Выбор и разработка конструкции скважины

Конструкция разведочно-эксплутационной скважины определяется гидрогеологическими условиями, способом бурения и требованиями эксплуатации и санитарной охраны источника и сооружений.

Бурение на воду производится двумя наиболее распространенными способами - роторным и ударно-канатным. Ударно-канатное бурение рекомендуется применять при необходимости опробования водоносных горизонтов, при сооружениях скважин больших диаметров (500 мм и более) и в сложных геолого-гидрогеологических условиях. Глубинные бурения этим способом не более 150 м.

Роторное бурение целесообразно в районах с хорошо изученными геологическими условиями с целью вскрытия ранее разведанных и опробованных водоносных горизонтов, при бурении на напорные водоносные горизонты. Глубина бурения этим способом может осуществляться на глубину более 150 м. При выборе конструкции скважины учитывают:

Скважина должна обеспечить расчетный расход при минимальной глубине динамического уровня, возможного в существующих гидрогеологических условиях при выбранной глубине скважины.

Диаметр эксплуатационной колонны должен быть достаточным для оборудования скважины выбранным насосом с производительностью, соответствующей расчетному расходу воды.

Качество забираемой воды не должно изменяться в процессе ее отбора из выбранного водоносного горизонта, т.е. в ствол скважины не должны проникать поверхностные воды и воды из других водоносных горизонтов.

В водоприемную часть скважины при эксплуатации не должны проникать глинистые и песчаные частицы из окружающих пород; при использовании воды трещиноватых скальных пород стенки приемной части безфильтровой скважины должны быть устойчивыми.

Конструкция скважины должна быть несложной удобной в эксплуатации и обеспечить возможно больший срок нормальной эксплуатации скважины.

Скважина должна быть закреплена наименьшим количеством колонн обсадных труб (но не менее 2).

При роторном способе бурения скважины необходимо производить затрубную цементацию колонн обсадных труб, с доведением цементного раствора до устья скважины. У разведочно-эксплуатационной скважины выделяют следующие основные элементы и характеристики конструкции: глубина скважины (Н_скв), количество колонн обсадных труб (n_к), диаметр колонн (Д_к), глубина спуска колонн (Н_к), специальные устройства (затрубная цементация, переводники, сальники и т.д.), водоприемная часть (конструкция и размеры).

Для бурения скважины применяем - роторный способ бурения.

При определения количества колонн обсадных труб необходимо знать предварительную глубину проектируемой скважины и величину выхода колонны обсадных труб. Окончательно глубина скважины уточняется после разработки конструкции ее водоприемной части.

Глубина скважины (Н_скв) определяется в зависимости от глубины залегания кровли или уровня появления воды эксплуатационного водоносного горизонта и его мощности.

Количество колонн обсадных труб определяется в зависимости от глубины скважины Н_скв. и величины входа колонн обсадных труб. По геологическому разрезу Н_скв = 98м. Таким образом, конструкции скважин будет состоять из двух колонн: кондуктора и эксплуатационной колонны.

Кондуктор предназначен для перекрытия водоносных горизонтов, не подлежащих эксплуатации, или неустойчивых верхних пород, а также обеспечения вертикальности скважины.

Длина кондуктора принимаем 35м. Башмак эксплуатационной колонны входить водоносную породу на 3 м.

Для крепления скважин при бурении применяют стальные обсадные трубы, соединяемые муфтами. Наружные диаметры обсадных труб принято приводить в дюймах и миллиметрах. Трубы имеют длину 6 м. Чтобы обеспечить надежную цементацию зазоров между трубами, разность диаметров смежных труб при роторном бурении должна составлять не менее 100мм.

По схеме конструкции скважины для конкретных геолого-гидрологических условий, определяем диаметры обсадных труб. Первоначально определяем диаметр эксплуатационной колонны трубы, дебит скважины Q_скв.=77,5 м³/ч. подбираем к установке скважинный насос ЭЦВ10-65, подача которого находится в пределах 50-80 м³/ч, а диаметр обсадной трубы равен 10" или 273мм. Таким образом, диаметр кондуктора намечаем через один порядковый номер, 10"-14"или 377мм.

Схема №1. Конструкции скважины при роторном бурении

1 - кондуктор; 2 - эксплуатационная колонна.