БУРЕНИЕ НЕГЛУБОКИХ СКВАЖИН В РЫХЛЫХ ПОРОДАХ БЕЗ ПРОМЫВКИ
Бурение неглубоких скважин в рыхлых и мягких породах широко применяется при геологической съемке и картировании, специальных видах съемок, разведке цветных, редких и черных металлов, химического сырья, строительных материалов (глин, песков, гравийных смесей), сейсмической разведке, инженерно-геологических изысканиях на площадях и трассах, при гидрогеологических зондировании и разведке, проходке эксплуатационных скважин на воду и в некоторых других случаях.
При этом применяются различные способы бурения, оборудование и инструмент в соответствии с особенностями задач и геолого-технических условий. Геолого-технические условия бурения неглубоких скважин весьма разнообразны и часто резко отличаются в пределах одного локального района в различных точках рельефа. Тем не менее во всех случаях им присущи общие характерный черты: геологическая целесообразность и техническая возможность проходки скважин без использования промывки, относительно невысокий уровень мощности, расходуемой на бурение.
Рыхлые отложения, в которых бурят неглубокие скважины без промывки, чаще всего представляют собой перемежающиеся пласты, прослои, пропластки, линзообразные включения четвертичных, юрских и меловых отложений с различными структурой и текстурой, типами связи между частицами и физико-механическими свойствами.
В. Г. Кардышем предложена классификация пород, учитывающая характер сцепления частиц в породе, физико-механические свойства грунтов, возможность применения различных способов разрушения породы, а также устойчивость открытого ствола скважины. Классификация представлена в табл. 16.1.
Классификация горных пород по связности, устойчивости и применимости способов разрушения
|
Под способом разрушения породы на забое бурящейся скважины в данном случае понимается воздействие инструмента, приводящее к отделению от массива определенной части породы или нарушению связей между частицами породы. При этом резание трактуется как отделение породной стружки от поверхности забоя; дробление — как отделение от массива породы кусков различной крупности с образованием в массиве системы трещин; разрыхление заключается в нарушении слабых связей и преодолении сил трения между частицами пород, сопровождающееся уменьшением плотности породы; уплотнение заключается в уменьшении внутрипород- ных пустот путем сближения, более полной упаковки частиц и, следовательно, в увеличении плотности породы.
Различные виды геологических исследований, выполняемые с использованием скважин различной глубины, предъявляют разные требования к технологии бурения неглубоких скважин в рыхлых породах (табл. 16.2).
Группировка неглубоких скважин по назначению
|
Диаметры |
|||||||
Под |
скважин |
||||||
Труп- |
Глу |
Требования |
|||||
па |
бина |
груп |
Назначе |
началь |
конеч |
Требования |
к транспор |
сква |
буре |
па |
ние сква |
ный |
ный |
к отбору |
табельнос |
жин |
ния, |
сква |
жин |
макси |
мини |
керна |
ти обору |
м |
жин |
маль ный |
маль ный |
дования |
|||
III |
нерные изыскания, гидрогеологические скважины |
ной структурой |
вание |
||||
IV |
Разведка стройматериалов, инженерные изыскания и гидрогеологи — ческие скважины |
273 |
168 |
Сплошной отбор керна с ненарушенной структурой, валовые пробы |
Самоходное и передвижное оборудование |
||
V |
Разведка ва — лунно-галеч — никовых отложений |
600 |
400 |
Валовые пробы |
|||
IV |
I |
Геокартирование, съемка, поиски, разведка нерудных полезных ископаемых, инженерные изыскания и гидрогеологическое зондирование |
152 |
93 |
Сплошной отбор керна, валовые пробы |
Самоходное и передвижное оборудование |
|
II |
Гидрогеологические и инженерно- геологические исследования |
273 |
152 |
Сплошной отбор керна с ненарушенной структурой |
|||
III |
Водоснабже ние |
476 |
273 |
Поинтерваль — ный отбор проб |
|||
IV |
Разведка россыпных месторождений |
219 |
168 |
Сплошной отбор керна с фиксацией глубины отбора, шлиховые пробы |
|||
V |
Инженерные изыскания под гидротехнические пробы |
219 |
127 |
Сплошной отбор керна с ненарушенной структурой |
Груп па сква жин |
Глу бина буре ния, м |
Под груп па сква жин |
Назначение скважин |
Диаметры скважин |
Требования к отбору керна |
Требования к транспортабельности оборудования |
|
началь ный макси маль ный |
конеч ный мини маль ный |
||||||
VI |
Сейсмораз ведка |
185 |
145 |
Поинтерваль — ный отбор проб |
Разные способы бурения имеют различные возможности решения задач разведки. Это определяется характером физических процессов, лежащих в их основе. Рассмотрим способы бурения без промывки.