Как составить конструкцию скважины

Составление
конструкции скважины
.

Конструкция
скважины — это устройство скважины с
указанием диаметров и глубин интервалов
ствола скважины, размеров колонн обсадных
труб и условия их закрепления в стволе
скважины, интервалов и видов дополнительных
операций по закреплению или расширению
ствола скважины.

Конструкция
скважины изображается графически в
виде схемы-разреза
и обозначается шифром, отражающим все
параметры скважины.

Основные принципы построения конструкции скважины:

1.
Снизу-вверх.
Только такой принцип позволяет обоснованно
выбрать диаметры интервалов ствола
скважины. Составление конструкции
начинается с обоснования конечного
диаметра

скважины. Величина конечного диаметра
скважины, в первую очередь, зависит от
назначения скважины. При этом следует
исходить из того, что чем меньше размер
конечного диаметра, тем дешевле и быстрее
осуществляется бурение. Для
геологоразведочных скважин при разведке
месторождений твердых полезных ископаемых
минимальный размер конечного диаметра
строго регламентируется требованиями
геологического опробования и должен
обеспечивать получение керна минимально
допустимого диаметра. Минимальный
диаметр керна зависит от вида полезного
ископаемого, типа месторождения,
состояния пород и полезного ископаемого.
В учебной и справочной литературе
имеется таблица с примерными значениями
минимальных
диаметров керна для различных видов
полезного ископаемого и типов
месторождений. В каждом конкретном
случае минимально необходимый диаметр
керна определяется геологом. После
определения минимального диаметра
керна, величина конечного диаметра
скважины корректируется с учетом
применяемого бурового инструмента
(бурильные трубы, породоразрушающий
инструмент — так для бурения скважин
глубиной более 50 м минимальный размер
бурильных труб 42 мм. и, следовательно,
конечный диаметр не может быть меньше
46 мм., даже если керн достаточен диаметром
22 мм., который получается при диаметре
скважины 36 мм), а также возможностью
применения специальных средств: гидро
— или пневмоударников, забойных двигателей
и других средств направленного бурения
и некоторых измерительных приборов,
опускаемых в скважину, для которых
минимальный размер скважины 59 мм,
а
иногда даже 76 мм..

2.
Максимально
возможная простота и экономичность
конструкции скважины.

Для этого должно быть минимальное число
изменений диаметра скважины (ступеней),
и главное, минимальное количество
обсадных труб (наиболее дорогая часть
стоимости скважины). Желательно чтобы
общая длина обсадных труб не превышала
30% длины скважины. Поскольку обсадные
трубы используются для закрепления
стенок скважины в интервалах неустойчивых
пород или в зонах геологических
осложнений, сокращение количества
обсадных труб может быть достигнуто
использованием других средств борьбы
с осложнениями — цементация, тампонаж,
применение специальных очистных агентов.

3.
Обоснованность
выбора всех ступеней и размеров

в конструкции скважины. Должна быть
убедительно обоснована необходимость
установки обсадных колонн, невозможность
их замены более дешевыми методами борьбы
с осложнениями. Должна быть обоснована
необходимость каждого изменения диаметра
ствола скважины, особенно если это не
связано с установкой обсадных труб
(например, при использовании УБТ диаметр
скважины должен быть не менее 76 мм),
особенно надо обосновывать изменение
диаметра сразу через размер (например,
разбухающие породы, условия цементации
затрубного пространства).

4.
При составлении конструкции скважины
должны быть учтены возможные специальные
работы

в скважине — расширение ствола, отбор
боковых проб, использование кернометрии,
а также оставление запасного диаметра
на случай аварии (в весьма сложных
геологических условиях).

5.
Конструкция скважины представляется
графически в виде схемы (либо полный
продольный разрез (Рис. 12.а), либо, учитывая
симметричность, его половина (Рис.
12.б)).

а)
б)

Рис.12

6.
Кроме графического изображения
конструкция скважины определяется ее
шифром и
пояснительной
запиской с обоснованием ее параметров.
Из опубликованных методик составления
шифра конструкции скважин наиболее
полной и точной является методика,
предложенная Донецким
ПТИ.

Пример
описания конструкции скважины шифром
(на
примере рис.13):

132/127ц(20)
112/108цб(220)93/89цп(440.. .480)76(1000)

Основные
обозначения шифра:

132…………………..-цифра,
обозначающая диаметр бурения

/……………………..-знак,
обозначающий крепление трубами

127…………………..-цифра,
стоящая за знаком /, обозначает диаметр
обсадных
Труб
(20)………………… .-цифра в круглых скобках
обозначает до какой глубины
скважины

(440..
.480)…………..-интервал установки потайной
колонны


Дополнительные
обозначения шифра:

;
— знак расширения скважины. Ставится
перед обозначением диаметра инструмента,
который

расширяет
скважину

ц
— знак цементирования всей колонны.
Ставится за диаметром обсадных труб.

цб
— знак цементирования только башмака
(нижней части) колонны

цп
— знак цементирования башмака и верхнего
конца потайной обсадной колонны

+
— обозначение, применимое для ступенчатых
обсадных колонн

»
— обозначение извлекаемой обсадной
колонны. Ставится перед
обозначением
диаметра обсадной

колонны,
после которого в
скобках
может быть указана длина колонны, если
она извлекается

не
вся.

Приведенные
обозначения охватывают весь комплекс
параметров, входящих в обычное понятие
конструкции скважины или изображаемых
на схемах конструкций. Однако при
необходимости можно вводить и любые
другие дополнительные буквенные индексы.

Рис.
13.

В
данном примере: — скважина забурена
коронкой диаметром Ø 132 мм и закреплена
направляющей трубой Ø 127
мм
до
глубины 20 м. Здесь трубы Ø 127 мм цементируются
на всю длину. Далее диаметр бурения был
112 мм до 220м, и скважина закреплена до
этой глубины кондуктором Ø 108 мм. У
колонны диаметром 108 мм цементируется
только башмак (нижняя часть колонны).
Дальнейшее бурение осуществляется
коронкой Ø 93 мм до глубины 480 м. В интервале
от 440 до 480 м. зона осложнений и ствол
скважины закреплен потайной колонной
Ø 89 мм (у потайной колонны закрепляются
цементом башмак и верхняя часть). До
глубины 1000 м скважина имеет Ø 76
мм.
без закрепления.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #
  • #

Глава 3. Конструкция скважины

§ 9. Понятие о конструкции скважины

Под конструкцией скважины понимают совокупность данных о количестве и глубинах спуска обсадных колонн, диаметрах обсадных колонн, диаметрах ствола скважины для каждой из колонн и интервалов цементирования (глубинах верхней и нижней границ каждого интервала). [89] Правильность выбора конструкции определяет успех проводки скважины. Нарушение проектной конструкции скважины (не допуск колонн, изменение диаметра колонн), может привести к непоправимым последствиям, либо к существенному удорожанию стоимости скважины, поэтому при осуществлении супервайзинга необходимо принимать все меры к недопущению отклонений в конструкции скважин. Кондуктор и эксплуатационная колонна в проектной конструкции обязательны, независимо от горно-геологических условий строительства скважины. В зависимости от назначения скважины, конструкции забоя и условий эксплуатации функции эксплуатационной колонны может частично выполнять ранее спущенная обсадная колонна (кроме кондуктора). Башмак последней промежуточной колонны, перекрывающей породы, склонные к пластическим деформациям, следует устанавливать ниже их подошвы.

Элементы конструкции скважины

Направление — это первая труба или колонна труб, служащая для предотвращения размыва пород, залегающих близ дневной поверхности, разобщения ствола скважины, сооружаемой в акватории водного бассейна, от окружающих вод и для соединения устья с очистной системой буровой установки.

Кондуктор — это колонна труб, спускаемая в скважину после направления и служащая для укрепления стенок последней в недостаточно устойчивых породах, и для перекрытия зон осложнений, приуроченных к сравнительно неглубоко залегающим горизонтам, а также для изоляции горизонтов, содержащих артезианские и целебные воды.

Эксплуатационная колонна — это самая внутренняя колонна. Она служит не только для укрепления стенок скважины и изоляции соответствующих горизонтов, насыщенных нефтью, газом или водой, но также каналом для транспортировки, добываемой из продуктивной толщи нефти или газа, или закачиваемой в последнюю жидкости (газа).

Промежуточные или технические колонны — это все колонны труб, находящиеся между кондуктором и эксплуатационной колонной. Их спускают для перекрытия сравнительно глубоко залегающих неустойчивых пород, либо для изоляции продуктивных горизонтов, расположенных намного выше проектной глубины скважины, перекрытия зон несовместимого бурения, либо для изоляции пород оказывающих сильное агрессивное воздействие на промывочную жидкость и других целей. Обычно верхний конец колонны труб устанавливают на устье скважины.

Хвостовик или потайная колонна — это случай, когда по геолого-техническим условиям и соображений экономичности, нет необходимости располагать верхний конец колонны на устье, верхний конец колонны располагается в скважине на значительной глубине от устья, но перекрывает башмак предыдущей колонны.

Фильтр, это та часть колонны, которая составлена из труб со специально просверленными или перфорированными отверстиями (или профрезированными, или перфорированными).

Графическое изображение конструкции скважин показано на Рис3.1.[88]

Графическое изображение конструкции скважины

а — со сплошными колоннами;

б — с хвостовиком;

в — с комбинированной эксплуатационной колонной и хвостовиком.

Направление на графическом изображении, как правило, не показывают.

Рис. 3.1. Графическое изображение конструкции скважины

Выбор интервалов цементирования обсадных колонн

В не обсаженном стволе скважины цементированию подлежат:

• Продуктивные горизонты, кроме предусмотренных к опробованию и эксплуатации открытым стволом или с нецементируемым фильтром;

• Продуктивные горизонты, не предусмотренные к опробованию или эксплуатации, и горизонты с непромышленными запасами нефти и газа;

• Истощенные горизонты;

• Проницаемые горизонты, насыщенные пресной водой, а также всеми типами минерализованных вод;

• Горизонты вторичных (техногенных) залежей нефти и газа;

• Интервалы, представленные породами, склонными к пластическому течению и выпучиванию;

• Толща многолетнемерзлых пород;

• Горизонты, породы которых или продукты их насыщения способны вызывать ускоренную коррозию обсадных труб.

Минимально необходимая высота подъема тампонажного раствора над флюидосодержащими горизонтами, а также над кровлей подземных хранилищ газа и нефти, над устройством ступенчатого цементирования (стыком секций) верхней ступени (секции) обсадных колонн должна составлять не менее 150–300 м для нефтяных и 500 м для газовых скважин.). [86]

Секционный спуск обсадных колонн допускается в следующих случаях технологической необходимости:

• Недостаточная грузоподъемность буровой установки;

• Невозможность обеспечения прочностных характеристик колонны при использовании серийно выпускаемых типоразмеров обсадных труб или закупаемых по импорту;

• Невозможность спуска обсадной колонны до проектной глубины по условиям проходимости с учетом накопленного опыта в данном районе или аналогичных горно-геологических условиях;

• Отсутствие серийно выпускаемых устройств ступенчатого цементирования, в том числе с учетом закупаемых по импорту.

Устройства ступенчатого цементирования и стыки секций обсадных колонн должны располагаться:

• В обсаженном стволе скважины предыдущей колонной выше башмака ее не менее, чем на 50 м; то же относится к «голове» потайной колонны;

• В не обсаженной части скважины — в интервале устойчивых пород с диаметром ствола, близким к номинальному, ниже верхней границы интервала не менее 30–50 м и выше нижней границы не менее 50–75 м. [88]

§ 10. Проектирование конструкции скважины

Скважина является капитальным долгосрочным сооружением. Поэтому ее конструкция должна быть прочной, обеспечивать герметичное разобщение всех проницаемых пород, вскрытых при бурении, безусловную возможность достижения проектной глубины и решения геологических и других последовательных задач в процессе бурения, осуществления запроектированных режимов эксплуатации, на всех этапах разработки месторождения, соблюдения требований законов об охране недр и защите окружающей среды от загрязнения. Вместе с тем конструкция скважин должна быть экономичной. [88]

На выбор конструкции скважины влияют многочисленные факторы:

• Назначение скважины (поисково-разведочная, эксплуатационная на нефть и газ;

• Нагнетательная;

• Проектная глубина;

• Особенности геологического строения месторождения (наличие тектонических нарушений, соляных штоков, количество продуктивных объектов и расположение их друг относительно друга и другие);

• Степень достоверности знаний об этом;

• Устойчивость горных пород;

• Характер изменения с глубиной коэффициентов аномальности пластовых давлений и индексов давления поглощения.

• Состав пластовых жидкостей (химический и по физическому состоянию):

а) капельная жидкость;

в) газ;

с) газожидкостная смесь;

• Положение устья скважины (на суше или в акватории водного бассейна);

• Профиль скважины;

• Способ и продолжительность бурения;

• Уровень развития технологии бурения;

• Метод вхождения в продуктивную толщу;

• Температурный режим в период бурения и эксплуатации;

• Дебит и способ эксплуатации данной скважины на разных этапах разработки месторождения;

• Степень совершенства эксплуатационного оборудования;

• Требования законов об охране недр и защите окружающей среды, экономичность (стоимость строительства при том или в ином варианте конструкции, стоимость единицы добываемой продукции);

• Субъективные моменты (квалификация инженерно-технического персонала);

• Традиции предприятия и проектной организации и другие.

Спроектировать конструкцию скважины — это значит определить необходимое для условий данного конкретного участка месторождения количество обсадных колонн, размеры этих колонн (диаметр, глубину установки нижнего конца и длину каждой, прочностные характеристики каждой трубы), диаметры долот для бурения ствола под каждую колонну, положение верхней и нижней границ интервалов цементирования и выбрать метод вхождения в продуктивную толщу. При решении этой задачи часто может быть получено несколько вариантов конструкции.). [88] За окончательную нужно принимать наиболее экономичный.

Рис. 3.2. График совмещенных давлений

Выбор числа и глубины спуска обсадных колонн

Приступать к проектированию конструкции рекомендуется с построения графиков изменения коэффициента аномальности Ка (Рис. 42) [88] пластовых давлений и индекса давлений поглощения Кп с глубиной. С помощью этих графиков можно определить те интервалы глубин, в пределах которых выполняется условие — Ка<ρо<Кn

Ка = Рпл/ρвgZпл (2.1.) Ка> = Кn

ρо = ρраствводы

Кn = Рпогл/ρвg*Zпл (2.2.)

Где:

Рпл — пластовое давление Мпа;

Рпогл — давление поглощения Мпа;

ρраств — плотность раствора кг/м3;

g — ускорение силы тяжести;

Z — глубина кровли пласта, м.

Пусть, например, характер коэффициентов Ка и Кn в районе N соответствует изображенному на рисунке 43. При бурении до глубины 750 м можно использовать промывочную жидкость с относительной плотностью не менее 1,5–1,52, а ниже, до глубины 3150 м не менее 1,76–1,80 Для бурения ниже 3150 м требуется промывочная жидкость с ρо≥1,55–1,6 Рассуждая аналогично, можно прийти к выводу, что при заданной ситуации в скважину придется спустить четыре обсадные колонны. Такой первый вариант конструкции. Затем он корректируется с учетом других факторов, существенных для данной площади. Во многих районах нашей страны верхний интервал геологического разреза сложен многолетне мерзлыми породами. Мощность мерзлых пород колеблется от нуля до нескольких сот метров. Существует два типа многолетне мерзлых пород. К одному типу можно отнести такие породы, частицы которых более или менее прочно связаны между собой тем или иным цементирующим веществом (но не льдом); при растеплении, т. е. при повышении температуры и превращении льда в воду) связь между частицами сохраняется и порода вскрытая скважиной, ведет себя достаточно устойчиво. Такой тип мерзлоты называют пассивной. Обычно весь интервал мерзлоты, сложенный такими породами перекрывают кондуктором, башмак размещают на 100–200 м ниже подошвы мерзлоты в породе с устойчивой положительной температурой. Ко второму типу следует отнести породы, частицы которых взаимно связаны только льдом или в основном льдом. При растеплении таких пород связь между частицами утрачивается, как только лед растает, и они начинают интенсивно осыпаться в скважину. При бурении обычно используется промывочная жидкость с положительной температурой, процесс растепления мерзлоты за счет тепла, содержащегося в этой жидкости, идет непрерывно и из скважины на дневную поверхность выносится огромное количество осыпавшихся частиц горной породы, а в стволе скважины образуется огромная каверна, объемом несколько десятков кубометров, это породы в основном из активной мерзлоты. Нередко под основанием буровой образуется кратер диаметром 6–8 м. Каверны в многолетнемерзлых породах влекут за собой разрушение эксплуатационной колонны во время эксплуатации, несмотря на наличие кондуктора, и промежуточной колонны. Разрушение происходит за счет неравномерного промерзания каверны. Технологические приемы, предотвращающие образование каверн очень дороги, это специальные холодильные установки, монтируемые на устье скважины и растворы на углеводородной основе. Более простой и эффективный способ — это управление процессом замораживания каверны, при котором каверна промерзает равномерно.

Хемогенные отложения после полного вскрытия перекрывают обсадной колонной, т. к. полностью пластическое течение солей остановить на рабочих плотностях промывочной жидкости невозможно. А также одновременное вскрытие хемогенных пород с интервалами осложнений другого характера невозможно. В присутствии карналлита хемогенных отложениях образовываются большие каверны, что может осложнить дальнейшее углубление скважины без перекрытия их обсадной колонной.

Горные породы, залегающие близ дневной поверхности, обычно являются мало прочными и легко размываются потоками промывочной жидкости при бурении. Такие породы всегда перекрывают обсадной колонной-направлением или кондуктором. Если устье скважины должно быть расположено в акватории водного бассейна, обсадной колонной-направлением перекрывают всю толщу воды и донных осадков, башмак и направление устанавливают в плотных коренных породах: верхнее сечение направления должно возвышаться над водной поверхностью настолько, чтобы при самых сильных штормах гребни волн должны быть несколько ниже его.

При проектировании конструкции скважины необходимо учитывать также способ бурения, уровень технологии бурения в данном районе, геологические особенности разреза и профиль ствола скважины. В процессе бурения обсадные колонны изнашиваются долотами, бурильными замками и трубами. При большом объеме спуско — подъемных операций или весьма длительном вращении бурильной колонны обсадные трубы могут быть протертыми насквозь, особенно в местах резких искривлений или перегибов. В тех случаях, когда сильный износ обсадной колонны может быть причиной серьезной аварии или тяжелого осложнения, необходимо принимать эффективные предупредительные меры. К числу таких мер можно отнести, спуск дополнительной обсадной колонны, замену изношенного участка новым, поворот на некоторый угол участка колонны с односторонним износом.

Проектирование конструкции эксплуатационных и нагнетательных скважин целесообразно начинать с выбора вхождения в пласт, поскольку последний может повлиять на глубину спуска и диаметр эксплуатационной колонны. [88]

При проектировании конструкции первых поисково-разведочных скважин часто отсутствует достаточно достоверная информация о геолого-физических характеристиках породы (устойчивости, пластовых давлениях, давления поглощения, характеристики пластового флюида, коллекторских свойствах и т. д). Если есть основания полагать, что геолого-физические условия в данном районе весьма сложны, в ряде случаев допустимо предусмотреть в конструкции резервную колонну. Такую колонну спускают, если крайне необходимо перекрыть зону осложнений или несовместимых условий бурения, о которой при проектировании конструкции ничего не было известно, либо если в ходе строительства скважины выясняется, что проектную глубину ее нужно существенно увеличить. Если на кондуктор или промежуточную колошу должно быть установлено противовыбросовое оборудование, глубину спуска такой колонны, прежде всего в поисково-разведочных и газовых скважинах целесообразно выбирать с учетом наибольшего давления, которое может возникнуть в скважине после закрытия превентора при выбросе. Если это давление оказывается выше давления разрыва пород у предполагаемого места установки башмака данной колонны, глубину спуска нужно увеличить настолько, чтобы давление разрыва пород было больше максимального давления в скважине при выбросе. Опасность выброса, можно предотвратить, если оснастить буровую соответствующей аппаратурой для автоматического контроля за параметрами режимов бурения, параметров бурового раствора, газосодержанием раствора, превенторами (сферическим и срезным) и позаботиться о том, чтобы они надежно работали, а персонал был хорошо обучен и дисциплинирован. [88]

§ 11. Выбор диаметров обсадных колонн, долот и труб

Для того, чтобы обсадную колонну можно было спустить в скважину, диаметр последней всегда должен быть максимального наружного диаметра. [88]

Dс = dм + 2 Δк (3.1)

где:

• Dс — диаметр скважины (диаметр долота), м;

• dм — диаметр муфты обсадной трубы, м;

• Δк — рациональный зазор между стенкой скважины и муфтой;

• Δк = 5–15 мм для колонн диаметром 114–168 мм;

• Δк = 15–25 мм для колонн диаметром 178–245 мм;

• Δк = 25–40 мм для колонн диаметром 273–351 мм;

• Δк = 40–50 мм для колонн большего диаметра.

Правилами ведения буровых работ предусмотрено: кондукторы во всех скважинах, промежуточные и эксплуатационные колонны в газовых и разведочных скважинах, а также промежуточные колонны в нефтяных скважинах глубиной свыше 3000 м, должны быть зацементированы по всей длине.). [89]

Интервал цементирования эксплуатационных колонн в нефтяных скважинах разрешается ограничивать участком от башмака до сечения, расположенного не менее чем на 100 м выше башмака предыдущей обсадной колонны, а промежуточных обсадных колонн в нефтяных скважинах глубиной менее 3000 м — участком длиной не менее 500 м от башмака с учетом геологических условий. Такое же ограничение интервалов цементирования допускается для промежуточных и эксплуатационных колонн в газовых и разведочных скважинах, если приняты эффективные меры для обеспечения герметичности соединений труб, при этом необходимо чтобы все проницаемые породы были надежно изолированы.

Таблица 5. Рекомендуемые соотношения диаметров долот и спускаемых обсадных колонн [98]

* — Безмуфтовые трубы

Таблица № 6. Рекомендуемые диаметры бурильных труб и УБТ в зависимости от диаметра долот [99]

Примечание. В числителе — для нормальных условий, в знаменателе — для осложнённых условий бурения.

Если Dн1< 0,75 Dн0, где Dн1 и Dн0 соответственно наружный диаметр СБТ и УБТ, то следует использовать ступенчатую конструкцию КНБК, при этом между диаметрами секций УБТ снизу вверх должно сохраняться то же соотношение. Определённые таким образом значения диаметров округляются до ближайших стандартных размеров, приведённых в табл. 1. В том случае, если КНБК получается многоступенчатым, количество труб в ступенях выше первой может быть равно длине одной свечи или трубы. При роторном бурении необходимо использовать УБТС во всех секциях.

В скобках приведено значение диаметра УБТ для осложненных условий бурения, без скобок — для нормальных условий бурения.

Таблица 7. Рекомендуемый зазор между стенками скважины и муфтой обсадной колонны

Диаметр скважины определяется по формуле:

Д скв. = Дм + Δ (3.2)

где: Дскв — определяемый диаметр скважины, мм;

Дм — диаметр муфты обсадной колонны, мм;

Δ — зазор между стенками скважины и муфтой обсадной колонны, мм. [86]

Таблица 8. Рекомендуемые соотношения диаметров УБТ и обсадной колонны, под которую ведется бурение [69]

Таблица 9. Рекомендуемые соотношения диаметров бурильных труб и УБТ

Отношение диаметра бурильных труб, расположенных над УБТ, к диаметру УБТ должно составлять не менее 0,75. Если для рассматриваемого варианта оно меньше, чем 0,75, то комплект УБТ должен состоять из труб нескольких диаметров, уменьшающихся в направлении к бурильным трубам. При этом диаметр над долотного участка УБТ (1-я секция УБТ) должен соответствовать табл. № 2. В таблицах 4,5,6,7,8,9,10 приведены соотношения диаметров элементов бурильной колонны и обсадных колонн.

[89]

Таблица 10. Рекомендуемые соотношения диаметров бурильных труб и обсадных колонн [66]

Таблица 11. Рекомендуемые соотношения диаметров долот и забойных двигателей [62]

§ 12. Подготовительные работы к бурению скважины

Подготовительные работы к бурению являются важной частью в цикле строительства скважины. После приема буровой из монтажа и проведенных пусконаладочных работ, силами буровой бригады производятся подготовительные работы к бурению. Обустраивается вахтовый поселок в соответствии с правилами пожарной безопасности с составлением акта. Расположение вахтового поселка должно быть высота вышки плюс 10 м от буровой. Производится ревизия бурового оборудования, смазка и шприцовка, пробная обкатка. Опрессовываются нагнетательные линии буровых насосов, пневмолинии, опробываются все механизмы буровой, забуривается шурф для размещения квадрата. Все механизмы и оборудование должны быть укомплектованы соответствующими табличками о их технических характеристиках и состоянии механизма, оборудования. Проверяется освещенность рабочих мест на предмет соответствия правилам в НГП. Проверяется соответствие рабочих площадок, проходов, лестниц, ограждений — соответствию правилам в НГП. Укомплектовывается пожарный инвентарь, согласно стандарта предприятия и требований Пожнадзора. Обустраиваются мета для курения. Территория должна быть обвалована, спланирована, освобождена от посторонних предметов. Подземные коммуникации и якоря оттяжек вышки, должны быть четко обозначены. Хранение ГСМ должно осуществляется на безопасном расстоянии от устья скважины и вахтового поселка и иметь обваловку.

Персонал буровой бригады должен быть ознакомлен с требованиями ПБ и ООС а так же с нормативными требованиями Ростехнадзора России и других государственных органов. Весь персонал, находящийся на буровой должен быть обеспечен средствами индивидуальной защиты, спецодеждой. Руководство работами по бурению скважины должно осуществляться лицами, получившими соответствующее право после аттестации по Промышленной безопасности и предотвращению НГВП, а так же допущенных к выполнению работ в качестве руководителя горными работами.

Несмотря на то, что узлы и агрегаты буровых установок унифицированы и существуют единые схемы монтажа буровых, в зависимости от географических, геологических характеристик месторождений, видов бурения, наземные сооружения и буровое оборудование могут размещаться в различных вариантах. [9]

Единым требованием для всех — это учет розы ветров для размещения вахтового поселка, а при его отсутствии административного помещения.

При бурении в районах Крайнего Севера на заболоченной местности отдельных разведочных скважин, без устройства лежневых дорог и площадок под буровую делается следующее: в зимнее время делается рекогносцировка местности в районе точки бурения, намечаются и наносятся на схему места расстановки привышечных сооружений (насосная, блок приготовления растворов, склад химреагентов) вахтового поселка. По зимнику производят монтаж буровой, завозятся все необходимые материалы и хим. реагенты необходимые для бурения, с тем, чтобы в летний период вести бурение скважины.

При бурении скважины на месторождениях с повышенным содержанием сероводорода насосный блок нельзя располагать ближе, чем 30 метров от вышечного.

При кустовом бурении скважин, когда скважин в кусте может насчитываться до 30, в схеме монтажа оборудования предусмотрена передвижка только вышечного блока в паре с силовым, при этом удлиняется манифольд и желобная система. При такой схеме расположения оборудования лебедка и ротор имеют отдельный привод.

Завозится инструмент необходимый для забуривания скважины и обсадные трубы для первой обсадной колонны (согласно ведомости). На буровой должен быть график ППР оборудования. Составляется акт готовности буровой, для приемки ее комиссией предприятия, после устранения замечаний комиссии буровая принимается горнотехническим инспектором.

Документация обязательная при бурении скважины

На буровой должна быть следующая документация (может корректирваться буровым подрядчиком или Заказчиком):

• Геолого-технический наряд;

• Вахтовый журнал;

• Режимно-технологическая карта;

• Журнал проверки знаний по видам работ;

• Журнал инструктажа на рабочем месте;

• Акт на опрессовку манифольда, акт опрессовки пневмосистемы, циркуляционной системы;

• Акт готовности буровой;

• Сертификат на талевый канат;

• Паспорт на бурильные трубы, элеваторы, переводники, УБТ;

• Коллекторский журнал;

• Журнал параметров бурового раствора;

• Планы работ на технологические операции;

• Журнал сводок;

• План ликвидации аварий;

• Контактная информация ближайшего медицинского учреждения;

• При въезде на территорию буровой должны быть размещены хорошо различимые знаки, информирующие о наименовании организации, номере бригады, номере скважины и фамилии бурового мастера, схема организации движения транспорта по площадке;

• Удостоверения о проверке знаний персонала буровой бригады по:

a. Промышленной безопасности;

b. НГВП;

c. Пожарно-техническому минимуму;

d. Оказанию первой медицинской помощи;

e. Охране труда;

f. Оборудование работающее под давлением

g. Подъемные сооружения

• Проект на строительство скважины;

• Регламенты на технологические операции;

• Пусковая документация;

• Журнал приема и отправления телефонограмм;

• График ППР оборудования;

Схема размещения оборудования, вахтового поселка и коммуникаций.


Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Под конструкцией скважины понимается совокупность 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.

Конструкция скважины обеспечивает изучение геологического разреза, разведки и разработки нефтяных и газовых месторождений, оценки отложений, добыча продукции, поддержание пластовых давлений, наблюдение за режимом эксплуатации месторождения и др.

Следует отметить что, для конструкции в газонефтяной отрасли нет единого подхода или метода к проектированию и строительству скважин, а также их оценке. Однако, рациональной и принципиальной все же можно назвать конструкцию скважин, которая соответствует геологическим условиям бурения, учитывает назначение скважины, создает условия для бурения интервалов между креплениями в наиболее сжатые сроки. Подтверждено что, от затрачиваемого времени на бурение интервала ствола между креплениями будет зависеть тяжесть возникающих осложнений и дальнейшей стоимости проводки скважины.

Скважиной называется цилиндрическая горная выработка, которая строится без доступа человека к забою и имеющая диаметр во много раз меньше длины. Основными элементами скважины являются: устье, забой, ствол, обсадная колонна, фильтр, цементное кольцо (рис.1).

Устье — это начало скважины, образованное короткой вертикальной зацементированной трубой — направлением.

Забой — это дно ствола скважины.

Ствол — это горная выработка, внутри которой располагаются обсадные колонны и производится углубление скважины.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Фильтром может служить необсаженный колонной участок ствола, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями.

Цементное кольцо – это затвердевший цементный раствор, закачанный с целью герметизации в кольцевое пространство между стволом и обсадной колонной. Система обсадных колонн с цементными кольцами составляют крепь скважины.

Рис.1 Схема конструкции скважины

Обсадные колонны

Обсадная колонна — это свинченные друг с другом и опущенные в ствол обсадные трубы с целью изоляции слагающих ствол горных пород. Различают первую обсадную колонну — кондуктор, последнюю обсадную колонну — эксплуатационную колонну, в том числе хвостовик, промежуточные обсадные колонны, в том числе летучки (лайнеры).

Обсадные колонны предназначены для изолирования стенок скважин в процессе бурения и эксплуатации от рабочего пространства ствола. Они обеспечивают требуемую прочность и герметичность при воздействии на них(к примеру – давления). Необходимая изоляция для кольцевого пространства создается путем заливки жидким цементным раствором между обсадными колоннами.

Обсадные колонны по назначению разделены следующим образом.

Направление — первая колонна труб или одна труба, предназначенная для закрепления приустьевой части скважин от размыва и обрушения буровым раствором, Направление предназначено также для обеспечения циркуляции жидкости. В зависимости от имеющихся особенностей существуют случаи крепления скважин одними или двумя направлениями.

Направление спускают в заранее подготовленную шахту или скважину и бетонируют на всю длину или забивают в породу, как сваю.

Различают шахтное (или шахтовое) направление и удлиненное направление. Шахтное устанавливается, как правило, во всех случаях и его длина составляет 3-10 м. В зависимости от конкретных условий может устанавливаться удлиненное направление или от одного до нескольких направлений и в этом случае длина может достигать 100 м. Направление спускается по возможности в глинистый пласт. Диаметр колонны колеблется от 245 до 1250 мм. Используемые в качестве направления трубы, на прочность не рассчитываются и не опрессовываются.

Кондуктор — колонна обсадных труб. Предназначен кондуктор для разобщения верхнего интервала разреза горных пород, изоляции пресноводных горизонтов от загрязнения, монтажа противовыбросового оборудования и подвески последующих обсадных колонн.

Кондуктор диаметром, колеблеющеся в диапазоне 177-508 мм, устанавливается в глубину до 600 м, в зависимости от условий. Он опрессовывается, также как и цементное кольцо.

Шахтное направление и кондуктор являются обязательными элементами конструкции скважины.

Промежуточная обсадная колонна (их может быть несколько) служит для разобщения несовместимых по условиям бурения зон при углублении скважины до намеченных глубин. Промежуточные обсадные колонны разделяются на следующие виды: сплошные, хвостовики, летучки.

Секционный спуск обсадных колонн и крепление скважин хвостовиками решает проблему спуска тяжелых обсадных колонн, упрощает конструкции скважин. Решает задачи по уменьшению диаметра обсадных труб, зазоров между колоннами и стенками скважины, сокращению расхода металла и тампонирующих материалов, увеличению скорости бурения и снижению стоимости буровых работ.

Эксплуатационная колонна — последняя колонна обсадных труб, которой крепят скважину для разобщения продуктивных горизонтов от остальных пород и извлечения из скважины нефти или газа или для нагнетания в пласты жидкости или газа. Иногда в качестве эксплуатационной колонны может быть использована (частично или полностью) последняя промежуточная колонна.

Диаметр обсадной колонны

Проектирование диаметров обсадных колонн и долот начинают с эксплуатационной колонны и далее методом снизу-вверх. Расчет диаметров обсадных труб ведется «изнутри» с диаметра эксплуатационной колонны. Исходя из предполагаемого дебита скважины и экономического обоснования, выбирается диаметр эксплуатационной колонны. Диаметр эксплуатационной колонны определяет диаметры бурения под обсадные колонны для всей скважины, а количество промежуточных колонн определяет конструкцию колонной головки. Увеличение диаметра эксплуатационной колонны позволяет использовать более производительное скважинное оборудование, позволяет эксплуатировать в скважине одновременно несколько пластов и облегчает проведение подземного ремонта. С другой стороны увеличение диаметра эксплуатационной колонны ведет к увеличению металлоемкости обсадных колонн, объему бурения и цементирования. Возрастают нагрузки на колонную головку и ее металлоемкость. Все это ведет к увеличению затрат на строительство скважины. Уменьшение диаметра эксплуатационной колонны снижает стоимость ее строительства, но увеличивает затраты, связанные с эксплуатацией скважины. Так применение малогабаритного оборудования ведет к увеличению затрат на приобретение до 2-3х раз. Усложняется поведение подземного ремонта, что ведет, как правило, к увеличению затрат времени, и, следовательно, и материалов, а в некоторых случаях не позволяет произвести необходимый ремонт.

Сооружение скважины

Сооружение скважины, независимо от ее назначения (разведочная, параметрическая, эксплуатационная и т.д.), включает в себя следующие основные этапы:

геологическое обоснование места сооружения и составление проекта скважины, которые позволяют наилучшим образом выполнить поставленную задачу;

монтаж технических средств для наиболее качественного и экономичного сооружения скважины;

проводку ствола скважины, обеспечивающую высокую скорость углубления при минимальных затратах;

глубинные геофизические и технологические исследования, позволяющие подробно изучить геологический разрез, термодинамические параметры вскрытых скважиной пластов, отобрать образцы горных пород и пластовых флюидов для лабораторных исследований.

Крепление ствола обсадными трубами и цементом, обеспечивающее длительную безаварийную эксплуатацию скважины как инженерного сооружения и ее экологическую безопасность.

Изготовление глубинного фильтра, обеспечивающего качественную и надежную гидродинамическую связь продуктивного пласта с полостью эксплуатационной колонны и препятствующего проникновению в колонну горной породы и других загрязняющих углеводороды примесей.

Оборудование устья скважины, включающее, при необходимости, подвеску колонны насосно-компрессорных труб, обеспечивающее качественное испытание скважины и дальнейшую длительную эксплуатацию ее как объекта добычи углеводородов.

При бурении в скважину последовательно спускается определенная конструкция, состоящая из обсадных труб. Каждая последующая колонна вставляется в предыдущую, и поэтому имеет все меньший диаметр.

Дно скважины называется забоем. После проведения цементирования скважины образуется новый забой, который называется «искусственный забой». В процессе эксплуатации на забой осаждаются примеси, части изношенного оборудования или упущенный при проведении подземного ремонта инструмент и т.п., что при замерах изменяет глубину скважины и новая точка называется «текущий забой».

Если продуктивный пласт обсаживается, то низ или башмак эксплуатационной колонны устанавливается всегда (после прохождения через пористый продуктивный пласт) в непроницаемую породу. Это позволяет вскрыть продуктивный пласт, предотвратив его обводнение, что само по себе является серьезной проблемой, и может сделать скважину непродуктивной, т.е. не давшей нефти.

После создания герметичной конструкции скважины в эксплуатационную колонну, напротив продуктивного пласта, спускается на забой устройство (перфоратор), которое проделывает отверстия в обсадных трубах и цементном кольце и соединяет продуктивный пласт и скважину. Эти отверстия заполняются газом и пластовой жидкостью (нефтью), поступающей из пласта под избыточным давлением и заполняют скважину.

Требования к конструкции скважин

В зависимости от назначения скважин конструкция может существенно изменяться, но всегда должна удовлетворять некоторым общим требованиям, которые сводятся к следующему:

надежное разобщение пройденных пород и их герметизация, что вытекает из требований охраны недр и окружающей среды и достигается за счет прочности и долговечности крепи, герметичности обсадных колонн, межколонных и заколонных пространств, а также за счет изоляции флюидонасыщенных горизонтов;

получение максимального количества горно-геологической и физической информации по вскрываемому скважиной разрезу;

возможность оперативного контроля за вероятным межколонным или заколонным перетоком флюидов;

длительная безаварийная работа при условии безопасного ведения работ на всех этапах жизни скважины;

конструкция должна иметь определенный диаметр обсадных труб, что особо относится к эксплуатационной колонне;

быть стабильной (не изменять своих первоначальных характеристик в течение длительного времени или после проведения определенных технологических операций);

эффективное фиксирование конструкции в стволе скважины;

возможность аварийного глушения скважины;

возможность трансформации одного вида скважины в другой за счет максимальной унификации по типоразмерам обсадных труб и ствола скважины.

Кроме перечисленных, конструкция скважины должна удовлетворять определенным технологическим требованиям, основными из которых являются:

хорошая гидравлическая характеристика (минимум сопротивлений);

максимально возможное использование пластовой энергии в процессе подъема продукции на дневную поверхность за счет выбора оптимального диаметра эксплуатационной колонны и конструкции забоя;

возможность проведения всех видов исследований известными и перспективными глубинными приборами;

проведение всех технологических операций в скважине, в том числе и по воздействию на продуктивный горизонт;

применение различных способов эксплуатации с использованием эффективного оборудования, в том числе и с большими нагрузками на стенку скважины (колонны).

Разработка конструкции скважины

Основные параметры конструкций скважины: число и диаметр обсадных колонн, глубина их спуска, диаметр долот, которые необходимы для бурения под каждую обсадную колонну, а также высота подъема и качество тампонажного раствора за ними, обеспечение полноты вытеснения бурового раствора.

Разработка конструкции скважины базируется на следующих основных геологических и технико-экономических факторах:

геологические особенности залегания горных пород, их физико-механическая характеристика, наличие флюидосодержащих горизонтов, пластовые температуры и давления, а также давление гидроразрыва проходимых пород;

назначение и цель бурения скважины;

предполагаемый метод заканчивания скважины;

способ бурения скважины;

уровень организации, техники, технологии бурения и геологическая изученность района буровых работ;

уровень квалификации буровой бригады и организация материально-технического обеспечения;

способы и техника освоения, эксплуатации и ремонта скважины.

Геологическое строение разреза горных пород при проектировании конструкции скважин учитывают как неизменный фактор.

В процессе разработки залежи ее начальные пластовые характеристики будут изменяться, так как на пластовые давления и температуру влияют продолжительность эксплуатации, темпы отбора флюидов, способы интенсификации добычи и поддержания пластовых давлений, использование новых видов воздействия на продуктивные горизонты в целях более полного извлечения нефти и газа из недр, поэтому эти факторы необходимо учитывать при проектировании конструкции скважин.

Конструкция скважин должна отвечать условиям охраны окружающей среды и исключать возможное загрязнение пластовых вод и межпластовые перетоки флюидов не только при бурении и эксплуатации, но и после окончания работ и ликвидации скважины. В связи с этим необходимо обеспечивать условия для качественного и эффективного разобщения пластов. Это один из главнейших факторов.

Все технико-экономические факторы — субъективные и изменяются во времени. Они зависят от уровня и степени совершенства всех форм организации, техники и технологии буровых работ в совокупности. Эти факторы влияют на выбор конструкции скважин, позволяют ее упростить, однако не являются определяющими при проектировании. Они изменяются в широких пределах и зависят от исполнителей работ.

Простая конструкция (кондуктор и эксплуатационная колонна) не во всех случаях рациональна. В первую очередь это относится к глубоким скважинам (4000 м и более), вскрывающим комплекс разнообразных отложений, в которых возникают различные, иногда диаметрально противоположные по характеру и природе осложнения.

Таким образом, принципы проектирования конструкций скважин прежде всего должны определяться множествами вышеуказанными факторами.

Список литературы

Вадецкий Ю. В. Бурение нефтяных и газовых скважин. М.: ООО «Недра, 2004. 351 с.

Попов А. Н., Спивак Т. О., Акбулатов Р. Х. Технология бурения нефтяных и газовых скважин. Москва: Недра, 2004. 509 с.

Баграмов Р. А. Буровые машины и комплексы. М., Недра, 1988. 502 с

Гусман А. М. Буровые комплексы. Современные технологии и оборудование: научное издание. Екатеринбург: УГГГА, 2006. 598 с.

Элементы, входящие в понятие конструкции скважины

Конструкция скважины

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

Исходными данными при проектировании и обосновании являются:

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

Элементы, входящие в понятие конструкции скважины:

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

Обсадные колонны — это трубы, применяемые в скважинах для изоляции ствола скважины от пластовых флюидов и укрепления стенок ствола скважины.
Обсадные трубы, применяемые при бурении нефтяных и газовых скважин, чаще всего изготовляются из стали с 2мя нарезанными концами и навинченной муфтой на одном конце (иногда безмуфтовые c раструбным концом).

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

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


Устье скважины
– верхняя, приповерхностная, часть скважины.

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


skvazhina-voda-1

Скважина на воду — это доступный вариант  обустроить автономное водоснабжение.

Не всегда есть техническая возможность подключить частный дом к централизованной сети водоснабжения.

Правильная скважина на воду способна обеспечить дом качественной питьевой водой.

Виды скважин на воду 

Горная выработка, диаметр которой существенно меньше глубины, называется скважиной.

Скважина обустраивается в земной коре без доступа к ее дну!

Бурение скважин производится буровым оборудованием.

Начало скважины называется устьем, дно – забоем, проекция на вертикальную ось — глубиной.

skvazhina-voda-2

Скважина на воду состоит из следующих частей:

  • обсадная колонна или труба;
  • оголовок;
  • адаптер;
  • кессон;
  • пакер;
  • донный фильтр;
  • дополнительное оборудование.

skvazhina-voda-4

Скважины различаются по назначению на:

  • Разведочные.
  • Эксплуатационные.
  • Нагнетательные.
  • Вспомогательные.
  • Специальные.

Скважина, предназначенная для добычи воды, называется скважиной на воду!

Различается несколько видов скважин для воды:

  • Абиссинская.
  • Скважина на песок.
  • Артезианская.

На выбор вида скважины влияет структура почвы, ландшафт участка, стоимость и требуемое техническое оснащение.

Каждый вид скважин для частного дома имеет свои преимущества и недостатки!

Скважины на воду различаются следующими характеристиками:

  • Глубина.
  • Диаметр обсадной трубы.
  • Уровни воды – статический (расстояние от поверхности земли до зеркала воды при выключенном насосе) и динамический (расстояние от поверхности земли до зеркала воды при включенном насосе).
  • Дебит (максимальное количество воды, которое скважина отдает за единицу времени).

skvazhina-voda-7

Как работает скважина?

Принцип работы скважины очень прост!

Вода из водоносного горизонта скважины из забоя попадает через донный фильтр в нижнюю часть ствола скважины. Под давлением вода поднимается по стволу выше водоупорного слоя. Из ствола скважины вода выкачивается на поверхность насосом.

Глубина залегания воды

Грунт – это верхний слой земной коры, состоящий из минеральных и органических компонентов, а также пористой структуры, удерживающей газы и воду.

Грунт состоит из горизонтов, отличающихся структурой, химическим и механическим составом, происходящими химическими и биологическими процессами.

Горизонты образуются вследствие природных процессов. Горизонты различаются физико-химическими свойствами почвы.

Визуально горизонт можно определить по цвету почвы!

Водоносный горизонт состоит из проницаемых пористых пород (песчаника, известняка), трещин горных пород или сыпучих компонентов (песок, гравий). Водоносный слой располагается между водоупорными слоями или водоупорным слоем и зоной аэрации. Глубина залегания водоносного слоя варьируется от одного до сотен метров.

skvazhina-voda-6

На глубине до 10 м залегают слои верховой воды, с наличием химических, биологических и минеральных загрязнений. Верховая вода подходит только для хозяйственных нужд.

Устройство скважины на воду с использованием воды из верховых водоносных слоев допускается только для хозяйственных нужд!

На глубине до 25 метров залегают водоносные слои, использование воды которых определяется путем лабораторных исследований на пригодность для питья и гигиенических процедур.

По результатам анализа воды делается вывод о возможности устройства скважины для питья и гигиенических нужд.

На глубине свыше 25 метров располагаются артезианские водоносные слои.

Артезианская вода пригодна для питья и гигиенических процедур!

Трубчатый абиссинский колодец

Абиссинский колодец часто называют скважиной-иглой. Свое название скважина получила из-за схожести с иглой трубы с наконечником.

Скважина называется абиссинской, потому что впервые вариант снабжения британской армии водой с помощью быстро обустраиваемых скважин был применен в войне с Эфиопией в 1867-1868 годах. Конструкция легко демонтировалась и переносилась на новое место при продвижении британских войск!

Как выглядит скважина?

skvazhina-voda-8

Элементы скважины представляют собой отрезки трубы длиной до 2 метров диаметром до 50 мм, соединенные между собой муфтами.

На верную часть трубы монтируется насос для откачки воды.

Нижний конец трубы оснащен фильтром и наконечником.

Наконечник имеет пирамидальную или конусовидную форму.

Фильтр представляет собой отрезок трубы диаметром меньше диаметра наконечника. По всей площади фильтра просверлены отверстия в шахматном порядке.

Водяная скважина располагается в том месте, где водоносный слой находится ближе к поверхности земли!

Из чего состоит скважина?

Конструкция скважины проста. К первой трубе присоединяется наконечник с фильтром. Труба вбивается в землю. После того, как первая труба с наконечником и фильтром полностью вбита в землю, через муфту она соединяется со следующей трубой. Трубы вбиваются в землю до достижения водоносного слоя.

skvazhina-voda-9

Абиссинская скважина обустраивается в мягком, сыпучем грунте.

При осыпании грунта придется найти другое место для обустройства скважины.

Не бурите скважину вблизи оврагов, обрывов, мест содержания животных, компостных или выгребных ям. Вода из скважины будет содержать химические и биологические загрязнения!

Преимущества абиссинского колодца:

  • Доступная стоимость.
  • Возможность самостоятельного обустройства.
  • Длительный срок эксплуатации.
  • Простота ухода.

Для определения приблизительной глубины залегания подземных вод в скважине можно использовать глубину соседнего колодца!

Верхний водоносный слой нельзя использовать для питья. Он загрязнен химическими и биологическими веществами, которые содержатся в стоках хозяйственной деятельности и выпавших осадках.

Скважина на песок фильтровая

Устройство скважины на воду в частном доме часто производится для полива огорода и сада. При этом используются недорогие в устройстве скважины, рассчитанные на верхний водоносный горизонт.

Скважина на песок обустраивается на верхний водоносный горизонт!

Вода отбирается из верхних слоев почвы. Водонос сформирован пластом глины.

skvazhina-voda-12

Водоносный слой для обустройства скважины на песок залегает на глубине не более 10 м. Водоносный слой загрязнен минеральными включениями песка, для удержания которых требуется фильтр.

Скважину необходимо регулярно прокачивать и очищать ствол от ила и песка!

Скважину на песок обычно обустраивают для полива на садовых участках. Дебит скважины нестабильный, обычно не превышает 500 л/ч.

Эксплуатационный срок зависит от дебита и глубины бурения скважины. Срок эксплуатации не превышает 15 лет при круглогодичном использовании, 5 лет при сезонном использовании.

Как устроена скважина?

skvazhina-voda-10

Скважина на песок имеет тот же принцип работы. Вода из верхнего водоносного горизонта отбирается через фильтр и попадает в подающий трубопровод. Фильтр предохраняет от попадания в воду твердых частиц пород и минеральных взвесей. По подающему водопроводу вода выкачивается на поверхность насосом.

Скважина на песок с фильтром состоит из:

  • Обсадной трубы с фильтром. Выбор фильтра зависит от размера минеральной взвеси в воде.
  • Насоса погружного или поверхностного типа. Выбор насоса зависит от глубины и дебита скважины.
  • Подающего трубопровода. Трубопровод монтируется в обсадной трубе. Трубопровод из пластиковых труб выдерживает гидравлические нагрузки и устойчив к коррозии.
  • Торцевой заглушки. Заглушка закрывает дно скважины.

Разрез скважины на песок позволяет обнаружить причины, почему при нерегулярном использовании скважина на песок заиливается.

Заиливание происходит по причине засорения фильтрующего элемента!

Водозаборная скважина на песок обустраивается на глубину не более 40 м.

skvazhina-voda-11

Достоинства скважины на песок:

  • Не требует получения согласования.
  • Быстрое устройство.
  • Доступная стоимость.

Скважины на песок могут использоваться сезонно и круглогодично!

Сезонное применение составляет срок службы около 5 лет. При круглогодичном применении около 15 лет.

Артезианская скважина на воду

Артезианский водоносный горизонт расположен на глубине ниже 25 метров в трещинах и разломах известняковых пород. Артезианская вода имеет достаточную для питья чистоту.

Артезианская вода имеет в составе природные минералы, способные оказывать благоприятное влияние на организм человека!

skvazhina-voda-13

Водозаборные артезианские скважины могут быть:

  • Однотрубными. Однотрубная схема применяется для грунтов, у которых отсутствует риск подвижки слоев.
  • С обсадной трубой. Обычно используется наружная обсадная труба из металла, внутри которой смонтирована подающая внутренняя труба из пластика.
  • Телескопическими. При телескопической схеме используются несколько труб различного диаметра. Верхней монтируется труба с наибольшим диаметром. Диаметр трубы уменьшается при приближении к водоносному слою.
  • Сложными телескопическими. Сужение диаметра труб происходит в двух местах: первое сужение происходит в местах расположения валунов и сыпучих пород, второе сужение вблизи водоносного горизонта.

Скважина на воду для частного дома глубиной более 80 м требует получения разрешения!

Для получения разрешения скважина располагается на расстоянии не ближе 30 метров от построек. На расстоянии 200 метров от скважины не должны находиться канализационные коллекторы, на расстоянии 300 метров не должны находиться автозаправки и СТО.

Между соседними колодцами и скважинами расстояние должно составлять более 100 метров!

Преимущества артезианской скважины:

  1. Длительный срок эксплуатации.
  2. Стабильный напор воды.
  3. Высокое качество воды.
  4. Быстрая окупаемость.

Скважина на воду

Как выглядит скважина на воду в разрезе?

skvazhina-voda-14

Скважина на воду включает в себя основные элементы:

Обсадная труба

Обсадная колонна или труба укрепляет ствол скважины и изолирует внутреннюю часть ствола от попадания загрязненных вод. Колонна изготавливается из металлической или полимерной водопроводной трубы.

При бурении скважины в рыхлых грунтах или залегании водоносного слоя на большой глубине обустраивается бетонная подушка между трубой и грунтом вокруг ее основания.

Вторая обсадная колонна, которая перекрывает неустойчивые породы сверху, называется кондуктором.

Кондуктор спускается в ствол скважины!

skvazhina-voda-15

Оголовок

Оголовок защищает ствол скважины от осадков и наружных загрязнений. Устройство представляет собой конструкцию с фланцем, крышкой и кольца из резины. На оголовок устанавливается насос. К оголовку подводятся электроэнергия и управляющие коммуникации.

С помощью оголовка создается герметичность ствола. Это позволяет создать низкое давление в стволе и увеличить дебит скважины.

Оголовки для скважины на воду изготавливаются из металла или пластика.

Пластиковые оголовки выдерживают вес оборудования до 250 кг и устанавливаются на скважины до 50 метров!

skvazhina-voda-16

Адаптер

Устройство перенаправляет воду из обсадной трубы в трубопровод водоснабжения. Адаптер устанавливается ниже зоны промерзания на глубину около 2 метров.

Первая часть адаптера монтируется к обсадной трубе, вторая часть — к шлангу от насоса. Герметичность крепежа достигается резиновыми прокладками. Адаптер обычно изготавливается из бронзового сплава.

Адаптер применяется в скважинах до 60 метров!

skvazhina-voda-17

Кессон

Герметичная емкость для защиты оборудования скважины называется кессоном.

В кессоне располагаются насос и запорная арматура!

Кессон предохраняет скважину от промерзания, а также защищает от поверхностных вод и грязи.

Емкость изготавливается из пластика, металла или железобетона и размещается ниже зоны промерзания.

skvazhina-voda-18

Пакер

Пакер отделяет внутреннее пространство ствола шахты от внешнего, а также укрепляет внутреннюю пластиковую трубу.

Различаются разбуриваемые, механические и гидравлические пакеры.

Пакер используется при проведении эксплуатационных и ремонтных работ!

Донный фильтр

Донный фильтр очищает воду, отобранную из скважины, от твердых минеральных фракций.

Донный фильтр размещается в забое скважины!

Различают гравийный, перфорированный, щелевой и сетчатый типы фильтров.

skvazhina-voda-19

Другое оборудование

Насос используется для подъема отобранной из скважины воды.

В скважинах глубиной до 15 метров используются самовсасывающие насосы. В более глубоких скважинах используются погружные насосы.

Блок автоматики защищает насос от перегрузок, а также контролирует его работу!

Гидроаккумулятор предохраняет трубопровод от гидравлических ударов, а также создает запас воды.

Гидроаккумулятор устанавливается после насоса. Внутри аккумулятора находится мембрана, которая обеспечивает давление.

Для обустройства скважин используются гидроаккумуляторы емкостью до 10 кубических метров.

skvazhina-voda-20

Блок автоматики.

Для управления насосной системой устанавливаются реле давления и манометр.

При достижении заданного давления реле отключает насос.

Манометр устанавливается на гидроаккумулятор для контроля за давлением в системе.

skvazhina-voda-21

Имея понятие о конструкции скважины, производится подбор ее элементов!

Донные фильтры 

Для безопасного использования воды из скважины используют систему водоочистки.

Для определения необходимых процессов водоочистки производится анализ воды из скважины!

Предварительная водоочистка необходима для удаления из воды механических фракций.

Самыми популярными приборами предварительной водоочистки являются фильтры.

Кроме очистки воды от примесей, фильтр:

  • Предохраняет скважину на воду от размыва.
  • Увеличивает напор воды.
  • Защищает насос от засорения.

skvazhina-voda-22

Гравийный

Гравийный фильтр задерживает мелкие и крупные частицы твердых пород.

Фильтр представляет собой засыпку ствола скважины гравием. Высота засыпки составляет до 2 метров.

Фракция гравия должна превышать фракцию фильтруемых частиц в 5 раз!

Сетчатый

Фильтр представляет собой сетку с ячейками различной формы и диаметром. Сетка задерживает мелкие частицы твердых пород.

Сетчатые фильтры устанавливают в скважинах на глинисто-песчаных почвах.

Для изготовления фильтрующей сетки применяется нержавеющая сталь, которая имеет длительный срок эксплуатации до 50 лет.

Сетчатый фильтр отличается легкой установкой и ремонтопригодностью!

Щелевой

Щелевой фильтр представляет собой трубу с продольными щелями. Фильтр выполняется из полипропилена или нержавеющей стали. В корпусе фильтра установлены фильтрующие пластины-сетки. Фильтрующие пластины предотвращают попадание в воду песчаных, гравийных и известковых частиц.

Щелевой фильтр является самым популярным благодаря доступной цене, удобству монтажа и высокой пропускной способности!

skvazhina-voda-23

Дырчатый

Дырчатый фильтр является разновидностью щелевого фильтра и отличается от него формой отверстий.

Дырчатые фильтры устанавливают на глубоких скважинах при наличии рыхлых пластов, в которых содержатся песчаные зерна разного размера.

Дырчатый фильтр удобен в эксплуатации – его легко извлечь на поверхность!

Проволочный

Фильтр состоит из перфорированной трубы, проволочного каркаса и отстойника.

Каркас изготавливается из стальной проволоки. Различаются два вида проволочного каркаса: с горизонтальной и вертикальной намоткой. Расстояние между проволокой в намотке устанавливается в зависимости от размера частиц примесей.

Проволочный фильтр имеет длительный сроком эксплуатации!

Бурение скважин на воду

Скважина на воду выполняется бурением.

Под бурением понимается процесс разрушения горных пород с помощью бурового оборудования. Бурение скважин – это оборудование направленной горной выработки без доступа на забой. Диаметр скважины незначителен по сравнению с длиной ствола скважины.

В зависимости от применяемого оборудования различается ручное и механическое бурение.

Ручное бурение

Скважины ручным бурением выполняются на глубину до 30 метров.

Разместите вышку для бурения выше длины штанги.

skvazhina-voda-24

Приготовьте штангу, присоедините к ней буровую головку.

Разметьте место бурения, выполните лопатой углубление для бура.

Вставьте бур и вращением штанги по часовой стрелке заглубляйте бур. Каждые 30-50 см доставайте бур вращением против часовой стрелки и очищайте его от налипшего грунта.

По достижении водоносного слоя откачайте несколько ведер воды!

О достижении водоносного слоя укажет состояние извлеченного из скважины грунта.

Роторное бурение

При роторном бурении используется специальная бурильная установка. Установка приводит во вращение вал. На валу закреплен бур, оснащенный шарошечным долотом. Поступательное движение на бур передается от гидравлической установки. Грунт из скважины вымывается эмульсионным раствором.

При вращении бура долото пробивает почву.

skvazhina-voda-25

При прямой промывке эмульсия подается под давлением по стволу скважины сверху и вымывает из ствола почву. Грязная эмульсия выходит через затрубное пространство.

При обратной промывке эмульсия самотеком поступает в затрубное пространство и откачивается погружным насосом наружу через ствол скважины.

Роторное бурение применяется для прохождения скальных пород!

Ударно-канатное бурение

Ударно-канатный способ бурения использует тяжелые забойные стаканы для пробоя почвы.

Забойный стакан представляет собой тяжелую толстостенную прочную трубу длиной около 2 метров с режущими ножами. На забойный стакан крепится клапан для грунта. К верхней части стакана крепится трос.

При ударно-канатном бурении изготавливается крепкая вышка высотой на 1,5-2 метра выше забойного стакана.

skvazhina-voda-26

Стакан поднимается и резко опускается на почву. Через каждые 30-50 см забойный стакан очищается от почвы.

Ударно-канатный способ бурения подходит для извлечения мокрого песка и рыхлых осадочных пород!

Шнековое бурение

Шнековое бурение осуществляется шнеком. Шнек представляет собой буровую штангу со спиральными лопастями.

При вращении шнека штанга углубляется в почву. Почва вынимается на поверхность при извлечении штанги.

При самостоятельном бурении шнек способен пробурить скважину до 10 метров.

Шнековое бурение применяется при наличии сухого и мягкого грунта!

skvazhina-voda-27

Правильная скважина на воду способна обеспечить водоснабжение частного дома.

Изучив принцип работы и схему устройства скважины, Вы сможете принять решение о ее обустройстве и подобрать необходимые элементы скважины.

Автономное водоснабжение сделает проживание в частном доме более комфортным.

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Как найти свою страницу стим
  • Эксель как найти значение в другой таблице
  • Как правильно составить план продаж на год
  • Как найти ошибки в композиции
  • Как найти перевод с башкирского