Центральное водоснабжение, теплоснабжение, канализация - не миф, а реальность! А может вам нужны скважина? Или автономная система отопления на ваших обьектах в требуемых объемах?! Мы делаем все документы и легазизуем. Вам остается только позвонить нам!
  • Москва, ул.Кожевническая д.1 стр.1 офис 608
  • + 7 (495) 989-18-49
  • gipvot.PRO@ya.ru

Процесс бурения скважин на воду вне зависимости от того, какой способ бурения применяется, состоит из таких работ:

  • работы по подготовке и монтажу оборудования для бурения;
  • выбор долота нужного типа;
  • выбор необходимой осевой нагрузки и параметров частоты вращения инструмента для бурения;
  • организация условий для работы бурильного оборудования;
  • организация промывки скважины, если выбран вращательный способ бурения;
  • укрепление стенок скважины при помощи спуска обсадных колонн;
  • этап заложения цемента в затрубное пространство;
  • работы по вскрытию водоносного горизонта;
  • установка фильтра;
  • опробование скважины методом пробных откачек;
  • освоение скважины

На сегодняшний день в проведении буровых работ на воду широко используются такие способы бурения:
1) ударно-канатный;
2) роторный, использующий непрерывное вращательное бурение. Роторный способ в свою очередь, подразделяется на:

использующий прямую промывку водой или глинистым раствором;

  • использующий обратную промывку водой,
  • использующий продувку сжатым воздухом.

1) шнековый;
2) колонковый, использующий периодическое вращательное бурение.

 

Выбор способа бурения в зависимости от условий

Способ Условия использования
Ударно-канатный Рыхлые породы до 150 м, скальные больше 150 м
Роторный (вращательный), использующий прямую промывку глинистым раствором Досконально изученные и опробованные водоносные горизонты, расположенные в рыхлых породах до 1000-1200 м
Роторный (вращательный), использующий прямую промывку водой Устойчивые скальные породы до 1000-1200 м
Роторный (вращательный), использующий обратную промывку водой Рыхлые породы до 300-400 м, не содержащие валуны размером больше 150 мм
Колонковый Скальные породы до 150-200 м

Колонковое (периодически вращательное) бурение применяются в редких случаях из-за небольшого диаметра скважин. Такой способ бурения представляет собой процесс крушения пород, которые находятся в забое скважины, что происходит в процессе стирания дробью и последующим выносе керна инструментом бурения.

Шнековое бурение представляет собой такой способ, при котором используется вращательный буровой станок, оснащённый винтовыми штангами, иначе называющимися шнеком. При подъёме на поверхность выбуриваемой горной породы он играет роль транспортёра. Шнековый метод применим для использования в рыхлых песчано-глинистых породах при небольшой глубине залегания подземных вод до 50 м.

Ударно-канатный способ бурения

Такой способ как канатно-ударный, является основным. Принцип этого способа состоит в периодическом разрушении породы с использованием дробления, которое происходит с использованием необходимых долот и последующего очищения забоя желонками.

Скважины, пробуренные таким способом, отличаются длительным сроком службы около 70-80 лет с сохранением высокого дебита.

В последнее время такой способ бурения постепенно теряет свои позиции, уступая роторному бурению. Но в таких странах как США, Великобритания и ФРГ, ему оказывается наибольшее предпочтение.

Плюсы ударно-канатного способа:

  • обеспечение возможности качественного вскрытия и опробования водоносного горизонта;
  • установки не требуют постоянного снабжения водой и глиной;
  • существование возможности проводить буровые работы в валунно-галечниковых отложениях, в тех породах, которые поглощают промывочную жидкость, в вечномёрзлых породах;
  • обеспечение возможности в краткие сроки после буровых работ произвести качественное освоение скважины, поскольку этот способ позволяет водоносным пластам сохранять свою чистоту;
  • бурение скважин большого, превышающего 500 мм, начального диаметра;
  • обеспечение возможности отдельного опробования водоносных пластов во время проведения буровых работ.

Технология проведения бурения ударно-канатным способом меняется в зависимости от условий геологической направленности.

В песках и песках-плывунах процесс бурения в большинстве случаев проходит с использованием желонки, оснащённой плоским клапаном, и единовременным укреплением стенок скважин при помощи обсадных труб.

В водоносных и сухих чистых песках рекомендуется применение желонки с утяжелением короткой ударной штангой. Количество ударов должно быть минимальным. При проведении буровых работ следует следить за тем, чтоб желонка не была опущена ниже башмака обсадной трубы на глубину больше, чем 0,5-0,75 м, поскольку песок может обвалиться и, тем самым, заблокировать желонку.

В насыщенных водой песках происходит постепенное заполнение скважин песком с водой, которые поднимаются вслед за желонкой. Необходимо следить за уровнем наполнения желонки, не допуская её переполнения, в связи с чем порода может перебрасываться через её верх, так попадая в кольцевой зазор, находящийся между желонкой и обсадной трубой. Такое проникновение породы может вызвать прихват желонки. Из-за этого плывуны нужно проходить быстро, по возможности, не останавливаясь, с использованием укороченных рейсов.

Вам нужны коммуникации?

Обратитесь к нам за консультацией сейчас

+7 (495) 989 18 49

Бурение галечников и гравийных пород проводят при помощи двутавровых долот, низкого башмака, с использованием желонки, оснащённой плоским клапаном.

Бурение глинистых пород, в которые входят плотные и сухие глины, проводят при помощи двутавровых долот. Процесс разрыхления глины проходит при помощи долота на глубине 0,5-0,75 м, после чего применяется желонка.

Глины сильнопесчанистого типа можно пробуривать при использовании бурового стакана, то есть утяжелённой желонкой без оснащения клапаном.

Пластичные вязкие глины успешно подвергаются бурению при помощи специального долота, которое изготавливается из двутаврового либо плоского (зубильного) долота. К его концу привариваются дополнительные лопасти, при помощи которых долото приобретает крестообразный вид. Для работы с использованием такого долота скважина должна быть дополнена 3-5 л воды, после чего производят бурение продолжительностью в несколько минут. Образовавшийся в скважине после этого шлам тестообразного вида, извлекается на поверхности долота.

Глинистые породы с содержанием валунов, в особенности, если валуны представлены в большом скоплении, сложно поддаются бурению, поскольку часто происходит искривление скважин. Для того, чтобы разрушить те валуны, диаметр которых превышает диаметр обсадных труб, необходимо использовать тяжелые округляющие долота.

Твердые и крепкие породы монолитного типа, к которым относятся плотные сухие глины, песчаники, глинистые сланцы, кварциты, граниты, известняки и другие крепкие и абразивные породы, подлежат бурению при помощи периодического дробления, после которого происходит очистка скважины желонкой, оснащённой плоским клапаном. При проведении буровых работ необходимо следить за недопущением сужения скважины и поддержания её округлой формы. Причина сужения скважины может послужить быстрый износ долота.

Закарстованные и трещиноватые породы поддаются бурению при помощи крестовых и округляющих долот, обладающих углом заострения 90°.

Трещиноватые породы подвержены обрушению и вывалам, в связи с этим буровые работы в них необходимо проводить с осторожностью, соблюдая постоянное натяжение каната с недопущением раскачки инструмента, и, в одно и то же время, обсаживая скважину.

Многолетнемёрзлые породы, состоящие из твёрдых и крепких устойчивых материалов, как известняки, песчаники, плотные глинистые сланцы, граниты и др., пробуривают почти таким же образом, как при обычных условиях. Буровые работы в мерзлых и рыхлых породах, к которым относятся песчанистые глины, пески, мягкие глинистые сланцы, разрушенные песчаники и известняки, довольно существенно отличается от бурения в породах, обладающих положительной температурой. Сложности, возникающие в процессе бурения, обусловлены высокой восприимчивостью замёрзшего слоя к нарушению её существующего теплового режима.

Конструктивные особенности скважины при выборе ударно-канатного способа бурения и её составляющие:

  • глубина скважины;
  • диаметр скважины;
  • длина и количество используемых колонн обсадных труб скважины;
  • специализированные элементы, к которым относятся манжетные и сплошные затрубные цементные кольца, сальники, зажимы и др.;
  • элементы, отвечающие за приём воды, к которым относятся: цементный стакан, рабочая часть фильтра, надфильтровая колонна, пробка, отстойник.

Конструкция скважины при использовании бурения ударно-канатным способом должна производиться при соблюдении следующих условий:

1) среднее значение выхода каждой колонны обсадных труб должна не превышать 25-30 м;

2) башмак каждой из колонн труб должен быть внедрён в водоупорную породу ниже, чем водоупорная кровля, на 1-2 м, за исключением последней эксплуатационной колонну, которая должна быть вхожей в водоносную породу;

3) диаметр долота подлежит смене через один;

4) колонны обсадных труб необходимо забивать в глины с наиболее возможной плотностью;

5) обсадная колонна, полностью опущенная в предыдущую колонну, должна быть внедрена в нее не меньше, чем на 3 м при наличии глубины скважины до 50 м и не меньше, чем на 5 м при наличии большей глубины.

Предназначение обсадных труб заключается в закреплении стенок скважины, если бурение происходит в неустойчивых породах, в обеспечении изоляции неиспользуемых водоносных пластов и перекрытии отдельных определённых участков скважины для проведения их опробования.

При ударно-канатном и роторном способе бурения, как правило, используются бесшовные трубы из стали, оснащённые короткой, нормальной или удлиненной резьбой, и прилагающиеся к ним муфты.

Для обеспечения свободного прохождения колонны труб с очередным диаметром в колонну труб, обладающим предыдущим диаметром, при ударно-канатном способе бурения, необходимо использовать обсадные трубы, которые имеют толщину стенок, что указана в нижеследующей таблице:

Диаметр труб предыдущей колонны в мм Толщина стенки труб в мм Наружный диаметр последующей колонны в мм
Наружный диаметр Внутренний диаметр Диаметр муфты Диаметр трубы
426 406 10 351 324
377 357 10 299 273
325 307 9 299 273
273 255 9 245 219
219 205-203 7-8 188 168

При проведении буровых работ в рыхлых неустойчивых породах, а также при прохождении песков-плывунов, во время которых обсадные трубы опережают движение бурового снаряда, лучшим решением будет использование обсадных труб с безмуфтовым соединением. Это соединение принадлежит к типу «труба в трубу», при использовании которого один конец трубы обладает внутренней резьбой, а другой — наружной.

Обсаживание скважины трубами такой конструкции, а также извлечение их в процессе ликвидации скважины происходит более легким способом, чем при применении муфтового соединения труб.

Для организации безмуфтового соединения можно применять бесшовные горячекатаные трубы из стали согласно ГОСТу 8732-78.

Для проведения обсаживания скважин на воду, имеющих глубину до 100 м, используются асбоцементные трубы диаметром 135-324 мм, обладающие муфтовым резьбовым и безрезьбовым соединением.

Инструменты для бурения:

1) Рабочий инструмент, предназначенный для разрушения породы, которой называется долотом, и инструмент для извлечения её на поверхность, именуемый желонкой, а также инструмент, что совместно с рабочим наконечником собирается в буровой снаряд, который может быть ударной штангой, ножницами, канатом, канатным замком.

2) Инструмент, необходимый для сборки снаряда, к которому относятся ключи и затяжные трещотки.

3) Инструмент, использующийся для работы с трубами, который включает в себя забивные головки, хомуты для труб, забивной снаряд, башмаки.

4) Ловильный инструмент.

Тросы или канаты изготавливаются из стальных проволок, которые свиты в пряди. Чаще всего применяются шестипрядные канаты, оснащённые сердечником из пеньки, которая пропитана битуминозными веществами. Канаты могут использовать несколько видов свивки: левая или правая крестовая, левая или правая односторонняя и комбинированная односторонняя.

Выбор каната должен основываться на его разрывном усилии, который указан в заводском паспорте, и коэффициенте безопасности, который принимается в среднем в размере 3,5.

Бурение с применением ударно-канатного способа производят при помощи установок УКС-30М2, УКС-22М2, и установок, предназначенных для комбинированного бурения, в которых совмещается вращательное с обратной промывкой и ударно-канатное бурение, типа УКС-30М-ОП, УКС-22М-ОП.

Комбинированные буровые установки, которые позволяют комбинировать друг с другом ударно-канатный и роторный способы бурения, использующие обратную промывку, широко распространены в США.

Водоносный пласт плывунного типа, который расположен на глубине до 100 м, вскрываются следующим образом:

1) при глубине скважины меньше, чем 100 м – с упреждением забоя дополнительной колонной обсадных труб и следующим за этим обнажением фильтра;

2) при глубине скважины больше, чем 100 м; – с использованием защиты тиксотропной рубашки;

3) при глубине меньше, чем 100 м – при помощи фильтровой колонной, обладающей башмаком с конусного типа;

4) при глубине скважины меньше, чем 150 м – с использованием открытого забоя без крепления рубашки.

К изъянам ударно-канатного способа бурения можно причислить большой расход обсадных труб, более низкие в сравнении с роторным способом скорости бурения и глубину скважин до 150-200 м.

Бурение роторным (беспрерывно вращательным) способом состоит в разрушении (крошении, разрезании) пород, находящихся в забое скважины, при помощи соответствующих долота и их извлечении водой, глинистым раствором или сжатым воздухом во время одновременного охлаждения бурового инструмента.

Бурение роторным способом можно применять, если выполняются следующие условия:

  • геолого-гидрогеологические характеристики разреза участка бурения являются хорошо изученными;
  • водоносные горизонты заранее разведаны и опробованы, имеют подробно составленную характеристику качества и количества воды;
  • водоносные платы обладают большими напорами;
  • существует возможность для проведения разведочных работ в скважине;
  • обеспечена оперативная и бесперебойная доставка воды и глины к месту проведения буровых работ.

На сегодняшний день чаще всего применяется роторный способ бурения с прямой промывкой глинистым раствором и водой (комбинированный метод), с обратной промывкой водой, с продувкой сжатым воздухом, шнековый метод.

Вращательный способ бурения с прямой промывкой глинистым раствором

Такой способ бурения обладает некоторыми преимуществами и может применяться для бурения разнообразных пород и заканчивания скважины, которое исключает кольматацию горизонта. А также при испытании пластов и при использовании опережающего способа опробования, которые проходят на стадии работ по поиску и разведыванию мест расположения скважины.

Роторное бурение обеспечивается такими буровыми агрегатами как СБДУМ-150-ЗИВ, УРБ-3АМ, УРБ-2,5А, УРБ-2, БУ80БРД, УБВ-600, УРБ-3А3, 1БА-15В,УРБ-3А2.

Плюсы роторного бурения с прямой промывкой глинистым раствором:

  • высокая скорость бурения с механической и коммерческой точки зрения;
  • обеспечение возможности бурения пород с разной твердостью на различных глубинах;
  • небольшая металлоемкость установки.

Минусы роторного бурения с прямой промывкой глинистым раствором:

  • применение глинистого раствора вызывает трудности касательно качественного опробования водоносных горизонтов и их освоения. Это приводит к понижению дебита скважины, а также делает необходимым применение продолжительных и сложных работ по её разглинизации;
  • постоянная необходимость в снабжении установок водой и глиной хорошего качества;
  • сложности, возникающие в процессе бурения в породах, которые содержат валунно-галечниковые включения, что впитывают промывочную жидкость;
  • трудности, возникающие в процессе организации работ в зимний период при низких       температурных показателях.

 

Роторный способ бурения с обратной промывкой водой

 

При использовании такого способа бурения промывка скважины осуществляется при помощи воды, поступающей на забой, что находится между и бурильными трубами и стенками скважины. Разрушенная порода с водой, называемая шламом, поступает вверх с забоя по трубам бурильной колонны, после чего сквозь резиновый рукав приходит в отстойник, в котором вода очищается от шлама, и опять, своим ходом, возвращается в затрубное пространство. Вода охлаждает долото в процессе его омывания, после чего смешиваясь с частицами разрушенной породы, направляется в отстойник, используя эрлифт или центробежный насос. При этом нужно следить за тем, чтобы уровень воды в скважине постоянно находился выше на 3-4 метра, чем статистический уровень водоносного горизонта.

В случае если такие неустойчивые породы, как супеси и пески, залегают на участке от устья скважины до глубины статического уровня водоносного пласта, то этот отрезок должен быть закреплён трубами.

                   Плюсы роторного способа бурения с обратной промывкой водой

 

  • высокие скорости бурения по части механики в мягких, рыхлых породах, которые превышают показатели при использовании метода бурения с прямой промывкой в 1,5-2 раза;
  • высококачественное вскрытие водоносного пласта, что обеспечивает высокие дебиты;
  • существование возможности бурения скважины большого диаметра, доходящего до 1200-1500 мм.

Минусы роторного способа бурения с обратной промывкой водой

  • буровые работы можно проводить только в мягких, рыхлых породах, относящихся к I-IV категориям по буримости;
  • бурение можно проводить, если подземные воды находятся на глубине 3 м и больше.

Роторный способ с обратной промывкой водой обеспечивают такие буровые установки как 1БА115К, FA20, FA12, FA10, PA15.

Подобный способ бурения может использоваться для проведения буровых работ на мягких и рыхлых породах, которые залегают на глубине до 200-300 м, при появлении необходимости создать мощный контур гравийной обсыпки и сооружении скважины с высокими дебитами.

Инструмент, использующийся для роторного и колонкового бурения

Инструмент для разрушения пород, использующийся для роторного бурения условно разделяется на три основные группы:

  • долота, предназначенные для бурения роторным способом;
  • долота и коронки, предназначенные для колонкового бурения;
  • долота-расширители.

Долота для роторного бурения, в свою очередь, бывают лопастными, фрезерными, шарошечными, алмазными.

Лопастные долота подразделяются двух- и трехлопастные режущие, истирающе-режущие и ступенчатые (ИР, ИРГ); ступенчато-лопастные (ДСГ3ЛР, ДСГ3ЛИР); пикообразные, шнековые забурники.

Параметрические данные двухлопастных и трехлопастных долот

 

Индекс долота Диаметр долота, мм Масса долота, кг Индекс долота Диаметр долота, мм Масса долота, кг
2Л-76 76 2 3Л-118 118 7,0
2Л-93 93 2,5 3Л-132 132 8,5
2Л-112 112 3,0 3Л-140 140 9,5
2Л-132 132 5,5 3Л-161 161 11,0
2Л-161 161 7,5 3ЛГ-190 190 20,0

Шарошечные долота бывают такие как одно-, двух- трехшарошечные. 

Параметры одношарошечных, двухшарошечных и трехшарошечных долот

Индекс долота Тип долота Диаметр долота, мм Масса долота, кг
Одношарошечные
7В-140-С С 140 9,2
75К-214-С-1 С 214 47,0
Двухшарошечные
В151МГ М 151 8,7
Трехшарошечные
В-97С С 97 3,7
В-97Т Т 97 3,7
В-112С С 112 5,0
В-112Т Т 112 5,7
2В-118С С 118 5,7
Ш-112ОК ОК 112 6,5

Шарошечные долота производятся нескольких типов для произведения бурения определённых пород:

  • М — легкие и вязкие породы, как мягкая глина, мел, песок, соль;
  • МС — мягкие породы, пронизанные пластами пород средней твердости;
  • С — породы средней твердости, к которым относится плотные глины, песчаники, известняки средней крепости, глинистые сланцы;
  • СТ — породы средней твердости, пронизанные пластами твердых и абразивных песчаников;
  • Т — твердые и крепкие породы, к которым относятся доломиты, плотные известняки, крепкие сланцы, абразивные песчаники;
  • К — крепкие и очень крепкие породы, обладающие абразивными свойствами, к которым относят кремнистые известняки, кристаллические сланцы, кремнистые песчаники.

Кроме буквы, которая обозначает тип долота, в индекс шарошечных долот, включается буква, которая указывает на завод-изготовитель, к примеру: Б — Бакинский машиностроительный завод, В — Верхне-Сергинский машиностроительный завод, К — Куйбышевский долотный завод, С — Сарапульский машиностроительный завод, ОМ или М — Пермский машиностроительный завод, У — Дрогобычский машиностроительный завод, Л — Ленинградская ремонтно-механическая база.

Коронки и долота, использующиеся для колонкового метода бурения, подразделяются на несколько типов: шарочные, алмазные, твердосплавные, дробовые.

Алмазные долота могут быть с армированным объёмными алмазами торцом (однослойные) или армированной матрицей мелкими алмазами.

Для проведения бурения скважины с отбором керна используются колонковые долота со съемными и несъемными колонковыми трубами.

Технические характеристики долот колонкового типа

Индекс долота Диаметр бурильной головки, мм Длина долота без бурильной головки, мм
1ВК-ДК 118СТ 118 5200
3В-ДК 145СТ 145 5200
1В-ДК 190СТ 190 6300
1В-ДК 214СТ 214 6300
1В-ДК 243СТ 243 6400
1В-ДК 295СТ 295 6400
1В-ДК 346СТ 346 6400

Для проведения буровых работ роторным способом в крепких, а также очень крепких абразивных породах применяют шарошечные долота, которые оснащены зубками из твёрдого сплава со сферической или породоразрушающей поверхностью (В-970К, 2В-93К, 2К-14ТК,3В-132К).

Для того, чтобы расширить ствол скважины или его участка, находящегося в интервале водоносного пласта, используются долота-расширители.

Параметрические данные долот-расширителей

Индекс долота-расширителя Тип направляющейдолота Диаметр расширителя, мм Длина корпуса расширителя, мм
РТС-295 Д3ПС-8 295 595
РТС-346 Д3ПС-10 346 595
РТС-394 Д3ПС-10 394 595
РТС-445 Д3ПС-10 445 595

Инструмент, применяющийся для подъема и спуска бурильных и обсадных труб:

  • элеватор используется для захвата и удержания бурильных и обсадных труб;
  • штропы применяются для соединения элеватора и талевого блока;
  • ручные ключи РИК, двухшарнирные ключи БУ-73-89, геологоразведочные, подвесные универсальные машинные УМК-1, машинные ОМН и цепные КЦМ;
  • переходники типа П, ниппельные Н, муфтовые М,;
  • насосы типа «Гном», использующиеся для откачки шлама с водой (пульпы).

Технические характеристики насосов типа «Гном»

Модель насоса Максималь-ная подача, м/ч Максималь-ный напор, м Мощностьэлектродвигателя насоса, кВт Габаритные размеры насоса, мм Масса, кг
высота диаметр
«Гном» 10-10 10 10 1,1 450 210 22
«Гном» 25-20 25 20 4 600 260 58
«Гном» 40-18 40 18 5,5 760 258 86

Конструктивные особенности скважины при проведении роторного бурения

При использовании роторного бурения скважины, как правило, объединяют в себе такие компоненты, как шахтное направление, кондуктор, промежуточную, эксплуатационную и фильтровую колонну.

Шахтное направление необходимо для укрепления устья скважины от её размытия глинистым раствором, и для направления раствора в нужные места его циркуляции. Шахтное направление представляет собой трубу длиной 2-6 м. Соответственно уровню устойчивости верхнего слоя пород труба направления опускается в ранее подготовленный шурф, далее проводят проверку вертикальности её расположения, после чего её забутовывают или цементируют.

Предназначение кондуктора заключается в перекрытии горизонта, который не подлежит использованию, или неустойчивых верхних пород, а также для того, чтобы обеспечить вертикальное положение скважины. Длина кондуктора не должна превышать 50 м. Затрубное пространство в обязательном порядке подвергается цементированию от башмака до устья скважины.

Промежуточная колонна монтируется в редких случаях, когда необходимо перекрыть не закрепленные направлением или кондуктором водоносные горизонты, что подвержены обвалам и поглощению жидкости для промывки.

Основными для скважин на воду являются эксплуатационные колонны.

При проектировании скважины на воду должно быть предусмотрено составление спецификации использующихся материалов, которая включает в себя:

  • обсадные трубы, их диаметр, длина, общая масса;
  • башмаки к трубам;
  • цемент, его марка и количества, указанное в килограммах;
  • количество глины, указанное в кубометрах;
  • реагенты;
  • количество гравия с указанием его размеров;
  • фильтровая сетка с номером и числом;
  • фильтровальная проволока;
  • каркас для фильтров.

Спецификация оборудования, используемого для бурения скважины, должна включать в себя тип установки для бурения, тип насоса и скорость его подачи в м /ч и л/с, тип и ёмкость глиномешалки, тип и производительность компрессора, диаметры в мм эрлифтных и бурильных труб, оборудование, предназначенное для очистки глинистого раствора.

Способы цементирования затрубного пространства

Скважина поддаётся цементированию для предотвращения контактирования подземных вод разных водоносных пластов через затрубное пространство или ствол скважины. Цементирование происходит при помощи нагнетания под большим напором цементов быстрого схватывания в затрубное пространство.

Различают одно- и двухступенчатое, манжетное, вторичное, обратное, через заливочные трубы способы цементирования.

При проведении работ по бурению скважин на воду используется одноступенчатый способ цементирования. Для его проведения обсадная колонна оснащается навинченной цементировочной головкой, на которой установлено два-три штуцера, после чего происходит закачивание цемента. Процесс цементирования должен проходить при наличии двух разделительных пробок.

На сегодняшний день цементирование скважины проходит с использованием портландцемента при помощи цементно-смесительных машин, которые состоят из автотягача и полуприцепа, и агрегатов для цементирования таких типов, как 1АС-20, 2АС-20, 3АС-30.

Для того, чтобы закачать и продавить цементный раствор, применяется цементировочное оборудование таких типов, как ЦА1,4-150, ЦА-320М, ЦА-800М, 3ЦА-400, 3ЦА-400А (со вместимостью мерного бака 3-3,2 м) на основе таких автомобилей, как ЯАЗ-200, МАЗ-200 и КРАЗ-219.

Краткие ведомости о промывочных жидкостях

При проведении буровых работ роторным способом для промывки используют такие жидкости, как техническая вода, глинистые, безглинистые, аэрированные, солевые и естественные растворы, которые образуются в процессе бурения. При роторном бурении, проходящем в слабоустойчивых породах, применяются глинистые растворы.

Среди типов промывки скважин в процессе бурения различают прямую, обратную и комбинированную промывку.

Глинистые растворы изготавливаются из монтмориллонитовых или бентонитовых, являющихся продуктами разрушения вулканических пеплов, каолинитовых, каолинито-гидрослюдистых, которые применяются с химическими реагентами, глин.

Химическими реагентами для восстановления или улучшения качеств глинистых растворов, является кальцинированная сода, или углекислый натрий, представляющий собой порошок белого цвета, каустическая соду, или едкий натр, который является плотным твердым веществом, углещелочной реагент, который состоит из измельченного сухого бурого угля, воды и каустической соды, торфо-щелочной реагент, содержащий торф, соду и воду.

Приготовление глинистых растворов происходит при помощи глиномешалок таких типов, как ОГХ-7А, МГ-224, ГМЭ-0,75, Г2-П-2 с производительностью 1,5-6 м /ч.

Технические характеристики глиномешалки ОГХ-7А

Вместимость мешалки, м 0,75
Частота вращения рабочего колеса, об/мин 95
Мощность привода, кВт 4,3
Масса мешалки, т 0,385

Технические характеристики глиномешалки ГМЭ-0,75

Вместимость мешалки, м 0,75
Производительность, м/ч 1,5-2
Мощность электропривода, кВт 2,8
Масса мешалки, т 0,85

Проведение расчетов необходимого количества промывочной жидкости

Основное назначение жидкости для промывки скважины состоит в выносе выбуренной породы и очищения забоя скважины при проведении буровых работ.

Необходимая подача насоса, которая способна обеспечить нужную скорость восходящего потока, рассчитывается по следующей формуле:

где Q — подача насоса в л/с; D — диаметр скважины в дм; d — внешний диаметр бурильных труб в дм; v — скорость восходящего потока в дм/с.

Методы разглинизации скважин

На сегодняшний день существуют несколько методов разглинизации скважин:

  • при помощи поинтервальной промывкой фильтра;
  • с использованием промывочных окон;
  • при помощи гидроерша;
  • методом нагнетания воды в пласт;
  • с применением гидроимпульса при глубине скважины 120-800 м, и пневмоимпульса при глубине скважины до 150 м.

Способ разглинизации скважины, использующий гидроерш, заключается в спускании в скважину установки при помощи троса с нагнетательным шлангом или бурильных труб.

Оснащённое поршнем и гидронасадками, устройство работает словно гидроерш, проводя промывку рабочей поверхности фильтра и покрытых глиной стенок скважины, которые находятся в изолированном участке между двумя поршнями. Струя жидкости, которая выходит из гидронасадок, обладает давлением от 0,3 до 3-4 МПа. Фильтр проходит промывку сверху вниз. Гидроерш также используют при спуске фильтровой колонны, устанавливая его перед башмаком фильтровой колонны, которая опускается вниз и одновременно промывается водой.

Гидравлический ёрш включает в себя поршни с грузом, которые нужны для создания гидравлического удара в рабочей части фильтра, приемный клапан для извлечения воды из скважины, включающей взвешенные частицы и глинистый раствор, механический ёрш, используемый для очистки внутренних стенок фильтра и сам гидроерш, который оснащён гидравлическими насадками (форсунками), которые под большим давлением нагнетают воду в участок фильтра, находящийся в изолированном пространстве меж двух поршней.

Установки для бурения

На сегодняшний день для проведения буровых работ скважин на воду применяются самоходные, оснащённые автошасси, и передвижные буровые установки. Для осуществления роторного бурения – это установки типа ЛБУ-50, УТБ-50М; для роторного способа бурения с прямой промывкой – установки типа УРБ-2, 1БА15В, УРБ-2,5А, УРБ-3АМ, УБВ-600; при роторном способе бурения с обратной промывкой – установки типа 1БА15К, FA-12.

Шнековые буровые установки используются в бурении гидрогеологических скважин при использовании шнекового, ударного и колонкового способа в породах, обладающих категориями буримости до IV, и для произведения пробных откачек. Шнековое бурение рекомендуется проводить на глубине 15-100 м, с начальным диаметром 198/198 мм, конечным диаметром 151/92 мм. Частота вращения вращательной головки должна составлять 14-200 об/мин.

Установки для роторного способа бурения с прямой промывкой следует использовать для проведения бурения скважин на глубину 200-800 м, а для роторного способа с обратной промывкой — на глубину бурения 150-500 м.

Буровые установки для роторного способа бурения с прямой промывкой

Параметры установки СБУДМ-150-ЗИВ УРБ-2,5А УРБ-2А2 УРБ-3АМ УБВ-600
Номинальная грузоподъемность, т 1,5 2,5 2,5 5 32
Максимальная грузоподъемность, т 2 4 4 8 50
Предлагаемая глубина бурения, м 150 200 200/30 500 600
Предлагаемый начальный диаметр скважины 151 190 190/135 243 490
Предлагаемый конечный диаметр скважины 132-151 93 76 93 214
Масса главного блока, т 9,845 10,845 10,08 13,7 24,1

Буровые установки для роторного способа бурения с обратной промывкой

Параметры установки 1БА15К FA12 FA20 FA10 PA15
Номинальная грузоподъемность, т 12,5 12,5 12,5 6,3
Максимальная грузоподъемность, т 20 20 20 10 15/30
Предлагаемая глубина бурения, м 250/500 250/250 350/250 150/150 500
Предлагаемый диаметр скважины, м: 1270/394 1270/600 1270/600 1016/600
Масса главного блока, т 14,7 15,82 16 10,575 14,37