Как решить, какой фильтр для обсадных труб лучше установить в загородном доме?

Типы материалов и их характеристики

Скважинные трубы выпускаются из металла, асбестоцемента или пластика. Очень редко при организации водозабора применяют деревянные изделия – они абсолютно экологичны, но, несмотря на защитную обработку восприимчивы к влажности грунта и склонны к деформации.

Вид #1 — прочность и долговечность металла

Металлические подводящие трубы представлены в двух вариантах:

• чугунные;
• стальные, которые могут быть эмалированными, оцинкованными, выполненными из нержавейки.

Очень редко для обсадки применяют чугунные аналоги. Среди металлических собратьев эти трубы наиболее доступны по цене, но материал очень хрупкий и тяжелый.

Многие компании отказываются работать с чугуном из-за сложностей монтажа. Кроме того гарантировать сохранность и герметичность трубы невозможно – при подвижках грунтового пласта металл может дать трещину

Сталь – традиционный, проверенный десятилетиями, материал для обсадной колонны. Сталь практически на 100% соответствует требованиям, предъявляемым к скважинным трубам.

Изделия из черного металла достойно выдерживают испытания в скважинах разной глубины независимо от типа грунта.

Стандартная толщина стенок – 5-6 мм, период службы – порядка 50-ти лет. Долговечность определяется скоростью коррозии стального полотна – 0,1 мм за год

Аргументы в пользу труб из стального проката:

• жесткость конструкции – материал одинаково хорош для небольших скважин (50 м) и для глубинного бурения (до 300 м);
• точная осевая центровка сборки и надежность межтрубных стыков;
• стабильность материала – при контакте с водой сталь не выделяет вредных веществ;
• возможность обслуживания – благодаря механической прочности и стойкости к вибрации в установленной обсадной колонне допустима чистка скважинного канала, добуривание в случае заиливания или засорения.

Основной недостаток стальной магистрали – высокая стоимость материала. Производители более дешевых аналогов, превознося свою продукцию, апеллируют еще одним минусом стали – образование ржавчины.

Существует мнение, что появившиеся загрязнения ухудшают качество воды и повышают содержание в ней железа. Однако анализы воды из скважин показывают, что это миф.

Ржавчина не растворима в воде. Частицы окисленного металла способен задержать даже бытовой фильтр. Возможная неприятность из-за ржавчины – поломка насосного оборудования, рассчитанного на прогон чистой воды

Металлопрокат с защитой от коррозии по цене превосходит обычные стальные трубы, но технико-эксплуатационные особенности материалов ставят под сомнения целесообразность переплаты.

Эмалированные трубы. Покрытие предупреждает появление коррозии, однако оно очень хрупкое и избежать повреждения при обсадке вряд ли удастся. Места скола и микротрещин эмали – точки появления ржавчины.

В процессе разрушения на поврежденном участке может образоваться сквозная коррозия, так как при производстве эмалированных труб используется металл меньшей толщины.

Эмалированный трубопровод отвечает всем санитарно-гигиеническим нормам и не меняет вкусовых качеств воды. Минус материала – невозможность полноценной чистки магистрали из-за хрупкости эмали

Оцинкованный трубопровод. При регулярном контакте с водой на стенках трубы образуется оксид цинка – вещество опасное для здоровья. Использование оцинковки допустимо только при сооружении технической скважины.

Стандартная толщина оцинкованной трубы составляет 2-2,5 мм – этого не всегда достаточно для обеспечения жесткости конструкции. Такая магистраль подвержена деформациям вследствие подвижек грунта

Нержавеющая сталь. Материал обладает всеми достоинствами стального металлопроката и еще более высокой стоимостью. Нержавейка отличается наличием противокоррозийной стойкостью, что положительно сказывается на ее периоде эксплуатации.

Стоит ли покупать нержавейку, если срок службы высокодебитной скважины приравнивается к эксплуатационному сроку трубы из стали? Надо отталкиваться от финансовых возможностей и назначения скважины

Установка металлической магистрали экономически обоснована при обустройстве глубинной артезианской скважины, рассчитанной на регулярное использование.

«Поверхностные» песчаные каналы сезонного использования целесообразно делать из более доступных материалов.

Вид #2 — коррозийная стойкость асбестоцемента

Проверку годами прошли и трубы из асбоцемента, используемые при организации водоотведения более 70-ти лет.

Материалу характерны некоторые положительных качества:

• асбоцемент абсолютно не подвергается коррозии;
• нейтральный состав материала – компоненты не вступают в химические реакции;
• неограниченный срок эксплуатации – более 60-70 лет;
• невысокая стоимость.

Несмотря на значимые достоинства, асбестоцементные элементы сегодня редко используются при разработке «водяного источника».

Главный недостаток асбестоцемента – хрупкость. С целью укрепления стенки трубы делают толще, что увеличивает вес изделия и вынуждает выкапывать скважину большего диаметра

К отрицательным сторонам асбоцемента можно отнести:

• Сложности монтажа. Установка хрупкой магистрали требует от исполнителей высокой квалификации. Работы выполняются с помощью подъемной техники.
• Отсутствие резьбы. Секции магистрали соединяются между собой встык – добиться полной герметичности мест фиксации без резьбы проблематично.
• Сомнительная безопасность. Существует теория, что в волокнах асбеста содержится хризотил – источник канцерогенных веществ, пагубно влияющих на здоровье. Однако на практике это утверждение не доказано.
• Затрудненная чистка. Бетон – пористый материал, в микротрещинах которого скапливается грязь. Чтобы выполнить качественную очистку стен обсадной колонны, скважину придется полностью осушать.

После установки асбестоцементной обсадной колоны последующие бурильные работы в скважине исключены.

Технические характеристики материала не позволяют использовать трубы из асбоцемента под «песчаный» источник. Такая обсадка применима для артезианских скважин глубиной не больше 100 м

Вид #3 — износоустойчивый и доступный пластик

Относительно недавно рынок обсадной продукции пополнился пластиковыми трубами. Современные технологии составили достойную конкуренцию традиционным стальным трубам.

Сравнительные преимущества элементов из полимеров:

• невосприимчивость к воде – даже при постоянном контакте с влажной средой на пластике не образуется коррозия;
• в течение долгого времени сохраняют свою структуру и не разрушаются;
• не влияют на состав питьевой воды;
• материал не провоцирует развитие болезнетворных микроорганизмов;
• простота установки и транспортировки благодаря небольшому весу;
• есть возможность использовать для сборки колонны резьбовое соединение, обеспечивающее абсолютную герметичность стыков;
• экономичность – скважина с пластиковыми трубами обойдется на порядок дешевле металлической или асбестоцементной обсадки.

Предположительный срок службы водной магистрали из полимера – около 50-ти лет. Эта теория основывается на коррозийной инертности материала.

Основной минус пластика – низкая прочность. Поэтому, полимерные трубы допустимо устанавливать только в однотрубных скважинах, не превышающих глубиной 50 м, или в двухтрубных в качестве внутренней обсадки

Дополнительный аргумент против использования пластиковых элементов – чувствительность к перепадам температур и механическим воздействиям. Пластиковая обсадка не выдержит подвижек грунта и деформируется при сильных морозах.

Полимерные водозаборные трубы изготавливаются из разных видов сырья: непластифицированного поливинилхлорида (НПВХ), морозостойкого полипропилена (МПП) и полиэтилена низкого давления (ПНД).

Выбор подводящей трубы для скважинного насоса осуществляется на основании технических характеристик полимеров.

Наиболее прочными являются НПВХ-трубы – модуль упругости составляет 3000 Мпа. Изделие диаметром 12,5 см при погружении в землю на 30 м выдерживает нагрузку в 5 т и более. Обсадку скважины НПВХ-колонной можно выполнять почти на всех типах грунта

Слабое место элементов из непластифицированного поливинилхлорида – чувствительность к морозам. Эта проблема решается установкой в скважине нагревательного кабеля.

Хорошие показатели морозостойкости имеют полимерные МПП- и ПНД-трубы. Однако их плотности зачастую недостаточно для использования в качестве самостоятельной обсадной колоны. Чаще всего такой пластик применяется как эксплуатационная труба при двухколонном обустройстве скважины.

Пластиковые элементы магистрали по-разному стыкуются. Для соединения ПП-труб используется специальная сварка. При создании магистрали из других полимеров применяется раструбный или резьбовой способ фиксации

Вид #4 — комбинированный трубопровод

С целью снижения коррозийных процессов и улучшения качества подающей воды некоторые бурильные компании предлагают обсадить скважину согласно технологии «труба в трубе».

В стальную магистраль вставляется пластиковый канал из пищевого полимера ПНД.

Преимущества комбинированного метода:

• Защита от загрязнений. Пластиковая труба выступает своеобразным барьером между водой и стальными стенами обсадки – в магистраль попадает меньше ржавчины, опасной для насосной установки.
• Ремонтопригодность. При повреждении эксплуатационной полимерной трубы ее удастся заменить новой, сохранив целостность обсадной колонны;
• Возможность последующего углубления скважины. При необходимости пластиковый «рукав» вытягивается, отверстие рассверливается, и полимерная магистраль устанавливается обратно с упором в новый горизонт.

Технология «труба в трубе» позволяет качественно обслуживать скважину – регулярно выполнять чистку и своевременно менять фильтр.

Как правило, пластиковая эксплуатационная труба проходит сквозь известняк и углубляется в водоносные горизонты. Таким образом, сталь не контактирует с подающей питьевой водой. Недостаток «двойной» магистрали – повышение стоимости проекта

Требования к скважинному стволу

Обустройство индивидуального источника питьевой воды – процесс затратный и трудоемкий. Инвестируя средства в бурение скважины, каждый собственник дачного участка или частного дома рассчитывает на получение долговременного результата.

Срок службы, напор скважины и качественный состав добываемой воды во многом зависит от характеристик труб, используемых для создания обсадной колонны.

При бурении в толще грунта образуется канал, где впоследствии размещается насосное оборудование. Чтобы обеспечить изоляцию вертикального ствола от земной коры, в скважину погружают обсадные трубы. Промежуток между землей и стенками канала заполняется бетоном или гравийно-песчаной смеcью

Водоподъемный трубопровод решает ряд важных задач:

• защищает стенки траншеи от обрушения в скважинное пространство;
• обеспечивает целостность скважины при давлении и подвижках грунта;
• препятствует загрязнению — попаданию неочищенных сточных и грунтовых вод (верховодки) в ствол;
• предупреждает заиливание скважины.

При бурении в одну трубу обсадная колонна одновременно является и эксплуатационной – она аккумулирует воду из водоносного горизонта, которую насос транспортирует вверх.

Как правило, бурение скважины на приусадебном участке, если она предназначена исключительно для полива и прочих хозяйственных нужд, выполняется в одну колону. Для питьевого водоснабжения ствол включает две трубы: обсадную и несущую фильтр.

Фото из

Трубы, применяемые в устройстве водозаборной скважины, по сути являются ее стволом, который устанавливается во время формирования выработки

Ствол скважины на песок состоит из двух колонн: внешняя труба — обсадка, предотвращающая обрушение породы в выработку, внутренняя труба удерживает фильтр, являющийся ее стартовым звеном

Обсадная труба устанавливается во время бурения по мере заглубления в грунт бурового снаряда

В частных домохозяйствах в основном используются пластиковые и стальные трубы. В случае обустройства выработки для забора питьевой воды трубы должны быть водозаборной категории

Независимо от того, какой установкой производится бурение, проходку и обсадку производят разными трубами. Обсадка не используется в непосредственном разрушении и извлечении породы

Так как обсадной трубой не бурят, а только укрепляют стенки выработки, требования по прочностным характеристикам не слишком высоки. Однако она должна безупречно сопротивляться давлению грунта и держать оголовок

Немаловажным критерием, определяющим выбор подходящего варианта скважины является ремонтопригодность труб. Потому нередко стальную обсадку, опережающую пластик по прочности, дополняют пластиковой внутренней трубой с фильтром, т. она не ржавеет и не зарастает илом

Единственное исключение из общих правил бурения — абиссинский колодец. Если бурят стальной трубой, то буровая колонна остается в земле и выполняет функцию обсадки. В случае использования пластика выработку проходят полностью шнеком, после чего ставят пластиковую колонну

Ствол водозаборной скважины

Внутренняя труба скважины на песок

Водяная скважина на дачном участке

Стальные трубы для выполнения обсадки

Бурение скважины компактным буровым станком

Устройство оголовка на обсадке скважины

Извлечение трубы из выработки

Исключение — трубы для скважины иглы

Поэтому к качеству и материалу применяемых труб выдвигаются высокие требования:

• высокая прочность и стойкость к деформациям в течение всего срока эксплуатации (около 20 лет);
• полная герметичность стенок и соединений;
• невосприимчивость к коррозии и негативному воздействию химически активных элементов;
• экологичность – материал не должен воздействовать на состав добываемой воды;
• прямолинейность эксплуатационной колонны.

Для стандартного применения допустимо искажение по длине обсадной трубы в пределах 0,7 мм на погонный метр.

Порог отклонения ровности для канала повышенной точности: 0,5 мм – при диаметре трубы в диапазоне 108-146 мм, 0,3 мм – для труб диаметром в 33,5-89 мм. Данные приведены из расчета на 1 м.

Достоинства фильтра

Что относится к числу важнейших преимуществ скважинного фильтра с напылением ПВД? Конечно, универсальность применения. Особенности данного аксессуара позволяют использовать его в средах с повышенной кислотностью, в нейтральных и щелочных, а также при очень большой степени минерализации добываемой воды. Такая сложная конструкция данного устройства не влияет на органолептику воды, закачиваемой из глубинных горизонтов, не может насыщать её вредными химическими веществами. К тому же фильтр не обрастает при работе отложениями солей, не отравляет воду опасными токсическими примесями.

Эксплуатационные свойства фильтра с напылением:

• пористость слоя напыления 80-200 мкм;
• удельная производительность из расчёта на 1 п.м. до 134 л/с;
• пределы скважности от 25 до 30%;
• допустимое внутреннее давление при работе 1,0-1,25 МПа;
• допустимое наружное давление сжатия 12 кг с/см;
• осевая нагрузка на сжатие не менее 4500 – 10000 кг

Преимущества скважинного фильтра с напылением ПВД:

• невысокая стоимость;
• долговечность службы;
• простота устройства, удобство монтажа;
• отсутствие ионных центров кристаллизации на поверхности;
• механическая выносливость в процессе бурения и эксплуатации;
• доступность процесса регенерации фильтрующего слоя без извлечения из скважины;
• гарантированная стабильность рабочих параметров на весь срок эксплуатации

Данные устройства с напылением из пористо-волокнистого ПВД проявили очень высокую эффективность в процессе сооружении скважин в различных связных и несвязных грунтах. Следует отметить, что при такой фильтрации вода надёжно очищена от различных твёрдых примесей, а также от контактирования с волокнами растительного происхождения.

Чаще всего фильтры с напылением ПВД используются в мелких скважинах там, где в водоносных слоях преобладает песок и известняк. Как правило, они по размерам должны соответствовать диаметру обсадной трубы, соединяются с ней с помощью резьбы и имеют белый цвет напыления.

Все представленные на нашем сайте изделия успешно применяются в водоснабжающих системах и коммуникациях. Вы можете быть уверены в высоком качестве и долговечности наших скважинных фильтров — при этом они отличаются умеренной стоимостью.

Эффективный фильтр должен отвечать следующим требованиям

• обеспечивать доступ воды в скважину, при этом надежно защищая её от обрушений водовмещающих пород и пескования;
• в скважинах, используемых для питьевого водоснабжения, фильтр должен способствовать сохранению качества воды;
• материал изделия должен быть устойчив к коррозии;
• быть прочным, что позволит воспринимать давление фильтрационного потока, горное давление и противостоять истиранию (абразивному) частицами породы;
• конструкция устройства обязана быть технологична в изготовлении и применима в широком диапазоне гидрогеологических условий;
• кроме того, она должна обладать хорошими технико-экономическими показателями.

Всем перечисленным выше требованиям соответствует фильтр скважинный из НПВХ, предлагаемый нами.

Материалы для фильтрационного оборудования

От качества материала для фильтрации зависит эффективность очистки, в скважинах используется их ограниченное число, основными из которых являются:

• Нержавеющая сталь. Помимо прочности, материал обладает гибкостью и отличной коррозионной стойкостью, долговечность нержавейки составляет десятки лет. Из нее изготавливают прочные сетки и проволоку, которые монтируют поверх труб. К недостаткам можно отнести высокую стоимость нержавеющих изделий.
• Пластик. Пластмасса является еще одним распространенным материалом для изготовления фильтров в водных источниках, из нее производят более дешевые, в отличие от нержавейки, сетки и шнуры. Пластик коррозионно стоек и инертен к большинству химических веществ, легок в монтаже и имеет длительный эксплуатационный срок. К недостаткам пластмасс относится низкая физическая прочность, не позволяющая им выдерживать большие нагрузки на значительных глубинах.
• Цветные металлы. Медь, латунь, бронза могут применяться при изготовлении водяных фильтров без каких-либо ограничений, они обладают высокой коррозионной стойкостью и большим сроком эксплуатации. Мягкие сплавы с высоким содержанием меди рекомендуется использовать на небольших глубинах во избежание их деформации от сильного водного давления. При изготовлении фильтрующих элементов используют латунную сетку и толстую проволоку из латуни или меди.

Рис. 4  Фильтр для обсадной трубы – установка в скважину

Фотогалерея

Данное изделие представляет собой перфорированная обсадная труба ПВХ с плотной двойной обмоткой из нержавейки (используется высококачественная стальная проволока) и нержавеющей стальной сеткой галунного/фильтрового плетения П56. Благодаря особой структуре сетки и методике плетения образуется прекрасный защитный слой, препятствующий попаданию в напорные магистрали среднезернистого и мелкозернистого песков (размер частиц от 0,1 до 0,25 мм в 50% массы). Стоит отметить, что данные фильтры прекрасно очищают воду от песка, но быстро забиваются на глинистых почвах — поэтому перед выбором стоит точно определить тип грунта, где будет использоваться изделие. С этим, кстати, связана и стоимость фильтра скважинного.

Само по себе галунное плетение также обеспечивает сетке наличие «нулевых» ячеек, пропускных ниш, которые образуются в сплетениях стальной проволоки, благодаря тому, что такие ниши «скрыты» в самой структуре сетки, фильтр прекрасно справляется с очисткой воды от мелкого сора, различных инородных тел, и подходит для первичной очистки питьевой воды. Песок отфильтровывается очень хорошо благодаря полотняной структуре сетки, которая обеспечивает наличие равномерных и равноразмерных ячеек, гарантирующих фильтрацию песчинок определенного размера.

Фильтры, купить которые можно через наш интернет-магазин, прекрасно проявляют себя при монтаже в горных условиях, где давление воды достаточно высокое, а сама вода содержит огромное количество абразивов горных пород, которые легко истирают и разрушают фильтры из менее устойчивых материалов. При этом фильтры не имеют строгих технических ограничений на монтаж, подходит для любого типа инженерных гидросистем, если технические характеристики изделия удовлетворяют условиям окружающей среды и типу фильтруемой воды.

Трубы ПВХ также легко монтируются, они легкие, нейтральны по отношению к воде, долговечные. Благодаря стальной обмотке и инерционным качествам ПВХ данные трубы также сопротивляются деформации, ударам, имеют высокое сопротивление на изгиб.

Основные преимущества использования подобных фильтров:

• Легкий и удобный доступ к эксплуатации скважины.
• Надежная защита скважины от пескования, засорения и обрушения водосодержащих пород.
• Благодаря отличной антикоррозийной защите материал не распадается, а потому не ухудшает качество воды.
• Материал и сама конструкция выдерживает давление фильтруемого потока даже в горных условиях, легко переносит и не поддается истиранию абразивами почвенных пород.
• Фильтры, купить которые мы предоставляем возможность, эргономичны, легко монтируются, могут быть использованы в широком спектре природных условий.

Благодаря экономичному использованию материалов при изготовлении стоимость данных изделий является низкой, что позволяет использовать при проведении масштабных инженерных работ.