Тампонирование скважин
Тампонирование водяных скважин представляет собой неотъемлемый этап технологического процесса подготовки источника.
Цели тампонирования
- Предохранять осадные трубы от разрушающего влияния солей артезианской воды;
- Разделение и обеспечение изоляции определённых отдельных водоносных горизонтов;
- Ликвидация артезианской скважины при необходимости;
- Проведение санитарно – гигиенических мероприятий относительно изоляции не подходящих для снабжения водой водоносных горизонтов от тех, которые подходят для водоснабжения.
Всего есть два вида тампонирования:
- Временное, то есть с использованием глины и различных тампонов;
- Постоянное. Скважина заливается раствором цемента.
Тампонирование временное применяют, как правило, в период испытания артезианской скважины. Оно позволяет изолировать определённые водоносные горизонты или отдельные их интервалы.
Постоянное тампонирование осуществляют на более длительное время. Зачастую на весь срок использования скважины. Можно также добавить, что тампонирование скважины с помощью глины используется, как правило, при ликвидации не глубоких водяных скважин с безнапорными водоносными горизонтами, а также в борьбе с впитыванием промывочной жидкости.
Временное разделение водяной скважины на участки проводится с использованием специализированных устройств, которые называют тампонами или пакерами. Эти приспособления применяются в изучении удельного поглощения воды, а также водообильности пористых горных и трещиноватых пород. Их также используют для проверки качества цементирования различных горных пород, а также при проверке качества проведения искусственного упрочнения скальных пород.
Подобные работы осуществляют с нагнетанием или же наливом воды непосредственно в скважину ниже установленного пакера или же между прочно соединёнными тампонами. После каждого нагнетания воды, тампоны передвигают снизу вверх или сверху вниз. Благодаря этому достигается поинтервальное изучение пласта породы.
При испытании данным способом уже изученный интервал могут зацементировать или же забить глиной. При опробовании скважины сверху вниз её постепенно делают глубже на интервал опробования от пяти до десяти метров. Во всех этих случаях пакер устанавливают непосредственно в верхней части каждого следующего исследуемого интервала для опробования.
Одинарные и двойные тампоны предлагают также качественные и конструктивные решения.
Относительно принципа работы различают такие пакеры:
- Гидравлические;
- Механические;
- Пневматические.
Принцип работы таких тампонов во многом основан на расширении резинового манжета пакера и уплотнения трещин и зазоров между стенками колонных и скважинных труб, на которую ставится тампон.
Более упрощённые резиновый тампон состоит, как правило, из двух труб, которые соединяются между собой патрубком, а на наружной стороне его установлен резиновый манжет. В процессе вращения с поверхности колонны труб с правой стороны патрубок вкручивается в муфту трубы и манжета – расширитель уплотняет имеющийся зазор между стенами скважины. Для того чтоб этот пакер нормально функционировал, в нижнюю часть трубы устанавливают плоское долото, которое залавливает в забой артезианской скважины.
Гидравлический или одинарный пневматический тампон работает благодаря сжатой воде или воздуху. В процессе нагнетания сжатого воздуха или воды резиновая камера сильно раздувается и плотно прилегает к стенам скважины и трубы. Этим самым она разделяет её не определённые участки. Двойной механический пакер состоит из двух тампонов – нижнего и верхнего, которые разделены перфорированной трубкой. В остальном он по конструкции похож на одинарный тампон.
Вдавливание колонны обсадных труб в слой жирной глины.
Этот способ довольно простой для тампонирования затрубной полости. Почвенные породы, которые находятся в месте тампонирования, ступенчато разбуриваются долотами небольшого диаметра. В условиях роторного бурения в водяную скважину опускают целую колонну обсадных труб, которые в свою очередь снабжают башмаком без уширенной части. К поверхности данного башмака после того, как урезают уступки, плотно прилегает глиняный слой. Чем длиннее сам башмак, тем качественнее и надёжнее проходит процесс тампонирования.
Вместе с тем башмак не нужно оставлять внутри пласта с песком потому, что это может стать причиной спаривания колонн песком. Это происходит по потому, что песок проникает в зазор между последующей и предыдущей колонами обсадных труб.
Тампонирование скважины с нижней коробкой.
Этот способ используют в условиях роторного бурения скважины. Он заключается в том, что в артезианскую скважину, которая заполнена на определённой глубине глиняными шариками или раствором цемента, вдавливают целую колонну обсадных труб, которые снизу закрыты специальной пробкой. Цемент и глина вдавливаются в пространство за трубами. При тампонировании с помощью цемента, пробку разбуривают через несколько дней. В случае если колонна труб уже располагается в скважине, то нижний обрез этой трубы закрывают с помощью специальной затяжной пробки из дерева.
Тампонирование с подачей раствора цемента по заливочным трубам
Процесс тампонирования такого типа состоит в том, что в колонну обсадных труб подаётся раствор цемента по заливочным трубам. Далее с помощью насоса подаётся промывочная жидкость, которая выдавливает раствор цемента в затрубное пространство.
После того, как цементный раствор затвердевает, образовавшуюся цементную пробку разбуривают. Слой глины или же цемента необходим для того, чтоб предупреждать прорыв промывочной жидкости в свободное пространство за трубой.
Прежде чем начать тампонирование против глинистых пробок, затрубное пространство скважин роторного бурения тщательно очищают с помощью глинистого раствора. Помимо всего этого, для того, чтоб обеспечить свободный допуск раствора в любое сложное пространство, колонну обсадных труб немного приподнимают с помощью забоя.
Вдавливание колонны обсадных труб
Колонны обсадных труб, которые установлены в фильтрующих породах, вдавливают в слой мятой и жирной глины. Этот способ используют при ударном бурении скважин, которые крепятся трубами одновременно с процессом бурения, когда в должной мере не обеспечивается качественное естественное тампонирование.
Ниже башмака колонны обсадных труб скважины расширяют на расстояние от 15 до 20 сантиметров, которое заполняют подсушенными шариками из тщательно промятой глины и трамбуют несколькими слоями. Колонну труб задавливают непосредственно до забоя и далее продолжают процесс бурения с помощью долота меньшего диаметра. Расширенную часть скважины советуют также заполнять с помощью раствора цемента.
Цементация затрубного пространства с двумя разделительными пробками
Это способ тампонирования является наиболее надёжным. Нижняя пробка обеспечивает защиту от смешения цементного раствора, который подаётся в обсадную колонну с поступающей промывочной жидкостью. Нижняя пробка, которая достигает забоя, пропускает раствор цемента в затрубное пространство. Верхняя пробка выступает в качестве поршня, который выдавливает раствор в затрубное пространство. Он движется вниз к первой пробке под влиянием давления поступающей промывочной жидкости.
Манжетное тампонирование с помощью цемента
Этот способ используют для конструкций с одной колонной. На уровне или немного выше кровли водоносного горизонта, на колонне из обсадных труб ставится обратный клапан или же деревянная пробка. С наружной поверхности обсадной колонны выше клапана крепится брезентовый манжет в виде воронки. Цементный раствор далее продавливается в затрубное пространство через несколько отверстий диаметром около полутора сантиметров, которые предварительно проделываются вдоль обсадной трубы. Далее клапан просто разбуривают.
Другие статьи:
Зачем нужен паспорт на скважину?
Как удалить натрий и хлорид (соль) из скважинной воды?
Факты про обработку скважинной воды и системы фильтрации
Часто задаваемые вопросы о выкопанных водяных скважинах