Как выполняется расчет обсадных колонн?

  • Дата: 02-10-2015
  • Просмотров: 190
  • Комментариев:
  • Рейтинг: 30
Оглавление: [скрыть]
  • Особенности конструкций
  • Выбор труб
    • Причины подбора
  • Расчет

Водяная скважина представляет собой сложную конструкцию, которая требует тщательного проектирования. Одним из значимых элементов является обсадная колонна, которая может иметь различный диаметр и длину. Расчет обсадных колонн включает в себя не только определение диаметра, но и выбор самой колонны. Это важная и ответственная работа, так как именно от нее зависит состояние и долговечность скважины, качество воды.

Схемы скважин на воду

Схемы скважин на воду.

Особенности конструкций

Инструкция по расчету обсадных колонн подразумевает, что сначала будет определено, какие именно элементы такая труба будет содержать. Общая конструкция включает:

  1. Первая колонна является направляющей, она позволяет укрепить неустойчивые породы в начале бурения.
  2. Кондуктор необходим, чтобы во время работы частицы породы не попадали в будущую скважину.
  3. Промежуточная колонна необходима для того, чтобы отделить продуктивные горизонты друг от друга.
  4. Эксплуатационная часть представляет собой основную колонну, по которой и будет подниматься вода.
Нетрадиционная технология крепления обсадных колонн скважин

Нетрадиционная технология крепления обсадных колонн скважин.

Обсадная колонна предназначена для того, чтобы укрепить стенки будущей скважины не только во время бурения, но и при дальнейшей эксплуатации. Данная конструкция подходит не для всех скважин, для большинства трубы просто необходимы. Функции колонны состоят в следующем:

  1. Защита ствола скважины от осыпания грунта во время бурения и дальнейшей эксплуатации.
  2. Защита воды от попадания в нее при эксплуатации частиц грунта, грунтовой влаги, песка и прочего.
  3. Защита ствола скважины от сжимающих и растягивающих нагрузок, т. е. от обрушения.

Без цементирования обсадных колонн тоже не обойтись. Выполняется оно в верхней части при установке кессона и необходимого оборудования.

Вернуться к оглавлению

Выбор труб

Колонны для водяной скважины могут быть различными. Сегодня производители предлагают 2 варианта – это изделия из стали и высокопрочного специального пластика. Выбор делается с учетом условий эксплуатации, диаметра скважины. Стальные трубы, как и пластиковые, различаются по типу соединения. Есть 2 большие группы:

  1. Резьбовое соединение, которое является наиболее простым и удобным при самостоятельном устройстве скважины на воду.
  2. Сварное соединение. Для выполнения работ требуется иметь сварочный аппарат и определенный опыт.
Обсадная труба для скважины

Обсадная труба для скважины служит для удержания грунта.

Перед выполнением расчета обсадной стальной трубы необходимо помнить, что, согласно ГОСТу 88732-78, толщина стенки должна составлять не меньше 6 мм. Именно такие изделия лучше всего применять для резьбового соединения, чтобы обеспечить должную надежность и прочность. Напор грунта такими обсадными трубами отлично выдерживается, что делает возможным их эксплуатацию в течение 50 лет.

Стоимость подобной колонны довольно значительная, что делает невыгодным ее использование для неглубокой скважины на дачном участке. Именно поэтому некоторые специалисты советуют обратить внимание на стальные трубы, которые соединяются электросваркой. Толщина стенки составляет всего 4,5 мм, общая стоимость будет ниже при полном сохранении прочности и качества.

Во время расчета необходимо во внимание принимать и то, какой именно будет длина обсадной колонны. Например, при общей длине в 4 м соединение лучше делать сварным, так как резьбовое не обеспечит необходимой прочности. А вот для 6-м труб рекомендуется применять резьбовые соединения, которые отличаются более высоким качеством. Монтаж обсадной колонны для скважины с такой глубиной (от 6 м) будет более быстрым и простым. Снаружи проводится процесс цементирования кессона и площадки, чтобы укрепить положение трубы.

Стоит ли выбирать трубы из стали? Сегодня такой вариант используется только в том случае, если расчетные нагрузки от грунта слишком большие, а сама почва нестабильная. Некоторые специалисты советуют отдавать предпочтение второму типу колонн для скважин на воду – пластиковым трубам.

Вернуться к оглавлению

Причины подбора

Схема монтажа обсадных труб

Схема монтажа обсадных труб.

Для обустройства водяных скважин используются:

  • полипропиленовые;
  • поливинилхлоридные;
  • из полиэтилена низкого давления.

Стоимость материалов более низкая, есть еще и другие достоинства таких обсадных колонн:

  1. Монтаж предельно простой, для расчета достаточно знать глубину водоносного слоя.
  2. Устойчивость к коррозии стопроцентная.
  3. Соединение осуществляется при помощи резьбы, которая обладает высочайшим уровнем герметизации.
  4. Вес небольшой, это позволяет экономить на транспортировке, а саму прокладку делает быстрой и легкой.
  5. Стоимость работ низкая (вместо полного цементирования используется установка пластикового кессона).

Из минусов необходимо отметить, что пластик легко смять, его можно применять не для всех грунтов.

Вернуться к оглавлению

Расчет

Способ соединения обсадных труб

Способ соединения обсадных труб.

При выборе труб для скважин необходимо внимание уделять их диаметру. Для расчета требуется оценить грунты на участке, определить назначение скважины, ее производительность, тип насоса, его мощность, диаметр оборудования, глубину погружения.

Начинать расчет обсадных колонн надо с насоса. Сегодня погружные агрегаты выпускаются нескольких моделей:

  • диаметр оборудования в 74 мм (3 дюйма);
  • диаметр оборудования в 100 мм (4 дюйма).

Поэтому для определения диаметра обсадной трубы необходимо учесть, что насос не должен касаться стенок ствола. Например, для насоса на 74 мм инструкции расчета такая:

  1. Для установки лучше всего применять полиэтиленовые, толщина стенки которой может составлять 15 мм.
  2. От насоса до стенки ствола необходимо соблюдать расстояние минимум в 4 мм.

Исходя из представленных данных и согласно инструкции расчета диаметр вычисляется таким образом:

74 + 4 + 15 = 93 мм;

Расчет обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин

Расчет обсадных колонн для нефтяных и газовых скважин.

Ассортимент обсадных колонн разнообразный. Исходя из полученного значения в 93 мм можно увидеть, что ближайшее значение для трубы составит 95 мм. Если требуется проведение расчета для стальной трубы, то исходя из представленных данных и толщины стенки такого материала, можно сделать вывод, что диаметр стальной обсадки будет равен 127 мм либо 133 мм.

Более подробно эксплуатационная обсадка из стали рассчитывается таким образом:

100 + 4 + 15 = 119 мм.

При условии, что насос не должен во время работы биться о стенки ствола, необходимо брать трубы с диаметром в 125 мм, 152 мм, 159 мм

. Необходимо помнить, что приведенная формула расчета действительна при идеальных условиях. На деле все может быть намного сложнее. Например, во время цементирования обсадных колонн и их выбора надо помнить, что диаметр самой скважины будет больше, необходимо место для заливки раствора. Следует внимание уделить монтажу обсадки, она должна идти ровно, но ни в коем случае не под углом. Цементируется оголовок скважины только после того, как все оборудование уже полностью смонтировано и проверено.

Расчет цементирования, обсадной трубы, ее диаметра, длины – все это является обязательным условием подготовительных работ. Обсадная колонна используется для того, чтобы сделать ствол более прочным, исключить осыпание грунта, попадание в воду грязи, мусора, частиц грунта. Это позволяет избежать повреждения насоса, который погружается внутрь ствола.

http://youtu.be/-tCsQK2U984

Сам расчет диаметра обсадки предельно простой, необходимо выбрать тип трубы, т. е. сталь или пластик, после чего сложить значение толщины стенки обсадки, диаметра насоса, который будет использоваться, расстояние от насоса до стенок трубы. Если будет выполняться дополнительное цементирование, то необходимо еще до начала работ вычислить, какой диаметр ствола будет. К диаметру обсадки прибавляется толщина бетонируемой стенки. Ничего сложного нет, но необходимо относиться к расчетам внимательно, в противном случае насос может просто не подходить для выбранной трубы.


Комментарии

Статьи по теме