Бурение скважин | Технология | Цены | Фото и видео | Техническая литература
    
   

Выбор конструкции скважин
 






Техническая литература



Станок для бурения БУР-50:
Бурение скважин
  Выбор конструкции скважин зависит от ряда факторов (их назначения, геологических и гидрогеологических условий, экономической целесообразности и т. д.) и определяется в каждом конкретном случае проектом работ по разведке месторождений подземных вод. Ниже приведены общие рекомендации по выбору и обоснованию конструкций скважин:

1) поисково-картировочные скважины должны иметь простые конструкции, лишь в верхней части, у устья выработки, производится крепление обсадной трубой, остальная часть ствола скважины при благоприятном геологическом разрезе трубами не обсаживается. В сложных гидрогеологических условиях или для изоляции интервалов интенсивного поглощения промывочной жидкости ствол скважины может закрепляться одной обсадной колонной. Диаметр поисково-картировочных скважин может изменяться от 132 до 76 мм;

2) конструкции разведочных скважин предусматривают посадку водоподъемной колонны. Верхний интервал скважины должен быть закреплен кондуктором (направлением). Для изоляции верхних водоносных горизонтов или перекрытия интервалов поглощения промывочной жидкости предусматривается спуск одной (реже двух) промежуточных (технических) колонн. Изоляция водоносных горизонтов осуществляется методами временного (глинистыми шариками) и постоянного (цементным раствором) тампонажа. В - конструкции гидрогеологической скважины различают направляющую (кондуктор), промежуточную (техническую) и эксплуатационную колонны. В неглубоких (до 150 м) скважинах техническая колонна может не применяться;

3) для последовательного опробования двух-трех водоносных горизонтов может быть применена конструкция скважины, в которой предусматривается цементный мост (рис. 25);

Конструкции разведочных гидрогеологических скважин Рис. 25. Конструкции разведочных гидрогеологических скважин, пройденных роторным способом (а, о) и роторным способом с обратной промывкой (б). J — направляющий кондуктор; 2 — рабочая колонна; 3 — фильтр; 4 — водоносные породы; 5 — непроницаемые породы; в — гравийная обсыпка фильтра; 7 — цементный мост; 8 — подземная перфорация обсадной колонны. I, II — водоносные горизонты

4) конструкции разведочно-эксплуатационных скважин, рассчитанных на , многолетнюю эксплуатацию, характеризуются тем, что обсадные колонны обязательно цементируется. Тщательная изоляция затрубного пространства позволяет предотвратить гидравлическую связь водоносных горизонтов. Применение таких конструкций необходимо при разведке, например, месторождений в сложных гидрогеохимических условиях. На рис. 26 приведены схематические конструкции разведочных гидрогеологических скважин. Телескопическая конструкция разведочных скважин обычно применяется при бурении выработок ударно- канатным способом. При разведке глубокозалегающих (более 500 м) напорных водоносных горизонтов целесообразно применять одноколонную конструкцию гскважин. Многозабойные гидрогеологические скважины целесообразно применять при разведке месторождений трещинно-карстовых вод и трещинно- жильных вод зон тектонических нарушений, водосодержащие породы которых, как правило, обладают высокой степенью фильтрационной неоднородности. Вспомогательные буровые скважины, пройденные с основного ствола выработки, дают возможность вскрыть дополнительные обводненные зоны;

Конструкции разведочных гидрогеологических скважин Рис. 26. Конструкции разведочных гидрогеологических скважин, пройденных различными способами: а — телескопическая (бурение ударно-канатным способом); б — одноколонная (бурение роторным способом); в — многозабойная (бурение комбинированным (роторным н колонковым) способом в карбонатных породах). 1— направляющий кондуктор; 2— рабочая колонна; 3—колонна с фильтром; 4 — фильтр; 5 — водоносные пески; 6 — непроницаемые породы; 7 — перфорация колонны (для связи с водоносным горизонтом); 8 — открытый (незакрепленный) ствол скважины; 9— водоносные карбонатные породы; 10— боковые скважины

5) наблюдательная скважина должна иметь более простую конструкцию: обычно устанавливается одна обсадная колонна с фильтром, верхний участок колонны у устья скважины цементируется. Диаметр обсадной колонны должен обеспечивать возможность проведения гидрогеологических наблюдений и обычно составляет 73—108 мм. Если наблюдения ведутся на нескольких водоносных горизонтах, то на каждом из них оборудуется скважина. Реже применяются конструкции наблюдательных скважин, в которых одновременно ведется наблюдение за двумя водоносными горизонтами. В таких скважинах требуется более сложная технология работ, заключающаяся в установке двух тщательно изолированных друг от друга фильтров и двух колонн наблюдательных трубок.

Важным разделом буровых работ является первичная комплексная документация скважин: техническая, геологическая и гидрогеологическая. Документация обычно оформляется в специальном буровом журнале, в котором фиксируются следующие основные данные: а) технология проходки скважин (диаметр, глубина, углубление за вахтенную смену, техническое состояние выработки, условия обсадки, выход рабочей колонны, условия отбора керна и др.); б) геологические и гидрогеологические условия (первичное описание литологического состава кернойого материала, режим промывочной жидкости в процессе бурения, глубины появления вскрытого водоносного горизонта и уровня подземных вод, отбор проб воды для предварительного изучения качества подземных вод и др.).

Способы бурения и технические средства

В практике гидрогеологических исследований наиболее широкое применение получили следующие способы бурения скважин:
а) вращательный с прямой промывкой глинистым раствором;
б) вращательный с продувкой забоя воздухом; в) вращательный с обратной промывкой; г) ударно-канатный.

Каждый из этих способов имеет свои преимущества и недостатки, а следовательно, и рациональную область применения в соответствии с решением конкретных задач, а также геолого- гидрогеологическими условиями производства работ. В табл.13 приведены некоторые рекомендации по применению различных способов бурения гидрогеологических скважин.
В настоящее время основным способом проходки гидрогеологических скважин является вращательное бурение с прямой промывкой. На долю этого способа приходится около 80 % всех объемов бурения в нашей стране, й то время как объемы бурения ударно-канатным способом снизились и составляют всего около 10 % от общего объема. Вращательное бурение t обратной промывкой забоя скважины получило применение при сооружении "высокодебитных скважин в мягких и рыхлых породах.
На эффективность проходки скважин влияет не только способ бурения, но и технология вскрытия и освоения водоносных пластов. В процессе бурения необходимо свести к минимуму кольматацию пласта и обеспечить получение максимальных для данных гидрогеологических условий дебитов скважин.

Технология вращательного бурения с прямой промывкой предусматривает использование таких способов вскрытия и освоения водоносных горизонтов, которые обеспечивают минимальную кольматацию. Широкое применение получила технология вскрытия водоносных горизонтов технической водой, водогипановыми растворами, нефтеэмульсионными и другими промывочными жидкостями. Если при бурении скважины применяется глинистый раствор, "то должны быть использованы эффективные -способы освоения водоносного пласта: с помощью струйных снарядов (способ Промбурвода), расширением ствола в зоне продуктивного водоносного горизонта, тщательной раз- глинизацией фильтров скважин через промывочные «окна», взрывом торпед детонирующего шнура, пневмопрострелом и др.