Кои тръби са най-подходящи за кладенец: обзор и сравнение на всички видове подходящи тръби

Планирайки организацията на независимо водоснабдяване на дома, е необходимо да проучите технологията и нюансите на създаване на кладенец. Един от ключовите моменти на обустройството на автономния водопровод е изборът на обсада.

Стволът на кладенеца изпълнява разнообразни задачи и до голяма степен определя дълготрайността и непрекъснатостта на работа на автономната система за водоснабдяване. Съгласете се, влагайки немалко средства и усилия в обустройството на кладенеца, най-малко искате да се занимавате с отстраняване на проблеми, свързани с лошото качество на водовземане.

Затова на етапа на проектиране трябва с цялата отговорност да подходите към избора на обсадна колона. Ние ще ви разкажем кои тръби са най-подходящи за кладенец, кой материал и тип на свързване на сегментите на ствола е предпочитано да използвате в дадена ситуация. Получените знания ще ви предпазят от покупка на неподходящ продукт.

Изисквания към ствола на кладенеца

Обустройството на индивидуален източник на питейна вода е скъп и трудоемък процес. Инвестирайки средства в пробиване на кладенец, всеки собственик на вилен парцел или частна къща разчита на получаване на дългосрочен резултат.

Срокът на експлоатация, налягането на кладенеца и качественият състав на добиваната вода до голяма степен зависят от характеристиките на тръбите, използвани за създаване на обсадната колона.

При пробиване в дебелината на почвата се образува канал, където впоследствие се разполага помпеното оборудване. За да се осигури изолация на вертикалния ствол от земната кора, в кладенеца се потапят обсадни тръби. Пространството между земята и стените на канала се запълва с бетон или чакъл-пясъчна смес.

Водоподемният тръбопровод решава редица важни задачи:

• защитава стените на траншеята от срутване в пространството на кладенеца;
• осигурява цялостта на кладенеца при налягане и движения на почвата;
• предотвратява замърсяването – попадането на необезвредени отпадъчни и подпочвени води (повърхностна вода) в ствола;
• предотвратява заилването на кладенеца.

При пробиване в една тръба обсадната колона едновременно е и експлоатационна – тя акумулира вода от водоносния хоризонт, която помпата транспортира нагоре.

По принцип, сондажът на кладенец в частен имот, ако е предназначен единствено за напояване и други битови нужди, се извършва в една колона. За питейно водоснабдяване стволът включва две тръби: обсадна и носеща филтъра.

Поради това към качеството и материала на използваните тръби се поставят високи изисквания:

• висока якост и устойчивост на деформации през целия срок на експлоатация (около 20 години);
• пълна херметичност на стените и съединенията;
• невъзприемчивост към корозия и негативно въздействие на химически активни елементи;
• екологичност – материалът не трябва да влияе върху състава на добиваната вода;
• праволинейност на експлоатационната колона.

За стандартно приложение е допустимо изкривяване по дължина на обсадната тръба в границите на 0,7 мм на линеен метър.

Праг на отклонение на равността за канал с повишена точност: 0,5 mm – при диаметър на тръбата в диапазона 108-146 mm, 0,3 mm – за тръби с диаметър 33,5-89 mm. Данните са дадени на база 1 линеен метър.

Параметри за избор на обсадна колона

Не съществува единствено верен стандарт за сондиране. Методът за организиране на сондажа се определя индивидуално.

Вземат се предвид множество показатели: структура на почвата, височина на залягане на подпочвените води и водоносните хоризонти, параметри на помпеното оборудване, качество на водата, диаметър и дълбочина на сондиране.

Проектирането на сондажа е най-добре да се довери на специализирана фирма. Служителите ще съпоставят всички параметри, ще предложат оптимална конструкция, ще изчислят дебита на сондажа, като вземат предвид статичното и динамичното ниво на водата (+)

Всяка сондажна компания ще предложи свой вариант за изпълнение на проекта и ще препоръча, според тях, оптималния тип тръба. Окончателното решение за избор на обсадна колона се взема от клиента.

Изпълняващата организация преди всичко защитава собствените си интереси, поради което решението им не винаги е обективно. Някои изпълнители се специализират в някакъв един тип устройство на сондажната система и се опитват да «наложат» изгодния за тях вариант.

Единственото вярно решение е предварително да се реши коя тръба да се избере и използва за сондажа, след като се съпоставят всички аргументи «за» и «против», и едва след това да се обърне за разработване и внедряване на проекта.

При вземане на решение е необходимо да се вземат предвид основните параметри за избор на водоподемна тръба:

1. Материал на изработка. Този параметър определя бюджета на монтажните работи, носимоспособността към пластови натоварвания, ремонтопригодността и дълготрайността на сондажа.
2. Начин на свързване на елементите на колоната. Изборът на метод зависи от материала на тръбопровода, дълбочината на сондиране и диаметъра на обсадната колона. Във всеки случай, съединението трябва да бъде напълно херметично, в противен случай с времето качеството на водата ще се влоши, а помпата и сондажът като цяло ще се повредят.
3. Диаметър на тръбата. Изчислението на големината се извършва, като се вземе предвид максимално възможния разход на вода на денонощие.

Колкото по-голям е диаметърът на подвеждащия тръбопровод, толкова по-висока е производителността на сондажа.

Специалистите препоръчват да се използват тръби с диаметър 110 mm и повече. Такъв размер е оптимален за нормалния дебит на дълбочинен сондаж и улеснява избора на потопяема помпа.

Видове материали и техните характеристики

Сондажните тръби се произвеждат от метал, азбестоцимент или пластмаса. Много рядко при организиране на водовземане се използват дървени изделия – те са абсолютно екологични, но въпреки защитната обработка са чувствителни към влажността на почвата и са склонни към деформация.

Вид #1 — здравина и дълготрайност на метала

Метални подвеждащи тръби се предлагат в два варианта:

• чугунени;
• стоманени, които могат да бъдат емайлирани, поцинковани, изработени от неръждаема стомана.

Много рядко за обсаждане се използват чугунени аналози. Сред металните събратя тези тръби са най-достъпни на цена, но материалът е много крехък и тежък.

Много компании отказват да работят с чугун поради сложностите при монтажа. Освен това не може да се гарантира запазването и херметичността на тръбата – при движения на почвения пласт металът може да се напука.

Стоманата е традиционен, изпитан с десетилетия, материал за обсадната колона. Стоманата практически на 100% отговаря на изискванията, предявявани към сондажните тръби.

Изделията от черен метал достойно издържат изпитанията в сондажи с различна дълбочина, независимо от типа на почвата.

Стандартната дебелина на стените е 5-6 mm, периодът на експлоатация е около 50 години. Издръжливостта се определя от скоростта на корозия на стоманеното платно – 0,1 mm на година.

Аргументи в полза на тръби от стоманен прокат:

• коравина на конструкцията – материалът е еднакво добър за малки сондажи (50 м) и за дълбоко сондиране (до 300 м);
• точно аксиално центриране на сглобката и надеждност на междутръбните съединения;
• стабилност на материала – при контакт с вода стоманата не отделя вредни вещества;
• възможност за обслужване – благодарение на механичната здравина и устойчивостта на вибрации в инсталираната обсадна колона е допустимо почистване на сондажния канал, добуряване в случай на затиняване или запушване.

Основният недостатък на стоманената магистрала е високата цена на материала. Производителите на по-евтини аналози, възхвалявайки своята продукция, се позовават на още един минус на стоманата – образуването на ръжда.

Съществува мнение, че появилите се замърсявания влошават качеството на водата и повишават съдържанието на желязо в нея. Въпреки това анализите на вода от сондажи показват, че това е мит.

Ръждата не е разтворима във вода. Частиците от окислен метал може да задържи дори битов филтър. Възможната неприятност поради ръжда е повреда на помпеното оборудване, проектирано за прогон на чиста вода.

Металният прокат със защита от корозия по цена надвишава обикновените стоманени тръби, но технико-експлоатационните особености на материалите поставят под съмнение целесъобразността на допълнителното заплащане.

Емайлирани тръби. Покритието предпазва от поява на корозия, но то е много крехко и едва ли ще се избегнат повреди при обсаждане. Местата на отчупване и микроразупвания на емайла са точки за поява на ръжда.

По време на разрушаване в повредената зона може да се образува проникваща корозия, тъй като при производството на емайлирани тръби се използва метал с по-малка дебелина.

Емайлираният тръбопровод отговаря на всички санитарно-хигиенни норми и не променя вкусовите качества на водата. Недостатъкът на материала е невъзможността за пълноценно почистване на магистралата поради крехкостта на емайла.

Поцинкован тръбопровод. При редовен контакт с вода по стените на тръбата се образува цинков оксид – вещество, опасно за здравето. Използването на поцинковани тръби е допустимо само при изграждане на техническа скважина.

Стандартната дебелина на поцинкована тръба е 2-2,5 mm – това не винаги е достатъчно за осигуряване на твърдост на конструкцията. Такава магистрала е податлива на деформации поради движения на почвата.

Неръждаема стомана. Материалът притежава всички предимства на стоманения валцован метал и дори по-висока цена. Неръждаемата стомана се отличава с устойчивост на корозия, което се отразява положително на нейния експлоатационен период.

Струва ли си да се купува неръждаема стомана, ако експлоатационният срок на високодебитна скважина се приравнява на експлоатационния срок на тръба от стомана? Трябва да се изхожда от финансовите възможности и предназначението на скважината.

Инсталирането на метална магистрала е икономически обосновано при оборудване на дълбока артезианска скважина, предназначена за редовна употреба.

«Повърхностните» пясъчни канали за сезонна употреба е целесъобразно да се правят от по-достъпни материали.

Вид #2 — устойчивост на корозия на азбестоцимента

Изпитани с години са и тръбите от азбестоцимент, използвани при организиране на водоотвеждане повече от 70 години.

Материалът се характеризира с някои положителни качества:

• азбестоциментът абсолутно не корозира;
• неутрален състав на материала – компонентите не влизат в химични реакции;
• неограничен експлоатационен срок – повече от 60-70 години;
• ниска цена.

Въпреки значимите предимства, азбестоциментовите елементи днес рядко се използват при разработка на «воден източник».

Основният недостатък на азбестоцимента е крехкостта. С цел укрепване стените на тръбата се правят по-дебели, което увеличава теглото на изделието и налага да се изкопава скважина с по-голям диаметър.

Към отрицателните страни на азбестоцимента могат да се отнесат:

1. Трудности при монтажа. Инсталирането на крехка магистрала изисква висока квалификация от изпълнителите. Работите се извършват с помощта на подемна техника.
2. Липса на резба. Секциите на магистралата се съединяват челно – постигането на пълна херметичност на местата на фиксиране без резба е проблематично.
3. Съмнителна безопасност. Съществува теория, че във влакната на азбеста се съдържа хризотил – източник на канцерогенни вещества, вредно влияещи на здравето. На практика обаче това твърдение не е доказано.
4. Затруднено почистване. Бетонът е порест материал, в чиито микроцепнатини се натрупва мръсотия. За да се извърши качествено почистване на стените на обсадната колона, кладенецът ще трябва да бъде напълно изсушен.

След инсталирането на азбестоциментова обсадна колона последващите сондажни работи в кладенеца са изключени.

Техническите характеристики на материала не позволяват използването на тръби от азбестоцимент за „пясъчен“ източник. Такава обсадна конструкция е приложима за артезиански кладенци с дълбочина не повече от 100 м.

Вид #3 — износоустойчива и достъпна пластмаса

Относително наскоро пазарът на обсадни продукти се попълни с пластмасови тръби. Съвременните технологии създадоха достойна конкуренция на традиционните стоманени тръби.

Сравнителни предимства на елементите от полимери:

• нечувствителност към вода – дори при постоянен контакт с влажна среда върху пластмасата не се образува корозия;
• за дълго време запазват структурата си и не се разрушават;
• не влияят на състава на питейната вода;
• материалът не предизвиква развитие на болестотворни микроорганизми;
• простота на монтажа и транспортирането благодарение на малкото тегло;
• има възможност за използване на резбово съединение за сглобяване на колоната, осигуряващо абсолютна херметичност на съединенията;
• икономичност – кладенецът с пластмасови тръби ще струва с порядък по-евтино от метална или азбестоциментова обсадна конструкция.

Приблизителният експлоатационен срок на водната магистрала от полимер е около 50 години. Тази теория се основава на корозионната инертност на материала.

Основният минус на пластмасата е ниската якост. Поради това, полимерните тръби е допустимо да се монтират само в еднотръбни кладенци с дълбочина не повече от 50 м, или в двутръбни като вътрешна обсадна конструкция.

Допълнителен аргумент срещу използването на пластмасови елементи – чувствителност към температурни колебания и механични въздействия. Пластмасовата обсадна конструкция няма да издържи на размествания на почвата и ще се деформира при силни студове.

Полимерните водоизточни тръби се изработват от различни видове суровини: непластифициран поливинилхлорид (НПВХ), мразоустойчив полипропилен (МПП) и полиетилен с ниско налягане (ПНД).

Изборът на захранваща тръба за кладенечна помпа се извършва въз основа на техническите характеристики на полимерите.

Най-здрави са тръбите от НПВХ – модулът на еластичност е 3000 MPa. Изделие с диаметър 12,5 cm при потапяне в земята на 30 m издържа натоварване от 5 t и повече. Обсаждането на сондажа с НПВХ-колона може да се извърши на почти всички видове почва.

Слабото място на елементите от непластифициран поливинилхлорид е чувствителността към студ. Този проблем се решава чрез монтиране на нагревателен кабел в сондажа.

Полимерните тръби МПП и ПНД имат добри показатели за устойчивост на студ. Въпреки това, тяхната плътност често не е достатъчна за използване като самостоятелна обсадна колона. Най-често такъв пластмасов материал се използва като експлоатационна тръба при двуколонно обустройство на сондажа.

Пластмасовите елементи на тръбопровода се съединяват по различен начин. За свързване на ПП-тръби се използва специално заваряване. При изграждане на тръбопровод от други полимери се прилага разтръбен или резбов метод на фиксиране.

Вид #4 — комбиниран тръбопровод

С цел намаляване на корозионните процеси и подобряване на качеството на подаваната вода, някои сондажни компании предлагат да се обсади сондажът според технологията „тръба в тръба“.

В стоманения тръбопровод се вкарва пластмасов канал от хранителен полимер ПНД.

Предимства на комбинирания метод:

1. Защита от замърсявания. Пластмасовата тръба служи като своеобразна бариера между водата и стоманените стени на обсадата – в тръбопровода попада по-малко ръжда, опасна за помпената инсталация.
2. Ремонтопригодност. При повреда на експлоатационната полимерна тръба тя може да бъде заменена с нова, като се запази целостта на обсадната колона;
3. Възможност за последващо задълбочаване на сондажа. При необходимост пластмасовият „ръкав“ се изтегля, отворът се разширява, и полимерният тръбопровод се монтира обратно, опирайки се в новия хоризонт.

Технологията „тръба в тръба“ позволява качествено обслужване на сондажа – редовно извършване на почистване и своевременна смяна на филтъра.

По правило пластмасовата експлоатационна тръба преминава през варовика и се задълбочава във водоносните хоризонти. По този начин стоманата не контактува с подаваната питейна вода. Недостатъкът на „двойния“ тръбопровод е увеличаването на цената на проекта.

Кой вариант на сглобяване на колоната е по-добър?

Сводът от изисквания към обсадните тръби и технологиите за свързване на сегментите на сондажната колона е отразен в ГОСТ 632-80. Правилникът допуска използването на различни методи на сглобяване.

Изхождайки от метода на съединяване, се подбира съответният тип тръба, затова този въпрос трябва да се реши още на етапа на проектиране на сондажа.

№1 — неразглобяем контакт на тръби за заваряване

Заваряването осигурява най-здравата връзка на метални тръби. Основното предимство на метода днес се поставя под съмнение от представители на редица сондажни компании.

Аргументи срещу използването на заваряване:

• вероятност за недостатъчна херметичност на заваръчния шев;
• възможност за отклонение на тръбата по вертикалната ос, което затруднява монтажа на колоната в сондажа;
• недостатъчна корозионна защита на шева.

Въпреки това, при високо ниво на професионализъм на заварчика, изброените дефекти няма да се появят. Повечето строителни конструкции (мостове, ферми, нефтопроводи) са изградени от стомана и като правило са заварени.

Друг въпрос е, че качественото изпълнение на работата изисква заваръчно оборудване и привличане на квалифициран електрозаварчик. Тези мерки повишават себестойността на извършваните работи, намалявайки печалбата и конкурентоспособността на изпълнителната организация.

В заваръчните електроди се използва защитна обвивка, която осигурява легиране на заваръчния шев. Това увеличава здравината на метала и повишава корозионната устойчивост на съединението.

№2 — водоподемни канали с резба

При обсаждане на сондаж с метален валцован профил 90% от сондажните компании използват резбово съединение, позовавайки се на нормативите на ГОСТ. Звучи доста убедително, но мениджърите на организации често премълчават, че стандартите са актуални за тръби с диаметър от 146 mm и дебелина на стената не по-малка от 6 mm.

Използването на резбова технология значително намалява експлоатационния живот на обсадната колона.

В тръба с дебелина 4,5 mm размерът на резбата не винаги достига 1,2-1,5 mm. Знаейки скоростта на въздействие на корозията (0,1 mm/година), може да се предположи, че след 12-15 години на мястото на съединението тръбата ще изгние.

Прилагането на резбово съединение върху пластмасови тръбопроводи няма толкова пагубни последствия, а напротив, се счита за най-надеждно.

Предвидени са няколко варианта за съединяване на полимерни тръби:

1. Нипелно. Резбата се нарязва от вътрешната страна на пластмасовите тръби. Двата елемента се свързват чрез нипел с външна резба. Диаметърът на шурфа не се увеличава.
2. Муфтово. От двата края на тръбата е предвидена външна резба. Съединяването става с помощта на накладка муфа, която увеличава диаметъра на проходката.
3. Разширително резбово. Използват се сегменти с резба на външната и вътрешната повърхност – съединяването се осъществява без допълнителни елементи.

При разширително съединяване е допустимо незначително разширение на диаметъра в местата на свързване.

Разширителният метод на съединяване без резба в сондажите не се използва – невъзможно е да се контролира процесът на поставяне на тръба в тръба. Освен това, съединението не осигурява необходимата херметичност на колоната и с времето дава слягане.

Напорен или безнапорен тръбопровод?

Единствено правилният вариант – използване на напорни тръби. Само такива изделия са способни да издържат двустранно налягане. От външната страна върху стените на колоната влияе плаваемостта на почвите, а отвътре – водният напор.

Оборудването на напорната магистрала ще обезопаси водоносната система от преждевременен отказ. При избора на водонапорна тръба се съпоставя показателят на нейното работно налягане с предполагаемия дебит на кладенеца.

Представените по-долу видео прегледи ще помогнат да определите най-оптималния вариант за обсадка на кладенеца.

Изводи и полезно видео по темата

Сравнение на качеството на резбовото съединение при НПВХ тръби:

Преглед на стоманени тръби със заварено и резбово съединение:

Проверка на якостните характеристики на метална и пластмасова тръба:

От всичко казано дотук се налага изводът: за дом с целогодишно обитаване, където кладенецът е единственият постоянен източник на питейна вода, е важно да се осигури стабилност и надеждност на водонапорната система.

Оптималният вариант – двутръбна колона от стомана и пластмаса. Полимерът ще подхожда за плитка шахта при оборудване на „сезонен“ кладенец.

Търсите подходящ вариант на тръба за оборудване на кладенец? Или вече сте решили избора си? Оставяйте, моля, коментари към статията и задавайте въпросите, които ви интересуват. Формата за обратна връзка е разположена по-долу.