, асбоцементные либо пластиковые. Ключевым недостатком металлических изделий является склонность к коррозии, которая может стать причиной характерного привкуса ржавчины и наличия осадков в воде, для очистки которых придется покупать недешевое фильтрующие оборудование, да и сами железные изделия стоят гораздо дороже аналогов.

Обсадные трубы из асбоцемента — бюджетное решение, недостатки которого заключаются в большой толщине стенок, что уменьшает полезный объем скважины, а также сомнительная санитарная пригодность (существуют исследования, указывающие на то, что асбоцемент является канцерогеном).

В целом, асбоцементные изделия можно применять для обсадки скважин при соблюдении следующих условий:

• При обустройстве артезианской скважины (такая труба не может иметь перфораций, что делает невозможным обустройство фильтрующей колонны в скважинах на песок);
• При наличии гигиенического сертификата на изделие.

По совокупности эксплуатационных качеств лучше всего для скважин на воду подходит пластиковая обсадная труба. Такие изделия просты в монтаже, дешевы, устойчивы к коррозии и долговечны (срок эксплуатации до 50 лет).

Для изготовления пластиковых обсадных труб может применяться четыре вида материалов:

• ПВХ — поливинилхлорид;
• нПВХ — непластифицированная разновидность поливинилхлорида;
• ПНД — полиэтилен низкого давления;
• ПП — полипропилен.

Наиболее востребованными являются изделия из НПВХ. В отличие от стандартных ПВХ изделий, трубы НПВХ классифицируются как напорные — они имеют большую механическую прочность и устойчивость к деформациям, что позволяет применять их в скважинах глубиной до 300 м.

Пластиковые обсадные трубы из ПВХ и НПВХ для скважин на воду производятся в следующие типоразмерах:

• Диаметр 90 мм, толщина стенки 5 мм;
• ДУ 110, толщина 6.3 мм;
• ДУ 125, толщина 7.6 мм;
• ДУ 140, толщина 10 мм;
• ДУ 165, толщина 12 мм.

Чаще всего применяются трубы диаметром 90 и 125 мм, поскольку под такой размер выпускается большая часть современных скважинных насосов.

Секции трубы (длина 3-12 метров), в зависимости от конструктивных особенностей, могут стыковаться в обсадную колонну двумя способами — с помощью резьбы либо раструба. Наибольшую надежность и герметичность обсадки обеспечивает резьбовое соединение, которое легко собирается своими руками,  однако изделия с резьбой стоят дороже аналогов с раструбом.

Видео

В сюжете - НПВХ труба или ПНД труба.

В продолжение темы посмотрите также наш обзор Водоснабжение частного дома из скважины