Что относится к строительству скважины

В этой статье хотелось бы вкратце пробежаться по теме нефтяных скважин. Разберемся с вопросами: Что такое скважина? Какие они бывают в нефтяной промышленности? Разберем типовую конструкцию скважин, категории скважин по назначению и т.п. Профессионалы-нефтяники могут эту статью благополучно пропустить, так как ничего нового вы здесь не найдете.

А вот тем, кто еще не очень хорошо разбирается в нефтяных скважинах, статья может оказаться весьма полезной.

Ну что ж, с введением закончили, теперь давайте перейдем напосредственно к скважинам. Начнем с элементарного вопроса:

Что такое скважина?

Скважина — это цилиндрическая горная выработка, у которой длина ствола гораздо больше, чем ее диаметр.

Какие еще признаки делают скважину скважиной? Мы знаем, что есть такие сооружения как колодцы, шахты. В эти сооружения человек может попасть. В скважину — нет. Таким образом, скважина – это горная выработка без доступа в нее человека.

В некоторых книгах еще дают дополнительное условие: с диаметром ствола не более 0,75 м. Но это, как говорят американцы, optional .

Общие понятия о скважине и ее строительстве

Верхняя часть скважины называется устье. нижняя – забой. Стенки скважины – это ствол скважины.

Мы привыкли говорить, что скважины бурят. На самом же деле скважины строят. Скважины — это сложные капитальные сооружения. Их, кстати говоря, относят к основным средствам предприятия, а затраты на бурение скважин и их обустройство — к капитальным вложениям.

Конструкция скважины

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

• конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
• конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
• конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
• кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление. и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении.

Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

Типы скважин

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

• вертикальная;
• наклонно-направленная;
• горизонтальная;
• многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина .

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону — ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными) .

Категории скважин

По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:

Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.

Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.

При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин :

• основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
• резервный фонд скважин;
• контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
• оценочные скважины;
• специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;
• скважины-дублеры.

Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.

Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.

Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.

Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:

• наблюдательные — для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
• пьезометрические — для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С1 .

Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:

• водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
• поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.

Что такое скважина и ее конструкция.

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины.

Начало скважины называется устьем, дно — забоем, боковые поверхности — стенками или стволом.

Скважины различного назначения — это капитальные, дорогостоящие сооружения, работающие десятки лет.

Скважины предназначены для поисков, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений.

Под конструкцией скважины понимаетсясовокупность данных о числе обсадных колонн, их диаметрах и длине, диаметрах ствола скважины под каждую колонну, интервалах цементирования, а также о способах соединения скважины с продуктивным пластом.

В скважину спускают обсадные колонны особого назначения. Это направление, кондуктор, промежуточные колонны, эксплуатационная колонна.

Направление спускается в скважину для создания направления стволу скважины, для предупреждения размыва и обрушения горных пород со стенок скважины и для соединения ствола скважины с желобами очистной системы. Направление цементируется на всю длину. Длина направления колеблется от нескольких метров до сотни метров в зависимости от разреза горных пород и условий бурения (море, болото, илистые рыхлые грунты и т. д.).

Кондуктором перекрывают верхнюю часть геологического разреза неустойчивых пород, пласты, насыщенные водой и другими флюидами, поглощающие промывочную жидкость или проявляющие, подающие пластовые флюиды на поверхность. Кондуктором обязательно перекрываются все пласты пресной воды. На кондуктор устанавливается противовыбросовое оборудование, на устье кондуктор служит также опорой для подвески очередных колонн.

Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или для нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления.

Эксплуатационная колонна в газовых и разведочных скважинах цементируется полностью. В нефтяных скважинах — либо по всей длине, либо с перекрытием предыдущей колонны на 100 м.

Промежуточные колонны спускаются в том случае, если невозможно бурение без предварительного разобщения зон осложнений (проявления, поглощения, обвалы). Промежуточные колонны могут быть сплошными, т е. их спускают от устья до забоя и не сплошные, так называемые хвостовики.

Буровая скважина

БУРОВАЯ СКВАЖИНА (а. well, drilling hole; н. Воhrloch; ф. trou de forage; и. agujero, pozo de sondeo) — горная выработка преимущественно круглого сечения (диаметр 59-1000 мм), образуемая в результате бурения .

Буровые скважины разделяют на мелкие — глубиной до 2000 м (из них подавляющее большинство — до нескольких сотен метров), средние — до 4500 метров, глубокие — до 6000 метров, сверхглубокие — свыше 6000 метров. В буровых скважинах выделяют устье, ствол и дно (забой ). По положению оси ствола и конфигурации буровые скважины разделяют на вертикальные, горизонтальные, наклонные; неразветвлённые, разветвлённые; одиночные и кустовые.

По назначению различают исследовательские, предназначенные для исследования земной коры. эксплуатационные (разработочные, см. рис.) — для разработки месторождений полезных ископаемых. строительные — для строительства различных сооружений (мостов, причалов, свайных фундаментов и оснований, подземных хранилищ для жидкостей и газов, водоводов), горнотехнические буровые скважины — для строительства и эксплуатации горных сооружений. Исследовательские буровые скважины делятся на картировочные, структурно-поисковые, опорно-геологические, опорно-технологические, инженерно-геологические, параметрические, поисковые и разведочные.

Эксплуатационные буровые скважины по виду разрабатываемой залежи подразделяют на скважины нефтяной, газовой и водной залежи (см. Нефтяная скважина. Газовая скважина. Гидрогеологическая скважина ), по выполняемой функции — на добывающие, нагнетательные, оценочные, контрольные (пьезометрические, наблюдательные), по эксплуатационному состоянию — на действующие, ремонтируемые, бездействующие, законсервированные и ликвидированные.

Горнотехнические буровые скважины делятся на взрывные (на них приходятся наибольшие объёмы бурения — около 50 млн. м в год), замораживающие, тампонажные, вентиляционные, водоотливные и др. В зависимости от глубины и назначения буровых скважин, условий бурения стенки скважин закрепляют или оставляют незакреплёнными. Крепление ствола не производят для горнотехнических (например, взрывных) и других скважин небольшой глубины (до 50 м), пройденных в устойчивых скальных массивах. Буровые скважины, предназначенные для эксплуатации и исследований, в процессе сооружения крепят. Они имеют наиболее сложную конструкцию, которая определяется размерами частей ствола, обсадных колонн и цементного кольца в пространстве за обсадными колоннами; видом и количеством обсадных колонн; оборудованием обсадных колонн, устья и забоя буровых скважин.

Обсадные колонны (направляющая, кондукторная, промежуточная и эксплуатационная) предназначены для крепления стенки частей ствола буровых скважин и изоляции зон различных осложнений, а также продуктивной толщи от остальной части геологического разреза. Обычно они свинчиваются (свариваются) из стальных труб, в мелких скважинах применяют обсадные трубы из пластмассы и асбоцемента.

Направляющая колонна (направление) — первая обсадная колонна (длиной до 30 м), которую опускают в верхнюю (направляющую) часть ствола, чтобы изолировать верхний наносный слой почвы и отвести восходящий поток бурового агента из ствола скважины в очистную систему, цементируется по всей длине. Кондукторная колонна (кондуктор ) — вторая обсадная колонна, спускаемая в ствол буровой скважины, предназначена для перекрытия верхних неустойчивых отложений, водоносных и поглощающих пластов, зон многолетнемёрзлых пород и т.п. На неё устанавливают противовыбросовое оборудование; кольцевое пространство за колонной обычно цементируют по всей длине. Промежуточную обсадную колонну спускают в случае необходимости после кондукторной для крепления неустойчивых пород, разобщения зон осложнений и водоносных горизонтов. Глубину спуска промежуточных и кондукторных колонн рассчитывают с учётом предотвращения гидроразрыва пластов. устойчивости стенки ствола буровых скважин, разделения зон применения различных буровых агентов.

Количество промежуточных колонн зависит от глубины буровых скважин и сложности геологического разреза. Последняя обсадная колонна предназначена для эксплуатации и изолирует продуктивные пласты.

Для извлечения флюидов из продуктивных пластов в эксплуатационную колонну спускают насосно-компрессорные колонны в различных комбинациях в зависимости от количества разрабатываемых пластов и применяемого способа добычи. В промежуточную и эксплуатационную часть ствола буровых скважин вместо обсадной колонны полной длины могут быть спущены на бурильных трубах обсадные колонны-хвостовики, верх которых крепится с помощью специальных подвесок.

Колонну-хвостовик после окончания строительства скважины иногда наращивают до устья буровой скважины колонной-надставкой. Для облегчения спуска, цементирования обсадных колонн и повышения качества этих работ обсадные колонны оборудуются направляющими башмаками, различными клапанами, соединительными и разъединительными устройствами, турбулизаторами цементного раствора, пакерами, центраторами и скребками. При многоступенчатом цементировании в состав обсадной колонны вводят цементировочные муфты. По числу обсадных колонн, спускаемых в ствол буровых скважин после кондукторной, различают одно-, двух-, трёх- и многоколонные конструкции скважин; по виду оборудования призабойной зоны — буровые скважины с обсаженной и необсаженной призабойной зоной. Конструкция буровых скважин с обсаженной призабойной зоной может быть получена либо при спуске в неё сплошной эксплуатационной колонны с последующим её цементированием и перфорированием колонны, цементного камня и продуктивного пласта, либо спуском в неё эксплуатационой колонны с хвостовой секцией, имеющей круглые или щелевидные отверстия, размещаемые против продуктивного пласта.

Конструкция газовых скважин отличается большей герметичностью обсадных колонн, которая достигается применением обсадных труб со специальными соединениями и смазками для них, подъёмом цементного раствора за всеми колоннами до устья буровых скважин и т.д. Устья разработочных нефтяных и газовых скважин оборудуют специальной арматурой. Конструкция буровой скважины, предназначенной для поиска и разведки месторождений твёрдых полезных ископаемых, значительно проще. Направляющая часть таких буровых скважин имеет длину несколько метров и закрепляется направляющей трубой, кондукторная часть имеет длину 30-150 м. Далее ствол бурят с полным отбором керна. а крепление неустойчивых пород осуществляют быстросхватывающимися смесями.

Источник: rusbyr.ru

Какой должна быть правильная конструкция скважины на воду

Общеизвестно, что основное назначение скважин — добыча полезных ископаемых, которыми являются нефть газ и вода, из недр земли, но мало кто знает, что существуют и другие их виды. Скважины используют для выполнения вспомогательных, нагнетательных, специальных и геологоразведочных работ. Хотя конструкция скважины для каждого добываемого ресурса или выполняемых работ существенно отличается от аналогов, между ними есть много общего.

Скважиной называют выработку круглого сечения в земной коре, диаметр которой существенно меньше ее длины, полученную буровым методом с поверхности или в земле под любым угловым направлением к горизонту без прямого доступа человека к каналу. При рассмотрении конструкции всех видов скважин используют терминологию, принятую для их описания в добывающей отрасли.

Рис. 1 Забор воды из скважины электронасосом

Понятие конструкции и основные элементы скважины

Конструкция для скважины — это набор элементов почвенной выработки с диаметром в поперечнике, значительно меньшим их длины, обеспечивающим долговечное и надежное создание канала между поверхностью земли и вскрытым глубинным пластовым флюидом. Основное назначение скважинного канала — геологоразведка и оценка подземных ресурсов, исследование структуры разреза, поддержание давления рабочего пласта, контроль эксплуатации месторождений, добыча природных ресурсов.

Скважины делят на следующие составные части:

• Ствол скважины — почвенная выработка, в которой расположены обсадные и фильтрующие трубы.
• Устье — начало скважинного ствола из отрезка трубы, закрепленного на поверхности земли.
• Забой — нижняя часть скважинного канала, дно.
• Цементирующее кольцо — цементно-песчаная смесь, накачанная в пространство между стенками ствола и обсадной трубы, выполняет функции герметизации и упрочнения скважинного канала.

Рис. 2 Схематичная конструкция скважины

• Фильтр — нижний участок скважинных обсадных труб, погруженный в пласт с добываемым ресурсом. В качестве фильтра используют часть ствола без обсадных труб, на дно которого помещает мелкозернистый гравий или специальное фильтрующее устройство.
• Обсадная колонна — соединенные вместе и погруженные в ствол обсадные трубы, нужна для изоляции скважинного канала от земляной породы ствола. Обеспечивает эффективную и надежную эксплуатацию скважины, предотвращая попадание в канал почвы и защищая его от внешнего давления.

В нефтегазодобывающей промышленности используют промежуточные обсадные колонны, служащие для разделения несовместимых геологических зон, требующих различных режимов бурения скважинного канала. В буровой отрасли применяют следующие промежуточные скважинные колонны:

• Сплошные. Полностью перекрывают весь ствол независимо от расположения основного интервала.
• Хвостовики. Колонны, предназначенные для крепления только необсаженного интервала скважины с частичным перекрытием основного.
• Летучки. Специальные промежуточные обсадные колонны, служащие только для закрытия дефектных промежутков основной колонны без учета следующих обсадных колонн.

Рис. 3 конструкция скважины — схематичный разрез

Статья по теме:

Как найти воду на участке для скважины – народные и научные способы. Возможно будет интересно почитать расширенную статью про варианты самостоятельного и с привлечением специалистов воды на участке для бурения скважины или рытья колодца.

Принцип работы скважины на воду

Скважину монтируют для забора воды из подземных водных источников, при этом проводят следующие операции:

• Производят бурение почвы, используя различное оборудование и инструменты в зависимости от глубины, вида водозаборного источника и особенностей строительства скважин в данном районе.
• В полученный канал до водоносного горизонта опускают обсадные трубы с фильтром на конце, соединенные между собой в монолитную колонну посредством резьбового соединения.
• Производят подъем воды с использованием ручных или электрических насосов для скважины поверхностного и погружного типа, подключенных к водопроводной линии при помощи труб.
• Поступающую в дом воду накапливают в водозаборной емкости большого объема, расположенной на верхних этажах или организуют автоматическую систему подачи воды при помощи приборов.

Конструкция скважины на воду — основные элементы

При бурении скважин принимают меры для защиты канала от осыпания, для этого в устройство добывающих воду скважин включают несколько основных элементов.

Рис. 4 Внешний вид обсадных труб

Обсадные трубы

Обсадные трубы используют для укрепления и герметизации скважинного ствола, основными материалами их изготовления является металл, пластик и асбестоцемент. Металлические трубы выпускают из обычной или нержавеющей стали, также бывают оцинкованные и эмалированные виды.

Помимо резьбы, трубы соединяют между собой посредством сварки или при помощи муфт.

В последнее время особой популярностью пользуются трубы из полиэтилена низкого давления ПНД, широко применяемые в распространенных скважинах на песок. Пластиковая эксплуатационная колонна может составляться из труб, имеющих длину 3 или 6 метров, а их наружный диаметр, рассчитанный на установку глубинных погружных электронасосов, обычно равен 90, 113, или 125 мм.

Донный фильтр

В устройство добывающих воду скважин на песке обязательно входит фильтр, который располагается в забое обсадной колонны и погружен в водоносный горизонт. Существует несколько разновидностей скважинных фильтров, отличающихся конструкцией и принципом работы.

Гравийный

Самый простой вид, создается путем подсыпки в забой скважины гравия с мелким зерном. Гравийная подушка препятствует забору грязевого раствора в скважине из песка и ила со дна, снижая таким образом нагрузку на фильтрующие поверхности обсадных труб и электронасоса.

Рис. 5 Скважинные фильтры – особенности конструкций

Щелевой

Простое устройство со стенкой обсадной трубы, имеющей поперечную или продольную перфорацию в виде тонких надрезов. Через узкие щели хорошо проходит вода, а мелкие частицы песка отсеиваются. Такая конструкция в основном используется в трубах из ПНД.

Сетчатый

Представляет собой мелкую сетку из коррозионно-устойчивых материалов (пищевая нержавейка или стеклоткань), обладающую высокой стойкостью к истиранию. Основной недостаток конструкции заключается в ее повышенном сопротивлении водному потоку (на 20 — 40 %), в некоторых случаях при малом дебите это может привести к недостатку воды в источнике.

Дырчатый

Конструкция используется в условиях, где требуется высокая прочность, представляет собой трубу с большим количеством просветленных круглых отверстий. Перфорированный фильтр применяют в источниках с малым объемом подачи и низким напором.

Проволочный

Выполнен из нержавеющей проволоки треугольного сечения, намотанной плотными рядами на перфорированную обсадную трубу. Отличается высокой прочностью и долговечностью, напрямую связанными с сечением используемой в нем проволоки.

• Возможно будет интересно: Как прокачать скважину после бурения

Основные методы и оборудование для обустройства скважин

Для забора воды из скважин используют погружные и наружные электронасосы, насосные станции, поверхностное насосное оборудование может располагаться рядом со скважинным устьем или на некотором расстоянии от него. Для подключения электронасосов к скважинному источнику используются различные методы и оборудование, рассчитанные на разные типы электронасосов.

Оголовок

Если необходимо решить вопрос крепления погружного электронасоса и защиты скважинного канала от проникновения грязи и осадков, применяют оголовок, который устанавливают поверх обсадной трубы. Устройство рассчитано на стандартный диаметр, может быть выполнено из пластика, стали или чугуна, способно выдержать вес подвешиваемого насосного оборудования до 250 кг. в пластиковом исполнении и до 500 кг. при использовании металла. В типовой конструкции предусмотрено размещение карабина для подвешивания электронасоса и выходное отверстие, через которое пропускает напорную трубу при подключении к линии.

Конструктивно оголовок выполнен из двух частей, которые соединяют после погружения электронасоса в скважину. Для этого на обсадную трубу надевают фланец, прижимая его к поверхности земли, устанавливают резиновое кольцо и сверху ставят второй фланец с подвешенным электронасосом, неподвижно фиксируя его с помощью болтов.

Адаптер

Адаптер позволяет подключать поверхностный центробежный электронасос или насосную станцию к скважине через трубопровод, если они расположены на некотором удалении. Трубы при этом располагаются под землей, что исключает их промерзание в зимнее время, второе преимущество данного подключения — увеличение глубины погружения напорного трубопровода в скважину за счет опускания ниже уровня земли, которая в поверхностных насосах не превышает 9 метров.

Адаптер выполняется в виде двух частей, одна из которых с подключенным напорным трубопроводом располагается в скважинном канале, а вторая с подсоединенной к ней водопроводной магистралью находится снаружи. Обе части соединяются через стенки обсадной трубы с помощью резьбы и изолирующей резиновой прокладки.

Рис. 8 Адаптер – конструктивное устройство

• Возможно будет интересно узнать про охранную зону водопровода и канализации

Кессонная яма

Кессонную яму используют в тех случаях, когда электронасос и насосное оборудование для автоматизации его работы расположены рядом со скважинным устьем. Обычно яма выполняется в виде бетонного кольца, углубленного в землю, иногда используется пластик или сварные металлические конструкции, покрытые битумной гидроизоляцией. Во избежание проникновения в забой грунтовых вод вдоль скважинного ствола, дно ямы покрывают цементно-песчаной стяжкой.

Обычно в кессонных колодцах размещают насосную станцию или автоматику управления глубинным электронасосом: гидроаккумулятор, реле давления и холостого хода, манометр. Помимо изоляции от грунтовых вод, кессон обеспечивает защиту от промерзания не только устья скважины, но и всей водопроводной магистрали, которая при его использовании располагается под землей.

Рис. 10 Кессонный колодец

Статья по теме:

Скважина на даче – способы и этапы бурения, обустройство. Возможно будет интересно более подробно узнать не только про конструкция скважины, но и виды скважин на даче, возможные варианты бурения, а также, способы их обустройства

Скважинные насосные агрегаты и автоматика

Для забора воды из скважин в основном используются поверхностные и погружные электронасосы центробежного принципа действия. Преимуществом данной конструкции является возможность создания высокого напора в линии, благодаря применению агрегатов с большим количеством рабочих колес, позволяющих повышать давление в каждой последующей ступени.

Бытовые погружные электронасосы могут поднимать воду с очень больших глубин (около 200 метров), в то время как поверхностные виды используют в источниках с зеркалом воды на глубине до 9 метров от поверхности земли. Для увеличения глубины забора поверхностных моделей иногда используют встроенные или погружные эжекторы, правда при этом их КПД значительно падает.

Рис. 11 Центробежный электронасос

Гидроаккумулятор, реле и манометр

Для автоматизации работы водозаборного насосного оборудования используется автоматика для скважины или насосная станция, состоящая из следующих приборов:

• Гидроаккумулятор. Представляет собой объемный металлический бак с резиновой грушей внутри, которая при включенном электронасосе заполняется водой. Устройство позволяет избежать гидроударов в системе и оптимизирует работу электронасоса, уменьшая количество его циклов включения и выключения.
• Реле. Основным элементом автоматической системы управления является реле давления, которое подключается к линии при помощи штуцера. При появлении давления в системе выше его настроек, встроенная мембрана внутри корпуса реле через механическую систему прерывает подачу питающего напряжения на электронасос, и он отключается. После потребления воды, когда давление в системе падает, реле замыкает контакты и включает электронасос.
• Манометр. Прибор является одним из основных элементов в любой водопроводной системе, позволяет контролировать давление и настраивать оборудование.

Рис. 12 Автоматика в системе управления электронасосами

Конструктивное устройство водных скважин не отличается большой сложностью, основными внутренними элементами, которые устанавливаются при бурении, являются обсадные трубы и фильтр в области забоя. Для забора воды после монтажа скважины используют дополнительное оборудование и инженерные системы (кессон, оголовок, адаптер), позволяющие эффективно подключить электронасос к источнику, учитывая его расположение и вид.

Источник: montagtrub.ru

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Строительство скважин кустами является наиболее эффективным способом разработки нефтяных и газовых месторождений, расположенных под дном морей, океанов, озер, болот в таежных лесах и на других труднодоступных участках. Хотя при этом применение наклонного метода бурения приводит к некоторому увеличению длины ствола скважин и необходимости производства ряда дополнительных операций для проходки скважин по заданному направлению и отклонению от вертикали, тем не менее эти затраты составляют незначительную часть от эффекта, достигаемого в результате сокращения затрат на подготовительные работы к строительству и бурению скважин, сборке и разборке наземных сооружений, монтаж и демонтаж бурового оборудования, а также резкого снижения стоимости морского основания, приходящейся на одну скважину. Кроме того, при этом значительно ускоряются сроки разбуривания месторождения, повышается эффективность использования бурового оборудования и пребывания буровых бригад в бурении, более рационально используются элементы дорогостоящих гидротехнических сооружений. [4]

Строительство скважины включает в себя ряд разнородных, но технологически связанных между собой процессов. [5]

Строительство скважин финансируется через Стройбанк СССР за счет централизованных капитальных вложений. Объемы бурения на год предусматриваются в годовом плане капитальных работ нефтегазодобывающего объединения и приводятся с разбивкой по видам буровых работ ( эксплуатационное бурение, разведочное бурение) в денежном и натуральном выражении. Поскольку УБР выполняет буровые работы на хоздоговорных основаниях, заказчик для открытия финансирования обязан представить в Стройбанк титульный список скважин на год, справку об утверждении проектно-сметной документации, экземпляр утвержденной сметы и договор с УБР на строительство скважин. Таким образом, планированию буровых работ на очередной год и открытию финансирования предшествует разработка проектно-сметной документации. [6]

Строительство скважин финансируется через коммерческий банк за счет средств заказчика. Объемы бурения на год предусматриваются в годовом плане капитальных работ нефтегазодобывающего объединения и приводятся с разбивкой по видам буровых работ ( эксплуатационное бурение, разведочное бурение) в денежном и натуральном выражении. Поскольку УБР выполняет буровые работы на хоздоговорных основаниях, заказчик для открытия финансирования обязан представить в банк титульный список скважин на год, справку об утверждении проектно-сметной документации, экземпляр утвержденной сметы и договор с УБР на строительство скважин. Таким образом, планированию буровых работ на очередной год и открытию финансирования предшествует разработка проектно-сметной документации. [7]

Строительство скважины выполняется по заранее составленному проекту и геолого-техническому наряду — документам, которыми следует руководствоваться при строительстве и бурении скважины. [8]

Строительство скважин кустовым способом имеет ряд существенных достоинств экономического и социального характера, которые с каждым годом приобретают все большее значение и способствуют все более широкому распространению этого способа в нашей стране и за рубежом. К числу этих достоинств, прежде всего, следует отнести значительное сокращение материальных и трудовых затрат на инженерное обустройство площадок под скважины, подъездных дорог к ним и месторождений в целом, особенно в условиях моря, заболоченности территорий и бездорожья, где возникает необходимость сооружения искусственных оснований под скважины и дорог специальных конструкций. [9]

Строительство скважин кустовым методом составляет в настоящее время более 70 % от всего объема эксплуатационного бурения. [10]

Строительство скважин кустовым методом имеет существенные достоинства — значительное сокращение материальных и трудовых затрат на инженерное обустройство площадок под скважины, подъездных дорог к ним и месторождений в целом. [11]

Строительство скважин в районах многолетней мерзлоты приводит к развитию термокарста и просадкам, что вызывает разрушение природных ландшафтов. Известны случаи аварий из-за протаивания мерзлых пород в прискважиннои зоне под действием тепла в процессе бурения. В результате разрушения многолетнемерзлых пород может начаться интенсивное фонтанирование нефти и газа через устье или по заколонному пространству. [12]

Строительство скважин осуществляется на основании индивидуальных или групповых технических проектов и сметы, утверждаемых в установленном порядке. Филиалы банка финансируют все затраты по строительству каждой скважины строго в пределах утвержденной сметы. При перерасходе сметного лимита финансирование скважины приостанавливается до переутверждения сметы. Некоторые виды расходов не включаются в сметы на строительство скважины, однако оплачиваются банком за счет общих ассигнований по титульному списку. [13]

Строительство скважин в этих условиях предъявляет особые требования к качеству крепления обсадных колонн. Это прежде всего вызвано экономным расходом подземного тепла, охраной подземных питьевых вод, сохранением окружающей акватории. [14]

Строительство скважин является одной т подотраслей капиталь — кого строительства; финансирование Суровых работ осуществляется Стройбанком, который выполняет расчеты, кредитование и финансовый контроль за бурением. Эффективность строительства скважин во мно — гом зависит от обеспечения строящихся буровых качественной научно обоснованной проектно-сметной документацией на строительство скважин. [15]

Источник: www.ngpedia.ru

Как правильно сделать скважину

Первый этап подготовки – проведение геодезической разведки. Ее осуществляют несколькими способами:

• оценивают рельеф местности, близость природных водоемов;
• опрашивают соседей и старожил;
• пользуются справочной литературой;
• пытаются определить место бурения методом биолокации;
• приглашают специалистов по геодезии.

Последний вариант – лучший, если предполагается пробурить мощную скважину, которая прослужит не один десяток лет.

Ученый, который цитируется за его изысканное исследование по гидравлике и который достойно поддерживает честь имени, иллюстрированного таким количеством инженеров, М. де Калиньи, объяснил этот факт внезапным обрушением вещества Которые вытекают из воды, подающей скважину Гренеля, или из разряда газа, собранного около нижнего отверстия этой скважины, и который войдет в трубку. Одна или другая из этих двух причин привела бы к пониманию, из-за внезапного падения восходящего водяного столба. Таким образом, медная трубка больше не будет прижиматься изнутри наружу, а грязевая вода, которая ее окружает, должна затем сгладить ее сразу.

Разведывательное бурение – эффективный способ определения глубины будущей скважины

Следующий шаг – получение разрешительной документации, если глубина бурения превышает 30 м. Однако первый водоупорный слой редко залегает глубже. Но расслабляться не стоит: скважине понадобится документ – паспорт, в котором указывают все параметры источника.

Это объяснение очень правдоподобно, и мы не понимаем, что это не было указано в учете сессий Академии. Разумеется, эта тишина не может быть обусловлена ​​противостоянием этой точки зрения и взглядом вечного секретаря. Другие объяснения того же явления были даны, но все они имеют свою слабую сторону, и мы передадим их молча.

Из объяснения, представленного М. де Калиньи, было указание на средства, которые необходимо использовать для предотвращения дальнейшего сплющивания внутренней трубки, которая должна была быть заменена той, которая только что была извлечена. Нужно было дать этой трубке толщину, пропорциональную давлению, которое могло бы еще раз деформировать ее. Старая медная трубка могла сопротивляться только 10 атмосфер; Новый может нести семьдесят; вместо меди, будет использоваться избитое железо.

Если гидротехническое сооружение пробурили самостоятельно, получение паспорта невозможно и при эксплуатационных проблемах возникнут дополнительные трудности. Чтобы этого избежать, а также точно выяснить место бурения, глубину и потенциальную мощность источника, рекомендуется воспользоваться помощью специалистов по устройству и запуску гидротехнических сооружений.

Профессионалы выполнят полный комплекс работ, поделятся рекомендациями по эффективной эксплуатации. Источник прослужит долго и будет исправно снабжать водой, на какой бы глубине ни находился водоносный слой.

Песчаные скважины

Схема песчаной скважины.

Бурятся шнековым способом — проходка осуществляется в мягких горных породах: суглинках, песке и галечнике. Диаметр выработки ≥100 мм.

По глубине различают песчаные скважины 2 типов:

• до 40 м — на слой верхнего залегания с дебитом 1 м³;
• 40-90 м — глубокие стволы с расходом воды в 2 раза большим.

В пробуренную выработку опускается обсадная колонна из металлических или пластиковых труб с фильтром в призабойной части скважины. Подъем воды производится погружным насосом.

Достоинства и недостатки

Основное преимущество — шнековый способ бурения, позволяющий построить скважину за 1-2 дня без особых усилий. Механизация всех операций обеспечивается конструкцией бурового станка на самоходном или передвижном шасси.

• чистота воды;
• разрешение на строительство водозабора не требуется;
• срок эксплуатации — до 30 лет.

Недостатки отмечаются на скважинах малой глубины: зависимость дебита от осадков, чувствительность состава воды к загрязнениям поверхности на участке расположения выработки. Другой минус уже обозначен — склонность к заиливанию водоприемника.

Понятие о скважине

Скважиной называется горная выработка в земной коре, которая имеет малый диаметр по сравнению с ее длиной. Основание скважины (на поверхности) является устьем, дно скважины — забоем. Скважины делятся на две категории:

— разведочные (бурятся для подсчета запасов нефти на новом месторождении);

— эксплуатационные (для извлечения нефти из пласта).

Нефтяная скважина представляет собой капитальное сооружение, которое строится по заранее составленному тех. проекту. Основой проекта является конструкция скважины.

Под конструкцией скважины понимается то количество обсадных колонн, которые необходимо спускать в скважину для успешной проводки ее и последующей длительной эксплуатации. Понятие конструкции скважины также входят оптимальные высоты подъема цементного раствора в затрубном пространстве. Диаметр скважины должен быть минимальным, но вместе с тем достаточным для обеспечения спуска обсадных колонн на запроектированную глубину, а также для обеспечения надежной изоляции продуктивных пластов от водоносных горизонтов и от взаимного влияния пластов друг от друга. От выбранной конструкции скважины зависит скорость бурения, стоимость строительства скважины.

Конструкция скважины выбирается на основе факторов:

— технических и технологических;

Как сделать скважину на даче

Практически каждый владелец загородного дома, да и сельский житель хочет иметь колодец на своём участке. Такой источник воды, из которого можно бы было постоянно получать качественную воду.

Стоит отметить, что если вода находится на глубине до десяти метров, то такую скважину можно пробурить и самостоятельно. Это не такой трудоёмкий процесс как может показаться на первый взгляд. Нам понадобиться стандартный насос. Он будет выкачивать воду и в тоже время в некотором смысле бурить скважину.

Видео-как пробурить скважину на даче

Перейдём к самому процессу бурения. Следует учесть, что труба, которую мы будем опускать в скважину, должна быть расположена вертикально. В данную трубу с помощью насоса будет нагнетаться водичка. Зубцы должны быть расположены на нижней оконечности трубы. Такие зубцы можно сделать своими руками. Вода, которая пребывает под давлением из нижнего конца, и размывает грунт.

Так как труба тяжелая, то она опускается всё ниже и ниже, и в скором времени достигает водоносного слоя.

Видео-как правильно бурить скважину под воду

Для того чтобы реально получилось бурение, нам нужна исключительно труба из стали. Радиус такой трубы должен быть не менее 60 мм (желательно больше). Такая труба будет выполнять функцию обсадной трубы. Длина такой стальной трубы, должна быть не менее величины глубины залегания грунтовых вод. Конец трубы, который вверху мы закрываем фланцем и специальным штуцером.

Для этого используем проходной штуцер. Через данный элемент по шлангочке будет качаться вода. Нам также необходимо использовать сварочный аппарат. С помощью него мы приварим четыре «ушка» со специальными отверстиями. Эти отверстия должны подходить под болтики М10.

В качестве резервуара для воды мы возьмём бочку объёмом 200 л. Для того, чтобы нам несколько ускорить процесс бурения, нужно покачивать трубу и немного её поворачивать то почасовой, то против часовой стрелки. Таким образом, будем вымываться большое количество грунта. Для удобства вращения трубы, мы можем использовать ворот. Для этого берём две металлические трубки и прикрепляем их к трубе. Для этих целей мы можем использовать специальные стяжные хомуты.

Для бурения нужно несколько человек (можно два). В месте, отведенном под скважину, вырывают яму. Глубина такой ямы должна быть не менее 100 см. В данную яму опускают трубу. Причем зубчатым концом книзу. Далее используя ворот, углубляют трубу. Стоит отметить, что труба должна быть в вертикальном положении.

Далее мы включаем насос. Яма будет набираться водой. Её мы вычерпываем. Далее её можно пролить через сито и снова залить в бочку. За несколько часов вполне реально пробурить шесть метров.

Тут можно почитать:

как правильно бурить скважину под воду, как правильно пробурить скважину для воды видео, как правильно пробурить скважину, как правильно сделать скважину для воды, как правильно сделать скважину для воды на участке видео

Когда выгоднее проводить буровые работы сезонные особенности

Сезонный пик спроса на буровые работы – лето и первый месяц осени. Действительно, условия – идеальные, грунт твердый и можно обустроить источник любого типа, независимо от глубины.

Весной и поздней осенью спрос минимальный, нет очередей. Это обусловлено большим количеством осадков и спецификой технологии. Зимой больше шансов сэкономить: но в мороз лучше только бурить, а обустройство отложить до потепления.

В межсезонье можно бурить артезианские скважины: весной или осенью проводят работы по забою глубинных источников на песок и известняк. Можно бурить:

• Если есть хорошая дорога к участку.
• Когда участок не облагорожен.

Ранней весной невозможно провести работы, не повредив участок

Из поверхностных источников в межсезонье есть смысл обустроить иглу или абиссинский колодец. Обсадная труба устанавливается во время бурения, являясь одновременно и буром – осыпание стенок не замедляет работу. Обычно забой проводят вручную: во влажном грунте прохождение облегчено и происходит быстрее.

Поздней осенью можно выбрать короткий период без осадков

• Происходит сильное повреждение участка.
• Извлеченный мокрый грунт сложно утилизировать, во время дождей грязь разносится по всему участку.
• Высокий риск ошибок в определении глубины, сложности с монтажом оборудования.

Лучшие условия, когда можно бурить любую скважину – лето и осень. Уровень грунтовых вод – самый низкий. Грунт утрамбован, технику легко доставить даже на бездорожье. На участке после завершения работ останется только сухой грунт из ствола, который легко убрать.

В летние месяцы обустраивают все виды водозаборов

• Проще выбрать время без осадков для организации работ.
• Нет риска обрушения или затопления ствола верховодкой.
• Можно провести работы в комплексе: бурение с одновременным обустройством.
• Идеальные условия для всех типов источников: поверхностных и глубинных.

Из недостатков стоит отметить сильную загруженность буровых бригад. Заказывать летнее бурение лучше заблаговременно: за 4 – 5 месяцев до запланированной процедуры. Оговорить стоимость также лучше заранее и внести предоплату. Повышенный спрос стимулирует сезонный рост цены. Оборудование стоит приобрести заранее: в пик строительного сезона повышаются цены и на материалы для обустройства.

Зимний период идеален для забоя глубинных артезианских скважин. Преимущества:

• Чистый участок после проведения работ.
• Не повреждается газон.
• Не нарушается целостность грунта.
• Бурение обойдется дешевле – наблюдается сезонное снижение спроса.
• Минимальный риск ошибок в определении глубины.

Обустройство зимой: минимум грязи и неповрежденный грунт

Недостаток зимнего бурения – некомфортная температура работы для мастеров и ограничения по установке оборудования: монтировать трубопровод и подключать насосы при температуре ниже -5О нельзя. Есть выход: собрать насосную группу в изолированном помещении или подвале, или отложить обвязку до потепления.

Зимой работает не только тяжелая техника: можно сделать без лишней грязи и по выгодной цене песчаную скважину. На видео: как работает на обустроенном участке зимой компактная установка.

Бурение – работа для специалистов. Выбирать тип источника и сезон для работ нужно не самостоятельно, а после полного анализа всех исходных данных. Мастера подскажут, какой вид водозабора обойдется дешевле, когда быстрее и выгоднее проводи

Какие источники под землей

Геологические разрезы по земельным участкам неодинаковы, но закономерности по водоносным слоям существуют. С углублением от поверхности в недра подземная вода становится чище. Водозабор из верхних уровней обходится дешевле, им пользуются собственники частного жилья.

Верховодка

Водный ресурс, находящийся в земле недалеко от поверхности над водоупорным слоем горных пород, называется верховодкой. Водонепроницаемые грунты имеются не на всех территориях, не всегда удается найти подходящий участок для организации неглубокого водозабора. Над такими линзами фильтрационный слой отсутствует, вредные вещества, органические и механические примеси с дождем и снегом проникают в грунт и примешиваются к подземному водоему.

Верховодка характеризуется такими показателями:

1. Глубина залегания. В среднем 3-9 м в зависимости от региона. Для средней полосы — до 25 м.
2. Площадь пластов — ограниченная. Проявления встречаются не в каждой местности.
3. Подпитка запасов осуществляется за счет осадков. С нижележащих горизонтов водопритока нет. В засушливые периоды уровень воды в колодцах и скважинах на верховодку падает.
4. Использование — для технических нужд. Если в составе отсутствуют вредные химические загрязнители, системой фильтрации вода улучшается до питьевой.

Верховодка хорошо подходит для полива огорода. При бурении неглубоких скважин можно сэкономить: проходка доступна для самостоятельного выполнения. Вариант — устройство колодца с укреплением его стенок бетонными кольцами. Не рекомендуется делать водозабор из верхних залежей, если недалеко от земельного участка используют удобрения, располагается промышленная зона.

Грунтовка

Верховодка — ресурс пропадающий, в отличие от грунтовки, являющейся первым постоянным подземным водохранилищем. Извлечение из недр верховодки осуществляется преимущественно посредством колодцев, для забора грунтовки бурятся скважины. Эти типы подземной воды имеют схожие характеристики по глубине залегания —

К особенностям грунтовой разновидности относятся:

1. Фильтрующий слой горных пород. Его толщина 7-20 м, он распространяется непосредственно до пласта, расположенного на водонепроницаемой платформе скального грунта.
2. Применение в качестве питьевой воды. В отличие от верховодки, для которой используется многоступенчатая система очистки, удаление механических примесей из грунтовки делают скважинным фильтром.

Подпитка грунтовой воды стабильна на территориях, покрытых лесами и регионах с умеренным климатом. В засушливых районах летом влага может исчезать.

Источники между пластами

Схема подземных вод.

Название второго постоянного источника воды — межпластовый водоносный горизонт. На этот уровень бурятся скважины на песок.

Признаки линз, перемежаемых горными породами:

• вода напорная, поскольку принимает на себя давление окружающих горных пород;
• продуктивных водоносов несколько, они рассредоточены по глубине в рыхлых грунтах от верхнего водонепроницаемого слоя до нижней подстилающей подушки;
• запасы отдельных линз ограниченные.

Качество воды в таких залежах лучше, чем на верхних уровнях. Глубина распространения — от 25 до 80 м. Из некоторых пластов на земную поверхность пробиваются родники. Вскрытая на большой глубине подземная вода за счет напряженного состояния жидкости поднимается по стволу скважины на привычную близость к поверхности. Это позволяет осуществлять водозабор центробежным насосом, установленным на устье выработки.

Межпластовая разновидность подземных вод популярна при обустройстве водозаборов для загородных домов. Дебит песчаной скважины — 0,8-1,2 м³/час.

Артезианская

Другими особенностями артезианских горизонтов являются:

1. Высокая водоотдача — 3-10 м³/час. Этого количества хватит, чтобы обеспечить несколько дачных домов.
2. Чистота воды: проникая в недра через многометровые слои грунта, она полностью освобождается от механических и вредных органических примесей. Вмещающие породы обусловили второе название водозаборных выработок — скважины на известняк. Утверждение относится к пористым разновидностям камня.

В промышленных масштабах добыча артезианской влаги осуществляется в коммерческих целях — для продажи питьевой воды. На территориях, расположенных в низинах, есть вероятность обнаружить напорную залежь на глубине 20 м.

Элементы конструкции скважины

Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, боковая поверхность — стенкой, а пространство, ограниченное стенкой — стволом скважины. Длина скважины — это расстояние от устья до забоя по оси ствола, а глубина — проекция длины на вертикальную ось. Длина и глубина численно равны только для вертикальных скважин. Однако они

не совпадают у наклонных и искривленных скважин.

Рисунок 5.2 Конструкция скважины. 1 — обсадные трубы; 2 — цементный камень; 3 — пласт; 4 — перфорация в обсадной колонне и цементном камне; I — направление; II — кондуктор; III — промежуточная колонна; IV — эксплуатационная колонна.

Элементы конструкции скважин приведены на рис.4.1 Начальный участок I скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. Поэтому сначала бурят шурф — колодец до глубины залегания устойчивых горных пород (4…8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и диаметра, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем и заливают цементным раствором 2.

Нижерасположенные участки скважины — цилиндрические. Сразу за направлением бурится участок на глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют обсадной трубой 1 (состоящей из свинченных стальных труб), которую называют кондуктором II.

Затрубное пространство кондуктора цементируют. С помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы, осложняющие процесс бурения.

После установки кондуктора не всегда удается пробурить скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируется эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют еще одну колонну III, называемую промежуточной. Если продуктивный пласт, для разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то количество промежуточных колонн может быть больше одной.

Последний участок IV скважины закрепляют эксплуатационной колонной. Она предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем. Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в продуктивные пласты пространство между стенкой эксплуатационной колонны и стенкой скважины заполняют цементным раствором.

Технология бурения артезианской скважины на воду

При заказе бурения артезианской скважины желательно проконтролировать весь процесс бурения от начала до конца, чтобы понимать, что делают бурильщики, и не мухлюют ли они, упрощая себе работу. Данная статья призвана дать понять владельцу земельного участка технологию бурения артезианских скважин на воду (на известняк), чтобы правильно принять работу у буровиков и не потратить деньги впустую.

Технология бурения артезианской скважины на воду включает 3 этапа:

1. Разрушение породы.
2. Удаление породы из скважины.
3. Обустройство стенок скважины обсадными трубами.

Для бурения скважин используются передвижные буровые установки на базе грузовых автомобилей МАЗ, ЗИЛ и КамАЗ (импортные буровые установки базируются еще и на гусеничных машинах для труднопроходимой местности). Способ бурения называется роторным, поскольку для вращения долот используется ротор на буровой установке.

В качестве бурильного инструмента используется шарошечное долото разных диаметров. Транспортировка пробуренных пород н поверхность осуществляется с помощью специального раствора, поступающего в скважину через буровую штангу.

Верхние породы бурятся крупным долотом (неизвестно, придется использовать одну, две или даже три трубы для обсадки артезианской скважины, а чтобы поместить их одну в другую, нужен больший диаметр бурения, поэтому сначала бурят большим долотом).

В процессе вынимания пород грунта буровик должен фиксировать изменения породы в буровой журнал.

При прохождении неустойчивых пород для промывания скважины применяют глинистый раствор. Если бурение начинается сразу с глинистых слоев, то раствор сам по себе получится глинистым. Чтобы сделать глинистый раствор искусственно, используют бентонитовую глину (иногда с небольшим добавлением цемента).

Когда бур дойдет до твердого известняка, бурение на время прекращают и оборудуют скважину обсадной трубой наибольшего диаметра для защиты от осыпания стенок скважины и проникновения внутрь поверхностных вод из вышележащих слоев грунта.

В зависимости от типов грунта может использоваться до трех обсадных труб для обустройства артезианской скважины (например, если в твердой породе известняка присутствуют глинистые жилы). Конструкцию из трех обсадных труб называют телескопической.

После обсаживания скважины до известняка в обсадной трубе известняк бурится долотом меньшего диаметра (в этом процессе известняк промывается чистой водой, чтобы грязный раствор не попал в чистый водоносный слой по завершении бурения). Затем в пробуренное отверстие опускается эксплуатационная перфорированная труба. Трубы промываются до появления чистой воды.

Очень важным моментом при бурении артезианской скважины является изоляция нижних чистых слоев воды от верхних. Для качественной изоляции применяется материал компактонит. Это гранулы сухой глины, которые при встрече с влажной средой разбухают в несколько раз, препятствуя проникновению влаги в скважину. Данный способ изоляции обоснованно дороже остальных. Перед заказом бурения обязательно уточните, какую изоляцию использует буровая фирма.

По завершении всех работ по бурению артезианской скважины буровики делают все необходимые замеры и проверяют скважину. Затем владельцу выдается паспорт, в котором указана глубина скважины, дебет, высота уровня воды и другие характеристики .

Трубы для артезианской скважины

Для артезианских скважин в качестве обсадных, как правило, используются стальные трубы, но сейчас становятся популярными и металлопластиковые трубы. Для соединения труб раньше использовали сварку, но она зарекомендовала себя как рискованный способ соединения. Поэтому сейчас производятся трубы с резьбовыми соединениями. В качестве эксплуатационных применяются трубы из пластика и его видов, а также стальные.

Абиссинский колодец

Колодец абиссинский для воды.

Трубчатый колодец получил свое название по территории в Африке, где впервые использовалась технология извлечения из недр подземной воды без применения специального оборудования.

Самостоятельное бурение скважин выполняется этим старинным способом. Водозабор осуществляется с глубины 8-13 м.

1. Собирают бурильную колонну из 1-2 м отрезков труб Ø2″, она же будет выполнять функции обсадной. Бур-фильтр изготавливается сплющиванием забойного конца первой трубы или насадкой на штангу конуса для лучшего проникновения в грунт. В стенках бура сверлят отверстия 6-8 мм, чтобы в них поступала вода, оборачивают металлической фильтровальной сеткой.
2. Изготавливают ударную бабку из направляющей трубы Ø100 мм длиной 1 м, утяжеляют ее металлом весом 10 кг, с двух сторон приваривают рукояти.
3. Вколачивают бур-фильтр целиком в грунт, после чего прикрепляют к нему следующую секцию колонны сваркой или резьбовым соединением. Забив трубу вслед за буром, операцию повторяют до проникновения фильтра в водоносный горизонт.
4. Подключается насос ручной или электрический вакуумный.

Прокачка трубчатого колодца производится до появления чистой воды. Качество жидкости проверяется в лаборатории санэпидемстанции.

Преимущества и недостатки

Достоинством абиссинского водозабора является возможность построить его самостоятельно с минимальным вложением средств. Скважина-игла полностью изолирована от притока верховодки. Трубчатый колодец можно забить в грунт из подвала своего дома.

• невозможность применения погружного насоса из-за малого диаметра колонны;
• необходимость прочистки колодца от песка и ила;
• ограничения по свойствам грунта: способ применяется на мягких породах и крупнозернистых песках.

Срок эксплуатации водозабора ≥30 лет. Обязательное условие долговременности — периодическое извлечение ила и песка из обсадной колонны. Делается это с помощью желонки — цилиндрического сосуда с клапанным затвором.

Источник: mr-build.ru

10. Понятие скважина. Типы скважин

Скважина буровая — горная выработка круглого сечения глубиной свыше 5м и диаметром обычно 75 — 300 мм, проводимая с помощью буровой установки. С. проходят с поверхности земли и из подземных горных выработок под любым углом к горизонту. Различают начало скважины (устье), дно (забой) и стенки скважины (ствол). Глубины скважин составляют от нескольких метров до 9 и более километров. При бурении разведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые их диаметр обычно 59 и 76 мм, на нефть и газ 100 — 400 мм.

При проектировании конструкции нефтяной скважины исходят из следующих основных требований:

• конструкция скважины должна обеспечивать свободный доступ к забою глубинного оборудования и геофизических приборов;
• конструкция скважины должна предотвращать обрушение стенок скважины;
• конструкция скважины должна обеспечивать надежное разобщение всех пластов друг от друга, то есть она должна предотвращать перетекание флюидов из одного пласта в другой;
• кроме того, она должна обеспечивать возможность герметизации устья скважины при необходимости.

Давайте разберем, как строят скважины и какова их типовая конструкция на примере нефтяных скважин, которые бурят на месторождениях Удмуртии.

Сначала бурят ствол большого диаметра глубиной порядка 30 метров. Спускают металлическую трубу диаметром 324 мм, которая называется направление, и цементируют пространство между стенками трубы и стенками горной породы. Направление нам необходимо для того, чтобы верхний слой почвы не размывался при дальнейшем бурении.

Далее продолжают бурение ствола меньшим диаметром до глубины примерно 500-800 м. Снова спускают колонну труб диаметром 168 мм и также цементируют пространство между колонной труб и стенками породы по всей длине. Это у нас кондуктор. Далее бурение возобновляют и бурят скважину уже до целевой глубины. Снова спускают колонну труб диаметром 146 мм, которая называется эксплуатационной колонной. Пространство между стенками труб и горной породой опять же цементируется от забоя скважины и вплоть до устья.

​

Зачем нам нужен кондуктор? До глубины порядка 500 метров расположена зона пресных вод с активным водообменном. Ниже глубины 500 м (глубина может быть различна для разных регионов) идет зона затрудненного водообмена с солеными водами, а также другими флюидами (нефтью, газами). Кондуктор нам необходим в качестве дополнительной защиты, предотвращающей возможность засолонения пресных вод и попадания в них вредных веществ с нижележащих пластов.

Между кондуктором и эксплуатационной колонной в некоторых случаях (например, при большой глубине скважины) спускают промежуточную (техническую) колонну.

В зависимости от геологических условий нефтяного месторождения бурят различные типы скважин. Нефтяная скважина может быть пробурена как:

• вертикальная;
• наклонно-направленная;
• горизонтальная;
• многоствольная или многозабойная

Вертикальная скважина – это скважина, у которой угол отклонения ствола от вертикали не превышает 5°.

Если угол отклонения от вертикали больше 5°, то это уже наклонно-направленная скважина.

Горизонтальной скважиной (или горизонтальным стволом скважины) называют скважину, у которой угол отклонения ствола от вертикали составляет 80-90°. Но здесь есть один нюанс. Так как «в природе нет прямых линий» и продуктивные нефтенасыщенные пласты залегают в недрах земли, как правило, с некоторым наклоном, а часто с довольно крутым наклоном, то на практике получается, что нет никакого смысла бурить горизонтальную скважину под углом приблизительно равным 90°. Логичнее пробурить ствол скважины вдоль пласта по наиболее оптимальной траектории. Поэтому в более широком смысле, под горизонтальной скважиной понимают скважину, имеющую протяженную фильтровую зону — ствол, пробуренный преимущественно вдоль напластования целевого пласта в определенном азимутальном направлении.

Скважины с двумя и более стволами называют многоствольными (многозабойными).

Чем отличается многоствольная скважина от многозабойной?

Многоствольные скважины, также как и многозабойные, имеют основной ствол и один или несколько дополнительных. Ключевым отличием является расположение точки разветвления стволов. Если точка находится выше продуктивного горизонта, на который пробурена скважина, то скважину называют многоствольной (МСС). Если же точка разветвления стволов находится в пределах продуктивного горизонта, то скважину называют многозабойной (МЗС).

Другими словами, если основной ствол скважины пробурен вплоть до продуктивного горизонта и уже в самом продуктивном горизонте из него пробурен один или несколько дополнительных стволов, то это многозабойная скважина (МЗС). В этом случае скважина пересекает верхнюю границу продуктивного горизонта только в одной точке.

Если же дополнительные стволы скважины забурены из основного ствола выше продуктивного горизонта и, таким образом, скважина имеет больше одной точки пересечения с продуктивным горизонтом или, как вариант, дополнительные стволы пробурены на разные горизонты, то это многоствольная скважина (МСС).

Категории скважин

По своему назначению скважины подразделяются на следующие категории:

• поисковые;
• разведочные;
• эксплуатационные.

Поисковые скважины – это скважины, которые бурят с целью поиска новых залежей (месторождений) нефти и газа.

Разведочные скважины бурят на площадях с уже установленной нефтегазоносностью для уточнения запасов нефти и газа, а также для сбора и уточнения исходных данных, необходимых для составления проекта (технологической схемы) разработки месторождения.

При проектировании и разработке нефтяных месторождений выделяются следующие группы эксплуатационных скважин:

• основной фонд добывающих и нагнетательных скважин;
• резервный фонд скважин;
• контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины;
• оценочные скважины;
• специальные (водозаборные, поглощающие и др.) скважины;
• скважины-дублеры.

Добывающие (нефтяные и газовые) скважины предназначены для извлечения из залежи нефти, нефтяного и природного газа, газоконденсата и других сопутствующих компонентов. В зависимости от способа подъема жидкости добывающие скважины подразделяются на фонтанные, газлифтные и насосные.

Нагнетательные скважины предназначены для воздействия на продуктивные пласты путем нагнетания в них воды, газа, пара и других рабочих агентов. В соответствии с принятой системой воздействия нагнетательные скважины могут быть законтурными, приконтурными и внутриконтурными. В процессе разработки в число нагнетательных скважин в целях переноса нагнетания, создания дополнительных и развития существующих линий разрезания, организации очагового заводнения могут переводиться добывающие скважины.

Часть нагнетательных скважин может временно использоваться в качестве добывающих.

Резервный фонд скважин предусматривается с целью вовлечения в разработку отдельных линз, зон выклинивания и застойных зон, которые не вовлекаются в разработку скважинами основного фонда в пределах контура их размещения. Количество резервных скважин обосновывается в проектных документах с учетом характера и степени неоднородности продуктивных пластов (их прерывистости), плотности сетки скважин основного фонда и т. д.

Контрольные (наблюдательные и пьезометрические) скважины предназначаются:

• наблюдательные — для периодического наблюдения за изменением положения водонефтяного, газонефтяного и газоводяного контактов, за изменением нефтеводогазонасыщенности пласта в процессе разработки залежи;
• пьезометрические — для систематического измерения пластового давления в законтурной области, в газовой шапке и в нефтяной зоне пласта. Количество и местоположение контрольных скважин определяется в проектных документах на разработку.

Оценочные скважины бурятся на разрабатываемых или подготавливаемых к пробной эксплуатации месторождениях (залежах) с целью уточнения параметров и режима работы пластов, выявления и уточнения границ обособленных продуктивных полей, оценки выработки запасов нефти отдельных участков залежи в пределах контура запасов категории А+В+С1.

Специальные скважины предназначаются для добычи технической воды, сброса промысловых вод, подземного хранения газа, ликвидации открытых фонтанов. К специальным относятся водозаборные, поглощающие скважины:

• водозаборные скважины предназначаются для водоснабжения при бурении скважин, а также систем поддержания пластового давления в процессе разработки.
• поглощающие скважины предназначены для закачки промысловых вод с разрабатываемых месторождений в поглощающие пласты.

Скважины-дублеры предусматриваются для замены фактически ликвидированных из-за старения (физического износа) или по техническим причинам (в результате аварий при эксплуатации) добывающих и нагнетательных скважин.

1. Норман Дж. Хайн. Геология, разведка, бурение и добыча нефти. М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2008г. – 752 стр.

2. Грей Форест. Добыча нефти. Переведено с английского М.: ЗАО «Олимп-Бизнес», 2001г. – 416 стр.: ил. – (Серия «Для профессионалов и неспециалистов»).

Подготовил: Легковский А.А.

Статья создана исключительно в информационно-познавательных целях и может быть удалена по просьбе автора или правообладателя входящих в нее материалов.

Источник: xn--h1adghn.xn--p1ai