Что такое картировочная скважина

Обновлено: 02.07.2024

↑ Назначение буровых скважин и их классификация

Бурением называется способ проходки особых горных выработок – скважин, и шахтных (рудничных) стволов. Характерным для этого способа является проходка выработок без нахождения в них человека.

Буровая скважина – цилиндрическая горная выработка, проводимая при помощи технических средств в горных породах без доступа в нее человека, характеризующаяся большой величиной соотношения ее длины к диаметру. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, внутренняя боковая поверхность – стенками, пространство, ограниченное стенками, устьем и забоем – стволом скважины. Диаметр скважины может составлять от 25 мм до 1 м и более в зависимости от назначения: специальные скважины, например шахтные стволы, могут достигать в диаметре 5–8 м. Глубина скважин – от не-скольких метров до 12 000 м и более.

Скважины могут буриться (проходиться) под любым углом к горизонту, т. е. вертикально, горизонтально, наклонно (вниз или вверх), по сложному пути (траектории), одним, двумя и более стволами (многозабойное бурение).

Скважина создается путем разрушения горных пород на забое и извлечения продуктов разрушения на поверхность. При обычном бурении разрушается вся масса породы (по всей площади забоя), при бурении с отбором керна (колонковое бурение) разрушается только кольцевое пространство у стенок скважины, а внутренний столбик породы (керн) извлекается в неразрушенном состоянии для изучения.

Полный цикл строительства скважины состоит из следующих основных элементов:

1) монтаж вышки, бурового (силового) оборудования и строительство привышечных сооружений;

2) подготовительные работы к бурению скважин;

3) процесс бурения (углубления);

4) вскрытие полезного ископаемого, а при бурении на воду, нефть и газ – вскрытие и разобщение пластов (крепление и цементирование);

5) опробование полезного ископаемого, испытание скважины на приток нефти, газа или воды (освоение);

6) ликвидационные работы, или подготовительные работы к передаче в эксплуатацию, или консервация скважины – в зависимости от результатов испыта-ния;

7) демонтаж оборудования и вышки.

Процесс бурения состоит из следующих операций: а) спуско-подъемные работы (опускание бурильных труб с долотом в скважину до забоя и подъем бурильных труб с отработанным долотом из скважины) и б) работа долота на забое (разрушение породы долотом и удаление продуктов разрушения с забоя). Эти операции могут периодически прерываться для спуска обсадных труб в скважину (крепления ствола скважины), чтобы предохранить стенки скважины от обвалов и разобщить нефтеносные, газоносные и водоносные горизонты.

Одновременно в процессе бурения скважин выполняется ряд вспомогательных работ:

• отбор керна и шлама,

• приготовление промывочной жидкости (раствора),

• геофизические исследования скважин (ГИС) (каротаж),

• замер кривизны ствола скважины (инклинометрия),

• исследование скважины с целью обнаружения полезного ископаемого, вызова притока воды, нефти или газа в скважину (опробование, освоение) и т. п.

В случае аварии или осложнения (поломка бурильных труб, прихват инструмента и т. д.) возникает необходимость в дополнительных (аварийных) работах.

В народном хозяйстве бурение скважин применяется для решения комплекса задач, связанных с изучением и использованием геологической среды как в инженерных, так и в научно-исследовательских целях, начиная от отбора проб грунта перед строительством любого современного здания или сооружения и кончая бурением глубоких скважин с поверхности морей и океанов или скважин для получения образцов лунных пород. Скважины бурятся с различными целями: для разведки и добычи полезных ископаемых, водоснабжения, в бальнеологических целях, для удаления жидких отходов в глубокозалегающие пласты горных пород, в промышленном и гражданском строительстве, в космических исследованиях, гляциологии и др.

Бурение обходится дешевле и осуществляется быстрее, чем сооружение других видов подземных горных выработок, являющихся наиболее трудоемкими и затратными средствами разведки. Геофизические измерения в скважинах явля-ются эффективным методом изучения недр. В практике геологоразведочных работ эти средства комбинируются так, что горными выработками, проходка которых выполняется людьми, проверяются данные бурения, бурением проверяются результаты полевых геофизических исследований, осуществляемых с поверхности (которые с каждым годом играют все большую роль), а геофизические исследования в скважинах (каротаж), в свою очередь, восполняют и корректируют неполные или ошибочные данные разведочного бурения.

Геологоразведочные скважины как дистанционный метод изучения хотя и дают менее точные сведения о строении недр и полезном ископаемом по сравнению с другими видами горных выработок, в которых человек может находиться на забое, непосредственно в массиве горных пород, тем не менее широко применяются, т. к. бурение:

• обеспечивает оперативность работ;

• позволяет исследовать недра на глубинах, недоступных другим видам геологических исследований, с получением фактического материала – керна, шлама горных пород, образцов подземных флюидов, данных ГИС, выполненных непосредственно в недрах в интервале разреза от поверхности до забоя скважины, а также данных исследования недр между стволами удаленных друг от друга скважин (гидропрослушивание);

• способствует меньшему расходу материальных средств на 1 м проходки и бóльшей безопасности работ по сравнению с проведением горных выработок с участием в подземных работах людей.

Последнее обстоятельство имеет особо важное значение в связи с тем, что приходится разведывать глубоко залегающие месторождения.

Удельный вес бурения в разведочных работах возрастает, техника бурения прогрессирует и усложняется. Для многих полезных ископаемых бурение – главное или даже единственное средство разведки, а для ряда ископаемых (вода, нефть, газ, каменная и калийная соль, фосфориты и др.) – средство извлечения полезного ископаемого на поверхность с минимальными затратами.

Геологоразведочные скважины бурят с целью получения образцов горных пород по всей глубине скважины или большей ее части, изучения геологического разреза и изучения состава и свойств пород. Проведение в скважине различных геофизических исследований с изучением физических и других свойств пород расширяет и уточняет представление о породах в околоствольном пространстве.

Без бурения не обходится разведка практически ни одного вида полезных ископаемых – как твердых, так жидких и газообразных. На различных стадиях геологоразведочных работ бурят буры различного назначения: картировочные, опорные, структурные, поисковые, разведочные и др.

Бурение при инженерно-геологических изысканиях широко применяется с целью исследования грунтов для строительства мостов, дорог, плотин, зданий, а также проверки надежности фундаментов и оснований существующих сооружений; в строительстве – при сооружении свайных оснований, противофильтрационных экранов, дренажей, прокладки трубопроводов, кабельных линий и т. д.

Как уже отмечалось выше, бурение охватывает ряд областей человеческой деятельности. Техническая сложность и большие объемы выполняемых работ выдвигают разведочное бурение на одно из первых мест по востребованности при проведении ГРР, а следовательно, и по потребности в квалифицированных инженерных кадрах. В то же время горный инженер, имеющий знания методов, техники и технологии проведения буровых работ, или опыт работы в разведочном бурении, сможет более эффективно реализовывать себя как специалист при решении ряда проблем при поисках и разведке месторождений полезных ископаемых.

↑ КЛАССИФИКАЦИЯ БУРОВЫХ СКВАЖИН ПО ЦЕЛЕВОМУ НАЗНАЧЕНИЮ

По назначению буровые скважины делятся на две основные группы:

Группа А. Скважины, бурящиеся с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых;

Группа Б. Скважины, бурящиеся с инженерно-геологическими, инженерными и горно-техническими целями.

1.2.1. Группа А: скважины, бурящиеся

с целью изучения недр, поисков, разведки

и добычи полезных ископаемых

К скважинам, бурящимся с целью изучения недр, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых (МПИ), относятся:

А.а. Картировочные скважины – скважины, которые бурятся при проведении геологической съемки в районах, где основные породы, по которым ведется картирование, скрыты слоем наносов более поздних (осадочных) пород. Целью бурения является отбор образцов пород картируемых горизонтов (осадочных, метаморфических, магматических).

А.б. Зондировочные скважины – скважины, которые проходятся в верхних интервалах осадочных пород для решения геологических задач: локального геологического картирования, поисков (в основном геохимических) МПИ. Основной вид скважин при поисках и разведке донных отложений водоемов (сапропелей, лечебных грязей) и торфов. Разновидностью зондировочных являются сейсмовзрывные скважины. Как правило, бурятся без крепления ствола.

А.в. Опорные скважины – скважины, которые бурятся для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных геоло-гических регионов на значительную глубину (5000 м и более) с целью определения перспективных направлений геологоразведочных работ.

А.г. Параметрические скважины – скважины, которые бурятся для выявления перспективных районов поисков МПИ и сбора информации о геолого-геофизических характеристиках горных пород (разреза горных пород) с целью уточнения результатов региональных геофизических (сейсмических) исследований.

А.д. Структурные скважины – скважины, которые бурятся для выявления и подготовки к поисковому и разведочному бурению перспективных площадей. Как правило, бурятся до маркирующих горизонтов, по которым строят структурные геологические карты.

А.е. Поисковые скважины – скважины, которые бурятся для открытия новых МПИ.

А.ж. Разведочные скважины – скважины, которые бурятся на площадях, где поисковыми работами установлено наличие МПИ. Целью бурения являются определение контуров месторождения, запасов полезного ископаемого, сбора исходных данных для проектирования и разработки МПИ.

К скважинам, бурящимся с целью добычи полезных ископаемых, а также ис-следований и контроля процесса добычи, относятся:

А.з. Оценочные скважины – скважины, которые бурятся по разведанной залежи МПИ с целью установления параметров разработки и обоснования рациональной разработки МПИ.

А.и. Эксплуатационные скважины – скважины, предназначенные для извлечения (подъема на поверхность) из недр газообразного, жидкого, растворенного, размытого или расплавленного полезного ископаемого (природный газ, нефть, вода, природные рассолы; рассолы, получаемые при подземном растворении солей, выщелачивании рудных компонентов; пульпы, получаемые при подземной гидродобыче размывом полезных ископаемых, например, фосфоритов, бокситов, получаемый при подземной выплавке серы расплав и т. д.).

А.к. Нагнетательные скважины – скважины, бурящиеся для воздействия на полезное ископаемое в залежи путем нагнетания жидких или газообразных агентов (вода, пар, газ и др.) с целью извлечения полезного ископаемого или его компонентов на поверхность.

А.л. Наблюдательные скважины – бурятся для систематического контроля состояния недр (гидрогеологической ситуации, сейсмической активности в зонах вулканизма или интенсивного техногенного воздействия, давления газа во взрывоопасных угольных пластах и др.) преимущественно в зоне разведки и разработки МПИ.

А.м. Специальные скважины – бурятся с исследовательскими целями и опытно-методическими задачами, в полном объеме не регламентируемыми существующими нормативными документами (сверхглубокое бурение, взрывные скважины для глубинного сейсмического зондирования, бурение скважин большого диаметра, в том числе шурфов и шахтных стволов при разведке и разведочно-эксплуатационных работах на МПИ и т. д.).

Приведенный перечень скважин группы А является общим для работ, проводимых с целью изучения недр, поисков, разведки и добычи полезных ископаемых. В практике ГРР и разработки МПИ в силу специфики горно-геологических и горнотехнических условий выполнения данных видов работ на различные полезные ископаемые существует разделение группы А на следующие подгруппы:

А.1. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых рудных и нерудных полезных ископаемых, в том числе:

А.1.1. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых открытыми и подземными горными работами со строительством горнодобывающих предприятий и выполнением в том числе комплекса буровых работ из состава группы Б и А.2.1.

А.1.2. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых подземной гидродобычей: растворением минеральных солей (галита, сильвинита и др.), выщелачиванием компонентов рудных минералов (меди, никеля, урана и др.), размывом рыхлых залежей (фосфоритов, бокситов, песчано-гравийных смесей и др.) через скважины.

А.1.3. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемые подземной выплавкой (сера), газификацией (опытно-промысловые работы на угольных месторождениях).

А.1.4. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи твердых полезных ископаемых, разрабатываемых поверхностными горными работами (гидродобыча сапропеля, торфоразработки и т. п.).

А.2. Скважины для поисков, разведки и добычи подземных вод, в том числе:

А.2.1. Скважины для целей водоснабжения.

А.2.2. Скважины на минеральные воды.

А.2.3. Скважины на промышленные подземные воды и рассолы.

А.2.4. Скважины на термальные воды.

А.3. Скважины, бурящиеся с целью поисков, разведки и добычи нефти и газа.

1.2.2. Группа Б: скважины, бурящиеся

с инженерно-геологическими, инженерными

и горнотехническими целями

К скважинам, буримым с инженерно-геологическими, инженерными и горнотехническими целями, относятся:

Б.1. Инженерно-геологические скважины – скважины, бурящиеся в процессе инженерно-геологических изысканий (рекогносцировки, съемки, разведки) с конечной задачей получения инженерно-геологических характеристик грунтов, данных о гидрогеологических условиях, физико-геологических процессах и экологической ситуации в сфере взаимодействия проектируемых зданий и сооружений с геологической средой. Инженерно-геологические изыскания могут выполняться также в зоне воздействия геологической среды (карст, оползни, суффозионные процессы, подтопление и т. д.) на эксплуатируемые здания и со-оружения.

Инженерно-геологические скважины подразделяются на:

Б.1.а. Зондировочные – предназначенные для предварительного изучения геологического разреза (установления границ между нескальными и скальными грунтами, границ распространения насыпных, заторфованных, промерзающих грунтов, уровня грунтовых вод и т. д.);

Б.1.б. Разведочные – предназначенные для детального изучения геологического разреза и определения физико-механических свойств грунтов. Физико-механические свойства грунтов могут определяться также путем бурения разведочных зондировочных скважин (Б.1.б.1);

Б.1.в. Гидрогеологические – предназначенные для изучения геологического и гидрогеологического разрезов, определения фильтрационных свойств грунтов, состава грунтовых вод и их режима;

Б.1.г. Геоэкологические – для изучения геоэкологической ситуации на ее соответствие требованиям нормативных экологических документов, регламентирующих проектирование и эксплуатацию объектов гражданского и промышленного строительства;

Б.1.д. Специальные – предназначенные для выполнения опытных работ, связанных со спуском в них человека, отбором монолитов грунта большого размера, проведения специальных исследований.

Б.2. Инженерные скважины – скважины, бурящиеся в верхних интервалах пород (грунтах) с техническими целями строительства сооружений и коммуникаций (буронабивные свайные основания, горизонтальные скважины для бестраншейной прокладки трубопроводов и электролинии, мелкие взрывные скважины (шпуры) для строительства дорог и траншей, технические колодцы, локальные иглофильтровые и вакуумные дренажи и противофильтрационные экраны и т. п.).

Б.3. Горнотехнические скважины – скважины, бурящиеся в целях: Б.3.1 – строительства и эксплуатации горнодобывающих предприятий (шахт, карьеров и т.д.); Б.3.2 – строительства и эксплуатации промыслов (нефтяных, газовых и т. д.), Б.3.3 – строительства заглубленных подземных сооружений (туннелей, метрополитена, сооружений министерства обороны и гражданской обороны, плотин и водохранилищ в горных районах, нефтегазохранилищ, подземных хранилищ токсичных и радиоактивных отходов и др.).

По назначению горнотехнические скважины, бурящиеся при строительстве и эксплуатации горнодобывающих предприятий (группа Б.3.1), могут быть:

Б.3.1.а. Горнопроходческие – для бурения (проходки) шахтных стволов, вертикальных, горизонтальных и наклонных горнопроходческих выработок комплексного назначения;

Б.3.1.б. Вспомогательные – к ним относятся скважины:

• тампонажные (Б.3.1.б.1) – для изоляции водопритоков, установки противо-фильтрационных завес, усиления крепи выработок (путем закачки цемента и других твердеющих материалов);

• замораживающие (Б.3.1.б.2) – выполняющие те же функции, что и тампонаж-ные скважины при промораживании обводненных пород;

• дренажные (Б.3.1.б.3) – для откачки воды из проницаемых водоносных горизонтов на поверхность с целью понижения уровня воды (водопонижающие скважины) и, тем самым, ограничения притока воды и осушения МПИ в период строительства и эксплуатации; дренажные скважины, проходимые для дренажа горных пород в зоне добычи полезного ископаемого из горных выработок (восстающие дренажные скважины под забивные фильтры) и с поверхности (сквозные фильтры);

• водо- породо- и лесоспускные (Б.3.1.б.4) – соответственно для спуска воды, породы, крепежных и других материалов на нижние горизонты;

• водоотливные и водопоглощающие (Б.3.1.б.5) – соответственно, для откачки воды из горных выработок на поверхность, либо ее сброса в нижние поглощающие горизонты;

• наблюдательные (режимные, пьезометрические, в том числе подземные) (Б.3.1.б.6) – для контроля уровня, химического состава, температуры подземных вод, давления газа в угольном пласте или породе;

• вентиляционные (Б.3.1.б.7) – для обеспечения жизнедеятельности (дыхания) людей;

• воздухопроводные и электрокабельные (Б.3.1.б.8) – для обеспечения функционирования механизмов и агрегатов (пневмо- и электропривод) освещения и др.;

• нагнетательные (Б.3.1.б.9) – для увлажнения пластов, тушения подземных пожаров, закачки в подземные формации воды и промышленных стоков под давлением;

• дегазационные (Б.3.1.б.10) – для дренажа подземных формаций, опасных по выбросам газа и породы;

• заиловочные (Б.3.1.б.11) – для заполнения выработанных объемов пород балластным материалом.

Отдельные вспомогательные скважины могут выполнять различные из вышеперечисленных функций одновременно либо последовательно. Название скважины дается по основной из выполняемых функций. При усложнении горно-геологических условий возможно сооружение вспомогательных скважин комплексного целевого назначения либо скважин для выполнения функций, не охватываемых данным перечнем (например, при шахтной добыче вязких нефтей).

Б.3.1.в. Взрывные скважины – для размещения в них зарядов взрывчатых веществ с целью разрушения взрывом горных пород при проходке горных выработок, при строительстве сооружений и коммуникаций, при дроблении полезного ископаемого для его выемки из массива горных пород. Взрывные скважины диаметром менее 75 мм и глубиной менее 5 м называют шпурами. Шпуры в отдельных горно-геологических условиях могут использовать и для нагнетания воды в пласт.

Горнотехнические скважины, которые бурятся для выполнения вспомогательных функций при эксплуатации промыслов нефти и газа (группа Б.3.2), могут быть:

Б.3.2.а. Нагнетательные – для сброса в подземные формации промстоков и балластных технических вод (нагнетательные скважины, предназначенные для захоронения промстоков в глубокозалегающие проницаемые формации горных пород при относительно низких устьевых давлениях нагнетания, называют «поглощающими»);

Б.3.2.б. Специальные – дренажные, тампонажные, взрывные – для ликвидации поверхностных водогазонефтепроявлений («грифонов»), а также открытых фонтанов нефти и газа;

Б.3.2.в. Эксплуатационные – для закачки и отбора газа из подземных газохранилищ, размещенных в изолированных проницаемых горных формациях, для растворения (выщелачивания) подземных полостей и последующего складирования (закачки и отбора) в них нефтепродуктов, либо длительного складирования (захоронения) жидких токсичных отходов.

Горнотехнические скважины, которые бурятся при строительстве и эксплуатации заглубленных подземных сооружений, не связанных с добычей полезных ископаемых (группа Б.3.3), также могут быть горнопроходческими, вспомогательными, взрывными. При этом в объемах бурения вспомогательных скважин преобладают дренажные и наблюдательные скважины, а отсутствуют дегазационные, заиловочные, породо- и лесоспускные и др., чье целевое назначение более тесно связано с функционированием горно-добывающего предприятия;

Б.4. Наблюдательные режимные скважины – для длительного (сезонного, многолетнего) систематического контроля уровней и химического состава грунтовых вод, гидрогеологической, экологической ситуации и состояния геологической среды в зоне техногенного воздействия (горно-обогатительные комбинаты, промышленные зоны, производства химических и токсичных продуктов). Сети режимных скважин широко используются на участках водозаборов, при мелиоративных работах, в зонах изменения состояния геологической среды (проседания пород, подтопления и т. д.).

1.2.3. Распределение буровых скважин

Скважины группы А А.а – А.г (картировочные, зондировочные, опорные, структурные) бурятся с преимущественной целью комплексного изучения недр и, затем, дифференцированной постановки поисковых и разведочных работ (подгруппы А.1 – А.3) на каждый из типов полезного ископаемого.

Состав поисково-разведочных работ в каждой подгруппе и целевое назначение скважин определяется объемом имеющейся по результатам предшествующего комплексного изучения недр геологической информации и технико-экономической целесообразностью.

Наиболее технически сложными и комплексными являются буровые работы, проводимые на нефть и газ (подгруппа А.3).

Буровые работы по пункту А.1.1 схемы , как правило, пред-шествуют, а работы по пункту Б.1, Б.3 и в ряде случаев А.2.1, Б.2 входят в комплекс мероприятий по строительству и эксплуатации горнодобывающего предприятия.

Скважины подраздела А.1.1 (пункты д, е, ж) проходятся до глубин, с которых потенциально возможна шахтная разработка полезного ископаемого. Интервалы горных пород могут быть опробованы (сверху вниз) шурфами, буровыми шахтными стволами с сопутствующими горными выработками, и на больших глубинах – по керну скважин.

Оценочно-опробовательские скважины, шурфы, буровые шахтные стволы (А.1.1, пункт ж) предназначены для отбора валовых проб, пробной эксплуатации, а в некоторых случаях для последующей промышленной эксплуатации полезного ископаемого.

В процессе строительства и эксплуатации горнодобывающего предприятия буровые шахтные стволы могут служить как для транспортировки грузов и персонала, прокладки коммуникаций, в т. ч. систем вентиляции, энергообеспечения, водоотлива и т. д., так и для подъема на поверхность добываемого полезного ископаемого. Однако в этом случае буровые горные выработки являются вспомогательным техническим элементом в системе капитальных и нека-питальных горных выработок, которыми осуществляется разработка полезного ископаемого.

Наблюдательные гидрогеологические скважины (А.1.1.л) служат для контроля гидрогеологической обстановки в зоне разведочных и оценочно-опробовательских работ. Данные гидрогеологических наблюдений используются при проектировании и последующей разработки МПИ.

Гидродобыча полезного ископаемого осуществляется в практике горных работ с глубин от нескольких десятков метров (гидроразмыв) до глубин 1200–1500 м (подземное растворение минеральных солей). Глубина разведочного и эксплуатационного бурения ограничивается соответственно этими интервалами глубин.

Специальные водозаборные скважины (А.1.2.м) являются вспомогательны-ми эксплуатационными гидрогеологическими скважинами, обеспечивающими технической водой процесс гидродобычи. Гидродобыча осуществляется через эксплуатационные скважины: нагнетательные и рассоло-(пульпо-)подъемные. Нагнетание воды и отбор рассола (пульпы) может осуществляться по много-трубной подвеске как одной эксплуатационной скважины, так и раздельно на-гнетанием воды через нагнетательные и отбором продукции через рассоло-(пульпо-)подъемные скважины.

При подземной выплавке серы (А.1.3.) эксплуатационные скважины выполняют функции подачи в залежь пара и отбора расплава серы (эрлифтом) одновременно. Специальные разгрузочные скважины (А.1.3.м) служат для удаления из залежи конденсата воды.

При разведке сапропелей, лечебных грязей, торфов зондировочное бурение является достаточным для реализации поисково-разведочных работ в полном объеме. При поверхностном (на глубинах 0–5 м) залегании общераспространенных полезных ископаемых (песок, глина, песчано-галечниковые смеси и т. д.) также возможно ограничиться зондировочным бурением. На глубинах более 5 м разведка общераспространенных полезных ископаемых осуществля-ется согласно А.1.1 либо согласно Б.1 в процессе инженерно-геологических изысканий.

Стадийность бурения гидрогеологических скважин (подгруппа А.2) в наибольшей степени определяется объемом имеющейся по результатам предшествующего комплексного изучения недр геологической информации и технико-экономической целесообразностью. Большое распространение в этой под-группе получили скважины комплексного назначения, например разведочно-эксплуатационные, а также перевод выполнивших поисково-разведочные функции скважин в наблюдательные (режимные). Наибольшие объемы бурения в подгруппе А.2 приходятся на эксплуатационные скважины для водо-снабжения.

Классификация скважин на воду

На многих частных участках, а бывает даже и нескольких целых поселков, подачу воды решает подземная скважина. Скважина на воду бурится вглубь земли и при наличии подземного источника воды выкачивает ее на нужды человека. Такой подземный источник может примерно работать от 5 до 50 лет, в зависимости от глубины колодца и самого источника, на сколько он богат подземными водами. Существует несколько классификаций и подвидов скважин, а также у них бывает различное предназначение. В зависимости от целей колодца и выбирается способ бурения скважин. Самое важно, это помнить, что все работы лучше выполнять профессиональным оборудованием и нанимать специалистов. Об этом мы расскажем в этой статье.

Содержание

Какие классификации скважин могут быть

Геодезисты разделают несколько видов скважин на участке, их классификация зависит от глубины, назначения и ширины вырытого колодца. Существуют виды:

Разведочные.
Фильтровые.
Артезианские.
Промышленные скважины.

Для бурения колодцев и скважин используют специальное оборудование, оно может только отличаться шириной и глубиной, а принцип действия везде один и тот же вне зависимости от подвида.

Чтобы проверить наличие источника воды, необходимо для начала произвести проверочное бурение. Оно также имеет свои виды и зависит от исходного наличия грунта. Бурение колодца не дешевое дело, поэтому следует подходить со всей внимательностью, чтобы не потратить лишние средства. Для этого необходимо правильно выбрать один из видов проверки: вращательный, колонковый, снековый.

Первый способ самый дешевый и выгодный для проверки, он не подразумевает наличие сложного дорогостоящего оборудования, но если найти источник воды не удалось на высоком уровне, то следует применить вторые два способа проверки, они позволят узнать глубину подземных вод на более низком расстоянии от поверхности.

Поэтому, прежде чем приступать и выбирать какой из видов скважин вам потребуется пробурить, следует определиться с типами скважин, после чего понимать какой из видов бурения для нее подойдет.

Картировочная скважина

Картировочные скважины нужны для определения формы залегания слоев, сложенных коренными породами, обычно такие скважины бурят на глубину от 20 до 300 м. Назначением такого бурения является изучение и анализ грунтовых вод, а также определяется уровень сложности и мощности установления насосов для откачки воды.

В основном при бурении используют трубы легких сплавов, если это не глубокие скважины, то до 24 мм, при глубинных бурениях трубы с диаметром от 150 до 200 м. Так же этот вид скважин еще называют поисково-картировочным, так как бурят на стадии съемочных работ с целью выявить геолого-гидрогеологическое строение участка и перспективу на будущее бурение. Еще главой отличительной особенностью можно назвать то, что этот способ выбирают при бурении неустойчивых пород.

Разведочная

В разведочных скважинах производят частичный или полный забор керна. Керн, так называют это образец горной породы, который предназначен для конкретного вида бурения. Разведочное бурение отличается большим диаметром труб, так как преследуется необходимость исследования, и чем больше площадь, тем точнее определение водоносной породы. Если по итогу исследования назначение скважины будет являться разведочно-эксплуатационной, то на конце трубы располагают насос для выкачивания воды.

Артезианская

Артезианские скважины относят к добыванию минеральных вод, глубина скважин может достигать от 50 до 200 метров. Именно на такой глубине подземные источники насыщаются полезными минералами. Производительность артезианской скважины может достигать 3-4м3/час, что может обеспечить несколько жилых кварталов или небольшой городок настоящей минеральной водой. Время бурения артезианской скважины может достигать от трех до двенадцати дней, это зависит от известняковых слоев почвы, где протекает вода. Стальные трубы обеспечивают проток воды по скважине. Обсадные трубы достигаются диаметром от 219 до 425 мм. Продолжительность не спадающей производительности артезианской скважины может достигать 50-60 лет.

Скважина на песок

Вода из таких скважин может являться питьевой, а не только поливного или производственного назначения, если конечно перед употреблением поставить дополнительный фильтр и очистить. Весь процесс бурения на воду не так прост, как кажется, бурение занимает достаточно продолжительное время и много сил. Обязательно обращаться к профессионалам, людям которые в этом понимают и смогут качественно пробурить скважину. Также определение места бурения и нахождения воды не так просто, как кажется, нельзя просто на глаз выбрать участок и начать копать. Помимо самого процесса добывания воды, большую роль играет сам песчаный фильтр, который позволяет улучшить саму подачу и срок службы колодца.

Промышленная

Главная отличительная черта промышленных скважин заключается в том, что перед началом бурения необходимо собрать множество специальных разрешающих документов. Промышленные скважины относятся к квалификации скважин со сложными процессами бурения и колодцев. Уровень глубины такой скважины не уступает глубине артезианской скважины.

Только в отличие от артезианских скважин, промышленное бурение считается и является более сложным, так как используется сложное промышленное оборудование и специальные трубы с сечением не меньше 219 мм. Скважины промышленного назначения предназначены для обеспечения водой больших предприятий, города и сельскохозяйственные производства. Производственные колодцы производят от 100 м3/час.

Совершенный колодец

Если на участке известно, что мощность водоносного слоя не велика, то особенностью выбора типа колодца лучше выбрать совершенный колодец, иначе его еще называют совершенный с зумпфом. Иногда при раскопке колодца, некоторые работники, не зная специфики совершенного колодца, строят несовершенный. Это выражается в копании вглубь, хотя иногда можно построить таким способом, что бы даже слабого напора хватало на все нужды. Если копать глубоко, то вода упирается в водоносный слой и поступление идет с поверхности, что не очень хорошо.

Лучший вариант-это сделать совершенный колодец. Его дно должно быть на уровне водоносного слоя, что гарантирует пересыхание только в том случае, если сам водоносный слой истощится и пересохнет. Бывает только влияние сезонное, но она так же некритично. Шахта такого колодца может проходить насквозь, и быть в углублении только на 1-2 кольца. Соответственно создается выемка, которая делает буферную емкость, где скапливается вода. Таким способом, дно совершенного колодца опускается ниже, а сама вода и столб воды больше. Для частного участка это идеальный вариант постройки.

Смотровой колодец

Смотровой колодец сделан из сборного железобетона или кирпича на водопроводной сети. В большинстве частных домов, которые находятся в деревнях, обычно подключены к центральному водоснабжению. Но некоторые дополнительно на границе участка врезают магистраль, труба который проходит к жилому дому. Центральный водопровод закопан всегда в землю, а для врезки строят углубление в виде колодца, из которого и берет воду в дом. На месте монтируют кран, и ставят счетчик на воду. По сути хозяева сами не ищут подземные воды, а берут их на прямую из центрального снабжения водой.

Перед бурением скважин необходимо организовать и обратиться к профессионалам, обязательно учитывать схемы коммуникаций по участку бурения, учитывать уровень уклона земной поверхности. Конечно, чтобы определиться какой вид скважин необходимо бурить, нужно знать для чего и в каких количествах будет потребляться вода. Если для местного использования и при условии, что есть централизованная вода, то лучше выбрать смотровой колодец. Для обеспечения поселка подземной водой, конечно берется разрешение на строительство промышленных скважин.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Структурные скважины служат для тщательного изучения выявленных при бурении опорных и параметрических скважин структур и для подготовки проекта поисково-разведочного бурения на эти структуры. [4]

Структурные скважины предназначены для выявления и изучения геологических структур, благоприятных для залегания месторождений полезных ископаемых. [6]

Структурные скважины бурятся, как правило, на поисковом этапе, но в отдельных случаях - на региональном. [7]

Структурной скважиной была открыта газовая залежь в майкопских отложениях в 1961 г. Глубокое бурение началось в 1962 г. В геологическом строении месторождения принимают участие отложения мела, палеогена и неогена. [9]

Сетку структурных скважин применяют в основном для детализации строения платформенных структур, когда по результатам геофизических исследований ориентировочно известны размеры и простирание оси структур. [10]

Глубина структурных скважин обычно бывает от 100 до 600 м, иногда доходит до 1500 м и редко более. Скважины закладывают, как правило, на площадях, перспективность которых предварительно обоснована данными геологического картирования и геофизических работ. Количество скважин на данной площади и расстояния между ними определяют с учетом геологических условий данного района. Расстояния между скважинами изменяются от 1 до 8 км. Применяют также бурение структурных скважин по профилям для изучения региональной тектоники и региональных закономерностей структурных соотношений между отдельными стратиграфическими подразделениями на больших территориях. При этом расстояния между профилями доходят до 12 км при расстояниях между скважинами в ряду 2 - 5 км. [11]

Конструкции сейсмических, картировочных и структурных скважин весьма просты. Тампонаж цементными растворами в скважинах указанного назначения применяют редко. Если в разрезе имеются подходящие пласты глинистых пород, то обсадные колонны задавливают в пласт вязкой глины. Для этого предварительно в предназначенном для задавливаиия глинистом пласте бурят 0 5 - 1 5 - м зумпф коронкой или долотом уменьшенного диаметра. Если останавливать колонну приходится в твердых скальных породах, в которые задавить обсадные трубы невозможно, то в скважину перед спуском колонны забрасывают влажную глину, скатанную в шарики диаметром 4 - 5 см: Для того, чтобы при посадке колонны в глину последняя не заполняла внутреннюю полость колонны, а выдавливалась в затрубное пространство, в башмак колонны забивают деревянную пробку или заполняют колонну водой, а на верхнюю часть ее навинчивают герметическую крышку. Ни в коем случае не следует останавливать обсадные колонны в рыхлых, сыпучих или плывучих породах. В этих случаях нижнюю часть колонны не удается укрепить, и она при последующем бурении из-под колонны может развернуться ( особенно при наличии правой резьбы обсадных труб), причем часть обсадных труб может упасть и перекрыть ствол скважины. [12]

При бурении структурных скважин отсутствие ориентированного керна нередко приводит к тому, что геологические построения носят схематический характер, а иногда и не отвечают действительности. Для построения геологических структур необходимо бурить три скважины, не лежащие на одной прямой. [13]

При бурении структурных скважин часто не устанавливают морского кондуктора, связывающего устье скважины на дне океана с рабочей площадкой. [14]

Техника бурения структурных скважин изложена в специальных учебных пособиях и руководствах по бурению. [15]

Картировочное бурение

БУРЕНИЕ КАРТИРОВОЧНОЕ — бурение неглубоких (до 100 150 м) скважин при геологоструктурной съемке и составлении геол. карт м ба 1 : 200 000 и 1 : 50 000. Производится обычно в тех районах, где коренные п. скрыты под мощной толщей рыхлых совр. отл., а также с целью поисков … Геологическая энциклопедия

СКБ — синтетический каучук натрий бутадиеновый Совет коллективной безопасности (СНГ) содействие коммерции и бизнесу Союз коммунистов Бельгии специальное конструкторское бюро структурно картировочное бурение студенческое конструкторское бюро … Словарь сокращений русского языка

СКБ — структурно картировочное бурение СКБ Союз коммунистов Бельгии Бельгия Словарь: С. Фадеев. Словарь сокращений современного русского языка. С. Пб.: Политехника, 1997. 527 с. СКБ сельскохозяйственное консультационное бюро Латвия … Словарь сокращений и аббревиатур

Картировочное бурение

БУРЕНИЕ КАРТИРОВОЧНОЕ

Картировочное бурение

КАРТИРОВОЧНОЕ БУРЕНИЕ (а. map drilling, structural drilling; н. Kartierungsbohren; ф. forage de reсоnnaissance geologique; и. sondeo para reсоnocimiento geologiсо) — бурение скважин с отбором керна для составления геологических разрезов и карт. Применяется при геологосъёмочных работах в масштабе 1:200 000 и крупнее на площадях, перекрытых чехлами различных отложений. По данным буровых скважин изучаются стратиграфические разрезы, структуры отдельных участков, состав и условия залегания горных пород, прослеживаются отдельные геологические тела или структуры, выявляются их роль и значение в локализации скоплений полезных ископаемых. Скважины бурятся по профилям или по геометрии сети, густота которой зависит от сложности геологического строения района и масштабов работ.

При глубинном геологическом картировании комплексов пород, залегающих под толщами более молодых образований, картировочное бурение используется в качестве основного технического средства для изучения особенностей их строения и состава.

Читайте также: