Обсадная колонна из пластиковых труб

Всем буровикам, и мне в том числе, приходится отвечать на вопрос заказчиков строительства скважин, по своей глубине, не уступающему «гамлетовскому» — из каких труб делать обсадную колонну: пластиковых или металлических, стальных? Единственно правильный ответ дает не сосед по даче, коллега по работе или пользователь тематического форума, а геологический разрез под вашим участком.
Именно состав пород, располагающихся по всей глубине ствола от устья на поверхности до забоя — нижняя его точка, указывают мне на то, какой будет конструкция скважины, а вам, соответственно, на примерный уровень расходов, которые понадобятся для создания независимого источника водоснабжения.

Очередность действий при бурении скважины

Карта глубин залегания водонасыщенных пластов показывает, до какой отметки следует бурить. Песчаные залежи могут находиться и в 10 м от поверхности, карбонатные (известняк) уходить глубже, чем 100 м. Рассмотрим пример с установкой обсадной колонны из пластиковых труб.
На первом этапе бурится скважина диаметром 112 мм, ствол при этом вскрывает насыщенный горизонт. Предположим, что ее стенки не нужно укреплять — их удерживает глинистый раствор, или разрез сложен неосыпающимися породами.
Когда эта часть работы завершена, производится расширение ствола — до 151 мм или 161 мм, чтобы затем укрепить его обсадными трубами необходимого диаметра. Конструкция спускается — «задавливается» — без каких-либо усилий, без применения ударного воздействия. Следом погружается эксплуатационная колонна.

Достаточна ли прочность пластиковых труб?

О том случае, когда пластиковые трубы точно не подойдут для создания обсадной колонны, будет сказано ниже. Пока сообщу: да по своим прочностным характеристикам, они в целом уступают стальным, но для укрепления ствола подходят и колонны из НПВХ, и ПНД.
В работе наш коллектив чаще использует НПВХ-трубы (ПНД также же можно устанавливать на глубинах до 20 м). Они выдерживают внешнее давление горных пород. Причем по всей глубине располагаются трубные конструкции, имеющие разную толщину стенки, что сказывается на прочности колонны.
Прочность материала позволяет использовать трубы из НПВХ при обсадке скважин пробуренных на глубокий — 100-200 м — гдовский водоносный горизонт, простирающийся в Ленинградской области.

Когда пластиковые трубы не подходят?

Одна из причин, при которой использовать трубы из пластика нецелесообразно, — неустойчивость грунта. Устанавливать обсадную стальную колонну придется и в тех условиях, когда скважина окажется самоизливающейся. Поскольку в этом случае затрубное пространство надлежит зацементировать. Металл схватывается с цементом лучше, чем пластик, но при этом материал обходится дороже, что, естественно, увеличивает затраты на бурение скважины.
К минусам стальных труб стоит отнести то, что они подвержены коррозии, особенно на участке между статическим и динамическим уровнем воды скважины. В отличие от металла пластиковым изделиям не страшна ржавчина, на их внутренней поверхности не формируются известковые отложения, даже если в воде сильно растворены соли кальция, повышающие жесткость жидкости. Ниже на фотографиях показаны особенности создания обсадной колонны и эксплуатационной части скважины на воду.

b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160727_003.jpg Труба НПВХ имеет резьбовое соединение , усиленное за счет раструба .
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160728_001.jpg b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160728_002.jpg Герметичность соединения обеспечивается использованием резинового кольца и намотки ленты фум .
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160729_005.jpg Для герметизации пространства между обсадной и фильтровой колонной применяется специальное резьбовое пакерное устройство
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160729_006.jpg Между кольцами наматывается джут или пенька.
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160729_009a.jpg За специальные вырезы пакер , соединенный с фильтровой колонной , на якоре опускается на проектную глубину и закручивается до плотного распирания веревки между стенками . Такое устройство обеспечивает достижения герметичности даже при весьма низких статических уровнях и при значительных понижениях динамического уровня .
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160729_001.jpg Фильтр делаем из трубы НПВХ диаметром 90 мм . Труба обматывается проволокой для увеличения пропускной способности фильтра.
b_200_200_16777215_00_images_yan-img_article_material_WP_20160729_007a.jpg После этого труба обматывается сеткой из нержаейки . Ячейка подбирается по результатам разведочного бурения . Иногда достаточно перфорации , могут быть и безфильтровые скважины.