Функции обсадной колонны:
- Укрепляет стенки скважины, предотвращает создание помех на пути подачи воды вследствие осыпания грунта в ствол
- Служит резервуаром для воды, не дает влаге просачиваться в грунт
- Является монтажной опорой для подвесного оборудования и гарантирует его сохранность
- Обеспечивает доступ воды только из определенных водоносных горизонтов, защищает их от загрязнения, разделяет водоносные слои
Перед обсадкой выполняется бурение скважины бурильной колонной. К концу колонны с помощью переводников для бурильных труб крепится породоразрушающий инструмент – долота и шарошки.
Из чего изготавливают обсадные трубы
Асбоцемент. Довольно хрупкий материал, применяется в скважинах глубиной до 15 м. Стенки толстые, что соответствующим образом сказывается на диаметре бурения. Вредное влияние асбеста на питьевую воду остается предметом для дискуссий.
ПВХ, ПНД, полипропилен. Эти материалы по прочности занимают промежуточное положение между асбоцементом и сталью. Продукция из них используется в скважинах глубиной до 50 м. Обсадная труба ПНД с резьбой – наиболее часто применяемое изделие для обсадки артезианских скважин в частных домохозяйствах.
Достоинства пластиковых труб:
- Легкий вес
- Низкая цена
- Абсолютная герметичность
- Экологическая безопасность
- Химическая инертность
- Диэлектрические свойства
Главный недостаток – невозможность последующего добуривания из-за риска повреждения колонны долотами и шарошками.
Обсадные трубы ПВХ выпускают из пластифицированного и непластифицированного поливинилхлорида. Пластифицированный ПВХ мягче и прочнее, выделяет в воду хлор, хотя и в небольшом количестве. Обсадные трубы ПНД для скважин с питьевой водой должны быть изготовлены из первичного сырья, поскольку продукция из вторсырья небезопасна.
Бурение и обсадка при работе с пластиком требуют определенных технологических навыков. Повышены требования к прямолинейности ствола, существуют сложности с герметизацией затрубного пространства. Диаметр скважины увеличен из-за наличия раструбов в местах соединений.
Сталь. Обсадные трубы из стали наиболее прочные. Как правило, цельнотянутые, практикуемая в целях удешевления замена бесшовной трубы на электросварную ведет к снижению прочности и ускоренной коррозии. Предназначены для обсадки скважин глубиной до нескольких сотен метров.
Изготавливаются из углеродистой или легированной стали, чаще всего используют сталь марки 20. Оцинкованная сталь не годится для контакта с питьевой водой, так как соединения цинка вредны для здоровья. Обсадная колонна из стали допускает ремонт при износе либо заиливании и снижении производительности скважины. Основной недостаток по сравнению с остальными материалами – подверженность коррозии. Комбинированный вариант. Представляет собой стальное изделие с наружным полимерным покрытием. Обладает всеми достоинствами металлического аналога и дополнительной защитой от внешней коррозии. Также распространена двухтрубная конструкция, в которой пластиковые элементы устанавливают внутри стальных. Внешняя оболочка обеспечивает прочность, а внутренняя – герметичность и чистоту воды.
Способы соединения труб в обсадной колонне
От типа соединения зависит прочность и герметичность обсадной колонны на трубных стыках, скорость монтажа, цена комплектующих.
Резьбовое. Обсадные трубы с резьбой вкручиваются друг в друга. Для этого на одном конце нарезается внутренняя резьба, а на другом наружная. Конец может быть уширенным, в виде раструба. Тип резьбы влияет на герметичность соединения. Промышленность выпускает изделия с треугольной или трапецеидальной резьбой, обсадную трубу ПНД для скважин с резьбой ленточного или конического типа.
Муфтовое. Концы соединяются муфтой. Обычно муфта накручивается на наружную резьбу, реже приваривается или сажается на клей. У асбоцементных изделий муфта резьбовая или крепится саморезами.
Ниппельное. Соединение напоминает предыдущий способ, только ниппель размещается внутри трубы, а не снаружи. Ниппельный способ в отличие от муфтового позволяет избежать расширений колонны на стыках.
Сварное. Используется для соединения элементов колонны из стали и некоторых пластиков. Сварка ведется по торцу или в раструб. Требуется соблюдение прямолинейности ствола скважины.
Клеевое. Пока встречается относительно редко, национальные стандарты отсутствуют. Обычно применяется при работе с изделиями из ПВХ.