Чтобы вода поступала в жилой дом или промышленное здание, необходимо бурить скважину. Благодаря этой процедуре, можно будет использовать подземные (грунтовые воды) для бытовых нужд. В этой статье мы подробно разберём, что такое скважина и как работает.
Что такое скважина: определение
Практически каждый знает, что такое скважина, пусть и не в точном определении. Скважиной называется пробуренная выработка, круглой формы. Бурение скважин, как правило, осуществляется специальным оборудованием. Чтобы подробнее узнать, из чего состоит буровая установка, прочитайте нашу статью на эту тему.
Наверное, всем понятна цель, с которой бурят скважины. В первую очередь – это добыча воды с подземных источников. Так же, скважины необходимы при добыче из недр земли полезных ископаемых, например, нефти. Вообще, различают несколько типов этих сооружений: вертикальные, горизонтальные и наклонные.
Что такое кессон для скважин
Строительство скважин 1 часть
С понятием кессона для скважин, а именно, что это такое, можно столкнуться при строительстве. Изначально, кессон – это была некая геометрическая ёмкость для подводных работ. Но, со временем спектр применения кессона увеличился. Теперь это устройство применяется для защиты оголовки скважины.
Ведь, как правило, потенциальные заказчики используют водопровод вне зависимости времени года. Но, из-за постоянных перемен климата, бесперебойно работать подобным системам становится сложно. А летний зной, или устойчивые и сухие морозы могут сделать работу водоснабжения физически невозможным.
Нужно понимать, что при минусовых температурах, то есть в зимний период, подземная вода может не только нанести повреждения и дефекты, но и совсем разорвать насосы в водопроводных сетях. Поэтому, при строительстве и монтаже канализации и водоснабжения важно применять качественные материалы, чтобы избежать поломки в первый эксплуатационный сезон.
Наличие кессона прямым образом защищает оборудования для водоснабжения от подобных, неблагоприятных воздействий из вне. Сам кессон представляет собой ёмкость, которая забуривается отдельно на небольшой глубине. Туда помещается всё необходимое оборудование для нормального функционирования, как водопровода, так и канализационных секторов, если они есть.
Абиссинская скважина: что это такое
Необходимо знать, что такое абиссинская скважина, чтобы лучше понимать технологию устройства. Итак, абиссинская скважина представляет собой некий колодец, относительно небольшого диаметра. Особенность абиссинских колодцев в том, что они устанавливаются на песок. Но, чтобы разместить подобную скважину на участке, необходимо учитывать перечень требований.
Эти требования зависят от особенностей самого участка, так же сложности работ. Свойства и состав почвы, в нашем случае, песка, будет играть ключевую роль. Конечно, при оказании услуг горизонтально-направленного бурения рабочие делают предварительный анализ территории.
Вообще, строительство абиссинских скважин считается самым оптимальным вариантом для небольших участков, где расположен небольшой дачный или жилой дом. Во-первых, глубина этого типа скважины не превышает 15 м. Поэтому, процесс работы будет гораздо проще и быстрее. Это значит, что финансовых и физических затрат будет в разы меньше.
Что такое забой скважины
Чтобы понимать, что такое забой скважины, нужно в совокупности представлять весь процесс работы. Забоем иначе называется само создание скважины на участке. В этот процесс входят все необходимые процедуры, начиная с исследования водного давления в данной местности, заканчивая выбором фильтра и диаметра для сооружения.
Под созданием, он же забой скважины, подразумеваются такие работы, как расчёт сочетания крепления, на которых устойчиво должны держаться стволы – основание. Так же, предусматривается качество и примерный срок сообщения между пластами. Это позволяет выявить сроки технико-ремонтных работ и прогнозировать время эксплуатации, учитывая все погодные условия и максимальную мощность устройства.
Говоря проще, понятие забой скважин трактуется как совокупность мероприятий по проектированию и осуществлению подготовительных работ и самого забоя. В комплекс этих процедур входят расчёты оптимальных показателей скважины для нормальной и максимально долгой эксплуатации.
Назначаются примерные сроки плановых ремонтных работ, учитывая метеорологические прогнозы. Всё это позволяет осуществлять строительство водопроводов из полиэтиленовых труб без опасения аварий или других происшествий. Рабочие прокладывают коммуникации и бурят скважину уже с готовым планом и расчётами, не полагаясь на своё профессиональное чутьё. Нужно отметить, что это обязательные меры при бурении скважин, которые запрашивают вышестоящие станции.
Что такое устье скважины
По слову устье скважины можно догадаться, что это такое и как выглядит. Само понятие устье означает начало. Мы часто слышим этот термин в словосочетания, например «устье реки/канала/ущелья». То есть с этого места берёт начало та или иная постройка или природное явление. В случае со скважиной аналогичная ситуация.
Устьем скважины считается место соединения обсадной трубы с противовыбросовым устройством или с фонтанной арматурой. Оно находится на поверхности земли и является началом углубления. Дно скважины, как мы уже говорили ранее, называется забоем.
Для создания устья используется специальное, устьевое оборудование. Оно представляет собой устройство, в который входит целый комплекс оборудования. Основная задача устьевого оборудования — соединение обсадных колонн для максимальное герметичности устья. За счёт этой процедуры, повреждений и поломок оболочки скважины во время капитального ремонта водоснабжения не будет.
Что такое пакер в скважине
Пришло время обсудить, что такое пакер в скважине. Это важно знать, так как пакер – важная составляющая в устройстве скважины. Особенно, когда речь идёт о том, что такое установка ГНБ и как она в принципе, происходит.
Итак, пакер для скважины – это оборудование, которое является механических помощником бурильщиков. За счёт него осуществление работ внутри подземного источника пройдёт без технических повреждений конструкции. В настоящий момент наиболее популярны три вида конструкций пакеров: разбуриваемый, гидравлический и механический.
Разбуриваемый пакер служит больше герметизации основных частей скважинного ствола. Гидравлический используются для осуществления герметизации всей конструкции скважины в целом. Ведь если нужная герметичность не достигнута, то желаемого разделения пластов не будет. Механический же пакер работает по принципу деформирования уплотнительного элемента. Подобные покеры используются для вертикальных или нестандартных форм водоносов.
Что такое капитальный ремонт скважин
Познать, что такое капитальный ремонт скважин, придётся каждому, у которых они есть. Вопрос только в том, насколько быстро это наступит после непосредственной установки. Понятно, что если не выполнять должного ухода за скважинным устройством, оно не прослужит должного количества времени. Следовательно, уже через пару лет возникнет необходимость не только в местном монтаже, но и в полноценной переустановке и восстановлении скважины, то есть кап. ремонте.
Структура капитального ремонта заключается в следующем: осуществляется полноценное внедрение специального оборудования в законченную скважину. Это позволяет проводить очистные и/или восстановительные работы. Это может быть восстановление или ремонт цементных колец, которые являются фундаментом ствола скважного сооружения. Так же, устранение аварий и локальных технических повреждений в самом устройстве скважины.
В зависимости от особенности той или иной работы, ей присваивается степень сложности. Сложность представляется собой работу на определённой глубине. Как правило, если две категории работ – на глубине менее 1500 м и выше этого расстояния. Человек, который стремиться к тому, как устроится бурильщиком, должен по первым признакам определять, на какую глубину необходимо погружать ремонтное оборудование.
Понятно, что авария на коммуникационных сетях, к примеру, водопроводных трубах требует скорее первую категорию. Так как, согласно технологии прокладки коммуникаций, прокол осуществляется на глубину меньше 15 метров. Достаточно знать, что такое переливной септик, чтобы понимать, почему выбирается именно такая глубина.
Что такое обсадная труба для скважины
Немало важно знать, что такое обсадная труба, так как это неотъемлемая часть скважины. Она необходима для укрепления стенок гидротехнического оборудования. Это позволит не только увеличить срок эксплуатации скважины, но и повысить качество поступаемой воды.
Как Вы уже поняли, обсадная труба необходима при строительстве скважины, для добычи поземных вод. Ведь, обеспечение пресной водой необходимо каждой жилой постройке не только для приёма в пищу, но и для нормально работы канализационных и водоотводных систем. Если представлять, как устроена система канализации, то сразу ясно, что без присутствия воды, циркулировали, а так же слива отходов не произойдёт.
Но, прежде чем выбрать трубу такого значения, необходимо знать ключевые параметры, по которым, собственно и определяется качество изделия. Так же, необходимо определить диаметра, исходя из площади скважины. И иметь ввиду, конечно, производителя, который непосредственно изготавливает эти самые трубы.
Для начала стоит определить, что является обсадной трубой. Это специальный тип труб, который имеет отличительную особенность: кожух с армированием. Это нужно, чтобы лучше укрепить скважину изнутри. Вообще, слово обсадка подразумевает защиту на глубине, которая состоит из герметично скреплённой конструкции как раз из этих труб.
Первое, на что нужно обратить внимания – это толщина стенки трубы. Она зависит от диметра гидротехнического оборудования. Стоит учитывать, что у изделий из бетона или металла диаметр и сама толщина стенок значительно больше нежели у пластиковых сооружений. На конце у трубы расположена закрепительная муфта. Она нужна для герметизации двух деталей между собой.
А резьба надёжно защищает двойное кольцо, что позволяет уберечь от поломок.
Что такое динамический уровень скважины
Немногие знают, что такое динамический уровень скважины, пока наглядно не увидят весь процесс работы скважинного оборудования. На самом деле, это не сложно понять. Динамическим уровнем скважины считается показатель, который, как правило, измеряют во время откачки воды. Понятно, что значение динамического уровня напрямую зависит от мощности откачивающего оборудования, то есть насоса.
Динамический уровень встречается не только в скважинах, но и других оборудованиях для откачки, хранения или слива воды. Только название у этого показателя может быть несколько иное. Почитайте, как работает резервуар, и сразу станет понятно, как измеряется и называется уровень воды в этом сооружении.
Вернёмся к динамическому уровню в скважины. Он измеряется, как правило, после работающей не менее получаса, но и не более часа насосной техники. Универсального числа для этого показателя нет. Потому что на уровень динамики воды в скважине влияет ряд факторов. Прежде всего, это особенности грунта и на участке и глубина подводных вод.
В засушливых местах её достать труднее, нежели на участке, находящемся, скажем на побережье водоёма.
Так же, мощность оборудования играет немалую роль. Если для насоса одного производителя хватит и получаса, чтобы откачать необходимое количество воды, то другому понадобиться минимум час для такой же процедуры. Важно и наличие и плотность известковых почв, а так же наличие талых вод.
Что такое промывка скважины
Чтобы осуществлять промывку скважины своими руками, нужно знать, что это такое, более детально. Промывка – это процедуры по очистки стенок скважины а так же, фильтрация воды, находящейся внутри. Грязь, сор и другие элементы мусора могут скапливаться двумя способами. Либо снаружи, то есть через устье скважины, например, порывами ветра, либо из грунта и почвы.
Если не осуществлять чистку в должный срок, то со временем, не только качество воды будет, мягко говоря, удручающим, но и система фильтрации выйдет из строя. Дело в том, что оборудования для очистки жидкости рассчитана на микроорганизмы и бактерии, которые находятся в природных водах. Чтобы, при употреблении в пищу не получить кишечных заболеваний, вода постоянно проходит систему очистки.
Но, крупный тип сора, например грунт, песок или листья придётся убирать самостоятельно. Конечно, делается это не уборочными швабрами или тряпками, а специальным оборудованием. Но, если Вы решили делать это вручную, то необходимо подготовить хотя бы импровизированный инвентарь. Щётки с грубой щетиной, растворы для хим. обработки стенок от мха, шланги с водой и т.д.
Список необходимых составляющих для промывки скважины своими руками можно найти в открытых источниках. Отметим, что проводить промывку пусть и не быстро, но и не сложно. Всяко проще, чем прокопать траншею, как пример.
Тампонаж скважины: что это такое
Многим известно, что тампонаж скважины – это такое мероприятие, главная цель которого – избежать попадания грязи и биологического мусора в скважину. Источником питьевой воды является артезианская скважина. Но, чтобы эта самая вода была пригодна для питья и употребления в пищу, она должна быть чистой. Для этого как раз и нужны тампонажные работы.
Тампонаж – это совокупность мероприятий, которые направлены на своевременную защиту воды, находящейся в скважине, а так же самого её устройства. Разрушения цементного ствола, обсадной трубы от окисления и попадания биологических осадков, сора и т.д.
Основным источником питьевой воды является артезианская скважина, которая нуждается в частом проведении тампонажа. Водоносный слой должен быть защищён от воздействия загрязнений биологического и химического происхождения. Стоит отметить, что тампонаж скважины требуется довольно часто.
Он необходим в следующих случаях:
- Качество воды значительно снижено;
- Водоносный слой требует немедленной очистки;
- После монтажа и других ремонтных работ скважины и её составляющих
- При замене и тестировании нового оборудования для фильтрации;
- После бурения скважины, особенно, если работы проводились с рядом нарушений и нанесли значительные загрязнения.
Что такое эксплуатация скважины
Наверное, сразу понятно, что такое эксплуатация скважины. Это и есть использование скважины по её назначению. Как правило, полноценная эксплуатация начинается после бурения сооружения, установки всего необходимого оборудования и проведения тестовых работ.
В эксплуатационные работы так же входит откачка сточных вод и своевременная очистка ствола скважины от мха и органического мусора. Так же, полноценного ухода за всей системой в целом. Анализ качества питьевой воды и состояние септика и канализационных сетей.
Нужно понимать, что в ходе эксплуатации всё оборудование имеет свойство изнашиваться. Поэтому, необходима своевременная замена, монтаж или капительный ремонт того или иного сегмента в системе водоснабжения. В крайнем случае, нужно будет думать, как нужно действовать при аварии водопровода, и немедленно вызывать слесарей.
Что такое свабирование скважин
Довольно редко встретишь словосочетание свабирование скважин, а уж, что это такое, обычный человек, конечно же, не знает. Сам процесс свабирования представляет собой своеобразный дренаж. Этот тип дренажа используется освоения нефтеносной или водоносной области. Проще говоря, то, для чего нужна дренажная система, для нахождения места, где есть потенциальная вода или нефть.
Работа по свабированию осуществляется свабом – специальным краном с обратным клапаном. Технология заключается в том, что сваб помещают в пространство насосно-компрессорных труб. Из-за особенностей конструкции, сваб погружается в воду.
Как только происходит соприкосновение, внутренний клапан закрывается. В это время, столб жидкости, находящийся над поршнем, поднимается вместе с ним. Всё это вызывает давление в недрах почвы, что провоцирует приток воды или нефти.
Что такое статический уровень скважины
Прежде чем рассказать, что такое статический уровень скважины, сначала немного физики. Дело в том, что как только вода достигает водоносного слоя, из-за разницы в давлении между почвой и поверхностью, она поднимается. Таким образом и образуется статистический он же фактический уровень.
Измеряется статистический уровень скважины после, как минимум, часа работу борового оборудования и при выключенном насосе. Кстати, при измерении статистического и динамического уровня разница не должна превышать 1 м.
Что такое зеркало скважины
Природа зеркала скважины и что это такое, проста, как и само понятие термина. Для более ясной картины приведём простой пример. Допустим, бурение происходит в сухой летний день. Прокол дошёл до первого водоносного слоя. Согласно строению почвы, точнее её слоям, дальнейшее бурение происходит уже в другой среде.
Условно, мы бурим скважину на воду образно говоря в сухой породе.
Мы не зря упомянули слои бурения. Именно из-за возникает понятие зеркала. Если говорить простым языком, зеркалом скважины считается от устья, то есть начала скважины до самого водоносного слоя. Это понятие играет решающую роль в планировании применения насосного оборудования в процессе бурения.
Каротаж скважины: что это такое
Вместе с тем, что такое каротаж скважины, нужно рассказать, для чего они применяются. Сама процедура представляется собой проведение анализа состояния скважины, её потенциальных резервов. Поэтому, чаще всего каротаж применяется при добыче нефти и газа. В некоторых случаях, каротаж выполняется для проведения взрывов в месте раскопок, если иного способа добыть ископаемые нет.
Процесс каротажа настолько универсален, поэтому, может осуществляться даже при ремонте ствола скважинной постройки. Как Вы уже могли понять, процедура нужна, чтобы контролировать состояние скважины во время эксплуатации. А так же, исходя из её техсостояния, в некотором роде, прогнозировать дальнейшую разработку и подачу резервов и их качество.
Таким образом, в этой подробной статье мы обсудили, что такое скважина, со всех сторон. Проговорили основные составляющие её устройства, например, что такое кессон в скважине. Простыми словами объяснили, как происходят процессы в ходе эксплуатации и разобрали, что относится к капительному ремонту этой постройки.
Источник: xn—-7sbf4ab1ambik5b.xn--p1ai
(Drilling)
Бурение — это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность
Бурение: на воду, цена, виды бурения, типы бурения, нефть, газ
- Бурение — это
- Типы скважин на воду
- Ударно-канатный метод бурения
- Вращательное бурение
- Процесс бурения шнеками
- Колонковое бурение
- Бурение с промывкой.
- Бурение с продувкой.
- Расположение скважины
- Как бурить разные типы почвы?
- Нефтяные и газовые скважины
- Систематизация скважин на нефть и газа по назначению
- Цикл строительства скважины
- Бурение скважин на море
Бурение — это
Бурение — это процесс строительства скважины, а также разрушения слоев земли с последующим извлечением продуктов разрушения на поверхность.
Бурение — процесс разрушения горных пород с помощью специальной техники — бурового оборудования.
Различают три вида бурения:
Бурение скважин — это процесс сооружения направленной цилиндрической горной выработки в земле, диаметр «D» которой мал по сравнению с её длиной по стволу «H», без доступа человека на забой. Начало скважины на поверхности земли называют устьем, дно — забоем, а стенки скважины образуют ее ствол.
Типы скважин на воду
1. Фильтровая скважина на воду в песчаных горизонтах.
Для выявления наличия водоносного горизонта в песчаных грунтах сперва производится разведочное бурение.
При бурении разведоной скважины может быть 3 ситуации:
1) Наличие воды для сооружения скважины на воду, при наличии прослойки водонасыщенного песка мощностью > 0,8 м.
2) Наличие воды для сооружения колодца – при переслаивании водонасыщенного песка и других видов глинистых грунтов.
3) Отсутствие водоносных горизонтов.
Бурение разведочной скважины на воду производится обычно до глубины 13-15 метров. Стоимость разведочного бурения составляет 1000 рублей/метр. При нахождении в ходе разведочного бурения водоносных слоев для сооружения скважины на воду, стоимость метра разведочного бурения входит в стоимость метра бурения скважины на воду.
В случае обнаружения водоносного горизонта для сооружения скважины на него бурится эксплуатационная скважина с фильтром и обсадной трубой. Глубина такой скважины составляет обычно 13-25 м. Бурение скважины на песок производится комбинированным шнековым и ударно-канатным способом. При бурении в качестве внешней обсадной колонны (для удержания стенок скважины во время бурения) используются металлические трубы с резьбовым типом соединения, диаметром 168 мм. После установки эксплуатационной обсадной колонны с фильтром внутрь внешних обсадных труб, внешние трубы извлекаются.
песок и воду» src=»https://investments.academic.ru/pictures/investments/img1919480_skvazhina_na_pesok_i_vodu.jpg» style=»width: 800px; height: 536px;» title=»скважина на песок и воду» />
Эксплуатационная обсадная колонна песчаной скважины состоит из трех частей:
1. Рабочая колонна – расположена от уровня земли до уровня водоносного горизонта. Трубы рабочей колонны с одной стороны, «обсаживают» скважину, удерживая ее стенки от обрушения, с другой – служат для размещения в них водоподъемных труб и насоса.
2.Фильтровая колонна – продолжение рабочей колонны, перфорированная труба, оснащенная нержавеющей сеткой галунного плетения (0.2 – 0.315 мм).
Через фильтровую колонну из толщи водонасыщенного песка вода поступает в скважину, а сетчатый фильтр предотвращает попадание частиц песка.
3. Накопитель – глухая труба, снизу закрытая заглушкой, которая служит для бесперебойного водоснабжения (запаса воды).
2. Скважина на водоносный горизонт в ордовикских известняках.
Скважина на известняк бурится на водоносный горизонт, залегающий в трещинах известняка. Известняк – горная порода, преимущественно состоящая из кальцита (карбоната кальция). Бурение скважин на водоносные горизонты в известняках производится шнеками, которые по виду представляют собой рабочую часть штопора.
В отличие от песчаной скважины на воду, процесс бурения менее трудоемкий. Во время бурения скважины на воду не требуется обсаживание внешними металлическими трубами, для удержания стенок скважины – в силу твердости известняка. Глубина такой скважины составляет обычно 15-40 м.
Скважина на ” известняк” состоит из трех частей:
1. Рабочая колонна.
2.Фильтровая колонна, представляет просто перфорированную трубу (дырчатый фильтр).
3. Накопитель – глухая труба.
3. Артезианские скважины на воду на кембро-ордовикский, ломоносовский водоносные горизонты и вендский водоносный комплекс (гдовский горизонт).
Артезианские водоносные горизонты, приурочены в нашем регионе, к глубоко залегающим песчаникам, которые сверху закрыты пластами водонепроницаемой породы (толща глин), образующими барьер на пути вод четвертичных отложений. Вода, содержащаяся в кавернах этих песчаников, находится на глубине под большим давлением. При вскрытии скважиной такого водоносного горизонта уровень воды под давлением устремляется к поверхности земли и устанавливается, обычно, на глубине 5-15 метров.
Первые артезианские скважины, из которых вода под собственным давлением вырывалась наружу, были пробурены во Франции, в провинции «Артуа», отсюда и название «Артезианская скважина».
Такие скважины обладают дебитом примерно 2-15 м3/час и имеют глубину от 80 м. Их бурят для водоснабжения предприятий, коттеджных поселков или отдельно стоящих жилых домов.
Бурение артезианских скважин производится при наличии у заказчика лицензии на право пользования участком недр с целью геологического изучения.
Ударно-канатный метод бурения
Ударный снаряд подвешен на канате, который подаётся с инструментального барабана. Снаряд при долблении поднимается и сбрасывается с помощью балансира — оттяжного механизма станка, либо с лебедки. При сбросе снаряд под действием собственного веса падает вниз, разрушая породу на забое.
По мере углубления скважины бурильный канат стравливают с инструментального барабана, осуществляя подачу долота. Пробурив некоторый интервал скважины, прекращают долбление и приступают к очистке забоя. Эту операцию выполняют желонкой. После очистки скважины продолжают долбление или приступают к креплению скважины — неустойчивые интервалы закрепляют обсадными трубами.
Бурение (Drilling) — это
Буровой снаряд для УКБ состоит из долота, ударной штанги, ножниц (яссы) и канатного замка (ропсокет).
Долота применяются следующих типов: плоские, двутавровые, зетовые, округляющие, крестовые, пирамидальные и эксцентричные. Тип долота определяется характером проходимых пород. Угол заточки (атаки) зависит от твёрдости буримых горных пород.
При ударном бурении россыпных месторождений для забивки опережающей обсадной колонны одновременно с углубкой скважины, применяют дополнительно в составе снаряда забивную полуштангу и ударную головку.
Бурение (Drilling) — это
Для удаления с забоя разрушенной породы и при проходке пластов плывуна используется желоночный снаряд в следующем составе: желонка, ножницы и канатный замок. Иногда добавляют короткую ударную штангу (полуштангу).
Желонка с плоским клапаном и забивной стакан.
Долота применяемые при ударно-канатном бурении
а) плоское; б) двутавровое; в) округляющее; г) крестовое
Основное преимущество ударно-канатного метода в том, что — не требуется снабжать буровые установки глиной и водой.
Основной недостаток — небольшая механическая скорость в легкопроходимых породах, относительно большой затрата обсадных труб, метод более энергозатратный. Так же при бурении в породах выше III-ей категории в непосредственной близости от зданий возможны повреждения фундаментов от возникающей вибрации при ударе долота о забой.
Вращательное бурение
Имеет несколько основных направлений: шнековое, колонковое, бурение с прямой и обратной промывкой, бурение с продувкой.
При шнековом способе бурения мягких и рыхлых пород разрушение породы на забое производят вращающимся долотом различных конструкций, разрушенная порода транспортируется с забоя на дневную поверхность шнеками, представляющими собой единый винтовой транспортер. При шнековом бурении кольцевым забоем применяют магазинные шнеки и специальные коронки. Этот вид бурения — наиболее распространенный и наиболее универсальный способ из всех видов неглубокого бурения. Его применяют при бурении в породах от I до VI категорий по буримости, в том числе в гравийно-галечных и в породах с включением небольших валунов. Широко распространено шнековое бурение ввиду того, что при бурении в большинстве пород происходит попутно закрепление стенок скважины поднимаемой породой.
Процесс бурения шнеками
Основным преимущество бурения шнеками – это высокая скорость проходки.
Основной недостаток – большая энергоемкость, искривление ствола скважины, невозможно бурение в породах выше VI категории.
Бурение (Drilling) — это
Колонковое бурение
При колонковом бурении разрушение породы на забое производится прорезанием кольцевого канала при помощи вращения колонковой трубы с размещенной на ее конце буровой коронкой. При этом в центральной части забоя (внутри колонковой трубы) образуется керн в виде столбика (монолит) ненарушенной структуры. После образования керна достаточной длины его отрывают от массива при помощи кернорвателя, устанавливаемого на колонковой трубе сразу над коронкой и поднимают на поверхность. Нередко колонковое бурение пород ведется с призабойной циркуляцией промывочной жидкости, реже с промывкой ствола скважины глинистым раствором. Вместо промывки применяется также продувка забоя сжатым воздухом. Продувка имеет ряд немаловажных преимуществ перед промывкой, с точки зрения разведочного бурения, а именно:
Бурение (Drilling) — это
• — исключается дополнительное увлажнение, а также размыв керна и забоя;
• — исключается возможность загрязнения и увлажнения шлама, а также смешивание разностей шлама, вынесенных с разных горизонтов.
Ну и конечно исключается такой важный пункт, как доставка воды к скважинам.
Основной недостаток препятствующий широкому использованию данного метода, заключается в геолого-гидрогеологическом ограничении возможности бурения: продувание забоя наиболее целесообразно и эффективно проводить в скважинах, не содержащих воду в жидком состоянии.
Основное преимущество – высокая скорость проходки в породах от V категории и выше. Возможность извлечения на дневную поверхность керна с ненарушенной структурой.
Бурение с промывкой.
Из общего объема бурения скважин на воду более 85% выполняют вращательным способом с промывкой технической водой или глинистым раствором. В качестве промывочной жидкости при вскрытии водоносных горизонтов используют воду, глинистые растворы, обработанные неионогенными ПАВ (ОП-7, ОП-10 и др.), водногипановые (3-5%-ные) и карбонатные растворы. При бурении вращательным способом используются два вида промывки: прямая и обратная.
Бурение (Drilling) — это
При прямой промывке промывочная жидкость подастся к породоразрушающему инструменту по бурильным трубам и по кольцевому зазору между бурильными трубами и стенками скважины поднимается на поверхность вынося с собой кусочки разрушенной породы (шлама).
При обратной промывке промывочная жидкость поступает в скважину через герметически закрытое устье по стволу скважины и поднимается по бурильным трубам на поверхность.
Схема промывки скважины
а – прямая; б – обратная; 1 – стенки скважины; 2 – направляющая труба; 3 – бурильная труба; 4 – сальник; 5 – отвод промывочной жидкости; 6 – крышка; 7 – подача промывочной жидкости; 8 – переходник.
Бурение сплошным забоем производится шарошечными долотами, тип которых подбирается исходя из категории буримой породы.
Бурение кольцевым забоем с прямой промывкой осуществляется с помощью колонковых наборов с твердосплавными или алмазными коронками.
Основные преимущества.Скорость бурения этим способом в породах мягких и средней твердости на любых глубинах примерно в 3 раза выше по сравнению с ударно-канатным. Конструкция скважины вращательного бурения значительно проще, а издержка обсадных труб на 40-60% меньше, чем при ударно-канатном бурении. Значительно меньшая по сравнению с другими способами энергоемкость и энергозатратность.
Основной недостаток – обеспечение буровых станков водой и глиной.
Бурение с продувкой.
При бурении с прямой продувкой процессы в общих чертах такие же как и при бурении с прямой промывкой. Только вместо раствора через сальнкик-вертлюг подается сжатый воздух. И разрушенная порода (шлам) выдувается на поверхность. Бурение осуществляется пневмоударниками, а так же шарошечными долотами или колонковыми снарядами с алмазными либо твердосплавными коронками.
Бурение (Drilling) — это
Расположение скважины
Так как скважина выполняет другие функции, чем колодцы, то при работе нет смысла искать верховую воду, определять оптимальное место. Заказчики, или если Вы бурите для себя, могу выбрать участок под скважину самостоятельно, в том месте, где это удобно и окажет лучший эффект.
Это тем более эффективно по той причине, что вода есть практически в любой почве, вопрос только в том – насколько глубоко она находиться. Бурильные установки бурят скважины до 50 метров, что дает практически гарантированный результат.
Как бурить разные типы почвы?
Вопрос отнюдь не праздный, так как в технологии пробивания глины или каменистых почв существуют значительные отличия. Не стоит забывать. что на разной глубине тип почвы может измениться, это стоит учитывать и менять оборудование и насадки.
Самый трудоемкий, медленный и дорогостоящий процесс бурения – это разработка известковых, твердых и каменистых прослоек и типов грунта.
Типичная ошибка новичков – в стремлении скорей пройти неприятный участок увеличиваются обороты, из-за чего бур «закусывается» и работа останавливается вовсе. Наоборот, обороты бурильного оборудования должны составлять 30-40, тогда вы стабильно пройдете сложный участок.
Вы сможете пробиться сквозь прочный и жесткий грунт намного легче. Если используете шарошечный долот, шарошку с прямоугольной ленточной резьбой.
К сожалению, бывают просто непроходимые участки – огромные камни, спрятанные в толще земли. В этом случае рекомендуется переставить установку.
Глинистые почвы – рай для бурильщика, бур пробивает такую почву легко и быстро. все идет как по маслу, более того – скважине ничего не грозит, глиняные участки не подвержены расслоению и осыпанию.
Рекомендуется поставить установку на мощный режим – 60 оборотов в минуту (это также помогает промыть скважину) и наблюдать, Как проходится метр за метров вглубь.
Песчаные почвы, плывуны.
Собственно, именно в песке и располагается подземная вода, источники, водоносные слои.
Однако верхний слой, плывун, не годится для эксплуатации, поэтому такие песчаные прослойки также проходятся. Самая большая сложность – это то, что песок осыпается, может завалить и испортить всю работу. Чтобы этого избежать, в оборотную воду добавляют специальные присадки – глины (природная, сухая и бентонитовая), стувамакс.
Самое главное – не спешить и внимательно следить за поведением буровой установки.
В частности, из ствола скважины всегда должна вытекать вода. Если нет, то нужно поднять колонну штанг и использовать мотопомпу. При наращивании штанг приподнимайте колонны. Прогоняйте воздушные столбы по штангам, чтобы прочищать инструменты.
Нефтяные и газовые скважины
По способу воздействия на горные породы различают механическое и немеханическое бурение. При механическом бурении буровой инструмент непосредственно воздействует на горную породу, разрушая ее, а при немеханическом разрушение происходит без непосредственного контакта с породой источника воздействия на нее. Немеханические способы (гидравлический, термический, электрофизический) находятся в стадии разработки и для бурения нефтяных и газовых скважин в настоящее время не применяются.
Механические способы бурения подразделяются на ударное и вращательное.
При ударном бурении разрушение горных пород производится долотом 1, подвешенным на канате (рис. 3). Буровой инструмент включает также ударную штангу 2 и канатный замок 3. Он подвешивается на канате 4, который перекинут через блок 5, установленный на какой-либо мачте (условно не показана). Возвратно-поступательное движение бурового инструмента обеспечивает буровой станок 6.
1 — долото; 2 — ударная штанга; 3 — канатный замок; 4 — канат; 5 — блок; 6 — буровой станок.
По мере углубления скважины канат удлиняют. Цилиндричность скважины обеспечивается поворотом долота во время работы.
Для очистки забоя от разрушенной породы буровой инструмент периодически извлекают из скважины, а в нее опускают желонку, похожую на длинное ведро с клапаном в дне. При погружении желонки в смесь из жидкости (пластовой или наливаемой сверху) и разбуренных частиц породы клапан открывается и желонка заполняется этой смесью. При подъеме желонки клапан закрывается и смесь извлекается наверх.
По завершении очистки забоя в скважину вновь опускается буровой инструмент и бурение продолжается.
Во избежание обрушения стенок скважины в нее спускают обсадную трубу, длину которой наращивают по мере углубления забоя.
В настоящее время при бурении нефтяных и газовых скважин ударное бурение в нашей стране не применяют.
Нефтяные и газовые скважины сооружаются методом вращательного бурения. При данном способе породы дробятся не ударами, а разрушаются вращающимся долотом, на которое действует осевая нагрузка. Крутящий момент передается на долото или с поверхности от вращателя (ротора) через колонну бурильных труб (роторное бурение) или от забойного двигателя (турбобура, электробура, винтового двигателя), установленного непосредственно над долотом.
Бурение (Drilling) — это
Турбобур — это гидравлическая турбина, приводимая во вращение с помощью нагнетаемой в скважину промывочной жидкости. Электробур представляет собой электродвигатель, защищенный от проникновения жидкости, питание к которому подается по кабелю с поверхности. Винтовой двигатель — это разновидность забойной гидравлической машины, в которой для преобразования энергии потока промывочной жидкости в механическую энергию вращательного движения использован винтовой механизм.
По характеру разрушения горных пород на забое различают сплошное и колонковое бурение. При сплошном бурении разрушение пород производится по всей площади забоя. Колонковое бурение предусматривает разрушение пород только по кольцу с целью извлечения керна — цилиндрического образца горных пород на всей или на части длины скважины. С помощью отбора кернов изучают свойства, состав и строение горных пород, а также состав и свойства насыщающего породу флюида.
Все буровые долота классифицируются на три типа:
долота режуще-скалывающего действия, разрушающие породу лопастями (лопастные долота);
долота дробяще-скалывающего действия, разрушающие породу зубьями, расположенными на шарошках (шарошечные долота);
долота режуще-истирающего действия, разрушающие породу алмазными зернами или твердосплавными штырями, которые расположены в торцевой части долота (алмазные и твердосплавные долота).
Буровая установка: 1 – долото; 2 – наддолотная утяжеленная бурильная труба; 3 – переводник; 4 – центратор; 5 – муфтовый переводник; 6, 7 – утяжеленные бурильные трубы; 8 – переводник; 9 – предохранительное кольцо; 10 – бурильные трубы; 11 – предохранительный переводник; 12, 14 – переводники штанговые нижний и верхний; 13 – ведущая труба; 15 – переводник вертлюга; 16 – вертлюг; 17 – стояк; 18 – шланг; 19 – крюк; 20 – талевый блок; 21 – вышка; 22 – кронблок; 23 – редуктор; 24 – лебедка; 25 – ротор; 26 – шламоотделитель; 27 – буровой насос
Систематизация скважин на нефть и газа по назначению
Скважины на нефть и газ, можно систематизировать следующим образом:
структурно-поисковые, назначение которых — установление (уточнение тектоники, стратиграфии, литологии, оценка продуктивности горизонтов) без дополнительного строительства скважин;
разведочные, служащие для выявления продуктивных объектов, а также для оконтуривания уже разрабатываемых нефтяных и газоносных пластов;
добывающие (эксплуатационные), предназначенные для добычи нефти и газа из земных недр. К этой категории относят также нагнетательные, оценочные, наблюдательные и параметрические скважины;
нагнетательные, предназначенные для закачки в пласты воды, газа или пара с целью поддержания пластового давления или обработки чфч призабойной зоны. Эти меры направлены на удлинение периода фонтанного способа добычи нефти или повышение эффективности добычи;
опережающие добывающие, служащие для добычи нефти и газа с одновременным уточнением строения продуктивного пласта;
оценочные, назначение которых — определение начальной нефтеводонасыщенности и остаточной нефтенасыщенности пласта (и проведение иных исследований);
контрольные и наблюдательные, предназначенные для наблюдения за объектом разработки исследования характера продвижения пластовых флюидов и изменения газонефтенасыщенности пласта;
опорные скважины бурят для изучения геологического строения крупных регионов, чтобы установить общие закономерности залегания горных пород и выявить возможности образования в этих породах месторождений черного золота и газа.
Бурение (Drilling) — это
Цикл строительства скважины
В цикл строительства скважины входят:
монтаж вышки и оборудования;
подготовка к бурению;
крепление скважины обсадными трубами и ее тампонаж;
вскрытие пласта и испытание на приток черного золота и газа.
В ходе подготовительных работ выбирают место для буровой, прокладывают подъездную дорогу, подводят системы электроснабжения, водоснабжения и связи. Если рельеф местности неровный, то планируют площадку.
Бурение скважин на море
В настоящее время на долю черного золота, добытой из морских месторождений, приходится около 30 % всей мировой продукции, а газа — еще больше. Как люди добираются до этого богатства?
Самое простое решение — на мелководье забивают сваи, на них устанавливают платформу, а на ней уже размещают буровую вышку и необходимое оборудование.
Другой способ — «продлить» берег, засыпав мелководье грунтом. Так, в 1926 г. была засыпана Биби-Эйбатская бухта в районе Баку и на ее месте создан нефтяной промысел.
После того как в Северном море были обнаружены большие залежи черного золота и газа более полувека назад, родился смелый проект его осушения. Дело в том, что средняя глубина большей части Северного моря едва превышает 70 м, а отдельные участки дна покрыты всего лишь сорокаметровым слоем воды. Поэтому авторы проекта считали целесообразным с помощью двух дамб — через пролив Ла-Манш в районе Дувра, а также между Данией и Шотландией (длина более 700 км) — отсечь огромный участок Северного моря и откачать оттуда воду. К счастью, этот проект остался только на бумаге.
В 1949 г. в Каспийском море в 40 км от берега была пробурена первая в СССР вышка нефтедобычи в открытом море. Так началось создание города на стальных сваях, названного «Нефтяные Камни». Однако сооружение эстакад, уходящих на многие километры от берега стоит очень дорого. Кроме того, их строительство возможно только на мелководье.
При бурении нефтяных и газовых скважин в глубоководных районах морей и океанов использовать стационарные платформы технически сложно и экономически невыгодно. Для этого случая созданы плавучие буровые установки, способные самостоятельно или с помощью буксиров менять районы бурения.
Различают самоподъемные буровые платформы, полупогружные буровые платформы и буровые платформы гравитационного типа.
Источник: investments.academic.ru