руслан1. 1 Выбор и обоснование способа и вида бурения
 Скачать 1.46 Mb.
|
 1 Выбор и обоснование способа и вида бурения Для проходки по глинистым и скальным породам используют способы бурения скважин, основанные на вращательном и вибрационном принципе. В работе задействованы механизмы, позволяющие производить разработку грунтов различных типов и на разную глубину. Вращательный способ бурения с прямой промывкой применяется при бурении в породах различной твёрдости на различные глубины, при применении способов заканчивания скважин, исключающих кольматацию пласта, при применении испытателей пластов, опережающего способа опробования и на стадии поисково-разведочных работ. Преимущества: 1. Высокие механические и коммерческие скорости бурения 2. Возможность бурения в породах различной твердости на различные глубины 3. Малая металлоемкость конструкций скважин Недостатки: 1. При бурении с глинистым раствором трудности качественного опробования водоносных пластов и их освоения, что приводит к снижению дебитов скважин, требует проведения длительных и сложных работ по разглинизации 2. Необходимость снабжения установок водой и качественной глиной 3. Трудности бурения в породах, содержащих валунно-галечниковые включения, в породах, поглощающих промывочную жидкость 4. Трудности организации работ в зимнее время при отрицательных температурах. 2. Выбор и обоснование конструкции скважин Под конструкцией скважины подразумевают ее характеристику, определяющую изменение диаметра с глубиной, а так же диаметры и длины обсадных колонн. Конструкция скважины должна быть такой, чтобы обеспечивалось качественное выполнение геологического задания, максимально использовались прогрессивные способы бурения, снижалась металлоемкость и повышалась производительность работ. Конструкция скважины выбирается и обосновывается, исходя из следующих данных: 1. Целевое назначение и глубина скважины 2. Физико-механических свойств горных пород 3. Конечного диаметра 4. Способа бурения 5. Параметров бурового оборудования. Составление конструкции скважины включает в себя решение следующих вопросов: определение конечного, промежуточного и начального диаметров скважины, общей глубины, интервалов ствола скважины подлежащих креплению обсадными трубами, а так же размеры труб, определение мест и способов проведения тампонирования. 2.1 Выбор водоподъемника для предварительной откачки Предварительную откачку осуществляют водоподъемником, способным откачивать воду с большим содержанием механических примесей: желонками, эрлифтами, водоструйными насосами. Основной недостаток желонок и водоструйных насосов – их низкая производительность. Эрлифтом называется водоподъёмник, использующий для подьёма воды из скважины энергию сжатого воздуха. Эрлифты вследствие простоты устройства широко применяются при предварительных откачках с целью очистки воды от посторонних примесей, песка, предварительного опробования попутно встреченных водоносных пластов, а также для разглинизации пласта, намеченного к эксплуатации и при эксплуатационной откачке скважин с высоким статическим уровнем. Эрлифты применяются при эксплуатационной откачке бесфильтровых скважин, создаваемых при благоприятных гидрогеологических условиях в песчаных водоносных пластах. В последнее время они используются при пластоиспытании нефтеносных горизонтов на небольших глубинах. Основные достоинства эрлифта – простота устройства, отсутствие движущихся частей, что дает возможность откачивать из скважин загрязненную воду. Принцип действия эрлифта основан на известном физическом законе сообщающихся сосудов, согласно которому уровни жидкостей в них устанавливается обратно пропорционально их плотностям:  , (4.2.1.1)Где: h1, h2 – уровни жидкостей соответственно в первом и втором сосудах, м; Р1, Р2 –плотности жидкостей в соответствующих сосудах, кг/м При концентрическом расположении труб роль смесителя выполняет нижняя часть эрлифта в месте перфорации, причем последняя выполняется в воздухопроводной колонне. При работе эрлифта по обеим схемам функцию сообщающихся сосудов выполняет водоподьемная колонна и скважина, которая при вскрытии водоносного пласта заполняется водой Работа эрлифта происходит следующим образом: сжатый воздух подается по воздухопроводной трубе и проходя через перфорированные отверстия смесителя, смешивается с водой, имеющийся в водоподъемной колонне. Первоначальный уровень воды и последующий равен статическому до подачи сжатого воздуха. При насыщении воды пузырьками воздуха плотность жидкости уменьшается, а её уровень в водоподъемной колоне в соответствии с зависимостью повышается вплоть до излива из скважины в емкость. При откачке воды её уровень в скважине понижается. Стационарный уровень воды в скважине при откачке с постоянной производительностью называется динамическим. Достоинством эрлифта: является возможность откачки загрязненной жидкости и простота устройства Недостатком: низкий КПД. Наиболее целесообразно применять схему эрлифта по наиболее простой схеме, внутри с концентрическим расположением труб, когда в скважину опущены только воздухоподающая колонна, а в качестве подьемной используется эксплуатационная колонна. Расчет эрлифта Глубина погружения смесителя под динамический уровень H=k*hд, Где: H – глубина погружения, м; hд–динамический уровень, м; k – Коэффициент погружения, k =2 – 2,5; hд= hст. + S, где S – понижение , S =6.1м; hст. - статический уровень, hст. = 1,8м hд=1,8 + 4.5м = 6.3м H = 2 * 6.3м = 12.6м 1.Пусковое давление компрессора при пуске P0=10-6*q*p(k*hд- hст+2), (4.2.1.4) Где: k – коэффициент погружения (1.5-3.5) hд – динамический уровень. hст – статический уровень. P0=0,000001*5,8*1000(2*19.1-4.5+2)=0.34 МПа. 2.Давление воздуха во время работы компрессора Рраб=0,000001*q*p[ hд*(k-1)+5]; МПа (4.2.1.5) Где: k – коэффициент погружения (1,5-3,5). hд – динамический уровень. Рраб=0,000001*5,8*1000(19.1*(2-1)+5)=0.23 МПа. 3.Рабочее давление компрессора Рабочее давление компрессора рассчитывается по формуле: Рк= К*Рраб+∑Р, (4.2.1.10) Где: К- поправочный коэффициент, К=1,11 ∑Р – потери давления воздуха на магистрали от компрессора до скважины (∑Р=0,05) Рк=1,11*0,23+0,05=0.31МПа. Техническая характеристика компрессора 14ВК: Давление компрессора:………………………………………………..0,7 МПа. Производительность компрессора:…………………………………10 м3/мин. Привод компрессора:………………………...дизельный двигатель ЯМЗ-238. Мощность привода:……………………………………………………64,3 кВт. Масса компрессора:……………………………………………………..7000 кг 2.3 Выбор водоподъемника для эксплуатационной скважины Для эксплуатационной откачки выбираем центробежный насос с погружным электродвигателем. Водоподъемное оборудование. В качестве водоподъемного оборудования принят погружной насос марки 2ЭЦВ5, 4-75 с двигателем марки ПЭДВ-2, 8-140 мощностью 2,8 кВт. Подача насоса 5,3 м 3 /ч при напоре 85 м. Монтаж насоса, определение количества необходимых водоподъемных труб выполняются на месте. Вспомогательное оборудование. Для измерения расхода воды, отбираемой из скважины, устанавливается счетчик ВТ-50. Уровень воды в скважине периодически замеряется электроуровнем ЭВ-1М. Для пробной эксплуатационной откачки воды из скважины, а также для непосредственной подачи ее в передвижную емкость на напорной трубе за оголовком предусматривается отвод с задвижкой, к которому может в свою очередь подсоединяться гибкий шланг 2.2 Выбор эксплуатационной колонны и долот для бурения Породоразрушающий инструмент для вращательного бурения подразделяют на три основные группы: 1) долота для роторного (беспрерывного) бурения; 2) долота и коронки для колонкового бурения; 3) долота-расширители. Долота для роторного бурения: лопастные, фрезерные, шарошечные, алмазные. Лопастные долота: режущие двух- и трехлопастные (табл. 36), истирающе-режущие и ступенчатые (ИР, ИРГ); ступенчато-лопастные (ДСГ3ЛИР, ДСГ3ЛР); пикообразные, шнековые забурники. Диаметр долота для бурения под эксплуатационную колонну: Dд.э.=Dм.э.+2δ мм (4.2.3.2) Где: Dм.э.- диаметр муфты эксплуатационной колонны, мм. Dм.э=216 мм δ - зазор между стенками скважины и муфтой, мм. δ=20-25 мм. Принимаем δ=25 мм Dд.э.=216+25=241мм Наблюдательный скважине при бурени применяется эксплуатационная колонна 114 мм. Dм.э.- диаметр муфты эксплуатационной колонны, мм. Dд.э.=114+25= 139 мм Выбираем долото диаметром 2.4 Выбор и расчет фильтра и конечного диаметра Учитывая литологический состав водовмещающих пород водоносного горизонта К1 который представлен песчаниками а также глубину бурения 15метров, в скважинах целесообразно будет установлен фильтр сетчатый с металлической сеткой из меди, латуни и нержавеющей стали диаметром Так как скважина будет являться эксплуатационной, используем установку фильтра в патай, срок службы составляет 30 лет эксплуатации, при необходимости проведения ремонта, фильтр легко будет изъят из скважины для замены. Исходя из конструктивных особенностей скважины, учитывая, что фильтр будет устанавливаться впатай, является целесообразным выбрать диаметр фильтра таким образом, чтобы он поместился внутри эксплуатационной колонны. Т.к. диаметр колонны составляет 168 мм, более подходящим является фильтр диаметром 114 мм, маркой КСС-4Ф14В. Расчет фильтра Необходимая длина фильтра рассчитывается по формуле: lф= 7,643*  ,м (4.2.4.1)Где: Dф – диаметр фильтра, зависит от диаметра эксплуатационной колонны Vф– скорость фильтрации, м/сутки Vф=65*  м/сутки (4.2.4.2)Где: Кф– коэффициент фильтрации водоносных пород, м/сутки Кф=  м/сутки (4.2.4.3)Где: m – мощность водоносного горизонта, м. m =20 м В процессе эксплуатации фильтр забивается кусочками породы, отложением солей, поэтому длину фильтра увеличиваем в 2раза: lф= 2*9.9=19.6=21м. Диаметр бурения под фильтр проводится долотом, который свободно проходит внутри эксплуатационной колонны. Диаметр определяется по формуле: Dд.ф..=Dв.э.-2δ мм (4.2.4.4) где, Dв.э– внутренний диаметр эксплуатационной колонны, мм. Dв.э= 144 мм. δ – зазор между эксплуатационной колонной и долотом, мм. δ=5-10 мм. Принимаем δ= 5 мм. Dд.ф..=144-5=139 мм 2.5 Выбор глубины скважины Глубина скважины при расположении фильтра в верхней части водоносного горизонта определяется по формуле: Lск=Lкр+Lф+Lо, Где: 7,8+3.2+4=15м Lкр- глубина залегания кровли водоносного горизонта. Lф- длина фильтра. Lо- длина отстойника. Lск=15м Глубина скважины Глубинанаблюдательной скважины при расположении водоносного горизонта выбирается аналогично глубине эксплуатационной скважине. 2.6 Выбор начального диаметра При вращательном бурении с промывкой глинистым раствором промывочной жидкости, устье скважины перекрывается направляющей трубой, которая устанавливаются в устойчивые породы. Диаметр направляющей трубы определяется по формуле: Dвн=Dд.э.-2δ2 мм Где: Dд.э– диаметр долота для бурения под эксплуатационную трубу. δ2 – зазор между долотом и внутренним диаметром направляющей трубы, мм. δ2= 5-10 мм. Принимаем δ2= 10 мм Dвн= 168-10=158мм Выбираем направляющую трубу диаметром – 158 мм Диаметр долота при бурении под направляющую трубу – 168 2.7 Расчет цементации Для цементирования скважин использую «Одноступенчатое цементирование». Цементирование проводят для изоляции водоносных пластов, вскрытых при бурении скважин, удержание обсадной колонны от коррозии, ликвидации поглощения промывочной жидкости. Одноступенчатое цементирование - применяется в случае, когда исключенавожможностьгидроразрыва пластов, за счет значительного давления в кольцевом пространстве. Последовательность цементирования: 1. Через заслонку производят промывку затрубного пространства от шлама, появившегося вследствие спуска обсадной колонны 2. Закрывают заслонку и через заслонку закачивают заданное кол-во цементного раствора. При этом раздел, диафрагма опускается вниз и разделяет промывочную жидкость и цементный раствор.3. Когда раздел, диафрагма доходит до стоп кольца, то давление в монифильде увеличивается и диафрагма лопается. После этого цемент поступает в кольцевое пространство и вытесняет промывочную жидкость из колонного пространства вверх.4. По окончанию закачивания цементного раствора закрывают заслонку и через заслонку закачивают промывочную жидкость. При этом раздел, диафрагма разделяет цементный раствор и промывочную жидкость, не даёт им смешиваться.5. Когда диафрагма доходит до стоп кольца, то заслонку закрывают(давление скачком увеличивается) В скважине остается избыточное устьевое давление.6. Скважину оставляют на сутки для отвердивания цемента - это время ОЗЦ(ожидание затвердевания цемента). Расчет цементирования скважины проводится с целью определения необходимого объема работ, количество материалов и выбора типа насоса или цементированного агрегата. 1.Объем цементного раствора для создания в затрубном пространстве цементированного кольца высотой h и цементного стакана hc внутри колонны определяется по формуле: Vц.р.=0,785k[(Dc2-Dн2)h+D2вhс] м3 (4.2.7.1) Где: k –коэффициент учитывающий дополнительный расход цементного раствора на заполнение расширенийскважины.k=1,2-1,3. Принимаем k=1,2. Dc– диаметр скважины, м. Dc= 0,295 м Dн– наружный диаметр обсадных труб, м. Dн=0,268 м Dв– внутренний диаметр обсадных труб, м. Dв=0,245 м Vц.р.=0,785*1,2[(0,2952-0,2682)*100+0,2452*3]= 1,67 м3 Расчет цементирования для наблюдательных скважин. Где: Dc– диаметр скважины, м. Dc= 0,214 м Dн– наружный диаметр обсадных труб, м. Dн=0,194 м Dв– внутренний диаметр обсадных труб, м. Dв=0,175 м Vц.р.=0,785*1,2[(0,2142-0,1942)*100+0,1752*3]= 0,84 м3 2.Необходимая масса сухого цемента для приготовления цементного раствора рассчитывается по формуле: m = k1  * Vц.ркг (4.2.7.2) Где: ρц– плотность цемента, кг/м3. ρц= 3050-3200 кг/м3. Принимаем ρц= 3100 кг/м3. ρв– плотность воды, кг/м3. ρв=1000 кг/м3. В/Ц – водоцементное число. В/Ц=0,4-0,5. Принимаем В/Ц=0,5 k1 – коэффициент учитывающий потери цемента при приготовлении раствора k1=1,1-1,5. Принимаем k1=1,1 m = 1,1*  *1.67=2233,21кгДля наблюдательных скважин: m = 1,1* *0,84=1123,29кг3.Плотность цемента определяется по формуле: ρц.р. =  кг/м3 (4.2.7.3)ρц.р. =  = 1824 кг/м34.Количество воды необходимое для приготовления цементного раствора определяется по формуле: Vв=  м3 (4.2.7.4)Vв=  =1,11 м3Для наблюдательных скважин: Vв=  =0,56 м35.Для продавливания цементного раствора следует закачать продавочную жидкость в объеме: Vп.ж=0,785*k2*Dв2(L-hс) м3 (4.2.7.5) Где: k2 – коэффициент учитывающий сжатие жидкости, для глинистого раствораk2=1,03-1,05. Принимаем k2=1,03. L – глубина скважины, м. L=15 м. Vп.ж.=0,785*1,03*0,2452*(15-3)= 0,5 м3 Для наблюдательных скважин: Где: L – глубина скважины, м. L=15 м. Vп.ж.=0,785*1,03*0,1752*(15-3)= 0,4 м3 6. Давление для продавливания цементного раствора рассчитывается по формуле: Р=g(h-hc)(ρц.р.-ρж)*10-6+L*10-3+0,8 МПа (4.2.7.6) Где: ρж– плотность продавочной жидкости, кг/м3. ρж= 1200 кг/м3 ρц.р. – плотность цементного раствора, кг/м3. ρц.р.= 1824 кг/м3 g – ускорение свободного падения, g=9,81 м/с2 Р=9,81(8-3)*(1824-1200)*10-6+15*10-3+0,8=0,93 МПа Для наблюдательных скважин: Р=9,81(8-3)*(1824-1200)*10-6+15*10-3+0,8=0,92 МПа 7. Время необходимое на цементирование определяется по формуле: tц=  + tвс ≤ 0,75*tсхв (4.2.7.7)Где: Qц.а – производительность цементированного агрегата, м3/с. Qц.а= 0,0064 м3/с (I скорость насоса НБ-50) tвс – время расходуемое при цементировании на вспомогательные операции tвс= 600-900 с. Принимаем tвс= 900 с. Продолжительность цементирования не должна превышать 75% времени начала схватывания цементного раствора. tсхв= 2-3 ч. Принимаем tсхв= 2 ч. tц=  + 900 =1895cек ≈ 32 мин.Для наблюдательных скважин: tц=  + 900 =1370cек ≈ 23мин.что составляет 55 % времени начала схватывания раствора. 2.9 Конструкция скважины  3 Выбор буровой установки Буровая установка выбирается в зависимости от начального и конечного диаметра бурения, глубины скважины, физико-механических свойств горных пород, условия водо, глино и электроснабжения. Глубина скважины 15 м, выбираем установку 1БА-15В.  Рис 3.1 1БА-15В Техническая характеристика установки 1БА-15В Глубина бурения, м………………………..1600/1200 Трубами диаметром 60, 73 мм Диаметр скважины, мм: начальный………………………………………………….…………………............295 конечный………………………………………………….…………….. …………..118 Механизм вращения……………………………………………………………..ротор Проходное отверстие стола, мм…………………………………………………. 410 Частота вращения, об/мин…………………………………………... ……65; 130; 245 Диаметр бурильных труб, мм…………………………………………….……….60/73 Механизм подъема……………………………………………………….. ……лебедка Диаметр каната, мм……………………………………………………….….………18 Оснастка талевой системы…………………………………………….……… …..3x4 Скорость подъема крюка, м/с……………………………………………….0,17 – 1,08 Высота мачты, м………………………………………………….…………………...20 Длина бурильной свечи/трубы, м…………………………………………4,5; 6; 13,5 Грузоподъемность мачты, кН…………………………………………………......20/32 Буровой насос………………………………………………………….…........9МГр-61 Приводная мощность, л.с. .……….………………...………………………..……105 Давление, кгс/см2………………………………………………………………..…...125 Тип двигателя …………………………. ……………………...ЯМЗ-236 (2 двигателя) Мощность привода………………………………………………………………105х2 Напряжение, В…………………………………………………………………. 380/220 База установки……………………………………………………………….МАЗ-500А Масса, т……….…………………………………………………………. ………….14,8 Тип мачты…………..........................складывающаяся с открытой передней гранью 4 Выбор состава бурового снаряда и породоразрушаещего инструмента В состав снаряда входят: Трех шарошечные долота типа СТ диаметрами D-244,5 мм и D-349,0 мм Переходник с долота на УБТ УБТ диаметром 108 мм Переходник с УБТ на бурильные трубы Бурильные трубы диаметром 73 Для забуривания под направляющую трубу используем трех шарошечное долото типа СТ D-349 мм  Рис. 4.1 трехшарошечное долото типа СТ D-349 мм Для бурения под эксплуатационную колонну используем трех шарошечное долото типа СТ D-244 мм  Рис. 4.2 трех шарошечное долото типа СТ D-244 мм 5 Выбор вспомогательного оборудования и инструмента Элеватор служит для захвата и удержания бурильных и обсадных труб. В комплекте с буровой установкой 2БА15Нзаводоизготовитель поставляет элеваторы кованные, грузоподъемностью 20 т и массой 18,2 кг для бурильных труб диаметром 73 мм. Для свинчивания – развенчивания замковых соединений ЗН–95 бурильных труб диаметром 73мм применяем ключи типа РИК. Для свинчивания – развенчивания обсадных труб применяем цепные ключи типа КЦМ–3. Штропы применяется для соединения элеватора с талевым блоком. Применяем штропы РИ-Э/10, грузоподъемностью 10 т. В качестве малой механизации в комплекте с буровой установкой УРБ-3А3применяем следующие механизмы: 1. механизм развенчивания ротором бурильных труб диаметром 73 мм 2. гидрораскрепитель служит для раскрепления бурильных замков, утяжеленных бурильных труб и обсадных труб 3. приспособление для выноса бурильных труб применяется для облегчения выноса поднимаемых из скважины бурильных труб на мостки 4. грузоподъемное устройство позволяет облегчать производство ремонтных работ 4.1 кран-укосина предназначен для: 4.1.1 механизации погрузочно-разгрузочных работ 4.1.2 механизации работ при выбросе на мостки ведущей трубы, бурильных труб, труб эрлифта; 5. подтаскивания труб, тяжелого инструмента и вспомогательных механизмов к устью скважины. 6. приспособление для подтаскивания грузов служит для подтаскивания грузов к буровой с использованием безопасной подушки, пенькового каната, роликов с подвесками и крюка; 7. Для поднятие УБТ применяют вкручивают на УБТ ветрлюг(серьга) 6 Выбор промывочной жидкости При бурении скважин роторным способом в качестве промывочных жидкостей применяют техническую воду, глинистые, безглинистые, солевые и аэрированные растворы, а также естественные растворы, образующиеся в процессе бурения. При вращательном бурении в слабоустойчивых породах используют глинистые растворы. В практике бурения скважин на воду существует три основных типа промывки: прямая, обратная и комбинированная. Глинистые растворы приготовляют из глин: монтмориллонитовых или бентонитовых (продукты разрушения вулканических пеплов), каолинито-гидрослюдистых, каолинитовых, используемых с химическими реагентами. В качестве химических реагентов для восстановления (улучшения) свойств глинистых растворов применяют кальцинированную соду, или углекислый натрий (порошок белого цвета), каустическую соду, или едкий натр (плотное твердое вещество), углещелочной реагент, состоящий из измельченного сухого бурого угля, каустической соды и воды, торфо-щелочной реагент (торф, сода и вода). Глинистый раствор готовят с помощью глиномешалок типов ОГХ-7А, ГМЭ-0,75, МГ-224, Г2-П-2 (производительность 1,5-6 м 3 /ч). 7 Технологический режим бурения Параметры технологического режима роторного бурения следует выбирать, принимая во внимание характер пород геологического разреза, технические возможности применяемого оборудования и опыт передовых буровых бригад. Величина осевой нагрузки устанавливается с учетом типа долота, механических свойств пород, а также других параметров режима бурения. Практически необходимая нагрузка (в кгс) на долото определяется из расчета удельной нагрузки на 1 см его диаметра, которую рекомендуется принимать при бурении: очень мягких пород…………………………………….. 5-10 мягких пород……………………………………………. 100-200 пород средней твердости………………………………. 200-400 плотных твердых пород………………………………… 300-600 окремненных и кремнистых очень твердых пород…… 900-1200 Для приработки опор шарошечных долот в течение первых 5-10 мин нужно работать при пониженной осевой нагрузке.Следует иметь в виду, что механическая скорость бурения повышается с увеличением нагрузки на долото лишь до определенного предела. Чрезмерная нагрузка сопровождается уменьшением скорости бурения в связи с увеличением контактной поверхности долота с породой.Частота вращения снаряда при роторном бурении принимается от 100 до 300 об/мин и выбирается в соответствии с характером породы и глубиной скважины.Мягкие породы следует бурить при больших частотах вращения долота и небольшой осевой нагрузке. В крепких породах частота вращения снаряда уменьшается, а нагрузка на долото увеличивается. С увеличением глубины скважины, а так же при бурении абразивных пород частота вращения снаряда уменьшается.Расход промывочной жидкости при роторном бурении рассчитывается, исходя из скорости восходящего потока, величина которой должна быть не менее 0,8-1,2 м/с. В мягких породах интенсивность шламообразования больше и поэтому значение скорости восходящего потока жидкости должно быть больше, чем при бурении твердых пород. 1.Осевая нагрузка на долото: Р=Р0*D, Где Р0- осевая нагрузка на 1 см диаметра долота, кН; D- диаметр долота, см 1) Р= 2.5*32= 80 кН 2) P=2.5*24.3= 60.75 кН 2.Частота вращения долота: n=  ,где v- окружная скорость вращения коронки, м/с;  = средний диаметр коронки,м.1)n=  об/мин2)n=  63 об/мин3.Расход промывочной жидкости: Q= qD, где q- удельный расход жидкости на 1 мм диаметра коронки, л/мин; D- наружный диаметр коронки, мм 1)Q= 0.22*349= 76.78 л/мин 2)Q= 0.22 *244.5= 53.79 л/мин  8 Спуск фильтра в скважину Спуск фильтров в скважины. Если в конструкции скважины предусмотрен выход надфильтровой колонны на поверхность, то спускают фильтр, последовательно свинчивая и опуская трубы. При наличии на забое обвалившейся породы его очищают желонкой и только потом опускают фильтр. Если скважина сооружена роторным способом, то вначале ее прорабатывают долотом. Скважины ударно-канатного бурения перед спуском проволочных, гравийно-кожуховых и гравийных клееных фильтров крепят до забоя колонной обсадных труб и очищают от шлама. Внутрь колонны обсадных труб подливают воды столько, чтобы уровень воды в ней был больше статического уровня не менее чем на 3 м. Это предотвратит прорыв песка в колонну при установке фильтра. Затем колонну обсадных труб приподнимают, обнажают фильтр, зажимают сальник и откачивают воду из скважины. В скважинах роторного бурения с обратной промывкой рекомендуется устраивать сетчатые фильтры. По окончании расширения водоприемной части в скважину на бурильных трубах опускают фильтровую колонну на левом переходнике с обратным клапаном. Затем в бурильные трубы забрасывают шарик Он закрывает проходное отверстие. Для промывки монтируют воздухопроводные трубки и включают буровой насос. Под давлением воды муфтасрывается, открывая промывочные отверстия . Одновременно с этим включают эрлифт и на вибросито подают гравий, где он просеивается и промывается, а затем транспортируется водой через смесительную воронку в профильтрованную зону скважины. 9 Освоение скважины При сооружении скважины, эксплуатирующей неустойчивые песчаные пласты с помощью фильтра, ее освоение заключается в формировании естественного фильтра. Освоение скважины с помощью эрлифта - основной способ заканчивания водозаборных скважин, основанный на разрушении и выносе частиц глинистой корки и мелких фракций песка из прифильтровой зоны в ствол скважины сжатым воздухом. Эрлифт - воздушный подъемник - состоит из двух металлических колонн, одна из которых служит для подъема воды на поверхность, а другая - для подачи воздуха в скважину. При освоении скважины свабом можно на любой глубине достигать быстрого притока жидкости из пласта (даже при вакууме), в этом случае эффективно разрушается глинизация водоносного слоя. Свабирование производят с помощью поршневого устройства путем его возвратно-поступательного перемещения. Основной инструмент при свабировании - поршень или плунжер. Диаметр резиновых элементов поршня должен строго соответствовать внутреннему диаметру обрабатываемой части скважины. Сваб снабжен конусообразным резиновым уплотнителем, который при спуске сваба сжимается и сваб погружается в воду, а при подъеме расширяется, плотно прижимаясь к стенке трубы и не пропуская воду. Свабом разрушают глинистую корку, что способствует формированию естественного фильтра. Обработка скважины заключается в чередовании процессов свабирования и очистки забоя от песка. При бурении и эксплуатации скважин в ствол, трубы, фильтр и оборудование могут попасть болезнетворные бактерии, поэтому их необходимо дезинфицировать. Дезинфекцию ствола скважины, труб и оборудования производят хлорными растворами, поскольку хлор - сильное окислительное вещество, убивающее бактерии и ускоряющее процесс "сгорания" органических веществ. Для обеззараживания воды в ствол скважины в контейнере опускают дезинфицирующее вещество, которое растворяется в воде при спуске и подъеме контейнера. Через некоторое время полученный раствор (воды и дезинфицирующего вещества) откачивают. 10 Монтаж водоподьемника Монтаж насосов ЭЦВ может выполняться с помощью автокрана, в этом случае электронасос и труба поднимаются краном, после чего помещаются в устье скважины. При этом верхняя часть водонапорной трубы крепится на устье скважины, затем к первой трубе присоединяют вторую. После соединения двух труб, первую снимают с фиксации и обе трубы опускаются в скважину с таким расчетом, чтобы зафиксировать вторую трубу в устье скважины и присоединяют к ней третью. Процедура присоединения труб продолжается до тех пор, пака не будет достигнута расчетная глубина погружения электронасоса ЭЦВ при этом необходимо крепить к трубам электрокабель с помощью пластиковых хомутов. Если подача электронасоса ЭЦВ выше дебета скважины, то дополнительно необходимо установить защиту от сухого хода. Для безаварийной работы насоса, его напорный патрубок должен быть ниже динамического уровня скважины не менее, чем на 1 метра. При этом уровень установки необходимо измерять от входа в насос. В таком случае уровень установки оборудования по нижнему торцу электромотора должен быть расположен не менее чем на 1 метр выше фильтра скважины. Такое расположение позволит обеспечить защиту электронасоса от попадания в него песка. 11 Автоматизация работы водоподъемника Когда насос будет смонтирован в скважину, его электродвигатель необходимо заполнить водой. Затем выполнить подключение по схеме, размещенной в паспорте насоса. На клеммах напряжения должно составлять не менее чем 360 Вольт. При первом пуске необходимо определить направление вращение по значению показываемых насосом характеристик: напору и подаче. Если нет напора, значит вращение цццццв обратную сторону и необходимо изменить подключение фаз питания. Насос марки ЭЦВ представляет собой технологически сложное промышленное оборудование. Поэтому ремонт насосов ЭЦВ должны выполнять профессионалы. Среди наиболее частых поломок такого оборудования отмечают: деформациобратного клапана; обрыв катушки двигателя, поломка после скачка напряжения; повреждение рабочего колеса; разгерметизация корпуса; постепенное ухудшение напора и производительности агрегата; появление загрязнений или песка в скважине; ошибки при монтаже или при эксплуатации оборудования 12 Окончательная геолого-техническая документация Геолого-техническая документация при бурении и опробовании скважин на воду включает не только различные формы учета, но и многообразную методику фиксирования проводимых работ, а также правильную интерпретацию получаемых данных. Правильность, точность и полнота ведения геолого-технической документации скважин имеют большое значение, которое объясняется следующими положениями. 1. Процессы сооружения и опробования скважины состоят не только из элементов горнобурового дела, но и в значительной мере включают элементы разведочно-исследовательского и опытного характера. Буровая скважина на воду представляет собой в то же время сложное инженерное сооружение, находящееся при эксплуатации в постоянном длительном взаимодействии с разнообразными горными породами и подземными водами. Поэтому точность и полноценность геолого-технической документации в процессе сооружения скважины важны для своевременного внесения в запроектированную конструкцию правильных коррективов применительно к встреченным геолого-гидрогеологическим условиям. От точности ведения геолого-технической документации в большой степени зависит качество скважины как эксплуатационного инженерного сооружения, а также долговечность и бесперебойность его работы. 2. Буровые скважины на воду характеризуются в основном довольно значительными глубинами. В связи с этим достоверные данные о геологических разрезах этих скважин представляют цен ность для пополнения и детализации имеющихся сведений и материалов о геологическом строении и. Геолого-техническая документация состоит из первичной (полевой), окончательной и фондовой (справочной). Первичная документация ведется непосредственно на месте работ и является исходным материалом для всех дальнейших расчетов, построений, выводов и обобщений по одной скважине или группе их. В связи с этим первичная оперативная документация должна быть предельно ясной, точной и исчерпывающе полной. Окончательная документация в значительной мере основывается на данных первичной документации и должна представлять собой гидрогеологическую и инженерную интерпретацию всех данных, имеющих отношение к скважине как эксплуатационному сооружению. Эта документация должна включать паспортные данные скважины и содержать рекомендации в отношении режима эксплуатации. Фондовая (справочная) документация является обобщением материалов, получаемых в результате бурения на воду в пределах района производственной деятельности бурового треста или конторы. 13 Мероприятия по охране природы Комплекс мероприятий должен включать организацию работ по охране подземных вод от загрязнения, а также работ, связанных с рекультивацией земель и предотвращением их вывода из строя при проведении запроектированных буровых работ. Продуктивный водоносный комплекс четвертичных аллювиально-пролювиальных отложений на площади участка работ находится в относительно благоприятных в санитарном отношении условиях, о чем свидетельствуют геолого-гидрогеологические условия. Водоносный горизонт в разрезе имеет прослои суглинков, что исключает влияние поверхностных условий на его качественные и количественные характеристики. При ведении полевых работ должны быть исключены возможности загрязнения зоны аэрации и грунтовых вод при возможном обустройстве подъемных путей. После проведения каждого этапа полевых исследований участки работ должны быть очищены от производственного мусора, пролившихся горюче-смазочных материалов и т.п. При ведении разведочных работ на участке скважин должны осуществляться мероприятия, направленные на охрану земель и недр, растительности, поверхностных и подземных вод, сохранение естественных ландшафтов, предотвращение возникновения шума и загрязнения воздушной среды, а также ликвидацию отрицательных последствий нарушения природных объектов. При проведении разведочных работ в приоритетном порядке должны соблюдаться экологические требования, включающие: - сохранение окружающей среды; - предотвращение техногенного опустынивания земель; - предотвращение водной и ветровой эрозии, засорения и загрязнения поверхностных вод; - изоляция водоносного горизонта для исключения его загрязнения; - другие требования согласно Законодательству об охране окружающей природной среды. Зоны санитарной охраны Первый пояс Устанавливается зона санитарной охраны первого пояса исходя из защищенности источника водоснабжения - водоносного горизонта. Для защищенных водоносных горизонтов, когда отсутствует вероятность загрязнения с поверхности, путем питания из вышележащих водоносных горизонтов, либо из гидравлически связанных поверхностных водотоков и водоемов, граница зоны санитарной охраны артезианской скважины должна проходить в радиусе не менее 30 метров от нее. При расчетах скважин, обустроенных на незащищенные горизонты существует прямая опасность загрязнения подземных вод с поверхности радиус увеличивается до 50 метров. При отсутствии в непосредственной близости потенциальных источников загрязнения по согласованию с органами Роспотребнадзора возможно сокращение зоны санитарной охраны первого пояса в два раза: 15 и 25 метров. В пределах этой зоны не должно находиться зданий, сооружений и других объектов, не относящихся к процессу извлечения, очистки, хранения и транспортировки воды. Второй пояс Служит для предвосхищения попадания в водозаборную скважину бактериального загрязнения посредством фильтрации подземных вод. Радиус этой зоны рассчитывается аналитически. Хотя расчет и имеет ориентировочный характер из-за сложности и динамичности гидродинамических процессов, тем не менее, органы Роспотребнадзора требуют точную цифру и жестко ориентируются на нее. Третий пояс Зона санитарной охраны третьего пояса служит для защиты водозаборного узла от химического загрязнения и рассчитывается по схожей формуле. При расчете радиуса зоны санитарной охраны третьего пояса имеют место те же погрешности, что и для второго пояса. 14 Мероприятия по охране труда и технике безопасности 1.Все рабочие должны быть обучены и должны сдать экзамены по технике безопасности применительно к профилю их работ. (Рабочие занятые на работах с повышенной-опасностью, а именно бурильщики, их помощники, дизелисты - компрессорщики и т.д.) 2.Для каждого вида работ должна быть составлена инструкция по правилам технической эксплуатации и безопасным методам труда. 3.Работники полевых подразделений перед поступлением на работу и ежегодно в начале года должны проходить медицинский осмотр. При необходимости всем работникам, занятым на полевых работах, делают профилактические прививки против инфекционных заболеваний. С ними проводится инструктаж по санитарии и гигиене. 4.На всех применяемых грузоподъемных машинах и механизмах должны быть надписи об их предельной грузоподъемности, не превышающей паспортную. Узлы, детали и приспособления повышенной опасности должны быть окрашены в соответствующие цвета в соответствии с ГОСТом. 5.Работники должны быть обучены оказанию первой медицинской помощи, а отряды, бригады, участки должны быть обеспечены средствами для оказания первой медицинской помощи. В составе бригад и отрядов должны быть санитарные инструкторы из числа ИТР, назначаемые приказом от организации сроком на 2 года. Санинструкторы должны пройти специальную подготовку на медицинских курсах. 6.Инженерно-технические работники должны иметь право ответственного ведения работ и сдать экзамены по правилам ТБ соответствующей комиссии. 15. Список использованной литературы Справочник по бурению скважин на воду. Под редакцией Д.Н. Башкатова, Москва, Недра, 1979. Справочник по бурению скважин на воду (под редакцией Дубровского), Москва, Недра, 1972. Справочник по бурению инженерно-геологических скважин. Б.М. Ребрик, Москва, Недра, 1983. Специальные работы при бурении и оборудовании скважин на воду: Справочник Башлык С.М. , Загибайло Г.Т. Бурение скважин |