книги из ГПНТБ / Куличихин Н.И. Разведочное бурение учебник

выше задвижки 3 и находится в патрубке 4, нижняя задвижка при помощи рукоятки 12 закрывается. Затем снимается сальниковая головка 9, а колонковый снаряд извлекается из устья скважины. Для выпуска фонтанирующей жидкости из скважины закрывают верхнюю задвижку и открывают нижнюю и, открывая вентиль 7, выпускают жидкость из скважины. Для прекращения излива мед­ ленно закрывают вентиль 7 и нижнюю задвижку 11.

§ 7. ТАМ ПОНАЖ П РИ ПОМОЩИ ТАМПОНОВ (ПА КЕРО В)

При бурении инженерно-геологических и гидрогеологических скважин необходимо исследовать все пересекаемые скважиной водосодержащие горизонты. В этом случае для разобщения отдельных

6

участков скважины применяются тампоны (пакеры); простого действия, разделяющие скважину на два участка, и двойного действия разделяющие скважину на три участка.

В практике колонкового бурения применяются в основном там­ поны с резиновыми цилиндрическими кольцами или с резиновыми камерами, в которые нагнетается вода или сжатый воздух. Тампон должен устанавливаться обязательно на интервале, где скважина пересекает водоупор.

Гидравлический тампон двойного действия с двумя резиновыми камерами (рис. 207, а) спускается в скважину на колонне труб 1, к которой прикреплена хомутами нагнетательная резиновая трубка 2, рассчитанная на высокое давление. Нагнетаемая по этой трубке вода или сжатый воздух с давлением, превышающим гидростати­ ческое давление, раздувает резиновые камеры — тампоны 3, прижи­ мая их к стенкам и разделяя таким образом скважину на три участка.

С помощью такого тампона можно разобщить скважину даже на участках, имеющих некоторое уширение, чего нельзя осуществить, применяя тампон с резиновыми кольцами.

При разведочном бурении на воду и газ можно применять гид­ равлический пакер двойного действия, показанный на рис. 207, б; он состоит из резиновых раздувающихся пакеров 2 и 8, кольцевых резиновых клапанов 3—4, шарового клапана 5, фильтровой трубы 6, соединительной трубки 7, глухой пробки 9, глухой медной трубки 10. Клапан состоит из ниппеля 3 с отверстиями, перекрытыми резино­ вым кольцом 4. Пакер спускается до требуемой глубины на колонне обсадных труб 1. Фильтр должен быть установлен там, где скважина пересекает продуктивный пласт, а пакеры — где стенки скважины сложены водонепроницаемой породой.

На верх колонны труб после наполнения ее водой навинчивают заливочную головку, через которую нагнетают жидкость до тех пор, пока давление в колонне на несколько атмосфер превысит гидростатическое давление жидкости в затрубном пространстве, поэтому вода через отверстия кольцевого клапана проникает в ре­ зиновые камеры и раздувает их.

После того как скважина затампонирована, производят откачку из исследуемого пласта. По окончании испытания в скважину бро­ сают отрезок трубы, чтобы сбить глухую медную трубку 10 и дать возможность выпустить воду из пакеров, затем производят подъем обсадных труб на поверхность и продолжают углубление скважины.

§ 8. Л И К В И Д А Ц И О Н Н Ы Й ТАМ ПОНАЖ И Л И К В И Д А Ц И Я СК В А Ж И Н

Пробурив скважину, производят контрольный замер ее глубины, измеряют угол наклона и азимут, а также производят каротаж. Затем приступают к извлечению обсадных колонн и ликвидационному тампонажу скважины.

Для ликвидационного тампонажа скважины, пройденной в скаль­ ных и полускальных породах, применяется цемент, а в породах глинистых — вязкая глина.

В зависимости от геологических условий ствол скважины запол­ няется тампонирующим материалом полностью или частично. Сква­ жина, пробуренная с применением глинистого раствора и тампо­ нируемая цементом, перед тампонажем промывается водой.

При тампонаже глиной применяют жирную малопесчаную глину. Ее замачивают, затем вручную или с помощью глинопресса готовят цилиндры из глины. Глиняные цилиндры опускают на забой сква-

жины в длинной колонковой трубе и выпрессовывают давлением воды. Перед выпрессовыванием снаряд приподнимают над забоем скважины на 1,0—1,5 м.

Обычно выдавливание происходит при давлении 10—15 кгс/см2. Для надежности каждую порцию тампонажного материала трамбуют металлической трамбовкой.

Иногда при ликвидации скважину заливают цементно-сугли­ нистым раствором. Объемный вес последнего — 1,6—1,65 гс/см3. Соотношение цемента к суглинку берется 1 : 2 или 1 : 3.

При наличии полного поглощения промывочной жидкости на интервале скважины выше зоны поглощения устанавливают тампо­ нажные пробки.

После ликвидационного тампонажа буровая установка с вышкой разбирается и перевозится на новую точку.

При благоприятном рельефе буровая установка перевозится

внеразобранном виде.

Вустье ликвидированной скважины прочно забивают деревян­ ный столб или обсадную трубу с пробкой, на которой отмечаютномер и глубину скважины.

При бурении скважины на жидкие полезные ископаемые, зале­ тающие в рыхлых (галька, гравий, пески) и сильно трещиноватых породах (известняки, песчаники и т. п.) для предохранения каптажных участков скважин от заплывания и обвалов породы и в то же время для обеспечения возможности отбора проб и откачки жидкости стенки перекрываются фильтрами разных конструкций.

Фильтр состоит из трех частей (рис. 208): рабочей части 1, отстойника 2, расположенного ниже рабочей части фильтра, и над­ фильтровой части 3.

Рабочая часть фильтра — собственно фильтр — предназначается для пропуска жидкости без частиц породы из продуктивного гори­ зонта в скважину.

Назначение отстойника сводится к сбору оседающих из жидкости механических примесей.

Надфильтровая частъ представляет собой патрубок с герметизи­ рующим сальникам 4 для перекрытия кольцевого зазора между фильтром и колонной обсадных труб.

Сверху фильтр устанавливается приспособление для спуска фильтра в скважину.

Основные требования к рабочей части фильтра сводятся к сле­ дующему: фильтр должен обладать максимальной пропускной спо­ собностью, минимальным проходным сопротивлением и длительным сроком работы.

Основным конструктивным элементом рабочей части фильтра является опорная часть — каркас фильтра и фильтрующее покрытие.

В зависимости от гранулометрического состава водосодержащей породы, ее устойчивости и химического состава воды применяются три типа фильтров: простые без покрытий, каркасные, с тонкими фильтрующими покрытиями и фильтры с засыпкой — заполнителем.

Каркасы фильтров изготовляются из разных материалов: стали, чугуна, латуни, дерева, пластмассы, асбестоцемента, керамики и др.,

в зависимости от чего фильтры иногда называются по материалу, из которого они изготовлены. Выбор материала для изготовления каркасов зависит в основном от качества подземных вод; в случае агрессивных вод следует выбирать устойчивые материалы (нержаве­ ющую сталь, пластмассы, керамику).

По конструкциям каркасы бывают: трубные, вальцованные из металлических листов, сборные (кольцевые, стержневые) и др.

При изготовлении каркасов из металлических труб в них вы­ сверливаются или выжигаются с помощью сварочного аппарата отверстия: круглые или в виде щелей (рис. 209). Размеры отверстий

выбираются в соответствии с крупностью зерна породы продуктив­ ного горизонта. Круглые отверстия располагаются обычно в шах­ матном порядке по вершинам равностороннего треугольника; рас­ стояние между отверстиями в ряду и рядами называется шагом. Величина шага в зависимости от диаметра отверстия бывает от 10 до 20 мм.

Вальцованные каркасы изготовляются из оцинкованных и мед­ ных листов толщиной 2—3 мм, которые предварительно подвергаются перфорации; после перфорации листы склепываются или свари­ ваются в виде труб.

Ширина щелевых отверстий выбирается в зависимости от круп­ ности зерен породы, а длина отверстия обычно в 10—15 раз болыпо ее ширины.

Деревянные, чугунные, керамические, пластмассовые каркасы преимущественно изготовляются с щелевыми отверстиями. Обычные трубные каркасы изготовляются из обсадных труб.

Каркасно-стержневые фильтры изготавливаются секциями, со­ стоящими из колец или фланцев, по наружному диаметру которых

привариваются стержни (рис. 210). Секции соединяются между собой с помощью сварки колец или муфт.

Каркасы изготовляются разнообразных размеров по диаметру, длине и по пропускной способности.

а

Тонкие фильтрующие покрытия каркасов осуществляются с по­ мощью сеток (металлических, пластмассовых, стеклянных) и про­

Сетки для покрытия каркасов делаются из латуни, нержавеющей: стали, пластических масс и стеклянного волокна.

Металлические сетки изготовляются плетением. Различают три вида плетения: простой (квадратный), галунный и киперный.

Сетки простого плетения (рис. 212, а) изготовляются из проволок одинакового диаметра; размер ячеек сеток определяется по числу проволок на длине 26 мы и толщине проволоки по формуле

где N — число проволок на длине 26 мм (номер сетки); ô — толщина проволоки в мм.

Сетки киперного плетения (рис. 212, б) изготовляются из про­ волок одинаковой и разной толщины; проволоки утка переплетают

Сетки из пластических масс выпускаются со штампованными круглыми отверстиями и плетенные с квадратными отверстиями. Сетки капроновые и нейлоновые изготовляются плетением из нитей; капроновые сетки выпускаются галунного плетения. Сетки из стеклянного волокна изготовляются также различной толщины

иплотности.

1Размер сетки выбирается с расчетом, чтобы через нее просеивалось 60— 65% более мелких фракций песка.

оси его несколько штук опорных проволок (через 40—60 мм) и за­ тем навивается проволока плотными рядами или с промежут­ ками; просвет между рядами можно легко изменять при намотке проволоки на каркас (см. рис. 211, б).

b о [ос

,Р О

ІГо о

°о °

О

Вкачестве обмоточной проволоки применяется круглая латун­ ная или из нержавеющей стали (диаметр 1—3 мм); иногда приме­ няется проволока специальной формы сечения, образующая при намотке щели с узким входным и расширяющимся выходным се­ чением.

Ф и л ь т р ы с з а с ы п к о й . Засыпка осуществляется двумя способами, соответственно чему применяются те или иные разно­ видности конструкций фильтров.

При первом способе фильтр собирается в виде секций полностью с засыпкой на поверхности и в готовом виде опускается в скважину.

Ктаким фильтрам относятся: корзиночные, кожуховые, блочные. При втором способе засыпка формируется в скважине при обна­

жении каркаса фильтра путем засыпки ее в кольцо между карка­ сом и породными стенками скважин или путей засыпки в приза­ бойную полость при откачке эрлифтом вместе с водой породы. Обычно диаметр зерен засыпки в 8—10 раз более диаметра зерен водосодержа­ щего песка.

Корзиночные фильтры (рис. 213, а) состоят из перфорирован­ ного каркаса фильтра и надетых на него воронок. Засыпаемый материал помещается в воронки, располагаясь слоями, с постепен­

гравием кожухов производится при монтаже секций на каркасе, под­ вешенном над скважиной.

Фильтры с блочным пористым заполнителем состоят из ци­ линдрических блоков, последовательно соединяемых и стягиваемых капроновыми шнурами (рис. 214) или болтами. Блоки представляют пористые цилиндры, состоящие из засыпаемого материала, пропи­ тываемого связывающими веществами (битум, цемент, жидкое стекло).

быстрого понижения и уменьшения давления на пласт заглинизированные стенки скважины у фильтра обрушаются, при этом заглинизированный песок засасывается через окна в фильтровую колонну и выносится на поверхность.

Наиболее эффективен пульсирующий режим, при котором ком­ прессор периодически выключается (на 10—15 мин). В начале про­