Немного о скважинах
Прежде чем говорить о трубах, хочу уделить пару слов и самим скважинах, которые эффективно заменили собой популярные ранее колодцы, обладающие весьма значимыми недостатками:
Низкий уровень очистки воды. В относительно неглубоких колодезных шахтах собирается верховодка, не отличающаяся особой чистотой, так что пить из них чревато пагубными для здоровья последствиями;
Вода из колодца обладает весьма сомнительной чистотой
Трудоёмкость и высокая стоимость реализации. Потребуется выполнить очень большой объём земляных работ, а затем ещё укрепить чем-то стены и обустроить верхнюю часть сооружения.
Процесс выполнения земляных работ
Скважины же позволяют «добраться» до гораздо более чистых водяных горизонтов и предполагают бурение шахты значительно меньшего диаметра. Бывают они трёх видов:
На данной схеме наглядно видна принципиальная разница между колодцами и скважинами
- Скважина на песчаный горизонт. Глубина шахты в таком случае достигает, как правило, 10-30 метров, нижний край обсадной трубы оснащается сеточным фильтром, препятствующим проникновению песка. Земляные работы вполне могут быть осуществимы своими руками с помощью шнекового бура, что достаточно экономно. Эксплуатационный срок -5-10 лет, после чего очень велика вероятность заиливания;
Схема устройства скважины на песок
- Артезианская скважина. Здесь углубление происходит уже на 50-150 метров до плотного известнякового горизонта. Конечно же, такая работа может быть выполнена лишь специальным бурильным оборудованием, что представляет собой определённые трудности и влечёт к дополнительным растратам, но зато в итоге вы получите долговечный чистейший источник питьевой воды;
Схема устройства артезианской скважины
- Абиссинская скважина. Это очень экономный вариант, который заключается в том, что вы как бы «прокалываете» верхний грунт трубой со специальным наконечником на глубину 8-12 метров, попадая в грунтовые воды, но минуя при этом грязную верховодку.
Абиссинская скважина из пластиковых труб перед установкой похожа на копьё
Какая лучше скважина подойдёт именно для вашего участка зависит от глубины залегания водоносных горизонтов, требуемого количества воды для удовлетворения всех дачных нужд, финансовых возможностей и личных предпочтений. Но в любом случае вам потребуются обсадные и водоподъёмные трубы, без которых существование и работа шахт попросту невозможна. Вот тут-то и предстоит сделать верный выбор, пройдясь по магазинам.
Расчет диаметра эксплуатационной трубы для скважины на воду
Диаметр трубы выбирается с учетом следующих обстоятельств:
- особенностей участка, где устанавливается скважина;
- целей ее сооружения;
- параметров погружного насоса.
Для бытовых нужд, по обыкновению, используются погружные насосы трех- и четырехдюймового диаметра. Диаметр просчитывается следующим способом: к диаметру силового оборудования (74 мм или 100 мм) прибавляется 4 мм зазора и 15 мм толщины стенки полимерной трубы. Исходя из этих данных подбираются изделия с подходящими параметрами. Как правило, бурение достаточного сложного гидротехнического сооружения, каким является скважина, проходит в непростых гидрогеологических условиях. Зачастую требуется использование нескольких обсадных колонн с различными значениями диаметра. Поэтому при сооружении скважины вполне возможно внесение коррективов в конструкцию по ходу ее возведения.
Важным параметром при выборе труб является их диаметр, от которого, в свою очередь, зависит подбор насоса
В большинстве случаев, с целью снижения расходов на обустройство, изначально ориентируются на меньшее значение диаметра труб обсадной колонны. Это отражается на конечном диаметре скважины, что предполагает возможность использования исключительно трехдюймового бытового погружного насоса. А разница в стоимости трехдюймового и четырехдюймового силового оборудования весьма существенна, хотя эксплуатационные характеристики практически идентичны.
Как правильно выбрать ПВХ трубы для скважины
Главная задача покупателя – выбрать сертифицированные изделия, соответствующие стандартам качества. Производство труб ПВХ для водозаборных скважин регулирует ГОСТ ТУ 2248-001-84300500-2009. Выбирая изделия в магазине стройматериалов, обязательно осведомитесь у продавца о наличии сертификата, а также смотрите на маркировку на самих трубах.
Чтобы правильно подобрать диаметр пластиковой трубы, необходимо заранее знать, какой вид насосного оборудования будет использоваться для откачки воды из скважины. Самый распространенный вид насосов – погружные скважинные модели удлиненной формы.
Для правильного функционирования техники необходимо обеспечить расстояние между стенкой трубы и насосом не менее 4 мм. Подбирая трубу, не спутайте внутренний диаметр изделия с внешним, учитывая толщину стенки изделия. Например, если толщина стенки ПВХ трубы составляет 5 мм, а диаметр насоса – 80 мм, то наружный диаметр трубы должен быть как минимум 89-90 мм. Если вы не уверены в правильности выбора, лучше проконсультироваться со специалистом.
Как производится установка водоподъемных труб
Сразу стоит заметить, что удобнее всего сразу проводить установку и насоса, и труб. При этом все необходимые расчеты стоит сделать заранее, иначе можно столкнуться с массой сложностей. Спуск насоса в скважину должен быть плавным. Более того, если неправильно провести предварительную подготовку, то можно получать недостаточное количество воды, которая требуется для обеспечения дома. Отсутствие напора скажется на комфорте жильцов. В результате, им придется выбирать между стиркой, использованием душа либо поливом огорода. Одновременное проведение побочных процедур станет невозможным.
Современные насосы чаще всего оборудуют фланцевым либо резьбовым вариантом для присоединения трубы. Хотя иногда используется и муфтовый тип соединения. Специалисты рекомендуют для начала присоединить водоподъемный элемент с одной стороны, а только после этого приступать к монтажу второй части трубы. Опускать конструкцию на землю настоятельно не рекомендуется. Это может стать причиной повреждения важных узлов либо смещения определенных деталей.
Параметры выбора обсадной колонны
Единственного верного эталона бурения не существует. Метод организации скважины определяется в индивидуальном порядке.
В учет берется множество показателей: структура грунта, высота залегания грунтовых вод и водоносных горизонтов, параметры насосного оборудования, качество воды, диаметр и глубина бурения.
Любая бурильная компания предложит собственный вариант реализации проекта и порекомендует, на их взгляд, оптимальный тип трубы. Окончательное решение о выборе обсадной колонны принимает заказчик.
Исполняющая организация, прежде всего, отстаивает собственные интересы, поэтому их решение не всегда объективно. Некоторые подрядчики специализируются на каком-либо одном типе устройства скважинной системе и пытаются «навязать» выгодный для них вариант.
Единственно верное решение – заранее определиться, какую трубу выбрать и использовать для скважины, сопоставив все аргументы «за» и «против», а уже после этого – обращаться за разработкой и внедрением проекта.
Принимая решение, следует учесть основные параметры выбора водоподъемной трубы:
Чем больше диаметр подводящего трубопровода, тем выше производительность скважины.
Использование металлической трубы для скважины на воду
Чрезвычайно престижно использовать медные трубы для артезианской скважины. Обсаживать трубу таким способом будет очень дорого, но он невероятно хорош с точки зрения экологической безопасности и улучшения вкусовых качеств питьевой воды.
Среди металлических изделий, когда обустраивают скважину, как правило, выбирают стальные. Их недостатки:
- большой вес;
- высокая стоимость;
- подверженность коррозии, в результате чего вкус воды портится ржавчиной.
Эти обстоятельства значительно повлияли на выбор в пользу применения стальных изделий, когда нужно построить скважину. Тем не менее, сталь по-прежнему используют, когда не получается применять другие материалы, например, на подвижных грунтах. Для артезианских скважин желательно использовать цельнотяную (бесшовную) трубу. Она стоит дороже сварной (шовной), зато прослужит значительно дольше.
Стальные трубопроводы соединяют, используя два типа стыковки:
1. Резьбовую. Качественную конусную резьбу можно нанести на трубу с толщиной стенки не менее шести миллиметров. Удешевляя сооружение использованием изделий с меньшей толщиной стенок, провоцируют повреждение швов в электросварных элементах.
Стальные обсадные трубы могут соединяться при помощи резьбы на торцах
Повторное использование электросварных изделий с толщиной стенки в 4,5 мм с резьбовым соединением невозможно. Их приходится оправлять на перенарезку или заменять, или продолжать использовать дефектную колонну.
2. Сварную. Применение электросварки повышает стоимость сооружения скважины. Поэтому частенько возникает желание воспользоваться более экономичным резьбовым соединением. Распространено мнение о ненадежности сварочных швов. Однако практика показывает, что разрушения происходят вне зоны шва, так как шовное соединение прочнее остальной металлической поверхности. Более того, использование при сварке специальной обмазки для электродов легирует шов, повышая его прочность и устойчивость к воздействию коррозии.
Специалисты по бурению предлагают использовать в качестве обсадной оцинкованную трубу конверсионного происхождения. Такие изделия выполнялись для полевых магистральных сборно-разборных трубопроводов. Условный диаметр трубы равен 150 мм, рабочее давление – 6 МПа. Эти изделия оборонного назначения ранее не использовались, так как предназначались для государственного резерва. Хотя толщина стенки сравнительно невелика (3,2 мм), но оцинковка положительно сказывается на длительности эксплуатации. Монтировать шестиметровые оцинкованные изделия очень удобно, так как они изначально снабжены приваренными раструбами толщиной в 10 мм.
Установка стальных изделий рекомендована на известняковых и песчаных грунтах. Для предотвращения попадания в питьевую воду ржавчины желательно поставить дополнительный очистной фильтр.
При бурении скважины в песчаных грунтах следует использовать обсадные трубы с фильтрами
Теплоизоляция наружного водопровода
Расположение труб ниже уровня промерзания земли позволяет избежать мероприятий по утеплению магистрали. Однако не все участки могут похвастаться достаточно низким уровнем грунтовых вод, что полностью исключает возможность рыть глубокие траншеи. В этом случае решением проблемы становится укладка труб на небольшой глубине и правильное утепление наружного водопровода.
Сравнительно недавно единственным способом было оборачивание труб наружных коммуникаций теплоизоляционным материалом и полиэтиленовой пленкой для защиты от воды.
Современные методы, материалы и технологии делают процесс утепления более простым и существенно повышают эффективность теплосбережения. К современным способам утепления можно отнести заключение труб в твердую пенополистирольную скорлупу на одном из этапов производства.
Подогревающий кабель, протянутый вдоль магистрали и закрепленный на трубе, является наиболее эффективным вариантом для водопроводной трубы диаметром 32 мм. Однако такой вариант имеет один существенный недостаток – необходимость в подключении к сети электроснабжения
Подобная проблема не имеет особой важности для собственников загородного жилья, которые постоянно живут в автономном режиме. На случай отключения электроэнергии у них имеется альтернативный вариант – генератор, работающий на газе, бензине или дизельном топливе.
Преимущества использования асбоцемента
Асбоцементные изделия постепенно выходят из моды. Причины, почему они постепенно вытесняются с рынка, можно свести к четырем основным:
- Хрупкость и склонность к расслаиванию.
- Не обеспечивают сопротивления песку, поэтому их применение при наличии в воде песчаных примесей желательно исключить.
- Довольно значительный вес.
- Недоверие к асбесту как материалу с небезупречной экологической репутацией. Хотя угроза исходит только от пыли исключительно амфиболовых асбестов.
Преимуществ выбор в пользу асбоцементной трубы при обустройстве скважины несет много. К ним относят:
- невысокую стоимость;
- неподверженность гниению и устойчивость в отношении коррозии. Не требуется специальной защиты от грунтовых вод;
- прочность;
- низкую теплопроводность, позволяющую отказаться от утепления;
- неподверженность температурным перепадам, морозоустойчивость;
- небольшой, сравнительно с металлоконструкциями, вес;
- долговечность эксплуатации.
Обсадка скважины или колодца может производиться и асбестоцементными трубами
Асбоцементные изделия при монтаже могут соединяться только муфтами, при этом каждое звено крепится как можно прочнее. Даже испытывая сомнения в экологической безопасности асбоцемента, вполне допустимо, что он используется для полива и мелиорации. Как лучший вариант, асбоцемент применяют при бурении в известняковых грунтах.
Расчет диаметра трубы для обсадки скважины
Одно из правил эксплуатации погружных насосов – отсутствие контакта со стенками обсадной трубы. Иначе это приведет к появлению дополнительной вибрации и разрушению трубопровода, насосного оборудования. Выход – сначала выбрать насос, а затем рассчитать диаметр скважины. Внутреннее рабочее сечение последнего должно быть минимум на 4 мм больше габаритов насосного оборудования.
- Плюсуем диаметр насоса (100 мм) и 2 минимальных расстояния до стенки (4 мм) – 100+4+4=108 см.
- Ближайшая по размеру пластиковая труба 110 мм. Однако из-за толщины стенок 5 мм она не подходит, так как внутреннее сечение составит 100 мм.
- Выбираем диаметр 125 мм.
По такому же принципу можно рассчитать размеры стальной обсадной трубы. Обычно в паспорте глубинных (погружных) насосов указывают минимально допустимый диаметр скважинного ствола.
При выборе обсадной трубы для водяной скважины нужно учитывать все параметры. Для этого рекомендуется пригласить специалиста или воспользоваться услугами профильных компаний. Попытки самостоятельного обустройства могут привести не желаемому результату – быстрому выходу из строя оборудования, повреждению трубопровода.
Кессон для скважины: виды и характеристики
При разнообразии материала изготовления – металл, пластик, бетон, кирпич – кессон представляет собой защитную конструкцию, устанавливаемую на устье скважины. Вверху кессона имеется люк для доступа к оборудованию, размещаемому внутри этой емкости.
Для кессона обязательна герметичность, поскольку скважину необходимо защищать от просачивания воды с поверхности (дождевых осадков, снеготаяния).
Другим негативным фактором, требующим защиты, являются морозные зимы. На водоносный горизонт низкие температуры не влияют, поскольку он залегает намного глубже уровня промерзания грунта. Но для вывода скважины заморозки опасны, поскольку вызывают обледенение водопроводных труб и насосного оборудования. Полностью погруженный в землю кессон своей нижней частью выводится ниже границы промерзания грунтовых слоев, его стенки и люк дополнительно утепляются.
Надежность кессона, особенно выполненного из металла, позволяет уберечь водопроводное оборудование (наружный насос, запорную арматуру, автоматику, фильтры и др.) от любых внешних угроз и обеспечить доступ к нему в любых погодных условиях.
Кессон может выполняться различной формы – как круглой (наиболее популярна), так и квадратной или прямоугольной. Заглубленная емкость изготавливается чаще всего из стали или пластика. Дешевле выполнить бетонный или кирпичный кессон, однако его нелегко гидроизолировать – поверхностные воды будут проникать внутрь и, что хуже, просачиваться вглубь скважины между внешними стенками обсадной трубы и грунтом.
Металлический кессон. Производится круглой или прямоугольной формы, имеет менее широкую горловину, чем основной корпус. Соединение между стальным кессоном и скважинной трубой выполняется сваркой. После размещения в подготовленном котловане металлическая емкость засыпается землей. Снаружи остается заметным только горловина с люком, выступающая над грунтом на 150-200 мм.
Металл является хорошим проводником тепла (теплопроводность порядка 45,4 Вт/м∙град), поэтому минимальная высота стального кессона составляет два метра. Для антикоррозийной защиты корпус емкости прокрашивается внутри и снаружи специальной краской, его внешние стенки защищаются обмазочной гидроизоляцией. В верхней части емкость кессона отделывается изнутри утеплительным материалом, также размещаемым на внутренней стороне крышки.
Основной недостаток металлического кессона заключается в его подверженности коррозии. Поэтому перед закладкой бункера в грунт предпринимаются повышенные меры защиты его наружных поверхностей от прямого контакта с влагой (влажным грунтом). Заметим, что стальной кессон массивен, его установка ведется только при помощи подъемной спецтехники.
Пластиковый кессон. Корпус емкости выполняется из ПНД, толщина стенок около 20 мм. Конструкция значительно легче стального кессона, установка выполняется без найма автокрана. Пластиковая защита водопроводного колодца не подвержена коррозии и прослужит в качестве подземного кессона полный срок службы самой скважины (свыше 30 лет).
Кессон из пластика низкого давления не нуждается в утеплении, поскольку теплопроводность у пластика очень мала (0,41-0,44 Вт/м∙град). Такие емкости изготавливаются фабричным производством, они полностью герметичны и не нуждаются в гидроизоляции.
Основной недостаток пластикового кессона – его стенки более хрупкие, чем у стальной емкости. И при интенсивных подвижках грунта, например, при морозном пучении, корпус бункера из ПНД может треснуть. Впрочем, правильный монтаж пластикового кессона позволит свести риски повреждения стенок емкости к минимуму.
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.
Неразъёмные контакты труб под сварку
Характерно применение соединений с высокой степенью жёсткости. У пользователей есть такие аргументы за то, чтобы отказаться от сварок:
- Шов с недостаточной защитой от коррозии.
- Монтаж колонны затрудняется из-за того, что она может отклоняться от оси.
- Сварочный шов с низким уровнем герметичности.
Но перечисленных дефектов легко избежать, если пригласить сварщика с достаточно высокой квалификацией. Обязательно использование профессионального оборудования. Из-за необходимости принятия таких мер увеличивается себестоимость работ. Поэтому бурение скважины обойдётся дороже.
Правила монтажа обсадных труб для скважин
Схема прокладки обсадной трубы
Проведение работ по бурению и монтажу обсадных труб – процесс трудоемкий, от качества проделанной работы будет зависеть долговечность источника, а также качество добываемой воды.
Если глубина залегания водоносного слоя будет не более 1-15 метров, спроектировать, пробурить и обустроить источник можно самостоятельно. Во время проведения работ нужно строго соблюдать правила личной безопасности, тщательно подойти к выбору строительных материалов и герметичности, аккуратности сборки.
Выполнять работу нужно с напарником, один человек с поставленной задачей не справится или попросту надорвется. Прежде чем приступать к выполнению работ, нужно убедиться, что подготовлен весь рабочий инвентарь и инструменты. Потребуется:
- накидные и гаечные ключи разных размеров, а также кувалды и молотки;
- бур, имеющий вид желонки, оснащенный резьбой для соединения труб;
- тренога, которая значительно упрощает процесс выполнения работ;
- ворот, обеспечивающий вращение трубы в земле для более точного монтажа обсадных колонн.
Обустройство водоснабжения при помощи бура
Если весь инвентарь подготовлен, следует ознакомиться с технологией бурения и монтажа обсадной колонны своими руками:
- При помощи бура, который надежно соединен с трубой, проделывают в земле углубление. С постепенным погружением в слои почвы инструмент необходимо регулярно доставать, чтобы очистить от налипшей породы. Как только глубина погружения достигнет отметки в 2 метра, вставляют привезенную обсадную трубу.
- Как только был достигнут водоносный слой, обсадную колонну фиксируют, через образованную шахту проводят полимерную трубу, подсоединенную к погружному (глубинному) водяному насосу.
При выборе материалов для сооружения обсадной колонны нужно руководствоваться классическим сочетанием качества и стоимости, которые помогут определить долговечность гидрологического сооружения. Источники большой глубины лучше оформлять конструкциями из металла, оснащенными внешней и внутренней резьбой. Если глубина залегания водоносного слоя не превышает 55 метров, рекомендуется отдавать предпочтение пластиковым изделиям, также оснащенных резьбой для надежной герметизации.
