Когда колонна обсадных труб перестает справляться с задачами по поддержанию стенок скважины, возникает потребность в их извлечении с минимальными затратами времени и ресурсов. Для решения этой проблемы существует несколько методов, все они требуют использование специализированного оборудования.
В данной статье мы подробно рассмотрим проверенные методы извлечения обсадных труб из водозаборных скважин. Мы описали возможные трудности, которые могут возникнуть в процессе, и предложили рекомендации, которые помогут вам эффективно решить эту задачу с наименьшими затратами сил и времени.
Краткое содержание статьи
Что такое обсадные трубы?
Скважина — это по сути глубокий колодец с узким диаметром. Для укрепления стенок и обеспечения герметичности конструкции применяются обсадные трубы. В случаях, когда в почве присутствуют различные слои подземных вод, непригодных для питья, обсадная колонна предотвращает их смешение с чистой питьевой водой.
Обсадные трубы могут быть изготовлены из металла, пластика или асбоцемента. Металлические трубы имеют высокую прочность и способны выдерживать значительные нагрузки. Их производят с диаметрами от 114 до 508 мм и снабжают резьбой, что упрощает как установку, так и демонтаж.
Краткий минус таких труб — подверженность коррозии и высокая цена. Они чаще всего используют в глубоких шахтах, где присутствует высокий уровень подземных вод.
Стальные обсадные трубы могут быть восстановлены при необходимости. В случае использования других материалов это сделать не всегда возможно с применением бурового инструмента.
Трубы из пластика не обладают недостатками, характерными для стальных. Их внутренний диаметр составляет от 80 до 200 мм. Эти трубы также имеют резьбу, химически стойки и легкие в использовании. Однако их следует заглублять не более чем на 60 м.
Пластиковые обсадные трубы обладают оптимальным соотношением прочности и цены, но отличаются низкой механической прочностью. Они прекрасно подходят для частных скважин.
Асбоцементные трубы в диаметре 10 – 50 см и длиной до 500 см используются все реже, поскольку они хрупкие и могут представлять опасность для здоровья.
Когда необходимо извлечение обсадной трубы?
Существует три основные причины, по которым может потребоваться демонтаж обсадной трубы:
- Разгерметизация ствола скважины, вызванная некачественным соединением секций обсадной колонны или коррозией труб.
- Заклинивание инструмента или оборудования в стволе, что препятствует замене старого насоса на новый.
- Необходимость внести изменения в конструкцию трубчатого колодца, например, его углубление или модификацию фильтра.
В остальных случаях нет необходимости извлекать конструкцию. Порой ситуацию можно спасти установкой полимерного вкладыша подходящего диаметра. Если же обрыв произошел на большой глубине, демонтаж может оказаться невозможным. В этом случае будет более целесообразно пробурить новый источник, нежели вкладывать средства в восстановление старого.
Извлечение обсадной трубы является наиболее простым в процессе разработки водного источника. Это может произойти, когда в ствол попадет неподъемный инструмент или он перекосится. Извлечение осуществляется в обратном порядке установки.
Сложнее всего достать обсадную колонну из старой и иссякшей скважины. Обычно в таких случаях ствол просто засыпают, не производя извлечения труб.
Имеет смысл разбирать два верхних сегмента колонны, если, к примеру, в верхней части застрял погружной насос. В этом случае труба фиксируется хомутом и вытягивается с применением гидравлики.
Когда у владельцев скважины нет доступа к гидравлическому оборудованию, можно использовать блочную конструкцию, подключенную к механической лебедке.
Какие факторы нужно учесть?
Скважины обычно бурят на значительную глубину, и извлечение обсадной трубы может быть непростой задачей.
Прежде чем принимать решение о демонтаже, следует тщательно ответить на шесть ключевых вопросов:
- Из какого материала изготовлена обсадная труба;
- Какой вес у изделия;
- На какой глубине расположено ее дно;
- Сколько времени прошло с момента ее установки;
- В каких условиях труба эксплуатировалась;
- Есть ли весомая причина для демонтажа.
Иногда демонтаж может оказаться настолько сложной и затратной задачей, что разумнее будет отказаться от извлечения трубы в пользу бурения нового источника воды.
Перечень сопутствующих проблем
В процессе извлечения обсадной трубы могут возникнуть неожиданные трудности. Следует быть готовым к тому, что ваша блочная конструкция и лебедка могут не справиться с заданной задачей по причине недостаточной тяги. В этом случае необходимо будет нанимать кран, что тоже приведет к проблемам, связанным с обеспечением доступа к месту работы и, как следствие, повреждению ландшафта.
Необходимо также учитывать, что труба может быть настолько сильно «вжата» в грунт, что для ее извлечения придется уменьшать коэффициент трения с помощью бурения шурфов вокруг оголовка и заливки в них большого количества воды. Это существенно облегчит выход трубы из влажного грунта, однако созданный при этом риск обвала стенок шахты стоит учитывать.
При извлечении обсадной конструкции использование специальной техники становится необходимым. Для этого создается прочный настил из рельсов или деревянных брусьев.
Если труба имеет недостаточную жесткость, например, если она изготовлена из асбоцемента, то избежать ее повреждения при извлечении не удастся.
В этом случае она может раскрошиться, и осколки окажутся на дне скважины. Использовать такую шахту повторно не рекомендуется, особенно если из нее была извлечена асбестовая труба, учитывая потенциальный риск для здоровья.
Подготовка к демонтажу скважинного ствола
Ознакомившись с возможными трудностями, стоит тщательно подготовиться к процессу извлечения.
Первый этап заключается в определении массы трубы, для чего:
- измеряют глубину скважины, диаметр и толщину стенок трубы;
- обращаются к справочнику, чтобы узнать вес одного погонного метра для соответствующего диаметра и толщины;
- умножают полученное значение на глубину скважины для получения общей массы трубы.
Это значение станет основной при выборе лебедки по тяговым характеристикам. Если масса значительная и лебедка с таким усилием отсутствует в продаже, придется заказывать кран. Если же отклонение от расчетного веса незначительное, подойдет обычная лебедка.
Способы удаления трубы из скважины
У профессионалов имеются свои подходы к извлечению обсадных труб: такие как натяжка с последующим обрывом, промывка совместно с расхаживанием и выкручивание.
Метод натяжки для извлечения колонны
Для реализации этого способа потребуется талевая система или домкрат. Сила, возникающая при натяжении, превышает критический предел пластичности материала трубы, поэтому конструкция может не выдержать и разломаться.
Алгоритм выполнения процесса выглядит следующим образом:
- К устью трубы копают траншею глубиной около 1 метра.
- На трубу устанавливается хомут, к которому крепятся тросы, после чего конструкцию немного натягивают.
- Хомут, к которому прикреплён трос, опускают ниже и повторяют те же действия, что обеспечивает плавное вытягивание.
- Верхнюю часть обсадной конструкции вытягивают до момента обрыва, после чего извлекают этот фрагмент, а оставшуюся часть захватывают специальным инструментом для дальнейшего вытаскивания или устанавливают обратно после замены поврежденной части ствола.
Данный метод подходит для демонтажа труб с большим диаметром и толстыми стенками.
Извлечь всю линию таким образом практически невозможно, и чаще всего труба будет непригодна для повторного использования.
Если ось скважины отклоняется по вертикали, этот метод применять нецелесообразно. Для таких ситуаций лучше привлечь буровую бригаду.
Так выглядит механический захват — хомут, который используется для фиксации трубы. Процесс извлечения может затрудниться при поломке и застревании материала, поэтому стоит учитывать пластичность материала.
Лебедка для подъема должна иметь достаточную грузоподъемность. Оптимальным вариантом будет применение домкрата. Учтите, что рассчитывать на дальнейшее использование извлеченной трубы не стоит.
Извлечение способом промывки
Если труба не выходит из-за образования песчаного затора, поможет сравнительно простой способ — промывка и растягивание. Для этого необходим насос с оборудованием для промывки. Напорная часть насоса подключается к верхней части трубы.
Давление должно быть минимальным, но достаточным для обеспечения циркуляции воды. После начала промывки, когда пойдет песок, напор увеличивается. Тело трубы расхаживается, прокручивая ее с помощью ротора и расшатывая. Это необходимо делать одновременно с промывкой, убирая коэффициент трения, что облегчает процесс извлечения.
Идеальным вариантом будет возможность закрепить насос в верхней части трубы, а также опустить вторую часть к ее основанию. Обратная подача воды запускается, когда края шланга для промывки опустятся ниже башмака-муфты колонны на 300 см. Процесс осуществляется до полного устранения песчаного затора вокруг трубы.
Иногда, когда труба поднята на 10 метров, ее дальнейшее извлечение становится невозможным из-за высокого уплотнения пробки. В этом случае остается единственный выход — разобрать трубу на отдельные фрагменты. Особое внимание следует уделить самому процессу извлечения трубы.
На начальном этапе к ее корпусу приваривают часть арматуры с диаметром около 18 мм. Этот элемент предназначен для надежного крепления стропов лебедки, что позволяет начать подъем обсадного стояка.
Для успешного подъема необходима вертикальная тяга. В этой связи в верхней части трубы устанавливается блок, через который проходит трос. При вращении барабана лебедки преобразуется крутящий момент в тяговое усилие.
Для подъема легкой трубы можно использовать рычаг: его конец помещается под приваренную арматуру, и, прикладывая усилие, постепенно вытягивают стояк из земли.
Метод раскручивания
Этот метод позволяет раскрутить соединения обсадной колонны и вынуть их из скважины.
Для его реализации требуется набор инструментов:
- ловильная коронка;
- ротор;
- перфоратор;
- кумулятивные торпеды.
Ловильная коронка с левой резьбой и стальная бурильная труба опускаются в скважину. Ротор используется для вращения труб против часовой стрелки.
После примерно 20 оборотов следует произвести расхаживание обсадной колонны с увеличением нагрузки до максимума. Если труба не ломается, процесс расхаживания и раскручивания повторяется, и в результате соединения должны частично вывинтиться.
Устройства для вылова труб оснащаются спиральными или цанговыми захватами. Важно, чтобы диаметр извлекаемой трубы был меньше диаметра корпуса труболовки.
Если резьбу не удалось ослабить даже после нескольких попыток, применяется специальный инструмент, который, вращаясь, вызывает колебательные движения труб за счет трения и передачи крутящего момента на извлекаемый стояк.
В итоге: после часа вращения инструмента соединение начинает ослабляться. Затем захватывается верхняя часть колонны, и ее фрагмент отвинчивается. Для извлечения открученной части трубы прилагается натяжение. Эти действия повторяются до полного демонтажа всей колонны и вывода всех ее элементов на поверхность.
Процесс откручивания основывается на сочетании вращательного момента и силе натяжения. Сначала раскручивается обсадный стояк, а затем он извлекается. Чтобы предотвратить обрыв колонны, необходимо постоянно следить за крутящим моментом и натяжной силой.
Если все усилия не приводят к успеху, применяется радикальный метод — разрушение целостности конструкции с помощью кумулятивных торпед. Взрыв на заданной глубине создает кольцевые надрезы на поверхности труб. Дальше нужно отрезать отдельные элементы с помощью перфоратора или другого режущего инструмента.
Все эти работы в силах выполнять специализированные компании. Однако их услуги стоят недешево, из-за чего владельцы загородных домов ищут альтернативные варианты для самостоятельного извлечения труб.
Заводское и самодельное оборудование
Профессионалы используют заводское оборудование для извлечения обсадной трубы из глубоких скважин.
Это оборудование описывается такими параметрами, как давление в МПа, усилие хода (прямого и обратного) в тоннах, максимальный момент в кН/м, наибольшее усилие зажима или извлечения в тоннах, угол поворота зажимов, масса в кг, размеры в мм и диапазон диаметров вытаскиваемых труб.
Установка включает опорную плиту с установленным стационарным захватом и двумя гидравлическими цилиндрами, верхнюю плиту и подвижный захват для зажима труб.
Штоки цилиндров гидравлического возврата соединяют опоры с траверсой, на которой устанавливается верхняя плита. На этой плите имеется подвижный захват, предназначенный для зажима опорной колонны. И неподвижный, и подвижный захваты имеют 3-клиновую конструкцию, внутреннюю нарезку и размещены в обойме.
Гидравлические цилиндры соединяются с насосной станцией. В случае возникновения нештатной ситуации, когда усилия не хватает для извлечения трубы, применяется устройство расклинивания зажима. Недостаток натяжения может возникнуть из-за появления дополнительных сил трения между телом трубы и стенками скважины.
Сначала оборудование устанавливается на обсадную стойку, и последняя зажимается подвижным захватом, а затем поднимается. Высота подъема равна длине хода поршней. Следующий шаг — фиксация трубы неподвижным захватом и возврат верхней плиты в исходное состояние. Извлечение трубы происходит путем повторения этих действий, в процессе которого стояк поддерживается краном.
Такое оборудование позволяет извлекать обсадные трубы, верхушки которых едва видны, так как установка имеет низкий подхват. Еще одним плюсом является возможность поднимать стальные трубы различных размеров.
Для демонтажа труб небольшого диаметра на собственном участке можно изготовить подходящее оборудование самостоятельно. Для этого понадобятся два швеллера для стоек, барабан для троса, подшипник диаметром 40 мм и ручка.
Изготавливают две опоры высотой около 1 м и шириной примерно 0,6 м. По форме они напоминают перевернутую букву Т. В верхней части стойков устанавливается подшипник, через который проходит ось, к которой крепится барабан и ручка.
Трос обвивает трубу, и начинается вращение барабана. Труба постепенно выходит из почвы. Если изделие выполнено из пластика, используется специальный хомут.
По мере вытаскивания трубы трос опускается ниже. Если длина конструкции значительная, применяют специальные устройства — чалки, чтобы удерживать колонну при перемещении троса на новое место.
Выводы и полезное видео по теме
Видео #1. Автор видео продемонстрировал процесс удаления обсадной ПВХ трубы:
Видео #2. Инструменты и оборудование для вытягивания обсадной трубы:
В зависимости от бюджета и имеющегося оборудования можно использовать любой метод для извлечения трубы. Главное — быть осторожным и соблюдать правила безопасности. Возможно, после всех расчетов вы решите, что целесообразнее пробурить новую скважину.
Если у вас был опыт по извлечению обсадной трубы из скважины, поделитесь, как вы это сделали. Оставьте комментарии, задавайте вопросы и делитесь своим мнением по поводу нашего материала и фотографий на эту тему.
