Бурение с промывкой
Бурение скважин на воду с промывкой
Так как процесс разрушения пород основан на вращательном методе, шарошечное долото, являющееся режущим инструментом бурового станка, приводится в действие двигателем. Он может быть палубным либо маршевым. Вращательный момент же передается от двигателя к вращающемуся долоту при помощи системы штанг.
Метод бурения «с промывкой»
Промывка означает, что разрушенная режущим инструментом порода из скважины вынимается на поверхность при помощи подающейся по промывочным шлангам специальной жидкости. Сами буровые шланги – толстостенные трубы – закрепляются муфтовым резьбовым соединением, а жидкость в забой через них подается мощным насосом.
Предварительно, еще до начала бурения, организовывается специальный отстойник, в который и будет собираться позже промывочная жидкость. Она, проходя по шлангам и стекая по стенкам скважины, промывает ее от шлама и охлаждает долото, после чего естественным образом, то есть без применения насосного оборудования, перетекает в отстойник. Технология предусматривает замкнутый процесс использования жидкости для промывки – она снова и снова циркулирует по «маршруту» отстойник-скважина-отстойник. И насосы нужны лишь для ее передачи из отстойника в забой.
Бурение известняка и других твердых пород предполагает, что в качестве промывочной жидкости будет применяться только вода. При бурении же с промывкой неустойчивых пород используется специальное насосное оборудование – так называемые грязевые насосы, так как в качестве промывочной жидкости в этом случае будет выступать глинистый раствор повышенной вязкости. Его замешивают специально, используя воду и бетонитовую глину в установленных пропорциях. Иногда к раствору добавляется цемент. Но в случаях, когда скважинный разрез проходит сквозь глинистый слой, лежащий у поверхности, глинистый раствор образуется при промывке скважины обычной водой естественным путем.
Вязкий промывочный раствор, помимо охлаждения режущего инструмента и очистки скважины от разрушенных пород, выполняет еще одну немаловажную функцию – он укрепляет стенки, препятствуя нежелательному их обрушению, даже если ведется бурение песчаных или глинистых горизонтов.
Особенности метода «бурение с промывкой»
Условно все буровые операции можно разделить на три основных. Это
- разрушение пород режущим инструментом;
- выведение шлама из скважины;
- закрепление (обсадка) скважинных стенок.
При бурении «с промывкой»
- в качестве режущего инструмента выступает (как уже упоминалось) шарошечное долото;
- разрушенные породы доставляются на поверхность промывочной жидкостью;
- укрепление стенок скважины проводится при помощи труб.
Буровая бригада внимательно следит за составом вымываемого из скважины раствора. Более того – любое изменение в нем фиксируется. Связано подобное внимание с тем, что состав наглядно показывает, какие именно породы в данный момент проходит режущий инструмент. А как только долото достигло известнякового горизонта, необходимо осадить скважину трубами и тщательно ее промыть. Дело в том, что известняки содержат большое количество годами скапливающейся в кавернах и порах воды. И даже если верхние слои представляют собой монолитный окаменелый уровень, не содержащий полостей, под ним обязательно окажется водоносный известняк.
Когда скважина, дошедшая до известнякового горизонта, должным образом укреплена и очищена, режущий инструмент подлежит замене на долото меньшего диаметра, а для промывки используется уже не глинистый раствор, а простая вода. В случаях, когда известняковый горизонт пересекают глинистые вкрапления (напомним, что это легко обнаружить по составу попадающей в отстойник промывочной жидкости), скважина дополнительно обсаживается. Для этого используется труба меньшего диаметра, чем основные обсадные.
Во время бурения объем промывочной жидкости может существенно уменьшаться, так как происходит естественное ее поглощение грунтом. Именно поэтому к месту буровых работ должна быть налажена доставка воды. Обычно ее подвоз осуществляется автоцистернами. По интенсивности поглощения специалисты могут прогнозировать будущий дебит скважины, то есть ее производительность. В момент, когда поглощение промывочной жидкости сравнивается с нужным значением, отбивается уровень воды, а сама скважина обсаживается.
Завершающий этап буровых работ по организации артезианских скважин
После описанных мероприятий в скважину опускается специальный насос, при помощи которого проводится ее окончательная промывка и прокачка – вода нагнетается до тех пор, пока в отстойник не начнет поступать чистая. Процесс этот небыстрый – для полной прокачки может потребоваться до нескольких дней. Но даже в таких случаях свои естественные качества артезианская вода проявит только спустя одну-две недели с начала эксплуатации скважины.
Прокачка дает возможность узнать реальную производительность скважины, учитывая динамический уровень воды.
Далее скважина нуждается в установке постоянного насосного оборудования и обустройстве устья. Наиболее рациональным способом последнего является кессон. Только после всех этих мероприятий артезианскую скважину можно эксплуатировать.