Ремонт скважин на воду

Пескование скважин является одной из основных причин снижения дебита и срока службы скважины. В пескующей скважине внутренняя часть фильтра заполняется песком, блокируя его рабочую поверхность.

Для очистки скважин от песчаной пробки существует несколько способов:

- очистка скважины от песчаной пробки желонированием;

- очистка скважины от песчаной пробки с помощью эрлифта;

- очистка скважины от песчаной пробки с помощью размыва;

- очистка скважины от песчаной пробки разбуриванием;

Очистка скважин от песчаной пробки способом желонирования применяется в случае слабоуплотненных песчаных пробок, без включения посторонних предметов, при любом положении уровня воды в скважине и при любой глубине установки фильтра в скважине.

Работы по ликвидации пескования заключаются в следующем: определении причины пескования скважины, удалении песчаной пробки, устранении причины, вызвавшей ее образование.

Для удаления песчаной пробки из скважин применяют клапанные, поршневые и автоматические желонки длиной до 12 м. диаметр желонки должен быть на 50-100 мм меньше внутреннего диаметра обсадных труб (фильтра), в которых происходит удаление пробки. В трубах диаметром 168 мм и 219 мм используют желонки, имеющие наружный диаметр соответственно 89 мм и 114 мм. Желонку опускают в скважину на канате лебедки буровой установки.

Для определения глубины нахождения желонки в скважине на канате закрепляют одну или несколько хорошо различимых меток.

Для заполнения клапанной или поршневой желонки производят 5-8 ударов о забой, а автоматической желонки - один удар.

Очистка скважины от песчаной пробки с помощью эрлифта.

Способ с применением эрлифта позволяет удалять неуплотненные песчаные пробки.

Применяется центральная схема размещения воздухопроводных труб, как наиболее технологичная и простая.

В качестве водоподъемных труб применяют обсадные трубы нипельного соединения диаметром 108 мм, 127 мм и 146 мм.

В качестве воздухопроводных труб при применении передвижных компрессоров с подачей 3÷10 м³/мин используют трубы диаметром 30÷50 мм.

Устье скважины оборудуется с воздушной и водопроводной линиями. Сжатым воздух, закачиваемый в скважину компрессором по колонне воздухопроводных труб, через смеситель попадает внутрь водоподъемной колонны, образуя внутри ее водовоздушную смесь небольшой плотности, которая, засасывая песчаные частицы, поступает на поверхность.

Увеличение коэффициента погружения смесителя (в пределах 1,5 ÷3,0) приводит к снижению расхода сжатого воздуха, но ведет к увеличению длины колонны воздухопроводных труб и соответственно к росту требуемого пускового давления компрессора.

Очистка скважины от песчаной пробки разбуриванием.

С помощью разбуривания удаляют сильно уплотненные песчаные пробки и обвалившиеся породы при любом положении уровня воды в скважине и при любой глубине установки фильтра в скважине.

В качестве породоразрушающего инструмента используют трехшарошечные долота типа М или лопастные долота типа 2Л или 3Л.

Разбуривание ведут при числе оборотов 60÷90 в минуту. В качестве промывочной жидкости используют чистую воду с подачей от 6 до 12 л/с.

Замена фильтровой колонны в скважине.

Перед извлечением фильтровой колонны скважину в зоне фильтра очищают от песка и посторонних предметов. Для определения положения и формы верхней части надфильтровой трубы в скважину, на колонне бурильных труб, опускают печать и после подъема, осматривают ее.

При извлечении фильтра домкратами подготавливают устье скважины для установки домкратов с укладкой брусьев (рельсов) и досок.

Фильтровую колонну в скважинах заменяют при:

- длительном песковании, вызванном несоответствием размеров отверстий фильтра гранулометрическому составу песка водоносного горизонта или механическом разрушении фильтра;

- невозможности восстановления дебита;

- коррозионном разрушении фильтра.

Фильтровую колонну, плотно обжатую в зоне фильтра породой, начинают извлекать из скважины с помощью домкратов грузоподъемностью от 1000 до 3000 кН. Подъем труб с помощью домкратов производят до момента стягивания фильтровой колонны, после чего извлечение фильтра продолжают при помощи лебедки буровой установки.

Перед установкой нового фильтра ствол скважины в зоне водоносного горизонта прорабатывает долотом с интенсивной промывкой забоя до полного извлечения шлама.

Установку фильтра в скважину производят, в основном, на бурильных трубах "впотай" при последующем извлечении труб из скважины.

Фильтр оснащают разжимным сальником, устанавливаемым верхней части надфильтровой трубы, и деревянной пробкой, забиваемой в трубу отстойника.

Сальник служит для изоляции водоприемной части скважины от водоподъемной части скважины и предотвращает занос частиц через кольцевой зазор в скважину.

Пробка предотвращает занос частиц породы забоя скважины внутрь фильтра.

Восстановление работоспособности (проницаемости) водоносных горизонтов с помощью пневмовзрыва.

Аппарат скважинный пневматический АСП-Т применяется как на стадии освоения, так и при ремонте скважин.

Аппарат может быть применен как в скважинах, вскрывших рыхлые песчаные породы водоносного горизонта и оборудованных фильтрами, так и в открытых стволах скважин, пробуренных в устойчивых трещиноватых породах.

Действие аппарата на прифильтровую зону и фильтр основано на использовании энергии сжатого воздуха для возбуждения импульсных воздействий в зоне водопритока, способствующих разрушению осадков и восстановлению проницаемости прифильтровой зоны и фильтра.

Конструкция аппарата предусматривает возможность в широких пределах менять характер воздействия на пласт, добиваясь получения наибольшей энергии сжатого воздуха.

Наибольший эффект от применения АСП-Т достигается при освоении скважин, пробуренных в рыхлых песчаных породах и оборудованных фильтрами различных конструкций. После обработки дебит скважины возрастает в 3-4 раза и больше.

Ликвидация скважин

Все скважины, выполнившие свое назначение, а также аварийные и вышедшие из строя, подлежат ликвидации, т.е. заполнению ствола скважин водопроницаемым материалом с целью предотвращения обводнения месторождения полезных ископаемых, защиты водоносных горизонтов от загрязнения и смешения подземных вод, сохранения гидрогеологических условий данного региона.

Кроме того, самоизливающиеся скважины наносят большой ущерб окружающей среде, нарушая ландшафт территории, изменяя режим поверхностных и подземных вод, загрязняя водные бассейны, выводя из хозяйственного оборота плодородные земли, а поэтому подлежали ликвидации. Действующие скважины также могут являться источником загрязнения водоносных горизонтов из-за неправильного оборудования устья, некачественного цементирования обсадных колонн и их разгерметизации и т.д., такие скважины также подлежат ликвидации.

Перед ликвидационным тампонированием обсадные трубы извлекают, промывают скважину. Способ ликвидации скважин выбирается в зависимости от горно-геологических и гидрогеологических условий бурения, глубины и диаметра скважины наличия или отсутствия обсадных колонн в скважине.

Скважины со слабым водопритоком и небольшой глубины тампонируют глиной на всю глубину. Тампонажный материал приготавливают из вязкой глины с содержанием песка не более 6%. Из тампонажного материала приготавливают глинистые шарики и забрасывают в скважину через устье с трамбовкой через 1-1,5 м. размер шариков должен быть на 30-40 мм меньше диаметра скважины.

Скважины с большим водопритоком и самоизливающиеся с напором до 1,5 м. ликвидируются следующим образом:

- в пределах водоносных горизонтов ствол скважины засыпается чистым промытым песком или гравием

- в подошве и кровле, ограничивающих водоносные горизонты, устанавливают цементные мосты мощностью до 4-5 м. с заполнением пространства между ними в пределах водоупоров глинистыми шариками или глинистым раствором.

Для цементных мостов применяется песчанистый цементный раствор. Плотность цементного раствора 1,8-1,9 г/см³, глинистого раствора 1,2-1,3 г/см³;

-интервал выше последнего цементного моста забрасывается до устья скважины глиной с трамбовкой.

Если ликвидируемая скважина находится вблизи действующих, то сама скважина и тампонажный материал обрабатываются раствором хлорной извести с содержанием активного хлора 75-100 мг на 1 л воды.

При невозможности извлечения обсадных труб необходимо:

- засыпать скважину песчано-гравийной смесью до башмака обсадной колонны с трамбовкой;

- обсадные трубы выше башмака перфорировать на высоту 10-15 м (10÷15 отверстий на 1 м трубы);

- залить в скважину цементный раствор на высоту 10-15 м выше башмака (на 1 м³ раствора необходимо 1000 кг цемента и 500 кг воды);

-верхнюю часть скважины затампонировать глиной.

Сильно засоренные скважины невозможно очистить полностью, тампонируются только цементным раствором до глубины на 10÷15 м выше кровли водоносного пласта. Остальной интервал до устья скважины тампонируется глиной.

Самоизливающиеся скважины с напором более 1,5 м ликвидируются в следующем порядке:

- сначала ликвидируется самоизлив;

- после ликвидации самоизлива на обсадную трубу устанавливается фонтанная арматура, подсоединяется насос и нагнетается утяжеленный глинистый раствор под давлением, превышающим пластовое, до ликвидации самоизлива.

В аварийных скважинах, подлежащих тампонированию, в случае частичного перекрытия ствола скважины аварийным инструментом или обрушенной породой, интервал от забоя до места аварии заливается цементным раствором, а остальная часть от места аварии до устья тампонируется глиной с трамбовкой.

Рисунок 27. Схема ликвидационного тампонирования скважины

На рис.27 приведена в качестве примера схема ликвидационного тампонирования скважины, оборудованной фильтровой колонной "впотай" диаметром 273 мм с двумя рабочими участками на интервале 95-105 м и на интервале 150-157 м. перед ликвидацией фильтровая колонна, кондуктор и направление извлечены из скважины.

В зоны, где имеется поступление и движение вод, засыпан инертный материал гравий и песок, предварительно промытый водой для отмыва мелких фракций и продезинфицированный. Над инертным материалом через трубы залит цементный раствор для установки цементных мостов.

Тампонажные растворы и смеси, химические реагенты

В табл. 22 приведены составы тампонажных растворов и смесей, даны их основные свойства и указано назначение (условия для применения).

В таблице 23 приведены ускорители схватывания и твердения, обеспечивающие быстроту загустевания и твердения тампонажных материалов.

Таблица 23

Ускорители схватывания и твердения

Продолжение таблицы 23

В таблице 24 даны регуляторы реологии, определяющие степень текучести растворов. Приведены условия применения, количество реагента в % от массы цемента, характерные свойства.

Таблица 24

Регуляторы реологических свойств

После проведения каждого отдельного тампонирования через 24 ч проверяется его качество путем испытания на герметичность следующими методами:

- гидравлической опрессовкой на давление, превышающим пластовое, но не более 5,0 МПа; тампонирование считается качественным, если за 30мин давление в обсадной колонне снизится не более 0,5 МПа;

- желонированием жидкости из скважины с понижением уровня; тампонирование считается качественным, если за 24ч уровень восстановился не более, чем на 1 м.

По окончании ликвидационного тампонирования ствола скважины производится ликвидация устья в следующем порядке:

- при отсутствии обсадных труб на устье скважины проходится шурф глубиной 1,0м и сечением 1,0 1,0м;

-на устье скважины укладывается бетонная плита размером 0,8 0,8 0,15 м, на которой указывается номер скважины, ее глубина, дата окончания бурения, дата ликвидации скважины; шурф засыпается грунтом и трамбовкой;

- при наличии обсадной колонны верхняя труба срезается на высоту 0,8 м, а на оставшуюся часть одевается и приваривается металлическая заглушка с аналогичной надписью; шурф засыпается грунтом с трамбовкой.

Организация работ

В разделе "организация работ" для производственных организаций приводится перечень документов, необходимых для получения лицензии на право пользования недрами с целью добычи подземных вод.

1. Заявление о выдаче лицензии по установленной форме.

2. Сведения о предприятии.

3. Документы на право владения (пользования) земельным участком.

4. Характеристика водозабора (из заключения ФУГП "Геоцентр - Москва")

5. Результаты химических анализов воды по скважинам.

6. Отчет о выполнении "Условий пользования недрами", установленными в предыдущей лицензии.

7. Отчетность по форме 2-ТП "Водхоз" за последние 5 лет.

8. Справка из налоговой о наличии задолженности.

9. Санитарно - эпидемиологическое заключение Роспотребнадзора.

Следует дать последовательность выполнения отдельных видов работ, их срок выполнения, способ ликвидации скважин, а также требования к безопасному ведению труда, охране труда, к мероприятиям по охране окружающей среды во время сооружения и эксплуатации скважины.

В учебном и дипломном проекте в этом разделе необходимо привести план – график работ и геолого- технический наряд. (табл. 25).

Пример.

Таблица 25

План-график сооружения водозаборной скважины глубиной 400 м