Обсадная колонна скважины

Обсадная колонна для скважины применяется во время ее бурения. Задачи этого элемента состоят в том, чтобы сдерживать осыпание почвы внутрь. Устанавливают колонну в отверстие, которое первоначально бурится.

На заключительном этапе в пространство между стенкой скважины и обсадной колонной заливается бетон. О чем вы подробнее сможете узнать ниже. Дальнейшая установка оборудования сопровождается монтажом устройств в обсадную трубу, которая должна выбираться с учетом условий проекта. В нём будет прописан диаметр и размер отверстия.

Как подобрать диаметр

Диаметры обсадных колонн влияют на производительность скважины. Чем этот параметр больше, тем больший объем воды удастся получить. Для снижения расхода следует определить наименьший диаметр, который будет способен удовлетворить потребности семьи в воде. Эти параметры необходимы для правильного выбора обсадных труб.

Пиковый расход воды для загородного дома или дачи можно будет определить, рассчитав количество точек потребления. Это может быть кухня, полив участка, стиральная машина и санузел. При таком раскладе пик потребления воды составит примерно 3 м³/ч. Если же речь идет о доме или коттедже, то этот параметр будет изменяться в пределах от 4 до 8 м³/ч.

Проведение расчёта диаметра

Расчет обсадных колонн необходимо осуществлять, стараясь высчитать диаметр, который будет зависеть от используемого погружного насосного оборудования. Если колонна располагается на даче, где водорасход примерно составляет 3 м^3/ч, то следует использовать 75-мм насос. Если же расход будет увеличен до 8 м³/ч, то диаметр насоса должен составить 102 мм. Иногда случается так, что водоносный слой отличается повышенным динамическим или статическим уровнем воды, в этом случае насос в трубе должен висеть.

Выбор диаметра трубы для 75-мм насоса должен осуществляться следующим образом: 75 + 4 + 8 = 87. Где 4 – это зазор между колонной и оборудованием, тогда как 8 – это толщина стенки трубы. По той причине, что обсадная колонна имеет стандартные размеры, необходимо подбирать параметры, наиболее близкие к расчетным. Например, к 87 мм наиболее подходят 89, 108 или 114 мм.

Под выбранный диаметр необходимо будет обустроить скважину, этот вариант и будет считаться наиболее экономичным. Если же вы выбрали 102-мм насос, то расчеты для него необходимо производить по вышеописанной методике. К данному параметру следует прибавить 4 и 8 мм, что позволит получить 114 мм.

Выбирая трубы обсадной колонны для данного случая, можно предпочесть 114 мм, однако специалисты рекомендуют приобретать трубы с запасом по диаметру, в итоге можно приобрести обсадную колонну, диаметр которой изменяется от 127 до 133 мм.

Цементирование обсадной трубы

Цементирование обсадных колонн может вестись по одной из нескольких схем. Первая называется прямой и предполагает закачку смеси внутрь колонны с прохождением до башмака. Раствор попадает в затрубное пространство и заполняется снизу вверх. Вторая схема называется обратной и отличается подачей смеси с поверхности. Закачиваемый состав перемещается сверху вниз.

Если речь идет о промышленных масштабах, то наиболее часто используется первый способ. В этом случае цементирование осуществляется в один прием, во время которого объем раствора продавливается сразу. Когда обсадная колонна имеет внушительную длину, прибегают к двухступенчатому цементированию. Фронт работ в этом случае делится на интервалы, выполняемые с помощью оборудования поочередно.

Дополнительным способом цементирования выступает манжетный, который применяется при необходимости защиты части ствола от проникновения раствора. Манжета изолирует область, расположенную в интервале продуктивного пласта. Существуют способы заполнения раствором потайных колонн и секций, которые выделяются в отдельную группу.

Подготовка оборудования для цементирования

Для проведения работ по цементированию колонны может понадобиться следующее оборудование:

• цементировочные устройства;
• цементно-смесительное оборудование;
• цементировочная головка;
• заливочные пробки.

Цементировочные агрегаты требуются для подготовки цемента и продавливания раствора в скважину под воздействием давления. Цементно-смесительные машины применяются для тех же целей, а вот цементировочная головка нужна для промывки ствола и цементирования стенок.

Пробки используются, если вы хотите прибегнуть к двухступенчатому цементированию. Иногда для проведения работ требуется еще и мелкое оборудование, а именно:

• гибкие металлические шланги;
• краны высокого давления;
• устройства для распределения раствора.

Какие цели преследует цементирование

Цементирование выполняется для вытеснения бурового раствора из затрубного пространства. Тампонажный раствор поднимается до определенной высоты, которая прописана в предварительных расчетах. Технология цементирования обеспечивает:

• вытеснение промывочной жидкости;
• защиту раствора от попадания промывочной жидкости;
• заполнение раствором интервала ствола по всей его протяженности;
• отличное сцепление цементного камня со стенками скважины.

Если обсадная колонна скважины будет качественно зацементирована, то это увеличит долговечность глубинных сооружений и срок добычи, а также эксплуатации.

Спуск обсадной трубы: подготовка

За несколько дней до спуска обсадной трубы ее обходимо доставить на буровую. Разгрузку следует осуществлять по специальным накатам или с помощью автокрана. Категорически запрещено сбрасывать при разгрузке обсадные трубы.

При осмотре перед началом монтажа трубы следует проверить на деформацию муфт, кривизну, расслоение материала, наличие зазубрин и нарезанных концов. Трубы должны быть проверены на овальность, а затем уложены на мосту в порядке последовательности спуска. Спуск обсадных колонн должен осуществляться после нумерации элементов, а также замера стальной рулеткой.

Подготовка ствола

Для того чтобы исключить осложнения при спуске колонны, необходимо подготовить ствол скважины. Виды и объем работ будут зависеть от состояния ствола, протяженности открытой части и сложности геологического разреза. Необходимо определить интервалы, где отмечаются затруднения при спуске инструмента. Это могут быть образования уступов, зоны сужения ствола и участки перегиба.

До выравнивания свойств промывочной жидкости скважину необходимо промыть. Продолжительность этого процесса должна составить два цикла или больше. В завершение в промывочную жидкость добавляют графит или нефть для облегчения спуска обсадной трубы.

Спуск обсадной трубы

На следующем этапе обсадная колонна опускается в скважину, для этого используются: центраторы, скребки и турбулизаторы. Во время спуска важно осуществлять контроль за соблюдением порядка комплектования колонны, учитывая план по группам прочности стали и толщины стенок труб.

В скважину сначала идет нижняя часть обсадной колонны, которая включает башмак. Элементы нижней части колонны необходимо обрабатывать, применяя твердеющую смазку на базе эпоксидной смолы. Использование обратного клапана в этом случае обязательно, что верно, если в скважине есть газопроявления.

К устью скважины в порядке очередности подают трубы, а перед наращиванием их шаблонируют. Жёсткий цилиндрический шаблон должен входить в трубу со стороны муфты. Спуская обсадную колонну, необходимо вести учет наращиваемых труб, указывая номер элемента, группу прочности стали, длину трубы, толщину стенки. Важно отметить конечную длину трубы и ее общую массу.

Заключение

В качестве обсадных колонн используются трубы из разных материалов, это могут быть пластиковые, деревянные, металлические и асбестоцементные изделия. Пластиковые элементы в последнее время набирают популярность, этому способствуют высокие эксплуатационные характеристики.