Як виконується розрахунок обсадних колон?

Водяна свердловина є складною конструкцією, яка вимагає ретельного проектування. Одним із значущих елементів є обсадна колона, яка може мати різний діаметр і довжину. Розрахунок обсадних колон включає в себе не тільки визначення діаметра, але і вибір самої колони. Це важлива і відповідальна робота, тому що саме від неї залежить стан і довговічність свердловини, якість води.

особливості конструкцій

Інструкція з розрахунку обсадних колон на увазі, що спочатку буде визначено, які саме елементи така труба буде містити. Загальна конструкція включає:

1. Перша колона є направляючої, вона дозволяє зміцнити нестійкі породи на початку буріння.
2. Кондуктор необхідний, щоб під час роботи частинки породи не потрапляли в майбутню свердловину.
3. Проміжна колона необхідна для того, щоб відокремити продуктивні горизонти один від одного.
4. Експлуатаційна частина являє собою основну колону, по якій і буде підніматися вода.

Обсадна колона призначена для того, щоб зміцнити стінки майбутньої свердловини не тільки під час буріння, а й при подальшій експлуатації. Дана конструкція підходить не для всіх свердловин, для більшості труби просто необхідні. Функції колони полягають у наступному:

1. Захист стовбура свердловини від осипання грунту під час буріння і подальшої експлуатації.
2. Захист води від потрапляння в неї при експлуатації частинок грунту, грунтової вологи, піску та іншого.
3. Захист стовбура свердловини від стискають і розтягують навантажень, т. Е. Від обвалення.

Без цементування обсадних колон теж не обійтися. Виконується воно в верхній частині при установці кесона і необхідного устаткування.

вибір труб

Колони для водяної свердловини можуть бути різними. Сьогодні виробники пропонують 2 варіанти - це вироби зі сталі і високоміцного спеціального пластика. Вибір робиться з урахуванням умов експлуатації, діаметра свердловини. Сталеві труби, як і пластикові, розрізняються за типом зєднання. Є 2 великі групи:

1. Різьбове зєднання, яке є найбільш простим і зручним при самостійному пристрої свердловини на воду.
2. Зварене зєднання. Для виконання робіт потрібно мати зварювальний апарат та певний досвід.

Перед виконанням розрахунку обсадної сталевої труби необхідно памятати, що, відповідно до Держстандарту 88732-78, товщина стінки повинна становити не менше 6 мм. Саме такі вироби найкраще застосовувати для нарізного сполучення, щоб забезпечити належну надійність і міцність. Напір грунту такими обсадними трубами відмінно витримується, що робить можливим їх експлуатацію протягом 50 років.

Вартість подібної колони досить значна, що робить невигідним її використання для неглибокої свердловини на дачній ділянці. Саме тому деякі фахівці радять звернути увагу на сталеві труби, які зєднуються електрозварюванням. Товщина стінки становить всього 4,5 мм, загальна вартість буде нижче при повному збереженні міцності і якості.

Під час розрахунку необхідно до уваги приймати і те, який саме буде довжина обсадної колони. Наприклад, при загальній довжині в 4 м зєднання краще робити звареним, так як різьбове не забезпечить необхідної міцності. А ось для 6-м труб рекомендується застосовувати нарізні сполучення, які відрізняються більш високою якістю. Монтаж обсадної колони для свердловини з такою глибиною (від 6 м) буде більш швидким і простим. Зовні проводиться процес цементування кесона і майданчики, щоб зміцнити становище труби.

Чи варто вибирати труби зі сталі? Сьогодні такий варіант використовується тільки в тому випадку, якщо розрахункові навантаження від грунту занадто великі, а сама грунт нестабільна. Деякі фахівці радять віддавати перевагу другому типу колон для свердловин на воду - пластикових трубах.

причини підбору

Для облаштування водяних свердловин використовуються:

• поліпропіленові;
• ПВХ;
• з поліетилену низького тиску.

Вартість матеріалів нижча, є ще й інші переваги таких обсадних колон:

1. Монтаж гранично простий, для розрахунку досить знати глибину водоносного шару.
2. Стійкість до корозії стовідсоткова.
3. Зєднання здійснюється за допомогою різьблення, яка володіє високим рівнем герметизації.
4. Вага невеликий, це дозволяє економити на транспортуванні, а саму прокладку робить швидкої і легкої.
5. Вартість робіт низька (замість повного цементування використовується установка пластикового кесона).

З мінусів варто відзначити, що пластик легко зімяти, його можна застосовувати не для всіх грунтів.

розрахунок

При виборі труб для свердловин необхідна увага приділяти їх діаметру. Для розрахунку потрібно оцінити грунти на ділянці, визначити призначення свердловини, її продуктивність, тип насоса, його потужність, діаметр обладнання, глибину занурення.

Починати розрахунок обсадних колон треба з насоса. Сьогодні заглибні агрегати випускаються декількох моделей:

• діаметр обладнання в 74 мм (3 дюйма);
• діаметр обладнання в 100 мм (4 дюйма).

Тому для визначення діаметра обсадної труби необхідно врахувати, що насос не повинен торкатися стінок стовбура. Наприклад, для насоса на 74 мм інструкції розрахунку така:

1. Для установки найкраще застосовувати поліетиленові, товщина стінки якої може становити 15 мм.
2. Від насоса до стінки стовбура необхідно дотримуватися відстань мінімум в 4 мм.

Виходячи з представлених даних і відповідно до інструкції розрахунку діаметр обчислюється таким чином:

74 + 4 + 15 = 93 мм;

Асортимент обсадних колон різноманітний. Виходячи з отриманого значення в 93 мм можна побачити, що найближчим значення для труби складе 95 мм. Якщо потрібне проведення розрахунку для сталевої труби, то виходячи з представлених даних і товщини стінки такого матеріалу, можна зробити висновок, що діаметр сталевої обсадки буде дорівнює 127 мм або 133 мм.

Більш докладно експлуатаційна обсадка зі сталі розраховується таким чином:

100 + 4 + 15 = 119 мм.

За умови, що насос не повинен під час роботи битися об стінки стовбура, необхідно брати труби з діаметром в 125 мм, 152 мм, 159 мм

. Необхідно памятати, що наведена формула розрахунку дійсна при ідеальних умовах. На ділі все може бути набагато складніше. Наприклад, під час цементування обсадних колон і їх вибору треба памятати, що діаметр самої свердловини буде більше, необхідно місце для заливки розчину. Слід увагу приділити монтажу обсадки, вона повинна йти рівно, але ні в якому разі не під кутом. Цементується оголовок свердловини тільки після того, як все обладнання вже повністю змонтовано і перевірено.

Розрахунок цементування, обсадної труби, її діаметра, довжини - все це є обовязковою умовою підготовчих робіт. Обсадна колона використовується для того, щоб зробити ствол міцнішим, виключити осипання грунту, потрапляння в воду бруду, сміття, часток ґрунту. Це дозволяє уникнути пошкодження насоса, який занурюється всередину стовбура.

Сам розрахунок діаметра обсадки гранично простий, необхідно вибрати тип труби, т. Е. Сталь або пластик, після чого скласти значення товщини стінки обсадки, діаметра насоса, який буде використовуватися, відстань від насоса до стінок труби. Якщо буде виконуватися додаткове цементування, то необхідно ще до початку робіт обчислити, який діаметр стовбура буде. До діаметру обсадки додається товщина бетонируемой стінки. Нічого складного немає, але необхідно ставитися до розрахунків уважно, в іншому випадку насос може просто не підходити для обраної труби.

Увага, тільки СЬОГОДНІ!