О скважинах

назад
06.04.2011

Конструкция скважины на воду. Устройство скважин. Сущность конструкции скважин на воду

В практике бурения скважин на воду УБК «Аквасфера» наиболее широко применяет следующие способы:

  • вращательный с прямой промывкой
  • вращательный с обратной промывкой
  • вращательный с продувкой воздухом
  • ударно-вращательный
  • ударный

Каждый из этих способов имеет преимущества и недостатки, а следовательно, и рациональную область применения применительно к решению конкретных задач, а также гидрогеологическим и другим условиям производства работ.

До середины 40-х годов в СССР основным способом бурения скважин на воду был ударно-канатный. Далее началось интенсивное развитие вращательного способа бурения с прямой и обратной промывкой глинистым раствором. Именно два последних метода бурения заняли лидирующее место в бурении скважин на воду.

Выбор и обоснование конструкции скважин – важнейшие мероприятия, от которых зависят качество выполняемых работ, их экономичность. Конструкции скважин в зависимости от назначения должны отвечать определенным требованиям.

Конструкции разведочных скважин должны обеспечивать:

  • высококачественное опробование всех или в зависимости от назначения некоторых из вскрытых водоносных горизонтов;
  • экономичность (стоимость применяемых материалов, трудовые затраты и др.);
  • наименьший по возможности диаметр ствола скважины;
  • повторное использование фильтра и обсадных труб;
  • простоту ликвидации скважины и высококачественный ликвидационный тампонаж.

Конструкции эксплуатационных скважин должны обеспечивать:

  • высококачественное вскрытие продуктивных водоносных пластов с целью их эксплуатации при минимальных сопротивлениях профильтровых колонн;
  • длительный срок эксплуатации и минимальный темп снижения производительности;
  • выполнение ремонтный и восстановительных работ;
  • тщательную изоляцию водоносных горизонтов друг от друга, за исключением тем, которые эксплуатируются совместно;
  • экономичность (стоимость применяемых материалов, трудовые затраты и др.);
  • минимальный возможный диаметр ствола скважины;
  • наименьшее сопротивление при подъеме воды насосом.

Таким образом, приведенные требования к конструкциям скважин весьма специфичны и в ряде случаев находятся в сложной зависимости друг с другом. Поэтому выбор и обоснование той или иной конструкции скважин должны базироваться на тщательной оценке всех факторов и в первую очередь тех, которые для конкретных условий производства работ являются главными.

Рис.1. Схема скважины в две колонны на сеноманский водоносный горизонт (глубина в Киевской области)

Построение конструкции скважины начинают с прифильтровой зоны после определения конечного диаметра скважины, типа и конструкции прифильтровой зоны. Конечный диаметр, как известно, должен обеспечивать определенную производительность и проведение необходимого комплекса гидрогеологических исследований и наблюдений. Тип и конструкция фильтра зависят от водовмещающих пород, химического состава подземных вод, возможного срока службы фильтра и др.

Для эксплуатационных скважин проводят  тщательную затрубную цементацию, что исключает и связь отдельных водоносных горизонтов между собой, и повышает антикоррозийные свойства обсадных труб.

В конструкции скважины различают следующие элементы: кондуктор (направление), эксплуатационную колонну (при необходимости или бурении на большую глубину добавляются еще дополнительные колонны) и фильтр.

Первая колонна – кондуктор служит для крепления интервалов ствола скважины и устья.

Эксплуатационная колонна обеспечивает крепление ствола скважины на больших глубинах. В эксплуатационной колонне обычно устанавливают насос. В скважинах глубиной более 100 м и в случаях изолирования верхних водоносов устанавливаются дополнительные технические колонны.

В неустойчивых водовмещающих породах применяют фильтра различных типов и конструкций. Чаще всего фильтр устанавливают впотай, так как в этом случае его можно при выходе из строя поднять и заменить новым. Фильтр может быть смонтирован на эксплуатационной колонне, а изоляцию вышележащих водоносных горизонтов осуществляют путем затрубной цементации через манжету.

В случае каптажа высоконапорных горизонтов, самоизливающихся и термальных водоносных горизонтов их герметизацию осуществляют обязательно цементацией обсадных колонн до устья с применением цемента высокого качества. При больших глубинах в ряде случаев затрубную цементацию до устья можно заменить подбашмачной, если исключены гидравлическая связь водоносных горизонтов, потери напоров и загрязнение подземных вод.

Если проводят манжетную цементацию на какой-либо  интервал, но не до устья скважины, то затраты средств и времени мало отличаются от соответствующих затрат при затрубной цементации обсадных колонн до устья, но хорошее качество цементации при этом гарантировать трудно.

Манжетную цементацию проводят после работ по освоению и разглинизации, в противном случае фильтр и сам водоносный пласт будут длительное время находиться в контакте с глинистым раствором, а это усложнит работы по разглинизации.

При большой глубине скважин, частом переслаивании пород разной твердости, агрессивности подземный вод применяют обсадные колонны, в том числе и хвостовики с затрубной цементацией и последующим прострелом перфораторами или вскрытием гидропескоструйным способом.

При каптаже водоносных горизонтов, представленных неустойчивыми трещиноватыми и гравелистыми породами, их крепят фильтрами дырчатого и щелинистого типа. В рыхлых неустойчивых породам используют сетчатые, проволочные, блочные и гравийные фильтры.

Гравийно-обсыпные фильтры широко применяются в скважинах, пройденных вращательным способом с обратной промывкой. Гравийно-обсыпные фильтры требуют установки дырчатого или щелинистого каркаса, причем последний обычно является эксплуатационной колонной. Установку каркасов фильтров впотай проводят реже, так как это связано с определенными трудностями оборудования скважин, а замена таких каркасов практически все равно трудновыполнима.

В случаях, когда водоносные пески представлены тонкозернистыми и мелкозернистыми разностями, используют двухслойные гравийные обсыпки. Для этого применяют дополнительную колонну обсадных труб. В практике водоснабжения и гидрогеологических исследованиях двухслойные обсыпки из-за технологической сложности используют весьма редко, только при бурении крупных высокодебитных скважин.

Если проводят каптаж двух водоносных горизонтов, часто гидравлически активно связанных между собой и представленных различными породами, то устанавливают два фильтра различной конструкции на одной колонне. Освоение фильтров ведут раздельно, причем вскрытие водонасыщенных известняков рекомендуется проводить с промывкой водой.

В рыхлых породах при устойчивой кровле с успехом применяются бесфильтровые скважины.

Заказать расчет работ
Цены
Дисконтная карта клиента
Сервисное обслуживание
Акции
Подписка на
россылку
Звоните:

(096) 917 27 57
(050) 956 19 01