Крепление скважин

Индивидуальная конструкция скважины

Предпочтение и умение обосновывать конструкции скважины — существенные мероприятия, от которых зависят не только качество выполняемых услуг, но и их экономически выгодная составляющая. Конструкции скважины, независимо от назначения обязаны отвечать некоторым важным требованиям.

Конструкции разведывательных скважин обязаны отвечать следующим требованиям:

  • высокое и качественное вскрытие непродуктивных горизонтов, находящихся в водоносных слоях, для их эксплуатации в минимально возможных применениях сопротивлений профильтрованных зон;
  • большой срок возможной эксплуатации, а также крайне низкие темпы снижений производительности
  • Срочное и плановое выполнение всевозможных ремонтно-восстановительных работ;
  • скрупулезную изоляцию водонапорных слоев друг от друга, кроме тех, технология которых позволяет проводить эксплуатацию совместно;
  • Высокая экономически выгодная составляющая. Это должно быть обусловлено стоимостью применяемых материалов и инструмента, трудовыми затратами, финансовыми вложениями прочего характера и др;
  • Как можно меньший диаметр ствола буримой скважины. Возможность уменьшения диаметра должна быть предварительно рассчитана, чтобы не выйти за пределы допустимых значений;
  • Минимально возможное значение сопротивления во время подъема воды при помощи насоса.

В связи с этим, данные требования, которые были приведены выше, к конструкции скважины очень специфически выразительны, а в большинстве случаев находятся в жесткой и пропорциональной зависимости друг от друга и между собой. Поэтому предпочтение и умение обосновывать ту или иную конструкцию скважины обязаны основываться на скрупулезной оценке всех факторов, а в первую очередь тех, которые по тем или иным причинам являются особыми, а именно для конкретных условий являются главными.

Выполнение построения конструкций скважин принято начинать с зоны расположенной рядом с фильтром только после установления начального диаметра скважины, ее типа, а также конструкции зоны расположенной рядом с фильтром. Конечный диаметр, обязан обеспечивать обусловленную продуктивность и проведение потребного комплекса гидрогеологических изучений и слежений. Водовмещающие породы напрямую определяют тип, а также конструкция фильтра. Химического и физический состав подземных вод тоже играет определенную роль для выбора надлежащего типа фильтра и оборудования к нему. Непременно следует обращать внимание на возможный срок службы фильтра. Эта характеристика важна тем, что если она будет выбрана неверно, то существует определенный риск выхода из строя скважины заблаговременно. Это в свою очередь заставит вас бурить новую, что естественно является дополнительной статьей растрат.

Для эксплуатационных скважин проделывают скрупулёзную цементацию затрубного пространства. Для чего это выполняется? Затрубная цементация, проведенная вовремя и без нарушений, исключает связь некоторых водоносных пластов, расположенных на определенных горизонтах между собой. Это в свою очередь предотвращает их загрязнение, а также, что немало важно, смещение. Еще одним преимуществом затрубной цементации является повышение антикоррозионных свойств обсадных колонн и, как следствие, значительное увеличение срока их службы.

Конечный диаметр бурильного долота в данном случае устанавливают из условия:

Дд = Дм + 2b

где Дд — диаметр долота в миллиметрах;

Дм — диаметр необходимой муфты обсадной колонны в миллиметрах; b — зазор в миллиметрах. При двухсот пятидесяти миллиметрах b будет равно промежутку от двадцати до пятидесяти миллиметров. Чем меньше выход колонн, тем меньше следует принимать зазор. В прошлые года при производстве процесса бурения скважин на нефть и газ применяли заведомо уменьшенные значения b-зазоров — от семи до пятнадцати миллиметров. Всё-таки это возможно только при употреблении высококачественных растворов из цемента и верном технологическом процессе цементирования скважин.

Центрирующие фонари

Первая колонна это кондуктор. Она служит для укрепления интервалов ствола расположенных на верхней части скважины и устья. Эксплуатационная трубная колонна снабжает укрепление ствола скважины при опускании его на значительные глубины. В эксплуатационной колонне как правило ставят повысительный насос, который призван поднимать определенное количество воды на поверхность. В скважинах, глубина которых более трехсот метров, а также при вскрытии крайне не благоприятных интервалов может монтироваться техническая трубная колонна, называемая промежуточной. Неблагоприятные интервалы появляются при сильном поглощении промывочных жидкостей. Цементацию колонны принято проводить при существенных значениях скоростей на подъем растворов из цементного состава. Эту цементацию выполняют в затрубном пространстве, которое должно быть более полутора метров, в противном случае качество проводимых работ по цементации будет крайне низким.

Центрирующие фонари являются неотъемлемым составляющим для обсадных колонн. Причем ими снабжают абсолютно в любых случаях монтажа и бурения скважин(рис. 1).

В устройстве скважин распознают следующие составляющие. Кондуктор применяется для непосредственного закрытия водоносного горизонта, который в дальнейшем не подлежит никакой эксплуатации. Длина кондуктора должна быть меньше пятидесяти метров. Эксплуатационная колонна, а также важный элемент – фильтр. Но следует помнить, что фильтр важен во всех случаях кроме бурения в устойчивой водовмещающей породе. При этом варианте проведения бурильных работ фильтр нет необходимости устанавливать.(рис. 2, а,б,в). В переменчивой водовмещающей породе используют фильтры разнообразных типов и с разными конструктивными особенностями. Установка фильтра в потай является самым распространенным видом установки (рис. 2, г.д). Это обуславливается тем, что в данном случае его можно поднять на поверхность при наступлении обстоятельств, таких как плановая чистка, ремонт или выход из строя. Фильтр должен быть установлен на эксплуатационной колонне. При этом изоляционный материал для водоносных слоевых горизонтов, которые находятся выше изготавливается путем хорошо знакомой затрубной цементации, производимой через специальную манжету (рис. 4, е). В данном случае имеется существенный минус. При эксплуатации такой скважины возможно снижение производительных характеристик. Это исправляется путем замены фильтрующего элемента либо фильтра целиком. Но проблема состоит в том, что при таком методе практически отсутствует возможность поднятия и замены фильтра

Констукция скважины, строение скважины

Разумеется рекомендации по использованию одноколонных конструкций буримых скважин, даже не глядя на их бесхитростность и дешевизну, могут иметь отношение только к тем районам, где непосредственный срок службы составляет как минимум десять – пятнадцать лет, в ином случае это чревато тем, что может привести к катастрофическому увеличению объема проведения бурильных работ скважин и расходу обсадных колонн. При монтаже высокопроизводительного насосного оборудования интервал ствола находящийся в самом верху бурят на медленной скорости и при этом стараются обсадить колонной надлежащего размера (рис б). В случае монтажа оборудования на высоконапорном, самоизливающемся и термальном водоносном горизонте, его герметизацию необходимо осуществлять принципиально все той же цементацией обсадных труб в затрубном пространстве вплоть до устья. Причем недопустимо применять цемент низкого качества из-за высокой возможности обрушения. При максимальных глубинах проведения бурильных работ в некоторых случаях затрубную цементацию следует заменять подбашмачной цементацией. Но это возможно только лишь при полном исключении гидравлической связи горизонтов водоносных слоев, во избежание получения дополнительного загрязнения или возможного гидроудара.

При проведении цементации при помощи манжетных соединений на любой интервал, кроме интервала выполненного до непосредственного устья, то затраты валютных и финансовых средств, а также промежутков времени практически не отличаются от соответственных затрат при затрубном гидрогеологическом цементировании обсадных колонн до самого устья. Однако все же есть разница и заключается она в том, что при манжетной цементации резко падает качество выполнения данной операции независимо от качества используемого цемента. Если процедура манжетной цементации будет проведена до работы по конечному освоению скважины, то существует определенный риск необходимости замены фильтрующей системы, так как при этом сам фильтр будет находиться в длительном контакте с глиняными породами. Это чревато срывом процесса обустройства и сдвигом временных рамок начала бурения водоносных пластов.

Гравийные и обсыпные фильтры нашли широкое применение в скважинах, пробуренных роторным способом бурения с применением обратной промывочной системы. Гравийные и обсыпные фильтры довольно требовательны к качественному каркасу, что предусматривает установку такового в виде дырчатого или щелевого. Примечательно то, что щелевой каркас часто выполняет функцию эксплуатационной колонны (рис. 3).

Монтаж каркасов фильтровального оборудования в потай производят не чаще, из-за связи с некоторыми трудностями оснащения скважины, а замена в последующем данных каркасов не представляется возможной при любых условиях. Насыпной гравийный материал засыпают сквозь устье максимально большими порциями. Это выполняется для того, чтобы избежать последующего расслоения нашей обсыпки. При рассчетной глубине скважины более восьмидесяти пяти – ста метров обсыпку следует проводить сквозь питательные обсадные трубы, диаметр которых варьируется от семидесяти до ста миллиметров. Гравийный материал засыпают непосредственно в скважину с тем расчетом, что его максимальный уровень будет намного выше кровельной кромки водоносного слоевого горизонта.

Скважина оборудованная гравийно-обсыпным фильтром

В породах с уменьшенной твердостью при константной кровле с большим успехом используют скважины лишенные фильтровых элементов. Если проводить каптаж нескольких водоносных слоевых горизонтов, не редко гидростатических и активно гидравлически связанных друг с другом, а также помимо этого представленных разными породами грунта, то монтируют несколько (чаще всего два) фильтра различных конструкций, которые находятся на единственной, строительной колонне (рис. 4). Фильтр вверху является сетчатым, он изолирован от нижнего фильтра, который в свою очередь является дырчатым цементной пробкой. Освоение этих фильтров необходимо вести по отдельности, а вскрытие насыщенных известняковых пород и вовсе не рекомендуется проводить без промывки водой или раствором. Из-за технологической атомарности подобные конструкции скважин используют сравнительно нечасто.

В свою очередь наблюдательные, или как их еще называют пьезометрические скважины, снабжают единственной колонной труб, на конце которой расположен фильтрующий элемент или фильтр (рис. 5). Вверху монтируют цементный замок на глубину до полутора метров. Это выполняется для предотвращения загрязнения водоносного слоя, а колонну обсадных труб оборудуют оголовком.

Схема конструкции скважины с двумя фильтрами

Технический тампонаж пуще всего проводится при помощи вдавливания башмака в породы сродни глинистым. Хотя иногда практикуется пробкование, или же попросту говоря, установка глиняной пробки.Монтаж фильтра в наблюдательной скважине рекомендовано проводить в отсутствии глиняной промывки, иначе возникает необходимость тщательного проведения процесса разглинизации. Этот процесс отнимает много времени и сил, поэтому является нежелательным при его не планировании. Следом после оборудования и освоения скважины, предпринимается экспресс налив. Результатами, которого являются построения графиков зависимостей превышения максимального уровня залива над статическим от его скорости минимального снижения. Этот график предназначается для изучения характеристики инерционностей пьезометра. Объясняется это тем, что на этом графике можно увидеть изменение уровней в скважине в зависимости от погрешности прибора. Построение этого графика является крайне важной процедурой.

При наличии сопротивления фильтра превышающего допустимые показатели необходимым является повторная прокачка скважин. Но если существует возможность замены фильтра на новый, то прокачку следует отложить до проведения замены, так как второй вариант наиболее вероятен. В данное время мелкие скважины, пробуренные по системе пьезометрии, глубиной до пятидесяти метров бурят только бурильными установками комбинированных типов при помощи роторного способа. Способ монтажа пьезометрического показательного прибора заключается во вдавливании его в глиняные пески водоносных слоев. После вдавливания на поверхности монтирую цементный замок. В редких случаях цементный заменяют на глинястый замок. Следом за проходкой шнеками водонапорных пластов на нужную глубину шнековые устройства вытаскиваются из недр скважины. И даже независимо от того что, стенки скважин рушатся, под высоким давлением системы поставки вращателя пьезометрический прибор доставляется в пласт.

При поступательно вращательном проведении бурильных работ с раствором из глинистых пород возможно использование фильтров с применением защитного кожуха.Если проведение бурильных работ ведется в не твердых и мягких породах и при этом есть необходимость в опробывании встречных водоносных пластов, то имеющиеся способы опробования вызывают необходимость обсадки скважин обсадными трубами, монтажа фильтра, последующей его прокачки. Подобная схема опробования вызывает необходимость смены диаметра проведения бурильных работ, из-за чего почти более двух или трех опробований в единственной скважине проводить не рекомендуется. Известны моменты, когда при проведении подобных обследований закладывали не одну, а целых две скважины: одна наличествует для работы с двумя верхними водоносными горизонтами, другая с двумя нижними.

Схема конструкции скважины, позволяющая поинтервально опробовать 1,2,3 водоносные пласты

В свое время ученый Блажков внес предложение о схеме асинхронного опробывания водоносных пластов, какие каптируются только лишь одной колонной. Изоляционный материал фильтров отделяет их друг от друга. Это достигается поочередным монтажом мостов из цемента или цементных пробок и особенной водоподъемной колонной, в конструкции которой присутствует эластичная манжета (рис. 6). Опробование в таком порядке проводят раздельно друг от друга, сверху вниз, что позволяет отделить лучший водоносный слой из нескольких. Однако при желании можно провести совместное опробывание поле окончания опробывания раздельным способом. Суммарное освоение в данном случае не будет отражать реальной картины, но в своем виде закрепит результаты, полученные раздельным путем. Еще одним преимуществом данного способа является полное отсутствие необходимости цементации, ее попросту не проводят. Если не брать в расчет некоторую не правомерность данной схемы, она, между прочим, совершенно инкриминирована, так как мелкие кольцевые зазорные щели и присутствие в стволе скважин раствора из глины практически полностью исключают движение жидкости по кольцевому зазору, которое происходит в порядке от одного фильтра к другому.показанная конструкция скважины уже прошла долговременную производственную пробу в Краснодарском крае, а также в других областях, где бурение разведочных скважин ведется не только в твердых, но и в рыхлых породах.Существует концепция внедрения антикоррозионных труб в гидрогеологические исследования. Это вполне оправданно, хотя и носит более выраженный экономически не выгодный характер. Наибольшая перспектива исходит от полиэтиленовых труб, которые можно опускать на глубину до трехсот метров. При этом соединение ведется сваркой.