Обустраивая скважину на собственном земельном участке, владелец, разумеется, хочет получить от нее наибольшую выгоду – чтобы воды хватило и на собственные нужды, и на полив, и на все, чего душа пожелает. Проще говоря, чтобы она обладала высокой производительностью или, как говорят профессионалы, имела высокий показатель дебита.
Казалось бы, все просто и понятно – чем шире будет ствол водозабора, тем больше воды в нее будет поступать, тем больший показатель дебита она будет иметь. Но так ли это на самом деле? Всегда ли широкая скважина приносит больше пользы, чем узкая? Получить ответ на этот вопрос, а также узнать, от чего зависит диаметр скважины на воду, Вы сможете из этой статьи.
Преимущества и недостатки узких стволов
Говоря о малых скважинах, подразумевают стволы диаметром 50-110 мм. Выгоднее всего использовать их на участках, где водоносный слой находится не ниже 9 метров от поверхности грунта. Вода из таких источников поднимается на поверхность при помощи стандартных насосов или переносных насосных станций.
Для скважин шириной 50 мм применяют самовсасывающие насосы центробежного действия. Использовать такое оборудование возможно только на малой глубине. Если же глубина превышает 9 метров, насосная станция попросту не сможет поднять воду на необходимый уровень.
Для диаметра выше 70 мм подойдут трехдюймовые насосы, отличающиеся высокой производительностью и не менее высокой стоимостью.
Для скважин диаметром 80-110 мм – насосные станции, оснащенные эжектором – устройством, ускоряющим процесс подъема воды к поверхности земли. С его помощью можно за короткий срок выкачать крупный объем воды со дна скважины глубиной 50 метров.
Таким образом, скважины малого диаметра оказываются наиболее выгодными в плане бурения и используемого оборудования, однако их максимальная производительность достигается только на сравнительно малой глубине. Впрочем, если поблизости нет химических или перерабатывающих предприятий, а насос оборудован хорошим фильтром, взятая вода будет вполне чистой и пригодной к употреблению.
Характеристики и область применения пластиковых труб
Проанализировав имеющуюся информацию, можно приступать к выбору труб. Давайте посмотрим, в каких случаях возможно применение ПВХ трубы для скважин.
Типы обсадных и эксплуатационных труб из пластика
Для создания скважин используют следующие типы пластиковых труб:
- Из ПНД – полиэтилена низкого давления;
Обсадные трубы из полиэтилена низкого давления
- Из ПП – полипропилена;
- НПВХ трубы для скважин – из непластифицированного поливинилхлорида.
Все они стали применяться сравнительно недавно, поэтому пока нет фактических данных о сроке их службы. Но абсолютная неподверженность пластика коррозии позволяет считать, что он никак не меньше, чем у стальных труб, срок эксплуатации которых составляет не менее 50 лет.
Обратите внимание. В качестве обсадных труб для скважин следует выбирать только напорные трубы независимо от материала их изготовления. Безнапорные, то есть, не рассчитанные на высокое внешнее давление грунта, могут использоваться для устройства внутренней эксплуатационной колонны.
В каких случаях оправдано применение пластиковых труб
Пластиковые трубы в качестве обсадных нельзя использовать для скважин глубиной более 60 метров, а также для водозаборов, расположенных в подвижных и сложных грунтах. Их прочности недостаточно для подобных нагрузок,но они могут служить эксплуатационной колонной в скважине любой глубины со стальной обсадной трубой.
В принципе все перечисленные выше типы изделий можно использовать для этих целей, но самыми привлекательными в соотношении прочность/стоимость являются трубы из НПВХ. Чаще всего пластиковые трубы используют для строительства скважин на песок, так как срок эксплуатации подобных водозаборов не отличается большой продолжительностью, и «закапывать» в землю дорогую стальную колонну, рассчитанную не несколько десятилетий, является неоправданным расточительством.
Ещё один вариант применения – абиссинская скважина из пластиковых труб. Но при её устройстве колонну не забивают в грунт, а устанавливают в заранее пробуренное отверстие, чтобы не нарушить целостность трубы.
Совет. Выбирая тип соединения труб для их наращивания по длине, отдайте предпочтение резьбовому – оно самое надежное. Сварка и установка в раструб не обеспечивают надлежащей прочности и герметичности стыков.
На фото – резьбовое соединение труб
Недостатки и преимущества
Недостатков у таких труб немного, но они существенны. Это меньшая по сравнению со стальными прочность и недостаточная устойчивость к механическим воздействиям. Что не позволяет использовать их в глубоких водозаборах со значительным давлением грунта на стенки.
Однако, если сравнивать их с теми же стальными или асбестоцементными трубами, нельзя не заметить и явных преимуществ, к которым относятся:
- Абсолютная стойкость к коррозии и воздействию агрессивной среды;
- Устойчивость к химическим веществам, которые применяются при обработке скважин для их регенерации и дезинфекции;
- Проистекающая из перечисленных выше свойств долговечность, которая может составить более 50 лет – срок службы стальных труб;
- Высокая герметичность соединений, что гарантирует чистоту воды в скважине, не загрязненной частицами грунта и сточными водами;
- Небольшой вес, возможность с меньшими затратами транспортировать трубы на участок и устанавливать их своими руками без помощи спецтехники;
- Простота монтажа, особенно при резьбовом соединении;
Процесс монтажа пластиковой скважины
- Низкая стоимость как самих изделий, так и их установки.
Такие рабочие характеристики пластиковых труб весьма привлекательны для потребителей, поэтому они обретают все большую популярность у людей, решивших организовать собственную автономную систему водоснабжения загородного дома или дачи.
Преимущества и недостатки широких стволов
К этому «семейству» относят скважины, диаметр которых превышает 110 мм (максимальное значение колеблется в районе 170-200 мм). Эти размеры позволяют использовать крупногабаритные насосы с погружными эжекторами, благодаря чему становится возможным извлечение воды с глубокозалегающих (до 100 метров) пластов. Скважины такой глубины называются артезианскими.
Конструкция скважин большого диаметра
Бурение широкой скважины – долгое и трудоемкое дело, но в итоге Вы сможете добраться до самой чистой воды на большой глубине. Широко распространено мнение, что чем больше размер ствола водозабора, тем больше воды пройдет через фильтр насоса при закачке.
Отчасти это утверждение верно, хотя размер не оказывает влияния на производительность. Куда более важную роль играет объем воды в водоносном слое и пропускная способность используемого в насосе фильтра. Для поддержания высокой производительности фильтр насосного оборудования требует периодической очистки посредством вибробура или специальных химических добавок. Помимо того, если Вы хотите пробурить широкую скважину, приготовьтесь к крупным денежным тратам на обустройство и покупку оборудования.
Диаметр трубы для скважины: на что влияет и какой оптимальный?
Какой диаметр трубы для скважины будет оптимальным? Казалось бы, чем больше труба, тем больший дебит получит скважина. В действительности ли это так или на дебит скважины влияют и другие факторы, и какой диаметр трубы выбрать, чтобы полностью обеспечить потребность в водоснабжении загородного участка?
Какой размер лучше?
Размер скважины не имеет прямого отношения к ее производительности, поэтому при планировании опирайтесь, прежде всего, на глубину залегания водоносного слоя (определяется специальной экспертизой) и собственными финансовыми возможностями. Для дачи или летнего домика лучше всего подойдет диаметр 50 мм – так Вы сумеете сэкономить на бурении и насосном оборудовании, и при этом получить необходимый объем воды для полива и отдыха.
Если скважина будет располагаться возле места постоянного жительства, лучше использовать больший диаметр – при условии, что уровень воды находится на глубине ниже 50 метров. В этом случае Вы сможете максимально быстро добывать чистейшую воду, не имеющую никаких вредных примесей и солей, оказывающих негативное влияние на организм.
Если подземные воды залегают на глубине меньше 30 метров, рыть широкую скважину нецелесообразно. Иначе Вам придется использовать крупногабаритные дорогостоящие насосные станции, хотя справиться с доставкой воды смогут и более простые агрегаты.
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
От чего зависит выбор сечения?
Одним из главных элементов обустройства скважины является обсадная колонна. Она представляет собой сборную конструкцию. Состоит она, как правило, из нескольких длинных труб, изготовленных из металлопрофиля или полимерного пластика, соединяющихся друг с другом при помощи винтовых стяжек (реже – сваривания).
Основное функциональное назначение обсадной колонны – предотвращение осыпания стенок скважины и, как следствие, загрязнения водоносного слоя и фильтра насоса.
Элементы обсадной колонны последовательно вбиваются в пробуренную скважину на необходимую глубину. Метод позволяет добиться полной герметичности стенок шахты. Верхняя часть последней секции дополнительно укрепляется бетоном.
Чем больше диаметр обсадной трубы, тем более широкий диапазон насосного оборудования можно использовать для добычи воды, что может способствовать увеличению дебита. Если же большой объем Вам не нужен, можно использовать трубы малого сечения, предварительно высчитав (хотя бы примерно) количество потребляемой воды в течение дня.
- При потреблении воды от 2 до 3 м3 в час, закрыть потребность поможет колонна сечением до 80 мм;
- Объемы от 4 м3 и выше могут обеспечить скважины с диаметром обсадных труб до 125 мм.
Выбираем необходимый диаметр
Итак, выбор нужного размера должен основываться не только на расходе воды, но и на многих других параметрах. Пластиковые стояки имеют стандартные диаметры: 80,90, 113, 125 и 140 мм.
Тут нужно разделить их все на малые и большие. Так вот диаметры в 80 и 90 мм считаются малыми, а 113 и 125 считаются большими. Разница заключается вот в чем: стандартный бур под обсадные изделия из ПВХ для скважины имеет размер немного больше, чем 113 и 125 соответственно. Это приводит к тому, что между стенками трубы и стенками источника образуется некое свободное пространство, которое в обязательном порядке необходимо заполнить цементным раствором, или же щебнем.
Что касается малых диаметров, то буры под них имеют такие же размеры, как внутренний диаметр, поэтому сперва ставится само изделие, а внутри него начинается бурение.
Теперь остается один вопрос: если с большими диаметрами возникают такие проблемы, то зачем их вообще делать. Ответ прост — все дело в насосе. Часто скважины имеют глубину большую за 10 м. На такую глубину опускают погружной насос, который имеет большие размеры.
Соединительная резьба обсадных труб
Отсюда следует один простой вывод: в том случае, когда глубина источника больше 8 метров, то используется обсадная водомагистраль с диаметром 80 или 90 мм. Если же глубина больше 8 метров, то лучше использовать материал с размером 113, 125 или 140 мм, или еще больше.
Как рассчитать сечение ствола скважины?
Приведенные выше расчеты являются приблизительными. Чтобы знать точно, какого диаметра бурить скважину, потребуется провести точный расчет с учетом габаритов используемого насосного оборудования и глубины залегания природного источника, из которого планируется поднимать воду.
Для этого необходимо, в первую очередь, подсчитать потребляемое количество воды в час, о чем уже было сказано выше. Если этот показатель составляет 3 м3 в час, лучшим вариантом будет 75-миллиметровый насос без эжектора. Соответственно, чем больше объем, тем более крупный насос потребуется. Например, при потреблении 8 м3 в час понадобится насос диаметром 102 мм.
Исходя из размеров насоса, высчитывается оптимальное сечение ствола скважины. Для этого берут диаметр выбранного насоса – скажем, 102 мм, складывают его с величиной минимального зазора между внешней трубой и насосом (среднее значение составляет 4 мм) и значением толщины стенок трубы, умноженным на два.
Например, если мы используем трубу с толщиной стенки 4 мм, представленное, выше выражение будет иметь следующий вид:
102 + 4 + 8 = 114
Так Вы получите внутренний диаметр обсадной колонны, с которым и пойдете в строительный магазин. Можно заказать трубы для ее монтажа на заказ, либо воспользоваться стандартными размерами – 89, 108, 114, 127, 133 мм и т.д.
Опытные специалисты советуют приобретать трубу большего диаметра – так насос внутри скважины останется неповрежденным в случае деформации стенок колонны. Например, при пучении грунта в зимнее время.
Из каких материалов изготавливаются обсадные пластиковые конструкции
Пластиковую продукцию все чаще стали использовать при обсадке.
Изделия изготавливают из следующих материалов:
- Поливинилхлорид. Этот вид труб ПВХ имеет много преимуществ. Жидкость, проходящая внутри, не приобретает неприятного запаха. На внутренних стенках элементов не образуется налет. Обсадные пластиковые трубы не разрываются, если в них замерзает вода. На них также имеется резьба, обеспечивающая надежное соединение. Длина деталей составляет 3-5 м и зависит от диаметра трубы.
- Полиэтилен низкого давления (ПНД). Детали отличаются повышенной плотностью, устойчивостью к нагрузкам и деформации при сжатии и растяжении. В полости труб не образуется налет. Они устойчивы к воздействию химических средств и коррозии.
- Непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ). Этот тип изделий больше подходит для устройства обсадных колонн. Изделия изготавливаются из прочного материала с низкой теплопроводностью, высоким качеством соединительных элементов и небольшим коэффициентом расширения. НПВХ-трубы не пропускают к области фильтрации подземные стоки и не подвержены коррозии.
Чаще всего используют поливинилхлоридные изделия. Из-за невысокой прочности трубную конструкцию этого вида применяют осторожно, опуская в обсадку вертикально.
Как увеличить размер ствола?
Иногда случается и так, что водоносный слой истощается в ходе естественных причин или под действием внешних факторов, приведших к смещению слоев грунта. Чаще всего это случается на малой глубине. Из-за чего владелец автономного источника в один прекрасный день обнаруживает, что насос перестал качать воду и, драгоценная скважина превратилась в бесполезное отверстие в земле.
Выход только один – демонтировать обсадную трубу и углублять скважину. А, как мы помним, для большей глубины требуется и расширение диаметра – чтобы впоследствии можно было использовать крупногабаритное насосное оборудование. Лучший способ – ручное расширение при помощи конусного бура или шнека на глубине до 3-5 метров, после чего можно использовать канатно-ударный метод.
- Для этого используется так называемый бур-стакан – широкая прямая труба с отверстиями для большей проходимости и заостренным концом с зубьями. Можно купить уже готовый или изготовить самому – если необходимый диаметр не соответствует стандартным значениям.
К нижней части «стакана» приваривается металлическая петля, к которой крепится конец троса – другой находится на барабане, размещаемом в верхней части буровой вышки. Бурение (и, заодно, расширение диаметра) скважины происходит за счет падения стакана с высоты этой самой вышки – после чего его поднимают наверх, очищают от грунта и продолжают до тех пор, пока его конец не попадет на водоносный горизонт.
После необходимого расширения водозабор обустраивается аналогичным образом – подбирается насосное оборудование, соответствующее глубине залегания грунтовых вод и монтируется новая обсадная колонна.
Разновидности обсадных труб
Существует несколько видов труб для скважины:
- Асбестоцементные имеют недостаточную прочность. Отдельные части трудно состыковывать. Для них бурят большие отверстия, т.к. стенки труб делают утолщенными для прочности, что сказывается на стоимости материала и работы, но повышает надежность и увеличивает срок службы конструкции. Со временем асбест начинает отрицательно влиять на качество питьевой воды.
- Стальные отличаются надежностью и способностью выдерживать сильное давление почвы. Материал имеет высокую цену, а также подвержен коррозии. Для производства выбирают черную сталь, т.к. оцинкованная через некоторое время выделяет вредные вещества в воду. Из-за появления ржавчины на стали качество жидкости ухудшается.
- Пластиковые часто сравнивают со стальными. Пластиковая труба имеет много преимуществ, среди которых низкая цена, но среди недостатков этого вида изделий — ограничение по глубине скважины.
Разновидности обсадных труб для скважин.
Особенности материалов требуется учитывать при монтаже скважины.
Отличия от труб ПВХ
Различие состоит в том, что в НПВХ отсутствуют пластификаторы, которые используют в поливинилхлориде для придания материалу пластичности.
Непластифицированный поливинилхлорид отличается большей твердостью и прочностью, чем обычный ПВХ. Эксперты признают данную модификацию самой прочной среди всех видов полимерных материалов.
Советы по выбору изделий
Прежде чем приобретать колонну из НПВХ, производят расчет наибольшего расхода воды при одновременном включении всех водяных приборов. Определяют требуемую мощность насоса и его габариты. Исходя из этого подбирают диаметр будущей обсадки.
В скважинах (глубина до водяного зеркала более 9-10 метров) применяют погружные насосы, наименьший диаметр которых 76 мм. Обсадка же должна быть шире (в данном случае 100 мм).
Примерная стоимость
Цена продукта зависит от сечения, толщины стенок, длины отвода, объема приобретаемой продукции. Устанавливают её либо за метр, либо за штуку.
Обсадную трубу сечением 125 мм и стенкой в 5 мм российского производителя можно купить за 372 руб./пог. м. Обсадка с таким же диаметром, но толщиной стенки 7,5 мм обойдется уже в 553 рубля за метр.
