Обсадка скважины: функции, технология, трубы

Существуют различные виды скважин на воду. Они могут отличаться друг от друга в зависимости от:

• стоящих перед ними задач – оценочные, разведочные, эксплуатационные;
• назначений – для индивидуального либо коллективного потребления;
• состава пород, слагающих водоносный горизонт – «на известняк» и «на пески».

В соответствии с этим каждая скважина имеет свои конструктивные особенности и определённые параметры – диаметр, глубина и прочее. Однако, несмотря на всевозможные отличия, есть одна черта, присущая скважинам всех классов. Это наличие обсадной колонны.

Что такое обсадка скважины? Какие главные функции она выполняет? Какие трубы могут входить в состав обсадной колонны? Ответы на эти и другие вопросы вы сможете получить, прочитав данную статью.

Для чего нужна обсадка скважины на воду

Как происходит процесс бурения?

Буровой снаряд, состоящий из колонны труб и шарошечного долота на конце, в ходе вращательного движения постепенно углубляется в землю, встречая на своем пути различные по составу слои горных пород. Обладая определенными физико-механическими свойствами, одни породы могут быть более крепкими, другие рыхлыми и сыпучими.

Неустойчивые породы создают риск обрушения и, как следствие, аварии скважины. Если современные технологии и присадки, добавляющиеся в промывочную жидкость, не могут довести буровой раствор до той консистенции, при которой стенки скважины надежно удерживались бы, то эту функцию берет на себя обсадная колонна.

В каком количестве и для чего нужны трубы для обсадки скважин на воду

Не всегда обсадная колонна состоит из одной трубы. Зачастую скважины обсаживаются 2-5 трубами. Все зависит от сложности разреза. Чем глубже скважина, тем больше слоев нужно пройти, чтобы достигнуть ее проектной глубины. При этом все пласты пород, которые потенциально могут вызвать геологическое осложнение либо даже аварию должны быть перекрыты.

Опасность могут представлять не только вышележащие относительно уровня забоя водоносные горизонты, способные вызвать поглощение бурового раствора. В процессе проходки скважины могут встретиться весьма тугопластичные, пучинистые глины, которые в случае отсутствия обсадной колонны могут вызвать прихват инструмента.

Таким образом, главной задачей обсадной колонны является удержание стенок скважины от обрушения. Работая в обсаженном стволе буровой инструмент будет находиться под защитой, что обеспечит более высокую скорость и качество проходки.

Обсадка скважины пластиковыми трубами

В наши дни все большую популярность при бурении частных скважин небольшой производительности стали приобретать пластикатовые обсадные трубы. Более 25 % скважин такого типа имеют двухтрубную конструкцию – металл в сочетании с пластиком, либо полностью обсаживаются пластиковыми трубами. Преимущественно используются продукты отечественного производства. Цена на данные трубы ниже, чем на металлические, а прочность при условии использования качественного материала и соблюдения технологии обсадки скважин соответствует всем необходимым требованиям.

В зависимости от материала изготовления пластиковые трубы делятся на две главные группы:

• Непластифицированный поливинилхлорид (НПВХ);
• Полиэтилен низкого давления (ПНД).

Технология обсадки скважины металлическими и пластиковыми трубами

Для многих не имеет значения, из какого материала будет сделана обсадная колонна. Главное, чтобы это был качественный материал, а не какое-либо вторичное сырье, способное испортить воду в скважине.

Профессиональная бригада буровиков при наличии подходящего инструмента качественно выполнит установку обсадной колонны из любого материала. Будь то металл, пластик либо пластик и металл вместе.

Однако бывают ситуации, когда пластик использовать невозможно. К таким ситуациям относятся большая глубина скважины и сложные геологические условия.

В глубоких скважинах, имеющих несколько обсадных труб, бурение проходит внутри колонны. Вращаясь, буровой инструмент задевает стенки труб и, если это происходит достаточно долго, могут появиться трещины. В итоге нарушится герметичность, и в скважину из затрубья начнет попадать грязь, песок, различные нечистоты с поверхности и неглубоко залегающих водоносных горизонтов. Поэтому при сложных разрезах и в глубоких скважинах лучше использовать металлические трубы. Расколоть их практически невозможно.

Металл, конечно, ржавеет, гниет со временем, подвергается губительному воздействию различных блуждающих токов. Однако при этом он имеет большое количество плюсов.

Главным из них является прочность.

На какую бы глубину скважина не бурилась, можно быть уверенным, что труба не расколется. По металлу можно «стучать», чтобы плотнее запрессовать трубу в забое для обеспечения максимальной герметичности скважины. По пластику «стучать» нельзя. Он хрупкий и потому требует аккуратной установки.

Поэтому в промышленных скважинах для обсада используются толстостенные металлические колонны. Исключение могут составлять только внутренние эксплуатационные трубы, тянущиеся от устья до забоя, непосредственно в которых устанавливается насос. Они играют роль фильтра и могут выполняться из пластика.

Неглубокие скважины (до 100 м), пробуренные в простых геологических условиях, где нет риска обвала неустойчивых горных пород, можно обсаживать пластиковыми трубами либо заказывать двухтрубную конструкцию – пластик и металл.

Установка пластиковых колонн – тонкая работа, предполагающую определённую квалификацию исполнителя.

Отличительные особенности обсадки скважин «на песок» и «на известняк»

Песчаные водоносные горизонты в некоторых регионах МО могут залегать на значительной глубине, и потому для сооружения таких скважин порой требуется многотрубная обсадная колонна. Конструкция скважины в этом случае будет напоминать артезианскую. Однако в отличие от артезианских скважин, где эксплуатационный горизонт обсаживается одной перфорированной трубой, в скважинах «на песок» устанавливается классический фильтр, изготовленный на заводе, представляющий собой перфорированной трубы с сеточной обмоткой.

Важно выполнять установку максимально аккуратно, чтобы не порвать и не испачкать фильтр грязью, чтобы он не потерял свою пропускную способность. Для этого в свою очередь нужно правильно поставить обсадную колонну, оставив достаточно большой зазор, и тем самым снизить риск зацепить и испачкать фильтр о стенки трубы в процессе его установки в водоносный горизонт.

Для дополнительной очистки воды от песчаных частиц, а также для защиты самого фильтра от механического воздействия окружающих пород, пространство между стенкой скважин и фильтровой колонной просыпается калиброванным гравием.

Как видно из всего вышесказанного, профессиональная установка обсадной колонны, сделанной из качественных материалов, является одним из наиболее важных пунктов при сооружении скважины. Не отдавая должного внимания вопросу обсадки, можно столкнуться с рядом неприятностей, грозящих дополнительными затратами, в лучшем случае связанными с ликвидацией аварии. В худшем придется ликвидировать саму скважину и бурить новую.