Что такое затрубное пространство скважины

Обновлено: 07.07.2024

Конструкция скважины

Скважина – это пробуренное отверстие в земле, имеющее значительную глубину при небольшом диаметре. Начало скважины называется устьем, дно – забоем, а боковые поверхности – стенками.

На рисунке показан разрез скважины.

2 – стенки скважины

6 – обсадная колонна

7 – эксплуатационная колонна

Здесь показан профиль ствола скважины, на рисунке «а« на каждом ряде обсадных колонн пишется диаметр (мм.), на рисунке «б« указана глубина (м.) установки колонн, интервал подъема цементного раствора обозначается штриховкой.

Основные характеристики скважины, это глубина, диаметр, направление. Глубина скважин зависит от назначения и колеблется от нескольких метров до нескольких километров. Диаметр скважины задается диаметром породоразрушающего инструмента – долота. Направление скважины может быть вертикальным, горизонтальным, иметь любой угол и искривление, также бывают скважины – восстающие, то есть направленные вверх (бурятся из подземных выработок).

Конструкция скважины предусматривает крепление стенок с помощью, так называемых обсадных труб. Обсадные трубы составляются в обсадные колонны и спускаются в скважину. Первая обсадная колонна, спускаемая в скважину, имеет максимальный диаметр и называется – направлением, предохраняет устье скважин от размыва грунта циркулирующим буровым раствором, её длина составляет – 5 м., а диаметр – 527 мм. Следующая колонна – кондуктор, служит для перекрытия неустойчивых верхних пород и водоносных горизонтов. При бурении скважин в условиях многолетней мерзлоты направление и кондуктор выбирают с учетом будущего растепления пород. Для предотвращения и устранения осложнений при бурении, спускают несколько промежуточных колонн. Последняя колонна, предназначаемая для работы в продуктивном горизонте, называется экcплуатационной. При подсчете числа колонн, спущенных в скважину, направление и кондуктор не учитываются. Низ всех спускаемых колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком.При больших глубинах бурения возникает необходимость спустить колонну перекрывающую определенный интервал без выхода к устью скважины. Такая колонна называется хвостовиком или потайной колонной.

Конструкция скважины

Конструкция скважины зависит от целей, геологических условий, глубины, техники бурения, метода разработки месторождения и других факторов.
Определяется глубиной начального и конечного диаметра бурения, числом, Ø и длиной спущенных обсадных колонн, толщиной их стенок, Ø различных участков ствола, углом наклона скважины или отклонением ее от вертикали.

координаты устья;
глубина и способ бурения;
диаметры колонн для каждого интервала, планируемые по показателю планируемого дебита;
данные геологоразведки конкретного региона и данные геологических разрезов;
особенности конкретных горных пород, в аспекте методов бурения;
наличие в пластах жидкостей и их состав;
назначение и тип скважины;
профиль;
интервалы нефтегазоносных пластов;
способы дальнейшей эксплуатации;
значения внутрипластового давления;
показатели давлений для определения гидравлического разрыва (ГРП).

обсадные колонны,
интервалы бурения,
интервалы цементирования,
устье, стенки и забой скважины,
продуктивный горизонт и зона перфорации.

Интервал бурения – это часть траектории скважины, сооруженная с помощью долота одного диаметра и преимущественно с применением одной запроектированной технологии бурения.

Интервал цементирования – это интервал, в котором цементируется конкретная обсадная колонна.
Обсадные колонны могут цементироваться до устья (в основном, направление и кондуктор) и «внахлест» с предыдущей (обычно, технические и эксплуатационные).
Для нефтяных скважин величина перекрытия предыдущей колонны – 150 м, для газовых скважин – 500 м.
Обсадные колонны разведочных скважин цементируются обычно на всю длину.

Устье скважины – верхняя, приповерхностная, часть скважины.

Забой скважины – самая нижняя часть скважины, «дно».
Стенки скважины – боковая часть цилиндрической основы скважины.
Продуктивный горизонт – пласт в разрезе, в котором находятся природные ресурсы.
Зона перфорации – часть обсадной колонны в интервале продуктивного пласта, в которой делаются отверстия для эксплуатации.

Крепление скважин. Анализ образования флюидопроявляющих каналов в зацементированном пространстве скважин и мероприятия по обеспечению качественной крепи

Качественное цементирование обсадных колонн и разобщение продуктивных пластов является условием долговечной безаварийной эксплуатации скважин. Появляющиеся в начальной стадии эксплуатации скважин межпластовые перетоки и затрубные газопроявления являются результатом формирования негерметичного цементного кольца, что обусловлено различными причинами, основными из которых можно считать несоответствие свойств используемых тампонажных растворов и технологии их применения геолого-техническим условиям. Таким образом, задача обеспечения качественной изоляции затрубного пространства при цементировании скважин в настоящее время представляет весьма актуальную проблему.

Миграция газа в заколонном пространстве (ЗП) или переток газа между отдельными пластами сразу же после закачки в скважину цементного раствора представляет собой очень серьезную проблему, особенно для скважин, вскрывающих пласты с аномально-высоким пластовым давлением (АВПД), расположенных как на суше, так и в море.

Анализом и предотвращением причин возникновения заколонных флюидопроявлений занимаются отечественные и зарубежные исследователи долгие годы. Авторы 7 подразделяют межколонные газопроявления на две группы. К первой группе отнесены межколонные газопроявления, обусловленные непосредственным поступлением газа из продуктивных горизонтов через цементное кольцо и зазоры между цементным камнем и стенками скважины и обсадных колонн. Ко второй группе отнесены межколонные газопроявления, связанные с негерметичностью обсадных колонн.

Наибольший интерес представляют вопросы, относящиеся к первой группе, где основные факторы связаны с технологическими и физико-химическими процессами. Результаты исследований сводятся к следующему:

темпы водоотдачи цементного раствора и его расширение в наибольшей степени
влияют на снижение давления в цементном столбе;

выход газа из пласта может начаться задолго до начала схватывания цемента, если цементный раствор имеет большую водоотдачу;

сокращение объема цементного раствора за счет гидратации (контракция) происходит до начала схватывания цемента. Величина сокращения объема колеблется от 0,1 до 0,3%;

снижение давления в столбе цементного раствора имеет место даже при отсутствии водоотдачи цементного раствора выше залегания газового пласта;

расширяющиеся цементные составы, из которых может выделяться газ после
окончания цементирования, могут компенсировать снижение давления в столбе цементного раствора;

свободная вода непосредственно не влияет на утечки газа;

товарные цементы, которые расширяются после начала схватывания, не
предотвращают утечки газа.

Исследования, проведенные техасским университетом и фирмой «Экссон», показали, что миграция газа в ЗП при цементировании скважины обуславливается снижением
гидростатического давления столба тампонажного раствора во время начального периода его затвердевания [8].

Анализ существующих представлений показывает, что наиболее обоснованной
действующей силой флюидопроявления следует считать градиент давления, возникающий в период освоения и эксплуатации скважин за счет депрессии на непродуктивное насыщение флюидами пластов. Представления о путях продвижения пластового флюида связываются с наиболее слабыми участками в ЗП, сопротивление которых недостаточно для предотвращения движения флюидов и с выявлением причин формирования таких участков.

В настоящее время основными причинами формирования флюидопроявляющих
каналов в структуре твердеющего тампонажного раствора в начальный период ожидания
затвердевания цемента (ОЗЦ) называют процесс седиментации и напорное воздействие
пластового флюида.

Совпадение характерных зон седиментации и изменения проницаемости говорит об определяющей роли осаждения твердых частиц в процессе повышения проницаемости
цементного раствора (камня). Убедительным аргументом в пользу этого вывода служат
исследования, выявляющие влияние времени седиментационных процессов на
проницаемость цементного камня (рисунок 1). Экспериментами доказана возможность
формирования сплошных каналов в цементном камне при использовании седиментационно неустойчивых тампонажных растворов. Полученные данные подтверждаются
промысловыми наблюдениями.

Исследовано влияние состояния поверхности стенок скважины и колонны на
образование флюидопроводящих каналов. Вопрос изучался на специальной установке,
имитирующей скважинные условия. Установка для определения пути движения газа по
заколонному пространству через незатвердевший цементный раствор (рисунок 2) состоит из компрессора (1), модели обсаженной скважины (2), колонной головки (3) и манометра (4).

РИС. 1. Влияние времени седиментации на проницаемость цементного камня

РИС. 2. Схема установки для изучения образования флюидопроводящих каналов
в тампонажном растворе

Установлено следующее:

степень взаимодействия седиментирующего тела с вмещающей средой снижается с уменьшением шероховатости поверхности среды;

вес твердой составляющей раствора при зависании в большей степени передается на ту поверхность, с которой она больше взаимодействует при седиментации;

зависание данного вида раствора происходит тем раньше, чем в большей степени на контактных поверхностях проявляются структурно-механические свойства скелетной
решетки.

Проведенная научно-исследовательская работа нашла применение при разработке предложений по предупреждению некачественного крепления наклонно-направленных скважин одного из газовых месторождений Краснодарского края. Разрез скважин имеет
особенности, свойственные разрезам месторождений с АВПД:

- в нижней зоне имеется залежь, приуроченная к поровым коллекторам с АВПД;

- средняя зона представляет собой мощную (тысячи метров) толщу-покрышку,
сложенную глинами с маломощными, имеющими небольшое простирание, прослоями песчаников и алевролитов;

- верхняя зона сложена чередованием коллекторов и неколлекторов, она доступна для бокового и нисходящего движения вод; для этой зоны характерны нормальные давления флюидов.

Пример выделения зон АВПД по данным бокового каротажа в скважине данного
месторождения приведен на рисунке 3.

На основании анализа промысловых материалов сделан следующий вывод: причиной некачественного цементирования эксплуатационной колонны в скважине с появлением
после ОЗЦ заколонных перетоков является геологический фактор, а именно: пересечение скважиной пласта, относящегося к линзовидному нефтегазоводонасыщенному телу с
экстремальным градиентом порового давления, что не было учтено при цементировании скважины. Это привело к образованию флюидопроводящих каналов в цементном камне из-за несоответствия параметров применяемого тампонажного раствора требуемому значению.

Анализ тампонажного раствора для цементирования эксплуатационной колонны в данной скважине с учетом горно-геологических условий показал возможные изменения самого процесса формирования цементного камня в заколонном пространстве. Произошедшие в цементном камне в результате этого изменения могут быть оценены как влияние геологических и физико-химических факторов на качество крепи скважины.

Физико-химические факторы: седиментационное каналообразование; суффозия;
высокая водоотдача цементного раствора; наличие глинистой корки в зоне контакта с
тампонажным раствором; коагуляция тампонажных растворов в результате применения для

РИС. 3. Пример выделения зон АВПД по данным бокового каротажа в наклонно-направленной скважине рассматриваемого месторождения

их обработки химически несовместимых реагентов; повышенная проницаемость цементного камня; коррозия при воздействии агрессивных пластовых флюидов или пластовых вод не имеют места за исключением возможного проявления контракционного эффекта при твердении тампонажного раствора с образованием пристенного слоя воды в зоне контакта
«колонна – цементный камень».

Кроме того, на образование заколонных проявлений влияет содержание газа в
буровом растворе.

Особенностью технологии цементирования в геолого-технических условиях скважин данной площади являются повышенные требования к соблюдению программы цементирования, выдерживанию необходимых технологических свойств тампонажного раствора в интервале открытого ствола и в межколонном пространстве. При кратковременности процесса
цементирования кажущиеся незначительными отклонения режимов наземных и внутрискважинных работ от рекомендуемых могут оказать отрицательное влияние на качество цементирования скважин.

Для предотвращения заколонных перетоков и улучшения качества
крепления эксплуатационной колонны рекомендуется выполнение следующих мероприятий в период цементирования:

1. Буровой раствор дегазировать по всему объему, в течение 1,5 циклов циркуляции контролировать соответствие параметров раствора проектным.

2. В технологическую оснастку эксплуатационной колонны включить центраторы и турбулизаторы.

3. Провести цементирование эксплуатационной колонны в одну ступень путем порционной закачки двух пачек тампонажного раствора.

4. В целях устранения контракционного эффекта применяемый для цементирования эксплуатационной колонны тампонажный материал типа ЦТТУ I-160 может быть модифицирован введением расширяющей добавки на основе оксида магния. Ее количество определяется экспериментально с учетом термобарических условий скважины.

5. Использованный цемент и реагенты для обработки тампонажного раствора по
термостойкости должны соответствовать условиям цементирования эксплуатационной
колонны. Для обработки тампонажного раствора использованы реагенты: понизитель
фильтрации и регулятор реологических свойств, пластификатор, замедлитель сроков
схватывания, термостабилизатор, пеногаситель.

6. При подборе рецептур тампонажных растворов, исходить из того, что они должны обладать рядом специфических свойств:

контракционный эффект тампонажного раствора при затвердении его в камень
должен быть пониженным;

седиментационная устойчивость тампонажных растворов должна быть высокой;
водоотстой не должен превышать 1–1,5%, а материалы, используемые для приготовления тампонажного раствора, должны давать однородные по плотности смеси;

сроки схватывания тампонажных растворов следует подбирать, исходя из сроков начала загустевания смесей при забойных динамических температурных условиях и давлениях; время загустевания должно на 25% превышать время, необходимое для проведения всей операции цементирования, но не более чем на 30–40 мин;

тампонажные растворы должны иметь повышенные реологические характеристики (максимально допустимую динамическую вязкость и статическое напряжение сдвига), обеспечивающие, однако, успешное их транспортирование в интервал цеменирования;

водоотдача тампонажного раствора, особенно в случае очистки стенок скважины от глинистой корки, должна быть минимальной в конкретных условиях применения;

при выборе тампонажных материалов и реагентов предпочтение отдается тем,
которые обеспечивают необходимое время между началом и концом схватывания;

химические реагенты для обработки тампонажных растворов следует выбирать также из условия максимальной вязкости жидкости затворения, плотность воды затворения желательно иметь повышенную, для чего рекомендуется растворять в ней
поваренную или другие соли.

Таким образом, качество крепления скважин определяется как комплексом технологических мероприятий в процессе цементирования, так и физико-химическими свойствами применяемых буровых и тампонажных растворов. Несоответствие указанных факторов горно-геологическим условиям скважин приводит к разного рода осложнениям, наиболее существенным из которых в плане обеспечения надежного изоляционного комплекса скважины являются заколонные флюидопроявления.

Предложенные в данной работе мероприятия могут быть применены при креплении скважин на месторождениях и ПХГ с учетом индивидуальной проработки
в соответствии с конкретными горно-геологическими условиями.

Булатов А.И. Газопроявления в скважинах и борьба с ними [Текст] / А.И. Булатов, В.И. Рябченко, И.Я. Сибирко [и др.]. – М. : Недра, 2009. – С. 63 – 144.

Егорова Е.В. Возможности математического моделирования механизмов миграции газа в заколонном пространстве нефтяных и газовых скважин [Текст] / НТЖ Геология, география и глобальная энергия. – 2014. - № 3 (54).

Малеванский, В.Д. Открытые газовые фонтаны и борьба с ними [Текст] /
В.Д. Малеванский. – М. : Гостоптехиздат, 1993. – С. 148.

Линевский А.А. К вопросу борьбы с обводнением скважин [Текст] /
А.А. Линевский // Азерб. нефтяное хозяйство. – Баку, 1990. № 4. – С. 12.

Мариампольский Н.А. Промывка и разобщение пластов в глубоких скважинах [Текст] / Н.А. Мариампольский, В.М. Муняев. – М.: Гостоптехиздат, 1992. – С. 124.

Булатов А.И. О природе межтрубных газо–, водо– и нефтепроявлений [Текст] / А.И. Булатов // Газовая промышленность. – М., – 2003. – № 12. – С. 24.

Мамаджанов У.Д. Затрубные проявления газа [Текст] / У.Д. Мамаджанов,
В.Е. Халфин // Нефтяное хозяйство. – М., – 1996. – № 9. – С. 22.

Левайн Д.К. Предотвращение миграции газа в затрубном пространстве цементируемой скважины [Текст] / Д.К. Левайн, Э.У. Томас, Х.П. Безнер [и др.] // Нефть, газ и нефтехимия за рубежом. – М., 2008. – № 10. – С. 8 – 17.

Затрубное пространство

Краткий электронный справочник по основным нефтегазовым терминам с системой перекрестных ссылок. — М.: Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина . М.А. Мохов, Л.В. Игревский, Е.С. Новик . 2004 .

Смотреть что такое "Затрубное пространство" в других словарях:

Ингибитор АСПО — (Асфальтосмолопарафиновых отложений) (анг.) inhibitor of asphaltic resinous paraffine sediments, inhibitor paraffine sediments Содержание 1 Определение 2 Классификация по механизму действия … Википедия

Затрубное давление

Смотреть что такое "Затрубное давление" в других словарях:

ДАВЛЕНИЕ ЗАТРУБНОЕ — давление в кольцевом пространстве между подъемными трубами и обсадной колонной, замеряемое в устье скважины специальным манометром. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

Газпром добыча Астрахань — ООО «Газпром добыча Астрахань» Тип Общество с ограниченной ответственностью Деятельность Добыча газа Год основания 1981 Прежние названия Астраха … Википедия

Экспериментальный завод ООО «ТюменНИИгипрогаз» — Тип промышленное предприятие Год основания 1986 год Расположение п. Антипино, Тюменский район, Тюменская область … Википедия

Технология затрубной цементации скважин

Некоторые конструкции скважин и условия бурения требуют цементации скважин, точнее затрубного пространства между обсадной колонной и грунтовой стенкой скважины. Цементация призвана укрепить скважину, повысить уровень герметизации, в результате — продлить срок службы водозаборной системы.

Как цементируют скважину?

Для цементации скважины используется тампонажный раствор. В отличие от бурового раствора, облегчающего процесс бурения, тампонажный раствор превращается в твердое тело. Благодаря этому обсадная колонна крепится к стенка скважины. Такое техническое решение делает во много раз прочнее всю конструкцию.

Известно несколько методов цементации, каждый из которых содержит следующие основные этапы:

приготовление тампонажного раствора
подача раствора в затрубное пространство одним из способов
твердение тампонажной смеси
проверка качества тампонажа

тампонажный цемент

Учитывая важность и высокую сложность предстоящего процесса, перед началом тампонирования обязательно составляется схема будущих работ. Схема составляется с учетом конструкции скважины, характеристик грунта, в котором было произведено бурение, протяженности участка тампонирования, марка тампонажного раствора и многое другое. Все параметры обязательно проверяются инженерным расчетом, так как неправильно сделанное тампонирование способно навсегда вывести скважину из строя и тогда уже придется применять ликвидационное тампонирование, цель которого защита водоносного горизонта от загрязнений с поверхности и из промежуточных геологических слоев. Кроме теоретических расчетов всегда учитывается опыт тампонирования скважин, проведенный в сходных условиях. Кроме упрочнения и герметизации скважины цементация позволяет удалить буровой раствор, смесь раствора с буровым шламом и другие жидкости (например, промывочную жидкость) из затрубного пространства.

Как тампонажный раствор попадает в скважину?

Цементировочная смесь может быть доставлена в затрубное пространство скважины несколькими способами, для чего используется различное оборудование.

Прямая подача

Тампонажный раствор подается непосредственно внутрь обсадной колонны. Далее смесь через нижнюю часть скважины — так называемый башмак — проникает в затрубное пространство и заполняет его, поднимаясь между внешней поверхностью обсадной колонны и грунтовой стенкой выработки. Чаще всего используется прямая подача цементировочной смеси.

цементация скважины с двумя пробками

Для контроля положения массы тампонажного раствора применяют две пробки. Находясь между этими пробками раствор опускается внутри обсадной колонны до нижней части скважины. Затем в колонну под давлением закачивается жидкость, которая давит на верхнюю пробку, которая в свою очередь как поршень передает давление тампонажному раствору и раствор через нижнюю часть скважины попадает в затрубное пространство. Существует более простой вариант затрубной цементации скважины с использованием одной пробки. Давление жидкости контролируется по манометру.

цементация затрубного пространства завершена

Обратная подача

При обратной подаче тампонажный раствор сначала попадает в затрубное пространство, опускаясь снаружи вдоль обсадной колонны.

Одноступенчатое цементирование

При одноступенчатом цементировании весь объем тампонажного раствора доставляется за один цикл. Например, так происходит при цементировании скважины с помощью одной или двух пробок с прямой подачей раствора.

Одноступенчатое цементирование

При одноступенчатом цементировании весь объем тампонажного раствора доставляется за один цикл. Например, так происходит при цементировании скважины с помощью двух пробок с прямой подачей раствора.

Двухступенчатое цементирование

пакеры для двухступенчатого и манжетного цементирования

Данный вид цементирования сложнее в реализации и применяется при большой глубине скважины. Большая глубина увеличивает сопротивление, что затрудняет продавливание вязкого тампонажного раствора вдоль всей скважины за один проход. Потребовалось бы слишком высокое давление, что не всегда можно использовать без риска нарушить конструкцию скважины или характеристики геологических слоев в результате поглощения цементирующего раствора. Для компенсации большой глубины скважины используется метод манжетного цементирования. Манжеты ограничивают продвижение тампонажной смеси, организуя отдельные цементные кольца в затрубном пространстве, защищают продуктовый пласт от попадания смеси, позволяют цементировать скважину отдельными участками.

Оборудование для цементирования скважины

Какое оборудование понадобится для проведения цементации скважины?

смесительная установка для приготовления тампонажного раствора и других технологических жидкостей
цементировочный насос, задача которого нагнетать тампонажную смесь в скважину и продавить ее при определенном давлении
насосная установка для нагнетания в скважину рабочих жидкостей
цементировочная головка
муфта ступенчатого цементирования
гибкие стальные шланги

оборудование для затрубной цементации скважины

Советы буровиков

Состав тампонажного раствора подбирается в зависимости от структуры и свойств геологических слоев, в которых пробурена скважина. Плотность затрубной цементации можно повысить, если использовать раствор, который увеличивается в объеме. Если порода пористая, с высоким коэффициентом поглощения, то обычный раствор использовать нельзя, так как неизбежен его перерасход. Вместо заполнения затрубного пространства тампонажная смесь под давлением будет уходить в стороны от скважины. В такой ситуации рекомендуется применять тампонажный раствор с волокнистым наполнителем. В качестве наполнителя могут выступать многие натуральные или искусственные волокносодержащие материалы.

Перед цементацией затрубного пространства скважины не только выбирается тампонажный раствор и метод цементации, но также проверяется все оборудование в условиях максимального рабочего давления и производительности при подаче смеси.

Предварительно скважина и затрубное пространство должны быть промыты водой для очистки от шлама, оставшегося после бурения. Без промывки крупные куски породы, оставшиеся после бурения, помешают равномерному заполнению объема тампонажным раствором, что в будущем может привести к повреждению конструкции скважины.

Чем заполнить затрубье?

Что делать с межтрубным пространством - такой вопрос часто возникает у людей, кто собирается бурить самостоятельно?

Ответ приводится ниже:

Прежде всего, необходимо разобраться в том, что Вы планируете засыпать – скважину (водоносный участок ствола, где расположен фильтр) или так называемое затрубье (остальная часть шурфа, расположенную в верхней части скважины).

В первом случае используют отсыпку мелким щебнем (примерно фракция 5Х20 и даже меньше). Лучше всего при отсыпке подавать еще воду, чтобы камни лучше уходили вниз. Он будет создавать каркас для более мелких песчаных включений и не позволит глине оплывать на фильтр. В пылеватых песках в щебёнку лучше добавить крупного речного песка в пропорции 3:1. Это увеличит пропускную способность прифильтровой зоны. Отсыпку делают невысокой – в противном случае возможен переток из верхнего водоносного слоя. Как правило, для того чтобы создать качественный естественный фильтр, будет достаточно 12-14 ведер смеси.

Что же касается затрубья, то его лучше всего засыпать глиной – она позволит создать надёжный водоупорный замок. На расстоянии 1.5-2 м от поверхности глину можно сменить на песок. Подобная хитрость нужна для получения дренажного канала, по которому в верхние слои почвы будет уходить вода из приямка.

Напоследок хочется напомнить о том, что при засыпке обсадной трубы необходимо строго следить за её вертикальным положением. В противном случае появляется вероятность перетирания стенок удерживающим тросом или повреждение фильтра корпусом насоса.

Конструкция скважины: что нужно знать

Конструкция скважины на воду – это один из основных и наиболее ответственных разделов технической части проекта на постройку сооружения. Дабы грамотно составить таковой проект, нужно разбираться в составляющих данной конструкции и их назначении.

Мы поведаем о том, из чего состоит скважина, и как взаимодействуют ее части.

Устройство добывающих скважин

Неспециализированные положения

Как мы знаем, любое строительство начинается с проектирования, и один из наиболее значимых вопросов, на который должен быть дан ответ в следствии проектной работы – это конкретный вид, который примет конструкция артезианской скважины.

Разрабатывают и уточняют конструкцию будущего сооружения в соответствии с теми либо иными конкретными условиями бурения, характерными для данного района.

Конечная цель – исполнение поставленной задачи, другими словами:

Достижение проектной глубины забоя, которая разрешит добывать запланированный количество воды в единицу времени в течении всего предсказанного срока эксплуатации,
Успешное вскрытие водоносного горизонта. Это нужное условие корректной эксплуатации сооружения, поскольку от того, как удачно проведены работы по вскрытию и разработке водоносного горизонта будет зависеть не только дебит скважины, но и уровень качества добываемой воды,
Достижение возможности проведения всего комплекса намеченных работ, а также исследовательских, разведывательных, работ по добыче и т.д.

Наряду с этим на конфигурацию и параметры конструкции любой скважины будут воздействовать такие факторы:

Выбранный в соответствии с данными геологической разведки метод бурения и прохождения проблемных участков разреза. От используемого способа разработки породы будет зависеть применяемое оборудование и сложность упрочнений ствола обсадными колоннами, манжетами, сальниками и другими приспособлениями,
Сложность и особенности структуры геологического разреза. Тут принципиально важно учесть все вероятные осложнения, связанные с проблемными участками и изюминками породы в них. Нужно сходу подобрать буровое оборудование и методы изоляции неэксплуатируемых продуктивных пластов, и способы защиты ствола шахты от обвалов, оползней и переливов,
Назначение скважины. В зависимости от добываемого ископаемого устройство сооружения может очень сильно изменяться, а также изменяется глубина, диаметр, применяемые материалы, оборудование и т.д. Отдельную группу составляют исследовательские, разведывательные, параметрические и другие особые объекты,
Метод вскрытия водоносного горизонта. Ответственный фактор, определяющий устройство и конструкцию эксплуатационной и фильтровой трубы, отстойника, подбашмачной цементации и многих других частей скважины.

Обратите внимание! Конструкция объекта обязана соответствовать правилам и положениям, принятым в распоряжениях Госгортехнадзора РФ, и требованиям по охране недр и внешней среды. Проект будущего объекта проходит обязательное утверждение в контролирующих инстанциях, в первую очередь – в районном отделении Госгортехнадзора РФ и СЭС.

Для промежутка продуктивного пласта выбор и обоснование конструкции сводятся к обеспечению наилучших условий поступления воды.

Эта, особенная часть скважины, должна быть способна к решению таких задач:

Обеспечение и реализация наилучших условий разработки и дренирования продуктивного (водоносного) пласта,
Задание параметров заглубления объекта в водоносный слой породы, которое сможет обеспечить максимально продуктивную долгую добычу питьевой воды,
Качественная действенная изоляция продуктивного слоя от смежных и близлежащих водоносных горизонтов чтобы не было переливов и смешивания воды,
Защита продуктивного водоносного слоя от вредоносного действия тампонажного раствора, применяемого при цементации, либо всемерное понижение последствий этого влияния на проницаемость породы водяного коллектора.

Для определения основных параметров конструкции и нужных мероприятий при постройке скважины создают изучение геологического разреза, по итогам которого делают выводы относительно расположения и черт основных промежутков, каковые нуждаются в изоляции обсадными колоннами.

К ним смогут относиться промежутки катастрофических поглощений, высокопластичных глин, соленосные слои, водоносные горизонты, сыпучие породы и промежутки с несовместимыми условиями бурения.

Обсадная колонна

Обсадной колонной именуют систему труб, каковые опускают в ствол скважины для его упрочнения, и для изоляции страшных слоев и пластов с несовместимыми условиями бурения. Это одна из основных систем конструкции добывающей и не только скважины.

По назначению и устройству различают четыре основных вида обсадных колонн:

Направление. Так именуют самую верхнюю трубу, которую устанавливают прежде всего для защиты устья сооружения от размыва и оползней,
Кондуктор. Может затевать конструкцию, играя роль направления, быть может продолжать ее. Употребляется для защиты верхних сыпучих слоев разреза от обрушения, изоляции грунтовых водоносных горизонтов, и для установки на устье скважины противовыбросового оборудования (если оно нужно),
Промежуточная. Употребляется при происхождении осложнений в ходе бурения более глубоких пластов для крепления и изоляции вышележащих промежутков, условия бурения которых несовместимы с условиями бурения последующих слоев породы. При прохождении однотипных, прочных и устойчивых пластов не употребляется,
Эксплуатационная. Нижняя часть колонны, которая помогает для извлечения воды и изоляции нежелательных горизонтов.

При устройстве направляющего участка возможно использован цементный стакан из ЖБ колец либо литья. Кроме этого допускается применение стальных обсадных труб громадного диаметра.

Для их установки бурится шурф глубиной 4 – 8 метров до отметки залегания устойчивых пород почвы, каковые значительно чаще являются водоупорной подошвой для горизонта грунтовых вод.

В шурф устанавливают трубу нужной длины и диаметра, по окончании чего пространство между шурфом и стенками трубы заполняют бутовым камнем и цементным раствором для исключения возможности перетекания верховодки и грунтовых вод песчаного пласта.

После этого предпринимают попытку пробурить шахту до проектной глубины. В случае если это не удается, бур упирается в осложняющие горизонты и появляется необходимость перекрытия непредвиденных либо не планирующихся к эксплуатации продуктивных пластов, тогда в ствол монтируют промежуточную колонну.

Потом процесс может повторяться пара раз, и количество промежуточных колонн в этом случае растет.

Наконец, по достижении проектной глубины забоя в скважину устанавливают эксплуатационную колонну, которая предназначена конкретно для добычи и извлечения на поверхность ископаемой воды.

В самом низу, у башмака, находится территория с перфорацией трубы (фильтровая колонна) и цементного камня, которая помогает для забора и фильтрации воды из скважины от больших частиц породы.

Обратите внимание! Затрубный промежуток эксплуатационной колонны кроме этого цементируют тампонажным раствором, для чего у нижнего конца трубы делают цементную манжету, которая не дает раствору попадать в водоносный горизонт. При цементации верхних труб для этих целей применяют особые сальники.

Соединение труб в колоннах создают посредством резьбовых муфт с разнонаправленной резьбой. Для сочленения колонн смогут использоваться разные переходники с коническим сечением, в этом случае применение сальников необязательно.

Разрешительная документация

Если вы решили выстроить скважину на своем участке своими руками либо с привлечением опытной организации, вам пригодится разрешение.

Возможно сказать в противном случае: самостоятельно пробурить артезианскую скважину у вас чуть ли окажется, а буровая компания не станет кроме того обсуждать возможность начала работ в отсутствии разрешающих документов.

Для их получения вам направляться обратиться в местный орган – геодезический центр. В геоцентре вашего района рассмотрят целесообразность бурения, и в случае если альтернативных источников водоснабжения у вас нет, тогда, вероятнее, вам дадут предварительное разрешение.

Потом вами займутся всевозможные контролирующие органы, каковые изучат местность и оценят запасы воды в данном водоносном горизонте с учетом уже выстроенных и применяемых скважин.

От вас потребуется информация о грядущих работах и мероприятиях: конструкция и глубина скважины, ее правильное размещение на участке, предположительный количество выкачиваемой воды и технология бурения.

На основании предоставленных вами сведений группа специалистов решает, хватит ли остаточного дебита источника для удовлетворения ваших потребностей в воде без пагубного влияния на функционирование экосистемы региона.

Кроме этого инструкция предполагает диагностику вашей способности обеспечить нужную санитарно-техническую безопасность территории (возможность создания территории отчуждения около оголовка скважины, вынесение за пределы данной территории септиков, канализационных стоков, компостных ям и автостоянок).

В следствии, при успешном прохождении всех этапов регистрации, вам будет выдано разрешение и лицензия на скважину. Лицензия показывает фамилию обладателя, адрес и характеристики скважины, поскольку это капитальный объект, цена которого может быть больше цена жилья. По окончании строительства вам будет выдан технический паспорт на скважину.

Вывод

Конструкция скважины и ее проектирование – взаимосвязанные и основополагающие этапы подготовки к постройке гидродобывающего сооружения громадной глубины (более 30 метров). При работе должны быть учтены все нюансы геологического среза и вероятная опасность заражения и перелива воды, и созданы меры по устранению данной опасности. Видео в данной статье окажет помощь разобраться в теме более подробно.

Читайте также: