Характеристика одноконтурногтенного котла для отопления

Что из себя представляют одноконтурные газовые котлы + их принцип действия и наиболее популярные производители

26.07.2019 1,539 Просмотров

Владельцы частных домов стремятся создать в своем жилье максимальный комфорт, соответствующий всем представлениям о благоустройстве.

Наиболее эффективными средствами достижения этого считаются газовые отопительные котлы.

Они не требуют постоянного внимания, экономичны и стабильны.

Существуют различные конструкции этих агрегатов, но базовым вариантом являются одноконтурные котлы.

Рассмотрим их внимательнее:

Что такое одноконтурный газовый котел и в чем отличие от двухконтурного?

Одноконтурные газовые котлы предназначены для выполнения только одной, базовой функции — нагрева теплоносителя. Они имеют один первичный теплообменник, и больше никаких задач не решают.

Это позволяет сократить число узлов и деталей в конструкции агрегата и повысить надежность, устойчивость ко всем нагрузкам и воздействиям. Отличие этих конструкций от двухконтурных состоит в отсутствии самостоятельной подготовки ГВС.

Однако, одноконтурные котлы вполне в состоянии обеспечить дом горячей водой, надо только соединить их с внешним бойлером-накопителем.

Достоинства и недостатки

К достоинствам одноконтурных котлов можно отнести:

• простота, надежность конструкции;
• отсутствие лишних узлов и деталей;
• меньше риск поломки, стабильнее работа устройства;
• отсутствие дополнительных узлов снижает вес котла;
• при использовании внешнего бойлера появляется возможность подачи горячей воды, причем, этот способ считается более эффективным;
• цена одноконтурных моделей ниже.

Недостатками можно считать:

• нет возможности самостоятельной подготовки горячей воды;
• стоимость внешних бойлеров довольно высока, а для монтажа требуется место;
• в летнее время приходится расходовать топливо на нагрев воды во внешнем бойлере (если он есть);
• использование внешних накопителей увеличивает нагрузку на теплообменник и повышает расход топлива.

Принцип действия

Одноконтурные установки работают на принципе проточного нагрева теплоносителя с помощью газовой горелки. Процесс происходит в теплообменнике, куда поступает обратный поток из отопительного контура.

Получая максимальную температуру, жидкость выходит из теплообменника и поступает в трехходовой кран. В нем происходит подмешивание более холодной обратки к горячему потоку, чтобы создать заданную режимом температуру.

Подготовленный теплоноситель при помощи циркуляционного насоса выходит из котла и направляется в отопительный контур для очередного круга циркуляции. За перемещение жидкости отвечает циркуляционный насос, а за подачу воздуха и вывод дыма — вентилятор турбонаддува.

Контроль за работой агрегата ведет система самодиагностики (датчики, терморезисторы) подключенная к электронной плате управления.

Все возникающие проблемы отображаются на дисплее в виде специального обозначения той или иной ошибки.

Существует несколько конструкций, которые обладают определенными признаками.

По способу монтажа:

• настенные. Устанавливаются навесным способом на несущие стены. Изготавливаются из более легких деталей и узлов, поэтому их мощность ограничена;
• напольные. Более мощные и тяжелые котлы, способные отапливать помещения увеличенного размера.

По типу камеры сгорания:

• атмосферные (открытые). Работают на принципе газовой плиты. Воздух поступает непосредственно из помещений, а дым уходит в традиционную трубу печного типа под действием естественной тяги;
• турбированные. Подача воздуха осуществляется специальным вентилятором турбонаддува. Внутри возникает избыток давления, вытесняющего дым через специальный дымоход горизонтального типа.

По материалу теплообменника:

• стальные. Наиболее распространенный для бюджетных моделей тип конструкции. Обычно имеют трубчатую конструкцию, реже создаются в виде водяной рубашки;
• медные. Устанавливаются в форме змеевика в более дорогих моделях;
• чугунные. Применяются только для напольных моделей, так как имеют большой вес и размер. Демонстрируют высокую производительность и стабильность.

По способу теплопередачи:

• конвекционные. Нагрев теплоносителя зависит от режима работы газовой горелки;
• конденсационные. Применяется двухступенчатый способ подготовки жидкости — сначала она частично нагревается в конденсационной камере, после чего окончательно доводится до нужной температуры обычным способом. Для первичного нагрева используется тепловая энергия, выделяемая при конденсировании выводимого дыма.

Нужен ли бойлер?

Бойлер косвенного нагрева — это емкость, внутри которой расположен змеевик с теплоносителем. Он присоединен к специальным патрубкам котла, предназначенным для подобных устройств.

При движении по змеевику горячего теплоносителя происходит нагрев воды в емкости. По мере разбора производится пополнение объема, который постоянно подогревается циркулирующим теплоносителем.

Необходимость установки бойлера возникает в случаях, когда пользователь желает обеспечить подачу ГВС.

Если котел используется только для обогрева, дополнительные устройства не нужны.

Наиболее популярные производители

Лидерами в изготовлении одноконтурных котлов являются европейские компании.

В их число входят:

• Viessmann. Немецкая компания, известная высоким качеством и долговечностью своей продукции;
• Vaillant. Также немецкая фирма, хорошо известная российским пользователям. Производит несколько серий котлов, адаптированных под сложные российские условия эксплуатации;
• Baxi. Один из лидеров итальянской теплотехники;
• Ariston. Еще один представитель итальянской индустрии. Славится качеством и доступными ценами;
• Bosch. Транснациональный немецкий концерн, производящий огромное количество технических устройств, в том числе — одноконтурные газовые котлы;
• Protherm. Словацкая фирма, предлагающая широкий выбор качественных газовых котлов;
• Navien. Это компания из Южной Кореи. Славится высоким качеством и доступными ценами на все модели котлов.

Приведенный перечень нельзя считать завершенным. Эти производители — лишь наиболее известные на российском рынке.

Монтаж и установка

Технология монтажа зависит от типа котла — настенные модели требуют предварительного крепления специальных кронштейнов, идущих в комплекте поставки. Напольные устанавливаются либо прямо на поверхность, если она удовлетворяет противопожарным требованиям, либо ставятся на специальные подставки.

Необходимо обеспечить правильное положение котла относительно центрального дымохода (для атмосферных моделей), либо предварительно проделать отверстие в стене и провести горизонтальный трубопровод. После установки подключают коммуникации.

Базовыми являются:

• подача газа;
• прямая и обратная линии отопительного контура.

Кроме этого, большинство одноконтурных котлов оснащены патрубками для подключения внешнего бойлера. Если его нет, устанавливаются заглушки.

Подключение бойлера можно осуществить и другим способом — в разрыв линии подачи. Вход бойлера подключают к прямому трубопроводу котла, а выход соединяют с отопительным контуром.

Рейтинг ТОП-5 настенных одноконтурных котлов

Рассмотрим наиболее востребованные и популярные модели настенных одноконтурных котлов:

MORA-TOP Meteor Plus PK24SK

Газовый котел конвекционного типа, спроектированный и изготовленный чешскими инженерами.

Мощность агрегата составляет 24 кВт, что соответствует 240 кв. м. обслуживаемой площади. Котел обладает электронным управлением, многоступенчатой защитой от внешних воздействий или сбоев в режиме работы.

Основные параметры:

• КПД — 90 %;
• температура теплоносителя (макс) — 80°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 2,6 м3/час;
• размеры — 400x750x380 мм;
• вес — 27,5 кг.

Модели такой мощности — наиболее востребованы, поскольку примерно соответствуют потребностям частных домов среднего размера.

BAXI ECO Four 1.14 F

Итальянский конвекционный газовый котел. Мощность агрегата составляет 14 кВт, что подойдет для помещений до 140 кв.м.

Это могут быть квартиры, офисы, небольшие дома. Агрегат обладает закрытой камерой сгорания, позволяющей установить его в кухне.

Рассмотрим его характеристики:

• КПД — 92,5 %;
• температура теплоносителя (макс) — 85°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 1,7 м3/час;
• размеры — 400x730x299 мм;
• вес — 31 кг.

Итальянская теплотехника славится своим качеством, но цены нельзя назвать слишком доступными.

Viessmann Vitopend 100-W A1HB001

Качество немецкой техники давно стало эталоном для всех производителей. Котел Vitopend 100-W A1HB001 подтверждает сложившееся мнение.

Его мощность составляет 24 кВт, наиболее востребованное значение для обогрева дома в 240 кв. м. Турбированная горелка не распространяет запахов дыма, поэтому возможен монтаж в кухне или иных внутренних помещениях дома.

Параметры:

• КПД — 91 %;
• температура теплоносителя (макс) — 80°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 2,77 м3/час;
• размеры — 400x725x340 мм;
• вес — 31 кг.

Агрегат можно перевести на питание сжиженным газом, для чего придется поменять комплект форсунок и немного изменить настройки.

Buderus Logamax U072-24

Качественный отопительный котел от известного немецкого производителя.

Фирма является «дочкой» концерна Bosh, что красноречиво свидетельствует о качестве и возможностях агрегата. Мощность составляет 24 кВт, отапливаемая площадь — 240 кв. м.

Основные характеристики:

• КПД — 92 %;
• температура теплоносителя (макс) — 82°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 2,8 м3/час;
• размеры — 400x700x299 мм;
• вес — 31 кг.

Агрегат оснащен медным теплообменником в форме змеевика. Это увеличивает теплопередачу и делает работу котла более долговечной и стабильной.

Protherm Пантера 25 KTO

Существует две модификации этой модели — от 2010 и 2015 года.

Они мало отличаются друг от друга. в более свежей конструкции устранены некоторые недочеты и немного увеличена мощность. Она составляет 25 кВт, позволяя обогревать дома площадью 250 кв. м.

Параметры котла:

• КПД — 92,8 %;
• температура теплоносителя (макс) — 85°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 2,8 м3/час;
• размеры — 440x800x338 мм;
• вес — 41 кг.

Оборудование из Словакии пользуется заслуженным успехом у покупателей.

Отличительной особенностью являются наименования серий. Например, все серии настенных котлов носят имена животных из семейства кошачьих.

Рейтинг ТОП-5 напольных одноконтурных котлов

Рассмотрим наиболее популярные модели напольных одноконтурных котлов:

Protherm Волк 16 KSO

Газовый котел конвекционного типа, изготовленный в Словакии. Его особенностью является энергонезависимость, позволяющая эксплуатацию в условиях отдаленных поселков или в районах с частыми авариями на линии.

Он оснащен горелкой открытого типа, стальным теплообменником. Мощность агрегата подойдет для обогрева дома в 160 кв. м. и составляет 16 кВт. О

стальные характеристики:

• КПД — 92,5 %;
• температура теплоносителя (макс) — 80°;
• давление к отопительном контуре — 1 Бар;
• расход газа — 1,9 м3/час;
• размеры — 390x745x460 мм;
• вес — 41 кг.

Конструкция котла содержит 2-ходовой теплообменник, что позволяет увеличить количество жидкости, проходящей нагрев.

Это позволяет усилить естественную циркуляцию, необходимую для работы энергонезависимых установок.

Лемакс Премиум-20

Концепция российских производителей отличается от западного подхода. Там во главу угла ставят максимально широкие возможности, но для эксплуатации в России надо обеспечить надежность и непрерывность процесса.

Поэтому наши производители создают преимущественно энергонезависимые котлы. Мощность этой модели составляет 20 кВт, позволяя отапливать 200 кв. м. площади.

Параметры агрегата:

• КПД — 90 %;
• температура теплоносителя (макс) — 90°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 2,4 м3/час;
• размеры — 556x961x470 мм;
• вес — 78 кг.

Дополнительным бонусом к покупке котла станет длительный срок гарантии, составляющий 3 года.

Лемакс Премиум-12,5

Отопительный напольный котел, изготовленный в Таганроге, Демонстрирует мощность 12,5 кВт. Это позволит обогреть 125 кв. м. площади. Это энергонезависимый агрегат с атмосферной камерой сгорания.

Основные характеристики:

• КПД — 90 %;
• температура теплоносителя (макс) — 90°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 1,5 м3/час;
• размеры — 416x744x491 мм;
• вес — 55 кг.

Все управление и устройства защиты работают на механическом принципе, Что исключает возможность перегорания или отключения.

Лемакс Премиум-25N

Еще один продукт завода из Таганрога, обладающий мощностью 25 кВТ. Это дает возможность обслуживать помещение размером 250 кв. м.

Его параметры:

• КПД — 90 %;
• температура теплоносителя (макс) — 90°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 3 м3/час;
• размеры — 470x961x556 мм;
• вес — 83 кг.

Характеристики всех котлов фирмы Лемакс мало отличаются друг от друга, только по уровню мощности и размеру агрегатов.

MORA-TOP SA 60

Чешский напольный газовый котел, мощность которого составляет 49,9 кВт. Это подойдет для отопления большого помещения — до 500 кв. м.

• КПД — 92 %;
• температура теплоносителя (макс) — 85°;
• давление к отопительном контуре — 3 Бар;
• расход газа — 5,8 м3/час;
• размеры — 700x845x525 мм
• вес — 208 кг.

Этот котел оснащен массивным теплообменником из чугуна, дающим высокую эффективность и равномерность теплоотдачи.

Диапазон цен

Цена одноконтурного котла зависит от его мощности и может составлять от 12 до 80 тыс. руб. Этот диапазон указан для бытовых моделей, установки для промышленного использования значительно дороже.

Отзывы владельцев

Информация, которую предлагают производители, часто не соответствует действительности.

Иногда расхождения вызваны обычными маркетинговыми соображениями, чаще разница возникает из-за несоответствия условий эксплуатации и заводских испытаний. Они производятся в лаборатории и близки к идеальным, но на практике картина резко меняется.

Рассмотрим точку зрения владельцев одноконтурных моделей газовых котлов:

Что такое одноконтурный газовый котел. Преимущества и недостатки

Хорошее отопление частного дома — залог высокого уровня комфорта и уюта. Современные технологии позволяют добиться оптимальной температуры в помещении при помощи такого приспособления, как одноконтурный газовый котёл. что это такое и зачем он нужен рассмотрим подробнее в этой статье.

Настенные и напольные модели

Котел представляет собой устройство системы отопления с одним теплообменником, который предназначен для нагревания теплоносителя. Сразу стоит отметить, что одноконтурные котлы не используются для горячего водоснабжения.

Если выделять основные преимущества данных аппаратов, то получается следующее:

• ценовая доступность в сравнении с другими котлами, например, двухконтурными;
• большой ассортимент марок, производителей и функционала, что позволяет выбрать самое подходящее для себя;
• наличие автоматической регулировки;
• экономный расход газа;
• возможность соединения нескольких котлов в единую систему отопления (каскадную);
• надежность конструкции.

Возвращаясь к вопросу выбора одноконтурного котла для частного дома, отдельно можно упомянуть, что видов такой техники существует несколько:

1. Настенный котёл. Один из самых популярных и функциональных котлов в основном для малых, частных сооружений. Оптимальная площадь — до трехсот квадратных метров. Имеет сравнительно небольшой вес (около 50 кг) и занимает совсем немного пространства. Если сравнивать его с напольной версией, то его мощность и производительность будут меньше. Максимальная мощность — 35 кВт.
2. Напольные котлы. Такие средства отопления уже обладают более внушительными характеристиками. Напольный котел смело можно приобретать для помещений свыше 300 квадратов площадью. Мощность до 120 кВт.

Выбирать из этих двух вариантов всегда стоит, опираясь на свои предпочтения и особенности помещения. Иногда, даже для больших домов целесообразнее подключать два настенных котла, а иногда — один напольный.

Принцип работы одноконтурных котлов

Механика отопительного оборудования довольно проста, однако принцип работы в конечном итоге будет зависеть от конструкции самого котла.

Сама же конструкция включает в себя:

• горелочное устройство;
• один теплообменник;
• систему безопасности;
• механизмы, регулирующие работу (насос, двигатель, вентиль, датчики давления и т.д.).

В зависимости от внутреннего устройства меняются основные характеристики котла. В частности, бывают одноконутрные газовые котлы с открытой или закрытой камерой сгорания.

Принцип работы одноконтурного котла с одним контуром выглядит следующим образом:

1. Включение газовой горелки.
2. Старт циркуляции теплоносителя.
3. Поступления теплоносителя в общую систему.
4. Спустя небольшой промежуток времени, жидкость возвращается обратно в теплообменник по трубопроводу и цикл повторяется.

Это общая схема работы газовых котлов, универсальная практически для всех его видов.

Разновидности одноконтурных котлов

Выше уже говорилось о том, что существуют напольные и настенные котлы. Однако, разделить такое оборудование можно не только по типу размещения, но и еще по нескольким базовым параметрам. Например:

• по камере сгорания;
• по мощности;
• по типу горелки;
• по материалу изготовления.

Если ориентироваться на разделение по камере сгорания, то бывают следующие одноконтурные котлы:

1. Атмосферный тип — классическое и популярное решение для отопительных газовых котлов в частном доме. Для запуска в таких моделях используется пьезорозжиг, а регулировка осуществляется через специальные терморегуляторы. Для таких котлов очень важно обеспечить хороший воздухообмен в помещении их установки, потому что кислород для процесса горения поступает именно оттуда.
2. Турбированный тип — такие котлы справедливо считаются более современным оборудованием. Для забора воздуха и отвода газов используется коаксиальная труба, а для циркуляции потоков — специальные турбины. кислород в топу уже поступает не из помещения, а с улицы. КПД 92-93%.

Мощность и тип горелки — очень взаимосвязанные критерии, которые смело можно объединить. Типов горелок для одноконтурных газовых котлов выделяют всего три:

1. Одноступенчатые. Этот тип является очень энергозависимым, температура подогрева контролируется включением и выключением устройства.
2. Двухступенчатые. Довольно экономный вариант за счет регулярного автопереключения между 30% и 100% номинальной мощности. принцип работы у таких горелок довольно прост: когда теплоноситель нагревается до определенного значения — мощность плавно уменьшается до 30 процентов. Работает все на автоматике, используется электророзжиг.
3. Модуляционные горелки. Разброс мощности в них самый широкий — от 10% до 100%. переключение также, как и у двухступенчатых зависит от температуры теплоносителя и давления в водопроводе. Считаются самыми энергоэкономными.

Теплообменники для одноконтурных котлов делаются из меди, алюминия, чугуна и нержавеющей стали

Схема подключения к отоплению

Подключение (обвязка) котла выполянется по определенным правилам и стандартам. Соблюдать все требования крайне необходимо во избежании неприятных последствий. Схемы подключения одноконтурных котлов ничем не отличаются от двухконтурных.

Основные правила:

1. Установка одноконутрного котла должна происходить в помещении, отгороженном от других жилых комнат.
2. Объем помещения, где располагается котел не должен быть меньше 14 кубов. Вокруг устройства должно быть достаточно места для обеспечения доступа к нему для обслуживания.
3. Подключение узлов отопления должно происходить строго в соответствии с технической документацией. Все нормативы и требования обычно указаны в инструкции по эксплуатации.
4. Подключать к котлу внешний бойлер можно только в случае, если это обусловлено технической возможностью. Если такой опции не предусмотрено изначально — подключение любых сторонних агрегатов является грубым нарушением правил.
5. В схеме обвязки обязательно должны присутствовать системы водоподгтовки и подпитки контура. Энергозависимые модели котлов подключается через стабилизатор или ИБП,

Пробный пуск агрегата проводится в присутствии компетентного специалиста той компании, которая продала котел. Специалисты так же оценивают правильность монтажа. После чего в документах ставится отметка о том, что котел перешел в состояние эксплуатации.

Если стоит задача использовать котел не только для отопления, но и для горячего водоснабжения, то рекомендуется подключить его к бойлеру косвенного нагрева.

Схема устройства одноконтурного газового котла стандарта для многих производителей и выглядит следующим образом:

Одноконтурные котлы с бойлером косвенного нагрева

Многие современные модификации таких котлов уже предусматривают встроенную накопительную емкость для таких целей.

Существенных технических различий между котлами со встроенным бойлером и теми, которые необходимо подключать к внешнему — нет. Однако, все же есть преимущество у котлов уже оснащенных бойлером косвенного нагрева — это экономия времени сил на поиск дополнительных деталей и оборудования.

Обвязка настенного одноконтурного котла с бойлером косвенного нагрева такая:

1. Ёмкость и котел должна находиться на расстоянии 2-3 метров друг от друга.
2. Бойлер должен создать малый цикл отопления, замкнув оба трубопровода — подающие и обратный.
3. На подающем трубопроводе устанавливают трехходовый клапан.
4. После нагрева воды в бойлере начнет подаваться теплоноситель в большой круг отопления.

Одноконтурные газовые котлы с бойлером косвенного нагрева хороши тем, что автоматика устройства, анализируя определенные параметры, сама решает, куда направить свою мощность — на ГВС или отопление помещения.

Для работы Вам могут понадобиться:

• расширительный бачок;
• трубы, обратные клапаны;
• циркуляционный насос;
• крепеж для настенных котлов;
• провода и мелкая электрообвязка;
• герметики, уплотнители, накладки;
• газовый ключ;
• разные гаечные ключи;
• разводной ключ;
• строительный уровень;
• перфоратор;
• отвертки и шуруповерт;
• прочие инструменты.

Очень важно действовать согласно инструкциям и соблюдать все правила безопастности.

Одноконтурные котлы для теплого пола

Для подогрева полов часто используются одноконтурные газовые котлы. Выбор модели будет сильно зависеть от площади отапливаемого помещения.

Средние показатели таковы:

• площадь до 100 кв.м. — мощность 6-10 кВт;
• 140-300 кв.м. — мощность 12-25 кВт;
• от 300 до 400 — достаточно окло 30 кВт;
• от 400 до 500 кв.м — 35-40 кВт.

Сразу стоит сказать, что данные цифры являются сугубо ориентировочными. У многих моделей настенных котлов есть специальные режимы работы в системе теплого пола. При включении такого режима котел переходит в рабочий режим 35-50 градусов. Как раз та температура, которая необходима для работы водяного теплого пола.

Важно понимать, что при низкотемпературном режиме работы у газовых котлов понижается КПД и увеличивается выработка конденсата.

Большим спросом в данном направлении пользуется конденсационный котел, который относится к турбированному типу. Их с уверенностью можно назвать самым современным видом газовых котлов, заточенных под системы водяного теплого пола.

Его особенность заключается в том, что экономия газа при их использовании может достигать 40%, при достаточно хорошем КПД (108-109%). Однако, их стоимость значительно выше других котлов.

Идеальный вариант для отопления дома: одноконтурный газовый котёл, какой именно выбрать?

Газовое отопление – это эффективный способ теплоснабжения частного жилья, прежде всего ввиду низкой стоимости магистрального газа, а также высоких показателей КПД, присущих подобным формам отопления.

При этом, котел – центральный элемент любой локальной газовой отопительной системы, отвечающий непосредственно за выработку тепловой энергии и ее передачу циркулирующему теплоносителю.

Устройство и принцип работы одноконтурного газового котла

Современные котлы классифицируются по техническим характеристикам, а также по особенностям конструкции, прежде всего — по количеству подключаемых контуров. Одноконтурные котлы используются только для отопления, двухконтурные аналоги, кроме обогрева, позволяют обеспечить отапливаемые помещения горячим водоснабжением автономного типа.

Фото 1. Схема установки газового котла совместно с водонагревателем. Первое устройство обеспечивает нагрев системы отопления, второе водоснабжения.

Устройство любого одноконтурного котла включает в себя следующие элементы:

• патрубки прямой и обратной подачи;
• камеру сгорания, оснащенную горелкой;
• теплообменник;
• дымоход;
• систему управления и электронные элементы, отвечающие за автоматизацию.

Кроме вышеозначенных составляющих, некоторые одноконтурные модели оснащаются встроенными расширительными баками, нивелирующими термическое увеличение теплоносителя, и циркуляционными насосами, ускоряющими прокачку по отопительному контуру. Однако необходимость наличия данных элементов определяется исходя из характеристик используемого котла и особенностей конструкции всей системы.

Важно! Средний одноконтурный газовый прибор способен обеспечить эффективный обогрев помещений суммарной площадью до 300 м 2 .

Независимо от комплектации, работа каждого газового одноконтурного котла происходит по следующей схеме:

1. В камеру сгорания через форсунки подается воздушно-газовая смесь. При ее сжигании вырабатывается тепловая энергия, направляемая через теплообменник для нагрева теплоносителя (воды либо специального антифриза), непрерывно циркулирующего в контуре отопления.

1. Теплоноситель переносит тепло от котла до радиаторов, установленных в отапливаемых помещениях, после чего в остывшем состоянии возвращается в котел и цикл повторяется сначала.

Таким образом, основное отличие конструкции одноконтурных котлов от двухконтурных аналогов заключается в возможности подключения только одного жидкостного контура, отвечающего за отопление. Иные особенности рассматриваемых устройств зависят от конкретной модификации агрегата.

Основные виды

Котлы классифицируются в зависимости от следующих особенностей конструкции:

• Способ установки. В продаже имеются настенные и напольные агрегаты: первые устанавливаются на пол либо на специальное основание, настенные — крепятся на стену. Напольным конструкциям присущи высокая мощность, долговечность и автономность, настенным — компактность.
• Тип камеры сгорания. В моделях с камерой открытого вида подача воздуха и удаление продуктов горения происходят естественным путем: воздух поступает из помещения, в котором установлен котел, а отработанные газы выводятся в традиционный вертикальный дымоход. В котлах с камерой закрытого типа подача воздуха и его удаление осуществляются принудительно, за счет работы встроенной турбины: циркуляция ведется в автоматическом режиме через коаксиальный дымоход, выводящийся на улицу через стену.
• Принцип использования тепловой энергии. В одноконтурных конвекционных котлах для нагрева теплоносителя применяется только тепло, вырабатываемое при сжигании воздушно-газовой смеси — при этом часть тепловой энергии теряется, поскольку содержится в выводимых продуктах горения. Одноконтурные конденсационные котлы оснащаются дополнительным теплообменником, отвечающим за отъем тепловой энергии, содержащейся в отработанных газах.
• Материал теплообменника — производятся из чугуна либо стали. Для первых характерна высокая устойчивость к коррозии, повышенная теплопроводность и долгий срок службы. Стальные теплообменники менее долговечны, однако, более устойчивы к температурным перепадам и механическим воздействиям.

Фото 2. Одноконтурный газовый котел, сделанный из чугуна. В верхней части устройства располагается панель управления.

• Способ розжига. В приборах с пьезоэлементом для запуска агрегата требуется собственноручное нажатие соответствующей кнопки. В моделях, оснащенных системой автоматического розжига, подключение и остановка котла осуществляются в автономном режиме, в соответствии с настройками, заданными пользователем.
• Тип горелки. От этой особенности конструкции агрегата зависит возможность регулирования интенсивности работы газовой горелки, установленной в камере сгорания. Обычные горелки не позволяют менять насыщенность пламени, в то время как модулируемые элементы дают такую возможность, причем как в ручном, так и в автоматическом режиме.

Справка. Выбор в пользу той или иной модификации осуществляется в зависимости от условий эксплуатации, а также личных предпочтений и финансовых возможностей пользователя.

Характеристики одноконтурного газового котла

Отопительный газовый котел представляет собой устройство, при помощи сгорания топлива (природного или сжиженного газа) осуществляющего нагрев теплоносителя.

Устройство (конструкция) газового котла: горелка, теплообменник, теплоизолированный корпус, гидравлический блок, а также приборы безопасности и управления. Такие котлы на газе требуют подключения дымохода для отвода продуктов сгорания. Дымоход может быть как обычный вертикальный, так и коаксиальный («труба в трубе») для котлов с закрытой камерой сгорания. Многие современные котлы комплектуются встроенными насосами для принудительной циркуляции воды.

Принцип работы газового котла – теплоноситель, проходя через теплообменник, нагревается и далее циркулирует по системе отопления, отдавая полученную тепловую энергию через радиаторы, теплый пол, полотенцесушители, а также обеспечивая нагрев воды в бойлере косвенного нагрева (в случае его подключения к котлу на газе).

Теплообменник – металлическая емкость, в которой нагревается теплоноситель (вода или антифриз) – может быть выполнен из стали, чугуна, меди и т.д. Надежность и долговечность газового котла зависят от качества теплообменника в первую очередь. Чугунные теплообменники устойчивы к коррозии и имеют длительный срок службы, но чувствительны к резкому перепаду температур и отличаются значительным весом. Стальные емкости могут страдать от ржавчины, поэтому их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями, обеспечивающие продление «жизни» прибора. Стальные теплообменники являются наиболее распространёнными при производстве котлов. Медным же теплообменникам коррозия не страшна и благодаря высокому коэффициенту теплопередачи, малому весу и габаритам такие теплообменники часто используются в настенных котлах, но из минусов следует отметить, что они дороже стальных.
Помимо теплообменника немаловажной деталью котлов газовых является горелка, которая может быть различных видов: атмосферная или вентиляторная, одноступенчатая или двухступенчатая, с плавной модуляцией, двойная.

Для управления газовым котлом используется автоматика с различными настройками и функциями (например, погодозависимая система управления), а также устройства для программирования работы и удаленного управления котлом.

Основными техническими характеристиками газовых котлов отопления являются: мощность, количество контуров обогрева, тип топлива., вид камеры сгорания, тип горелки, способ монтажа, наличие насоса и расширительного бака, автоматика управления котла.

Какой выбрать лучший газовый котел и как подобрать по площади? Подробнее можно узнать в статье: Как выбрать газовый котел.

Чтобы определить необходимую мощность газового котла отопления для частного загородного дома или квартиры используется простая формула – 1 кВт мощности котла для обогрева 10 м 2 хорошо утепленного помещения при высоте потолков до 3 м. Если требуется обогрев подвала, застекленного зимнего сада, помещений с нестандартными потолками и т.п. мощность котла на газе должна быть увеличена. Также необходимо увеличение мощности (порядка 20-50%) при обеспечении газовым котлом и горячего водоснабжения (особенно если необходим нагрев воды в бассейне).

Особенность расчета мощности у газовых котлов: номинальное давление газа, при котором котел работает на 100% заявленной производителем мощности, для большинства котлов составляет от 13 до 20 мбар, а фактическое давление в газовых сетях в России может быть и 10 мбар, а иногда и ниже. Соответственно, газовый котел часто работает только на 2/3 своих возможностей и это необходимо учитывать при расчете. Более подробно с таблицей расчета мощности котла отопления можно ознакомиться здесь

Большинство газовых котлов можно перевести с работы от природного газа на сжиженный газ (баллонный пропан). Многие модели переключаются на сжиженный газ заводским способом (при покупке уточняйте эти характеристики модели), либо к газовому котлу дополнительно поставляются форсунки (жиклеры) для переключения на баллонный газ.

Плюсы и минусы газовых котлов:

Газовые котлы – это оптимальный выбор при наличии магистрального газа или сжиженного газа.

(+) дешевизна использования
(+) экономичность
(+) простота эксплуатации
(+) высокая мощность
(+) компактные размеры
(+) популярность
(+) множество вариантов производителей и стоимости

(-) необходимость постоянного наличия газа и его достаточное давление
(-) жесткие требования к установке
(-) необходимость получения разрешения на установку
(-) постоянный контроль за утечкой газа
(-) необходимость профессионального подключения и обслуживания
(-) определённые требования к помещению, где установлен котёл

Отопительный котел может иметь один (только для обогрева) или два контура (отопление и горячее водоснабжение (ГВС)). К одноконтурному котлу для обеспечения горячей водой можно подключить внешний бойлер (от 100 до 3000 литров на выбор покупателя, оптимальный вариант при большом расходе горячей воды или при нескольких точках водоразбора). Также можно обратить внимание на котлы со встроенным бойлером. Конечно, они отличаются бОльшими габаритами и весом, чем обычные, и в некоторых случаях их ремонтопригодность ниже, как и любого другого прибора, сочетающего два устройства, но иногда это является лучшим вариантов обеспечить и тепло и воду сразу.

Самые экономичные котлы – конденсационные. Благодаря использованию современных технологий, КПД таких котлов на 10-11%, чем у обычных.
Принцип работы конденсационного котла: при сжигании газа образуются продукты сгорания, в которых присутствует большое количество пара. Пар при конденсации выделяет определённое количества тепла, которое также можно применять для нагрева теплоносителя. Конденсация пара происходит в специальном теплообменнике увеличенной площади, который и поставляет дополнительное тепло для системы отопления. Плюсы конденсационных котлов – исключительная эффективность и экономичность по сравнению с обычными, минусы – высокая цена и необходимость постоянного отвода конденсата, который образуется в теплообменнике.

Газовые котлы по способу монтажа могут быть напольные и настенные (навесные). Настенные котлы чаще всего имеют небольшую мощность и габариты, а промышленные котлы большой мощности относятся к напольным, имеют большие размеры и устанавливаются в котельные большой площади.

Подключение котла осуществляется в соответствии с прилагаемой к нему инструкцией по монтажу и эксплуатации. Каждый вариант газового котла имеет свои особенности установки по конкретному месту. Чтобы правильно установить и подключить газовый котел отопления необходимо обратиться к профессиональным монтажникам, имеющим допуск для работы с газовым оборудованием.

Требования к помещению, нормы и правила установки газового котла: Для газового оборудования предъявляются строгие требования как к помещению, где оно будет установлено, так и к самому оборудованию и способу монтажа. Подробно с этой темой можно ознакомиться здесь: Правила и требования к установке газовых котлов

Обвязка котла – это устройства для полноценной работы системы отопления и водоснабжения. В нее входят: насосы, расширительные баки, фильтры (при необходимости), коллекторы, обратные и предохранительные клапаны, воздушные клапаны, вентили и т.д. Также понадобится приобрести радиаторы, соединительные трубы и вентили, терморегуляторы, бойлер и др. Вопрос выбора котла достаточно серьезный, поэтому подбор оборудования и его полную комплектацию лучше доверить профессионалам.

Какой котел самый лучший? На российском рынке газового котельного оборудования есть свои лидеры по качеству и надежности. Лучшие фирмы-производители и марки газовых котлов представлены в ассортименте:

«Премиум-класс» или “Люкс” – самые надежные и долговечные, удобные в управлении, комплект собирается как «конструктор», дороже остальных. К таким производителям можно отнести немецкие компании Buderus и Viessmann.

«Средний класс» – хорошие показатели, средняя по уровню цена, не так престижно, но вполне надежно, представлены стандартные типовые решения. Это итальянские котлы Ariston, Hermann и Baxi, шведские Electrolux, немецкие Unitherm и котлы из Словакии Protherm.

«Эконом-класс» – бюджетные простые газовые котлы, срок службы меньше, чем у котлов более высокой категории. У некоторых производителей есть бюджетные модели газовых котлов, например, Ferroli или Нева Люкс. Отечественные газовые котлы и котлы импортных брендов, но российского производства (сборки) отличаются доступными ценами и высокой ремонтопригодностью.

Посмотрите также:

Требуется помощь в выборе или не нашли нужную модель? Позвоните!

Обсадная колонна (труба)

Каждая обсадная колонна имеет свое название и предназначение

Обсадная колонна – это труба, применяемая в скважинах для изоляции ствола скважины от пластовых флюидов и укрепления стенок ствола скважины.

Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, чаще всего изготовляются из стали с двумя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые c раструбным концом).
Резьба труб выполняется конического, треугольного или специального трапецеидального профиля.
Для создания герметичности при высоких давлениях нефти и газа (более 30 МПa) применяются соединения с уплотнительными элементами.

Каждая обсадная колонна имеет свое название и предназначение:

• крепление скважины начинается с ее приустьевой части. Для этого используется 1 труба или колонна, которая называется Направление. Именно эта колонна во время работы не позволяет устью скважины размыться и обвалиться. Также с его помощью происходит постоянное движение жидкости. Как правило, направление является единственным в структуре, но случаются исключения, когда крепление устья скважины осуществляется посредством 2 х направлений по причине почвенных особенностей;
• разделение верхнего интервала разреза горных пород (неустойчивых отложений, водоносных и поглощающих пластов, зон многолетнемерзлых пород) происходит с помощью кондуктора (кондукторной колонны). Благодаря его наличию нефтеносные горизонты остаются чистыми. Это 2 я обсадная колонна, спускаемая в ствол буровой скважины. На нее устанавливают противовыбросовое оборудование; а кольцевое пространство за колонной обычно цементируют по всей длине;
• промежуточная обсадная колонна. Существуют ситуации, когда в скважине попадаются зоны, бурение которых ведется при совершенно различных условиях. Их необходимо разделить, что и делается с помощью промежуточной обсадной колонны. Они бывают сплошными, хвостовиками и летучками. 1 е перекрывают ствол скважины полностью. 2 е были разработаны с целью закрепления исключительно необсаженных частей скважины. Ну и, наконец, к использованию последних обращаются только при наличии сложных интервалов. Такие колонны полностью автономны от предшествующих им обсадных колонн или же от тех, которые будут идти дальше;
• завершается скважина эксплуатационной колонной обсадных труб, призванная разделить между собой продуктивные горизонты и все остальные породы. Именно она является главным конструктивным элементом скважины, находящимся непосредственно на уровне горизонта полезных ископаемых. Расположение данной колонны и предопределяет ее назначение, которое заключается в извлечении полезных ископаемых из скважины. Нельзя для крепления, например, начала скважины и ее завершения использовать одни и те же обсадные колонны.
• профильный перекрыватель (летучка) – промежуточная обсадная колонна, необходимая для перекрытия интервала осложнений и не имеющая связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами. Обычно неизвлекаемые. Существуют извлекаемые профильные перекрыватели, при использовании которых идет развальцовывание лишь верхней и нижней цилиндрических частей, а извлечение производят с помощью специального инструмента. Такие летучки могут иметь в поперечном сечении цилиндрическое или лепестковое исполнение. Обычно предварительно интервал, в который будет установлен перекрыватель, расширяют. Затем перекрыватель спускается на колонне бурильных труб, в которые после этого сбрасывается шарик, перекрывающий отверстие в башмаке перекрывателя. Цементировочный агрегат обеспечивает его впрессовку в стенки скважины, а после извлечения бурильных труб – развальцовывание специальным инструментом.
• Хвостовик – обсадная колонна потайного типа, которая устанавливается в специальной системе подвески в предыдущей обсадной колонне (внахлест на 20 – 50 м). В зависимости от твердости горных пород разрабатываемого коллектора хвостовик может цементироваться или нет.

Что такое обсадная труба для скважины: устройство обсадных колонн, виды обсадки скважин

Обсадная труба используется для создания колонны внутри пробуренного скаженного колодца. Трубы для обсадки скважины могут быть из разных материалов. Правильная обсадная колонна (кондуктор) создаётся из металлических труб внутрь которых вставляется колонна и ПВХ.

1. Определение и назначение обсадной трубы
2. Виды обсадных труб для скважин
3. Трубы из металла
4. Трубы из асбестоцемента
5. Трубы из пластика
6. Расчет диаметра трубы для обсадки скважины
7. Устройство обсадки скважины
8. Рекомендации и полезное видео

Определение и назначение обсадной трубы

Давайте разберемся, что же такое обсадная труба для скважины. Это трубопровод, собранный из труб вертикально, где все элементы соединены герметично, и каждый из них имеет армированный кожух.

1. Обеспечивают целостность водозаборного шурфа.
2. Уберегают источник от сдвигов пластов грунта, обвалов породы.
3. Не позволяют просачиваться грязным грунтовым водам внутрь.
4. Обеспечивают водозабор из чистых водоносных пластов.
5. Защищает насос, установленный внутри, кабель и передаточный шланг.
6. Не дают возможности естественному давлению грунта «запечатать» скважину.

Труба для скважины может изготавливаться из различных типов материалов. В любом случае все элементы должны быть соединены при монтаже в единую целостную герметичную конструкцию.

Виды обсадных труб для скважин

Трубы для скважины различаются не только по способности переносить нагрузки. Данный параметр зависит от толщины стенок. При выборе труб обсадных для скважины, необходимо учитывать, из какого материала они изготовлены.

Каждый из них имеет ряд преимуществ и недостатков, что определяет целевое назначение. Если не понятно, какие трубы лучше для скважин той или иной глубины, читайте далее или обратитесь к специалистам.

Трубы из металла

Здесь есть еще одна классификация. Изделия делятся на виды, и бывают:

• чугунными или стальными;
• эмалированными;
• оцинкованными;
• из нержавейки.

Сказать однозначно, какая обсадная труба для скважины лучше нельзя, потому что каждый тип находит применение в зависимости от климата, особенностей грунта, глубины залегания водоносных платов, других факторов.

Самым популярным видом металлических обсадных труб являются стальные. Сталь применима для устройства артезианских скважин, когда глубина доходит до отметки залегания известняковых водоносных пластов. Не знаете, какую трубу выбрать для скважины? Сталь – универсальный материал, который подойдет для источника любого типа и целевого назначения. Преимуществами являются:

1. Продолжительный период эксплуатации.
2. Высокая несущая способность при небольших габаритах.
3. Невосприимчивость к внешним механическим воздействиям и деформациям.
4. Устойчивость к истиранию, возможность чистить источник от донных отложений.

За все перечисленные требования к обсадным трубам придется заплатить. Высокая стоимость и большой вес – это минуты металлический обсадок для скважин. В процессе эксплуатации у воды появляется металлический привкус. Самостоятельно смонтировать шурф тяжело ввиду большой удельной массы.

Трубы из асбестоцемента

Это материал, себестоимость которого ниже. Он устойчив к воздействию солей. Асбестоцемент уже много лет используется при строительстве гидросооружений. Перечень главных преимуществ следующий:

1. Исключается появление очагов коррозии.
2. Допустимый эксплуатационный период – 65 лет.
3. Стоимость доступна, всегда имеется в продаже.

Но есть и ряд недостатков, и первый из них заключен в том, чтобы такие обсадные трубы не применяют для обустройства артезианской скважины. Кроме того:

1. Сложный монтаж, необходимость применения спецтехники.
2. Материал хрупкий, боится механических ударов, что усложняет транспортировку.
3. Предусмотрено фланцевое соединение или сочленение стык в стык, что не гарантирует герметичность.
4. Требуется регулярное обслуживание. На поверхности появляется налет, который придется снимать.

Диаметр обсадной трубы для скважины и толщина стенок варьируется, но представленный ассортимент обладает меньшим диапазоном сфер применения, чем металл или пластик.

Трубы из пластика

Полиэтилен НД, ПВХ и полипропилен продолжает выдавливать с рынка конкурентов из металла и бетона. Популярность обеспечили конкурентные преимущества, коих много:

1. Увеличенная продолжительность эксплуатации.
2. Абсолютная инертность по отношению к солям и другим химическим элементам.
3. Исключено появление очагов коррозии, гниения.
4. Малый удельный вес позволяет выполнять работы без строительной техники.
5. Предусмотрено резьбовое соединение, позволяющее добиться абсолютной герметичности.
6. Простота транспортировки, хранения, использования ввиду малого веса.

Чтобы понять, какую трубу лучше использовать для скважины, если бюджет ограничен, добавьте в этот список низкую стоимость. Недостатком можно выделить ограничение по глубине скважины, которая не может превышать 60 метров. В остальном все зависит от выбранной толщины стенок и геометрии сечения.

Расчет диаметра трубы для обсадки скважины

Рассчитывая планируемый дебит, нельзя забывать, что он напрямую зависит от диаметра обсадных труб. Иными словами, запас воды больше в том источнике, для устройства проектом предусмотрен больший диаметр труб для скважины на воду.

Согласно принятых норм, расход, достаточный для решения бытовых задач семьи, проживающей в частном доме, составляет 0,7 кубометров в час. Именно столько должно пребывать в скважину, чтобы водоснабжение было непрерывным.

Но и это не единственный фактор, влияющий на выбор. В учет берутся параметры насосного оборудования, которое планируется установить. В среднем, чтобы прокачать 4 кубометра воды, потребуется насос, диаметр корпуса у которого порядка 8 см. Должен быть запас, который составляет по 5 мм с каждой стороны.

Это расстояние от насоса до внутренней поверхности обсадной трубы. Поэтому в данном случае к 80 мм нужно прибавить 2 раза по 5 мм. Получается, что для реализации поставленной задачи потребуется обсадная труба, диаметр которой 100 мм.

Устройство обсадки скважины

Основных узлов, которые входят в комплекс обсадки, всего три:

1. Донный фильтр. Не позволяет попадать песку и глине в насос, оставляя его чистым и работоспособным.
2. Тонкий фильтр. Очищает воду от мелких включений, делая ее пригодной для бытового применения.
3. Оголовок. Своего рода герметичная крышка обсадной колонны, которая имеет отверстия для подключения трубопровода и прокладки силового кабеля.

Сами же стенки обсадной колонны могут быть металлическими, пластиковыми или асбестоцементные по желанию заказчика. Ограничениями могут служить только технологические особенности участка и качественный состав среза грунта.

Не нужно забывать и о значении целевого назначения и типа источника:

1. Абиссинский колодец для полива. Подойдут бетонные трубы, так как их стоимость полностью оправдана.
2. Скважина на песок. Подходит пластик, так как глубина такой скважины не более 90 метров.
3. Артезианский источник. Металлические трубы. Артезианская вода находится на глубине 100-350 метров.

На больших глубинах соответствующее давление, которое выдерживает металл. Если есть возможность приобрести нержавейку – отлично. Вода будет пригодна для питья все время пользования. Оцинковка служит долго. Эмалированные трубы не разъедают вещества, содержащиеся в почве. Но выбор диктует отведенный бюджет.

Рекомендации и полезное видео

Сразу нужно определиться с целевым назначением источника. Если это абиссинский колодец для полива угодий, то нет смысла тратиться. Вода для бытовых нужд в любом случае должна подвергаться фильтрации, если она течет из скважины на песок. Это – золотая середина. Артезианская вода целебная и чистая. Чтобы она все время оставалась такой, лучше не экономить.

Какая обсадная труба лучше:

Спонсор статьи предлагает плиты перекрытия, цены отличные, высокое качество ЖБ плит.

МАТЕРИКОВАЯ ДОБЫЧА НЕФТИ

ПОДГОТОВКА СКВАЖИН К ЭКСПЛУАТАЦИИ

Понятие конструкции скважины

– это совокупность элементов крепи горной выработки с поперечными размерами, несоизмеримо малыми по сравнению с ее глубиной и протяженностью, обеспечивающая при современном техническом и технологическом вооружении безаварийное, с учетом охраны недр, экономичное строительство герметичного пространственно устойчивого канала между флюидонасыщенными пластами и остальной частью вскрытого геологического разреза, а также дневной поверхностью, эксплуатирующегося в заданных режимах и времени в зависимости от назначения: изучение геологического разреза, разведка и оценка газонефтеносности отложений, добыча продукции, поддержание пластовых давлений, наблюдение за режимом эксплуатации месторождения и др.

В газонефтяной отрасли нет также единого методического подхода к оценке качества проектирования и строительства скважин, в том числе их конструкции.

Основные элементы скважины

Основными элементами скважины являются: устье, забой, ствол, обсадная колонна, фильтр, цементное кольцо.

– это начало скважины, образованное короткой вертикальной зацементированной трубой – направлением.

– это дно ствола скважины.

– это горная выработка, внутри которой располагаются обсадные колонны и производится углубление скважины.

– участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Фильтром может служить необсаженный колонной участок ствола, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями.

– затвердевший цементный раствор, закачанный в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной с целью его герметизации.

Цементное кольцо предназначено для надежной изоляции друг от друга интервалов геологического разреза (в том числе и продуктивных) на весь период строительства, эксплуатации и обеспечения жесткой связи обсадных колонн со стенками скважины с целью формирования прочной и герметичной постоянной крепи.

Система обсадных колонн и цементных колец за ними составляют скважины.

Обсадные колонны

– это свинченные друг с другом и опущенные в ствол обсадные трубы с целью изоляции слагающих ствол горных пород. Различают первую обсадную колонну – кондуктор, последнюю обсадную колонну – эксплуатационную колонну, в том числе хвостовик, промежуточные обсадные колонны, в том числе летучки (лайнеры).

Обсадные колонны предназначены для изоляции стенок скважин от рабочего пространства ствола в процессе бурения и эксплуатации и обеспечивают требуемую прочность и герметичность при воздействии на них внутренних и внешних воздействий в первую очередь давления. Для создания необходимой изоляции кольцевого пространства, остающегося между обсадными колоннами, оно заливается жидким цементным раствором, твердеющим через определенное время.

Обсадные колонны по назначению подразделяются следующим образом.

– первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва буровым раствором и обрушения, а также для обеспечения циркуляции жидкости. Направление, как правило, одно. Однако могут быть случаи крепления скважин двумя направлениями, когда верхняя часть разреза представлена лессовыми почвами, насыпным песком или имеет другие особенности. Обычно направление спускают в заранее подготовленную шахту или скважину и бетонируют на всю длину. Иногда направление забивают в породу, как сваю.

Различают шахтное (или шахтовое) направление и удлиненное направление. Шахтное устанавливается, как правило, во всех случаях и его длина составляет 3-10 м. В зависимости от конкретных условий может устанавливаться удлиненное направление или от одного до нескольких направлений и в этом случае длина может достигать 100 м. Направление спускается по возможности в глинистый пласт. Диаметр колонны колеблется от 245 до 1250 мм. Трубы, используемые в качестве направления, на прочность не рассчитываются и не опрессовываются.

– колонна обсадных труб, предназначенных для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

Кондуктор в зависимости от геологических условий устанавливается на глубину в среднем до 100 м, а максимальная глубина до 600 м. Диаметр кондуктора, как правило, колеблется в диапазоне 177-508 мм. Он опрессовывается, как и цементное кольцо.

Шахтное направление и кондуктор являются обязательными элементами конструкции скважины.

Промежуточная обсадная колонна (их может быть несколько) служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин.

Промежуточные обсадные колонны могут быть следующих видов:

• сплошные – перекрывающие весь ствол скважины от забоя до ее устья независимо от крепления предыдущего интервала;
• хвостовики – для крепления только необсаженного интервала скважины с перекрытием предыдущей обсадной колонны на некоторую величину;
• летучки – специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для перекрытия интервала осложнений и не имеющие связи с предыдущими или последующими обсадными колоннами.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками являются, во-первых, практическим решением проблемы спуска тяжелых обсадных колонн и, во-вторых, решением задачи по упрощению конструкции скважин, уменьшению диаметра обсадных труб, зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

– последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа или для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна.

Диаметр обсадной колонны

Проектирование диаметров обсадных колонн и долот начинают с эксплуатационной колонны и далее методом снизу-вверх. Расчет диаметров обсадных труб ведется «изнутри» с диаметра эксплуатационной колонны. Исходя из предполагаемого дебита скважины и экономического обоснования, выбирается диаметр эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны определяет диаметры бурения под обсадные колонны для всей скважины, а количество промежуточных колонн определяет конструкцию колонной головки. Увеличение диаметра эксплуатационной колонны позволяет использовать более производительное скважинное оборудование, позволяет эксплуатировать в скважине одновременно несколько пластов и облегчает проведение подземного ремонта. С другой стороны увеличение диаметра эксплуатационной колонны ведет к увеличению металлоемкости обсадных колонн, объему бурения и цементирования. Возрастают нагрузки на колонную головку и ее металлоемкость. Все это ведет к увеличению затрат на строительство скважины. Уменьшение диаметра эксплуатационной колонны снижает стоимость ее строительства, но увеличивает затраты, связанные с эксплуатацией скважины. Так применение малогабаритного оборудования ведет к увеличению затрат на приобретение до 2-3х раз. Усложняется поведение подземного ремонта, что ведет, как правило, к увеличению затрат времени, и, следовательно, и материалов, а в некоторых случаях не позволяет произвести необходимый ремонт.

Сооружение скважины

Только сооруженная скважина может ответить на вопрос: имеется ли в данном районе нефтяное или газовое месторождение и какова промышленная ценность залежи углеводородов.

Сооружение скважины, независимо от ее назначения (разведочная, параметрическая, эксплуатационная и т.д.), включает в себя следующие основные этапы:

1. Геологическое обоснование места сооружения и составление проекта скважины, которые позволяют наилучшим образом выполнить поставленную задачу.
2. Монтаж технических средств для наиболее качественного и экономичного сооружения скважины.
3. Проводку ствола скважины, обеспечивающую высокую скорость углубления при минимальных затратах.
4. Глубинные геофизические и технологические исследования, позволяющие подробно изучить геологический разрез, термодинамические параметры вскрытых скважиной пластов, отобрать образцы горных пород и пластовых флюидов для лабораторных исследований.
5. Крепление ствола обсадными трубами и цементом, обеспечивающее длительную безаварийную эксплуатацию скважины как инженерного сооружения и ее экологическую безопасность.
6. Изготовление глубинного фильтра, обеспечивающего качественную и надежную гидродинамическую связь продуктивного пласта с полостью эксплуатационной колонны и препятствующего проникновению в колонну горной породы и других загрязняющих углеводороды примесей.
7. Оборудование устья скважины, включающее, при необходимости, подвеску колонны насосно-компрессорных труб, обеспечивающее качественное испытание скважины и дальнейшую длительную эксплуатацию ее как объекта добычи углеводородов.

При бурении в скважину последовательно спускается определенная конструкция, состоящая из обсадных труб. Каждая последующая колонна вставляется в предыдущую, и поэтому имеет все меньший диаметр.

Дно скважины называется забоем. После проведения цементирования скважины образуется новый забой, который называется «искусственный забой». В процессе эксплуатации на забой осаждаются примеси, части изношенного оборудования или упущенный при проведении подземного ремонта инструмент и т.п., что при замерах изменяет глубину скважины и новая точка называется «текущий забой».

Если продуктивный пласт обсаживается, то низ или башмак эксплуатационной колонны устанавливается всегда (после прохождения через пористый продуктивный пласт) в непроницаемую породу. Это позволяет вскрыть продуктивный пласт, предотвратив его обводнение, что само по себе является серьезной проблемой, и может сделать скважину непродуктивной, т.е. не давшей нефти.

После создания герметичной конструкции скважины в эксплуатационную колонну, напротив продуктивного пласта, спускается на забой устройство (перфоратор), которое проделывает отверстия в обсадных трубах и цементном кольце и соединяет продуктивный пласт и скважину. Эти отверстия заполняются газом и пластовой жидкостью (нефтью), поступающей из пласта под избыточным давлением и заполняют скважину.

Требования к конструкции скважин

В зависимости от назначения скважин конструкция может существенно изменяться, но всегда должна удовлетворять некоторым общим требованиям, которые сводятся к следующему:

• надежное разобщение пройденных пород и их герметизация, что вытекает из требований охраны недр и окружающей среды и достигается за счет прочности и долговечности крепи, герметичности обсадных колонн, межколонных и заколонных пространств, а также за счет изоляции флюидонасыщенных горизонтов;
• получение максимального количества горно-геологической и физической информации по вскрываемому скважиной разрезу;
• возможность оперативного контроля за вероятным межколонным или заколонным перетоком флюидов;
• длительная безаварийная работа при условии безопасного ведения работ на всех этапах жизни скважины;
• конструкция должна иметь определенный диаметр обсадных труб, что особо относится к эксплуатационной колонне;
• быть стабильной (не изменять своих первоначальных характеристик в течение длительного времени или после проведения определенных технологических операций);
• эффективное фиксирование конструкции в стволе скважины;
• возможность аварийного глушения скважины;
• возможность трансформации одного вида скважины в другой за счет максимальной унификации по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Кроме перечисленных, конструкция скважины должна удовлетворять определенным технологическим требованиям, основными из которых являются:

• хорошая гидравлическая характеристика (минимум сопротивлений);
• максимально возможное использование пластовой энергии в процессе подъема продукции на дневную поверхность за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и конструкции забоя;
• возможность проведения всех видов исследований известными и перспективными глубинными приборами;
• проведение всех технологических операций в скважине, в том числе и по воздействию на продуктивный горизонт;
• применение различных способов эксплуатации с использованием эффективного оборудования, в том числе и с большими нагрузками на стенку скважины (колонны).

Разработка конструкции скважины

Основные параметры конструкций скважины: число и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора.

Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах:

• геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород;
• назначение и цель бурения скважины;
• предполагаемый метод заканчивания скважины;
• способ бурения скважины;
• уровень организации, техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ;
• уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения;
• способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины.

К объективным геологическим факторам относят предполагаемую и фактическую литологию, стратиграфию и тектонику разреза, мощность пород с различными проницаемостью, прочностью, пористостью, наличие флюидосодержащих пород и пластовые давления.

Геологическое строение разреза горных пород при проектировании конструкции скважин учитывают как неизменный фактор.

В процессе разработки залежи ее начальные пластовые характеристики будут изменяться, так как на пластовые давления и температуру влияют продолжительность эксплуатации, темпы отбора флюидов, способы интенсификации добычи и поддержания пластовых давлений, использование новых видов воздействия на продуктивные горизонты в целях более полного извлечения нефти и газа из недр, поэтому эти факторы необходимо учитывать при проектировании конструкции скважин.

Конструкция скважин должна отвечать условиям охраны окружающей среды и исключать возможное загрязнение пластовых вод и межпластовые перетоки флюидов не только при бурении и эксплуатации, но и после окончания работ и ликвидации скважины. В связи с этим необходимо обеспечивать условия для качественного и эффективного разобщения пластов. Это один из главнейших факторов.

Все технико-экономические факторы – субъективные и изменяются во времени. Они зависят от уровня и степени совершенства всех форм организации, техники и технологии буровых работ в совокупности. Эти факторы влияют на выбор конструкции скважин, позволяют ее упростить, однако не являются определяющими при проектировании. Они изменяются в широких пределах и зависят от исполнителей работ.

Таким образом, принципы проектирования конструкций скважин прежде всего должны определяться геологическими факторами.

Простая конструкция (кондуктор и эксплуатационная колонна) не во всех случаях рациональна. В первую очередь это относится к глубоким скважинам (4000 м и более), вскрывающим комплекс разнообразных отложений, в которых возникают различные, иногда диаметрально противоположные по характеру и природе осложнения.

Следовательно, рациональной можно назвать такую конструкцию, которая соответствует геологическим условиям бурения, учитывает назначение скважины и другие, отмеченные выше, факторы и создает условия для бурения интервалов между креплениями в наиболее сжатые сроки. Последнее условие является принципиальным, так как практика буровых работ четко подтверждает, что чем меньше времени затрачивается на бурение интервала ствола между креплениями, тем меньше число и тяжесть возникающих осложнений и ниже стоимость проводки скважины.