Обсадная скважина — устройство, виды труб и правила эксплуатации

Обсадная скважина — это пробурённый в грунте ствол, укреплённый обсадными трубами для защиты водоносного горизонта и стенок от обрушения. Без обсадки скважина нежизнеспособна: грунт осыплется, вода замутнеет, а источник выйдет из строя за несколько недель. В этой статье разберём, как устроена обсадная скважина, из каких элементов она состоит и как правильно её эксплуатировать.

Обсадная скважина — это буровое сооружение, в котором ствол укреплён колонной обсадных труб. Трубы опускают в пробурённый ствол секциями и соединяют на резьбу или муфты. Получившаяся конструкция называется обсадной колонной.

Обсадная скважина способна работать десятилетиями без обрушения стенок. Необсаженный ствол держится только в плотных скальных породах. В песке, суглинке и супеси без обсадки ствол осыпается в течение нескольких суток.

Конструкция решает три задачи одновременно.

Первая — механическая защита. Обсадные трубы удерживают стенки от осыпания в любых грунтах: песке, глине, обводнённых суглинках.

Вторая — гидравлическая изоляция. Она отсекает верхние загрязнённые горизонты от питьевого водоносного пласта. Без обсадки поверхностные воды, насыщенные нитратами и бактериями, смешиваются с чистой подземной водой.

Третья — создание рабочего канала. Внутри ствола размещается погружной насос, водоподъёмная труба и кабель электропитания.

Конструкция включает несколько элементов.

Устье — верхняя часть обсадной скважины, которая выходит на поверхность. На устье крепится оголовок: герметичная крышка, через которую проходят труба и кабель насоса. Он защищает ствол от попадания мусора, насекомых и поверхностных вод.

Обсадная колонна — основной элемент конструкции. Это набор труб, последовательно соединённых от устья до водоносного горизонта.

Фильтровая зона — нижняя часть обсадной скважины, которая находится в водоносном пласте. Здесь устанавливается фильтр — перфорированная труба с гравийной обсыпкой, которая пропускает воду и задерживает песок и мелкие частицы грунта.

Обсадные трубы для скважины делятся на три типа по материалу: стальные, пластиковые (ПНД и НПВХ) и нержавеющие.

Стальная обсадная труба — классика бурения. Её используют на глубоких объектах с высокой боковой нагрузкой грунта, где пластик не справляется с давлением. Она выдерживает механические нагрузки при ударном и вращательном бурении.

Главный недостаток — коррозия. В агрессивных грунтах с высокой концентрацией сульфатов стальная труба ржавеет изнутри. Продукты коррозии попадают в воду, придавая металлический привкус. Срок службы — 20–30 лет.

Пластиковая обсадная труба для скважины из ПНД (полиэтилен низкого давления) или НПВХ (непластифицированный поливинилхлорид) — наиболее распространённый выбор для питьевых скважин глубиной до 100 метров.

Пластиковая обсадная труба не корродирует, химически инертна и не влияет на вкус воды. НПВХ жёстче ПНД и лучше держит форму в вертикальном стволе. Труба из ПНД применяется на глубинах до 40–50 метров, НПВХ — до 120–150 метров.

Нержавеющая обсадная труба для скважины — оптимальный вариант для объектов с жёсткими санитарными требованиями. Марки AISI 304 и AISI 316L не ржавеют, не выделяют вредных веществ в воду и сохраняют прочность на глубинах свыше 150 метров. Источник с нержавеющей колонной служит 60–80 лет.

Диаметр обсадной скважины определяется размером погружного насоса. Внутренний диаметр обсадной трубы должен быть на 10–15 мм больше диаметра корпуса насоса. Стандартные диаметры обсадных труб: 90, 100, 125, 133 и 159 мм.

Для дачной обсадной скважины с производительностью до 1 м³/ч достаточно диаметра 100–125 мм. Для коттеджа с постоянным водоснабжением и орошением выбирают обсадную скважину диаметром 133–159 мм.

Затрубная цементация — это заполнение пространства между обсадной трубой и стенками ствола скважины цементным раствором. Цементация фиксирует обсадную колонну и создаёт водонепроницаемый барьер между поверхностными водами и водоносным горизонтом.

Без цементации обсадная скважина остаётся уязвимой: талые воды и дождевые стоки проникают вдоль трубы вглубь ствола и загрязняют питьевой водоносный пласт. Глубина цементации — не менее 5–7 метров от поверхности.

Срок службы обсадной скважины зависит от материала труб, глубины и качества монтажа. Пластиковая обсадная скважина служит 50 лет, стальная — 20–30 лет, нержавеющая — свыше 60 лет.

Раз в 2–3 года скважину промывают: удаляют накопившийся песок и ил, которые снижают дебит источника. Дебит — максимальный объём воды, который скважина отдаёт за единицу времени. Раз в год проверяют герметичность оголовка и состояние устья обсадной скважины.

Признаки неисправности обсадной скважины: помутнение воды, появление запаха, резкое снижение дебита или посторонний шум при работе насоса. При появлении этих признаков необходима диагностика ствола видеокамерой.

Обсадная скважина — это укреплённый трубами буровой ствол, который защищает водоносный горизонт от загрязнения и обрушения. Для питьевых скважин глубиной до 100 метров оптимальна пластиковая обсадная труба из НПВХ. На глубинах свыше 100 метров и при жёстких требованиях к воде применяют нержавеющую обсадную трубу. Диаметр обсадной скважины подбирается под насос. Затрубная цементация и ежегодная проверка устья обеспечивают долгую и надёжную работу источника.