家庭での独立した給水の組織を計画するとき、井戸を作る技術とニュアンスを研究する必要があります。自動給水システムを配置する際の重要なポイントの1つは、ケーシングの選択です。
坑井はさまざまなタスクを実行し、多くの点で自律給水システムの耐久性と中断のない操作を決定します。井戸の配置に多くのお金と労力を費やしたので、私がやりたい最後のことは、取水品質の低下に関連する問題を修正することです。
したがって、設計段階では、すべての責任において、ケーシングストリングの選択に取り組みます。井戸に最適なパイプ、ボアセグメントの接続の材質とタイプについて、特定の状況で使用するのが望ましいことを説明します。得られた知識により、間違った製品を購入する必要がなくなります。
坑井の要件
飲料水の個別の水源を手配することは、費用と時間がかかるプロセスです。井戸掘削に投資することで、夏のコテージや民家の各所有者は長期的な結果を期待しています。
耐用年数、坑口、および生成水の品質は、ケーシングストリングを作成するために使用されるパイプの特性に大きく依存します。
掘削中、土壌の厚さにチャネルが形成され、その後ポンプ装置が配置されます。地殻から垂直坑井を確実に分離するために、ケーシングパイプが坑井に浸されています。地面と運河の壁の間の隙間は、コンクリートまたは砂利と砂の混合物で満たされています
水を持ち上げるパイプラインは、いくつかの重要なタスクを解決します。
- トレンチ壁を保護します 崩壊からボアホール空間へ;
- 完全性を提供する 圧力と地面の動きで;
- 汚染を防ぐ -トランクへの未処理の下水および地下水(上部水)の侵入;
- 沈泥を防ぐ 井戸。
単一のパイプに穴をあけるとき、ケーシングも動作します-それは帯水層から水を蓄積し、ポンプはそれを上向きに輸送します。
原則として、世帯区画での井戸の掘削は、それが灌漑やその他の世帯のニーズのみを目的としている場合は、1つの列で実行されます。飲料水供給の場合、バレルにはケーシングとキャリアフィルターの2つのパイプが含まれます。
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井戸の設計に使用されているパイプは、実際にはその幹であり、生産の形成中に設置されます
砂の坑井は2つの柱で構成されています:外側パイプ-鉱山への岩の崩壊を防ぐケーシング、内側パイプはその開始リンクであるフィルターを保持します
ドリルが地面に突き刺さるように、ケーシングは掘削中に取り付けられます
一般家庭では主にプラスチックや鋼管を使用しています。飲料水の取水用の生産の開発の場合、パイプは取水口カテゴリーでなければなりません
掘削される設置のタイプに関係なく、沈下とケーシングは異なるパイプによって実行されます。ケーシングは、岩石の直接破壊および回収には使用されません
ケーシングは掘削されておらず、鉱山の壁を強化するだけなので、強度特性の要件は高すぎません。しかし、それは土壌の圧力に完全に抵抗し、先端を保つ必要があります
適切な坑井オプションの選択を決定する重要な基準は、パイプの保守性です。したがって、多くの場合、強度がプラスチックよりも優先される鋼製ケーシングには、フィルター付きのプラスチック製内管が追加されます。錆びず、シルトが大きくなりすぎない
一般的な掘削ルールの唯一の例外は、アビシニアンです。彼らが鋼管で穴をあけた場合、ドリルストリングは地面に残り、ケーシングの機能を果たします。プラスチックを使用する場合、製造は完全にネジで行われ、その後プラスチック製のカラムを取り付けます
井戸井
砂の上の内側の井戸パイプ
夏の別荘でよく水
ケーシング用鋼管
コンパクト掘削リグの掘削
まあヘッドケーシング装置
パイプ抽出
例外-針穴用パイプ
したがって、使用されるパイプの品質と材質には高い要件が課されます。
- 高強度 動作期間全体(約20年間)の変形に対する耐性
- 完全な締め付け 壁とジョイント;
- 耐食性 化学的に活性な元素の悪影響;
- 環境への配慮 -材料は生成水の組成に影響を与えてはなりません。
- 率直さ 生産ケーシング。
標準的なアプリケーションの場合、歪みはケーシングの長さに沿ってリニアメーターあたり0.7 mm以内で許容されます。
精度が向上したチャネルの均一性の偏差のしきい値:0.5 mm-パイプの直径が108-146 mmの範囲、0.3 mm-直径が33.5-89 mmのパイプ。データは1 mpに基づいています
ケーシング選択パラメーター
掘削のための唯一の真のベンチマークは存在しません。ウェルを整理する方法は、個別に決定されます。
土壌の構造、地下水と帯水層の高さ、ポンプ装置のパラメーター、水質、掘削の直径と深さなど、多くの指標が考慮されます。
さて設計は専門会社に委託するのが一番です。従業員はすべてのパラメータを比較し、最適な設計を提案し、静的および動的な水位を考慮して井戸の流量を計算します(+)
どの掘削会社も独自のバージョンのプロジェクトを提供し、彼らの意見では、最適なタイプのパイプを推奨します。ケーシングストリングの選択に関する最終決定は、お客様が行います。
まず第一に、実行組織は自身の利益を擁護するため、彼らの決定は必ずしも客観的ではありません。一部の請負業者は、ダウンホールシステムのいずれかのタイプのデバイスを専門とし、彼らにとって有益なオプションを「課す」ことを試みます。
唯一の正しい決定は、事前に井戸にどのパイプを選択して使用するかを決定し、すべての長所と短所を比較してから、プロジェクトの開発と実装に適用することです。
決定するときは、水道管を選択するための主なパラメータを考慮する必要があります。
- 製造の素材。 このパラメータは、設置作業の予算、貯水池の負荷に対する支持力、ウェルの保守性と耐久性を決定します。
- 柱の要素を結合する方法。 方法の選択は、パイプラインの材料、掘削の深さ、およびケーシングの直径によって異なります。いずれの場合も、接続は完全にしっかりしている必要があります。そうしないと、水質が時間の経過とともに劣化し、ポンプと井戸全体が故障します。
- パイプ径。 値の計算は、1日あたりの可能な最大水量を考慮して行われます。
供給パイプの直径が大きいほど、ウェルの生産性は高くなります。
専門家は、直径110 mm以上のパイプの使用を推奨しています。このサイズは、深井戸の通常の流量に最適であり、水中ポンプの選択を容易にします。
素材の種類と特徴
ダウンホールパイプは、金属、アスベストセメント、またはプラスチックでできています。ごくまれに、取水口を整える際に木製品が使用されます-完全に環境に優しい製品ですが、保護処理にもかかわらず、土壌水分の影響を受けやすく、変形しやすくなっています。
ビュー#1-金属の強度と耐久性
金属供給パイプは2つのバージョンで提供されます。
- 鋳鉄;
- スチール、エナメル処理、亜鉛メッキ、ステンレススチール製。
非常にまれに鋳鉄の類似物がケーシングに使用されます。金属製の部品の中で、これらのパイプは最も手頃な価格ですが、材料は非常に壊れやすく、重いです。
多くの企業は、設置が困難なため、鋳鉄での作業を拒否しています。さらに、パイプの安全性と気密性を保証することは不可能です-土壌が移動すると、金属が割れることがあります
鋼は、数十年に渡って実績のある伝統的なケーシング材料です。鋼はほぼ100%ダウンホールパイプの要件を満たします。
鉄の金属製品は、土壌の種類に関係なく、深さの異なる井戸での試験に十分に耐えます。
標準の壁の厚さは5〜6 mmで、使用期間は約50年です。耐久性は鋼板の腐食速度によって決まります-年間0.1 mm
圧延鋼管を支持する議論:
- 構造剛性 -材料は、小さな井戸(50 m)と深い掘削(300 mまで)の両方に等しく適しています。
- 正確な軸合わせ 環状継手の組み立てと信頼性;
- 材料の安定性 -水と接触しても、鋼は有害物質を放出しません。
- サービス機会 -取り付けられたケーシングストリングの機械的強度と耐振動性により、ボアホールチャネルを清掃したり、沈泥や目詰まりが発生した場合に掘削したりすることができます。
スチールラインの主な欠点は、材料のコストが高いことです。安価な類似品の製造業者は、製品を賞賛し、鋼のもう1つの欠点である錆の形成を訴えます。
結果として生じる汚染は水質を悪化させ、その鉄含有量を増加させるという意見があります。しかし、井戸からの水の分析は、これが神話であることを示しています。
さびは水に溶けません。酸化された金属の粒子は、家庭用フィルターでさえ捕らえることができます。錆による不快感は、きれいな水を流すために設計されたポンプ装置の故障です
耐食性金属製品は、従来の鋼管よりも価格が優れていますが、材料の技術的および運用上の特徴は、過払いの適切性に疑問を投げかけます。
エナメルパイプ。コーティングは腐食を防ぎますが、非常に壊れやすく、ケーシング中の損傷を防ぐことはできません。錆びの箇所はエナメルの欠けや微小クラックの箇所です。
破壊の過程で、エナメルパイプの製造ではより薄い金属が使用されるため、損傷した領域に腐食が発生する可能性があります。
エナメルを塗られたパイプラインはすべての衛生および衛生基準を満たし、水の味を変えません。材料の欠点は、エナメルのもろさのためにラインを完全にきれいにすることができないことです
亜鉛メッキパイプ。定期的に水と接触すると、酸化亜鉛がパイプの壁に形成されます-健康に有害な物質です。亜鉛メッキの使用は、技術井の建設中のみ許可されます。
亜鉛メッキされたパイプの標準的な厚さは2〜2.5 mmです。これは、構造上の剛性を確保するのに常に十分ではありません。このラインは土壌の移動により変形しやすい
ステンレス鋼。材料は鋼鉄金属のすべての利点とさらに高いコストを持っています。ステンレス鋼は、その耐用期間にプラスの影響を与える耐食性の存在によって区別されます。
高収率井戸の耐用年数が鋼管の耐用年数と等しい場合、ステンレス鋼を購入する価値はありますか?井戸の資金力と目的を構築する必要があります
金属線の設置は、定期的に使用するように設計されたディープアルテジアンウェルを装備する場合、経済的に実現可能です。
よりアクセスしやすい材料から季節的に使用する「表面」の砂のチャネルを作ることをお勧めします。
表示#2-アスベストセメントの耐食性
何年もの間、70年以上にわたって水処理の組織で使用されていたアスベストセメントパイプもテストされています。
材料はいくつかの肯定的な品質によって特徴付けられます:
- アスベストセメントは絶対に腐食しません。
- 材料の中性成分-成分は化学反応を起こしません。
- 無制限の耐用年数-60-70年以上;
- 低価格。
重要な利点にもかかわらず、アスベストセメント要素が「水源」の開発に今日使用されることはめったにありません。
アスベストセメントの主な欠点は、もろさです。壁を強化するために、パイプは厚く作られ、製品の重量が増加し、より大きな直径の穴を掘るように強制します
アスベストセメントのマイナス面は次のとおりです。
- インストールの難しさ。壊れやすい高速道路の設置には、非常に熟練したパフォーマーが必要です。作業は吊り上げ装置を使用して行われます。
- 糸切れ。幹のセクションは端から端まで接続されています-糸なしで固定点の完全な締め付けを達成することは問題があります。
- 疑わしいセキュリティ。アスベスト繊維にはクリソタイル(健康に悪影響を及ぼす発がん物質の源)が含まれているという説があります。ただし、実際にはこのステートメントは証明されていません。
- 掃除が難しい。コンクリートは、微細なひびが汚れを蓄積する多孔質材料です。ケーシング壁を高品質で洗浄するには、ウェルを完全に排水する必要があります。
石綿セメントケーシングの設置後、その後の坑井での掘削作業は除外されます。
材料の技術的特性により、「砂」の供給源の下でアスベストセメント製のパイプを使用することはできません。このケーシングは、深さ100 m以下の深度井戸に適用できます
表示#3-耐摩耗性と手頃な価格のプラスチック
最近では、ケーシング市場にプラスチックパイプが補充されています。現代の技術は、伝統的な鋼管と競合しています。
ポリマーからの要素の比較優位:
- 水に対する耐性-湿気の多い環境と常に接触しても、プラスチックに腐食は発生しません。
- 時間の経過とともにその構造を維持し、崩壊しない。
- 飲料水の組成に影響を与えません。
- 材料が病原菌の発生を誘発しない;
- 軽量で設置と輸送が簡単。
- ネジ接続を使用してカラムを組み立てることができ、ジョイントの絶対的な締め付けを保証します。
- 収益性-プラスチックパイプのある井戸は、金属やアスベストセメントのケーシングよりも桁違いに安価です。
ポリマー水路の推定耐用年数は約50年です。この理論は、材料の腐食不活性に基づいています。
プラスチックの主な欠点は強度が低いことです。したがって、ポリマーパイプは、深さ50 mを超えない単一のパイプウェル、または内部ケーシングとしての二重パイプにのみ設置できます。
プラスチック要素の使用に対する追加の議論は、極端な温度と機械的ストレスに対する感度です。プラスチックケースは地面の動きに耐えられず、激しい霜の中で変形します。
ポリマー取水管は、非可塑化ポリ塩化ビニル(PVC)、耐霜性ポリプロピレン(MPP)、低圧ポリエチレン(HDPE)など、さまざまな種類の原料から作られています。
ダウンホールポンプの供給管の選択は、ポリマーの技術的特性に基づいています。
最も耐久性のあるのはNPVCパイプです。弾性係数は3000 MPaです。直径12.5cmの製品は、30mの地面に沈めた場合、5トン以上の負荷に耐えることができます。UHFウェルケーシングは、ほぼすべてのタイプの土壌で実行できます
可塑化されていないポリ塩化ビニルの要素の弱点は、霜に対する感受性です。この問題は、ウェルに暖房ケーブルを設置することで解決します。
ポリマーMPPおよびPNDパイプは、耐霜性の優れた指標です。しかしながら、それらの密度は、多くの場合、独立したケーシングとしての使用には不十分です。ほとんどの場合、このようなプラスチックは2列のウェル配置で生産パイプとして使用されます。
高速道路のプラスチック要素は別様に結合されます。 PPパイプを接続するには、特別な溶接が使用されます。他のポリマーのラインを作成する場合は、ベル型またはネジ式の固定方法が使用されます
表示#4-結合パイプライン
腐食プロセスを減らし、供給水の品質を向上させるために、一部の掘削会社は技術に従って井戸をケーシングすることを提案しています 「パイプインパイプ」.
HDPE食品ポリマーからのプラスチックチャネルが鋼鉄ラインに挿入されます。
組み合わせた方法の利点:
- 汚染防止。プラスチックパイプは、水と鋼のケーシング壁の間の一種のバリアとして機能します。ポンプの設置に危険な錆がラインに入るのを防ぎます。
- 保守性。稼働中のポリマーパイプが損傷した場合は、ケーシングストリングの完全性を維持しながら、新しいパイプと交換することができます。
- 井戸のその後の深化の可能性。必要に応じて、プラスチック製の「スリーブ」を伸ばし、穴を開け、ポリマーラインを新しい地平線に重点を置いて元に戻します。
「パイプインパイプ」技術により、井戸に高品質のサービスを提供できます。定期的に洗浄を行い、フィルターをタイムリーに交換してください。
通常、プラスチック製の生産パイプは石灰岩を通過し、帯水層に深くなります。したがって、鋼は飲料水供給と接触しません。 「二重」高速道路の欠点-プロジェクトのコストが増加する
どのカラムアセンブリオプションが優れていますか?
ケーシングパイプとダウンホールストリングセグメント接続テクノロジーの一連の要件は、GOST 632-80に示されています。この規定により、さまざまな組み立て方法を使用できます。
接続方法に基づいて適切なタイプのパイプが選択されるため、この問題は坑井設計段階で解決する必要があります。
No. 1-溶接用パイプのワンピースコンタクト
溶接は、金属パイプの最も強固な接続を提供します。今日の方法の主な利点は、多くの掘削会社の代表によって疑問視されています。
溶接の使用に対する反対意見:
- 溶接の気密性が不十分である可能性;
- 垂直軸に沿ったパイプのたわみの可能性、これはウェルへのカラムの取り付けを複雑にします。
- シームの不十分な腐食保護。
ただし、溶接機の専門性が高い場合、これらの欠陥は発生しません。ほとんどの建築構造物(橋、農場、石油パイプライン)は鋼でできており、原則として溶接されています。
別の問題は、仕事の高品質なパフォーマンスには、溶接装置と認定された電気溶接機の関与が必要であることです。これらの対策は、実行される作業のコストを増加させ、経営組織の利益と競争力を低下させます。
溶接電極では、溶接の合金化を提供する保護コーティングが使用されます。これは金属の強度を高め、接合部の耐食性を高めます
No.2-スレッド式の水を持ち上げるチャンネル
90%の掘削企業を転がして井戸をケーシングする場合、GOSTの基準を示すネジ接続を使用します。かなり説得力がありますが、組織の管理者は、直径が146 mmで壁の厚さが少なくとも6 mmのパイプには規格が関連していることをよく黙っています。
ねじ式テクノロジーを使用すると、ケーシングストリングの寿命が大幅に短くなります。
厚さ4.5 mmのパイプでは、ねじのサイズが1.2〜1.5 mmになるとは限りません。腐食速度(0.1 mm /年)がわかっている場合、12〜15年後にパイプが接合部で回転すると想定できます。
プラスチック製のラインにネジ接続を使用しても、このような悲惨な結果はありませんが、最も信頼できると考えられています。
ポリマーパイプを結合するには、いくつかのオプションがあります。
- 乳首。プラスチックパイプの内側から糸を切ります。 2つの要素がニップルを介しておねじに接続されています。ピットの直径は増加しません。
- カップリング。パイプの両端にはおねじが付いています。ドッキングはオーバーヘッドのスリーブの助けを借りて行われ、貫通の直径が増加します。
- ベル型ネジ。スレッドセグメントは外面と内面で使用されます-ドッキングは追加の要素なしで実行されます。
ベル型のドッキングでは、ジョイントの直径のわずかな拡大が許容されます。
ウェルにスレッドなしで結合するベル型の方法は使用されていません-パイプをパイプに取り付けるプロセスを制御することは不可能です。さらに、この接続ではカラムに必要な気密性が得られず、時間が経つとドローダウンが発生します
圧力配管または非圧力配管?
唯一の真のオプションは、圧力管の使用です。そのような製品だけが二国間圧力に耐えることができます。外側から土壌の浮力が柱の壁に作用し、内部の水圧が作用します。
圧力ラインの配置は帯水層システムを早期の故障から保護します。配水管を選択するとき、その作動圧力の指標は、井戸の予想される流量と比較されます
以下のビデオレビューは、ウェルをケーシングするための最良のオプションを決定するのに役立ちます。
PVC-Uパイプのねじ接続の品質の比較:
溶接接続とねじ接続のある鋼管の概要:
金属とプラスチックのパイプの強度特性の確認:
前述のことから、結論はそれ自体を示唆しています。一年中生活している家で、井戸が唯一の一定の飲料水源である場合、水圧システムの安定性と信頼性を確保することが重要です。
最良のオプションは、鋼とプラスチックでできた2パイプカラムです。ポリマーは「季節的な」井戸を設定するときの浅い鉱山に適しています。
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