Способы бурения водяных скважин

Бурение скважины состоит из трех основных операций: разруше­ния породы, извлечения разрушенной породы и закрепления сте­нок скважины обсадными трубами.

Разрушение породы осуществляется ударами по забою нако­нечников, приводимых в колебательное движение, или истиранием породы на забое при помощи специальных наконечников, приво­димых во вращательное движение.

По способу разрушения породы бурение скважин разделяется на ударное и вращательное

Разрушенная порода извлекается из скважины вычерпыванием или же вымыванием водой или глинистым раствором.

Различают ударное бурение на штангах,—когда рабо­чие наконечники подвешиваются к сплошным или рубчатым штангам, и канатное бурение, — когда рабочие наконечники подвешиваются к стальным тросам.

При ударном бурении на трубчатых штангах может быть при­менена промывка забоя водой или глинистым раствором.

Вращательное же бурение производится на трубчатых штангах и обязательно с промывкой забоя глинистым раствором иди водой.

При вращательном бурении применяются два способа разра­ботки забоя: при роторном способе скважина разраба­тывается сплошным забоем а при колонковом бурении — кольцевым забоем; в скважине остается колонка породы—керн, который извлекается из скважины целиком. Колонки из рыхлой породы обычно разрушаются, поэтому длина керна бывает всег­да короче глубины пробуренной скважины. Отношение длины керна к глубине скважины называется выходом керна.

Для бурения применяются буровые станки, приводимые в дей­ствие двигателями. Неглубокие скважины малых диаметров — до 150 мм — часто бурятся вручную.

Крепление скважины обсадными трубами производится или непрерывно — вслед за углублением, или же прерыви­сто, когда в пробуренную на некоторую глубину скважину опу­скают колонну обсадных труб.

Непрерывная посадка труб применяется при ударном бурении в неустойчивых породах.

Прерывистая посадка труб применяется при роторном бурении с глинистым раствором во всех категориях грунтов, а также при ударном бурении в устойчивых породах.

При первом способе удается получить выход колонны в рых­лых породах до 60 м, при втором способе выход колонны дости­гает нескольких сот метров.

Для бурения водяных скважин в настоящее время применяет­ся преимущественно канатное ударное бурение и реже — бурение на штангах. Промывка забоя при штанговом ударном способе теперь почти не применяется.

Роторное бурение постепенно внедряется з практику бурения водяных скважин, но здесь оно встречает некоторые специфиче­ские затруднения. Несомненно, что роторное бурение привьется при условии снабжения буровых организаций легкими подвижны­ми буровыми агрегатами, приспособленными для бурения сква­жин глубиною до 500 м и начальном диаметре 600—800 мм. Этот способ бурения дает большую экономию в расходе труб и времени на бурение.

Нефтяные роторные станки тяжелы для бурения водяных скважин, так как они рассчитаны на бурение скважин начального диаметра до 500 мм и глубиною до 3000 м.

Колонковое бурение применяется главным образом при развед­ках полезных ископаемых и с успехом может быть применено для бурения водяных скважин диаметром до 300 мм в твердых трещиноватых породах.

Для повышения эффекта бурения в некоторых случаях приме­няют комбинированный способ бурения - ударный с роторным или колонковым с промывкой забоя водой или глинистым раство­ром.

При роторном бурении применяется промывка забоя глинистым раствором, который насосом нагнетается в скважину через бу­рильные трубы и вместе с разбуренной породой изливается через устье.

Таким способом удается пробурить несколько сот метров без крепления обсадными трубами. Скважина остается устойчивой до тех пор, пока в ней находится глинистый раствор. Он удерживает даже плывуны. Б пробуренную таким образом скважину произво­дится посадка обсадной колонны.

Скважина бывает заполнена глинистым раствором удельного веса 1,2- 1,4. По всей глубине скважины глинистый раствор про. изеодит давление на внутренние стенки, удерживая их от обруше­ния. Одновременно происходит глинизация стенок скважины.

При бурении в эксплоатационном водоносном слое с глини­стым раствором происходит глинизация водоносных слоев и пол­ное прекращение проникновения в скважину воды из эксплоатацнонного водоносного слоя.

Ликвидация последствий глинизации оказывается весьма труд­ной. Поэтому теперь отказались при проходке эксплоатационного водоносного слоя от применения глинистого раствора, заменяя его водой.

Промывка водой значительно улучшает положение, но не устраняет полностью затруднения. При нагнетании воды через бурильные трубы происходит подъем уровня воды в скважине и поглощение ее водоносной породой. Вместе с водой в водоносную породу проникают буровой шлам, взмученная глина и пр., и таким образом происходят засорение и глинизация водоносной породы, но г. меньшей степени, чем от глинистого раствора.

Для ликвидации этих явлений по окончании бурения произво­дят интенсивную строительную откачку.

Иногда приходится применять торпедирование , так как бывает, что даже самая интенсивная и длительная откачка не приводит к желательным результатам.

Санитарные условия требуют для промывки забоя применения воды питьевого качества. Глинистый раствор должен быть приготовлен из чистой глины и воды с хлорной известью. Послед­няя, помимо дезинфекции, улучшает качество глинистого раствора.