Конструкция скважины - подробный разбор
Скважина на воду: компоненты и особенности
Артезианская скважина на воду может состоять из следующих компонентов:
- Кондуктор.
- Одна или несколько технических, или рабочих колонн.
- Эксплуатационная колонна.
- Открытый ствол либо перфорированное продолжение эксплуатационной колонны.
- Емкость-отстойник для отколовшихся частиц известняка.
Устройство скважины зависит в первую очередь от состава и состояния пород, по которым будет проходить ствол скважины.Кондуктор при бурении устанавливают в непрочных и зыбких породах, при наличии плывуна, при наличии сыпучих пород, заваливающих устье и при необходимости изоляции верхнего водоносного слоя, поглощающего промывочный раствор. Диаметр у него больше, чем у технической колонны, например, при технической 133 мм кондуктор ставится 159 мм.
Иногда сказать заранее ( если буровая компания не проводила работы в данном населенном пункте), нужен ли в конструкции скважины на воду кондуктор – невозможно, так как свойства грунта будут видны только при его вскрытии. Бурение в сыпучем песочном и гравийном грунте проводится с добавлением в промывочную жидкость повышенного содержания глины или бетонита, с последующей обсадкой и продолжением бурения внутри кондуктора буром меньшего диаметра. В зыбкой водонасыщенной породе незакрепленный кондуктор может под своим весом опуститься ниже своего первоначального положения, скрывшись под верхними слоями почвы.
Техническая (рабочая) колонна в артезианской скважине служит для предотвращения загрязнения пласта от протечек из вышележащей породы. В большинстве проектов эта колонна сплошная, проходящая от входного отверстия скважины – устья, до твердых пород водоносного горизонта – его кровли.
Методов ее обсадки множество, но чаще всего применяется затирка трубы на повышенных оборотах в породу с помощью твердосплавной коронки.
Далее в известняке буром меньшего диаметра проходится ствол, с последующей установкой в него эксплуатационной колонны. При наличии в кровле горизонта прослоек глин или песчаных отложений для предотвращения их дальнейшего размыва проводится манжетное цементирование проблемного участка и максимальное заглубление эксплуатационной колонны.
Промежуточную колонну устанавливают на зонах, несовместимых по критериям бурения: размещение в водоносе прослоек мергелей, черных и фосфоритных глин, отделение вышерасположенного водоносного горизонта, зон поглощения или обвала. При этом происходит переход на обсадную меньшего диаметра, которая может быть сплошной или устанавливаемой в потай.
Толщи отложений с различными внутрипластовыми давлениями, при которых создается угроза перетока, называются несовместимыми зонами. Переход на меньший диаметр происходит ниже контакта двух несовместимых зон.
Установку пластиковой эксплуатационной колонны в скважину выполняют в последнюю очередь. Ее предназначение – отделить рабочий горизонт от всех остальных пород и от технической колонны. Варианты установки зависят, в основном, от состояния известняка – при прочных, окремненных отложениях проход скважины заканчивают ниже кровли водонапорного пласта на 2-3 метра, обсаживают пластиковой трубой и далее проходят буром внутри трубы по всей толщине слоя. Этот участок скважины называется открытым стволом.
При наличии рыхлого и осыпающегося известняка его проходят без уменьшения диаметра бура и пластиковую трубу упирают в подошву скважины, перфорируя ее по толщине водоносного слоя. Перфорация применяется щелевая, которая хорошо задерживает крупные фракции. Иногда из-за экономии со стороны заказчика пластиковую эксплуатационную колонну не ставят, получая однотрубную конструкцию, в которой роль эксплуатационной колонны выполняет колонна техническая.
При проектировании и бурении скважины нужно стремиться к минимальному количеству ступеней – это увеличивает ее надежность и уменьшает себестоимость.
Отстойник – это самый нижний участок скважины, в полость которого оседают обломки породы, неизбежно откалывающиеся в от стенок ствола и прошедшие через перфорацию колонны . Оседая, твердые фрагменты не попадают в насос и не сокращают срок его службы.Роль отстойника при перфорации выполняет нижний отрезок неперфорированной трубы.
Длина отстойника зависит от прочности вышенаходящейся породы. Чем более рыхлый и осыпающийся известняк, тем более глубоким должен быть отстойник. Даже при очень твердой породе его не делают менее 1-2 метров.
Скважина на воду – описание конструкции
Скважина на воду – это нелегкий инженерный проект, решение которого имеет зависимость от расположения осадочных слоев на участке бурения, их структуры и состава.
В паспорте на артезианскую скважину указываются ее параметры – количество и длина примененных труб. Чтобы можно было проще их понять, ниже даны разновидности артезианских скважин на воду, чаще всего используемых современными компаниями на протяжении последних лет.
- Одна обсадная колонна из металла, которая проходит от устья скважины до известнякового горизонта – это самая простая конструкция скважины. Экономически выгодна для заказчика, но имеет минусы: поверхность колонны между статическим и динамическим уровнями в процессе колебания воды повергается ускоренной коррозии, продукты которой попадают в водопровод. Срок службы меньше, чем у двухтрубной конструкции (из некоторых источников – в два раза). Применяется при строении осадочных пород, не требующих предварительной изоляции при бурении. Бурение производится в два этапа: прохождение до плотных слоев известняка, обсадка, вскрытие водоноса.
- Двухтрубная конструкция с внешней металлической колонной и внутренней эксплуатационной из пластика. Эта конструкция наиболее часто применяется при бурении скважин на воду, так как имеет неоспоримые преимущества в прочности, долговечности и экологичности. Бур при данной конструкции делает три прохода, вскрывая вышележащие слои. Металлическая колонна обсаживается так же, как и в первой конструкции, затем породу разрушают далее до более плотных слоев известняка, после обсадки пластиковой колонной в них формируют открытый ствол и отстойник.
- Если известняк неустойчивый, осыпающийся – пластиковую трубу обсаживают до забоя (дна) скважины, предварительно перфорируя ее на величину водоносного слоя.
- Конструкция скважины с промежуточной колонной - кондуктором применяется при более сложных геологических условиях – при наличии в верхних интервалах сыпучих пород или плывуна, для перекрытия вышележащего водного горизонта, для изоляции несовместимых горизонтов.
- Переход на трубу меньшего диаметра при однотрубной конструкции применяется для отделения водоносных горизонтов, отсечения прослоек глин и мергелей, изоляции горизонтов с разным давлением. Первая колонна обязательно устанавливается в твердую породу с затиркой, межтрубное пространство между колоннами гидроизолируется.
- Причины такой конструкции для двухтрубной обсадки - наличие вышележащего водоноса, который отсекается металлической колонной. Дополнительные требования: порода, окружающая пластиковую трубу, должна иметь прочную структуру и отсутствие обломков твердых пород.
- Переход эксплуатационной колонны на меньший диаметр внутри рабочей колонны. Рациональных причин для такого перехода, кроме экономии, нет. До создания такого перехода буровой мастер должен знать, какой у скважины будет динамический уровень и что переход не помешает опуску насоса.
- Очень похоже на 6, только рабочая колонна обсажена очень высоко, в сыпучем грунте, а эксплуатационная пластиковая на остальном расстоянии ничем не защищена. Это явный брак, произведенный на желании сэкономить – хозяину скважины сдаются две колонны, причем верхняя из-за своего малого размера и неправильной обсадки не играет никакой роли в скважине.
- Конструкция с однотрубной пластиковой колонной. Определенная буровая техника, допустим установка PRAKLA позволяет обсаживать скважины такой конструкции. При этом бурение происходит с обсадкой металлической рабочей колонной, которая затем извлекается.
Для обсадки пластиком существуют ограничения: глубина не должна превышать 50 метров, отсутствие обломков твердых пород и валунов в стволе скважины. Необходимо помнить о малой механической прочности пластика, и применять трубы со стенкой не меньше 10 мм.
Во всех конструкциях с применением пластика необходимо помнить, что пластиковые трубы из вторсырья имеют гораздо менее качественную структуру и пониженную прочность, поэтому применять их для обсадки скважины не рекомендуется.
У Вас еще нет скважины? Обращайтесь, мы поможем!