Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Своевременное й качественное сооружение эксплуатационных скважин во многом зависит от качества проекта. Проект скважи­ны, составленный на основании детального изучения района бу­рения, сокращает сроки ее сооружения. Если проект составлен без учета результатов, полученных на ранее пробуренных сква­жинах, то запроектированная эксплуатационная скважина при­обретает характер разведочно-эксплуатационной и даже разве­дочной, вследствие чего выполнение проекта бурения зачастую осложняется.

В проекте приводятся сведения о местонахождении скважины, рельефе и гидрографии местности, гидрогеологические разрезы ранее пробуренных скважин в данном районе с указанием абсо­лютных отметок их устьев, статических уровней, удельных деби­тов и способов откачки воды, а также физико-химических и бак­териологических свойств последней.

К проекту прилагаются разрез и конструкция скважины.

Проектный разрез скважины на воду составляется в опреде­ленном масштабе с подробным описанием литологического соста­ва подлежащих бурению горных пород с указанием их геологи­ческого возраста, мощности, категории их буримости и глубины залегания кровли в абсолютных отметках. Обязательно указы­вается абсолютная отметка устья скважины.

На основании указанного в проекте статического уровня и удельного дебита подлежащего эксплуатации водоносного гори­зонта’ определяется положение динамического уровня воды в со­оружаемой скважине. На основании данных о величине динами­ческого уровня воды и потребном дебите выбирается тип водо­подъемника для скважины.

Габариты водоподъемника служат основанием для выбора диаметра эксплуатационной. обсадной колонны труб, а также

58

диаметров остальных труб для крепления ствола скважины и фильтра. Следует избегать установки фильтровых труб диамет­ром менее 6", ибо практика показывает, что такие фильтры труд­но чистить от шлама. Конструкция фильтра выбирается на осно­вании данных о гранулометрическом составе бурящихся водонос­ных пород.

При составлении проекта скважины на >воду следует стремить­ся к тому, чтобы в нем были предусмотрены:

1) закрепление скважины наименьшим количеством колонн обсадных труб (но не менее двух);

2) оборудование водоносного горизонта фильтром наиболь­шего диаметра и рациональной конструкции на основании харак­теристики бодоносных пород;

3) изоляция подлежащих эксплуатации водоносных горизон­тов от вышележащих путем цементации обсадной колонны труб;

4) проходка строго вертикальной скважины;

Завершается проект сметно-финансовыми расчетами.

Некоторые рациональные приемы заложения и оборудования скважин на воду

Пример 1 (рис. 32). Проектом предусмотрена эксплуатация двух водоносных горизонтов. Верхний водоносный горизонт Г представлен песками, нижний — известняками 2.

После установки и цементирования кондуктора 3 вращатель­ное бурение скважины производится до кровли водоносного из­вестняка с применением качественного глинистого раствора. Продолжение бурения в водоносном известняке связано с опас­ностью вскрытия трещин, поглощения промывочной жидкости и обвала песков верхнего водоносного горизонта. В результате бу­рильный инструмент может быть заклинен обвалившимся песком и скважина оказаться аварийной.

Во избежание аварии после вскрытия кровли водоносного из­вестняка бурение целесообразно остановить и промыть скважину маловязким глинистым раствором удельного веса 1,15. Затекг ствол скважины нужно оборудовать сетчатой фильтровой колон­ной труб 4, нижний глухой конец которой залавливается в це­ментный раствор 5, предварителыно закачанный на забой скважи­ны через бурильный инструмент. Кольцевой зазор 6 между кон­дукторам 3 и верхним концом фильтра цементируется с поверх­ности земли.

Цементация необходима для придания фильтровым трубам’ устойчивости и предотвращения проникания песков верхнего во­доносного горизонта в нижнюю часть скважины. По окончаншг цементирования скважина промывается чистой водой до полного — осветления, а затем производятся тартание воды желонкой и пробная откачка.

После пробной откачки ‘бурение продолжается до проектной глубины, а затем в скважину спускается вторая каркасная филь­тровая колонна 7 и производится пробная откачка только из нижнего водоносного горизонта. У кровли водоносных известня-

Рис. 32. Конструкция скважины для одновременной экс­плуатации двух водоносных горизонтов—песка и известняка

жов фильтровая колонна труб оборудуется левой муфтой 8 и пеньковым сальником 9. После извлечения из скважины глухой верхней части фильтровой колонны 7 оба водоносных горизонта могут быть объединены.

Пример 2 (рис. 33). В отличие от предыдущего примера, в данном разрезе известняки нижнего водоносного горизонта со­держат пропластки песка. В этом случае во избежание пескова — ния скважины нижняя часть фильтровой колонны труб 1 опаи­вается сеткой галунного плетения.

Пример 3 (рис. 34) Данный рисунок иллюстрирует геоло­гический разрез скважины с тремя водоносными горизонтами. Верхний водоносный горизонт 1 представлен песками, сред­ний 2 — твердым мелом, нижний 3 — известняком.

Рис. 33. Конструкция скважины для одновременной экс­плуатации двух водоносных горизонтов—песка и извест­няка с песчаными пропластками

Проектом предусматривается эксплуатация среднего и ниж­него водоносных горизонтов. Верхний водоносный горизонт под­лежит изоляции как содержащий загрязненную воду. Поэтому первая обсадная колонна труб 4 цементируется от кровли мела до поверхности земли по методу затрубной под давлением цемен­тации.

После затвердения цемента бурение продолжается долотами РХ до кровли нижнего водоносного горизонта. В качестве промы­вочной жидкости применяется чистая вода. Затем ствол пробу­ренной скважины оборудуется фильтровой колонной труб 5. Ниж-

ний глухой конец фильтровой колонны труб залавливается в це­ментный раствор 6, предварительно закачанный в забой скважи­ны через бурильный инструмент.

Ниже подошвы песков верхнего водоносного горизонта филь­тровая колонна труб 5 оборудуется манжетом 7 и производится

Рис. 34. Конструкция скважины для эксплуатации двух нижвих водоносных горизонтов—твердого мела и извест­няка

манжетная заливка цементного раствора в затрубное простран­ство для предотвращения проникания песка в скважину и прида­ния устойчивости фильтру 5. После затвердения цемента про­изводится пробная откачка из водоносного мела. Затем бурение продолжается шарошечными долотами до проектной глубины. После всего этого нижний водоносный горизонт оборудуется фильтром 8 с сальником 9 и производится пробная откачка воды только из нижнего горизонта. По извлечении из скважины глу — 62 хой верхней частй фильтровой колонны 8 оба водоносных гори­зонта могут быть объединены.

Пример 4 (рис. 35). На данном рисунке геологический раз­рез скважины представлен тремя водоносными горизонтами, из которых верхний водоносный горизонт 1 подлежит изоляции как содержащий загрязненную воду. В отличие от предыдущего слу-

Рис. 35. Конструкция скважины для эксплуатации двух водоносных горизонтов—мягкого мела и известняка

чая здесь средний водоносный горизонт 2 сложен слабым, мягким мелом. Такой мел обладает способностью оплывать, оползать и заполнять пробуренный ствол скважины. Поэтому его бурение производится с применением качественного глинистого раствора удельного веса 1,2. Как показала практика, оборудование мягко­го мела бессетчатым фильтром приводит к прониканию мела в ствол скважины через отверстия в трубах.

В процессе пробной откачки и дальнейшей эксплуатации сква­жины мягкий мел постепенно размывается и выносится водой на поверхность. Стенки ствола скважины обрушиваются, образуя вороики. В результате пески, залегающие иад мелом, несмотря на ранее сделанный тампонаж цементом, через отверстия в тру­бах прорываются в ствол скважины. Происходит оседание пло-

Рнс. 36. Конструкция скважины для эксплуатации двух водо­носных горизонтов—известняка и песка

щадкн вокруг скважины и последнюю приходится исправлять. Во избежание осложнений горизонт мягкого мела следует оборудо­вать гравийным фильтром 4, изготовленным на поверхности зем­ли. Такой фильтр предохраняет мягкий мел от размыва, обеспе­чивает максимальный дебит воды и предотвращает прорыв водо­носных песков в ствол скважины. Над гравийным фильтром 64 устанавливаются пеньковый сальник и манжет с производством[2] манжетной цементации до поверхности земли.

Пример 5 (рис. 36). В данном случае проектом предусмот­рена эксплуатация двух водоносных горизонтов, из которых верх­ний 1 представлен известняком, нижний 2 — песками.

Первая колонна обсадных труб 3 цементируется от кровли во­доносного известняка на определенную высоту по методу затруб — нои цементации под давлением.

Бурение продолжается в известняке шарошечными долотами до кровли глин.

Затем производится пробная откачка воды из верхнего водо­носного горизонта. По окончании откачки верхний водоносный горизонт изолируется глухой колонной труб 4 с надавливанием башмака в глину.

Это делается потому, что бурение долотами одного диаметра от башмака колонны труб 5 до проектной глубины невозможно вследствие неизбежного поглощения промывки водоносным из­вестняком и связанных с этим осложнений.

Бурение до проектной глубины продолжается долотами РХ с применением глинистого раствора. По окончании бурения глу­хая колонна труб 4, изолирующая водоносные известняки, из сква­жины извлекается, а последняя оборудуется ступенчатой филь­тровой колонной труб 5. Нижняя часть фильтровой колонны сет­чатая, верхняя — каркасная. Фильтровая колонна труб у кровли и подошвы глин оборудована пеньковым сальником 6.

После оборудования скважины фильтровой колонной произ­водится пробная откачка воды из нижнего водоносного горизон­та. Для этого в скважину опускается дополнительно глухая ко­лонна труб 7, конец которой прочно соединяется с муфтой ниж­ней сетчатой фильтровой колонны труб 5.

По извлечении из скважины глухой колонны труб 7 оба водо­носных горизонта могут быть объединены.

Комментарии запрещены.