Какие бывают конструкции артезианских скважин с водой для частных домов

На многих сайтах, в том числе и на нашем, можно увидеть: «цены на бурение от 1700 руб/метр».

Обозначается нижний предел цены на бурение. Меньше быть не может.

От чего это зависит? Давайте разбираться.

Цена находится в прямой зависимости от количества материалов и трудозатрат.

Следовательно, минимальная цена должна соответствовать простейшей конструкции.

Конструкция артезианской скважины — это вертикальное расположение обсадных колонн, водозаборной части с указанием материала, размеров и координат их границ.

Простейшая конструкция (рис. 1) — однотрубная, когда обсадная колонна не позволяет мягким породам, находящимся выше кровли известняка, обрушиться, а открытый ствол служит водозаборной частью.

Опустив в скважину насос, можно поднять воду на поверхность. Но скважинный насос должен полностью погружаться в воду.

В открытый ствол монтаж запрещен. Значит, известняк должен быть напорным, т.е. вода должна подниматься над его кровлей. Высоты столба должно быть достаточно, что бы насос полностью находился в воде. Отсюда вытекают два правила:

1. Монтаж насоса в открытый ствол запрещен;
2. Насос должен монтироваться на 5 — 10 метров ниже динамического уровня, который устанавливается во время работы насоса при полной мощности.

По статистике бурения в районах с простой геологией лишь в 20% случаев возможна простейшая конструкция.

Если напор воды в известняке небольшой и насос располагается в его толще, руководствуясь известным правилом ствол скважины в известняке необходимо обсаживать обсадной колонной, которая может доходить до забоя. Перфорационные отверстия обеспечивают водоприток. Для его увеличения допускается оставлять открытый ствол (рис. 2).

Верхняя отметка внутренней обсадной колонны должна быть выше статического уровня воды.

Иногда ее выводят на нулевую отметку.

Конструкция получила название двухтрубной.

Возникают обстоятельства, когда в известняке присутствуют прослойки глины и песка. Внутренняя обсадная колонна препятствует проникновению мягких пород к водозаборной части. В противном случае вода будет мутная.

Большинство скважин, около 70%, пробурены с двухтрубной конструкцией.

Мы рассмотрели варианты с простой геологией, которая наблюдается в Домодедовском, Раменском, Ленинском, Истринском, Одинцовском, Мытищинском и Щелковском районах Московской области.

Но встречаются более сложные районы: Серпуховский, Каширский и т.д. В процессе бурения могут возникать осложнения.

Если верхние породы сыпучие или встречаются прослойки в виде сухого известняка или щебня, интенсивно поглощающие буровой раствор, необходимо ставить кондуктор, как показано на рис. 3.

В обстоятельствах, когда в глине присутствуют валуны и нет возможности опустить колонну до кровли известняка, монтируется внутренняя. А в случае отсутствия напора известняк обсаживается трубами еще меньшего диаметра. Конструкция скважины называется телескопической (рис. 4).

Диаметр скважины — это максимальный размер обсадной трубы в устье скважины.

Разберем варианты индивидуальных артезианских скважин, которые обеспечивают водой один коттедж с производительностью до 3000 литров в час. Для целей водоснабжения были разработаны трех дюймовые насосов GRUNDFOS серии SQ и BRLAMOS серии TF-3. Их диаметр 75 мм. Минимальный диаметр обсадной трубы, в который возможен монтаж — 89 мм при толщине стенки 4 мм. Рассмотрим неблагоприятный вариант, изображенный на рис. 4. Труба диаметром 89 мм должна перейти в трубу 108 или 114 мм, которая переходит в диаметр 133 мм.

Следовательно, минимальный диаметр скважины 133 мм.

Скважины с большей производительностью должны буриться большими диаметрами, что бы оставалась возможность монтажа более мощных насосов, которые имеют размер 4 дюйма и более.

Наши решения работают десятилетиями и дарят городской комфорт.

Вариантов конструкций гораздо больше. Мы рассмотрели распространенные и простые случаи.

В качестве обсадных труб применяются стальные, ПНД (полиэтилен низкого давления) и НПВХ (непластифицированный поливинилхлорид).

В таблице рассмотрены описания материала труб, их размеры и сочетания в конкретных конструкциях.

Обсадная колонна	Материал, диаметр мм / стенка мм
Наружная	Сталь 159 / 4,5	Сталь 133 / 4,5	НПВХ 140 / 8	НПВХ 170 / 8
Внутренняя	Сталь 133 / 4,5 или ПНД 125 / 7,5	ПНД 117 / 7,5	ПНД 117 / 7,5	НПВХ 125 / 7,5
Водозаборная часть	ПНД 125 / 7,7	ПНД 117 / 7,5	ПНД 117 / 7,5	НПВХ 90 / 5

В качестве водозаборной части допускается открытый ствол.

Конструкция артезианской скважины

Артезианскими называются скважины, предназначенные для эксплуатации артезианских вод — водоносных горизонтов, заключенных между двумя водонепроницаемыми геологическими слоями.
Артезианские воды считаются наиболее чистыми, так как они защищены от попадания грунтовой влаги и верховодки, а питаются из изолированных источников, удаленных на десятки и даже сотни километров.

Варианты конструкции артезианской скважины

Существует несколько разновидностей артезианских скважин, используемых в тех или иных случаях — в зависимости от геологических особенностей и рельефа местности, характеристик водонапорного слоя и самой скважины, а также желаемо производительности последней. Мы рассмотрим четыре основных типа конструкции артезианской скважины.

Классическая одно- или двухтрубная

Применяется на участках с благоприятной геологией при отсутствии пород, затрудняющих бурение и эксплуатацию: сыпучих грунтов, валунов, прослоек песка и глины. Такая конструкция позволяет получать воду с известнякового водоносного слоя при условии, что порода прочная и однородная по своей структуре. Водоносный горизонт при этом может быть, как напорным, так и безнапорным.

В первом случае обсадные трубы прокладываются до начала известняка, а в самом слое шахта не обсаживается, так как вероятность деформации и обрушения минимальная. Вода под напором поднимается по водоводу выше начала известнякового слоя. На подвесах ниже ее поверхности, но внутри обсадной трубы устанавливается насос.

При отсутствии напора в водоносном горизонте вода не поднимается выше известнякового слоя. При таком положении дел установка насоса внутрь без обсадной колонны не допускается. Так как велик риск сдвига прочных пород и заклинивания оборудования без возможности его извлечения. Поэтому внутри известнякового слоя располагается дополнительная обсадная колонна меньшего диаметра. А уже внутри нее размещается насос.

Аналогичная конструкция применяется в случаях, когда в известняке есть прослойки песка и глины. Дополнительная обсадная колонна перекрывает эти слои и исключает попадание в скважину примесей.

Артезианская скважина с кондуктором

Также используется на известняковых водоносных слоях, но, когда в верхней части местности есть осложнения в виде сыпучих и/или разнородных грунтов.
Для решения проблемы в верхней части скважины устанавливается дополнительная колонна — кондуктор — большего диаметра, чем основные обсадные трубы.
В остальном конструкция аналогична классической как в случае с напорным водоносным горизонтом, так и при отсутствии напора или при наличии внутри известняка прослоек песка или глины.

Телескопическая конструкция скважины

Решение, применяемое на местности, где бурение осложняется присутствием сыпучих и неоднородных пород, валунов, нестабильных грунтов выше известнякового водоносного слоя. Телескопическая конструкция скважины предполагает использование при бурении нескольких обсадных колонн разного диаметра. Сначала идет бурение до нестабильного сыпучего слоя (валунов) и монтаж обсадной трубы максимального диаметра.
Далее идет бурение до известняка и установка меньшей по размеру обсадной колонны на соответствующую глубину. При наличии внутри известняка прослоек глины и песка, внутрь устанавливают еще одну обсадную колонну на всю длину этих прослоек. Таким образом заложенная скважина как бы напоминает изнутри телескопическую удочку с несколькими коленами.
В статье рассмотрены лишь основные конструкции артезианских скважин — на самом деле их заметно больше, но все они являются разновидностями или комбинациями вышеописанных. Окончательное решение о конструкции артезианской скважины на конкретном участке принимается после геологического анализа и пробного бурения. И доверять эту задачу (также, как и само бурение) следует профессионалам.
Для получения более подробной информации и заказа услуг свяжитесь с нашими специалистами по указанным телефонам или оставьте онлайн-заявку на сайте.

Способы бурения скважины

Статья о способах, типах и видах бурения скважины

Бурение скважин своими руками

Статья о бурении скважины своими руками

Как определить глубину бурения скважины?

Статья о том, как определить глубину бурения скважины

Преимущество пластиковых современных труб

Статья о пластиковых современных трубах

Важные вопросы перед бурением скважины

Основные вопросы, с которыми нашим специалистам приходится сталкиваться перед бурением скважины

Как выбрать место для скважины?

Колодец, колонка или Скважина с насосом — основные источники водоснабжения дачных участков и загородных домов

Артезианская вода и артезианские скважины

Школа водных наук 6 июня 2018 г.

Подземные воды Фотогалерея

Узнайте о подземных водах через фотографии

Дом школы водных наук

• Обзор
• Наука
• Публикации

Артезианская вода практически ничем не отличается от других подземных вод, кроме того факта, что она вытекает на поверхность земли, потому что давление в горных породах под землей выталкивает ее на поверхность. Но естественный поток воды на поверхность — удобный способ использовать ресурсы подземных вод.

•  Школа водных наук HOME  •  Темы подземных вод  •

Артезианская вода и артезианские скважины

Источники/использование: общественное достояние.

Фото: Алан Кресслер, Геологическая служба США

Возможно, вы слышали рекламу компаний водоснабжения, желающих продать вам «питьевую воду из артезианской скважины». Отличается ли эта вода от другой воды в бутылках, взятой из источников ?

Вода может и не отличается, но она выходит на поверхность земли немного по-другому. Подземные воды в водоносных горизонтах между слоями плохо проницаемой породы, такой как глина или сланец, могут находиться под давлением. Если такой замкнутый водоносный горизонт будет вскрыт , скважина , вода будет подниматься выше верхней части водоносного горизонта и даже может вытекать из скважины на поверхность земли. О воде, заключенной таким образом, говорят, что она находится под артезианским давлением, а водоносный горизонт называется артезианским водоносным горизонтом. Слово «артезианская» происходит от города Артуа во Франции, древнеримского города Артезиум, где в Средние века были пробурены самые известные фонтанирующие артезианские скважины. Уровень, до которого будет подниматься вода в наглухо обсаженных скважинах артезианских водоносных горизонтов, называется потенциометрической поверхностью.

Глубокие колодцы, пробуренные в скале так, чтобы они пересекали уровень грунтовых вод и уходили далеко под него, в обычном разговоре часто называют артезианскими колодцами, но это не обязательно правильное использование термина. Такие глубокие колодцы могут быть такими же, как обычные, более мелкие колодцы; Одна только большая глубина не делает их автоматически артезианскими скважинами. Слово «артезианская» при правильном использовании относится к ситуациям, когда вода находится под давлением под слоями относительно непроницаемой породы.

На рисунке справа показана артезианская скважина с потенциометрической поверхностью, находящейся чуть выше поверхности земли, но, как показано на рисунке выше, артезианское давление может быть очень сильным!

 

Пример водоносной системы с артезианскими скважинами

Источники/использование: общественное достояние.

Артезианские скважины могут иногда вытекать на поверхность земли естественным путем из-за подземного давления.

На этой диаграмме показана концептуальная система водоносных горизонтов, имеющая как безнапорные, так и напорные водоносные горизонты. Как правило, верхний слой системы водоносных горизонтов представляет собой безнапорный водоносный горизонт, над которым нет удерживающего слоя твердого материала. Верхняя высота этого водоносного горизонта называется «уровнем грунтовых вод», ниже которого земля и скала имеют все пространства и пустоты, заполненные водой. Воду из этого водоносного горизонта необходимо откачивать в колодец, чтобы она попала на поверхность земли.

В некоторых местах ниже безнапорных водоносных горизонтов могут существовать напорные водоносные горизонты. Эти замкнутые водоносные горизонты имеют слои твердого материала над и под ними и, таким образом, находятся под давлением веса породы. Как показано на этой диаграмме, чтобы пополнить запасы воды в этих водоносных горизонтах, она в значительной степени просачивается с поверхности на большое расстояние и перемещается несколько горизонтально в замкнутый водоносный горизонт.

Скважины, выходящие из этих замкнутых водоносных горизонтов, называются «артезианскими скважинами». Если высота, на которой находящийся под давлением водоносный горизонт выталкивает воду из колодца, это «пьезометрический уровень». Если этот уровень находится ниже высоты поверхности земли (правая сторона артезианской скважины на схеме), вода не будет выбрасываться из скважины на поверхность земли … скважина называется артезианской скважиной. Но если пьезометрический уровень выше, чем высота устья скважины на поверхности земли (левосторонняя артезианская скважина на схеме), вода будет выталкиваться вверх в скважине и выходить на поверхность земли без необходимости в насосе.

Такая скважина является проточной артезианской.

 

Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

 

Вы думаете, что знаете о подземных водах?
Пройдите наш тест «Верно/неверно» для грунтовых вод ,
часть нашего Центра активности .

 

 

 

 

Источники/использование: общественное достояние.

 

 

Хотите узнать больше об артезианской воде и артезианских скважинах? Следуйте за мной на веб-сайт Геологической службы США «Основные водоносные горизонты США» 

Источники и дополнительная информация

• Грунтовые воды – публикация USGS General Interest Publication
• Что такое подземные воды? — Отчет об открытом файле Геологической службы США 93-643
• Истощение грунтовых вод по всей стране — информационный бюллетень Геологической службы США 103-03

 

Ниже приведены научные темы, связанные с артезианскими скважинами и подземными водами.

Ниже представлены публикации, связанные с артезианскими скважинами и подземными водами.

• Обзор

  Артезианская вода практически ничем не отличается от других подземных вод, кроме того факта, что она вытекает на поверхность земли, потому что давление в горных породах под землей вынуждает ее всплывать на поверхность. Но естественный поток воды на поверхность — удобный способ использовать ресурсы подземных вод.

  •  Водная школа HOME  •  Темы подземных вод  •

  Артезианская вода и артезианские скважины

  Источники/использование: общественное достояние.

  Фото: Алан Кресслер, Геологическая служба США

  Возможно, вы слышали рекламу компаний водоснабжения, желающих продать вам «питьевую воду из артезианской скважины». Отличается ли эта вода от другой воды в бутылках, взятой из источников ?

  Вода может и не отличается, но она выходит на поверхность земли немного по-другому. Подземные воды в водоносные горизонты между слоями плохо проницаемой породы, такой как глина или сланец, могут находиться под давлением. Если такой замкнутый водоносный горизонт будет вскрыт скважиной , вода поднимется выше верхней части водоносного горизонта и может даже вытечь из скважины на поверхность земли. О воде, заключенной таким образом, говорят, что она находится под артезианским давлением, а водоносный горизонт называется артезианским водоносным горизонтом. Слово «артезианская» происходит от города Артуа во Франции, древнеримского города Артезиум, где в Средние века были пробурены самые известные фонтанирующие артезианские скважины. Уровень, до которого будет подниматься вода в наглухо обсаженных скважинах артезианских водоносных горизонтов, называется потенциометрической поверхностью.

  Глубокие колодцы, пробуренные в скале так, чтобы они пересекали уровень грунтовых вод и уходили далеко под него, в обычном разговоре часто называют артезианскими колодцами, но это не обязательно правильное использование термина. Такие глубокие колодцы могут быть такими же, как обычные, более мелкие колодцы; Одна только большая глубина не делает их автоматически артезианскими скважинами. Слово «артезианская» при правильном использовании относится к ситуациям, когда вода находится под давлением под слоями относительно непроницаемой породы. На рисунке справа показана артезианская скважина с потенциометрической поверхностью, находящейся чуть выше поверхности земли, но, как показано на рисунке выше, артезианское давление может быть очень сильным!

   

  Пример водоносной системы с артезианскими скважинами

  Источники/использование: общественное достояние.

  Артезианские скважины могут иногда вытекать на поверхность земли естественным путем из-за подземного давления.

  На этой диаграмме показана концептуальная система водоносных горизонтов, имеющая как безнапорные, так и напорные водоносные горизонты. Как правило, верхний слой системы водоносных горизонтов представляет собой безнапорный водоносный горизонт, над которым нет удерживающего слоя твердого материала. Верхняя высота этого водоносного горизонта называется «уровнем грунтовых вод», ниже которого земля и скала имеют все пространства и пустоты, заполненные водой. Воду из этого водоносного горизонта необходимо откачивать в колодец, чтобы она попала на поверхность земли.

  В некоторых местах ниже безнапорных водоносных горизонтов могут существовать напорные водоносные горизонты. Эти замкнутые водоносные горизонты имеют слои твердого материала над и под ними и, таким образом, находятся под давлением веса породы. Как показано на этой диаграмме, чтобы пополнить запасы воды в этих водоносных горизонтах, она в значительной степени просачивается с поверхности на большое расстояние и перемещается несколько горизонтально в замкнутый водоносный горизонт.

  Скважины, выходящие из этих замкнутых водоносных горизонтов, называются «артезианскими скважинами». Если высота, на которой находящийся под давлением водоносный горизонт выталкивает воду из колодца, это «пьезометрический уровень». Если этот уровень находится ниже высоты поверхности земли (правая сторона артезианской скважины на схеме), вода не будет выбрасываться из скважины на поверхность земли . .. скважина называется артезианской скважиной. Но если пьезометрический уровень выше, чем высота устья скважины на поверхности земли (левосторонняя артезианская скважина на схеме), вода будет выталкиваться вверх в скважине и выходить на поверхность земли без необходимости в насосе. Такая скважина является проточной артезианской.

   

  Источники/Использование: Некоторое содержимое может иметь ограничения. Посетите СМИ, чтобы узнать подробности.

   

  Вы думаете, что знаете о подземных водах?
  Пройдите наш тест «Верно/неверно» для грунтовых вод ,
  часть нашего Центра активности .

   

   

   

   

  Источники/использование: общественное достояние.

   

   

  Хотите узнать больше об артезианской воде и артезианских скважинах? Следуйте за мной на веб-сайт Геологической службы США «Основные водоносные горизонты США» 

  Источники и дополнительная информация

  • Грунтовые воды – публикация USGS General Interest Publication
  • Что такое подземные воды? — Отчет об открытом файле Геологической службы США 93-643
  • Истощение грунтовых вод по всей стране — информационный бюллетень Геологической службы США 103-03

   

• Наука

  Ниже приведены научные темы, связанные с артезианскими скважинами и подземными водами.

• Публикации

  Ниже представлены публикации, связанные с артезианскими скважинами и подземными водами.

Методы контроля проточной артезианской воды

Выпуск информационного бюллетеня: март 2015 г. Теги: пневматический роторный молот, тросовый инструмент, управление фонтанной артезианской скважиной, буровой ротор, пласты под давлением

Под скважинами артезианскими фонтанирующими понимаются:

1. Естественный подъем уровня воды над поверхностью земли или верхней частью обсадной трубы
2. Наблюдается естественное течение воды периодически или постоянно

Приточную артезианскую скважину «контролируют», когда:

1. Весь поток проходит через эксплуатационную колонну
2. Поток не представляет опасности для имущества, окружающей среды или общественной безопасности, и поток может быть остановлен на неопределенное время без утечки

Артезианские условия возникают при перемещении подземных вод из зоны питания под вмещающим пластом в точку сброса на более низкой отметке. Примером этого является природный источник или, в примере буровой промышленности, колодец с проточной водой.

Участки пополнения запасов подземных вод могут состоять из высокогорных озер или болот/мускусов, или обнаженных песчаных и гравийных образований, трещиноватой коренной породы или других проницаемых образований. Водоупорными образованиями могут быть: глинистые образования, ледниковые отложения, непроницаемые коренные образования. Условия стока подземных вод могут в значительной степени варьироваться в пределах отдельных территорий в зависимости от местных геологических условий.

Дебитные артезианские скважины обычно контролируются за счет использования герметичной обсадной колонны и регулирующих клапанов на эксплуатационной колонне. Как видно на Рисунке 1, может потребоваться использование нескольких фитингов для сброса давления, чтобы получить контроль над фонтанирующей скважиной. С помощью этих фитингов цементный раствор можно закачивать между эксплуатационной и наземной обсадной колонной против артезианского потока, который может двигаться вверх к поверхности.

Требуется некоторое знание артезианского давления и глубины (глубин) артезианского пласта, чтобы при закачивании цементного раствора не возникало избыточного давления в ограничивающем пласте и не возникало состояние, известное как «ГРП». ГРП (также известный как гидравлический разрыв) может произойти близко к скважине или на некотором расстоянии от нее и может привести к выходу артезианских потоков на поверхность в неожиданных местах.

Обычно используемое «эмпирическое правило» расчета ограничения веса грунта может быть следующим: 1 фут вскрышного материала будет сдерживать примерно 1 фунт на квадратный дюйм пластового давления.

Пример давления в артезианских условиях: Артезианский поток возникает на высоте 100 футов ниже уровня земли, артезианское давление измеряется на уровне 10 фунтов на квадратный дюйм на поверхности. Вес водяного столба составляет 100 футов / 2,41 фута на квадратный дюйм = 43,29 фунта на квадратный дюйм. Вес земли составляет около 100 фунтов на квадратный дюйм. Вес грунта минус вес колонны составляет 56,71 фунтов на квадратный дюйм. Давление грунтовой откачки около 56 фунтов на квадратный дюйм потенциально может вызвать состояние разрыва.

Цементный раствор можно закачивать от 10+ фунтов на квадратный дюйм до 70 фунтов на квадратный дюйм (коэффициент безопасности) для заполнения пустот между эксплуатационной колонной и грунтовыми породами, а также для герметизации кольцевого пространства между эксплуатационной колонной и наземной колонной. Скорость, с которой артезианская формация будет принимать цементный раствор, будет варьироваться в зависимости от доступной пористости геологической единицы. Например, крупный чистый гравий будет принимать перекачиваемые жидкости с большей скоростью, чем мелкозернистый песок, из-за большей пористости.

Установка накладного кожуха

Различные методы бурения требуют различных способов установки обсадной колонны.

• Вращательный метод бурового раствора
• Метод пневматического роторного/обсадного молота
• Кабельный инструмент

Вращатель для бурового раствора

В этом методе скважина пробуривается, устанавливается обсадная колонна, а затем закачивается цементный раствор для вытеснения жидкости из кольцевого пространства между обсадной трубой и геологической формацией. Для расчета объема цементного раствора, необходимого для герметизации наземной обсадной колонны и пласта, сначала рассчитывается объем открытого ствола скважины, а затем из общего объема скважины вычитается закрытый объем наземной обсадной колонны. Открытый ствол должен быть пробурен на подходящую глубину в подходящей породе (например, в глине или коренной породе), чтобы обеспечить адекватное поверхностное уплотнение. Создание подходящего уплотнения с помощью цементного раствора сводит к минимуму вероятность того, что давление артезианских грунтовых вод вызовет вытекание воды за пределы обсадной трубы. Когда обсадная труба требуемой глубины установлена ​​в открытом стволе с приваренным сбоку фитингом, установка обсадной трубы обычно выполняется следующим образом:

• Наземная обсадная колонна должна быть подвешена в шести-двенадцати дюймах от дна скважины, а к верхней части наземной обсадной колонны должен быть приварен фланец.
• Заданный объем цементного раствора может быть установлен во внутреннем затрубном пространстве наземной обсадной колонны.
• Цементировочная пробка устанавливается с поверхности. Фланцевая плита с клапанным выпускным отверстием и манометром прикручена болтами к приваренному фланцу.
• Чистая вода может подаваться через клапан на фланце, нагнетая цементный раствор на дно обсадной колонны. Раствор будет вытеснен в кольцевое пространство между наземной обсадной трубой и поверхностью пласта.
• Когда цементировочная пробка достигает дна обсадной колонны, происходит повышение давления, что указывает на то, что весь цементный материал вытеснен из внутренней части обсадной колонны.
• В это время закройте вентиль и отсоедините насосное оборудование для раствора. Перед дальнейшим бурением необходимо дать раствору время для схватывания, обычно 12-24 часа в зависимости от плотности материала цементного раствора и добавок/ускорителей.
• После затвердевания раствора фланец можно снять и продолжить бурение добывающей скважины.
• После завершения бурения на требуемую глубину и установки эксплуатационной колонны можно установить накидной фланец с прокладкой поверх эксплуатационной колонны, прикрепить болтами к надводной колонне, а затем приварить к эксплуатационной колонне, тем самым обеспечив водонепроницаемое уплотнение. Клапан на боковой поверхности кожуха также может быть закрыт.
• При желании цементный раствор может быть закачан между обсадной колонной и эксплуатационной колонной через клапанный проточный штуцер для дополнительной герметизации эксплуатационной скважины.
• Накидной фланец можно приварить к верхней части эксплуатационной колонны, а затем установить болтовой фланец с прокладкой для регулирования потока из эксплуатационной колонны.
• Надлежащее планирование и выполнение программы бурения должны обеспечить успешную установку фонтанной артезианской скважины.

Пневматический роторный молот для обсадных труб

При этом методе бурения обсадная колонна может быть размещена за более короткий промежуток времени, чем при использовании бурового роторного метода. Подобно забивке сваи из стальной трубы, между геологической формацией и поверхностью забиваемой стальной трубы образуется уплотнение.

Некоторое знание потоков артезианских подземных вод, давления и геологических условий в пределах данной территории является ценным преимуществом при определении объема поверхностной обсадной трубы, которая потребуется для обеспечения соответствующего уплотнения.

Установка обсадной колонны фонтанной артезианской скважины обычно выполняется следующим образом:

1. Выберите размер устанавливаемой обсадной колонны. Внутренний диаметр обсадной колонны должен быть как минимум на 2 дюйма больше, чем внешний диаметр трубы, используемой при бурении эксплуатационной скважины.
2. Выбранная обсадная колонна поднимается на вышку буровой установки в комплекте с буровой штангой и буровым долотом соответствующего размера, которые будут использоваться для очистки внутренней поверхности обсадной колонны по мере ее продвижения.
3. Приводной башмак не будет устанавливаться на обсадную трубу, так как приводной башмак немного больше трубы и потенциально может снизить эффективность поверхностного уплотнения.
4. Поверхностная обсадная колонна будет спускаться вниз до тех пор, пока не встретится подходящая герметизирующая порода, такая как глина или плотные илистые глинистые материалы. Когда обсадная колонна движется вниз, почва может быть удалена изнутри обсадной колонны с помощью бурового долота и циркуляции воздуха. Не рекомендуется продвигать буровое долото за конец обсадной трубы.
5. При тщательном контроле и регистрации проб, извлеченных из пласта во время бурения, можно определить, насколько далеко обсадная труба продвинулась в компетентном материале. Кроме того, поверхностное трение между наружной поверхностью приводной обсадной колонны и естественным грунтом будет увеличиваться после того, как будет достигнут подходящий материал, и количество ударов молотка на фут продвижения обсадной колонны будет иметь тенденцию к увеличению.
6. Как правило, во всех фонтанирующих артезианских скважинах рекомендуется устанавливать обсадную колонну длиной не менее 40 футов (12 м).
7. Когда обсадная колонна продвигается на подходящую глубину, буровые штанги и буровое долото можно извлечь из скважины.
8. Накладное фланцевое кольцо может быть приварено к наземному корпусу в комплекте с переливным ниппелем, приваренным к внешней стороне корпуса. На переливной штуцер также можно установить клапан для будущего использования.
9. Теперь можно выполнять бурение эксплуатационной колонны внутри и за пределами наземной колонны для заканчивания водяной скважины по мере необходимости.
10. Между эксплуатационной колонной и кондуктором могут возникать потоки во время заканчивания эксплуатационной скважины, но такие потоки будут находиться под полным контролем после завершения бурения эксплуатационной скважины.
11. После того, как эксплуатационная колонна достигла нужной глубины, буровые штанги и долото можно извлечь из скважины.
12. В это время может быть принято решение о том, следует ли экранировать скважину или нет, в зависимости от ее предполагаемого использования, гранулометрического состава пласта и объема воды, вытекающей из скважины.
13. Теперь, когда скважина завершена в соответствии с требованиями, можно прикрепить фитинги для управления потоком к обсадной колонне и/или крышке скважины на поверхности.
14. Накидной болтовой фланец с прокладкой можно надеть на эксплуатационную колонну и прикрепить болтами к приваренному фланцу на наземной колонне. Затем его можно приварить к внешней стороне эксплуатационной колонны, чтобы контролировать любой поток между эксплуатационной и наземной колоннами. Клапан на ниппеле управления потоком теперь можно закрыть, чтобы контролировать любой поток, возникающий между двумя корпусами.
15. Теперь можно выполнять управление потоком эксплуатационной колонны.
16. Уровень воды должен быть снижен в обсадной колонне эксплуатационной скважины, чтобы приварить накидной фланец с болтовым креплением и ниппель управления потоком на боковой стороне обсадной колонны.
17. Уровень воды в эксплуатационной колонне можно контролировать с помощью переносного насоса с приводом от двигателя или, при желании, погружного электрического насоса с клапаном. Откачка понизит уровень воды ниже уровня верхней части обсадной колонны, так что все соответствующие фитинги можно будет приварить к эксплуатационной обсадной колонне.
18. После установки всех фитингов насос можно снять с добывающей скважины.
19. Фланец с болтовым креплением и прокладку теперь можно прикрутить на место, а присоединенный клапан потока можно закрыть.
20. Клапан на подающем ниппеле также может быть закрыт
21. Колодец теперь должен быть под контролем, и потоки через клапаны также должны контролироваться.
22. При желании можно закачать цементный раствор через клапан на наземной обсадной колонне, чтобы получить уплотнение между двумя обсадными трубами.

Во всех программах бурения планирование имеет важное значение для успешного завершения проекта. Знание геологии района, необходимых материалов для проекта и оборудования для выполнения работы необходимы для успешного завершения программы бурения.

Тросовый инструмент

Если буровая установка с тросовым инструментом используется для бурения фонтанирующей артезианской скважины, установка обсадной колонны на поверхности может производиться либо буровым, либо пневматическим вращательным способом, в зависимости от того, что необходимо. Один метод может быть более практичным, чем другой, в зависимости от бурового оборудования, используемого для заканчивания скважины. Как и во всех программах бурения, предварительное планирование и применение надлежащих методов бурения способствуют успешному завершению проекта.

Британская Колумбия имеет площадь более 357 тысяч квадратных миль в пределах провинциальных границ. В пределах этого массива суши есть различные геологические образования. Есть несколько зарегистрированных фонтанирующих артезианских пластов, и многие другие будут обнаружены по мере продолжения бурения. Один из наименее исследованных районов провинции находится на восточной стороне Скалистых гор в северо-восточной части провинции (район Пис-Ривер). Артезианские условия, вероятно, будут встречаться при бурении для нефтегазовой промышленности, поскольку большая часть сельского населения в этом районе полагается либо на земляные колодцы, либо на цистерны с буксируемой водой для водоснабжения.

Программы бурения, проводимые нефтегазовым сектором, сильно различаются. К ним относятся: сейсморазведка, водонагнетательные скважины и исследования грунтов для пересечения рек трубопроводами, программы установки забивных свай и оценки устойчивости откосов. При выполнении этих типов программ бурения были обнаружены проточные артезианские условия.

Многие из этих скважин были пробурены без использования наземной обсадной колонны, что значительно усложнило управление потоками воды. Надувные пакеры и бентонит использовались для контроля и остановки потоков с некоторым успехом, но местоположение и геологические условия на большинстве этих участков не были зарегистрированы, и долгосрочный успех или неудача таких уплотнений неясны. При бурении в артезианских условиях без соответствующего оборудования и материалов возможно вредное воздействие на окружающую среду и ресурсы подземных вод.

Окончательное воздействие на окружающую среду и ресурсы подземных вод, вероятно, будет продолжать обсуждаться в течение некоторого времени.

Герметичные пласты

Иногда в программах бурения встречаются неожиданные пласты. Это могут быть проточные артезианские пласты или пласты, содержащие природные газы, такие как двуокись углерода, метан или сероводород (h3S).

Столкновение с этими газами создает некоторые очень уникальные проблемы. Углекислый газ в достаточном количестве может создать атмосферу с низким содержанием кислорода и создать угрозу безопасности. Газы метан в больших количествах могут создавать взрывоопасную атмосферу, а также опасность возгорания. h3S в очень малых количествах может вызвать удушье и, возможно, смерть. Вероятность встречи с этими образованиями увеличивается при работе на восточной стороне Скалистых гор (например, в районе Пис-Ривер) в северной части Британской Колумбии. где, как известно, существуют ресурсы сланцевого газа.

Эта статья была подготовлена ​​добросовестно, чтобы помочь специалистам по водоснабжению, работающим в проточной артезианской среде. Каждая скважина уникальна и требует индивидуального планирования. Любое использование, интерпретация или опора на информацию, представленную здесь, осуществляется исключительно на риск этой стороны, и ни автор, ни Ассоциация подземных вод Британской Колумбии не несут никакой ответственности за травмы или ущерб, возникшие в результате этого.