Jak wyciągnąć rurę osłonową z odwiertu: zasady prowadzenia prac demontażowych

Kiedy kolumna utrzymująca ściany odwiertu w niezmienionym stanie przestaje spełniać swoje funkcje, nieuchronnie pojawia się pytanie, jak wyciągnąć rurę z odwiertu przy jak najmniejszym nakładzie sił i środków finansowych. W tym celu stosuje się kilka metod. Wszystkie wymagają użycia specjalistycznego sprzętu.

W przedstawionym przez nas artykule szczegółowo opisano sprawdzone w praktyce sposoby wyciągania obudowy z ujęcia wodnego. Przedstawiono problemy, na które można natknąć się podczas wyciągania kolumny rur z otworu. Dzięki naszym zaleceniom zadanie zostanie rozwiązane przy minimalnym nakładzie sił i czasu.

Czym są rury osłonowe?

Odwiert to taka sama studnia, tylko bardzo głęboka i o małej średnicy. Aby wzmocnić ściany i zapewnić szczelność konstrukcji odwiertu, stosuje się rury osłonowe. Jeśli w gruncie występuje kilka warstw wody niezdatnej do picia, kolumna osłonowa nie dopuści do ich zmieszania się z czystą wodą pitną.

Jako rury osłonowe stosuje się rury metalowe, plastikowe i azbestowo-cementowe. Te pierwsze są wytrzymałe, dobrze opierają się obciążeniom mechanicznym. Produkowane są w średnicach od 114 do 508 mm. Wyposażone są w gwint, co ułatwia zarówno ich montaż, jak i demontaż.

Główne wady – podatność na korozję i wysoki koszt. Stosuje się je głównie do głębokich szybów z dużym zasobem wodnym.

Odwiert ze stalową rurą osłonową w razie potrzeby można odnowić. Jeśli kolumna wykonana jest z innego materiału, odnowienie przy użyciu narzędzi wiertniczych jest niemożliwe.

Wyroby z plastiku pozbawione są wad charakterystycznych dla rur stalowych. Wewnętrzna średnica rur PCV wynosi od 80 do 200 mm. Wyroby również posiadają gwint, są odporne chemicznie, lekkie. Rury plastikowe zagłębia się na głębokość nie większą niż 60 m.

Charakterystyki wytrzymałościowe i koszt plastikowych kolumn osłonowych mają optymalny stosunek. Wadą jest niska odporność na oddziaływania mechaniczne. Idealnie nadają się do urządzenia odwiertu na prywatnej posesji.

Rury azbestowo-cementowe mają średnicę 10–50 cm i długość do 500 cm. Stosuje się je coraz rzadziej. Są kruche i niebezpieczne dla zdrowia.

Kiedy konieczne jest wyciągnięcie rury osłonowej?

Przyczyn demontażu rury osłonowej ze studni jest w zasadzie tylko trzy:

1. Nastąpiło rozszczelnienie kolumny, co zdarza się z powodu niskiej jakości połączeń ogniw kolumny osłonowej lub korozji rur.
2. W kolumnie beznadziejnie zakleszczyło się narzędzie lub wyposażenie, przez co nie można wyjąć starej pompy i zainstalować nowej.
3. Wymagana jest zmiana konstrukcji studni rurowej: pogłębienie, przekształcenie filtra studziennego itd.

Pozostałe przypadki nie są powodem do wyjęcia konstrukcji. Czasami można uratować sytuację poprzez zamontowanie poliuretanowej wkładki o odpowiedniej średnicy. Jeśli zerwanie nastąpiło na dużej głębokości, demontaż jest po prostu niemożliwy. Wtedy łatwiej wywiercić nowe źródło, niż wydawać duże pieniądze na przywrócenie starego.

Jakie czynniki należy uwzględnić?

Zazwyczaj studnię na działce wierci się na dużą głębokość, dlatego wyjęcie z niej rury osłonowej jest nie lada wyzwaniem.

Przed podjęciem decyzji o takim przedsięwzięciu należy dokładnie znać odpowiedzi na następujące 6 pytań:

• z czego wykonana jest rura osłonowa;
• waga wyrobu;
• na jakiej głębokości znajduje się jej podstawa;
• ile czasu minęło od jej założenia;
• w jakich warunkach była eksploatowana;
• czy istnieje wystarczająco ważny powód, dla którego należy ją zdemontować.

Możliwe, że prace demontażowe okażą się tak skomplikowane, pracochłonne i kosztowne finansowo, że bardziej racjonalne będzie nie szukanie rozwiązania, jak łatwo i szybko wyjąć rurę ze studni, ale zrezygnować z tego pomysłu na rzecz decyzji o budowie nowego źródła wody.

Lista towarzyszących problemów

W trakcie wyjmowania rury osłonowej z ziemi można napotkać szereg nieprzyjemnych niespodzianek. Należy być wcześniej przygotowanym na to, że przygotowany blok i wciągarka nie poradzą sobie z zadaniem z powodu niewystarczającej siły ciągu. Wtedy trzeba będzie zamówić dźwig, a to doda kolejnych problemów: potrzebny jest wjazd, przez co nieuchronnie ucierpi krajobraz.

Należy wziąć pod uwagę fakt, że rura może być tak “ściśnięta” przez grunty, że konieczne będzie zmniejszenie współczynnika tarcia poprzez wykopanie otworów wokół głowicy i wlanie do nich dużej ilości wody. Z wilgotnej ziemi rura wyjdzie znacznie łatwiej. Skutkiem ubocznym takich działań jest ryzyko zawalenia się ścian szybu.

Przy wyciąganiu rury osłonowej nie obejdzie się bez specjalnego sprzętu. Pod nią wykonuje się wytrzymały pokład z szyn, wyrobów walcowanych lub belek

Niewystarczająca sztywność wyciąganej rury. Jeśli jest wykonana z azbestocementu, to o jej wyjęciu bez uszkodzeń nie może być mowy.

Po prostu się rozpadnie i wydostanie na powierzchnię w postaci oddzielnych fragmentów, a odłamki znajdą się na dnie studni. Lepiej nie używać ponownie takiego szybu, jeśli usunięto z niego rurę azbestową, biorąc pod uwagę, że materiał ten jest daleki od bezpiecznego.

Przygotowanie do demontażu otworu odwiertu

Wiedząc o możliwych trudnościach, należy solidnie przygotować się do procesu.

Pierwszy krok – określenie ciężaru elementu, w tym celu:

• mierzy się głębokość studni, średnicę rury, grubość ścianek;
• otwiera się podręcznik i, kierując się średnicą i grubością ścianek, znajduje się wagę 1 mb;
• mnoży się znalezioną wartość przez głębokość szybu i otrzymuje się żądaną masę rury.

Ta wartość będzie podstawą przy wyborze wciągarki pod względem siły uciągu. Jeśli liczba okaże się solidna i nie istnieje wciągarka o takiej sile uciągu, jedyną opcją jest zamówienie dźwigu. Gdy odchylenia od wartości obliczeniowej są nieznaczne, wystarczy zwykła wciągarka.

Sposoby usuwania rury z odwiertu

Profesjonaliści mają swoje metody wyciągania rur osłonowych: naciąg z późniejszym zerwaniem, płukanie z rozhuśtywaniem, wykręcanie.

Metoda naciągu do wyciągania kolumny

Aby skorzystać z tej metody, potrzebny będzie system talowy lub podnośnik. Siła powstająca podczas naciągu przekracza krytyczną granicę plastyczności materiału rury osłonowej. Dlatego konstrukcja może nie wytrzymać i pęknąć.

Algorytm procesu jest następujący:

1. Wokół wylotu rury wykopuje się rów o głębokości około 1 m.
2. Na rurę zakłada się chomąto, a do niego mocuje się liny, po czym konstrukcję lekko naciąga się.
3. Chomąto, do którego przymocowana jest lina, przesuwa się niżej i powtarza te same czynności. Zapewnia to płynne wyciąganie.
4. Górną krawędź konstrukcji osłonowej wyciąga się aż do pojawienia się przerwania. Fragment wyjmuje się z szybu, a pozostałą część chwyta się specjalnym narzędziem chwytakowym i kontynuuje proces, albo po wymianie uszkodzonej części kolumny, rurę osłonową umieszcza się z powrotem na swoim miejscu.

Wariant ten warto stosować do demontażu rur o dużej średnicy i grubych ściankach.

Wyciągnięcie w ten sposób całej linii jest praktycznie niemożliwe. Najczęściej rura nie będzie nadawać się do dalszego użytku.

Jeżeli oś odwiertu ma odchylenie od pionu, taki sposób wydobycia nie może być zastosowany. Do tak skomplikowanej pracy lepiej wynająć ekipę wiertniczą.

Tak wygląda mechaniczny chwyt – chwyt, za pomocą którego mocuje się rurę. Proces wydobycia może utrudnić pęknięcie i zakleszczenie kolumny, dlatego należy uwzględnić plastyczność materiału.

Tal (wciągnik) używany do podnoszenia powinien mieć dużą nośność. Najlepszym rozwiązaniem jest użycie podnośników (domkratów). Należy wiedzieć, że nie można liczyć na dalsze wykorzystanie wydobytej rury.

Wyciąganie metodą przepłukiwania

Jeżeli rura osłonowa nie wychodzi z gruntu z powodu utworzenia się korka piaskowego, do jej wydobycia stosuje się stosunkowo prostą metodę – płukanie i rozciąganie. Do tego potrzebna jest pompa ze specjalnym urządzeniem do płukania. Część ciśnieniową pompy podłącza się do górnej części rury.

Ciśnienie powinno być minimalne, ale wystarczające do cyrkulacji wody. Kolumnę płucze się, a po wypłynięciu piasku zwiększa się ciśnienie. Korpus rury rozbuja się, obracając ją za pomocą wirnika (rotora) i rozluźniając. Wszystko to wykonuje się równolegle z płukaniem. W ten sposób zmniejsza się współczynnik tarcia, a kolumna łatwiej wyjdzie z odwiertu.

Idealny przypadek to taki, w którym średnica rury pozwala nie tylko na zamocowanie pompy w górnej części, ale także na opuszczenie drugiej do podstawy kolumny. Wtrysk powrotny wody uruchamia się, gdy krawędź węża do płukania opuści się poniżej buta kolumny osadowej o 300 cm. Proces kontynuuje się aż do całkowitego usunięcia korka piaskowego wokół rury.

Czasami podczas podnoszenia rury do 10 m jej wydobycie staje się niemożliwe z powodu silnego zagęszczenia korka. W takim przypadku jest tylko jedno wyjście – wyjmować poszczególne fragmenty. Osobno należy omówić sam proces wydobycia rury.

Najpierw na jej korpus przyspawa się odcinek zbrojenia o średnicy około 18 mm. Ten element jest potrzebny do zamocowania lin wyciągarki i rozpoczęcia podnoszenia kolumny osłonowej.

Do podnoszenia należy przyłożyć pionowo skierowaną siłę ciągnącą. W tym celu w najwyższym punkcie wydobywanej rury montuje się blok, przez który przerzuca się linę. Podczas obracania bębna wyciągarki moment obrotowy przekształcany jest w siłę pociągową.

Rurę o niewielkim ciężarze można wydobyć za pomocą dźwigni. Jej koniec umieszcza się pod przyspawanym zbrojeniem i przykładając siłę, stopniowo wyciąga się kolumnę z gruntu.

Zastosowanie metody odkręcania

Zastosowanie tej metody pozwala odkręcić elementy kolumny osłonowej i wyciągnąć je z odwiertu.

Do zastosowania tej metody potrzebny jest zapas narzędzi:

• kielich łowiący;
• rotor;
• młot udarowy;
• torpedy kumulacyjne;

Specjalny kielich łowiący z gwintem lewym oraz stalową rurę wiertniczą opuszcza się do szybu. Za pomocą rotora obraca się rury w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.

Po wykonaniu około 20 obrotów, wykonuje się przemieszczanie kolumny osłonowej, zwiększając obciążenie do maksimum. Jeżeli łapana rura nie ulega zerwaniu, przemieszczanie i odkręcanie powtarza się. Rezultatem tych wysiłków powinno być niecałkowite wykręcenie połączeń.

Przyrządy do wyławiania rur są wyposażone w chwyty spiralne lub zaciskowe. Średnica wyławianej rury powinna być mniejsza niż średnica korpusu łapacza rur.

Jeśli nie udało się poluzować gwintu nawet po serii cykli, używa się specjalnego narzędzia, którego obracanie powoduje drgania rur dzięki tarciu i przenoszeniu momentu obrotowego na wydobywany stojak.

Rezultat: po obracaniu narzędzia przez 1 godzinę połączenie się rozluźnia. W następnym etapie chwyta się górny obrzeże kolumny i odkręca jej fragment. Aby wydobyć odkręconą część rury na zewnątrz, przykłada się siłę naciągu. Czynności powtarza się, aż cała kolumna zostanie zdemontowana, a wszystkie jej elementy znajdą się na górze.

Proces odkręcania opiera się na kombinacji obciążeń od momentu obrotowego i siły naciągu. Stojak osłonowy najpierw się odkręca, a następnie wyciąga na zewnątrz. Aby kolumna nie uległa zerwaniu, moment obrotowy i siła naciągu muszą być stale kontrolowane.

Kiedy wszystkie wysiłki nie prowadzą do sukcesu, stosuje się radykalną metodę — naruszenie integralności konstrukcji poprzez użycie torped kumulacyjnych. W wyniku ich wybuchu na zadanej głębokości na korpusie rur pojawiają się pierścieniowe nacięcia. Pozostaje odciąć poszczególne elementy za pomocą perforatora lub innego narzędzia tnącego.

Wszystkie te prace są w zasięgu wyspecjalizowanych organizacji. Ich koszt jest niemały, dlatego w celu samodzielnego wydobycia rury właściciele domów podmiejskich szukają innych dróg.

Sprzęt fabryczny i domowej roboty

Do wydobycia rury osłonowej z głębokiego odwiertu profesjonaliści stosują sprzęt fabryczny.

Charakteryzują go takie parametry nominalne, jak ciśnienie w MPa, siła skoku — prostego i odwrotnego w t, maksymalny moment w kN/m, największa siła zacisku lub wydobycia w t, kąt obrotu zacisków, masa w kg, gabaryty w mm, zakres średnic wyciąganych rur.

Zestaw składa się z płyty nośnej z zamontowanym na niej stałym chwytakiem i dwoma cylindrami hydraulicznymi, płyty górnej, ruchomego chwytaka, za pomocą którego zaciska się rury.

Tłoczyska cylindrów z hydraulicznym powrotem łączą podpory wyposażone w poprzeczkę, na której opiera się płyta górna. Do zaciskania kolumny podporowej na tej płycie znajduje się specjalny chwytak ruchomy. Zarówno chwytak nieruchomy, jak i ruchomy, to 3-klinowe krzywki z wewnętrznym gwintem, umieszczone w oprawce.

Cylindry hydrauliczne podłącza się do stacji pomp. W przypadku wystąpienia sytuacji awaryjnej, gdy siła do wyciągnięcia rury jest niewystarczająca, stosuje się urządzenie do rozklinowania zacisku. Napięcie może być niewystarczające, gdy na skutek nieprzewidzianych okoliczności pojawią się dodatkowe siły tarcia między korpusem rury a ściankami otworu wiertniczego.

Sprzęt montuje się na stojaku rurowym (obudowy) i zaciska go za pomocą ruchomego chwytaka, a następnie podnosi. Podniesienie jest równe wielkości skoku tłoków. Następnym krokiem jest unieruchomienie rury nieruchomym chwytakiem i powrót górnej płyty do położenia wyjściowego. Rurę wyciąga się poprzez powtarzanie tych czynności. Podczas wyciągania kolumny rur jest ona podtrzymywana przez dźwig.

Za pomocą takiego sprzętu wyciąga się z ziemi rury osłonowe (obudowy), których górna część jest prawie niewidoczna, ponieważ urządzenie ma niski chwyt. Kolejną zaletą mechanizmu jest możliwość podnoszenia rur stalowych o szerokim zakresie rozmiarów.

Do demontażu rury o małej średnicy na własnej działce można również samodzielnie wykonać odpowiedni sprzęt. Będzie do tego potrzebne 2 ceowniki (kształtowniki) na stojaki, bęben na linę, łożysko o średnicy wewnętrznej 40 mm, lina (linka), uchwyt (rękojeść).

Wykonuje się dwie podpory o wysokości około 1 m i szerokości około 0,6 m. Mają one kształt odwróconej litery T. U góry do stojaków mocuje się łożysko, a przez nie przepuszcza się oś. Na osi mocuje się bęben i uchwyt.

Liną (linką) owija się rurę i zaczyna obracać bęben. Rura stopniowo wychodzi z gruntu. Jeśli demontażowi podlega wyrób z tworzywa sztucznego, stosuje się specjalny zacisk (uchwyt).

W miarę wyciągania rury linę opuszcza się niżej. Gdy konstrukcja ma znaczną długość, stosuje się specjalne urządzenie – zawiesie, aby utrzymać kolumnę podczas przenoszenia liny na nową pozycję.

Podsumowanie i przydatny film na ten temat

Wideo #1. Autor filmu nagrał proces usuwania rury osłonowej PVC:

Wideo #2. Narzędzia i sprzęt do wyciągania rury osłonowej:

W zależności od możliwości finansowych i dostępności sprzętu można skorzystać z dowolnej metody wyciągnięcia rury. Ważne jest zachowanie ostrożności i niezaniedbywanie zasad bezpieczeństwa. Być może po wszystkich obliczeniach zdecyduje się Pan/Pani, że lepiej będzie wykonać nowy odwiert.

Jeśli musiał Pan/Pani kiedyś wyciągnąć rurę osłonową z otworu wiertniczego, proszę opowiedzieć, w jaki sposób udało się ją wydobyć. Proszę podzielić się informacjami, które mogą być przydatne dla odwiedzających witrynę w podobnych sytuacjach. Proszę pisać komentarze, zadawać pytania, zostawiać posty z własną opinią na temat zaproponowanego przez nas materiału i zdjęć na ten temat.