Скважины на воду: обсадная колонна – что это и зачем нужно

26 July 2019

Обсадная колонна один из важнейших элементов водозаборной скважины. Она предназначена для защиты ствола скважины от обрушения стенок. Кроме этого колонна может выполнять вспомогательные функции в процессе бурения (защита инструмента от блокировки в результате обвала породы). Иногда на обсадную колонную возлагают дополнительную функциональную нагрузку и в процессе эксплуатации. Например, используют ее для заземления (что не очень хорошо, но это тема для отдельной публикации). В этой статье подробно рассмотрим в формате ликбеза ключевые вопросы, связанные с обсадной колонной.

Из каких материалов можно сделать обсадную колонну водяной скважины?

Классическим решением является изготовление обсадной колонны из стальных труб. При этом сталь может быть как черная, так и высоколегированная. Кроме этого применяют стальные трубы с цинковым защитным покрытием (хотя тут есть ряд слабых мест). Имеют место, и варианты комбинации стали с пластиком (пнд или нпвх наносятся на сталь в качестве защитного покрытия).

Скважина на воду со стальной обсадной колонной в режиме прокачки.
Скважина на воду со стальной обсадной колонной в режиме прокачки.

В последние годы активно стали использовать для создания обсадных колонн скважин на воду пластики (ПНД и нПВХ). Эти материалы обладают достаточной прочностью и пластичностью. При этом они инертны при контакте с водой (хотя в отношении нПВХ труб изготовленных из пластика на основе соединений хлора есть определенные сомнения).

Скважина на воду с пластиковой обсадной колонной (нПВХ диаметром 165 мм)
Скважина на воду с пластиковой обсадной колонной (нПВХ диаметром 165 мм)

В качестве экстравагантных бюджетных решений встречаются варианты обсадных колонн из:

  • ПВХ труб (канализационных);
  • Асбестоцементных труб.

Возможно, читатели встречали и другие оригинальные решения. Просьба написать в комментариях.

Обсадные колонны из асбестоцементных и канализационных труб не очень удачное решение. И сам материал вызывает больше сомнения с точки зрения безопасности. И имеет место уязвимость в виде не очень надежного соединения этих труб. Асбестоцементные трубы соединяют «в стык» с помощью муфт. Канализационные соединяют «в натяг». Оба варианта соединений неудобны и при монтаже/демонтаже колонны и не особо устойчивы к подвижкам грунтов.

Как соединяют трубы в обсадную колонну водяной скважины?

Здесь обсудим два варианта профессионального соединения обсадных труб в колонну:

  • На резьбе;
  • На сварном соединении.

Варианты крепления асбестоцементных и канализационных труб обсудили выше. Возвращаться к ним нет смысла.

Резьбовое соединение на нПВХ трубе.
Резьбовое соединение на нПВХ трубе.

Резьбовое соединение обсадных труб скважин на воду наиболее удобный вариант. Это соединение разъёмное. Значит, не будет затруднений при монтаже и демонтаже колонны. Используется такое соединение для стальных труб (обычно до диаметра 219 мм) и для пластиковых труб (по нашим данных до диаметра 225 мм, хотя возможно есть и варианты обсадки с большим диаметром).

Сварное соединение труб большого диаметра в обсадную колонну водозаборной скважины
Сварное соединение труб большого диаметра в обсадную колонну водозаборной скважины

Сварное соединение обсадных труб применяется в основном для стальной обсадки диаметром больше 219 мм. Так же сварку используют для монтажа колонн из оцинкованных труб малых диаметров. Правда, из-за разрушения защитного слоя в результате проведения сварочных работ с эксплуатацией этих труб могут возникать трудности (но это тема для отдельной статьи).

Теоретически имеется возможность сваривания обсадных ПНД труб. Правда, на практике с такими решениями встречаться не приходилось.

Ключевой недостаток сварного соединения – его неразъемность. В результате увеличивается трудоемкость с демонтажем колонны (в случае ремонта или неудачной установки колонны).

Конструкции обсадных колонн водозаборных скважин.

В самом общем случае обсадные колонны по конструкции можно разделить по способу организации участка притока воды в ствол колонны на:

  • Фильтровые;
  • Бесфильтровые.

Фильтровые обсадные колонны в основном используют для создания скважин на пески и песчаники. Можно также ставить такие колонны при создании скважин на мягкие (подвижные) известняки (например, доломиты). Правда делать такие скважины имеет смысл лишь там, где получить воду с других водоносов нет возможности.

Варианты фильтровальных участков на базе пластиковых труб. Слева на право: с сеткой нержавейкой, щелевой, с ЭФВП фильтрующим элементом.
Варианты фильтровальных участков на базе пластиковых труб. Слева на право: с сеткой нержавейкой, щелевой, с ЭФВП фильтрующим элементом.

Бесфильтровые колонны используют при создании скважин на песок с забором воды из каверны и для скважин на известняк. Скважины на каверну предполагают, создание в водоносном слое ниши из которой вода с помощью насоса поднимается на поверхность.

Второй принцип классификации обсадных колонн – количество труб используемых в конструкции. По этому признаку колонны делят на:

  • однотрубные (в основном используют для создания скважин на песок);
  • многотрубные.

В однотрубных конструкциях колонна собирается из труб одного диаметра.

Многотрубные колонны предполагают использование труб разных диаметров. При этом соединение труб разных диаметров между собой может быть реализовано разными способами. Например, трубы можно соединить впотай с развальцовкой, трубу меньшего диаметра можно поставить на пакер. Так же используют вариант вывода всех обсадных труб на уровень земли. Последний вариант обычно используют, в случае если обсадную колонну собирают из стальных и пластиковых труб. При этом пластиковую колонну выводят до уровня земли.

Двухтрубная обсадная колонна. Внешняя обсадка сталь диаметром 159 мм. Внутренняя обсадка нПВХ диаметром 125 мм.
Двухтрубная обсадная колонна. Внешняя обсадка сталь диаметром 159 мм. Внутренняя обсадка нПВХ диаметром 125 мм.

Скважины без обсадной колонны – такое может быть?

Да. В случае если до водоносного слоя ствол скважины сформирован в твердых породах неподверженных разрушения, можно обойтись без обсадной колонны. Так же иногда для частного использования делают скважины небольшой глубине без обсадных колонн, например в плотных глинах. Правда такие скважины в основном рассчитаны на один сезон и имеет место риск блокировки насосного оборудования в них.

Какие еще колонны могут быть в скважине

Кроме обсадной колонны в скважине выделяют еще:

Водоподъемную колонну – это соединенные вместе трубы, идущие от насоса по которым осуществляется подача воды из скважины.

Кроме этого в качестве самостоятельного сооружения в составе скважины можно рассматривать и кондуктор. Кондуктором называют вспомогательную обсадную колонну, которая служит для фиксации подвижных пород в ходе буровых работ. Хотя обычно кондуктор рассматривают как часть обсадной колонны.

Будем рады дополнениям и пожеланиям в комментариях.

Наша радость от комментариев безгранична :))))).
Полезная статья? Поставьте лайк :).
Заинтересовал канал? Подпишитесь.
Пост интересен другу? Сделайте ссылку в соцсетях.
Ссылки на новые посты публикуем в соцсетях: ВК, ОК, ФБ, TW

Спасибо за время и внимание.