Проектирование скважин на воду

    Воды  напорные, возможно проектирование потайной конструкции фильтра. Для среднезернистых песков следует применять сетчатые или гравийные фильтры (табл. 1). Рассмотрим вариант с сетчатым (рис 2а) фильтром. 

    Определяем  диаметр эксплуатационной колонны через  диаметр погружного насоса с нужной подачей (GRUNDFOS SP30-90 диаметром 142 мм.). Принимаем с учетом рекомендаций диаметр эксплуатационной колонны 194мм (внутренний 178мм) (табл. 7).

    При таком диаметре эксплуатационной колонны дальнейшее бурение под фильтр будем производить долотом диаметром 161мм (табл. 8). 

    Учитывая, что мощность водоносного горизонта больше  10 м  (40 м), задаёмся диаметром каркаса фильтра с учётом рекомендаций из раздела «расчёт фильтра». Принимаем трубы каркаса -114мм. Проволочная обмотка из проволоки - 3мм. 

    Галунная  сетка N6/70 с размером ячейки 0,34 мм и толщиной 1,5мм ([1], стр457).

Конечный  диаметр фильтра  114 + 3·2 + 1,5·2 = 123 мм. Что удовлетворяет условию спуска фильтра 123 < 160 - (30÷50).

    Определим необходимую длину  рабочей части  фильтра для получения проектного дебита:

    

    Расчет  показывает , что  для получения  проектного дебита фильтр диаметром 123 мм может  иметь длину рабочей  части 8м.

    Если  проектировать не бурение под сетчатый фильтр долотами диаметром 161 мм, а установку фильтра методом размыва, тогда конечный диаметр скважины будет не 161 мм, а 123 мм. 

    В случае если горизонт считается безнапорным, то насос следует  устанавливать в  фильтровой колонне, выше или ниже рабочей части фильтра. В этом случае надфильтровая колонна выходит на поверхность и выполняет роль эксплуатационной (рис 2 в, г).

    Насос будет установлен на глубине 155м.

    Диаметр эксплуатационной колонны, а следовательно, и каркаса фильтра  выбираем в соответствии с диаметром насоса: 194 мм.

    Начало  рабочей части  фильтра следует проектировать с глубины 160 — 165 метров. 

Конструкция скважин при вращательном бурении с обратной промывкой

    Особенностями   конструкции   скважин,   сооружаемых   с   обратной

промывкой являются большие диаметры (до 1300  мм)  и отсутствие

промежуточных колонн. Водоприемная часть таких  скважин оборудуется

гравийно-обсыпными  фильтрами.

    Пример  4. Необходимо пробурить скважину с дебитом 200 ,

Водоносный  горизонт мощностью 15 м представлен  среднезернистыми песками.

Кровля водоносного гласта т глубине 70 м. Статический уровень 25 м от поверхности. Понижение при откачке 15 м.

1.Выбираем гравийный фильтр.

2.диаметр фильтра ориентировочно

Характеристика  обсадных труб

Таблица 7

Наружные  диаметры долот

*Дальнейшее увеличение диаметра долота на практике чаще всего производится путём наваривания на долото стандартного размера расширяющих реборд или отдельных сегментов шарошечных долот. 

3. По таблице 6 выбираем погружной насос GRUNDFOS  SP215-70 диаметром 241 мм. Этот насос размещается в трубах диаметра 299мм.

4. Диаметр гравийного фильтра при вращательном бурении определяется диаметром долота:

5. Направляющая труба должна пропускать долото 870 мм., принимаем трубы

диаметром 920 мм.

6. Диаметр долота для забуривания скважины

Принимаем диаметр долота 960 мм. 

Конструкция скважин пои ударно-канатном бурении.

    Скважины, которые бурятся станками ударного типа, характеризуются сложными конструкциями: обычно через каждые 25 - 40 м устанавливается  обсадная колонна большого диаметра для крепления стенок скважины от обрушения, поэтому конструкция  скважины ударно-канатного бурения имеет большое количество обсадных колонн (рис 3).

При ударно-канатном бурении используется тампонаж глиной. При планировании    межтрубной цементации колонны рекомендуется подбирать так, чтобы ширина межтрубного пространства была не менее 50 мм.

    Сейчас  возможно применение метода спуска обсадных труб под зашитой тиксотропной рубашки, что повышает выход колонн на 80 -120% ([2], стр.452).

    Трубы используются те же что и для вращательного  бурения (табл. 7).

    

    Рис. З. Конструкция скважины для ударно-канатного бурения

Диаметры  долот для ударно-канатного  бурения

    Таблица 9

 

Конструкция разведочных скважин.

    При     проектировании    разведочных    скважин    для    уточнения  геологического    разреза    и    опробования    водоносных    горизонтов комплектами испытательных  инструментов следует ориентироваться  на обсадные трубы и инструмент геологоразведочного сортамента. Если  планируется  взятие  керна на протяжении  всего бурения, то используются    твердосплавные    и    алмазные    коронки    следующих диаметров:

46,59,76,93,112,132,151мм.

Обсадные  трубы геологоразведочного сортамента

Таблица 10

 

    Конечные  диаметры скважин следует  принимать  предельно допустимыми, определяемыми выходом керна и условиями опробования.

    Для мягких пород минимальный диаметр  бурения 93 мм, для средних 59 мм, для  твёрдых 46 мм.

    Если  планируется исследовать пласты, то надо увязать конечный диаметр  скважины с диаметрами специальных  устройств (испытателей пластов).

    Для этих целей выпускаются следующие  комплекты испытателей пластов:

КИИ-146 - для скважин диаметром от 190 до 255 мм,

КИИ-95 - для скважин диаметром от 118 до 161 мм,

КИИ-65 - для скважин диаметром от 75 до 112 мм.

    Если  применяется опережающий способ опробования, то следует применять породоразрушающий инструмент диаметром не менее 76 мм, так как диаметр фильтра опробователя 65 мм.

    Если  скважина проектируется как разведочно-эксплуатационная, то следует увязать диаметры бурения и обсадных труб с возможностью установки насосного оборудования соответствующего предполагаемому дебиту, а также с возможностью установки фильтра. 

Пример 4.

    Предположительный геологический разрез по скважине:

0-20м  глины,