Чем обрезать обсадную трубу в скважине
Как выполнить правильное обустройство скважины своими руками?
Летнее время года – это не только пора беззаботного отдыха, но и оптимальное время для создания скважины – лучшего источника автономного водоснабжения.
После завершения бурения, когда бурильщики передали источник в распоряжение хозяина, перед владельцем встает вопрос – как обустроить скважину? Ведь для её комфортного использования необходимо установить ряд дополнительных устройств, а также позаботиться о должной теплоизоляции и защите.
Обустроенная скважина с оборудованием в кессоне
В отличие от бурения, которое требует наличия специального оборудования и определенных навыков, обустройство скважины может быть выполнено своими руками. О том, как это сделать, мы и поговорим в данном материале.
1 Выбор кессона
Главным вспомогательным элементом скважины является кессон. Это емкость, внешне напоминающая бочку, которая защищает источник от замерзания в холодное время года.
Главное требование, которому должен соответствовать кессон, это низкая теплопроводность, водонепроницаемость и устойчивость к внешним механическим повреждениям. В изготовлении кессонов наиболее распространенными являются три вида материала: пластик, железо, и бетонные кольца.
Пластиковые кессоны. К достоинствам кессона из пластика можно отнести хорошую теплоизоляцию (зимой, без каких-либо дополнительных утеплителей, температура внутри пластикового кессона будет держаться на уровне 5 градусов выше нуля).
Полимерные конструкции обладают продолжительным сроком эксплуатации, при этом, даже через много лет использование не происходит разгерметизация кессона, что при небольшой стоимости делает их лидером по соотношению цены и качества. Также немаловажным достоинством пластикового кессона является небольшой вес, что позволяет без затруднений самостоятельно осуществить его монтаж.
Единственным недостатком пластиковых конструкций является небольшая, в сравнении со сталью, жесткость, вследствие чего возможна их деформация под давлением земли. В прочем, этот вопрос можно решить заливкой цементным раствором свободного пространства между стенками кессона и грунтом.
Пластиковый кессон с лестницей для скважины
Металлические кессоны. Если у вас есть сварочный аппарат, то возможно соорудить кессон самостоятельно. Для изготовления кессона используются металлические листы толщиной 4-5 мм. Также можно приобрести уже готовое изделие, однако его стоимость будет в несколько раз превышать стоимость пластикового кессона, и в 1.5-2 раза цену закупки материалов для собственноручного изготовления.
К достоинствам стальных конструкций относится жесткость, и устойчивость к внешним механическим воздействиям. К недостаткам – подверженность коррозии, вследствие чего, кессон, постоянно находящийся в сырой почве, быстро ржавеет.
Бетонные кессоны. Бетонные кольца для обустройства кессонов бытовых скважин на воду сейчас практически не используются. Это можно объяснить и сложностью монтажа – так как бетонные кольца имеют очень большой вес, так и высокой стоимостью. Кроме этого, бетонные кольца не дружат с теплоизоляцией: для того чтобы добиться требуемой температуры внутри конструкции нужно выполнять дополнительные работы по её утеплению.
Поскольку габариты кессона обеспечивают достаточное количество свободного места внутри конструкции, рационально будет разместить в нём скважинное оборудование: запорную и регулирующую арматуру, поверхностный насос, установку для фильтрации воды, накопительный бак, манометр.
к меню ↑
2 Выбор оголовка для устья
Установка оголовка необходима для герметизации скважины, и её защиты от попадания всевозможных внешних загрязнителей. Эту деталь проще всего купить уже в готовом виде, так как изготовление качественного оголовка в домашних условиях весьма непростая задача.
Не рекомендуется пренебрегать этим элементом конструкции, что неопытные хозяева скважин часто делают, просто накрывая устье пленкой. Поскольку кроме изоляции, конструкция оголовка ещё выполняет функцию сохранения тепла внутри скважины, что предотвращает обмерзание её стенок зимой.
Металлический оголовок для устья скважины
Наиболее распространенными видами оголовка являются конструкции из пластика, металла и чугуна. Чугунные изделия достаточно неудобные в эксплуатации в силу своего веса, стальные – боятся ржавчины.
Оптимальным вариантом является приобретение пластикового оголовка – полимерные конструкции отличаются невысокой стоимостью и длительным сроком эксплуатации.
к меню ↑
2.1 Выбор насоса и гидроаккумулятора
Забор воды из скважины невозможен без использования насоса. Поэтому, будьте готовы к тому, что за все время использования источника именно погружной насос будет доставлять вам наибольшее количество забот. Чтобы избежать затруднений в будущем, выполняя обустройство скважины своими руками необходимо тщательно подойти к вопросу выбора насоса для подачи воды.
Существует два вида насосов:
Поверхностный насос для воды. Такие механизмы устанавливаются в кессоне, либо просто возле устья скважины. Забор воды выполняется посредством трубы, или шланга, который опускается в середину источника. Мощность насоса необходимо выбирать в зависимости от глубины водного столба внутри обсадной трубы: чем ниже вода – тем мощнее должен быть насос. Этот показатель указывается в характеристиках к каждой модели.
Если глубина до начала воды внутри скважины больше чем 8 метров, то использовать поверхностный насос не рекомендуется, так как он не будет обеспечивать достаточную продуктивность. Основные преимущества поверхностных аппаратов – простота использования и ремонтопригодность.
Погружной насос для воды. Оптимальный вариант для глубоких артезианских скважин. Такие механизмы опускаются в воду внутрь скважины и работают по методу выталкивания жидкости. Мощность насоса нужно выбирать исходя из дебита источника.
Несколько моделей скважинных насосов Водолей
Гидроаккумулятор не является элементом первой необходимости, однако его наличие все же желательно, так как без него невозможно поддержание оптимального уровня давления внутри системы подачи воды, что делает скважинное оборудование уязвимым к гидроударам. Также гидроаккумуляторы выполняют функцию накопительного бака – в зависимости от размера они могут вмещать от 20 до 1000 литров воды.
к меню ↑
2.2 Какие этапы работ по обустройству скважины?
Обустройство скважины своими руками выполняется в несколько этапов:
Особенности монтажа кессона зависят от того, конструкцию из какого материала вы хотите установить. Использовать бетонные кольца нерационально, так что выбор у нас между металлом и пластиком. Для установки своими руками лучше всего подходят пластиковые кессоны, на них и остановимся.
Далее необходимо опустить в скважину погружной насос. Выполняя это, руководствуйтесь следующими правилами:
После того как погружной насос опущен, мощно выполнять установку оголовка на верх обсадной трубы.
Шланг подачи воды от насоса подключаем к гидроаккумулятору, к нему же подводим водопроводные трубы.
Итоговая схема обустройства скважины должна выглядеть следующим образом:
Составляющие элементы системы водоснабжения дома из скважины
2.3 Как сделать обустройство скважины? (видео)
2.4 Какие особенности обустройства нефтяных и газовых скважин?
Обустройство нефтяных и газовых скважин несравнимо сложнее, чем создание источников для забора грунтовых вод. Для примера, предлагаем вам рассмотреть схему конструкции стандартных скважин для добычи ресурсов на газовых и нефтяных промыслах:
Абиссинская скважина своими руками: полезные лайфхаки
Абиссинская скважина, или, как её ещё называют, «игла» — один из популярных и сравнительно недорогих способов обеспечить загородный участок водой. Наш портал уже подробно рассказывал о том, что такое абиссинская скважина, и чем она лучше или хуже обычного колодца. В этой статье мы поможем найти выход из непростых ситуаций, возникших при строительстве абиссинки.
Содержание статьи:
Критерии выбора абиссинской скважины
Любой загородный житель прежде, чем приступить к строительству абиссинской скважины, должен выяснить, подходит ли она ему. Ведь абиссинка — это скважина неглубокого заложения (примерно до 10 м), и она ставится в обводнённый песок крупной и средней фракции. Если водонесущий слой находится ниже, например, на глубине 12-15 м, то нужно хорошо подумать, стоит ли делать «иглу». Причина — самовсасывающая насосная станция не поднимет воду по трубе, если расстояние от верхней точки скважины до зеркала воды превышает 8-9 м.
Одним из вариантов решения проблемы более глубокого залегания водоносного слоя может стать строительство абиссинки и установка насосной станции в подполе, подвале или в колодце.
У меня на участке выкопан колодец на 15 колец, но воды немного. Фактически уровень держится только на последнем кольце. Это около 500 литров, что совершенно недостаточно для нормального снабжения большой семьи. Углублять колодец ремонтными кольцами не хочу. Думаю, забить абиссинку прямо в колодце. Вопрос — рабочая идея или нет?
В подобной ситуации, чтобы не выкинуть деньги на ветер, нужно действовать по следующему алгоритму:
Если на песок и до водонесущего песчаного слоя остаётся около 5-7 м, то можно пробовать забить «иглу». Если песок находится ниже 10 м, то насос не сможет поднять воду с такой глубины.
Помимо этого, надо учесть, что, если ставить насос в колодце над зеркалом воды, то в случае сезонного колебания уровня станцию может затопить. Второе — при необходимости обслуживания насоса и «иглы», например, завоздушивания абиссинки, придётся лезть в колодец для ликвидации проблемы.
Поэтому, если в колодце недостаточно воды, но за ночь набирается хотя бы одно кольцо, есть смысл углубить источник ещё на 1-2 м. Например, использовав вместо ремонтных колец пластиковую ПНД трубу с толщиной стенок 6-8 мм, нужного диаметра и с ребрами жесткости. Также не имеет смысла устанавливать абиссинку в глину или в твердые слои грунта, «игла» просто не будет работать.
Узнать о структуре грунта и глубине залегания водоносного пласта можно, расспросив соседей, у которых есть колодцы: на какой глубине от поверхности стоит вода, и были ли проблемы при копке. Например, рабочие уперлись в толстый слой глины или натыкались на плывун. Подсказкой может стать широкое распространение действующих абиссинок в поселке или деревне.
Второй способ – проведение разведочного бурения, например, чтобы выяснить тип грунта и выбрать конструкцию фундамента. Результаты могут многое сказать о возможности обустройства абиссинской скважины.
Хочу сделать на участке абиссинскую скважину. Вопрос, подойдёт ли она мне, если грунт на участке следующий.
Как видно из паспорта буровой скважины, на глубине десяти метров залегает водонасыщенный песок средней крупности. Т.е. оптимальный вариант для «иглы», но на глубине 4.5 м находится мелкий песок, насыщенный водой с включениями гравия. А гравий и камни являются серьёзным препятствием для забивания абиссинской скважины, т.к. может сломаться наконечник «иглы», ободраться сетка фильтра, погнуться трубы или лопнуть фитинги. Выход — бурить «иглу».
Бурение абиссинской скважины с использованием обсадной трубы
Мне нужно добыть воду на участке для технических нужд — для полива и строительства дома. По словам соседей, водоносный слой залегает на глубине 7-8 метров. Следующий водонос на глубине 15. Решил сделать абиссинскую скважину, но не забивать «иглу», а пробурить скважину и только потом добить в неё абиссинку. Причины следующие:
По словам пользователя, у него уже есть опыт забивания кувалдой металлического уголка для обустройства контура заземления на 3 м. Хотя уголок был заострен, пришлось попотеть и как следует физически поработать.
Мне лично не нравится вариант с забивкой абиссинской скважины, т.к. результат непредсказуем, а работа ведётся вслепую. Можно попасть в камень и сломать «иглу», а достать её в этом случае сложно.
Идея Klopus с предварительным забуриванием правильная. Верхний слой грунта сухой и уплотненный, и в него тяжело забивать «иглу», но как только доходишь до обводненных слоев, установка идет, как по маслу. Когда бьешь абиссинку, то не видишь разрез и структуру почвы. Гидробурение тоже даёт намного более полную информацию о составе почвы.
Итак, для установки абиссинской скважины Klopus купил:
Работа по монтажу абиссинской скважины состояла из нескольких последовательных операций:
1. Выбор места для скважины и копка приямка глубиной 50 см.
2. Начало бурения. Сначала пошел суглинок. Через два метра от поверхности пошел влажный желтый песок и, чем глубже бурил Klopus, тем он жиже становился. В результате работа остановилась — жижа из песка стекла обратно в скважину, а поднять её буром невозможно.
Я поехал на рынок и купил обычную серую канализационную трубу на 110 мм. Расширил скважину обычным садовым буром и далее стал бурить в обсадной. Т.е. труба вдавливается в песок одновременно с бурением шнековым буром, который спокойно в ней помещается. Жижу вычерпывал обрезанной пластиковой бутылкой, закреплённой на проводе.
Обустройство скважины на воду после бурения своими руками
Обустройство скважины на воду своими руками после бурения полностью решает проблему водоснабжения. Как установить, подключить и обслуживать автономный источник воды — узнайте из данной статьи.
Зачем нужно обустраивать скважину после бурения
Скважина — автономный способ подачи воды в частный дом. Те, у кого она есть, не зависят от центрального водоснабжения.
Функциональное предназначение скважины — подавать воду в бесперебойном режиме. Подумайте об обустройстве персональной скважины, если:
Плюсы своей скважины:
Как провести обустройство скважины своими руками
Чтобы правильно обустроить скважину самостоятельно, изучите рекомендации профессионалов. Заранее выберите модель кессона и электронасоса. Составьте схему обустройства, определитесь с локацией, работайте последовательно.
Герметизация колонны скважины (монтаж оголовка или скважинной крышки с адаптером)
Классифицируют два типа оголовков:
Скваженные оголовки обеспечивают герметизацию оборудования и защищают насос, который находится внутри кессона. Для его установки не требуется сварка —
все металлические элементы конструкции проходят гальванизацию, поэтому не боятся влаги.
Монтировать оголовок просто:
Монтаж кессона
Процесс установки кессона включает несколько этапов:
Земляные работы
Планируйте эти работы на теплое время года. Летом грунтовые воды проходят ниже. Чтобы выкопать яму, возьмите в аренду спецтехнику. Если котлован небольшой, воспользуйтесь лопатой.
Какой способ выбрать, зависит не только от размеров котлована, но и состава грунта. Если в земле много примесей глины или присутствуют горные породы, закажите экскаватор. Песчаный грунт мягкий, его можно копать лопатой.
Перед тем, как рыть котлован, проводят замеры. Эксперты рекомендуют придерживаться правила — яма больше емкости на 1,5 метра.Этого хватит, чтобы обеспечить изоляцию.
Выбор и установка стального, пластикового или бетонного кессона
По материалу изготовления устройства классифицируют по трем группам:
Рассмотрим конструкции и их установку более детально.
Пластиковые
Пластиковый кессон — специальная камера. Может иметь крышку, реже выпускается без нее. Высота — около 2 метров, диаметр — 1,5.
Бетонные
Обустройство скважины на воду с помощью бетонного кессона — самый распространенный вариант. Преимущества конструкции:
Совет! Чтобы доски легко отделилась от бетона, заранее оберните их пленкой;
Стальные
Монтаж стального кессона для скважины на воду своими руками предполагает наличие опыта работы со сваркой.
Плюсы стальных конструкций:
Обратная засыпка
В зависимости от конкретной модели кессона выбирают определенный порядок проведения обратной засыпки грунта.
Так, пластиковые конструкции засыпают без предварительного гидроутепления. В качестве смеси используют раствор цемента в пропорции: одна часть цемента на 5 частей добавок.
Со стальными кессонами все проще — пустоты засыпают обычным грунтом.
Монтаж насоса
Прежде, чем приступать к установке агрегата, подготовьте:
Подбор подходящего насоса. Крепление на нужной глубине
Какой выбрать насос, зависит от конкретной ситуации. Эксперты советуют погружные модели центробежного типа. Такое предпочтение они объясняют естественными колебаниями, которые вызывают вибрационные конструкции. Это приводит к разрушению грунта и поломке оборудования. Откажитесь от вибрационных насосов, когда скважина оборудуется на песчаной основе.
Мощность оборудования зависит от того, на какую производительность вы рассчитываете. Помните, чем больше глубина, тем мощнее потребуется насос.
Отдельный критерий выбора, который также нужно учитывать — качество бурения. Есть специальные модели насосов, которые используют в скважинах, выкопанных без помощи профессионалов.
Важно правильно рассчитать глубину погружения. Прибор должен постоянно быть в воде. При этом устройство крепят удаленно от дна водозабора. В противном случае есть риск засорения.
Стандартные насосы фиксируют на глубине 8-10 метров, инжекторные — 18-20м, специальные — 35-40.
Поверхностный насос
Основной недостаток моделей — ограниченность применения. Устройство подойдет только для неглубоких скважин. Преимущество — простота установки.
Работайте по схеме:
Погружной насос
Такие конструкции монтируют непосредственно в скважинах. Им не требуется кессон или стационарное помещение. Устройство собирают, присоединяют к нему трубу водопровода, электрический шнур и опускают оборудование в скважину.
Обратите внимание! В большинстве моделей вода подается по пластиковым трубам. Но есть и такие, где используется резиновый шланг.
Оптимальная глубина погружения — 1,5-2 метра.
Схема монтажа погружного насоса:
Обустройство подводки
Подводку питания обеспечивают отдельной линией. Ее комплектуют аппаратом автоматического отключения от электричества. Не забывают про заземление. Перед тем, как запустить оборудование, насос заполняют жидкостью. Соблюдают необходимые параметры давления.
После подключения питания стравливают воздух путем открытия вентиля. Через пару минут начинается подача воды. Если этого не происходит, прибор обесточивают и добавляют еще воду.
Включают устройство повторно. Настраивают реле. Путем поворота специальных винтов выставляют нужные показатели.
Защита скважины от атмосферных воздействий
Чтобы защитить источник воды от негативного воздействия извне, используют сооружения наземного и подземного типа:
Обеспечение герметичности обсадной трубы
Чтобы вода была чистой, необходимо защитить обсадную трубу. Герметичность достигается с помощью скважинного оголовка — стальной крышки. В устройстве предусмотрены коммуникационные отверстия. Дополнительно на люке есть крючок — на него вешают насосный агрегат.
Величину крышки выбирают исходя из размеров трубы. В комплекте идет резиновая манжетка. Она является основным герметиком. Кроме этого в крышке есть уплотнительные прокладки — для ввода электрического шнура и трубы водопровода.
Важно! Обсадную трубу обрезают на расстоянии не менее 30 см от дна кессона.
Подключение гидроаккумулятора, автоматики
Схема подключения насоса с гидроаккумулятором:
Поверхностный насос с автоматикой монтируют по аналогичной схеме. Разница в следующем:
Насколько самостоятельное обустройство скважины дешевле, чем заказ в компании
Средняя стоимость бурения метра скважины профессиональными специалистами стартует от 2 000 рублей за метр. За котлован глубиной 20 м придется заплатить не менее 40 тысяч. Плюс — расходные материалы.
Чтобы сделать скважину самостоятельно, придется потратиться на:
Если говорить о средних затратах на работу под ключ, то самостоятельное бурение скважины обойдется вам как минимум, втрое дешевле услуг бригады работников.
Бурение скважины своими руками — доступный, но трудоемкий процесс. Если все сделать грамотно, сооружение будет работать 2-3 десятка лет, а вода в источнике — всегда чистой. Как вырыть котлован и установить оборудование, обеспечить герметичность и подключить питание, мы рассмотрели в данной статье.
Обсадные трубы для скважин
Другие типы трубных свай
В предыдущей части статьи мы рассматривали буронабивные сваи, но также существуют и другие их типы. В частном строительстве очень часто используется технология монтажа винтовых стержней в том случае, если планируется возведение легковесных построек. Их преимущество заключается в том, что они подходят для любого грунта, кроме скалистого, хотя и там можно пробурить скважины меньшего сечения. Более того, такой фундамент из труб без труда устанавливается при помощи рычагов вращения своими руками. Он может монтироваться на месте старой основы и снабжаться наголовниками, что является неоспоримым преимуществом, ведь деревянный дом можно приподнять домкратами и установить на новую основу.
Винтовая свая с обсадной трубой
Существует технология продления эксплуатационного периода металлических винтовых стержней, для чего их превращают в набивные, а полости заливают бетоном, который обязательно подвергают трамбовке. Такой прием поможет защитить опоры от коррозии. Подробнее о фундаментах на винтовых сваях.
Не менее часто, чем буронабивные, устраивают асбоцементные фундаменты, которые дополнительно снабжаются заглубленным или подвесным ростверком. Их монтируют там, где ландшафт характеризуется пучинистыми грунтами. Здесь технология также предусматривает бетонирование полостей, что придает основе прочности и увеличивает ее эксплуатационный период.
Подытожив изложенный материал можно с уверенностью сказать, что с применением трубобетонных свай за счет регулировки длины стержня удается решить проблему устройства фундамента на склонах, водянистых и оползневых грунтах. Но, несмотря на массу преимуществ, стоит помнить, что буронабивные сваи в процессе монтажа создают вибрацию с высокой амплитудой, поэтому они могут стать причиной повреждения возведенных поблизости строений.
Крепление скважин при бурении
Крепление скважин является одним из наиболее важных процессов во время нефтедобычи, поскольку оно влияет на:
Крепление нефтяных скважин предполагает использование специальных колонн или же пакеров. Использование колонн является наиболее популярным способом, который позволяет сделать скважину прочной, долговечной, а также разобщить проницаемые горизонты. Такие колонны составляются из специальных труб, называемых обсадными.
Методика изготовления некоторых конструкций буровой установки
Для эффективной работы самодельной буровой установки ее необходимо оснастить деталями.
Малогабаритная буровая установка
Обсадная труба
Изготовляется из пластика, асбоцемента, чугуна или другого металла. Ее начинают устанавливать при углублении на 4 м. Для соединения отдельных частей на концах труб нарезают резьбу или прибегают к сварке. Если их диаметр меньше 50 мм, можно использовать муфты.
Ударная штанга
Для ее изготовления используют цельные стальные болванки. Для их утяжеления внутрь заливают бетон. Отдельные элементы конструкции соединяются при помощи болтов или фланцев. Применение резьбы недопустимо. При сильном ударе такое соединение разрушается, что делает невозможным дальнейшую эксплуатацию ударной штанги.
Желонка
Для изготовления детали с простейшей конструкцией следует использовать отрезок трубы диаметром 90 мм, шарик из подшипника, стальной переход. Два последние элементы тщательно натирают наждачной бумагой. Это обеспечивает более плотное прилегание шарика к переходу. Для утяжеления желонки в ее верхнюю часть заливают бетон.
Канатный замок
Для его изготовления используют несколько элементов – металлический корпус (высверливают несколько отверстий для удаления воды), опорная шайба, втулка.
В верхней части замка устанавливают гребенку. В аварийной ситуации с ее помощью канат можно поднять на поверхность.
Опорная шайба необходима для защиты корпуса от разрушения во время ударов о грунт.
Конец троса протягивают во втулку, рассоединяют на части и фиксируют заливкой легкого сплава металла.
Бурение скважины с обсадной трубой
Бурение скважин и установка обсадной колонны при наличии соответствующего оборудования и техники не кажется слишком сложным процессом, наиболее распространенные скважины на песке проходят следующим образом:
Рис. 16 Примеры проведения буровых работ своими руками
Для обустройства скважин в настоящее время широко используют обсадные трубы из непластифицированного поливинилхлорида НПВХ, обладающие высокими физическими и химическими характеристиками, длительным сроком эксплуатации, более низкой стоимостью по сравнению с металлами. Использование обсадки из НПВХ позволяет эффективно обустраивать все виды скважин глубиной от 5 до 300 м с удобным размещением в них водозаборных погружных электронасосов любых моделей.
Скважина на участке
После геологического обследования местности владелец принимает одно из решений:
Для самостоятельных действий можно изготовить треногу собственной конструкции. Треугольная пирамида выполняется из подручных материалов – деревянных брусьев или металлического профиля. Потребуется запастись подъемным механизмом для опускания в скважину обсадной трубы и манипуляций со снарядом. Высота вышки для бурения определяется размером единичного фрагмента обсадки.
Типы соединений
При обустройстве обсадки трубы соединяют в колонну следующими способами:
Раструбный резьбовой. Метод используют при стыковке полимерных или металлических тонкостенных труб, при этом в раструбе нарезают внутреннюю резьбу, а на участке внешней оболочки подсоединяемой трубы — наружную.
Резьбовой. Используют в толстостенных металлических и полимерных трубах, подсоединяемые элементы имеют наружную и внутреннюю резьбу, при их стыковке стенки снаружи и изнутри гладкие.
Муфтовый. Соединяемые трубные элементы имеют наружную резьбу, их вкручивают в стыковочную муфту с внутренней резьбой до соединения торцов.
Электросварка. Сварка может быть полезна в случаях соединения тонкостенных стальных труб, в которых прорезанная резьба будет слишком слаба. Метод сваривания нередко используют при монтаже стальной обсадки — хотя он отнимает некоторое время и требует хороших навыков сварщика от специалиста, его применение может быть экономически выгодно (не надо приобретать дорогие тяжелые трубы с резьбой и толстыми стенками).
Рис. 13 Стальные и ПНД трубы обсадки
Преимущества и недостатки метода
Технология ударно-канатного бурения скважин имеет множество преимуществ относительно других способов:
Устройство обсадных буронабивных свай
Монтаж и устройство свайного фундамента выполняется прямо на стройплощадке. В принципе, технология установки такой конструкции своими руками достаточно проста: в скважину необходимо опустить трубу, провести армирование и забетонировать. В длину такие конструкции могут составлять до тридцати метров при диаметре до полутора метров, хотя при усовершенствовании технического обеспечения длину можно удвоить, а сечение увеличить до 3,5 м. С такими параметрами несущая способность буронабивных опор будет составлять 500 т.
В большинстве случаев конструкцию заглубляют на 5 – 12 м при ее диаметре 25 – 40 см. Сборка металлических конструкций своими руками осуществляется по следующей схеме:
Конструкция сваи
Стенки лидерной скважины для обсадной трубы во время бурения становятся шероховатыми и рыхлыми из-за обвалившегося грунта, поэтому между отверстием и металлической конструкцией образуется просвет, который уплотняют раствором, а бетон, в свою очередь, просачивается в структуру грунта и делает ее более прочной. Такая технология имеет один недостаток, и заключается он в том, что вы не можете контролировать плотность бетонной заливки внутри длинного ствола. Этот минус может привести к размыванию подземными водами не схватившиеся участки смеси, если такие, конечно же, будут.
Скважину под фундамент из труб армируют только в верхней части, при этом арматурный каркас заглубляют в свежий бетон на 1,5 – 2 м. Наряду с обсадной трубой также используют сухой метод, подходящий для устойчивых и плотных грунтов, которые выдерживают нагрузку без разрушения стенок. Каркас устанавливается в скважину своими руками, и затем набивают растворную массу. Если буронабивные скважины утапливаются в слабые водянистые почвы без проведения обсадки, то их стенки нужно усилить глиняной обмазкой, плотность которой должна быть не менее 1,2 г/м3.
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 (ПВХ либо НВПХ).
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:
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).
Пластиковая обсадка для скважин на воду
Для изготовления пластиковых обсадных труб может применяться четыре вида материалов:
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:
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.
Ведущим отечественным производителем полимерных обсадных труб из ПВХ и НПВХ является компания “Кормелл”, которая поставляет на рынок продукцию всех распространенных типоразмеров. Помимо фирмы “Кормелл” также хорошо зарекомендовала себя продукция компаний “СПТ”, “Бикс” и “Омега”.
Порядок выполнения работ
Начинать рекомендуется с подготовительных мероприятий. Первый этап – формирование площадки для монтажа треноги. Необходимо выкопать небольшой котлован размером 1,5х1,5 м и глубиной до 2 м. В этот приямок впоследствии устанавливается самодельная буровая вышка. Щитовые дощатые конструкции, закрепленные на стенках шурфа, предотвращают обвалы сыпучих пород, содержащихся в поверхностных пластах.
Следующий шаг – установка на подготовленной площадке треноги, выполненной своими руками. На вершине треугольной пирамиды монтируется лебедка с тросом, на котором закрепляется ударный инструмент. Обязательным условием является вертикальная ориентация конструктивных деталей бурильного оборудования. Малейшие отклонения не позволят установить в пробуренной шахте обсадную трубу.
Последующие работы по бурению скважин ударно-канатным способом выполняются по следующему алгоритму:
В некоторых случаях поверхностные пласты увлажняют, поливая выработку водой. В других ситуациях в забой подсыпают сухой грунт.
Критерии выбора
Для обустройства обсадки необходимо иметь следующую информацию: глубина скважины, объем водоподачи, диаметр погружного электронасоса, также на выбор довольно сильно влияют финансовые средства потребителя. Чтобы определить, какая труба лучше для скважины, рассмотрим несколько вариантов скважинных источников для водоснабжения.
Рис. 14 Внешний вид НПВХ-труб
Рис. 15 Скважинные фильтры и конусная заглушка
Крепление скважин трубами
Обсадные трубы – это специальные трубы, изготавливаемые в промышленности с четкой целью ее применения, которая заключается в предотвращении обвалов недостаточно устойчивых пород в стенках разных скважин.
Итак, для того, чтобы закрепить скважину с помощью колонн, в скважину погружаются обсадные трубы, после чего цементируется затрубное пространство.
Благодаря наличию в скважине обсадных труб, скважина полностью защищена от сложных напряжений, а именно:
Все это испытывают именно трубы, тем самым, защищая скважину и обеспечивая ее целостность.
В настоящее время существует множество видов обсадных труб, которые отличаются между собой материалом изготовления, диаметром, длиной, способом соединения и т.д. Такое количество труб обусловлено их применением разных скважинах, с определенными целями эксплуатации. Однако, для нефтяных скважин необходимы очень прочные и долговечные трубы. Такие трубы производятся цельнотянутыми или цельнокатными. А соединяются они посредством муфт или сваркой. Длина обсадных труб колеблется в диапазоне от 6 до 13 метров.
Перед тем, как обсадные трубы будут погружены внутрь скважины, с применением каверномера устанавливается внутренний диаметр скважины, а также производится расчет объема цементного раствора, необходимого для цементации затрубного пространства.
Этот процесс является обязательным, так как именно благодаря качеству цементного раствора и его заливки будет определен успех в добыче полезного ископаемого. Ведь цементный раствор не только обеспечивает полную герметичность скважины, но и является отличной защитой труб от воздействия на них агрессивных сред, таких как соляные растворы и подземные воды. Когда процесс крепления скважины трубами полностью завершен, скважину оставляют «отдохнуть» на время от 16 до 24 часов. Это делается для того, чтобы цемент полностью застыл. Однако, скоростью застывания раствора можно управлять, применяя различные химические вещества. Так, время застывания можно либо увеличить, либо уменьшить.
Также очень важным моментом является тот факт, что во время приготовления цементного раствора для крепления скважин трубами не используется пресная вода. Это связано с тем, что цемент на пресной воде не обеспечивает надлежащей герметизации скважины в силу образования рыхлого пограничного слоя. Причиной образования такого слоя является взаимодействие избытка пресной воды в растворе с породами. Гораздо более высокое качество взаимодействия цемента с глиной, например, обеспечивается насыщенным водным раствором соли.
Во время крепления ствола скважины с помощью труб, используется достаточно концентрированный раствор поваренной соли с целью промывки скважин перед цементацией, а также во время продавки цемента. В последнем случае, для правильного распределения цемента в затрубном пространстве, скорость подаваемого насыщенного раствора соли должна составлять минимум 1,2 м/сек.
Скважина перед началом эксплуатации. Испытание
Крепление ствола скважины считается завершенным только после испытания скважины, которое предполагает проведение двух этапов.
Проведение первого этапа осуществляется сразу после застывания цементного раствора. Если скважина не глубокая, то испытание колонны происходит под давлением в 2-3 раза большем, чем давление, которое имеет рабочий агент непосредственно во время разработки. Проверка на прочность глубоких скважин осуществляется при давлении 600-1000 МПа.
Второй этап испытания нефтяных скважин в трубе и под колонной обсадных труб после того, как цементный башмак разбурен. В данном случае для испытания оптимальным давлением является такое, которое равно двойному давлению рабочего агента.
Проведение всех нужных испытаний позволяет вовремя определить наличие или отсутствие повреждений и всяческих неисправностей, которые бы могли навредить скважине, и вовремя их ликвидировать.
Таким образом, скважина, образованная с учетом всех тонкостей, является долговечным и прочным инструментом для добычи нефти.
Обустройство скважины с нуля
Человек, занимающийся обустройством скважин с промывкой на воду от а до я должен учитывать, что все известные способы бурения имеют свои преимущества и недостатки, речь о которых и пойдет ниже.
Данный вариант заслуженно считается простым и бюджетным. Абсолютное большинство агрегатов, применяющихся сегодня, разработаны на основе шнекового оборудования. В данном случае Архимедов Винт, вращаемый руками или электродвигателем, вынимает землю. Существенный недостаток такого способа состоит в том, что глубина скважины не будет превышать 10 метров. Промывка при таких работах не требуется.
Если желаемая глубина превышает 10 метров, то углубление выполняется с помощью ротора. На деле этот процесс выглядит следующим образом:
Необходимость в использовании раствора в процессе выполнения работ не возникает, что также стоит считать положительной особенностью рассматриваемого способа.
Бесконтрольный метод актуален при условии, что глубина канала не превысит 10 метров. Как и в случае с другими способами, описанными выше, при обустройстве скважин машинами РВА необходимо применять буровую смесь, которая способствует выведению отходов из скважины и формированию надежных опор (стен) канала. Кроме того, рассматриваемый состав значительно способствует размягчению грунта, что само по себе упрощает выполняемые работы и сокращает нагрузку на технику.
Рассматриваемая методика чаще применяется в промышленных масштабах, нежели для создания водоносных каналов на участках частных домов, поскольку использование системы предполагает доставку и монтаж сложного оборудования, что не всегда уместно и достаточно неудобно.
Видео об особенностях выбора труб для бурения скважин:
Технология проведения бурильных работ
Буровая установка своими руками устанавливается только на подготовленную к работе площадку. Монтаж самодельного аппарата происходит в небольшую яму – шурф. Он должен иметь глубину 2 м и габариты – 5х1,5 м. Это позволит предупредить обвал сыпучего грунта, который обычно находится на самой поверхности. Стенки шурфа укрепляют дощатыми щитами.
Только на подготовленную площадку производят установку вышки, работающей по принципу УКБ. При этом тщательно проверяют вертикальность монтажа основных конструктивных элементов. Малейшее искривление траектории движения забивного снаряда приведет к невозможности установки обсадной трубы и дальнейшей эксплуатации созданного сооружения.
Видео: Канатно-ударное бурение
Устройство
Качественное обустройство устья преследует несколько целей:
Устьевая арматура
Первое – оголовок. Устанавливается непосредственно на обсадную и закрепляется специальными болтами. По наружной части укладывается резиновое уплотнительное кольцо для предотвращения течи.
Второе – разгрузочная обвязка. Сложный элемент узла подачи воды из устья. На верхнем участке располагаются тройники, шаровые задвижки, обратные клапаны, фильтры грубой очистки. Все узлы и агрегаты работают во взаимодействии друг с другом. Порядок расположения агрегатов зависит от количества заборных устройств и объема потребления воды. В каждом проекте рассчитываются индивидуально.
Третье – кессон. Чтобы защитить источник от попадания в него глины, грунта, верховодки, а также для предупреждения промерзания оборудование закрывают кессоном. Это короб из пластика, кирпича, бетона или любого другого прочного материала, который полностью закрывает обсадную вместе со всеми агрегатами. Кессон может быть куплен в готовом виде или собран самостоятельно.
Четвертое – насос. Самый главный элемент добычи жидкости из недр. Чем меньше расстояние от поверхности воды до насосной станции, тем легче крыльчатке втянуть и направить воду. Именно поэтому лучше ставить прибор возле оголовка.
Пятое – оборудование для автоматического отслеживания неполадок, аварийные сигнализаторы, датчики исправной работы системы водоснабжения. Автоматика монтируется рядом с насосом, что позволяет работать всем узлам практически автономно.
Схема
Обсадная труба, выходящая из земли на поверхность на метр. Оголовок, на него вешается все оборудование. Погружник, кабель, шланг, водораспределительный узел. Насосная станция для глубоких артезианских шахт. Электронные датчики автономной работы источника. Выход полностью закрывается защитным коробом или кессоном.
Конструктивные особенности применяемого оборудования
Стакан. При бурении скважин ударно-канатным способом применяется именно этот инструмент, который формируется из отрезка трубы подходящего диаметра. Его торец заостряется, что позволяет улучшить срезание грунта во время работы. Также на торце трубы могут находиться острые зубья. Это облегчает процесс разрешения грунта, который сформирован из влажной глины или смеси глины и песка. В результате почва прилипает к стенкам стакана и извлекается наружу.
Желонка. Представляет собой отрезок трубы, оснащенный клапаном. Он позволяет грунту проникнуть внутрь, но не выпускает его наружу. Это позволяет очистить скважину от разрушенной в ходе бурения породы.
Долото. Используется при ударно-канатном бурении скважин своими руками, когда необходимо произвести разрушение каменистых грунтов.
Лебедка. Устанавливается для облегчения спуска ударного стакана, что обеспечивает процесс бурения.
Каркас с ударной штангой. Имеет вид треноги. Для эффективной работы высота конструкции должна превышать длину на 1,5 м или больше.
Трос. Обеспечивает перемещение режущего стакана на необходимую глубину. Трос обычно изготовляют из стали. Он должен иметь диаметр, превышающий 12 мм. Это обеспечивает достаточный запас прочности. Трос должен выдерживать нагрузки нестандартной величины, которые могут появиться в процессе бурения.
Cвивка канатного троса левая и правая