Условия проведения буровых работ.
Здесь коротко проводятся геолого-технические и гидрогеологические условия на участке. Это расстояние между скважинами, средняя их глубина, категория буримости пород, другие свойства проходимых пород, число вскрываемых водоносных горизонтов, условия глино-водо-электроснабжения и т.д.
3. Выбор и обоснование способа бурения производится исходя из:
а) условий проведения работ;
б) крепости пород;
в) назначения скважины.
В настоящее время бурение на воду производится, в основном роторным и ударно-канатным [1, стр. 39].
Способ бурения необходимо обосновать исходя из следующих характеристик:
а) необходимый диаметр скважины;
б) оптимальный режим бурения при данном разрезе;
в) Глубина скважины и ее назначение
Выбор, обоснование конструкции фильтра.
Определяется назначение фильтра в зависимости от геологических условий и назначения скважин, затем в зависимости от литологии водовмещающих пород выбирается тип фильтра (1. стр. 448), (7, стр.382). При выборе конструкции фильтра необходимо, во-первых, обеспечить длительное время получения качественной воды из скважины, во-вторых, получить максимальное в данных условиях дебиты. Фильтры из дерева и керамики, пористого бетона допускаются применять при глубине скважины до 100-150м. (7, стр.382), а стержневые до 200 м, при более глубоких водоносных горизонтах рекомендуется применение фильтров из стальных трубчатых каркасов или гравийные обсыпные (1, стр.451).
|
|
|
Диаметр фильтра равен диаметру водоподъемной колонны при установке на ней и меньше диаметра колонны при установке «в потай» на 50мм при ударно-канатном способе бурения и на 100 мм при вращательном способе, длина фильтра определяется по формуле (12, т 2, стр.189), либо по формуле (6, стр.452), (11, стр.449).
Диаметр и длину фильтра можно также подобрать по входной скорости фильтрации по неравенству (1, стр.462), (7, стр.385).
Фильтрационная способность фильтра зависит от размеров фильтрующих ячеек и определяется в зависимости от (2, стр. 385, 389), (3, стр. 176).
В комплект собранного фильтра, кроме рабочей части входят отстойники 1-2 м, надфильтровая труба, сальник, центрирующие приспособления (5, стр. 466). Установка фильтра производится в зависимости от конкретных условий и принятой схемы (1, стр. 475), (12, т.2, стр. 199).
Выбор и обоснование водоподъемных механизмов.
Применение того или иного типа насоса определяется:
а) потребности по геологическому заданию;
б) положение динамического уровня в скважине;
в) диаметром водоподъемной колонны;
г) режимом работы скважины.
При откачке мутной воды, прокачке, пробных и опытных одиночных откачках с любых глубин рационально применение эрлифта. Здесь необходимо провести расчет основных параметров эрлифта (3, стр. 216-222), (7, стр. 472) а затем подобрать тип компрессора и глубину, диаметр водоподъемной колонны.
|
|
|
При проведении детальных исследований рекомендуется особенно разведочно-эксплуатационные скважины оборудовать постоянными водоподъемниками. Наиболее распространенными из них насосы типа (12, стр.221), которые подбираются в зависимости от необходимого дебита и напора. При откачках в напорных водоносных горизонтах используют погружные центробежные насосы типа АП, АПВ, ЭН (12, стр. 223). Насосы не следует помещать в фильтрах, чтобы не снижать водоприток в скважину, уровень воды должен быть выше на один метр верхнего конца насоса, диаметр скважины должен быть больше габаритов насоса минимум на 10 мм (7, стр. 471).
Подробнее вопрос рассмотрен на практическом занятии №12.
Состояние конструкции скважин.
Основными элементами конструкции скважины являются: глубина, диаметр, длина, количество колонн обсадных труб, специальные устройства, затрубные цементационные кольца, сальники, водоприемная часть.
|
|
|
Эксплуатационный диаметр определяется диаметром фильтра и способом его установки. На колонне фильтр рекомендуется устанавливать при устойчивых стенках скважины (вращательный способ бурения). При установлении «впотай» диаметр фильтра должен быть меньше диаметра колонны 50-100 мм с изоляцией промежутка сальником. При ударном способе бурения средний выход колонны 25-30 м. При роторном бурении применяют, как правило, одноколонную или двухколонную конструкцию скважины с установкой фильтровой колонны, при этом минимальная разница при смене диаметра 100-150 мм. При бурении между стенкой скважины и муфтой обсадных труб зазор должен составлять 15-50 мм, все скважины вращательного бурения оборудуются направляющей колонной на глубину до 6м.
Смену диаметров необходимо проводить в водонепроницаемых прослойках с заглублением одной колонны в другую не менее чем на 3-5 м (2 стр. 388).
Совершенно необходимо цементирование кондуктора, и в разведочно-эксплуатационных скважинах всей колонны от башмака до устья.
Подробнее вопрос рассмотрен на практическом занятии №11
Пример выполнения работы.
| 0 |
|
|
|
| 295 |
| 245 |
| 245 |
| 190 |
| 140 |
| 50 |
| 90 |
| 140 |
1. Исходя из размера эрлифта (98 мм) подберите пользуясь табл.V-1 диаметр эксплуатационной колонны, который должен быть на 50-100 мм больше водоподъемника-эрлифта (получим 140 мм).
2. Исходя из выбранного диаметра эксплуатационной колонны подберите диаметр породоразрушающего инструмента (долота), который будет на 50-100 мм больше диаметра эксплуатационной колонны. (получим 190мм). Табл.VII-20.
3. Так как при вращательном бурении используется промывочная жидкость, необходимо запроектировать кондуктор, чтобы предотвратить размыв устья скважины.
Первая колонна-кондуктор служит для крепления верхних интервалов ствола скважины и устья.
Подберите диаметр кондуктора. Кондуктор должен быть на 50-100 мм больше диаметра бурения под эксплуатационную колонну, следовательно, d обсадки составит 245 мм при d бурения 295 мм (долото 1В-190СТ).
4. Исходя из литологии, пользуясь табл.1 и табл.2, подберите тип фильтра. Получим: тип фильтра (согласно таб. 1) - фильтры с водоприемной поверхностью из проволочной обмотки на перфорированном трубчатом каркасе и ФЩО (фильтр щелевой), (таб.2) трубчатые – с круглой или щелевой перфорацией.
5. Исходя из заданной глубины скважины, пользуясь табл.3, подберите длину отстойника (получим 5 м). Отстойник предназначен для сброса проникающих в фильтр частиц породы. Его прикрепляют к нижнему концу рабочей части фильтра.
6. Используя полученные ранее габаритные размеры бурения и обсадки, пользуясь схемой на стр.1 постройте конструкцию гидрогеологической скважины.
Тампонаж скважин.
Тампонаж проводится для изоляции водоносных горизонтов и укрепления стенок скважин. Тампонаж глиной применяется в неглубоких скважинах ударного бурения [11, стр. 468], [5, стр. 395], [3, стр. 363].
Тампонаж цементными пробками производится при глубоком, вращательном бурении.
Выбор бурового агрегата.
Буровой агрегат определяется выбранным способом бурения, конструкцией скважины, физико-географическими условиями. Основные параметры колоны должны обеспечить проходку скважины заданной конструкции, при выполнении требований экономичности использования станков (8, стр. 79), (11, стр. 19), (6, стр. 57, 367), (2, стр. 43), (7, стр. 55, 114), (2, стр. 44).
После выбора станка подбирается основное, вспомогательное и аварийное оборудование для бурения скважины согласно принятой конструкции.
При роторном бурении необходимо сделать расчет параметров промывочной жидкости.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Башкатов Д.Н. «Справочник по бурению скважин на воду».
2.Башлык С.М., Загибайло Г.Т. «Бурение скважин» М., Недра, 1983.
3. Белицкий А.С., Дубровский В.В. «Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для
водоснабжения» М., Недра, 1974.
4. Воздвиженский В.И. и др. «Разведочное бурение» М., Недра, 1979.
5. Волков А.С. «Буровой геологоразведочный инструмент», Недра, 1979.
6. Волков А.С. «Буровое дело», Недра, 1965.
7. Дубровский В.В. и др. «Справочник по бурению и оборудованию скважин на воду» М., Недра, 1971.
8. Ребрик Б.М. «Справочник по бурению и/г скважин» М., Недра, 1973.
9. Солонин Б.Н. «Краткий справочник по проектированию и бурению скважин на воду М., Недра, 1983.
10. Оноприенко М.П. «Бурение и оборудование г/г скважин» Недра, 1978.
11. Шамшев Ф.А. «Технология и техника разведочного бурения» М., Недра, 1973.
12. «Справочное руководство гидрогеолога» Т 1, 2 Ленинград, Недра 1979.
II. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ «ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ РАБОТЫ»
Пояснительную записку следует писать в следующем порядке:
1. Цели, задачи геофизических работ.
2. Обоснование рационального комплекса геофизических работ.
3. Описание методики проведения каждого вида работ.
4. Обоснование объема работ.
5. .Подбор инструментов, приборов и оборудования
Основой для разработки главы является стадия исследований, целевая установка проекта. При этом нужно помнить, что геофизические работы относительно дешевы и эффективны, но при условии правильного подбора комплекса работ. При проведении съемочных работ различных масштабов рекомендуется сочетание площадных методов исследований и скважинной геофизики. При детальных исследованиях основными являются каротажные работы.
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ РАЗДЕЛОВ
1. Целевым назначением геофизических работ следует считать изучение геологического разреза, гидрогеологических условий без вскрытия разреза или с минимальным количеством разведочных работ.
Задачи, решаемые геофизическими методами помимо стадии исследования, определяются типом месторождения [3, стр. 356], [4, стр. 49], [5, стр. 135].
При площадных исследованиях во всех случаях предпочтение следует отдать электроразведке, в связи с более низкой себестоимостью и достаточной информативностью [2, стр. 276].
Задачи решаемые каротажем определяются способом бурения, глубиной скважин, геологией участка. При бурении скважин на воду они могут быть решены при рациональном подборе комплекса [1, стр. 77-81].
2. Обоснование рационального комплекса геофизических исследований определяется поставленными задачами и зависит от структурных, геологических, геоморфологических, гидрогеологических и инженерно-геологических особенностей территории и экологической эффективности решения поставленной задачи. Главное здесь правильный учет тех объемов геологических работ (бурение, лабораторные работы и т.д.), которые могут быть сокращены при использовании методов геофизики. Поэтому, рекомендуется комплекс наземных методов при предварительной [1, стр. 241] и детальной [1, стр. 243] стадиях разведки.
При этом сейсморазведка, магниторазведка и гравиразведка рекомендуются как вспомогательные, для повышения точности прогноза, решения задач в сложных условиях. Основными наземными методами следует считать методы электроразведки.
Минимальная программа геофизических исследований в скважинах, проектируемых к бурению на воду – стандартный электрический каротаж и гама каротаж [6, стр. 21]. Кроме того, при вращательном способе бурения указанные исследования могут дополниться резистивометрией, расходометрией, кавернометрией [7, стр. 39; 15; 17]. В скважинах, глубиной более 500 метров проводят измерение температур с целью определения геотерметрического градиента [6, стр.21], [7, стр. 123].
При выборе рационального комплекса геофизических методов в первую очередь оцениваются физические свойства интересующих объектов и вмещающих их пород и затраты на проведение того или иного метода. Так, например, при решении задачи определения мощности рыхлых отложений (выяснение рельефа коренных пород) мы видим, что удельное электрическое сопротивление рыхлых отложений значительно ниже удельного электрического сопротивления коренных пород. Скорость прохождения упругих волн также различна, магнитная восприимчивость (Х) и плотность (ρ) этих образований в значительной мере отличаются друг от друга. В данной ситуации можно было бы использовать сейсморазведку, электроразведку, магниторазведку и гравиразведку. Но при всех равных условиях в первую очередь нужно отдать предпочтение магнитолразведке, как более дешевому методу, далее гравиразведке, электроразведке и, наконец, сейсморазведке. Следует также учесть, что магниторазведка и гравиразведка могут дать только картину рельефа коренных пород без данных мощности рыхлых отложений, а электроразведка (методы зондирования) и сейсморазведка дадут величину мощностей рыхлых образований, а зачастую и могут дифференцировать их.
Проектирующий часто использует такой вариант: по всей площади проектируется магниторазведка, гравиразведка или электрическое профилирование, а выборочно, по более разряженной сети, планируется проведение методов электрического зондирования (например, ВЭЗ) или сейсморазведки (МПВ). Кроме того, для выяснения направления движения воды и определения ее скорости могут предусматриваться круговые ВЭЗ и метод заряда (ЗТ). Для прослеживания зон разломов часто используется метод комбинированного электропрофилирования.
Немалую роль при выборе рационального комплекса методов отводят опыту проведения работ в данном районе.
В данном разделе необходимо хотя бы схематично отметить методику проведения каждого вида геофизических работ. Это необходимо для обоснования выбора конкретной методики, аппаратуры, необходимой для решения поставленных задач. Методика наземных исследований [8, стр. 143] и [8, стр. 154] позволяет, кроме того, контролировать выполнение запланированных работ в полном объеме. Методика проведения каротажных работ также должна давать представление о проводимых работах и обоснование решения поставленных задач [7, стр. 71 и др.]. При бурении скважин вращательным способом с промывкой, рекомендуется в комплекс скважинных методов включить расходометрию, резистометрию и кавернометрию (см. литературу по бурению скважин) или [1, стр. 150]; [7, стр. 39].
Обоснование объемов геофизических работ необходимо для оценки их себестоимости и рентабельности. Объемы каротажных работ, как правило, определяются в погонных метрах перемещения датчиков вдоль ствола скважины, т.е. фактически совпадают с объемом бурения. Для определения объема электроразведочных работ необходимо вначале определить величину разносов АВ, которая на основании большого практического опыта полевых экспедиций принимается исходя из соотношения
Нг/ф=(10-15)% 
Глубина исследований геофизическими методами Нг/ф обычно принимается на 3-5 м больше глубины бурения. Как видно из методики электроразведки, изучение разреза внутри питающих электродов АВ осуществляется путем перемещения внутри этого интервала регистрирующих электродов по определенной схеме. Эти работы производятся на 1 физической точке (ф.т.). Далее перемещается по профилю с обязательным перекрытием А´В для ликвидации «белого пятна». Величина А´В перемещается по эмпирическому соотношению А´В=10% АВ (рис. 44). Объем работ в ф.т. определяется
(n=L/А´В ) , где L - суммарная длина профилей.
Пример: Пусть глубина скважины 150м, тогда Нг/ф = 155м;
АВ/2 = 1550м; Тогда АВ=3100м. Перекрытие А´В = 10% х 3100 = 310м, шаг установки А´А = 3100-310 = 2790м. Пусть длина профиля 35 км, тогда п= 
(см.рис.44)
При подборе инструментов и оборудования необходимо стремиться к использованию современного и эффективного оборудования, способного решать поставленные задачи. Типовой набор оборудования для электроразведки – батареи, провода, электроды, измерительные приборы [8, стр.132].
Оборудование для скважинных методов состоит из датчиков-измерителей или зондов, приемо-усилительных устройств, соединительных проводов и устройства для спуска-подъема датчиков .
Выбор оборудования определяется выбранной методикой исследований, поставленными задачами.
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
- Н.И.Плотников. Методы геофизических исследований в гидрогеологии инженерной геологии. М.Недра, 1972г.
- Гордеев П. В., Шемелина В. А., Шулякова О. К. Гидрогеология. М.: Высшая школа, 1990.
- Дубровский В.В. и др. Справочник по бурению и оборудовании скважин на воду. М.Недра, 1964г.
- Биндеман Н.Н. Поиски и разведка подземных вод для крупного водоснабжения. М.Недра, 1969г.
- Справочник руководство гидрогеолога. Том2. М.Недра, 1978г.
- Сидоренко Техническая инструкция по проведению геофизических исследований скважине. М.1963г.
- Заворотько Ю.М. Геофизические методы исследования скважин. М.Недра, 1983г.
- Кунщиков Б.К., Кунщикова М.К. Общий курс геофизических методов разведки. М.Недра, 1976г.
III. СОДЕРЖАНИЕ ГЛАВЫ
«ОПЫТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ»
Эта глава состоит из расчетно-пояснительной записки и графических приложений ранее проведенных работ.
Расчетно-пояснительная записка пишется в следующей последовательности:
1. Вид опытных работ (по их назначению)
2. Продолжительность опытных работ
3. Методика проведения
4. Оборудование
5. Документация
6. Обработка данных опытных работ.
В качестве графических приложений на проектном листе приводятся данные в виде графиков прослеживания и их обработки с расчетами.
МЕТОДИЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ
ОТДЕЛЬНЫХ РАЗДЕЛОВ ГЛАВЫ
«ОПЫТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ».
Данная глава начинается обоснованием целей и задачи опытных работ в целом (1стр.5). Ниже дается описание данной главы по разделам.
Виды опытных работ.
Выбор вида откачки – пробная, опытная одиночная, кустовая и групповая, опытно-эксплуатационная определяется целевым назначением откачки и стадией поисково-разведочных работ, а также гидрогеологическими условиями месторождения подземных вод.
Перед проведением откачки, необходимы предварительные работы по подготовке гидрогеологических скважин. Она включает в себя деглинизацию и прокачку.
Деглинизация (разглинизация) проводится после вращательного бурения скважин с промывкой глинистым раствором для восстановления естественной водоотдачи пласта. Существует несколько способов деглинизации (8 стр.502), (7 стр.237), (4, стр.187). В среднем затраты на деглинизацию составляют от 3 бр/см. Деглинизация может проходить в несколько этапов, например, промывка затрубного пространства-свабирование-промывка-прокачка.
Прокачка скважин предназначена для очистки забоя от шлама, продуктов разглинизации и формирования естественного фильтра. Прокачка проводится эрлифтом или другими насосами, предназначенными для откачки мутной воды, до полного осветления. Ориентировочно это составляет 3бр/см. Прокачка происходит при переменном дебете, причем изменение дебита производится резко от нуля до максимума и обратно, что создает турбулентное движение воды в прифильтровой зоне, перераспределяя частицы горной породы, формируя естественный фильтр.
Пробные откачки проводятся на ранних стадиях гидрогеологических исследований. На стадии поисков основной задачей является получение сравнительной характеристики фильтрационных свойств пластов на отдельных участках распространения водоносного горизонта и качества воды.
На предварительной и детальной стадиях пробные откачки, как правило, не применяются. Проводится желонками или эрлифтом на одну или две ступени понижения. Время проведения (как и для всех других видов откачки) можно определить по таблице № 1 (8, стр.101) (1, стр.289,) (3 стр. 111), (3 стр.22), (2 стр.11).
Пробные откачки проводятся для получения предварительной сравнительной характеристики фильтрационных свойств водовмещающих пород, качества подземных вод и их изменения по площади, а также с целью оценки возможной производительности скважин. Если пробными откачками оцениваются различные интервалы разреза водоносного горизонта (комплекса), то они называются поинтервальными.
Одиночные опытные откачки проводятся на всех стадиях для определения зависимости дебита (Q) от понижения (S) и решения других задач (9 стр.11).
Такие откачки рекомендуется проводить также при применении гидравлического метода оценки запасов подземных, для изучения качества подземных вод и ориентировочной оценки коэффициентов водопроводимости (фильтрации) водоносных горизонтов. Одиночные опытные откачки при поисках составляют 20-80% от общего числа скважин, при предварительной и детальной – откачки проводятся из всех пройденных скважин, причем на детальной стадии – после установления в них эксплутационного оборудования. Количество одиночных опытных откачек определяется исходя из необходимой для данной стадии категоризации запасов, а также других задач поставленных перед гидрогеологическими исследованиями.
Кустовые опытные откачки являются основным видом опытных работ, проводящихся для определения гидрогеологических параметров, изучения граничных условий водоносных горизонтов, определения срезок уровня при оценке запасов гидравлическим методом, изучения качества воды. Они проводятся из одной скважины (центральной) или группы скважин (групповые откачки) (4 стр.22), (3 ст.112), (9, стр.11), (10 стр.109).
Проектирование опытной кустовой откачки начинают с выбора схема куста – количества и их взаимного расположения.
В центре куста располагается опытная (возмущающая) скважина, в виде лучей к ней – наблюдательные.
а). б).
Рис.87 Схема расположения наблюдения скважин куста
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 744; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!