Методи за пробиване на водни кладенци. Направи си сам кладенец за вода: ефективни методи за пробиване. Възможно ли е сами да пробиете кладенец за вода

Ако ще оборудвате селската си къща с автономно водоснабдяване и ще получите кладенец, тогава трябва да се запознаете с технологията за пробиване. Това ще спести много време при търсене на сондажи и средства в процеса на самото пробиване.

Видове сондажни технологии

При инсталиране на водоснабдителна система в частна къща, като правило се използва една от трите технологии за пробиване:

• Роторна;
• винт;
• Ударно въже.

Разликата между тези технологии се състои в методите за разрушаване на скалата вътре в кладенеца, както и в методите за извличане на почвата на повърхността. Естествено, в зависимост от технологията зависи и наборът от необходимо оборудване.

Защо клиентът трябва да познава тези технологии? Това ще даде разбиране за това как ще бъде пробит кладенец, какво оборудване ще се използва за това и колко време ще отнеме. Освен това цената на работата, както и качеството на крайния резултат, зависи от вида на технологията.

На снимката - пробиване със шнек

винтов метод

Най-евтиният и лесен вариант е пробиване със шнек. Поради това повечето от малките сондажни машини са базирани на тази технология.Тя се основава на обикновения архимедов винт (шнек), който се използва за извличане на почвата на повърхността.

За да си представите по-лесно този метод, трябва да запомните как рибарите пробиват дупка в леда.По този начин могат да се пробият кладенци с дълбочина не повече от 10 метра.

Характеристика на този метод е възможността да се направи дупка само в относително сухи и меки почви. Ако на дълбочина има твърди скали или плаващ пясък, тогава е невъзможно да се извърши по-нататъшна работа по метода на шнека.

Трябва да кажа, че технологията за пробиване на кладенци под вода със шнек обикновено се използва от частни "пробивачи", които имат малки инсталации. По правило не е трудно да се намерят организации, които предоставят такива услуги.

Забележка!
За да направите кладенец, не е достатъчно просто да пробиете дупка в земята.
Също така е необходимо да се предпази водоносният хоризонт от кацнала вода, както се изисква от инструкциите.
Ето защо, въпреки че самият процес не е труден, квалификацията на изпълнителите е много важна.

ротационен метод

Технологията за пробиване на кладенец под вода по ротационен начин днес е най-разпространената. За да се направи дупка в земята по този начин, се използва сондажна тръба, вътре в която има въртящ се вал с длето в края.

Натоварването на върха се пренася от хидравлична инсталация. Този метод е атрактивен с това, че позволява пробиване на почти всяка дълбочина, независимо от вида на скалата.

Почвата се измива чрез постоянно промиване на кладенеца с сондажна кал.

Решението може да се доставя по два начина:

• Помпата вътре в сондажната тръба, в този случай почвата с разтвора отива гравитачно в пръстена.
• Чрез гравитация в пръстена, докато разтворът със скалата се изпомпва от сондажната тръба принудително.

Трябва да кажа, че вторият метод, който се нарича обратно промиване, е по-добре да отворите водоносния хоризонт, така че кладенецът да има по-голям дебит. Този метод обаче е по-трудоемък и изисква по-сложно оборудване и съответно е много по-скъп.

Следователно изборът на технология зависи в този случай от вашия бюджет и необходимото количество вода. Като правило, ако е необходимо да се осигури вода на едно домакинство, тогава пробиване с директно промиване е напълно достатъчно.

Сега разгледайте тази технология на етапи:

• На първо място, длето с голям диаметър се задълбочава в земята.
• След това битът се завърта от удара на ротора, който се задвижва от двигателя.
• Между сондажните тръби и накрайника се монтират претеглени тръби, които добавят допълнително натоварване.
• По време на работа почвата се отстранява от налягането на течността от калната помпа.
• След завършване на пробиване на първата секция на почвата, в кладенеца се вкарва обсадна тръба, така че горните слоеве на почвата да не попадат вътре в кладенеца.
• За стабилност пространството между почвата и първия кожух се запълва с хоросан.
• След това пробиването продължава с по-малък бит, след което се вкарва по-тясна обвивка.

Свързани статии:

Метод на ударно въже

Тази технология за пробиване на водни кладенци е най-старата, най-бавната и трудоемка. Качеството на такава работа обаче е най-високо. Същността му се крие във факта, че скалата се разрушава чрез смачкване с мощен тежък снаряд, който първо се издига на определена височина, след което рязко пада.

В резултат на това снарядът разрушава земята с теглото си, което се умножава по коефициента на свободно падане. Разрушената скала се отстранява от багажника с помощта на парапет. Ако земята е мека, тогава, като правило, парапетът и длетото се комбинират в един снаряд.

Основното предимство на такова пробиване е, че не изисква използването на сондажна течност или вода. Благодарение на това е възможно да се отвори водоносният хоризонт по-точно и по този начин да се осигури възможно най-дълъг живот на кладенеца и максимално възможен дебит. По правило направените по този начин кладенци служат повече от 50 години.

Основният недостатък на тази технология за клиента е високата цена на услугите. В допълнение към факта, че този метод е трудоемък сам по себе си, в процеса на работа става необходимо да се изолират всички горни водоносни хоризонти. С други думи, колко водоносни хоризонти и плаващи пясъци има в кладенеца, толкова обсадни тръби трябва да се използват, а това са допълнителни разходи за материал и работа на специалисти.

Коя технология да дадете приоритет

Реално изборът на клиента не е толкова голям, особено ако условията в обекта не позволяват използването на шнек. Ударно-контактният метод е почти напълно заменен от пазара с ротационно пробиване, което най-вероятно ще трябва да се използва.

Необходимо е обаче да се прояви интерес към технологиите поне, за да се определи адекватността на цената на услугите. Ако почвените условия са подходящи и водоносният хоризонт не е дълбок, тогава е много по-изгодно да използвате метода на шнека.

Възможно ли е сами да пробиете кладенец

Напълно възможно е да пробиете кладенец със собствените си ръце, единственият въпрос е колко време и усилия ще ви отнеме, а също и колко добре ще бъде възможно да се изолира багажника от горните водоносни хоризонти.

Често разработчиците подценяват сложността на работата, в резултат на което или „вода от локва“ се получава от голяма дълбочина, или специалистите завършват работата. В същото време сондажите трябва да плащат почти пълната цена, сякаш вършат работата от нулата.

Ето защо, преди да вземете решение за самостоятелно извършване на работа, е необходимо:

• Да проучи подробно технологията на пробиване;
• Разберете какво оборудване и консумативи ще са необходими;
• Уверете се, че вашата зона може да бъде пробита с малък размер сондаж.

Малките инсталации са два вида:

• Винтов тип - като правило тези инсталации са самостоятелно направени.
• Тип ударно въже - инсталациите могат да имат електродвигател или захранващ блок с вътрешно горене. Това е важно, ако на обекта няма електричество.

Съвет!
По-малко взискателна към земята и по-проста е инсталацията за пробиване по метода на ударно въже.
С негова помощ можете да пробиете кладенец в почти всяка почва.

Заключение

Всички съществуващи технологии за пробиване на кладенци са коренно различни една от друга, но ако в работата участват професионалисти, тогава всяка от тях ви позволява да постигнете желания резултат. В същото време трябва да се предпочита една или друга технология в съответствие със собствените финансови възможности, почвените условия и дълбочината на водоносния хоризонт.

За повече информация по тази тема вижте видеоклипа в тази статия.

Проектиране на кладенци за нефт и газсе разработват и усъвършенстват в съответствие със специфичните геоложки условия на сондаж в даден район. Тя трябва да осигури изпълнението на задачата, т.е. постигане на проектната дълбочина, разкриване на нефтено-газовото находище и извършване на целия планиран комплекс от проучвания и работи в сондажа, включително използването му в системата за разработване на находище.

Проектирането на кладенеца зависи от сложността на геоложкия разрез, метода на сондиране, предназначението на кладенеца, начина на отваряне на продуктивния хоризонт и други фактори.

Първоначалните данни за проектиране на проекта на кладенеца включват следната информация:

предназначение и дълбочина на кладенеца;

проектен хоризонт и характеристики на скалата на резервоара;

геоложки разрез на мястото на кладенеца с разпределяне на зони на възможни усложнения и индикация на налягания в резервоара и налягане на хидравлично разбиване на интервали;

диаметър на производствената колона или крайният диаметър на кладенеца, ако не е осигурено движение на производствената колона.

Ред за проектиране проекти на кладенци за нефт и газследващия.

Избрано дизайн на долния отвор . Проектирането на сондажа в интервала на продуктивния пласт трябва да осигурява най-добри условия за приток на нефт и газ в кладенеца и най-ефективно използване на енергията на резервоара на нефтено-газовото находище.

Задължителното брой обсадни струни и дълбочини на тяхното спускане. За целта е нанесена графика на изменението на коефициента на аномалия на пластовото налягане k и индекса на абсорбционното налягане kabl.

Изборът е обоснован диаметърът на производствената колона и диаметрите на обсадните колони и битове са координирани. Диаметрите се изчисляват отдолу нагоре.

Избират се интервали на циментиране. От обсадната обвивка до кладенеца се циментират: проводници във всички кладенци; междинни и производствени колони в проучвателни, проучвателни, параметрични, референтни и газови кладенци; междинни колони в нефтени кладенци с дълбочина над 3000 m; в участък с дължина най-малко 500 m от обувката на междинната колона в нефтени кладенци с дълбочина до 3004) m (при условие, че всички пропускливи и нестабилни скали са покрити с циментова каша).

Интервалът за циментиране на производствени колони в нефтени кладенци може да бъде ограничен до участък от обувката до участък, разположен най-малко на 100 m над долния край на предишната междинна колона.

Всички обсадни колони в кладенци, изградени във водни площи, са циментирани по цялата дължина.

Етапи на проектиране на хидравлична програма за промиване на кладенец с сондажни течности.

Хидравличната програма се разбира като набор от регулируеми параметри на процеса на промиване на кладенеца. Диапазонът от регулируеми параметри е както следва: показатели за свойствата на сондажния флуид, дебит на сондажните помпи, диаметър и брой на дюзите на струйните накрайници.

При съставяне на хидравлична програма се приема:

Премахване на флуидни прояви от образуването и загубата на сондажна кал;

Предотвратяване на ерозия на стените на кладенеца и механично разпръскване на транспортирания шлам, за да се изключи производството на сондажен флуид;

Осигурете отстраняването на пробита скала от пръстеновидното пространство на кладенеца;

Създайте условия за максимално използване на ефекта на струята;

Използвайте рационално хидравличната мощност на помпения агрегат;

Елиминирайте аварийните ситуации по време на спиране, циркулация и пускане на сондажни помпи.

Изброените изисквания към хидравличната програма са изпълнени при условие за формализиране и решение на многофакторна оптимизационна задача. Добре познатите схеми за проектиране на процеса на промиване на сондажните кладенци се основават на изчисленията на хидравличното съпротивление в системата според дадения дебит на помпата и показателите за свойствата на сондажните течности.

Подобни хидравлични изчисления се извършват съгласно следната схема. Първо, въз основа на емпирични препоръки, се задава скоростта на сондажния флуид в пръстена и се изчислява необходимия поток на калните помпи. Според паспортните характеристики на калните помпи се избира диаметърът на втулките, който може да осигури необходимия поток. След това, съгласно съответните формули, хидравличните загуби в системата се определят, без да се вземат предвид загубите на налягане в бита. Площта на дюзите на дюзите се избира въз основа на разликата между максималното паспортно изпускателно налягане (съответстващо на избраните втулки) и изчислената загуба на налягане поради хидравлично съпротивление.

Принципи за избор на метод за пробиване: основните критерии за избор, като се вземат предвид дълбочината на кладенеца, температурата в кладенеца, сложността на пробиване, профилът на проектиране и други фактори.

Изборът на метода на сондаж, разработването на по-ефективни методи за разрушаване на скалите в дъното на кладенец и решаването на много въпроси, свързани с изграждането на кладенец, са невъзможни без изучаване на свойствата на самите скали, условията на тяхното възникване и влиянието на тези условия върху свойствата на скалите.

Изборът на метод за сондиране зависи от структурата на резервоара, неговите свойства на резервоара, състава на течностите и/или газовете, съдържащи се в него, броя на продуктивните междинни слоеве и коефициентите на аномалия на пластовото налягане.

Изборът на метод на сондиране се основава на сравнителна оценка на неговата ефективност, която се определя от много фактори, всеки от които в зависимост от геоложките и методологични изисквания (GMT), целта и условията на сондаж може да бъде решаващ.

Изборът на метод за пробиване на кладенец се влияе и от предназначението на сондажните операции.

При избора на метод за сондиране трябва да се ръководи от предназначението на кладенеца, хидрогеоложките характеристики на водоносния хоризонт и неговата дълбочина и обема на работа за разработване на резервоара.

Комбинация от BHA параметри.

При избора на метод на сондиране, в допълнение към техническите и икономически фактори, трябва да се има предвид, че в сравнение с BHA, ротационните BHA на базата на сондажен двигател са много по-технологични и по-надеждни при работа, по-стабилни на траектория на проектиране.

Зависимост на отклоняващата сила на накрайника от кривината на отвора за стабилизиращ BHA с два централизатора.

При избора на метод на пробиване, в допълнение към техническите и икономически фактори, трябва да се има предвид, че в сравнение с BHA на базата на сондажен двигател, ротационните BHA са много по-технологични и по-надеждни при работа, по-стабилни в конструкцията траектория.

За да се обоснове изборът на метода на сондиране в следсолените отлагания и да се потвърди горното заключение за рационалния метод на сондиране, бяха анализирани техническите показатели на турбинното и ротационното пробиване на кладенци.

В случай на избор на метод на пробиване с хидравлични двигатели на сондажа, след изчисляване на аксиалното тегло на долната част, е необходимо да се избере типът на сондажен двигател. Този избор се прави, като се вземе предвид специфичният въртящ момент при въртене на бит, аксиално натоварване на бит и плътност на кал. Техническите характеристики на избрания сондажен двигател се вземат предвид при проектирането на оборотите на битката и програмата за хидравлично почистване на кладенеца.

Въпрос за избор на метод на пробиванетрябва да се вземе решение въз основа на проучване за осъществимост. Основният показател за избор на метод на пробиване е рентабилността - цената на 1 m проникване. [ 1 ]

Преди да пристъпите към избор на метод на пробиванеза задълбочаване на отвора с помощта на газообразни агенти, трябва да се има предвид, че техните физико-механични свойства въвеждат доста определени ограничения, тъй като някои видове газообразни агенти не са приложими за редица методи на пробиване. На фиг. 46 показва възможни комбинации от различни видове газообразни агенти със съвременни техники за пробиване. Както се вижда от диаграмата, най-универсалните по отношение на използването на газообразни агенти са методите за пробиване с ротор и електрическа бормашина, по-малко универсалният е турбинният метод, който се използва само при използване на газирани течности. [ 2 ]

Съотношението мощност/тегло на PBU има по-малък ефект върху избор на методи за пробиванеи техните разновидности, отколкото съотношението мощност/тегло на инсталацията за сондиране на сушата, тъй като в допълнение към самото сондажно оборудване, PBU е оборудвано с помощно оборудване, необходимо за неговата работа и задържане в точката на сондаж. На практика сондажното и спомагателното оборудване работят последователно. Минималното необходимо съотношение мощност/тегло на MODU се определя от енергията, консумирана от спомагателното оборудване, което е повече от необходимо за сондажното задвижване. [ 3 ]

Осми, разделът на техническия проект е посветен на избор на метод на пробиване, стандартни размери на сондажни двигатели и дължини на пробиване, разработване на режими на пробиване. [ 4 ]

С други думи, изборът на един или друг профил на кладенец определя до голяма степен избор на метод на пробиване5 ]

Транспортируемостта на MODU не зависи от консумацията на метал и съотношението мощност/тегло на оборудването и не влияе избор на метод на пробиване, тъй като се тегли без демонтаж на оборудването. [ 6 ]

С други думи, изборът на един или друг тип профил на кладенеца определя до голяма степен избор на метод на пробиване, тип бит, хидравлична програма за пробиване, параметри на режима на пробиване и обратно. [ 7 ]

Параметрите на търкаляне на плаващата основа трябва да се определят чрез изчисление още в началните етапи на проектирането на корпуса, тъй като това определя работния обхват на морските вълни, в който е възможна нормална и безопасна работа, както и избор на метод на пробиване, системи и устройства за намаляване на въздействието на представянето върху работния процес. Намаляването на търкалянето може да се постигне чрез рационален избор на размери на корпуса, тяхното взаимно подреждане и използване на пасивни и активни средства против преобръщане. [ 8 ]

Най-разпространеният метод за проучване и експлоатация на подземните води остава сондирането на кладенци и кладенци. Избор на метод на пробиванеопределя: степента на хидрогеоложки познания на района, целта на работата, необходимата надеждност на получената геоложка и хидрогеоложка информация, техническите и икономически показатели на разглеждания метод на сондаж, цената на 1 m3 добита вода, живот на кладенеца. Изборът на технология за пробиване на кладенци се влияе от температурата на подземните води, степента на тяхната минерализация и агресивност спрямо бетона (цимента) и желязото. [ 9 ]

При пробиване на свръхдълбоки кладенци предотвратяването на кривината на кладенеца е много важно поради негативните последици от кривината на кладенеца, когато се задълбочава. Следователно, когато избор на методи за пробиване на свръхдълбоки кладенци, и особено техните горни интервали, трябва да се обърне внимание на поддържането на вертикалността и праволинейността на сондажа. [ 10 ]

Въпросът за избора на метод за пробиване трябва да се реши въз основа на проучване за осъществимост. Основният индикатор за избор на метод на пробиванее рентабилност - цената на 1 м проникване. [ 11 ]

По този начин скоростта на ротационно пробиване с промиване на кал надвишава скоростта на ударно пробиване с 3-5 пъти. Следователно решаващият фактор в избор на метод на пробиванетрябва да бъде икономически анализ. [ 12 ]

Техническата и икономическата ефективност на проект за изграждане на нефтени и газови кладенци до голяма степен зависи от валидността на процеса на задълбочаване и промиване. Проектирането на технологията на тези процеси включва избор на метод на пробиване, вид скалоразбиващ инструмент и режими на пробиване, дизайн на сондажната колона и разположението на дъното й, програма за хидравлично задълбочаване и показатели за свойствата на сондажния флуид, видове сондажни течности и необходимите количества химикали и материали за поддържане на свойствата им. Приемането на проектни решения определя избора на типа сондажна инсталация, която в допълнение зависи от дизайна на колонните колони и географските условия на сондаж. [ 13 ]

Прилагането на резултатите от решаването на проблема създава широка възможност за провеждане на задълбочен, обширен анализ на развитието на битове в голям брой обекти с голямо разнообразие от условия на пробиване. В същото време е възможно да се изготвят препоръки за избор на методи за пробиване, сондажни двигатели, сондажни помпи и сондажна течност. [ 14 ]

В практиката на изграждане на кладенци за вода са широко разпространени следните методи на пробиване: ротационен с директно промиване, ротационен с обратно промиване, ротационен с продухване с въздух и ударно въже. Условията за използване на различни методи за сондиране се определят от действителните технически и технологични характеристики на сондажните съоръжения, както и от качеството на строителните работи на кладенеца. Трябва да се отбележи, че при избор на метод за пробиване на кладенецпо вода е необходимо да се вземе предвид не само скоростта на пробиване на кладенци и технологичността на метода, но и осигуряването на такива параметри на отвора на водоносния хоризонт, при които се наблюдава деформация на скалите в долната зона в минимална степен и неговата пропускливост не намалява в сравнение с пластовата. [ 1 ]

Много по-трудно е да се избере метод за пробиване за задълбочаване на вертикален кладенец. Ако при пробиване на интервал, избран въз основа на практиката на пробиване със сондажни течности, може да се очаква изкривяване на вертикалния отвор, тогава като правило се използват пневматични чукове с подходящия тип бит. Ако не се наблюдава кривина, тогава избор на метод на пробиванесе извършва по следния начин. За меки скали (меки шисти, гипс, креда, анхидрити, сол и меки варовици) е препоръчително да се използва електрическа бормашина със скорости на накрайника до 325 об/мин. С увеличаване на твърдостта на скалите методите на пробиване се подреждат в следната последователност: двигател с изместване, ротационно пробиване и ротационно ударно пробиване. [ 2 ]

От гледна точка на увеличаване на скоростта и намаляване на разходите за изграждане на кладенци с PDR, интересен е методът на сондиране с активен хидротранспорт. Този метод, с изключение на посочените по-горе ограничения на неговото приложение, може да се използва при проучването на разсипи с PBU на етапите на проучване и проучване и оценка на геоложките проучвания. Цената на сондажното оборудване, независимо от методите на пробиване, не надвишава 10% от общата цена на PBU. Следователно промяната в цената само на сондажното оборудване не оказва значително влияние върху разходите за производство и поддръжка на MODU и върху избор на метод на пробиване. Увеличаването на цената на сондажната инсталация е оправдано само ако подобрява условията на работа, повишава безопасността и скоростта на пробиване, намалява броя на престои поради метеорологични условия и удължава сезона на сондаж. [ 3 ]

Избор на типа на бит и режим на пробиване: критерии за избор, методи за получаване на информация и нейната обработка за установяване на оптимални режими, контрол на стойността на параметрите .

Изборът на бита се прави въз основа на познаването на скалите (g/p), които съставляват този интервал, т.е. според категорията на твърдост и според категорията на абразивност g / p.

В процеса на пробиване на проучвателен, а понякога и производствен кладенец периодично се подбират скали под формата на непокътнати стълбове (ядра) за съставяне на стратиграфски разрез, изучаване на литологичните характеристики на преминалите скали, идентифициране на съдържанието на нефт и газ в пори на скалите и др.

За извличане на сърцевината на повърхността се използват сърцевини (фиг. 2.7). Такова свредло се състои от сондажна глава 1 и комплект сърцевина, прикрепен към тялото на сондажната глава с резба.

Ориз. 2.7. Схема на устройството за сърцевина: 1 - сондажна глава; 2 - ядро; 3 - носител на почвата; 4 - тяло на основния комплект; 5 - сферичен кран

В зависимост от свойствата на скалата, в която се извършва сондаж, се използват конусни, диамантени и карбидни сондажни глави.

Режим на пробиване - комбинация от такива параметри, които значително влияят върху производителността на битката, която бормашината може да промени от своята конзола.

Pd [kN] – тегло на бита, n [rpm] – честота на въртене на бит, Q [l/s] – дебит (подаване) на инд. добре, H [m] - проникване на бит, Vm [m / h] - механ. степен на проникване, Vav=H/tB – средна,

Vm(t)=dh/dtB – моментално, Vr [m/h] – скорост на пробиване на трасето, Vr=H/(tB + tSPO + tB), C [rub/m] – експлоатационни разходи за 1 m проникване, C= ( Cd+Sch(tB + tSPO + tB))/H, Cd – цена на бита; Cch - цената на 1 час работна тренировка. rev.

Етапи на търсене на оптимален режим - на етапа на проектиране - оперативна оптимизация на режима на пробиване - настройка на режима на проектиране, като се вземе предвид информацията, получена по време на процеса на пробиване.

В процеса на проектиране използваме inf. получени чрез пробиване на кладенци. в това

регион, в аналог. конв., данни за goelog. секционни кладенци., препоръки на производителя свредло. инстр., работни характеристики на сондажни двигатели.

2 начина за избор на бит в долната част: графичен и аналитичен.

Фрезите в сондажната глава са монтирани по такъв начин, че скалата в центъра на дъното на кладенеца да не се срутва по време на пробиване. Това създава условия за образуване на ядро ​​2. Има четири-, шест- и още осем конусни сондажни глави, предназначени за пробиване с ядро ​​в различни скали. Разположението на скално-режещите елементи в диамантените и твърдосплавни сондажни глави също дава възможност да се разрушават скали само по периферията на долния отвор.

Когато кладенецът се задълбочи, получената скална колона навлиза в колонната колона, която се състои от тяло 4 и цилиндър (земя носач) 3. Тялото на колонния комплект служи за свързване на сондажната глава към сондажната колона, поставете носител на почвата и да го предпази от механични повреди, както и да пропусне промиваща течност между него и почвоносителя. Грунтоноската е предназначена да приема сърцевината, да я запазва по време на пробиване и при повдигане на повърхността. За изпълнение на тези функции в долната част на почвоносителя са монтирани сърцеразбивачи и държачи за сърцевина, а в горната част - сферичен вентил 5, който пропуска през себе си течността, изместена от почвоносителя, когато се напълни със сърцевина.

Съгласно метода на монтиране на носителя на почвата в тялото на колонния комплект и в сондажната глава се различават сърцевини с подвижен и несваляем почвоносител.

Барели с сърцевина с подвижна драга ви позволяват да повдигате драгата със сърцевина, без да повдигате сондажната колона. За да направите това, уловител се спуска в сондажната колона върху въже, с помощта на което носител на почвата се отстранява от комплекта сърцевина и се издига на повърхността. След това, с помощта на същия уловител, празен почвоносител се спуска и монтира в тялото на комплекта сърцевина и пробиването с ядро ​​продължава.

Сърцевина с подвижен почвоносител се използва при турбинно пробиване, а с фиксирано - при ротационно пробиване.

Принципна диаграма на тестване на продуктивния хоризонт с помощта на тестер за образуване на тръби.

Тестерите за пластиране се използват много широко в сондажите и позволяват получаване на най-голямо количество информация за обекта, който се тества. Модерният битов тестер за образуване се състои от следните основни възли: филтър, пакер, самия тестер с изравнителен и главен входящи клапани, спирателен вентил и циркулационен вентил.

Схематична схема на едноетапно циментиране. Промяна на налягането в циментиращите помпи, участващи в този процес.

Едноетапният метод за циментиране на кладенци е най-разпространеният. При този метод циментовата суспензия се доставя на определен интервал наведнъж.

Последният етап от сондажните операции е придружен от процес, който включва циментиране на кладенци. Жизнеспособността на цялата конструкция зависи от това колко добре се извършват тези работи. Основната цел, преследвана в процеса на провеждане на тази процедура, е замяната на сондажния флуид с цимент, който има друго име - циментова суспензия. Циментирането на кладенци включва въвеждането на състав, който трябва да се втвърди, превръщайки се в камък. Към днешна дата има няколко начина за извършване на процеса на циментиране на кладенци, като най-често използваният от тях е на повече от 100 години. Това е едноетапно циментиране на корпуса, въведено в света през 1905 г. и използвано днес само с няколко модификации.

Схема на циментиране с една тапа.

процес на циментиране

Технологията за циментиране на кладенеца включва 5 основни вида работа: първият е смесване на циментовата суспензия, вторият е изпомпване на състава в кладенеца, третият е подаване на сместа в пръстена по избрания метод, четвъртият е втвърдяването на циментовата смес, петият е проверка на качеството на извършената работа.

Преди да започнете работа, трябва да се изготви схема за циментиране, която се основава на технически изчисления на процеса. Ще бъде важно да се вземат предвид минните и геоложките условия; дължината на интервала, който се нуждае от укрепване; характеристики на конструкцията на сондажа, както и неговото състояние. Опитът от извършване на такава работа в определена област също трябва да се използва в процеса на извършване на изчисления.

Фигура 1—Схема на едноетапен процес на циментиране.

На фиг. 1 можете да видите изображението на схемите на едноетапния процес на циментиране. "I" - начало на подаване на сместа в цевта. "II" е подаването на сместа, инжектирана в кладенеца, когато флуидът се движи надолу по обсадната колона, "III" е началото на запушващия състав в пръстеновидното пространство, "IV" е последният етап на сместа, която се изтласква. В схема 1 - манометър, който отговаря за контрола на нивото на налягането; 2 – циментираща глава; 3 - щепсел, разположен отгоре; 4 - долна тапа; 5 – обсадна колона; 6 - стени на сондажа; 7 - стоп пръстен; 8 - течност, предназначена за изтласкване на циментовата смес; 9 – сондажна течност; 10 - циментова смес.

Схематична схема на двуетапно циментиране с прекъсване във времето. Предимства и недостатъци.

Поетапно циментиране с прекъсване във времето Интервалът на циментиране е разделен на две части, като в ок на интерфейса се монтира специална циментираща втулка. Извън колоната, над съединителя и под него се поставят центриращи светлини. Първо циментирайте долната част на колоната. За да направите това, 1 порция CR се изпомпва в колоната в обема, необходим за запълване на компресора от обувката на колоната до циментовата втулка, след това течността за изместване. За циментиране на 1-ви етап обемът на изместващия флуид трябва да бъде равен на вътрешния обем на колоната. След като изтеглиха pzh, те пускат топка в колоната. Под действието на гравитацията топката се спуска надолу по струната и седи върху долния ръкав на циментиращия ръкав. След това отново RV се изпомпва в колоната: налягането в него над щепсела се увеличава, втулката се придвижва надолу до упора и RV през отворените отвори излиза извън колоната. През тези отвори кладенецът се промива, докато циментовият разтвор се втвърди (от няколко часа до един ден). След това се изпомпват 2 порции CR, освобождавайки горната тапа и разтворът се измества с 2 порции PG. Щепселът, достигнал до втулката, се укрепва с помощта на щифтове в тялото на циментовата втулка, измества я надолу; в същото време втулката затваря отворите на съединителя и отделя кухината на колоната от скоростната кутия. След втвърдяване щепселът се пробива. Мястото за монтаж на съединителя се избира в зависимост от причините, накарали прибягването до циментиране на разтвори. В газовите кладенци циментиращият ръкав се монтира на 200-250 m над върха на продуктивния хоризонт. Ако съществува риск от абсорбция по време на циментирането на кладенеца, местоположението на втулката се изчислява така, че сумата от хидродинамичните налягания и статичното налягане на колоната на разтвора в пръстена да е по-малка от налягането на разбиване на слабата формация. Циментовата втулка трябва винаги да се поставя срещу стабилни непропускливи образувания и да се центрира с фенери. Прилага се: а) ако абсорбцията на разтвора е неизбежна при едноетапно циментиране; б) при отваряне на формация с високо налягане и по време на периода на втвърдяване на разтвора след едноетапно циментиране могат да възникнат напречни потоци и газови прояви; в) ако едноетапното циментиране изисква едновременното участие в работата на голям брой циментови помпи и смесителни машини. недостатъци:голяма разлика във времето между края на циментирането на долния участък и началото на циментирането на горния. Този недостатък може до голяма степен да бъде елиминиран чрез инсталиране на външен пакер върху ок, под циментираната втулка. Ако след циментирането на долния етап пръстеновидното пространство на кладенеца е запечатано с пакер, тогава можете незабавно да започнете циментирането на горната секция.

Принципи на изчисляване на обсадната колона за аксиална якост на опън за вертикални кладенци. Спецификата на изчисляването на колоните за наклонени и отклонени кладенци.

Изчисляване на корпусазапочнете с определяне на излишните външни налягания. [ 1 ]

Изчисляване на обсадните струнисе извършват по време на проектирането, за да се изберат дебелини на стените и якостни групи на материала на обсадната тръба, както и да се провери съответствието на стандартните коефициенти на безопасност, заложени в проекта, с очакваните, като се вземат предвид преобладаващите геоложки, технологични , пазарни условия на производство. [ 2 ]

Изчисляване на обсадните струнис трапецовидна резба за опън се извършва въз основа на допустимото натоварване. При спускане на обсадни колони на секции, дължината на секцията се приема за дължина на струната. [ 3 ]

Изчисляване на корпусавключва определяне на факторите, влияещи върху повредата на корпуса и избор на най-подходящите марки стомана за всяка конкретна операция по отношение на надеждност и икономичност. Конструкцията на обсадната колона трябва да отговаря на изискванията за колоната по време на завършването и експлоатацията на сондажа. [ 4 ]

Изчисляване на обсадните струниза насочени кладенци се различава от приетото за вертикални кладенци по избора на якост на опън в зависимост от интензивността на кривината на сондажа, както и по определянето на външни и вътрешни налягания, при които положението на точките, характерни за наклонена кладенец се определя от неговата вертикална проекция.

Изчисляване на обсадните струнипроизведени според максималните стойности на излишните външни и вътрешни налягания, както и аксиални натоварвания (по време на сондиране, изпитване, експлоатация, ремонт на кладенци), като се вземат предвид тяхното разделно и съвместно действие.

Основна разлика изчисляване на обсадната струназа насочени кладенци от изчислението за вертикални кладенци е да се определи якостта на опън, която се произвежда в зависимост от интензивността на кривината на кладенеца, както и изчисляването на външни и вътрешни налягания, като се вземе предвид удължението на сондажа

Избор на корпус и изчисляване на обсадната струназа здравина се извършват, като се вземат предвид максимално очакваните излишни външни и вътрешни налягания, когато разтворът е напълно заменен от пластов флуид, както и аксиалните натоварвания върху тръбите и агресивността на флуида на етапите на изграждане и експлоатация на кладенеца въз основа на съществуващи конструкции.

Основните натоварвания при изчислението на колоната за якост са аксиални натоварвания на опън от собственото й тегло, както и външно и вътрешно свръхналягане при циментиране и експлоатация на сондажа. Освен това върху колоната действат други натоварвания:

· аксиални динамични натоварвания през периода на нестабилно движение на колоната;

· аксиални натоварвания, дължащи се на силите на триене на струната в стените на кладенеца по време на спускането му;

· натоварвания на натиск от част от собственото си тегло при разтоварване на колоната до дъното;

· натоварвания при огъване, възникващи в отклонени кладенци.

Изчисляване на производствената колона за нефтен кладенец

Конвенции, приети във формулите:

Разстояние от главата на сондажа до обувката на струната, m L

Разстояние от главата на кладенеца до циментовата суспензия, m h

Разстояние от главата на кладенеца до нивото на течността в колоната, m N

Плътност на течността за кримпване, g/cm 3 r охлаждаща течност

Плътност на сондажния флуид зад колоната, g/cm 3 r BR

Плътността на течността в колоната r B

Плътност на циментовата суспензия зад колоната r CR

Прекомерно вътрешно налягане на дълбочина z, MPa R WIz

Прекомерно външно налягане на дълбочина z P NIz

Прекомерно критично външно налягане, при което напрежението

Налягането в тялото на тръбата достига границата на провлачване Р КР

Резервоарно налягане на дълбочина z R PL

Налягане на кримпване

Общо тегло на колоната от избрани секции, N (MN) Q

Коефициент на разтоварване на циментовия пръстен k

Коефициент на безопасност при изчисляване на външно свръхналягане n KR

Коефициент на якост на опън n STR

Фигура 69—Схема за циментиране на кладенеца

В h > HОпределяме излишното външно налягане (на етапа на завършване на експлоатацията) за следните характерни точки.

1: z = 0; Р n.i.z = 0,01ρ b.r. * z; (86)

2: z = Н; P n. и z = 0,01ρ b. p * H, (MPa); (87)

3: z = h; P n.i z \u003d (0,01 [ρ b.p h - ρ in (h - H)]), (MPa); (88)

4: z = L; R n.i z \u003d (0,01 [(ρ c.r - ρ c) L - (ρ c. r - ρ b. r) h + ρ в H)] (1 - k), (MPa). (89)

Изграждане на диаграма ABCD(Фигура 70). За да направите това, в хоризонтална посока в приетата скала, оставяме настрана стойностите ρ n. и z в точки 1 -4 (виж диаграмата) и свържете тези точки последователно една с друга чрез отсечки по права линия

Фигура 70. Диаграми на външни и вътрешни

свръхналягане

Излишните вътрешни налягания определяме от условието за тестване на херметичността на кожуха в една стъпка без пакер.

Налягане на кладенеца: P y = P pl - 0,01 ρ в L (MPa). (90)

Основните фактори, влияещи върху качеството на циментирането на кладенеца и естеството на тяхното влияние.

Качеството на отделяне на пропускливи образувания чрез циментиране зависи от следните групи фактори: а) състава на запушващата смес; б) състав и свойства на циментовата суспензия; в) начин на циментиране; г) пълнота на заместването на изместващия флуид с циментова суспензия в пръстеновидното пространство на кладенеца; д) здравината и херметичността на адхезията на циментовия камък към обсадната колона и стените на кладенеца; е) използване на допълнителни средства за предотвратяване появата на филтрация и образуването на суфузионни канали в циментовата суспензия по време на периода на сгъстяване и втвърдяване; ж) режим на покой в ​​кладенеца през периода на сгъстяване и втвърдяване на циментовата суспензия.

Принципи за изчисляване на необходимите количества циментиращи материали, смесителни машини и циментиращи агрегати за приготвяне и инжектиране на циментова суспензия в обсадната колона. Схема на лентов циментиране оборудване.

Необходимо е да се изчисли циментирането за следните условия:

- резервен коефициент на височината на издигане на циментовата суспензия, въведен за компенсиране на фактори, които не могат да бъдат взети предвид (определя се статистически по данни за циментиране на предишни кладенци); и - съответно средният диаметър на кладенеца и външния диаметър на производствената колона, m; - дължината на циментовата секция, m; - средният вътрешен диаметър на производствената колона, m; - височината (дължината) на оставеното циментово стъкло в колоната, m; , като се вземе предвид неговата свиваемост, - = 1,03; - - коефициент, отчитащ загубата на цимент по време на операциите по товарене и разтоварване и приготвяне на разтвора; - - - плътност на циментовата суспензия , kg / m3 - плътност на сондажната кал, kg / m3; n - относително водно съдържание; - плътност на водата, kg / m3; - насипна плътност на цимента, kg / m3;

Обемът на циментовата суспензия, необходим за циментиране на даден интервал от кладенеца (m3): Vc.p.=0,785*kp*[(2-dn2)*lc+d02*hc]

Обем на флуида за изместване: Vpr=0,785* - *d2*(Lc-);

Обем на буферната течност: Vb=0,785*(2-dn2)*lb;

Маса на портланд цимент за нефтени кладенци: Мц= - **Vцр/(1+n);

Обемът на водата за приготвяне на циментова суспензия, m3: Vw = Mts*n/(kts*pv);

Преди циментирането в бункерите на смесителните машини се зарежда сух циментов материал, чийто необходимият брой е: nc = Mts/Vcm, където Vcm е обемът на бункера на смесителя.

Методи за оборудване на долния участък на кладенеца в зоната на продуктивната формация. Условия, при които всеки от тези методи може да се използва.

1. Пробива се продуктивно находище, без да се блокират горните скали със специална обсадна колона, след което обсадната колона се спуска до дъното и се циментира. За да комуникира вътрешната кухина на корпуса с продуктивно отлагане, той се перфорира, т.е. в колоната се пробиват голям брой дупки. Методът има следните предимства: лесен за изпълнение; позволява селективно свързване на кладенец с всеки междинен слой на продуктивно находище; цената на самото пробиване може да бъде по-малка, отколкото при други методи за влизане.

2. Преди това колоната на обсадната колона се спуска и циментира до върха на продуктивното находище, като се изолират горните скали. След това продуктивният резервоар се пробива с битове с по-малък диаметър и кладенецът под обсадната обсадна колона се оставя отворен. Методът е приложим само ако продуктивното находище е изградено от стабилни скали и е наситено само с една течност; не позволява селективна експлоатация на който и да е междинен слой.

3. Отличава се от предишния по това, че сондажът в продуктивното находище е покрит с филтър, който е окачен в обсадната колона; пространството между екрана и струната често е запечатано с пакер. Методът има същите предимства и ограничения като предишния. За разлика от предишния, той може да се вземе в случаите, когато продуктивно находище е съставено от скали, които не са достатъчно стабилни по време на работа.

4. Кладенецът се обшива с тръбопровод към покрива на продуктивното находище, след което последният се пробива и се покрива с облицовка. Облицовката е циментирана по цялата си дължина и след това перфорирана срещу предварително определен интервал. С този метод може да се избегне значително замърсяване на резервоара, като се избере течност за промиване само като се вземе предвид ситуацията в самия резервоар. Той позволява селективна експлоатация на различни междинни слоеве и ви позволява бързо и рентабилно да разработите кладенец.

5. Различава се от първия метод само по това, че след пробиване на продуктивното находище в кладенеца се спуска обсадна колона, долната част на която преди това е изградена от тръби с прорезни отвори, и по това, че е циментирана само отгоре покрива на продуктивното находище. Перфорираната секция на колоната се поставя срещу продуктивния депозит. С този метод е невъзможно да се осигури селективна експлоатация на един или друг междинен слой.

Фактори, които се вземат предвид при избора на циментиращ материал за циментиране на определен интервал от кладенец.

Изборът на циментови материали за циментиране на обсадни колони се определя от литофацисните характеристики на участъка, а основните фактори, които определят състава на циментовата суспензия, са температура, налягане в резервоара, налягане на хидравлично разбиване, наличие на солни отлагания, вид на течност и др. В общия случай циментовата суспензия се състои от цимент, средно смесващи агенти, ускорители и забавители на времето на втвърдяване, редуктор на индекса на филтрация и специални добавки. Циментът за нефтени кладенци се избира, както следва: според температурния интервал, според интервала за измерване на плътността на циментовата суспензия, според видовете течности и отлаганията в интервала на циментиране, се посочва марката цимент. Средата за смесване се избира в зависимост от наличието на солни отлагания в участъка на кладенеца или степента на соленост на пластовата вода. За да се предотврати преждевременното сгъстяване на циментовата суспензия и напояване на продуктивните хоризонти, е необходимо да се намали скоростта на филтриране на циментовата каша. NTF, gipan, CMC, PVA-TR се използват като редуктори на този индикатор. Глина, сода каустик, калциев хлорид и хромати се използват за повишаване на термичната стабилност на химическите добавки, за структуриране на дисперсионни системи и за отстраняване на страничните ефекти при използване на определени реагенти.

Избор на ядрен комплект за получаване на висококачествено ядро.

Инструмент за приемане на ядро ​​- инструмент, който осигурява приемане, отделяне от масива от g/p и запазване на сърцевината по време на процеса на пробиване и по време на транспортиране през кладенеца. до извличането му на pov-Th за изследване. Разновидности: - P1 - за ротационно пробиване с подвижен (извличащ се чрез BT) керноприемник, - P2 - несменяем керноприемник, - T1 - за турбинно пробиване със свалящ се ядроприемник, - T2 - с несменяем ядроприемник. Видове: - за вземане на проби от ядрото от масив от плътни g/s (двужилен цилиндър с приемник на сърцевината, изолиран от каналите на панкреаса и въртящ се с тялото на снаряда), - за пробиване на ядро ​​в g/c счупен, смачкан или редуващи се по плътност и твърдост (невъртящ се приемник на сърцевината, окачен на един или повече лагери и надеждни екстрактори за сърцевина и държачи на сърцевината), - за вземане на проби от сърцевината в насипно състояние g / n, лесно разр. и измиване. PZH (трябва да осигури пълно запечатване на сърцевината и блокиране на отвора за приемане на ядрото в края на пробиване)

Конструктивни характеристики и приложение на сондажните тръби.

Водещите сондажни тръби служат за прехвърляне на въртене от ротора към сондажната колона. Тръбите за сондажи обикновено са квадратни или шестоъгълни. Изработват се в два варианта: сглобяеми и масивни. Сондажните тръби с изкривени краища идват с изкривявания отвътре и отвън. Сондажните тръби със заварени съединителни краища се изработват в два вида: TBPV - със заварени свързващи краища по протежение на изкривената част и TBP - със заварени съединителни краища по протежение на незалепената част в краищата на тръбата, цилиндрична резба с стъпка 4 mm, тяга връзка на тръбата с ключалката, плътно съединяване с ключалката. Сондажните тръби със стабилизиращи накрайници се различават от стандартните тръби по наличието на гладки участъци на тръбата непосредствено зад завинтвания нипел и яката на ключалката и стабилизиращи уплътнителни ленти върху ключалките, заострени (1:32) трапецовидни резби с стъпка от 5,08 мм с прилягане по вътрешния диаметър……….

Принципи на изчисляване на сондажната колона при пробиване с сондажен двигател .

Изчисляване на BC при пробиване на SP на прав наклонен участък от насочен кладенец

Qprod=Qcosα; Qnorm=Qsinα; Ftr=μQн=μQsinα;(μ~0,3);

Pprod=Qprod+Ftr=Q(sinα+μsinα)

LI>=Lsp+Lbt+Lnc+lI1+…+l1n

Изчисляване на BC при пробиване на 3D извит участък от насочен кладенец.

II

Pi=FIItr+QIIпроект QIIпроект=|goR(sinαk-sinαn)|

Pi=μ|±2goR2(sinαk-sinαn)-goR2sinαkΔα±PnΔα|+|goR2(sinαk-sinαn)|

Δα=-- Ако>, тогава cos “+”

“-Pn” – когато кривината е зададена “+Pn” – когато кривината е нулирана

счита се, че на участъка ВС се състои от един участък =πα/180=0,1745α

Принципи на изчисляване на сондажната колона при ротационно сондиране.

Статично изчисление, когато не се вземат предвид редуващи се циклични напрежения, но се вземат предвид постоянните напрежения на огъване и усукване

За достатъчна сила или издръжливост

Статично изчисление за вертикални кладенци:

;

Kz=1,4 - при норми. конв. Kz=1,45 - с усложнения. конв.

за склонове

;

;

режим на пробиване. Метод за неговата оптимизация

Режим на пробиване - комбинация от такива параметри, които значително влияят на производителността на сбита и които бормашината може да променя от своята конзола.

Pd [kN] – тегло на бита, n [rpm] – честота на въртене на бит, Q [l/s] – дебит (подаване) на инд. добре, H [m] - проникване на бит, Vm [m / h] - механ. скорост на проникване, Vav=H/tB – средна, Vm(t)=dh/dtB – моментална, Vr [m/h] – скорост на пробиване на линия, Vr=H/(tB + tSPO + tB), C [rub/m ] – експлоатационни разходи за 1 m проникване, C=(Cd+Sch(tB + tSPO + tB))/H, Cd – цена на бит; Cch - цената на 1 час работна тренировка. rev. Оптимизиране на режима на пробиване: maxVp – разв. добре, minC – exp. добре..

(Pd, n, Q)opt=minC, maxVr

C=f1(Pd, n, Q); Vp=f2(Pd, n, Q)

Етапи на намиране на оптималния режим - на етапа на проектиране - оперативна оптимизация на режима на пробиване - настройка на режима на проектиране, като се вземе предвид информацията, получена по време на процеса на пробиване

В процеса на проектиране използваме inf. получени чрез пробиване на кладенци. в този регион, в аналог. конв., данни за goelog. секционни кладенци., препоръки на производителя свредло. инстр., работни характеристики на сондажни двигатели.

2 начина за избор на горни битове в долния отвор:

- графичен tgα=dh/dt=Vm(t)=h(t)/(topt+tsp+tv) - аналитичен

Класификация на методите за стимулиране на притока по време на разработване на сондажи.

Разработката означава комплекс от работи за предизвикване на притока на флуид от продуктивния пласт, почистване на пристволната зона от замърсяване и осигуряване на условия за получаване на възможно най-висока производителност на сондажа.

За да се получи приток от продуктивния хоризонт, е необходимо да се намали налягането в кладенеца значително под пластовото налягане. Има различни начини за намаляване на налягането, основаващи се или на замяна на тежък сондажен флуид с по-лек, или на постепенно или рязко намаляване на нивото на течността в производствената колона. За предизвикване на приток от резервоар, съставен от слабо стабилни скали, се използват методи за постепенно намаляване на налягането или с малка амплитуда на колебанията на налягането, за да се предотврати разрушаването на резервоара. Ако продуктивната формация е съставена от много здрава скала, тогава често най-голям ефект се получава при рязко създаване на големи депресии. При избора на метод за предизвикване на приток, големината и естеството на създаване на упадък, е необходимо да се вземе предвид стабилността и структурата на скалата на резервоара, състава и свойствата на насищащите го флуиди, степента на замърсяване по време на отваряне, наличието на пропускливи хоризонти, разположени в близост отгоре и отдолу, здравината на обсадната колона и състоянието на опората на кладенеца. При много рязко създаване на голям спад е възможно нарушаване на здравината и херметичността на облицовката, а при краткосрочно, но силно повишаване на налягането в кладенеца, абсорбцията на течност в продуктивната формация.

Замяна на тежка течност с по-лека. Тръбната колона се спуска почти до долния отвор, ако резервоарът е изграден от добре стабилна скала, или приблизително до горните перфорации, ако скалата не е достатъчно стабилна. Течността обикновено се заменя по метода с обратна циркулация: течност се изпомпва в пръстеновидното пространство от подвижна бутална помпа, чиято плътност е по-малка от плътността на промиващата течност в производствената колона. Тъй като по-леката течност запълва пръстена и измества по-тежката течност в тръбата, налягането в помпата се увеличава. Той достига своя максимум в момента, когато леката течност се приближи до тръбната обувка. p wmt =(p pr -r cool)qz nkt +p nkt +p mt, където p pr и p exp са плътностите на тежки и леки течности, kg/m; z тюбинг - дълбочина на спускане на тръбната колона, m; p nkt и p mt - хидравлични загуби в колоната на тръбите и в пръстена, Pa. Това налягане не трябва да надвишава изпитвателното налягане в производствения корпус p< p оп.

Ако скалата е слабо стабилна, стойността на намаляването на плътността за един цикъл на циркулация се намалява още повече, понякога до p -p = 150-200 kg/m3. Когато планирате работа по извикване на притока, трябва да вземете това предвид и предварително да подготвите контейнери с доставка на течности с подходяща плътност, както и оборудване за контрол на плътността.

При изпомпване на по-лека течност състоянието на кладенеца се следи според показанията на манометъра и съотношението на дебитите на течностите, инжектирани в пръстеновидното пространство и изтичащи от тръбите. Ако скоростта на потока на изходящия флуид се увеличи, това е знак, че притокът от резервоара е започнал. В случай на бързо увеличаване на скоростта на потока на изхода на тръбата и спад на налягането в пръстеновидното пространство, изходящият поток се насочва през линия с дросел.

Ако замяната на тежкия сондажен флуид с чиста вода или мъртво масло не е достатъчна за получаване на постоянен поток от резервоара, се прибягва до други методи за увеличаване на дебита или стимулиране.

Когато резервоарът е съставен от слабо стабилна скала, по-нататъшно намаляване на налягането е възможно чрез замяна на вода или масло със смес газ-течност. За да направите това, бутална помпа и мобилен компресор са свързани към пръстена на кладенеца. След промиване на кладенеца до чиста вода, дебитът на помпата се регулира така, че налягането в нея да е значително по-ниско от позволеното за компресора, а дебитът надолу е на ниво около 0,8-1 m/s, а компресорът е включен. Въздушният поток, инжектиран от компресора, се смесва в аератора с водния поток, подаван от помпата, и смес газ-течност навлиза в пръстена; тогава налягането в компресора и помпата ще започне да се увеличава и ще достигне максимум в момента, когато сместа се приближи до обувката на тръбите. Тъй като сместа газ-течност се движи по тръбната колона и негазираната вода се измести, налягането в компресора и помпата ще намалее. Степента на аерация и намаляване на статичното налягане в кладенеца се увеличава на малки стъпки след приключване на един или два циркулационни цикъла, така че налягането в пръстеновидното пространство при устието да не надвишава допустимото за компресора.

Значителен недостатък на този метод е необходимостта от поддържане на достатъчно високи скорости на въздушния и водния поток. Възможно е значително да се намали консумацията на въздух и вода и да се осигури ефективно намаляване на налягането в кладенеца при използване на двуфазна пяна вместо смес вода-въздух. Такива пени се приготвят на базата на минерализирана вода, въздух и подходящо разпенващо повърхностно активно вещество.

Намаляване на налягането в кладенеца с компресор. За да се предизвика приток от образувания, съставени от здрави, стабилни скали, широко се използва компресорният метод за намаляване нивото на течността в кладенец. Същността на една от разновидностите на този метод е следната. Подвижен компресор изпомпва въздух в пръстеновидното пространство по такъв начин, че да изтласка нивото на течността в него доколкото е възможно, да аерира течността в тръбата и да създаде депресия, необходима за получаване на приток от резервоара. Ако статичното ниво на течността в кладенеца преди началото на операцията е на устието, дълбочината, до която нивото в пръстеновидния отвор може да се избута обратно при инжектиране на въздух.

Ако z cn > z тръба, тогава въздухът, инжектиран от компресора, ще пробие в тръбите и ще започне да аерира течността в тях веднага щом нивото в пръстеновидното пространство спадне до тръбната обувка.

Ако z cn > z тръби, тогава предварително, при спускане на тръбите в кладенците, в тях се монтират специални пускови клапани. Горният пусков клапан е монтиран на дълбочина z "start = z" sn - 20m. Когато въздухът се впръсква от компресора, пусковият клапан ще се отвори в момента, когато наляганията в тръбата и в пръстеновидното пространство на дълбочината на монтажа му са равни; в този случай въздухът ще започне да излиза през клапана в тръбата и ще аерира течността, а налягането в пръстеновидното пространство и в тръбата ще намалее. Ако след намаляване на налягането в кладенеца притокът от формацията не започне и почти цялата течност от тръбите над клапана се измести от въздуха, клапанът ще се затвори, налягането в пръстеновидното пространство отново ще се увеличи и нивото на течността ще падне до следващия клапан. Дълбочината z"" на монтажа на следващия клапан може да се намери от уравнението, ако поставим в него z = z "" + 20 и z st \u003d z" sn.

Ако преди началото на операцията статичното ниво на течността в кладенеца е разположено значително под главата на кладенеца, то когато въздухът се инжектира в пръстеновидното пространство и нивото на течността се изтласква обратно до дълбочина z cn, налягането върху продуктивното образуване се увеличава, което може да причини абсорбция на част от течността в него. Възможно е да се предотврати поглъщането на флуид във формацията, ако в долния край на тръбната колона е монтиран пакер, а вътре в тръбната колона е монтиран специален клапан и използвайки тези устройства за отделяне на продуктивната формационна зона от останалата част. кладенецът. В този случай, когато въздухът се инжектира в пръстеновидното пространство, налягането върху формацията ще остане непроменено, докато налягането в тръбната колона над клапана падне под пластовото налягане. Веднага щом изтичането е достатъчно за притока на пластов флуид, клапанът ще се издигне и пластовият флуид ще започне да се издига по тръбопровода.

След като получи приток на нефт или газ, кладенецът трябва да работи известно време с възможно най-висок дебит, така че сондажният флуид и неговият филтрат, които са попаднали там, както и други частици тиня, да могат да бъдат отстранени от близкото зона на сондажа; в същото време скоростта на потока се регулира, така че да не започне разрушаването на резервоара. Периодично се вземат проби от флуида, изтичащ от кладенеца, за да се изследва неговият състав и свойства и да се контролира съдържанието на твърди частици в него. Чрез намаляване на съдържанието на твърди частици се преценява ходът на почистване на зоната около ствола от замърсяване.

Ако въпреки създаването на голям дебит, дебитът на кладенеца е нисък, тогава обикновено се прибягва до различни методи за стимулиране на резервоара.

Класификация на методите за стимулиране на притока в процеса на разработване на сондажи.

Въз основа на анализа на контролираните фактори е възможно да се изгради класификация на методите за изкуствено стимулиране както на резервоара като цяло, така и на дънната зона на всеки отделен кладенец. Според принципа на действие всички методи за изкуствено въздействие са разделени на следните групи:

1. Хидро-газодинамика.

2. Физични и химически.

3. Термичен.

4. Комбинирани.

Сред методите за изкуствено стимулиране на формацията най-разпространени са хидрогазодинамичните методи, свързани с контролиране на величината на налягането в резервоара чрез изпомпване на различни флуиди в находището. Днес повече от 90% от петрола, произведен в Русия, е свързан с методи за контрол на налягането в резервоара чрез изпомпване на вода в резервоара, наречени методи за наводняване за поддържане на налягането в резервоара (RPM). В редица находища поддържането на налягането се извършва чрез впръскване на газ.

Анализът на разработката на находището показва, че ако налягането в резервоара е ниско, захранващият контур е достатъчно далеч от кладенците или режимът на дренаж не е активен, степента на добив на нефт може да бъде доста ниска; коефициентът на извличане на маслото също е нисък. Във всички тези случаи е необходимо използването на една или друга PPD система.

По този начин основните проблеми на управлението на процеса на разработване на запаси чрез изкуствено стимулиране на резервоара са свързани с изследването на наводняването.

Методите за изкуствено въздействие върху дънните зони на кладенеца имат значително по-широк спектър от възможности. Въздействието върху долната зона се извършва още на етапа на първоначалното отваряне на продуктивния хоризонт по време на изграждането на кладенеца, което по правило води до влошаване на свойствата на долната зона. Най-разпространени са методите за въздействие върху зоната на дъното по време на работа на кладенеца, които от своя страна се разделят на методи за интензифициране на притока или инжекционността и методи за ограничаване или изолиране на притока на вода (ремонтни и изолационни работи - RIR).

Класификацията на методите за въздействие върху дънната зона с цел засилване на притока или инжектирането е представена в раздел. един, а за ограничаване или изолиране на притока на вода - в раздел. 2. Съвсем очевидно е, че горните таблици, тъй като са доста пълни, съдържат само най-изпитаните в практиката методи за изкуствено въздействие върху CCD. Те не изключват, а напротив, предполагат необходимостта от допълнения както по отношение на методите на експозиция, така и по отношение на използваните материали.

Преди да пристъпим към разглеждането на методите за управление на разработването на запаси, отбелязваме, че обектът на изследване е сложна система, състояща се от находище (нефтонаситена зона и зона за зареждане) със своите резервоарни свойства и насищащи флуиди и определен брой кладенци, систематично поставени върху находището. Тази система е хидродинамично унифицирана, което предполага, че всяка промяна в някой от нейните елементи автоматично води до съответна промяна в работата на цялата система, т.е. тази система се самонастройва.

Опишете техническите средства за получаване на оперативна информация по време на процеса на пробиване.

Информационна поддръжка на процеса на пробиване на нефтени и газови кладенцие най-важното звено в процеса на изграждане на кладенци, особено при въвеждане в разработка и разработване на нови нефтени и газови находища.

Изискванията за информационна поддръжка за изграждане на нефтени и газови кладенци в тази ситуация се състоят в прехвърлянето на информационните технологии в категорията на информационно поддържащи и информационно-влиятелни, при които информационната поддръжка, наред с получаването на необходимото количество информация, би дават допълнителен икономически, технологичен или друг ефект. Тези технологии включват следните сложни работи:

контрол на технологичните параметри на земята и избор на най-оптималните режими на пробиване (например избор на оптимални тежести на бит, които осигуряват висока ROP);

сондажни измервания и каротаж по време на сондиране (системи MWD и LWD);

измерване и събиране на информация, придружено от едновременно управление на технологичния процес на сондиране (управление на траекторията на хоризонтален кладенец с помощта на управлявани забойни ориентатори по сондажни телеметрични системи).

В информационното осигуряване на процеса на изграждане на кладенеца особено важна роля играе геоложки и технологични проучвания (GTI). Основната задача на услугата калодобив е да проучи геоложката структура на участъка на сондажа, да идентифицира и оцени продуктивните пластове и да подобри качеството на изграждането на сондажи въз основа на получената геоложка, геохимична, геофизична и технологична информация по време на процеса на сондаж. Оперативната информация, получена от услугата GTI, е от голямо значение при пробиване на проучвателни кладенци в малко проучени райони с трудни минни и геоложки условия, както и при пробиване на насочени и хоризонтални кладенци.

Въпреки това, във връзка с новите изисквания за информационна поддръжка на сондажния процес, задачите, които решава службата за калодобив, могат да бъдат значително разширени. Висококвалифицираният операторски персонал на GTI партията, работещ на сондажната платформа, през целия цикъл на изграждане на кладенеца, при наличието на подходящ хардуер и методически инструменти и софтуер, е в състояние да решава практически пълен набор от задачи за информационна поддръжка на процеса на пробиване:

геоложки, геохимични и технологични проучвания;

поддръжка и експлоатация с телеметрични системи (MWD и LWD-системи);

поддръжка на автономни системи за измерване и каротаж, работещи по тръби;

контрол на параметрите на сондажна кал;

контрол на качеството на обсадната колона;

изследвания на резервоарна течност по време на изпитване и изпитване на кладенци;

кабелна регистрация;

надзорни услуги и др.

В редица случаи комбинирането на тези работи в GTI партии е икономически по-изгодно и позволява спестяване на непродуктивни разходи за поддръжка на специализирани, тясно насочени геофизични партии и минимизиране на транспортните разходи.

Понастоящем обаче няма технически и софтуерно-методологични средства, които позволяват да се комбинират изброените произведения в единна технологична верига на станцията GTI.

Поради това се наложи да се разработи по-модерна GTI станция от ново поколение, която ще разшири функционалността на GTI станцията. Помислете за основните области на работа в този случай.

Основни изисквания за модерна GTI станцияе надеждност, гъвкавост, модулност и информативност.

Структура на станциятапоказано на фиг. 1. Изграден е на принципа на разпределени системи за отдалечено събиране, които са свързани помежду си чрез стандартен сериен интерфейс. Основните системи за събиране надолу по веригата са концентратори, предназначени да отделят серийния интерфейс и да свързват отделни компоненти на станцията през тях: модул за каротаж на газ, модул за геоложки инструменти, цифрови или аналогови сензори и информационни дисплеи. Чрез същите хъбове към системата за събиране (към компютъра за запис на оператора) се свързват други автономни модули и системи - модул за контрол на качеството на обсадната колона (колекторен блок), наземни модули за системи за телеметрия в сондажи, системи за запис на геофизични данни на тип Хектор или Вулкан и др.

Ориз. 1. Опростена блокова схема на GTI станцията

Хъбовете трябва едновременно да осигуряват галванична изолация на комуникационните и силови вериги. В зависимост от задачите, възложени на станцията GTI, броят на концентраторите може да бъде различен - от няколко единици до няколко десетки парчета. Софтуерът на станцията GTI осигурява пълна съвместимост и координирана работа в единна софтуерна среда на всички технически средства.

Сензори с променливи процеси

Сензорите за технологични параметри, използвани в GTI станциите, са един от най-важните компоненти на станцията. Ефективността на услугата за добив на кал при решаване на проблемите на наблюдението и оперативното управление на сондажния процес до голяма степен зависи от точността на показанията и надеждността на работата на сензорите. Въпреки това, поради тежките условия на работа (широк температурен диапазон от -50 до +50 ºС, агресивна среда, силни вибрации и др.), сензорите остават най-слабото и най-ненадеждно звено в техническите средства за каротаж на газ.

Повечето от сензорите, използвани в производствените партиди на GTI, са разработени в началото на 90-те години, използвайки вътрешна елементна база и първични измервателни елементи от местно производство. Освен това, поради липсата на избор, бяха използвани публично достъпни първични преобразуватели, които не винаги отговаряха на строгите изисквания за работа в сондажна платформа. Това обяснява недостатъчно високата надеждност на използваните сензори.

Принципите на измерване на сензорите и техните дизайнерски решения са избрани във връзка със старинни домашни сондажни платформи и следователно е трудно да се инсталират на съвременни сондажни платформи и още повече на чуждестранни сондажни съоръжения.

От гореизложеното следва, че разработването на ново поколение сензори е изключително актуално и навременно.

При разработването на GTI сензори едно от изискванията е тяхната адаптация към всички съществуващи на руския пазар сондажни съоръжения.

Наличието на богат избор от сензори с висока точност и високо интегрирани микропроцесори с малък размер позволява разработването на високоточни, програмируеми сензори с голяма функционалност. Сензорите имат еднополярно захранващо напрежение и както цифрови, така и аналогови изходи. Калибрирането и настройката на сензорите се извършват програмно от компютър от станцията, осигурява се възможност за софтуерна компенсация на температурни грешки и линеаризиране на характеристиките на сензора. Дигиталната част на електронното табло за всички видове сензори е еднотипна и се различава само по настройката на вътрешната програма, което я прави унифицирана и взаимозаменяема при ремонтни дейности. Външният вид на сензорите е показан на фиг. 2.

Ориз. 2. Сензори за технологични параметри

Датчик за натоварване с кукаима редица характеристики (фиг. 3). Принципът на действие на сензора се основава на измерване на силата на опън на сондажната линия в "мъртъв" край с помощта на сензор за тензометър. Сензорът има вграден процесор и енергонезависима памет. Цялата информация се регистрира и съхранява в тази памет. Обемът на паметта ви позволява да запазвате месечно количество информация. Сензорът може да бъде оборудван с автономно захранване, което осигурява работата на сензора при изключване на външното захранване.

Ориз. 3. Сензор за тегло на куката

Информационно табло на сондажае проектиран да показва и визуализира информация, получена от сензори. Външният вид на таблото е показан на фиг. 4.

На предния панел на конзолата на сондажа има шест линейни скали с допълнителна цифрова индикация за показване на параметрите: въртящ момент на ротора, налягане на SF на входа, плътност на SF на входа, ниво на SF в резервоара, поток на SF на входа , SF поток на изхода. Параметрите на теглото на куката, WOB се показват на две кръгови везни с допълнително дублиране в цифров вид, по аналогия с GIV. В долната част на таблото има една линейна скала за показване на скоростта на сондиране, три цифрови индикатора за показване на параметри - дълбочина на дъното, позиция над дъното, газово съдържание. Буквено-цифровият индикатор е предназначен за показване на текстови съобщения и предупреждения.

Ориз. 4. Външен вид на информационното табло

Геохимичен модул

Геохимичният модул на станцията включва газов хроматограф, анализатор на общо газово съдържание, газо-въздушна линия и дегазатор за сондажен флуид.

Най-важната част от геохимичния модул е ​​газовият хроматограф. За безпогрешно, ясно идентифициране на продуктивните интервали в процеса на тяхното отваряне е необходим много надежден, точен, високочувствителен инструмент, който позволява да се определи концентрацията и състава на наситени въглеводородни газове в диапазона от 110 -5 до 100%. За тази цел, за да завършите GTI станцията, a газов хроматограф "Рубин"(Фиг. 5) (виж статията в този брой на НТВ).

Ориз. 5. Полев хроматограф "Рубин"

Чувствителността на геохимичния модул на каротажната станция може да се увеличи и чрез увеличаване на коефициента на дегазиране на сондажния флуид.

За изолиране на дънния газ, разтворен в сондажния флуид, два вида дегазатори(фиг. 6):

поплавъчни дегазатори с пасивно действие;

активни дегазификатори с принудително разделяне на потока.

Поплавъчни дегазаториса прости и надеждни в експлоатация, но осигуряват коефициент на дегазиране не повече от 1-2%. Дегазатори с принудително раздробяванемогат да осигурят коефициент на дегазиране до 80-90%, но са по-малко надеждни и изискват постоянно наблюдение.

Ориз. 6. Дегазатори за кал

а) пасивен поплавък дегазатор; б) активен дегазатор

Извършва се непрекъснат анализ на общото газово съдържание с помощта на дистанционен сензор за общ газ. Предимството на този сензор пред традиционните общи газови анализатори, разположени в станцията, се крие в ефективността на получената информация, тъй като сензорът се поставя директно на сондажната платформа и времето на закъснение за транспортиране на газ от сондажната платформа до станцията е елиминирано. В допълнение, за завършване на станциите, разработени газови сензориза измерване на концентрациите на невъглеводородни компоненти на анализираната газова смес: водород H 2 , въглероден окис CO , сероводород H 2 S (фиг. 7).

Ориз. 7. Сензори за измерване на газовото съдържание

Геоложки модул

Геоложкият модул на станцията предвижда изследване на сондажни шламове, керн и резервоарен флуид в процеса на пробиване на кладенец, регистриране и обработка на получените данни.

Проучванията, извършени от операторите на станцията GTI, позволяват да се реши следното Основни геоложки задачи:

литоложко разделяне на разреза;

избор на колектори;

оценка на естеството на насищане на резервоара.

За бързото и качествено решаване на тези проблеми е определен най-оптималният списък от инструменти и оборудване и въз основа на това е разработен комплекс от геоложки инструменти (фиг. 8).

Ориз. 8. Оборудване и инструменти на геоложкия модул на станцията

Карбонатометър микропроцесор KM-1A предназначени за определяне на минералния състав на скалите в карбонатни участъци чрез разрези и ядро. Това устройство ви позволява да определите процента на калцит, доломит и неразтворими остатъци в изследваната скална проба. Устройството има вграден микропроцесор, който изчислява процента на калцит и доломит, чиито стойности се извеждат на цифров дисплей или на екрана на монитора. Разработена е модификация на карбонатния метър, която дава възможност да се определи съдържанието на сидеритния минерал в скалата (плътност 3,94 g/cm 3 ), което влияе върху плътността на карбонатните скали и цимента на теригенните скали, което може значително да намаляват стойностите на порьозността.

Плътномер на утайка ПШ-1 е предназначена за експресно измерване на плътността и оценка на общата порьозност на скалите с помощта на шламове и ядро. Принципът на измерване на уреда е хидрометричен, базиран на претегляне на изследваната проба утайка във въздуха и водата. С помощта на плътномер PSh-1 е възможно да се измери плътността на скалите с плътност 1,1-3 г/см³ .

Инсталация PP-3 е предназначена за идентифициране на резервоарни скали и изследване на резервоарните свойства на скалите. Това устройство ви позволява да определите обема, минералогичната плътност и общата порьозност. Принципът на измерване на уреда е термогравиметричен, базиран на високоточно измерване на теглото на изследваната скална проба, предварително наситена с вода, и непрекъснато наблюдение на изменението на теглото на тази проба при изпаряване на влагата при нагряване. По времето на изпаряване на влагата може да се прецени стойността на пропускливостта на изследваната скала.

Агрегат за течна дестилация UDZH-2 предназначен за оценка на естеството на насищане на скалните резервоари от разфасовки и ядро, свойства на филтрация и плътност, а също така ви позволява да определите остатъчно насищане с нефт и вода от керемиди и сондажни шлаки директно на мястото на сондаж поради използването на нов подход в охладителната система на дестила. Инсталацията използва кондензатна охладителна система на базата на термоелектричен елемент на Пелтие вместо водните топлообменници, използвани в такива устройства. Това намалява загубата на кондензат чрез осигуряване на контролирано охлаждане. Принципът на работа на инсталацията се основава на изместване на резервоарни флуиди от порите на скалните проби поради свръхналягане, което възниква при термостатично контролирано нагряване от 90 до 200 ºС ( 3 ºС), кондензация на пари в топлообменник и отделяне от кондензата, образуван по време на процеса на дестилация, чрез плътност в масло и вода.

Инсталация за термична десорбция и пиролиза позволява да се определи наличието на свободни и сорбирани въглеводороди от малки проби от скали (утайки, парчета ядро), както и да се оцени наличието и степента на трансформация на органичната материя и въз основа на интерпретацията на получените данни да се идентифицира интервали на резервоари, шапки на продуктивни отлагания в участъци от кладенци, както и за оценка на наситеността на природата на колектора.

IR спектрометър създаден за определяне на наличието и количествено определяне на наличието на въглеводороди в изследваната скала (газов кондензат, лек нефт, тежък нефт, битум и др.) с цел оценка на естеството на наситеност на резервоара.

Луминоскоп LU-1M с дистанционен UV осветител и фотографско устройство е предназначено за изследване на сондажни шламове и проби от керна под ултравиолетова светлина с цел определяне на наличието на битумни вещества в скалата, както и тяхното количествено определяне. Принципът на измерване на устройството се основава на свойството на битумоидите при облъчване с ултравиолетови лъчи да излъчват „студено” сияние, чийто интензитет и цвят позволяват визуално да се определи наличието, качествения и количествения състав на битумоида в изследваната скала. за да се оцени естеството на насищане на резервоара. Устройството за фотографиране на екстракти е предназначено за документиране на резултатите от луминесцентен анализ и помага за премахване на субективния фактор при оценка на резултатите от анализа. Дистанционен осветител позволява предварителна проверка на голяма сърцевина на сондажната платформа, за да се открие наличието на битумоиди.

Изсушител за утайки OSH-1 предназначени за експресно сушене на проби от утайки под въздействието на топлинен поток. Осушителят има вграден регулируем таймер и няколко режима за регулиране на интензитета и температурата на въздушния поток.

Техническите и информационни възможности на описаната GTI станция отговарят на съвременните изисквания и позволяват внедряването на нови технологии за информационна поддръжка за изграждане на нефтени и газови кладенци.

Минно-геоложки характеристики на участъка, влияещи върху възникването, предотвратяването и отстраняването на усложненията.

Усложненията в процеса на сондиране възникват поради следните причини: сложни минно-геоложки условия; слаба осведоменост за тях; ниска скорост на пробиване, например поради дълъг престой, лоши технологични решения, включени в техническия проект за изграждане на сондаж.

Когато сондирането е сложно, е по-вероятно да възникнат аварии.

Минно-геоложките характеристики трябва да се познават, за да се изготви правилно проект за изграждане на кладенец, за предотвратяване и справяне с усложнения по време на изпълнението на проекта.

Резервоарно налягане (Рpl) - налягане на флуида в скали с отворена порьозност. Това е името на скалите, в които празнините комуникират една с друга. В този случай пластовата течност може да тече според законите на хидромеханиката. Тези скали включват запушалки, пясъчници, резервоари на продуктивни хоризонти.

Порно налягане (Ppor) - налягане в затворени кухини, т.е. налягане на флуида в порестото пространство, в което порите не комуникират помежду си. Такива свойства притежават глините, солените скали, колекторните капаци.

Налягането на открития слой (Pg) е хидростатичното (геостатичното) налягане на разглежданата дълбочина от горните пластове GP.

Статичното ниво на резервоарната течност в кладенеца, определено от равенството на налягането на тази колона с налягането в резервоара. Нивото може да е под повърхността на земята (кладенецът ще абсорбира), да съвпада с повърхността (има равновесие) или да е над повърхността (кладенецът блика) Рpl=rgz.

Динамичното ниво на течността в кладенеца се задава над статичното ниво при добавяне към кладенеца и под него - при изтегляне на течност, например при изпомпване с потопяема помпа.

депресия P=Pskv-Rpl<0 – давление в скважине меньше пластового. Наличие депрессии – необходимое условие для притока пластового флюида.

Репресия Р=Рskv-Рpl>0 – налягането в кладенеца не е по-високо от пластовото налягане. Настъпва абсорбция.

Коефициент на аномалия на налягането в резервоара Ka=Рpl/rwgzpl (1), където zpl е дълбочината на горната част на разглеждания резервоар, rv е плътността на водата, g е ускорението на свободно падане. Ka<1=>ANPD; Ka>1=>AVPD.

Загуба или налягане при хидравлично разбиване Рp - налягане, при което възникват загуби от всички фази на сондиране или циментиране. Стойността на Pp се определя емпирично според наблюденията по време на процеса на сондиране или с помощта на специални изследвания в кладенеца. Получените данни се използват при пробиване на други подобни кладенци.

Комбинирана графика на налягането за усложнения. Избор на първия вариант за проектиране на кладенец.

Комбинирана графика на налягането. Избор на първия вариант за проектиране на кладенец.

За да се изготви правилно технически проект за изграждане на кладенци, е необходимо да се знае точно разпределението на наляганията на резервоара (порите) и абсорбционните налягания (хидравлично разбиване) по дълбочина или, което е същото, разпределението на Ka и Kp ( в безразмерна форма). Разпределението на Ka и Kp е представено на комбинираната графика на налягането.

Разпределение на Ka и Kp в дълбочина z.

· Проектиране на кладенеца (1-ви вариант), който след това се уточнява.

От тази графика се вижда, че имаме три интервала на дълбочина със съвместими условия на сондиране, тоест такива, в които може да се използва флуид със същата плътност.

Особено трудно е да се пробива, когато Ka=Kp. Пробиването става супер сложно, когато Ka=Kp<1. В этих случаях обычно бурят на поглощение или применяют промывку аэрированной жидкостью.

След отваряне на абсорбиращия интервал се извършват изолационни работи, поради което Kp се увеличава (изкуствено), което прави възможно, например, циментиране на колоната.

Схема на циркулационната система на кладенците

Схема на циркулационната система на кладенците и схема на разпределение на налягането в нея.

Схема: 1. Бит, 2. Двигател, 3. Накрайник за сондаж, 4. BT, 5. Сглобка на инструмента, 6. Квадрат, 7. Вирбел, 8. Втулка за пробиване, 9. Щранг, 10. Тръбопровод под налягане (колектор), 11. Помпа, 12. Смукателна тръба, 13. Улейна система, 14. Вибриращо сито.

1. Линия за разпределение на хидростатичното налягане.

2. Линия за разпределение на хидравличното налягане в скоростната кутия.

3. Линия за разпределение на хидравличното налягане в BT.

Налягането на флуида за промиване върху формацията трябва винаги да бъде в рамките на засенчената зона между Ppl и Pp.

През всяка резбова връзка на ВС течността се опитва да изтече от тръбата към пръстеновидния пръстен (по време на циркулация). Тази тенденция е причинена от спадане на налягането в тръбите и скоростната кутия. Изтичането причинява разрушаване на резбовата връзка. При Ceteris paribus органичен недостатък на пробиване с хидравличен сондажен двигател е повишеният спад на налягането върху всяка резбова връзка, тъй като при сондажния двигател

Циркулационната система се използва за подаване на сондажния флуид от главата на кладенеца към приемните резервоари, почистването му от шламове и дегазиране.

Фигурата показва опростена схема на циркулационната система TsS100E: 1 - тръбопровод за доливане; 2 - тръбопровод за разтвор; 3 - почистващ блок; 4 - приемен блок; 5 - шкаф за управление на електрическо оборудване.

Опростена конструкция на циркулационната система е коритна система, която се състои от корито за движение на хоросан, палуба в близост до коритото за ходене и почистване на коритата, парапети и основата.

Улуците могат да бъдат дървени от 40 мм дъски и метални от 3-4 мм железни листове. Ширина - 700-800 мм, височина - 400-500 мм. Използват се правоъгълни и полукръгли улуци. За да се намали дебитът на разтвора и утайката изпада от него, в улуците се монтират прегради и капки с височина 15-18 см. В долната част на улука на тези места се монтират люкове с клапани, през които утаената скала се отстранява. Общата дължина на улучната система зависи от параметрите на използваните флуиди, условията и технологията на пробиване, както и от механизмите, използвани за почистване и дегазиране на флуидите. Дължината, като правило, може да бъде в рамките на 20-50 m.

При използване на комплекти от механизми за почистване и дегазиране на разтвора (вибриращи сита, пясъчни сепаратори, десилтери, дегазатори, центрофуги), улучната система се използва само за подаване на разтвора от кладенеца към механизма и приемните резервоари. В този случай дължината на улучната система зависи само от местоположението на механизмите и контейнерите по отношение на кладенеца.

В повечето случаи улучната система се монтира върху метални основи в секции с дължина 8-10 м и височина до 1 м. Такива секции се монтират на стоманени телескопични стелажи, които регулират височината на монтаж на улука, което улеснява демонтаж на водосточната система през зимата. Така че, когато резниците се натрупват и замръзват под улуците, улуците заедно с основите могат да бъдат отстранени от стелажите. Монтирайте водосточната система с наклон към движението на разтвора; водосточната система е свързана към главата на кладенеца с тръба или улей с по-малко напречно сечение и с голям наклон, за да се увеличи скоростта на разтвора и да се намали отпадането на утайката на това място.

В съвременната технология за пробиване на кладенци се налагат специални изисквания към сондажните течности, според които оборудването за почистване на кал трябва да осигурява висококачествено почистване на калта от твърдата фаза, да я смесва и охлажда и да отстранява от калта газа, който е постъпил в нея. газонаситени образувания по време на сондиране. Във връзка с тези изисквания съвременните сондажни машини са оборудвани с циркулационни системи с определен набор от унифицирани механизми - резервоари, устройства за почистване и приготвяне на сондажни течности.

Механизмите на циркулационната система осигуряват тристепенно почистване на сондажния флуид. От кладенеца разтворът влиза във вибриращото сито в първия етап на грубо почистване и се събира в резервоара на резервоара, където се отлага едър пясък. От резервоара разтворът преминава в отделението на циркулационната система и се подава от центробежна суспензия към дегазатора, ако е необходимо да се дегазира разтворът, и след това към пясъчния сепаратор, където преминава втория етап на пречистване от скали с размери до 0,074-0,08 мм. След това разтворът се подава в десилтера - третият етап на пречистване, където се отстраняват скални частици до 0,03 mm. Пясък и тиня се изсипват в резервоар, откъдето се подава в центрофуга за допълнително отделяне на разтвора от скалата. Пречистеният разтвор от третия етап постъпва в приемните резервоари - в приемния блок на калните помпи, за да се подава в кладенеца.

Оборудването на циркулационните системи се комплектова от завода в следните блокове:

устройство за пречистване на разтвор;

междинен блок (един или два);

приемен блок.

Основата за сглобяване на блокове са правоъгълни контейнери, монтирани върху основи за шейни.

Хидравлично налягане на глинени и циментови разтвори след спиране на циркулацията.

Поглъщания. Причините за тяхното възникване.

отабсорбция на пробиване или фугиране на суспензии - вид усложнение, което се проявява чрез напускане на течност от кладенеца в скалната формация. За разлика от филтрирането, абсорбцията се характеризира с факта, че всички фази на течността влизат в HP. И при филтриране само няколко. На практика загубите се дефинират и като дневна загуба на сондажен флуид в пласта, надвишаваща естествената загуба поради филтриране и изрязване. Всеки регион има свой собствен стандарт. Обикновено се допускат няколко m3 на ден. Абсорбцията е най-често срещаният вид усложнения, особено в районите на Уралско-Поволжския регион на Източен и Югоизточен Сибир. Поглъщането се извършва в участъци, в които обикновено има раздробени ГП, локализирани са най-големите деформации на скалите и тяхната ерозия се дължи на тектонски процеси. Например в Татарстан 14% от календарното време се изразходва годишно за борба с поглъщанията, което надвишава времето, прекарано за кожа. пробиване. В резултат на загубите условията на сондиране на кладенци се влошават:

1. Опасността от залепване на инструмента се увеличава, т.к скоростта на възходящия поток на флуида за промиване над зоната на поглъщане намалява рязко, ако големи частици от шлама не влязат в пласта, тогава те се натрупват в кладенеца, причинявайки издувания и залепване на инструмента. Вероятността от залепване на инструмента чрез утаяване на утайката особено се увеличава след спиране на помпите (циркулацията).

2. Усилват се сипеи и срутвания в нестабилни скали. GNWP може да възникне от флуидни хоризонти, присъстващи в разреза. Причината е намаляване на налягането на течния стълб. При наличие на два или повече едновременно отворени слоя с различни коефициенти. Ka и Kp между тях, може да има преливания, които затрудняват работата по изолацията и последващото циментиране на кладенеца.

Много време и материални ресурси (инертни пълнители, фугиращи материали) се губят за изолация, престой и аварии, които причиняват загуби.

Причини за поглъщане

Качествената роля на фактора, който определя степента на изтичане на разтвора в зоната на абсорбция, може да се проследи чрез разглеждане на потока на вискозен флуид в кръгово поресто образувание или кръгъл процеп. Формулата за изчисляване на дебита на абсорбираната течност в пореста кръгла форма се получава чрез решаване на системата от уравнения:

1. Уравнение на движение (форма на Дарси)

V=K/M*(dP/dr): (1) където V, P, r, M са съответно дебит, текущо налягане, радиус на образуване, вискозитет.

2. Уравнение за запазване на масата (непрекъснатост)

V=Q/F (2) където Q, F=2πrh , h са съответно скоростта на поглъщане на течността, променливата площ по радиуса, дебелината на абсорбционната зона.

3. Уравнение на състоянието

ρ=const (3) решавайки тази система от уравнения: 2 и 3 в 1 получаваме:

Q=(K/M)*2π rH (dP/dr)

Q=(2π HK(Pс-Пмн.ч))/Mln(rk/rc) (4)формула Dupii

Подобна формула на Бусенеско (4) може да се получи и за m кръгови пукнатини (прорези), еднакво отворени и на еднакво разстояние една от друга.

Q= [(πδ3(Pc-Ppl))/6Mln (rk/rc) ] *m (5)

δ- отвор (височина) на междината;

m е броят на пукнатините (прорезите);

M е ефективният вискозитет.

Ясно е, че за да се намали дебитът на абсорбираната течност по формули (4) и (5), е необходимо да се увеличат параметрите в знаменателите и да се намалят в числителя.

Според (4) и (5)

Q=£(H(или m), Ppl, rk, Pc, rc, M, K, (или δ)) (6)

Параметрите, включени във функция (6), могат условно да бъдат разделени на 3 групи според произхода им към момента на отваряне на зоната на абсорбция.

1. група - геоложки параметри;

2-ра група - технологични параметри;

3. група - смесена.

Това разделение е условно, тъй като по време на работа, т.е. технологичното въздействие (извличане на течности, наводняване и др.) върху резервоара също се променя Ppl, rk

Загуби в скали със затворени пукнатини. Характеристика на индикаторните криви. Хидравлично разбиване и неговото предотвратяване.

Характеристика на индикаторните криви.

След това ще разгледаме ред 2.

Приблизително индикаторната крива за скали с изкуствено отворени затворени пукнатини може да се опише със следната формула: Рс = Рb + Рpl + 1/А*Q+BQ2 (1)

За скали с естествено отворени пукнатини индикаторната крива е специален случай на формула (1)

Рс-Рpl= ΔР=1/А*Q=А*ΔР

По този начин в скали с открити пукнатини абсорбцията ще започне при всякакви стойности на репресия, а в скали със затворени пукнатини, само след като в кладенеца се създаде налягане, равно на налягането на хидравличното счупване Рс*. Основната мярка за борба със загубите в скали със затворени пукнатини (глини, соли) е предотвратяването на хидравлично разбиване.

Оценка на ефективността на работата за премахване на абсорбцията.

Ефективността на изолационните работи се характеризира с инжективността (A) на абсорбционната зона, която може да бъде постигната в хода на изолационните работи. Ако в този случай получената инжективност A се окаже по-ниска от някаква технологично приемлива стойност на инжекционност Aq, която е характерна за всеки регион, тогава работата по изолацията може да се счита за успешна. По този начин условието на изолация може да се запише като А≤Аq (1) А=Q/Рс- Р* (2) За скали с изкуствено отворени пукнатини Р* = Рb+Рpl+Рр (3) където Рb е страничното скално налягане , Рр - якост на опън g.p. В частни случаи Рb и Рр = 0 за скали с естествени открити пукнатини А= Q/Pc - Рpl (4) ако не се допуска и най-малкото поглъщане, тогава Q=0 и А→0,

след това Rs<Р* (5) Для зоны с открытыми трещинами формула (5) заменяется Рс=Рпл= Рпогл (6). Если давление в скважине определяется гидростатикой Рс = ρqL то (5 и 6) в привычных обозначениях примет вид: ρо≤Кп (7) и ρо= Ка=Кп (8). На практике трудно определить давление поглощения Р* , поэтому в ряде районов, например в Татарии оценка эффективности изоляционных работ проводят не по индексу давления поглощения Кп а по дополнительной приемистости Аq. В Татарии допустимые приемистости по тех. воде принято Аq≤ 4 м3/ч*МПа. Значение Аq свое для каждого района и различных поглощаемых жидкостей. Для воды оно принимается обычно более, а при растворе с наполнителем Аq берется меньше. Согласно 2 и 4 А=f (Q; Рс) (9). Т.е все способы борьбы с поглощениями основаны на воздействии на две управляемые величины (2 и 4) , т.е. на Q и Рс.

Начини за борба с абсорбциите в процеса на отваряне на зоната на абсорбция.

Традиционните методи за предотвратяване на загуби се основават на намаляване на спада на налягането върху абсорбиращата формация или промяна на a/t) на филтрираната течност. Ако вместо да се намали спада на налягането в формацията, вискозитетът се увеличи чрез добавяне на запушващи материали, бентонит или други вещества, степента на загуба ще се промени обратно с увеличаването на вискозитета, както следва от формула (2.86). На практика, ако параметрите на разтвора се контролират, вискозитетът може да се променя само в относително тесни граници. Предотвратяването на загуби чрез преминаване към промиване с разтвор с повишен вискозитет е възможно само ако се разработят научно обосновани изисквания за тези течности, като се вземат предвид особеностите на техния поток в резервоара. Подобряването на техниките за предотвратяване на загуби, основаващи се на намаляване на спада на налягането върху поглъщащите формации, е неразривно свързано с задълбочено проучване и разработване на методи за пробиване на кладенци в равновесие в системата на кладенец-колектор. Сондажният флуид, прониквайки в поглъщащата формация до определена дълбочина и сгъстявайки се в абсорбционните канали, създава допълнителна пречка за движението на сондажния флуид от сондажа в формацията. Свойството на разтвора да създава устойчивост на движението на флуид вътре във формацията се използва при извършване на превантивни мерки с цел предотвратяване на загуби. Силата на такова съпротивление зависи от структурните и механичните свойства на разтвора, размера и формата на каналите, както и от дълбочината на проникване на разтвора в резервоара.

За да формулираме изисквания за реологичните свойства на сондажните флуиди по време на преминаването на поглъщащи формации, ние разглеждаме кривите (фиг. 2.16), които отразяват зависимостта на напрежението на срязване и скоростта на деформация de / df за някои модели на ненютонов флуид. Права линия 1 съответства на модела на вископластична среда, която се характеризира с граничното напрежение на срязване t0. Крива 2 характеризира поведението на псевдопластичните флуиди, при което с увеличаване на скоростта на срязване скоростта на нарастване на напрежението се забавя и кривите се изравняват. Права линия 3 отразява реологичните свойства на вискозна течност (нютонова). Крива 4 характеризира поведението на вискоеластични и дилатантни флуиди, при които напрежението на срязване рязко нараства със скоростта на деформация. Вискоеластични течности, по-специално, включват слаби разтвори на някои полимери (полиетилен оксид, гуарова гума, полиакриламид и др.) във вода, които проявяват способността да намаляват рязко (2-3 пъти) хидродинамични съпротивления по време на поток от течности с високи Числа на Рейнолдс (ефект на Томс). В същото време вискозитетът на тези течности при движение през абсорбиращите канали ще бъде висок поради високите скорости на срязване в каналите. Пробиване с промиване с газирани сондажни течности е една от радикалните мерки в набора от мерки и методи, предназначени за предотвратяване и отстраняване на загуби при пробиване на дълбоки кладенци. Аерацията на сондажния флуид намалява хидростатичното налягане, като по този начин допринася за връщането му в достатъчни количества на повърхността и съответно за нормалното почистване на сондажа, както и за подбора на представителни проби от проходими скали и пластови течности. Технико-икономическите показатели при пробиване на кладенци с промиване на дъното с аериран разтвор са по-високи в сравнение с тези при използване на вода или други сондажни течности като пробивна течност. Качеството на пробиване в продуктивни пластове също е значително подобрено, особено в полета, където тези формации имат необичайно ниско налягане.

Ефективна мярка за предотвратяване на загубата на сондажна течност е въвеждането на пълнители в циркулиращия сондажен флуид. Целта на тяхното приложение е да създават тампони в абсорбционните канали. Тези тампони служат като основа за отлагане на филтрационна (глинеста) утайка и изолиране на абсорбиращи слоеве. V.F. Роджърс вярва, че свързващ агент може да бъде практически всеки материал, който е достатъчно малък, за да бъде изпомпван в сондажния флуид от калните помпи. В САЩ повече от сто вида пълнители и техните комбинации се използват за запушване на абсорбиращи канали. Като запушващи агенти, дървени стърготини или лик, рибни люспи, сено, каучукови отпадъци, листа от гутаперча, памук, памучни кутии, влакна от захарна тръстика, орехови черупки, гранулирана пластмаса, перлит, експандирана глина, текстилни влакна, битум, слюда, азбест , рязана хартия, мъх, нарязан коноп, целулозни люспи, кожа, пшенични трици, боб, грах, ориз, пилешки пера, буци глина, гъба, кокс, камък и др. Тези материали могат да се използват поотделно и в комбинации, произведени от индустрията или гримирана преди употреба. Много е трудно да се определи в лабораторията пригодността на всеки мостов материал поради непознаването на размера на дупките, които трябва да бъдат запушени.

В чуждестранната практика се обръща специално внимание на осигуряването на "плътна" опаковка на пълнителите. Придържа се към мнението на Фурнас, според което най-плътната опаковка на частиците отговаря на условието за тяхното разпределение по размери според закона на геометричната прогресия; при елиминиране на загубите, най-голям ефект може да се получи с най-уплътнената тапа, особено в случай на мигновена загуба на сондажна течност.

Пълнителите според качествените си характеристики се делят на влакнести, ламелни и гранулирани. Влакнестите материали са от растителен, животински, минерален произход. Това включва синтетични материали. Видът и размерът на влакното значително влияят върху качеството на работата. Важна е стабилността на влакната по време на циркулацията им в сондажния флуид. Материалите дават добри резултати при запушване на пясъчни и чакълести образувания със зърна до 25 mm в диаметър, както и запушване на пукнатини в едрозърнести (до 3 mm) и дребнозърнести (до 0,5 mm) скали.

Ламелните материали са подходящи за запушване на едър чакъл и пукнатини с размер до 2,5 мм. Те включват: целофан, слюда, люспи, памучни семена и др.

Гранулирани материали: перлит, натрошен каучук, парчета пластмаса, орехови черупки и др. Повечето от тях ефективно запушват чакълни слоеве със зърна до 25 mm в диаметър. Перлитът дава добри резултати в чакълени легла с диаметър на зърното до 9-12 mm. Черупките на орехите от 2,5 mm или по-малко се напукват на тапата с размери до 3 mm, а по-големите (до 5 mm) и натрошените гумени тапи се напукват с размери до 6 mm, т.е. те могат да запушат пукнатини 2 пъти повече, отколкото при използване на влакнести или ламелни материали.

При липса на данни за размера на зърната и пукнатините в абсорбиращия хоризонт се използват смеси от влакнести материали с ламелни или зърнести материали, целофан със слюда, влакнести материали с люспести и зърнести материали, както и при смесване на зърнести материали: перлит с гумени или орехови черупки. Най-добрата смес за елиминиране на абсорбцията при ниски налягания е силно колоиден глинен разтвор с добавка на влакнести материали и листове от слюда. Влакнестите материали, отлагани върху стената на кладенеца, образуват решетка. Листовете от слюда подсилват тази мрежа и запушват по-големи канали в скалата, а отгоре на всичко това се образува тънка и плътна глинена питка.

Газ вода и нефт шоу програми. Техните причини. Признаци на приток на флуиди в пласта. Класификация и разпознаване на видовете прояви.

При загуба флуидът (промиване или фугиране) изтича от кладенеца в кладенеца, а когато се появи, обратно - от пласта в кладенеца. Причини за притока: 1) нахлуване в кладенеца на място с изрезки от образувания, съдържащи течност. В този случай налягането в кладенеца не е непременно по-високо и по-ниско, отколкото в резервоара; 2) ако налягането в кладенеца е по-ниско от пластовото налягане, т.е. има спад върху пласта, основните причини за възникване на депресия, т.е. намаляване на налягането върху формацията в кладенеца, са следните: 1 ) не добавяне на сондажна течност към кладенеца при повдигане на инструмента. Необходимо е устройство за автоматично пълнене в кладенеца; 2) намаляване на плътността на промиващата течност поради нейното разпенване (обгазяване), когато течността влезе в контакт с въздуха на повърхността в улучната система, както и поради обработката на повърхностноактивни вещества. Изисква се обезгазяване (механично, химическо); 3) пробиване на кладенец в несъвместими условия. На диаграмата има два слоя. Първият слой се характеризира с Ka1 и Kp1; за втория Ka2 и Kp2. първи слой трябва да се пробива с кал ρ0.1 (между Ka1 и Kp1), вторият слой ρ0.2 (фиг.)

Невъзможно е да се отвори вторият слой върху разтвор с плътност за първия слой, тъй като той ще бъде загубен във втория слой; 4) резки колебания на хидродинамичното налягане по време на спиране на помпата, SPO и други работи, утежнени от увеличаване на статичното напрежение на срязване и наличието на пълнежни кутии върху колоната;

5) подценена плътност на приетите в техническия проект p.l поради лошо познаване на действителното разпределение на резервоарното налягане (Ka), т.е. геологията на района. Тези причини са свързани повече с проучвателните кладенци; 6) ниско ниво на оперативно усъвършенстване на резервоарните налягания чрез прогнозирането им по време на задълбочаването на кладенеца. Неизползване на методите за прогнозиране на d-експонента, σ (сигма)-показател и др.; 7) загуба на утежняващ агент от сондажната течност и намаляване на хидравличното налягане. Признаци за приток на пластова течност са: 1) повишаване на нивото на циркулиращата течност във всмукателния резервоар на помпата. Нуждаете се от нивомер? 2) от разтвора се отделя газ, напускащ кладенеца на кладенеца, разтворът кипи; 3) след спиране на циркулацията разтворът продължава да изтича от кладенеца (кладенецът прелива); 4) налягането се повишава рязко при неочаквано отваряне на резервоара с AHFP. Когато маслото тече от резервоарите, неговият филм остава по стените на улуците или се стича върху разтвора в улуците. При навлизане на пластовата вода се променят свойствата на кладенците. Плътността му обикновено пада, вискозитетът може да намалее или да се увеличи (след навлизане на солена вода). Загубата на вода обикновено се увеличава, pH се променя, електрическото съпротивление обикновено намалява.

Класификация на притока на течности. Произвежда се според сложността на необходимите мерки за тяхното ликвидиране. Те се разделят на три групи: 1) проява - неопасен приток на резервоарни флуиди, които не нарушават процеса на сондиране и приетата технология на работа; 2) освобождаване - потокът на флуидите, който може да бъде елиминиран само чрез специална целенасочена промяна в технологията на сондиране, налична на сондажната площадка и оборудването; 3) фонтан - навлизане на флуид, елиминирането на което изисква използването на допълнителни инструменти и оборудване (с изключение на наличните на платформата) и което е свързано с възникването на налягания в системата за формиране на кладенеца, които застрашават целостта на сондажа . , сондажно оборудване и образувания в насипната част на кладенеца.

Монтаж на циментови мостове. Характеристики на избора на формулировка и приготвяне на циментова каша за монтаж на мостове.

Една от сериозните разновидности на технологията на процеса на циментиране е инсталирането на циментови мостове за различни цели. Подобряването на качеството на циментовите мостове и ефективността на тяхната работа е неразделна част от подобряването на процесите на пробиване, завършване и експлоатация на кладенци. Качеството на мостовете и тяхната издръжливост също определят надеждността на опазването на околната среда. В същото време теренните данни показват, че често се отбелязват случаи на монтаж на нискоякостни и непропускливи мостове, преждевременно втвърдяване на циментовата каша, залепване на струнни тръби и др. Тези усложнения са причинени не само и не толкова от свойствата на използваните фугиращи материали, а от спецификата на самите работи при монтажа на мостове.

В дълбоки високотемпературни кладенци по време на тези работи често възникват аварии поради интензивно сгъстяване и втвърдяване на смес от глина и циментови разтвори. В някои случаи мостовете пропускат или не са достатъчно здрави. Успешният монтаж на мостове зависи от много природни и технически фактори, които определят характеристиките на образуването на циментов камък, както и неговия контакт и "сцепление" със скали и тръбен метал. Следователно оценката на носещата способност на моста като инженерна конструкция и изследването на съществуващите условия в кладенеца са задължителни при извършване на тези работи.

Целта на монтажа на мостове е да се получи стабилно водо-газонепропускливо стъкло от циментов камък с определена якост за придвижване към горния хоризонт, пробиване на нов сондаж, укрепване на нестабилната и кавернозна част на сондажа, тестване на хоризонта с помощта на пластов тестер, основен ремонт и консервация или ликвидация на кладенци.

Според естеството на действащите натоварвания могат да се разграничат две категории мостове:

1) под налягане на течност или газ и 2) под натоварване от теглото на инструмента по време на пробиване на втория сондаж, използването на тестер на формация или в други случаи (мостовете от тази категория трябва, в допълнение към като газонепропускливи, имат много висока механична якост).

Анализът на полеви данни показва, че върху мостовете могат да се създават налягания до 85 MPa, аксиални натоварвания до 2100 kN и напрежения на срязване до 30 MPa на 1 m от дължината на моста. Такива значителни натоварвания възникват по време на изпитване на кладенци с помощта на тестери за резервоари и по време на други видове работа.

Носещата способност на циментовите мостове зависи до голяма степен от тяхната височина, наличието (или отсъствието) и състоянието на калната утайка или остатъците от кал върху струната. При отстраняване на насипната част от глинената торта напрежението на срязване е 0,15-0,2 MPa. В този случай, дори при настъпване на максимални натоварвания, е достатъчна височина на моста от 18–25 м. Наличието на слой от сондажна (глинеста) кал с дебелина 1–2 mm върху стените на колоната води до намаляване на напрежението на срязване и увеличаване на необходимата височина до 180–250 м. В тази връзка височината на моста трябва да се изчисли по формулата Nm ≥ Ho – Qm/pDc [τm] (1) където H0 е монтажната дълбочина на долната част на моста; QM е аксиалното натоварване на моста, дължащо се на спадане на налягането и разтоварване на тръбната колона или тестера на пласта; Dc - диаметър на кладенеца; [τm] - специфична носеща способност на моста, чиито стойности се определят както от адхезивните свойства на запълващия материал, така и от начина на монтаж на моста. Плътността на моста зависи и от неговата височина и от състоянието на контактната повърхност, тъй като налягането, при което се получава пробив на вода, е право пропорционално на дължината и обратно пропорционално на дебелината на кората. Ако между обсадната колона и циментовия камък има глинена утайка с напрежение на срязване 6,8-4,6 MPa, дебелина 3-12 mm, градиентът на налягането на пробив на водата е съответно 1,8 и 0,6 MPa на 1 m. липса на кора, пробивът на вода се случва при градиент на налягане повече от 7,0 MPa на 1 m.

Следователно херметичността на моста също зависи до голяма степен от условията и начина на монтажа му. В тази връзка височината на циментовия мост също трябва да се определи от израза

Nm ≥ No – Pm/[∆r] (2) където Pm е максималната стойност на разликата в налягането, действаща върху моста по време на неговата работа; [∆p] - допустим градиент на налягане на пробив на флуида по зоната на контакт на моста със стената на сондажа; тази стойност също се определя главно в зависимост от начина на монтаж на моста, от приложените запълващи материали. От стойностите на височината на циментовите мостове, определени по формули (1) и (2), изберете повече.

Монтажът на мост има много общо с процеса на циментиране на колони и има следните характеристики:

1) използва се малко количество материали за запълване;

2) долната част на тръбите за пълнене не е оборудвана с нищо, спирателният пръстен не е монтиран;

3) не се използват гумени разделителни тапи;

4) в много случаи кладенците се промиват обратно, за да се „отреже“ покрива на моста;

5) мостът не е ограничен от нищо отдолу и може да се разпространи под действието на разликата в плътността на цимента и сондажните течности.

Монтажът на мост е проста операция по отношение на дизайна и метода, която в дълбоки кладенци се усложнява значително от фактори като температура, налягане, газови, водни и маслени шоута и др. Дължината, диаметърът и конфигурацията на изливащите тръби , реологичните свойства на цимента и сондажните флуиди също са от не малко значение.чистота на сондажа и режими на низходящ и възходящ поток. Монтажът на моста в откритата част на сондажа се влияе значително от кавернозността на сондажа.

Циментовите мостове трябва да са достатъчно здрави. Работната практика показва, че ако по време на изпитване на якост мостът не се срути при прилагане на специфично аксиално натоварване от 3,0-6,0 MPa към него и едновременно промиване, тогава неговите якостни свойства удовлетворяват условията както за пробиване на нов сондаж, така и за натоварване от тежестта на тръбната колона или тестер за образуване.

При монтиране на мостове за пробиване на нова шахта те са обект на допълнително изискване за височина. Това се дължи на факта, че здравината на горната част (H1) на моста трябва да гарантира възможността за пробиване на нов кладенец с приемлива интензивност на кривина, а долната част (H0) - надеждна изолация на стария кладенец. Nm = H1 + No = (2Dc * Rc) 0,5 + No (3)

където Rc е радиусът на кривината на ствола.

Анализът на наличните данни показва, че получаването на надеждни мостове в дълбоки кладенци зависи от комплекс от едновременно действащи фактори, които могат да бъдат разделени на три групи.

Първата група са природни фактори: температура, налягане и геоложки условия (кавернозност, раздробяване, действие на агресивни води, водни и газови интрузии и загуби).

Втора група - технологични фактори: дебит на цимент и сондажни течности в тръбите и пръстеновидното пространство, реологичните свойства на разтворите, химичният и минералогичен състав на свързващото вещество, физико-механичните свойства на циментовия разтвор и камъка, ефектът на свиване на цимент за нефтени кладенци, свиваемостта на сондажния флуид, хетерогенността на плътностите, коагулацията на сондажния флуид при смесване с цимент (образуване на пасти с висок вискозитет), размерът на пръстеновидната междина и ексцентриситетът на местоположението на тръбите в кладенеца, времето на контакт на буферната течност и циментовата каша с глинената утайка.

Трета група - субективни фактори: използването на фугиращи материали, неприемливи за дадените условия; неправилен избор на състава на разтвора в лабораторията; недостатъчна подготовка на сондажа и използване на сондажен флуид с високи стойности на вискозитет, SSS и загуба на течност; грешки при определяне на количеството изместваща течност, местоположението на инструмента за леене, дозировката на реагентите за смесване на циментова суспензия в кладенеца; използването на недостатъчен брой циментиращи единици; използване на недостатъчно количество цимент; ниска степен на организация на процеса на монтаж на моста.

Повишаването на температурата и налягането допринася за интензивното ускоряване на всички химични реакции, причинявайки бързо сгъстяване (загуба на помпаемост) и втвърдяване на циментовия разтвор, който след краткотрайно спиране на циркулацията понякога е невъзможно да се прокара.

Досега основният метод за монтиране на циментови мостове е да се изпомпва циментова суспензия в кладенеца до проектната дълбочина по протежение на тръбна колона, спусната до нивото на долната маркировка на моста, последвано от повдигане на тази струна над зоната на циментиране. По правило работата се извършва без разделителни щепсели и средства за контрол на тяхното движение. Процесът се контролира от обема на изместващия флуид, изчислен от условието за равни нива на циментова суспензия в тръбната колона и пръстеновидното пространство, а обемът на циментовата суспензия се приема равен на обема на кладенеца в интервала от инсталацията на моста. Ефективността на метода е ниска.

Преди всичко трябва да се отбележи, че циментиращите материали, използвани за циментиране на обсадни колони, са подходящи за монтаж на здрави и стегнати мостове. Некачествен монтаж на мостове или тяхното отсъствие, преждевременно втвърдяване на свързващия разтвор и други фактори до известна степен се дължат на неправилен подбор на състава на свързващия разтвор според времето за сгъстяване (втвърдяване) или отклонения от избраната рецепта в лабораторията, направена при приготвяне на свързващия разтвор.

Установено е, че за да се намали вероятността от усложнения, времето за втвърдяване и при високи температури и налягания, времето за сгъстяване трябва да надвишава продължителността на монтажа на моста с най-малко 25%. В някои случаи при избора на формулировки на свързващи разтвори те не отчитат спецификата на монтажа на мостове, които се състоят в спиране на циркулацията за повдигане на тръбната колона за леене и запечатване на главата на кладенеца.

При условия на високи температури и налягане, устойчивостта на срязване на циментовата суспензия, дори след кратки спирания (10-20 минути) на циркулация, може да се увеличи драстично. Следователно циркулацията не може да бъде възстановена и в повечето случаи тръбната колона за изливане е заседнала. В резултат на това при избора на формулировка на циментова замазка е необходимо да се проучи динамиката на нейното сгъстяване на консистометър (CC), като се използва програма, която симулира процеса на инсталиране на мост. Времето за сгъстяване на циментовата суспензия Tzag съответства на условието

Tzag>T1+T2+T3+1.5(T4+T5+T6)+1.2T7 където T1, T2, T3 са времето, прекарано съответно за подготовка, изпомпване и изтласкване на циментовата каша в кладенеца; T4, T5, T6 - времето, прекарано за повдигане на тръбната колона за изливане до точката на срязване на моста, запечатване на устьето на кладенеца и извършване на подготвителна работа по срязване на моста; Tm е времето, прекарано за рязане на моста.

Съгласно подобна програма е необходимо да се изследват смеси от циментова суспензия с пробивна суспензия в съотношение 3:1, 1:1 и 1:3 при монтиране на циментови мостове в кладенци с висока температура и налягане. Успехът на монтажа на циментов мост до голяма степен зависи от точното спазване на рецептата, избрана в лабораторията при приготвянето на циментовата каша. Тук основните условия са поддържане на избраното съдържание на химични реагенти и смесване на съотношение течност и вода-цимент. За да се получи най-хомогенна суспензия за фугиране, тя трябва да се приготви с помощта на резервоар за осредняване.

Усложнения и аварии при пробиване на нефтени и газови кладенци в условия на вечна замръзване и мерки за предотвратяването им .

При сондиране в интервалите на разпространение на вечна замръзналост, в резултат на комбинираното физико-химическо въздействие и ерозия върху стените на сондажа, леденоциментираните пясъчно-глинести отлагания се разрушават и лесно се отмиват от потока на сондажната кал. Това води до интензивно образуване на пещери и свързаните с тях срутвания и сипеи от скали.

Най-интензивно се разрушават скалите с ниско съдържание на лед и слабо уплътнените скали. Топлинният капацитет на такива скали е нисък и поради това разрушаването им става много по-бързо от скалите с високо съдържание на лед.

Сред замръзналите скали има междинни слоеве от размразени скали, много от които са склонни към загуба на сондажен флуид при налягания, малко надвишаващи хидростатичното налягане на водния стълб в кладенеца. Загубите в такива слоеве са много интензивни и изискват специални мерки за предотвратяването или отстраняването им.

В участъците с вечна замръзналост скалите от кватернерната възраст обикновено са най-нестабилни в диапазона от 0 - 200 м. При традиционната технология на сондаж действителният обем на ствола в тях може да надвиши номиналния обем с 3 - 4 пъти. В резултат на силно образуване на пещери. което е придружено от появата на первази, плъзгане на изрези и срутвания на скали, проводниците в много кладенци не са спуснати до проектната дълбочина.

В резултат на унищожаването на вечната замръзналост в някои случаи се наблюдава слягане на проводника и посоката, а понякога около главите на кладенеца се образуват цели кратери, които не позволяват пробиване.

В интервала на разпространение на вечната замръзналост е трудно да се осигури циментиране и фиксиране на сондажа поради създаването на застояли зони на сондажна течност в големи каверни, откъдето тя не може да бъде изместена с циментова суспензия. Циментирането често е едностранно, а циментовият пръстен не е непрекъснат. Това създава благоприятни условия за междуслойни напречни потоци и образуване на грифони, за срутване на колони при обратно замръзване на скалите в случай на дълготрайни "прослойки" на кладенеца.

Процесите на унищожаване на вечната замръзналост са доста сложни и малко проучени. 1 Сондажният флуид, циркулиращ в кладенеца, взаимодейства термо- и хидродинамично както със скала, така и с лед, като това взаимодействие може да бъде значително засилено от физикохимични процеси (например разтваряне), които не спират дори при отрицателни температури.

Понастоящем може да се счита за доказано наличието на осмотични процеси в системата скала (лед) - кора по стената на кладенеца - промиваща течност в кладенеца. Тези процеси са спонтанни и насочени в посока, противоположна на потенциалния градиент (температура, налягане, концентрация), т.е. са склонни да изравняват концентрации, температури, налягания. Ролята на полупропусклива преграда може да бъде изпълнена както от филтърната утайка, така и от слоя на дъното на самата скала. А в състава на замръзналата скала, освен лед като нейно циментиращо вещество, може да има незамръзваща порова вода с различна степен на минерализация. Количеството незамръзваща вода в MMG1 зависи от температурата, състава на материала, солеността и може да бъде оценено по емпиричната формула

w = aT~ б .

1pa = 0,2618 + 0,55191nS;

1p(- б)= 0,3711 + 0,264S:

S е специфичната повърхност на скалата. m a / p G - температура на скалата, "C.

Поради наличието на промиващ сондажен флуид в открит сондажен сондаж, а във вечна замръзналост - пори флуид с определена степен на минерализация, започва процесът на спонтанно изравняване на концентрациите на йод под действието на осмотичното налягане. В резултат на това може да настъпи разрушаване на замръзналата скала. Ако сондажният флуид има повишена концентрация на малко разтворена сол в сравнение с поровата вода, тогава фазовите трансформации ще започнат на интерфейса лед-течност, свързани с намаляване на температурата на топене на леда, т.е. ще започне процесът на унищожаване. И тъй като стабилността на стената на кладенеца зависи главно от леда, като циментиращо вещество, при тези условия ще се загуби стабилността на вечната замръзналост, закърпването на стената на кладенеца, което може да причини сипеи, срутвания, образуване на каверни и утайки запушвания, кацания и издувания по време на операции по спукване, спиране на обсадни колони, спуснати в кладенеца, загуби от промиване и фугиране на шламове.

Ако степента на минерализация на сондажния флуид и поровата вода на вечната замръзнала земя са еднакви, тогава скалната система на кладенеца ще бъде в изотонично равновесие и разрушаването на вечната замръзналост при физическо и химично въздействие е малко вероятно.

С увеличаване на степента на минерализация на промиващия агент възникват условия, при които поровата вода с по-ниска минерализация ще се придвижи от скалата към кладенеца. Поради загубата на имобилизирана вода механичната якост на леда ще намалее, ледът може да се срути, което ще доведе до образуване на кухина в сондажа, който се пробива. Този процес се засилва от ерозивното действие на циркулиращия промиващ агент.

Унищожаването на леда от солена течност за измиване е отбелязано в трудовете на много изследователи. Експериментите, проведени в Ленинградския минен институт, показаха, че с увеличаване на концентрацията на сол в течността около леда, разрушаването на леда се засилва. Така. когато съдържанието в циркулиращата вода е 23 и 100 kg / m - NaCl, интензивността на разрушаване на леда при температура от минус 1 "C е съответно 0,0163 и 0,0882 kg / h.

Процесът на разрушаване на леда се влияе и от продължителността на излагане на течност за измиване на сол 1,0 h 0,96 g: след 1,5 h 1,96 g.

Тъй като зоната на вечна замръзване в близост до сондажа се размразява, част от нейното пространство на дупката се освобождава, където промивната течност или нейната дисперсионна среда също могат да бъдат филтрирани. Този процес може да се окаже друг физико-химичен фактор, допринасящ за разрушаването на ММР. То може да бъде придружено от осмотичен поток на течност от кладенците в скалата, ако концентрацията на някаква разтворима сол в MMP течността е по-голяма, отколкото в течността. запълване на сондажа.

Следователно, за да се сведе до минимум отрицателното въздействие на физичните и химичните процеси върху състоянието на сондажа, пробит във вечна замръзналост, е необходимо преди всичко да се осигури равновесна концентрация върху стената на кладенеца на компонентите на сондажния флуид и интерстициална течност във вечната замръзналост.

За съжаление, това изискване не винаги е изпълнимо на практика. Поради това по-често се прибягва до защита на циментиращия вечно замръзнал лед от физико-химичното въздействие на сондажния флуид с филми от вискозни течности, които покриват не само ледените повърхности, изложени от кладенеца, но и междинното пространство, частично съседно на кладенеца. като по този начин се нарушава директният контакт на минерализираната течност с леда.

Както посочват А. В. Марамзин и А. А. Рязанов, при прехода от промиване на кладенци със солена вода към промиване с по-вискозен глинен разтвор, интензивността на разрушаването на леда намалява с 3,5–4 пъти при същата концентрация на NaCl в тях. Той намаля още повече, когато сондажният флуид беше обработен със защитни колоиди (CMC, CSB|. Положителната роля на добавките към сондажния флуид от високо колоидна бентонитова глина на прах и хипан също беше потвърдена.

По този начин, за да се предотврати образуването на каверни, разрушаването на зоната на кладенеца, сипеите и срутванията при пробиване на кладенци във вечна замръзване. сондажната течност трябва да отговаря на следните основни изисквания:

имат ниска скорост на филтриране:

имат способността да създават плътен, непропусклив филм върху ледената повърхност във вечна замръзналост:

имат ниска ерозионна способност; имат нисък специфичен топлинен капацитет;

образуват филтрат, който не образува истински разтвори с течността;

да са хидрофобни към ледената повърхност.

Решението да изградим собствено водоприемно устройство на обекта беше обосновано с няколко причини, включително:

• липса на централизирано водоснабдяване;
• желанието да има източник на вода с повишено качество без третиране с хлориращи съединения;
• голяма нужда от вода за поливане на градината - при сегашните цени за животворна вода от водопроводната мрежа, домакинството се превръща в скъпо удоволствие, понякога просто нерентабилно.

Независимо дали работата ще се извършва от организация на трета страна или самостоятелно, технологията на пробиване на водни кладенци трябва да е възможно най-позната. Това ще помогне да се избегне измама от страна на изпълнителите и ненужни разходи за изпълнението на плана.

Изборът на метод зависи от няколко фактора:

1. Наличие на вода в района. В първо приближение това може да се определи чрез наблюдение на околната среда; има редица признаци, показващи наличието или отсъствието му. Можете също да направите няколко експеримента с различни теми, за да получите отговор на този въпрос.
2. Характеристика на състава на почвата, характерна за дадена област, от която зависи изборът на метод на пробиване. Такива данни могат да бъдат получени от местната хидрогеоложка организация, където също трябва да изясните собствените си прогнозни оценки за наличието на вода на обекта.
3. Дълбочина на залягане на висоководни (пясъчни) пластове и оценка на дълбочината на залягане на артезиански (варовикови) водоносни хоризонти.

При наличието на такива данни може да се заключи, че е за предпочитане да се използва една или друга технология за пробиване.

Разновидности на начини за преминаване на сондажи

Ротационно пробиване

Фиг.3. Ротационен инструмент за пробиване на кладенци

Обикновено се използва при сондажи за проучване на нефт. Напоследък, с увеличаване на търсенето на кладенци, се използва и при изграждането на водохващания.

Особеност на метода е високата му енергоемкост и приложимостта му върху тежки или особено тежки почви с включване на скални образувания, както и върху твърди варовици.

По време на въртене роторът разрушава скалата, която се извежда на повърхността от промивния разтвор. Съдържа и цимент. В резултат част от сайта ще бъде безнадеждно повредена. Освен това, в края на работата, такъв кладенец се нуждае от дълго промиване с чиста вода, за да премахне цимента от порите на скалата, която е част от разтвора.

За малка крайградска зона тази технология изглежда нежелана.

Хидравлично пробиване

Това е най-лесната технология за пробиване на водни кладенци. В хода на работата почвата се измива вътре в обсадната тръба, която се спуска под собственото си тегло. Само в началото на процеса, когато корпусът е все още лек, трябва да прибягвате до завъртането му със специален ключ.

Фиг.4. Пробиване с ерозия на почвата с вода под налягане

За да приложите този метод, ще ви трябва:

• две помпи, едната от които може да подава течност под налягане най-малко 6 атм, а втората - за изпомпване на отпадъчните води обратно в резервоара, със съответния капацитет;
• резервоар; капацитетът зависи от планирания размер и дълбочина на кладенеца и се изчислява от съотношението:

V = Рobs 2 (см) х 3,14х Х(см), където

V е обемът на резервоара,

R е вътрешният радиус на корпуса,

3.14 - броят на PI.

Така че, за кладенец с диаметър 273 mm (максималният възможен диаметър на кладенеца с този метод на проникване), вътрешният диаметър на корпуса ще бъде 260 mm (радиус 13 cm), прогнозната дълбочина на кладенеца е 15 метра (15 000 см), необходимият обем на резервоара ще бъде:

13 2 x 3,14 x 1500 = 756000 (см 3) = 756 (литра).

Като се има предвид, че е невъзможно да се работи при липса на вода в резервоара, ние приемаме необходимия капацитет на резервоара от 2 кубични метра. Този разход няма да се превърне в тежест, тъй като правилното използване на обекта включва използването на междинен отоплителен резервоар в системата за напояване на градината.

• хидромонитор - маркуч с метална тръба в края. Изходът на който трябва да бъде около 20 мм.

Процесът се изпълнява по следния начин:

1. Пробиване - извършва се с градинска бормашина, чийто диаметър е с 30 - 40 мм по-голям от диаметъра на обсадната тръба. Дълбочината на предварителния отвор е около 1,5 метра.
2. Монтаж на първата секция на корпуса в пробития отвор.
3. Хидравличният монитор се вкарва в тръбата на корпуса, водата се подава под налягане. В този случай обсадната тръба трябва да се завърти около оста си, което допринася за нейното слягане при измиване на почвата.
4. Тъй като дупката се задълбочава, промиването периодично се спира, за да се монтира следващата секция на корпуса.
5. Водата се изпомпва, докато се натрупва, отклонявайки течността обратно в резервоара.

Недостатъкът на този метод е неговата приложимост само върху песъчливи и песъчливи почви, а също така има ограничение за дълбочината на кладенеца. По правило те не са по-дълбоки от 12 - 15 метра, в редки случаи достигат 20.

метод на въздействие

Технологията за пробиване на водни кладенци чрез ударен метод е един от най-древните методи, използвани в древен Китай. Състои се от следното:

1. Откъсва се яма с дълбочина около 1,5 метра и размери 1,5 - 1,5 метра.
2. Пробиването се извършва за монтаж на първата секция на обсадната тръба с дълбочина до 2 метра.
3. Монтира се сондажна платформа - статив с височина най-малко 3 метра. Височината на съоръжението зависи от дължината на секциите на корпуса, максималният им размер е 6 метра.

Ориз. 5. Домашна машина за ударно пробиване

Ударната част, окачена на кабел от лебедката, се вкарва в отвора на тръбата на корпуса и се освобождава в свободно падане. Когато се удари в земята, той активно го разрушава и той, в смачкан вид, попада в ударната част (направена от тръба). В края на барабана зъбите се изрязват и отделят като на трион.

Вътре в барабана е монтиран клапан, който позволява на насипната почва да премине навътре, но предотвратява разливането й при следващото издигане. При преминаване на мокри глинени слоеве се използва ударник без допълнителни устройства (стъкло), мократа глина се задържа добре в нея поради залепване към стените. След преминаване на разстояние от около метър, барабанистът трябва да бъде изваден от цевта и кухината му да се почисти.

В арсенала на професионалните бормашини броят на модификациите на ударните елементи достига 10 вида или повече. За преминаване на почви с различни свойства се използват различни конструкции. По този начин широкият избор от инструменти ви позволява да преминете почти всяка почва, с изключение на скали. Качеството на кладенците остава най-високо. Следователно, тъй като не е продуктивна, технологията за ударно щанцоване остава най-популярната.

Шнеково пробиване

Тази технология за пробиване на кладенец под вода става все по-популярна поради високата си производителност и лекота на изпълнение.

Всъщност това е пробиване с въртящ се инструмент, докато режещата част разрушава почвата по посока на движение, а спираловият шнек я изважда. Около 40 - 50% от почвата се извежда на повърхността, останалата част отива за уплътняване на стените. По този начин е възможно да се пробива без едновременно облицовка на стената. Обсадната колона се спуска в отвора след завършване на пробиване.

Фиг.6. Шнекова бормашина

Този метод има определени недостатъци, които не позволяват да се използва върху песъчливи и други рохкави почви, както и ограничение за дълбочината на масите до 50 метра. По-нататъшното задълбочаване се извършва с периодично отстраняване на работния инструмент за почистване.

Пробиването се извършва с помощта на много разнообразно оборудване и често ръчно за кладенци на върха на водата. Така индустрията е усвоила и произвежда различни миниатюрни сондажни платформи, с помощта на които се пробиват кладенци до 50 метра дълбочина в леки и средно тежки почви, с изключение на пясъчни.

Такова оборудване се използва активно за подреждане на водоприемници в крайградски райони, често няма нужда да го купувате, но можете да го наемете.

В същото време мощни артезиански кладенци с голям дебит се извършват с помощта на еднакво мощни сондажни съоръжения.

Фиг.7. Сондажна машина за промишлено сондиране

Перфорационно пробиване

Произвежда се чрез задвижване на "копие" с гривна или щанга. Използва се, като правило, за оборудване на абисинските кладенци с ръчна помпа за изпомпване на вода. Ограниченият диаметър на кладенеца позволява работата да се извършва самостоятелно и за кратък период от време.

В допълнение към описаните методи, които са най-популярни в практиката, се използват много техники, които съчетават характеристиките на различни методи.

Кладенецът на обекта е удобна конструкция, която ви позволява да осигурите на цялата къща прясна вода. Пробиването на кладенци под вода със собствените си ръце е напълно разрешима задача за тези, които не се страхуват от старателна работа, важно е само да се вземат предвид нюансите на този процес и да се запасите с добро оборудване.

Видове кладенци

Характеристиките на водоносния хоризонт и характеристиките на почвата определят избора на метод за подреждане на един от видовете кладенци:

• артезиански;
• филтър;
• Абисински кладенец.

Абисинският кладенец пробива на места с малка дълбочина на водоносния хоризонт. Филтърните кладенци са направени върху песъчлива почва, която е идеално обработваема. По правило дълбочината на такива конструкции не надвишава 30 метра. Животът на филтърния кладенец е около 30-40 години, при неправилна поддръжка и липса на грижи този период се намалява значително. Артезианските кладенци се считат за най-надеждни, тъй като водата се образува от пукнатини в скалата. Дълбочина на пробиване - от 20 до 110 метра.

При избора на метод на пробиване е необходимо да се вземат предвид характеристиките на почвата. Така че мокрият пясък се разхлабва лесно по почти всеки известен метод, но отлаганията с камъчета и чакълът с пясък и тиня трябва да се пробиват с парапет. Що се отнася до глина или глинеста почва, шнек или чаша могат да се справят с тях.

Професионалните екипи разполагат със специално оборудване, което помага да се направи дълбока структура за кратко време. Ръчното пробиване на кладенци за вода най-често се извършва по метода на шнека, могат да се използват и други методи, които не изискват специални умения и скъпи инструменти.

винтов метод

Това е ротационен метод на пробиване, за който се използва бормашина или шнек, големи камъни се разбиват със специално длето по време на работа. Шнекът изглежда като прът с работен инструмент, устройството се завинтва в почвата, а специални остриета извличат отсечената скала. В процеса се използва и специално оборудване, което помага да се запази свредлото в желаната позиция.

Пробиването на шнека става по този начин: в земята се прави вдлъбнатина, по време на работа свредлото се спуска и се издига от отвора. Пръчката се изгражда постепенно с помощта на резбова връзка, докато стените на отвора са защитени с тръби на корпуса. Процесът на пробиване на кладенец за вода със собствените си ръце по метода на шнека се извършва, докато се появи водоносен хоризонт, върху който е необходимо да се навлезе на около половин метър. След това свредлото се отстранява от почвата и филтърът се спуска в кладенеца. Имайте предвид, че тръбата на корпуса не трябва да се опира на земята, така че трябва да бъде леко повдигната. Остава само да изпомпате кладенеца и след това да спуснете помпата в него.

Имайте предвид, че монтажът на обсадните тръби се препоръчва да се извърши преди пробиване. Шнековият метод е най-евтиният и достъпен, идеален е за глинести и глинести почви. Диаметърът на кладенеца, получен по този метод, може да варира от 50 до 750 милиметра. Използвайки метода на шнека, можете самостоятелно да пробивате до 20 метра на ден.

Видео за пробиване на воден кладенец с помощта на винтов метод:

ротационен метод

Ротационното пробиване се извършва с помощта на специални сондажни съоръжения. Този метод често се използва от специалисти за получаване на филтрационни кладенци. Скалата се разрушава със специално длето, рохкавата почва се отстранява чрез измиване или продухване на дупката. Ротационният метод включва използването на специално оборудване: сондажно оборудване, устройства за почистване на конструкцията. По време на работа на свредлото възникват различни непредвидени ситуации (например устройството се забива в скалата), които трябва да бъдат преодолени. Ето защо ротационният метод рядко се използва като непрофесионален метод на пробиване.

Видео за ротационно пробиване

Ударно пробиване

Този метод на пробиване включва използването на балон и очила за шофиране. Методът е много сложен и отнема много време, но с негова помощ се пробиват дълбоки дупки с дълбочина от 40 до 100 метра. Методът с ударно въже не изисква промиване на дупката с вода. За него майсторите често използват преносими инсталации, пробиване на кладенец със собствените си ръце се извършва на етапи:

1. С градинска бормашина се прави дупка в земята, над която се монтира статив със специален блок.
2. Байлер с кабел се хвърля в мината от около 1-2 метра височина.
3. Ръбът на парапета унищожава скалата, която остава във вентила.
4. Байлерът излиза от дупката, отървава се от пръстта и след това отново хвърля. За да се опрости процеса, кабелът може да бъде свързан към лебедка, оборудвана с двигател.
5. В процеса на задълбочаване в земята се монтира обсадна струна, която трябва да се увеличава по време на работа.

Методът на ударно въже за пробиване на кладенец за вода се използва от хората от древни времена, поради своята простота и надеждност. В същото време методът е трудоемък и отнема много време: процесът може да отнеме 2-3 месеца. За метода на ударно въже се използва и задвижващо стъкло - тръба със заострен ръб, която обработва почвата. Почистването на скалите се извършва с части от армировка или други импровизирани материали. Простият дизайн не е оборудван с клапан, което го отличава от парапета. Задвижващото стъкло е предназначено за обработка на вискозна почва.

Видео за метода на ударно въже за пробиване на кладенци за вода:

За самостоятелно производство на парапета можете да използвате метална тръба с желания диаметър. Оптималната дължина е 2-3 метра, а дебелината е около 10 милиметра. Такива показатели на инструмента ще му позволят да има достатъчна маса, за да осигури процеса на пробиване. Долната част на тръбата трябва да бъде заточена навътре, а към нея също е прикрепена кръгла плоча с пружина. Препоръчително е да прикрепите остри парчета метал към ръба, както и да заварите защитна телена мрежа към дръжката.

Хидро сондиране

Пробиването на кладенци за вода по тази технология включва ерозия на почвата с голямо количество вода. Този метод се използва за пясъци и рохкави почви. Пробиването е доста бързо. Първо е необходимо да се подготви обсадна колона, след монтажа на която колоната на кладенеца се циментира от външната страна на тръбите. За работа се използва вода, съдържаща солна киселина, която предотвратява замърсяването на водоносния хоризонт. Технологията за хидропробиване ви позволява да получите кладенец с малка дълбочина от около 10-15 метра.

Видео за ръчно хидропробиване на кладенец за вода:

Въже-ротационно пробиване

За този метод се използват сондажни съоръжения или кухи пръти със свредло. Обработената почва се извлича от кладенеца със специален разтвор. Във водата се добавя бентонитова глина, която помага за укрепване на кладенеца и предпазването му от срутване. Можем да кажем, че процесът се осъществява за сметка на рециклирана вода. След пробиване в отвора се поставят пластмасов филтър и тръба с диаметър около 120 милиметра. Диаметърът на кладенеца е с около 50 милиметра по-голям, в полученото пространство се излива натрошен камък, което спомага за увеличаване на живота на конструкцията. Пробиването се извършва в пясък, дълбочината на кладенеца не надвишава 30 метра.

Създаване на абисинския кладенец

Такъв кладенец има различно име - кладенец игла, което се свързва с приликата на тръбата с остър метален прът. Ако водоносният хоризонт се намира близо до повърхността, тогава можете да получите вода на обекта само за няколко часа работа. За да пробиете абисински кладенец, трябва:

1. Направете дупка от 6-8 сантиметра, за това се взема шнек.
2. Поставете корпус с филтър с голям брой дупки и остър ръб в отвора. Филтърът е обвит с мрежа, която предотвратява проникването на пясък.
3. Запушете тръбата и я изградете, за да получите вода.
4. Спуснете повърхностната помпа, която ще бъде достатъчна за плитък кладенец.

За запушване на тръбата се използват прости инструменти като прът или челна баба. Пръчката изглежда като обикновен метален прът с диаметър около 20 милиметра, ако е необходимо, се изгражда по време на процеса на пробиване. Пръчката удря върха, който носи натоварването по време на процеса. Натоварването по време на процеса на пробиване се разпределя по-интелигентно, когато се използва специален товар с отвори - челна баба. Ударите се нанасят върху главата, поставена върху тръбата. За да се избегне такава усложняваща ситуация като счупена тръба, е необходимо да се използват само висококачествени материали. Например, устойчиви на удар коаксиални нишки, които не се счупват по време на работа.

Видео за това как да направите абисински кладенец за един ден, сам:

Абисинският кладенец има много предимства, докато да го направите сами е по-лесно, отколкото да пробивате по-дълбок кладенец. Поради компактния си размер, той може да бъде оборудван дори в сутерена на къщата, експлоатационният живот е 5-25 години. Капацитетът на такъв кладенец е достатъчен, за да осигури вода за голямо семейство, докато е с добро качество.

След самостоятелно пробиване на кладенец е необходимо той да се поддържа в работно състояние. За да поддържате водата свежа, трябва да създадете вентилационни отвори, които ще осигурят въздушен поток. Горната част на конструкцията трябва да бъде покрита с капак, който може да се отвори, за да се провери кладенеца или да се получи помпата. След завършване на пробиване на водни кладенци със собствените си ръце е наложително да се анализира течността за наличие на примеси. Това трябва да се направи няколко седмици след работата, за да може водата да се изчисти от замърсители, които причинява процеса на пробиване.

Най-ефективният и икономичен дизайн за добив на подземни води е сондаж. Това е отлична алтернатива на централизираното водоснабдяване за земеделие, градинарство или селска къща.

Има много начини за изграждане на кладенец за вода. Нека разгледаме основните технологии за сондиране и да се спрем на общи препоръки за създаване на собствен автономен източник на питейна вода.

Избор на типа кладенец за вода

Пробиването на кладенец за вода е доста трудоемък процес, който изисква определени знания и умения от изпълнителя. В зависимост от геоложките особености на почвата и очакваните нужди от вода е необходимо да се избере оптималният тип кладенец и технологията за неговото подреждане.

Стволите за кладенци са няколко вида:

1. без филтър (артезиански);
2. филтър (пясъчни кладенци);
3. кладенци.

Пробиване артезиански кладенциводата се отвежда до порест варовик, чиято дълбочина е повече от 150 метра. Артезиански кладенец е в състояние да осигури на няколко селски къщи непрекъснато водоснабдяване през цялата година (водата не замръзва в такива лица). Периодът на работа на артезиански кладенец без филтър достига 50 години.

Дълбочина на пробиване на воден кладенец тип филтър(на пясък) е - 15-30 метра. Устройството на пясъчен кладенец е заровена тръба, в края на която има филтър, който отсява големи фракции пясък. Такъв кладенец е достатъчен за малка селска къща или лятна вила.

Предимствата на пясъчните кладенци включват:

• лекота на пробиване;
• ниска цена за изграждане на кладенец.

Недостатъци на филтърните кладенци за пясък:

• ниска производителност (около 1 m3 на час);
• експлоатационен живот - до 10 години;
• висока вероятност от заливане;
• навлизане на повърхностни и подпочвени води в лицето.

Тръбен (абисински) кладенецима дълбочина 8-12 метра, изградена е с бетонови фабрични пръстени. Ако на мястото има добър извор, кладенецът бързо се пълни и натрупва вода (средният капацитет е 2 m3 вода).

При избора на дизайн на кладенец е необходимо да се вземат предвид очакваните нужди от вода и редовността на нейното потребление. За лятна вила със сезонен престой е подходяща филтърна шахта, а за осигуряване на вода на голяма частна къща е необходимо да се оборудва артезиански кладенец - най-надеждният вариант за автономно водоснабдяване.

Пробиване на кладенци за вода: прегледи и съвети за избор на типа кладенец

Методи за пробиване на водни кладенци: технология, предимства и недостатъци на метода

Методите на пробиване могат да се класифицират според два основни критерия.

1. Според използваните механизми:
   • ръчно пробиване;
   • механично пробиване.
2. Според принципа на работа на сондажния инструмент:
   • ударен метод;
   • ротационен метод;
   • ударно-въртящ се.

Помислете за най-популярните методи за пробиване на кладенци за вода.

Ръчно пробиване на кладенци

Можете да пробиете кладенец ръчно, чиято дълбочина няма да надвишава 25 метра. Пробиването се извършва до достигане на водоустойчив слой.

За ръчно пробиване на водни кладенци се използва следното оборудване:

Ако дълбочината на кладенеца е малка, тогава сондажната колона може да се управлява ръчно. Бормашините могат да бъдат направени от тръби, като се свържат с резби или фурнир. Главата на свредлото е прикрепена към края на долния прът.

Целият технологичен процес на ръчно пробиване на кладенец може да бъде разделен на няколко етапа:

За пълно пречистване на водата обикновено е достатъчно да се изпомпват 2-3 кофи мръсна подземна вода. За това можете да използвате потопяема помпа.

Ръчното пробиване има както предимства, така и недостатъци. Предимствата на метода включват:

• ниска цена на работа;
• неизменност на структурата на проходимата почва.

Недостатъците на метода:

• ограничена дълбочина на пробиване;
• малък дебит на кладенеца, поради малкия диаметър на конструкцията;
• експлоатационният живот на „ръчен“ кладенец е от 2 до 10 години (в зависимост от условията на работа).

Ротационен метод: обратно промиване и промиване напред

Ротационният (ротационен) метод на пробиване е най-разпространеният начин за подреждане на дълбоки кладенци за вода.

Ротационният метод включва използването на специални инсталации. Пробиването на кладенци за вода се извършва с помощта на оборудване:

Сондажните платформи са оборудвани със специална тръба, в чиито кухини има въртящ се вал с длето. Поради хидравличната инсталация се създава удар върху накрайника. Почвата се измива от кладенеца с сондажна кал.

Има две технологии за пробиване на кладенци с вода:

директно промиване. Флуидът се подава надолу по сондажа отгоре надолу. Разтворът, измивайки скалата, излиза през пръстена навън.

Предимствата на ротационния метод за директно промиване включват:

• универсалност на метода (можете да създадете кладенец с всякаква дълбочина);
• голям дебит на кладенеца, поради големия диаметър на пробиване.

Недостатъкът на директното промиване е ерозията на водоносния хоризонт.

Обратно промиване. Сондажната течност тече гравитачно в пръстеновидния пръстен. След това разтворът се изпомпва с помпа.

Предимството на пробиване на кладенец с водно налягане с обратно промиване е, че максималното отваряне на водоносния хоризонт осигурява максимален дебит на кладенеца.

Основният недостатък на този метод е неговата висока цена. За работа е необходимо да се привлече сложно оборудване и квалифицирани специалисти.

Пробиване на кладенец с вода: видео

Ударно пробиване

С ударно-въжения метод за пробиване на кладенец за вода, разграждането на почвата се постига чрез изпускане на тежък инструмент (задвижено стъкло) от кулата.

При самостоятелно пробиване можете да използвате домашно направено сондажно устройство и допълнителни инструменти (дънен отвор, въже, оборудване за извличане на почва).

Последователност на ударно пробиване:

За пробиване на дълбоки кладенци по метода на ударно въже е необходимо да се включат специални инсталации: UKS-22M2, UGB-1VS, UGB-50.

Винтов метод за изграждане на кладенец

Основният работен инструмент за шнеково пробиване е класическият архимедов винт (шнек). Към бормашината са заварени лопатки, които изнасят скалата на повърхността с въртеливи движения.

Шнековият метод е подходящ за пробиване на плитки кладенци (не повече от 10 метра)

За прилагане на този метод се използват малки по размер, лесно преносими сондажни платформи.

Предимства на метода на пробиване със шнек:

• рентабилност и ефективност на метода при пробиване на малки кладенци (до 50 метра) върху песъчливо-глинести почви;
• достъпност на метода;
• почвените слоеве не са ерозирани.

Недостатъци на винтовия метод за подреждане на водни кладенци:

• подходящ само за песъчлива почва;
• ако по време на работа шнекът се опира в камък, тогава процесът ще трябва да бъде спрян и пробиването да започне на друго място.

Метод на пробиване на ядки

Основният метод рядко се използва за пробиване на водни кладенци. По-често се използва като метод за инженерно-геоложки и хидрогеоложки изследвания.

При пробиване се използва оборудване (ZiF 650, ZiF 1200) с пръстеновидна карбидна или диамантена корона. В процеса на пробиване през кухината на короната е възможно да се извлече колона от скала и да се определи наличието на определени природни ресурси.

При пробиване по метода на сърцевината настъпва разрушаване на пръстена и последващо измиване на почвата

Предимства на метода на колоните:

• висока скорост на изграждане на кладенец;
• способността да се пробиват много твърди скали на почвата;
• сондажните машини са компактни и могат да се използват на труднодостъпни места.

Недостатъци на метода на колоната:

• бързо шлайфане на работната корона;
• малко напречно сечение (около 150 mm) не позволява използването на мощни потопяеми помпи.

Независимо от метода на пробиване, водният кладенец трябва да отговаря на определени изисквания:

• водоносният хоризонт трябва да бъде отворен качествено с минимално съпротивление на филтърните зони;
• съдържанието на метални елементи в конструкцията е минимално;
• ако различни водоносни хоризонти не се експлоатират съвместно, тогава те трябва да бъдат изолирани един от друг;
• възможността за извършване на ремонт;
• добре надеждност.

Пробиването на кладенец за вода е сложен технологичен процес, чието компетентно изпълнение ще бъде ключът към непрекъснатото снабдяване с висококачествена вода през целия живот на кладенеца.