Бурение скважин на воду
Водоснабжение частного дома под ключ
Статьи экспертов
Кондуктор скважины
Все статьи
Кондуктор или кондукторная колонна — это колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхнего интервала скважин с целью перекрытия не устойчивых, склонных к обрушению горных пород, или поглощению промывочной жидкости. Так же, к основным функциям кондуктора можно отнести:
- — Задание вертикального направления при бурении скважины;
- — Предотвращение размывания устья скважины;
- — Перекрытие верхних водоносных горизонтов (верховодки) и поступления в скважину талых и дождевых вод;
- — Защита основной эксплуатационной колонны обсадных труб от подвижек грунта в процессе бурения и дальнейшей эксплуатации водозаборной скважины (морозного пучения).
К вспомогательным функциям кондуктора относятся возможность монтажа защитных (антивандальных) систем и насосного водоподъемного оборудования (оголовка).
Кондуктор представляет собой набор труб, соединенных между собой, как правило, посредством резьбового соединения, которое обеспечивает оптимальную геометрию обсадной колонны. Иногда при установке кондукторной колонны большого диаметра, используют сварное соединение, но такой способ соединения труб значительно ухудшает прочностные и геометрические параметры кондуктора.
Длина кондукторной колонны напрямую зависит от мощности рыхлых отложений на конкретном участке и может варьироваться от 5 до 70 м. На примере г. Екатеринбурга и его окрестностей можно выделить требуемую длину кондуктора в процентах:
- — 70% скважин — длина кондуктора 5-10 м;
- — 15% скважин — длина кондуктора 10-20 м;
- — 5% скважин — длина кондуктора 20-30 м;
- — 5% скважин — длина кондуктора более 30 м;
Выбор материала для кондуктора
Основные материалы из которых может быть выполнена кондукторная колонна это металлические либо пластиковые трубы, диаметром как правило от 146 до 300 мм. На практике самые распространенные металлические трубы это:
1. Трубы стальные электросварные прямошовные Ø 159 мм при толщине стенки 4.5-5.0 мм.
Основная область применения такой трубы строительство водопроводов. Изготавливаются из низкосортной стали Ст3. К основным недостаткам можно отнести быструю коррозию, особенно в агрессивной воде и на контакте воздушной и водной среды. Средний срок службы 5- 10 лет. Труба не предназначена для обсадки скважин.
2. Труба ПМТП-150 (Оцинковка)
Труба электросварная Ø 152 мм с толщиной стенки 3.2 мм, имеет цинковое покрытие, а по краям приварены раструбы, толщиной 10 мм. Изготавливаются из стали Ст10. Основные недостатки данной трубы ее окисляемость и попадание в скважину не только ржавчины, но и вредного для здоровья цинка. Средний срок службы 5- 10 лет. Труба не предназначена для обсадки скважин.
3. Цельнотянутые (бесшовные) стальные обсадные и колонковые трубы Ø 146 мм с толщиной стенки 6,5-7,0 мм.
Это единственные металлические трубы, предназначенные непосредственно для обсадки скважины. Данные трубы изготавливаются из высококачественной стали групп прочности Д, К, М., хотя в последнее время для производства используют менее качественную сталь марки Ст.45. Трубы обладают повышенными характеристиками коррозионной и износостойкости, но из-за сложного производства имеют высокую стоимость.
Преимущества пластиковых труб
В 98% случаев, при бурении не глубоких (до 100 м) скважин на воду, целесообразно производить крепление устья скважины полимерными (из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида), асбоцементными трубами и трубами из стеклопластика, не подвергающихся коррозии в агрессивных по отношению к стали водах.
Основными из них являются трубы ПНД из полиэтилена низкого давления высокой плотности, они сертифицированы и предназначены для обсадки водозаборных скважин. Их используют для крепления стенок скважин при бурении, направленного бурения, хозяйственно-питьевого водоснабжения и других целей. Механическая прочность труб обеспечивается их конструктивным исполнением и применяемыми материалами.
К достоинствам таких труб можно отнести:
- — большой срок эксплуатации, порядка 50 лет;
- — конструктивная простота монтажа;
- — не подверженность коррозии;
- — сохранение свойств в температурном диапазоне от -50С до +50С;
- — химическая устойчивость;
- — хорошие показатели на сжатие, растяжение, разрыв, динамические нагрузки;
- — герметичность обсадной колонны;
- — малый вес;
- — невысокая стоимость.
В настоящее время существует достаточно большое количество полимерных труб не сертифицированных для непосредственного использования в строительстве скважин, их прочностные эксплуатационные показатели значительно разнятся, следовательно безоговорочно доверять таким трубам нельзя, и стоит рассматривать качество каждого экземпляра в отдельности.
КОНДУКТОР, кондукторная колонна (от позднелат. соnductor, букв. — сопровождающий * а. соnductor, pipe соnductor; н. Ankerrohrtour, Leitrohrtour; ф. соnducteur; и. соnductor), — колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхнего интервала скважин с целью перекрытия горных пород, склонных к обрушению или поглощению промывочной жидкости.
Кондуктор представляет собой набор стальных труб, соединённых между собой, как правило, конической резьбой посредством муфт. С целью беспрепятственного спуска кондуктора в скважину его нижнюю часть оборудуют специальным башмаком с направляющей пробкой обтекаемой формы. Через башмак и канал в направляющей пробке осуществляется циркуляция бурового и цементного растворов. Длина кондуктора нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин обычно 100-500 м. При проводке уникальных сверхглубоких скважин в изверженных (магматических) горных породах длина кондуктора может превышать 2000 м. Диаметр труб и соединяющих их муфт определяет выбор диаметра долота для бурения. Кольцевой технологический зазор между кондуктором и стенкой ствола скважины выбирается из условия беспрепятственного спуска кондуктора и его качественного цементирования.
На кондукторе устанавливают противовыбросовое оборудование; кольцевое пространство за кондуктором обычно цементируют по всей длине.
Кондуктор или кондукторная колонна представляет собой дополнительную трубу или комплект стальных труб, которые соединяют между собой резьбовыми соединениями. Если толщина стен позволяет, выполняют соединение «тело в тело». Диаметр такой колонны немного превышает диаметр обсадной трубы, а общая длина составляет 5-20 м. Это устройство применяется, чтобы облегчить процесс бурения и эксплуатации скважины в случае неустойчивого грунта. Его помещают в верхней части обсадной колонны. Пространство между ней и кондуктором обязательно цементируют.
Кондукторная колонна необходима, если скважину пытаются пробурить на месте засыпанного оврага или на недостаточно слежавшихся насыпных породах. Нужен кондуктор также при обработке глинисто-песчаных водонаполненных пульп. При бурении он перекрывает неустойчивый грунт и применяется в качестве направляющей. Устройство обеспечивает вертикальность проходимого канала, не давая ему изогнуться. Его применение позволяет избежать обрушения стен и проникновения загрязненных грунтовых вод в водоносный горизонт. Очень часто бывает трудно заранее определить необходимость использования кондукторной колонны. В 90% случаев потребность в ней становится понятной только после начала бурильных работ.
Кондуктор никогда не загоняют на всю глубину сооружения. Считается достаточным прохождение с его помощью проблемного участка. Дальнейшее бурение продолжается без него. Наиболее часто неустойчивые слои породы размещаются на глубине 5-20 м. Поэтому труба-кондуктор имеет такую же длину. При обработке сложного грунта без предварительной геологоразведки используют несколько соединенных друг с другом кондукторов. Соединяют их в этом случае по принципу телескопа. При таком соединении обязательно нужно выполнить условие: в наиболее тонкую трубу должен свободно проходить насос.
Во время эксплуатации готового объекта кондукторная колонна нужна, чтобы предотвратить повреждение внутренних труб под влиянием внешних воздействий во время смерзания и размерзания грунта. Устройство необходимо при колебаниях уровня грунтовых вод и в межсезонье.
Важно! Кондуктор должен быть металлическим.
Чтобы справиться со своей основной задачей, кондуктор должен обладать высокой прочностью. Поэтому, изготавливают эти устройства только из стали. Лишь этот материал способен выдержать приходящиеся на изделие нагрузки. Соответственно существующим нормам, оно может быть горячекатаным, цельнотянутым и бесшовным. В этом случае для его производства используют сталь 20 или сталь 45. Еще одним вариантом изготовления является электросварной кондуктор.
Практика показывает, что совершенно не справляется со своими функциями устройство, изготовленное из полиэтиленовых труб ПНД или ПВХ. Причина этого заключается в том, что полиэтилен легче воды, поэтому он может просто всплыть. Вследствие этого полиэтиленовый кондуктор можно использовать только в качестве промежуточной технической колонны. Это значит, что после завершения бурильных работ такие трубы должны быть изъяты из скважины.
Зная это, нужно быть внимательными в процессе бурения. Недобросовестные бурильщики нередко выдают пластиковые кондуктора за настоящие. При этом они даже пытаются требовать плату за их установку. Монтаж такого устройства угрожает проникновением грунтовых вод в затрубное пространство. При наличии в пластике малейшей трещины загрязнения быстро попадут в скважину, заражая воду болезнетворными возбудителями. Поэтому, применение пластиковой наружной трубы можно считать явным и заведомым браком в работе.