Скважина в каменистом грунте — это задача, требующая особого подхода к выбору технологии бурения, инструментов и схемы крепления. Каменные породы создают большую сопротивляемость буровому долоту, требуют устойчивой глубины обсадки и контроля за отклонениями. Успех зависит от точности геологической оценки, правильного подбора оборудования и соблюдения технологических режимов на каждом этапе.
Особенности геологии и подготовки Каменная основа бывает гранитной, диоритовой, песчаника или сланя. Характеристики породы (модуль упругости, твердость по Шору, содержание пустот и водонасыщенность) влияют на скорость бурения и износ инструмента. Перед началом работ проводят геологическую съемку и предварительную трассировку обсадной колонны, рассчитывают необходимые параметры крепления и отбоя воды. В местах повышенной трещиноватости возрастает риск обрушения стенок скважины, что требует дополнительной мониторинга и применения крепежей.
Методы бурения в каменистом грунте
Пневмоударное бурение и ударно-вращательное: эффективны на твердых породах, когда нуждается в глубокой режущей части долота. Используются мощные блочные или буровые установки, часто с ударной головкой и регулировкой подачи.
Роторное бурение с мощной долотом и буровым раствором: подходит для камня с устойчивостью средней и высокой. Применяют обсадную колонну и промывку для удаления шлака, что снижает вероятность заторки.
Забуривание шнековой трубой и ударно-шнековое: иногда применимо на слабонагруженных участках, если глубина незначительная и нужна минимальная сила удара.
Гидро- и пневмобурение: полезны, когда требуется ограничение пульсаций и контроль за проникновением в породу с минимальным разрушением.
Технологические задачи и решение
Обсадка стенок: каменные породы склонны к обрушениям, поэтому часто применяют стальные или стеклопластиковые обсадные трубы, крепление через цементирование или механическую арматуру. В сложных условиях может потребоваться многократная обсадка – сначала меньшего диаметра, затем expansion до целевого профиля.
Контроль за чистотой скважины: камень дает высокий риск закупоривания фильтров и каверн. Промывка под давлением и использование буровых растворов помогают вымывать обломки, предупредить застывание шлама и снизить износ долота.
Применение крепления: в зонах трещиноватости применяют скобы, обсадные кольца и крепежные растворы. В отдельных случаях прибегают к свайному основанию или лебедочному способу подвеса, чтобы минимизировать осадку.
Давление и буровой раствор: выбор состава раствора (водная, буровая жидкость на базе щелочного или сольвентного состава) влияет на вязкость, подвижность и качество фильтрации. В каменистых породах часто необходимы специальные добавки и усиленные насосы.
Потенциальные проблемы и пути их предотвращения
Быстрая износостойкость долота и инструментов при контакте с твердым камнем. Решение: использование долот с твердым покрытием, частая замена рабочих голов, контроль за скоростью подачи.
Затор породы в кольцах обсадной трубы. Решение: оптимизация расхода бурового раствора, увеличение объема промывки, изменение диаметра обсадки.
Вероятность конфликтов по траектории и аварийной закачки. Решение: детальная геофизическая модель, контрольные замеры глубины и угла, корректировка курса бурения.
Проблемы с гидроразделением и перекрытием фильтров. Решение: выбор соответствующей величины фильтра и геомеханической схемы, использование профилированных фильтров.
Этапы работ и контроль качества
Подготовка и проектирование: выбор типа буровой установки, расчет диаметров, план обсадки, анализ геологии.
Бурение и промывка: достижение проектной глубины, постоянная промывка для выноса породы и охлаждения долота.
Обсадка: установка трубы, цементирование или механическое крепление, проверка герметичности.
Герметизация и испытания: проверка давления, тестирование на утечки, контроль чистоты воды и фильтра.
Мониторинг и эксплуатация: обеспечение устойчивости скважины, периодический осмотр обсадной системы, замена фильтров по мере износа.
Итог Скважина в каменистом грунте требует четкого соблюдения технологических регламентов, грамотного подбора оборудования и своевременной адаптации к геологическим условиям. Внимание к креплению, чистоте промывки и контролю траектории обеспечивает долговечность и надежность добычи воды или газа, а также снижает риск простоев и дополнительных затрат.
Главная