Устройство скважин: Устройство, схема и принцип работы скважины для воды в частном доме

Содержание

схема, необходимое оборудование и принцип работы

С какой глубины начинается артезианская скважина ↑

Артезианские горизонты залегают между водоупорными породами и находятся под напором. Благодаря этому они отличаются хорошей водоотдачей, а источники способны функционировать в течение 50 лет и более.

Схема: глубина песчаной и артезианской скважины

Глубина артезианской скважины зависит от гидрогеологических условий конкретной местности и может колебаться от 30-40 м до 200-250 м. Уровень воды в горизонтах не изменяется в зависимости от сезона, паводков, осадков и прочих природных явлений.

Из-за большой глубины артезианской скважины вода всегда кристально чистая. Она не загрязнена патогенными бактериями, но может содержать растворенные химические вещества в высокой концентрации и быть опасной для здоровья человека.

Среди самых распространенных загрязнителей воды – железо, изменяющее вкус и свойства воды. Поэтому после бурения скважины под артезианскую воду нужно сдать пробу на химический анализ. Если концентрация металла окажется слишком высокой, придется установить фильтр с обезжелезивающими картриджами.

Схема: глубина артезианской скважины

Обустройство дренажа

В первую очередь делается план участка с примерным расположением дренажных точек. После этого необходимо рассчитать количество необходимых материалов. Для обустройства скважины требуется:

  • щебень или керамзит, которым будет засыпаться отверстие;
  • обсадные пластиковые или асбестовые трубы или полипропиленовая ткань с деревянными рейками.

Стенки скважины должны быть защищены от заиливания. Поэтому нужно заранее определиться с методом обустройства. Т.к. от этого зависит стоимость и сроки работ.

Варианты:

  • использование обсадных труб;
  • собственноручное изготовление защитного мешка из полипропиленовой ткани.

Оба варианта имеют место и хорошо справляются со своими задачами. Принцип работы у них одинаков. Делается скважина на требуемую глубину, ее стенки защищаются водопроводящим материалом, а вовнутрь засыпается щебень или керамзит. При этом диаметр точки не имеет особого значения.

Последовательность обустройства:

При помощи ручного бура или желонки делается скважина необходимой глубины. Обычно, она не больше 10 метров. По ходу бурения, нужно контролировать состав почвы, доставаемый буром. После того, как будет пройден первый водоупорный слой, нужно опуститься еще на 1-2 метра

Важно не пропустить момент, и не дойти до водоносного слоя.
Когда отверстие сделано, нужно обустроить стены. Если выбран вариант с трубой – она просто опускается в скважину на 15-20 см ниже уровня земли

Предварительно, в ней сверлятся отверстия по всей плоскости.
Если выбран вариант с тканью, будет немного сложнее. Понадобятся деревянные рейки по длине скважины. К ним прибивается ткань, таким образом, чтобы получилась импровизированная труба. Чтобы облегчить себе работу, можно изготовить из толстой проволоки несколько колец, чтобы использовать их как направляющие.
Полученная конструкция опускается в землю и засыпается щебнем. Он выполняет две функции. Во-первых, не дает стенкам обрушиться, а во-вторых, фильтрует всю проходящую через него воду.
После этого, скважина накрывается любым водонепроницаемым материалом. Можно использовать кусок полиэтилена или что-то другое – разницы нет. Важно, чтобы верх получился герметичным.
Конструкция засыпается землей.

На этом, обустройство дренажной скважины заканчивается. В зависимости от глубины и от сложности грунта, все работы занимают 1-2 дня.

Артезианская скважина: схема устройства ↑

Существует несколько видов конструкций водозаборов. Самые распространенные среди них:

  • однотрубная;
  • двухтрубная;
  • телескопическая;
  • с кондуктором.

Выбор схемы устройства артезианской скважины зависит от нескольких факторов:

  • уровня залегания пласта;
  • требуемой производительности;
  • особенностей труб обсадной конструкции;
  • типа водоподъемного оборудования.

Схема: устройство артезианской скважины на воду

Это самый простой тип обустройства водозабора. В пробуренный шурф устанавливают одну трубу, которая используется как обсадная и эксплуатационная одновременно. Ее диаметр обычно составляет 133 или 159 мм.

Такую конструкцию можно выбрать только в тех случаях, ко

Устройство скважины на воду | Как устроена скважина для воды

Конструктивные особенности артезианских и песчаных скважин.


Скважины являются очень удобным источником воды. Они не зависят от функционирования центрального водоснабжения, обладают более высоким качеством воды. Конструкция и внутреннее устройство скважин зависят от их вида. Основными являются артезианская и песчаная. Рассмотрим особенности каждой из них.

Артезианская скважина

Это самый эффективный и дорогостоящий способ подачи воды. Глубина артезианских скважин составляет варьируется от 40 до 300 метров в различных районах Подмосковья. Бурят их между двумя водоупорными слоями. Качество воды, которую получают с их помощью, значительно выше по сравнению с остальными. Вода в них присутствует постоянно. Очень редко засоряется фильтр, расположенный в нижней части подающей трубы. Вода практически не содержит патогенные микроорганизмы. Долговечность такого сооружения составляет около 50 лет.

Рассмотрим, как устроена скважина для воды, такого типа.

Ее строительство начинается с бурения в грунте отверстия, доходящего до известняка. В него опускают обсадную трубу 1 с установленным на конце фильтром. Под естественным давлением грунта влага заполняет ее полость. Далее по территории известняка проходит открытый ствол обсадной трубы меньшего диаметра 2. Она обеспечивает подачу воды в скважину.

Жидкость пребывает здесь под значительным напором и поднимается выше известняка. Благодаря этому скважинный насос 3 может размещаться внутри обсадной трубы ниже динамического уровня воды примерно на 10 м. На ней для крепления трубопроводов должна присутствовать резьба. Применять сварочный аппарат в этих целях не рекомендуется. Колонна артезианской скважины должна быть совершенно герметичной. Помимо защиты от осыпания грунта она должна защищать водоносный горизонт от различных стоков.

Описанный выше вариант является классическим. Существуют еще артезианские скважины с двойной обсадкой, кондуктором, с переходом на трубы меньшего диаметра.

Песчаная скважина

Скважина, созданная на песке, питается водой с водоносных линз. Бурение может осуществляться как до песка, так и до гравийных прослоек. Пробурить такое сооружение удается не всегда. Бывает, что в обнаруженной линзе слишком мало воды и дальнейшее бурение нецелесообразно. Во время работ шнек может упереться в твердый валун. Это также не позволит выполнять дальнейшие работы.

Вода в песчаных скважинах находится в рыхлом грунте, при ее откачивании необходим специальный фильтр. Добраться до водоносного слоя можно за 2-3 дня даже ручным способом. При наличии специальной техники скорость работы возрастает, и скважина может быть готова за 1 день. Чтобы стены сооружения не осыпались и не загрязняли воду, по всей его глубине устанавливают перфорированные обсадные трубы. Чаще всего их диаметр составляет 125 мм.

Забор воды происходит через сетчатый фильтр. Размер его ячеек зависит от вида грунта. Он задерживает ил, мелкие камни, песок. Без фильтра в систему водоснабжения могут попасть механические частицы и вывести ее из строя. Чтобы продлить период работы, на дно засыпают гальку, которая выполняет функции дополнительного фильтра. Для перекачивания воды необходим специальный погружной насос. Его подбирают с учетом производительности скважины и потребности в воде. Насосное оборудование устанавливают внутри обсадной трубы.

Глубина сооружения на песке достигает 50 м. Насос в ней обычно устанавливают на высоте 10-30 м от дна. В дальнейшем от него прокладываются трубы из нержавеющей стали. Чем глубже находится водоносный слой, тем чище вода.

Принцип работы скважины на воду этого типа заключается в следующем. Вода из водоносного слоя через фильтр проникает в скважину. После включения погружного насоса он начинает нагнетать влагу по водонапорной трубе. Она подается наверх в приемник и перемещается по наружному водопроводу. Далее через насосную станцию вода переходит во внутренний трубопровод.

При правильной эксплуатации такая скважина способна прослужить около 15 лет. Долговечность службы действительно прямо пропорциональна периодичности использования. Только регулярное откачивание воды может предотвратить заиливание установки. Еще одним способом продлить срок службы такой скважины является своевременная очистка и замена фильтра.

Верное устройство скважины на воду

Организация автономного водоснабжения есть весьма важным и хлопотным делом. Кроме бурения, которое само по себе есть сложной задачей, оно включает в себя множество других мероприятий по обустройству водоносной системы. Но, нет ничего неосуществимого, и потом мы рассмотрим, каким бывает и как выполняется устройство скважины своими руками.

Виды грунтовых вод

Прежде всего направляться заявить, что грунтовые воды бывают нескольких типов. Связано это с тем, что горные породы находятся слоями. Между водоупорными породами именно и находятся водоносные горизонты, естественно, находятся они на различной глубине.

Грунтовые воды, расположенные над первым водоупорным слоем, являются наименее качественными, не пригодными для питья, поскольку содержат большое количество вредных примесей. Исходя из этого для автономного водообеспечения применяют межпластовые воды, каковые владеют более стабильным химическим составом.

Но межпластовые водоносные горизонты также бывают различными:

  • Первый межпластовый горизонт, который еще именуют песчаным, в большинстве случаев, расположен на глубине 15 – 35 метров;
  • Второй, известняковый горизонт, расположен значительно глубже – до 200 метров и более.

В большинстве случаев, скважины бурят до первого межпластового горизонта, поскольку он находится значительно выше, исходя из этого обустроить скважину возможно самостоятельно. Но у таковой скважины меньше водоотдача (дебет), и она менее долговечна.

Устройство глубинной скважины либо как их еще именуют – артезианской, есть значительно более трудоемкой работы, которая требует наличия особого оборудования и квалификации бурильщиков. Соответственно, пробурить самостоятельно такую скважину просто физически нереально.

Сейчас детальней рассмотрим изюминке каждого типа скважин.

Скважина на песок

Основным преимуществом таковой скважины, как уже было сказано, есть возможность ее независимого исполнения.

Но, она владеет фактически всеми недостатками, что и простой колодец:

  • Дебет возможно значительно меньше ожидаемого.
  • В следствии сезонного колебания вод, может периодически пересыхать либо уменьшаться количество воды.
  • Нет гарантии, что вода будет пригодна для питья.
  • Со временем заиливается.
  • Срок эксплуатации, значительно чаще, не превышает 15 лет.

Обратите внимание! Запрещено применять воду, не сделав анализ. Она может казаться не питьевой и нанести важный вред здоровью.

Артезианская скважина

Значительно привлекательнее выглядит устройство артезианской скважины, поскольку она владеет рядом преимуществ:

  • Высокая водоотдача. Обычно одна скважина снабжает водой сходу пара домов.
  • В случае если бурение и обустройство было выполнено как следует, то система может прослужить 50 либо кроме того более лет.
  • Уровень воды не зависит ни от времени года, ни от погодных условий. Исходя из этого кро

Дотянуться до глубин — Журнал «Сибирская нефть» — Приложение «Нефть. Просто о сложном» №126 (ноябрь 2015)

Хотя сама идея бурения кажется простой и понятной, в реальности этот процесс сопряжен с большим количеством трудностей. Современная скважина — сложнейший объект, строительство которого требует применения высоких технологий

От быка до турбобура

Бурить скважины люди начали давно. Известно, что в эпоху династии Хань (202 до н. э. — 220 н. э.) китайцы уже умели строить скважины, достигавшие 600 м в глубину. Судя по сохранившимся изображениям, при этом использовался ударно-вращательный метод бурения: быки поворачивали долото, а группа людей синхронными прыжками загоняла его глубже в землю. Первая информация о бурении скважин в России относится к IX веку и связана с добычей растворов поваренной соли в районе Старой Руссы.

Официально принято считать, что первую скважину глубиной около 500 м, предназначенную для коммерческой добычи нефти, построил в 1859 году в штате Пенсильвания Эдвин Дрейк. Однако известно, что как минимум за 10 лет до этого нефтяные скважины успешно строили в Баку, и это не единственный пример, позволяющий оспаривать пальму первенства США.

В середине XIX века при бурении скважин для добычи соляных растворов, а потом и нефти применялось в основном ударное бурение. При этом разрушение (дробление) породы происходит под действием ударов падающего снаряда либо ударов по самому неподвижному снаряду. С увеличением глубины бурения эта технология становится все менее эффективной — сложнее промывать скважину, жидкость создает дополнительное сопротивление падающему долоту, а при бурении без промывки много времени уходит на очистку и крепление скважины. Поэтому на смену ударному пришло вращательное бурение.

Внедрение технологии механического роторного бурения в начале ХХ века стало одним из ключевых событий развития нефтяной промышленности. Впервые новую технологию применили на нефтяных промыслах Техаса в 1901 году. При роторном бурении долото, дробящее породу, присоединялось к колонне бурильных труб, вся эта конструкция опускалась в скважину и вращалась специальным станком с поверхности.

Фото: Андрей Рудаков

В 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников создал турбобур. Турбинный двигатель, вращавший долото, стали размещать прямо на забое скважины. Изобретение усовершенствовало роторное бурение, при котором долото, прикрепленное к колонне из труб, вращалось с поверхности земли.

К окончанию первой трети XX века роторное бурение полностью завоевало нефтяную отрасль. Изменения в конструкции оборудования и технологии привели к более чем десятикратному увеличению скорости проходки и снижению себестоимости буровых работ, при этом глубину скважин удалось увеличить до 3–4 км. Впрочем, и этот способ не был лишен недостатков. Среди них — громоздкость бурового инструмента: при глубине скважины в 4 км колонна бурильных труб весила более 200 тонн, и основная часть энергии тратилась именно на вращение колонны, а не на углубление самой скважины. Решить проблему позволило размещение двигателя, вращающего долото, в глубине скважины.

Устройство нефтяной скважины

Устройство нефтяной скважины. Инфографика: Рамблер Инфографика / Татьяна Удалова

Каждая колонна обсадных труб, спускаемая в скважину, имеет свое назначение и название. Первая, самая короткая, — направление. Она предназначена для предохранения устья скважины от размыва и для направления промывочной жидкости в желобную систему в процессе бурения скважины. Следующая колонна — кондуктор — изолирует водоносные пласты, перекрывает верхние неустойчивые породы. На нее монтируется противовыбросовое оборудование. Низ кондуктора, как и низ всех спускаемых после него колонн, заканчивается короткой утолщенной трубой, называемой башмаком.

Технические колонны опускают в скважину в особо сложных случаях — они служат для перекрытия пластов при определенных геологических условиях бурения (зоны высокого поглощения, пласты, склонные к набуханию от воды, осыпанию и т.п.). Эксплуатационная колонна спускается в скважину для извлечения нефти, газа или нагнетания в продуктивный горизонт воды или газа с целью поддержания пластового давления. Она предназначена для крепления стенок скважины, разобщения продуктивных горизонтов и изоляции их от других пластов. Эта колонна спускается до продуктивного пласта.

Фильтр — участок скважины, непосредственно соприкасающийся с продуктивным нефтяным или газовым горизонтом. Через фильтр в скважину поступает жидкость. Фильтром может служить не обсаженный колонной участок ствола скважины, специальное устройство с отверстиями, заполненное гравием и песком, часть эксплуатационной колонны или хвостовика с отверстиями или щелями. На устье скважины монтируется фонтанная арматура — устройство, которое запирает скважину. Его функция — регулировать и контролировать работу скважины, предохранять от аварийных фонтанных выбросов флюида.

Прогресс двигателей

Первым такой агрегат — турбобур — создал в 1922 году советский ученый Матвей Капелюшников. Современный турбобур — это многоступенчатый гидравлический двигатель. В каждой ступени турбины (а их количество может достигать 350) имеются два диска с профильтрованными лопатками. Один из них (статор) неподвижно закреплен в корпусе турбобура, а другой (ротор) вращается. Буровой раствор, нагнетаемый в скважину для промывки забоя, вращает роторы, усилие с которых передается на долото. Позднее появились и другие виды погружных двигателей, например, электрический и винтовой. В настоящее время на бурение с применением забойных двигателей приходится более 90% работ. При этом само бурение происходит с чередованием направленного (без вращения всей колонные) и роторного режима (с вращением колонны). Именно этот способ бурения позволил строить не только вертикальные скважины.

Существенный недостаток традиционного роторного бурения — невозможность передавать на долото усилие, которое бы искривляло траекторию проходки в нужном направлении. Появление забойного двигателя решило эту проблему. Чтобы искривить ствол скважины, применяются специальные отклонители долота, при этом само долото вращается погружным двигателем. Когда угол наклона скважины изменен, прямой участок можно пройти роторным способом.

Возможность бурить скважины с разным углом наклона, в том числе и горизонтальные, стала толчком к появлению идеи строительства многоствольных скважин. То есть скважин, у которых от основного ствола отходят дополнительные под разными углами. Мало того, ответвления могут отходить и от боковых стволов. Часто боковые стволы зарезаются на уже существующих скважинах, чтобы увеличить охват разрабатываемых продуктивных пластов. В целом же строительство многоствольной скважины на залежи позволяет добраться до разобщенных зон коллектора, содержащих нефть, обеспечить более эффективное управление разработкой месторождения и избежать преждевременного обводнения, сэкономить на капзатратах на бурение. В «Газпром нефти» технологию многоствольного бурения начали осваивать в 2011 году. В 2012 году было пробурено пять таких скважин, а уже два года спустя этот показатель увеличился в шесть раз.

Роторные управляемые системы

Бурение скважин со сложной траекторией ствола требует особого подхода. Сегодня эти задачи решаются благодаря применению новых технологий, таких как роторные управляемые системы (РУС). Как и при любом роторном бурении, в случае использования РУС вращается вся бурильная колонна. Возвращение к идее роторного бурения было обусловлено тем фактом, что при проходке скважины с помощью погружного двигателя бурильная колонна не всегда вращается, буровой раствор застаивается в скважине, очистка скважины ухудшается, и в результате учащается количество прихватов оборудования. При бурении сложных горизонтальных скважин такое положение вещей может стать критическим.

Роторные управляемые системы решают проблемы традиционного роторного турбинного бурения. Чтобы уменьшить затраты энергии на трение колонны бурильных труб, применяют специальные растворы с высокими смазочными характеристиками. Изменен и принцип искривления скважины. При обычном роторном бурении отклонение бурильного инструмента от вертикали возможно только после прекращения вращения колонны и запуска погружного двигателя. При использовании РУС отклоняющее усилие на долото создается прямо в процессе вращения колонны, а управление отклоняющим блоком происходит с поверхности. В итоге технология позволяет свести к минимуму риск возникновения прихвата инструмента в скважине, повысить скорость проходки и качество ствола, улучшить очистку ствола от шлама, уменьшить его извилистость, снизить скручивающие и осевые нагрузки.

Сегодня РУС успешно применяются в «Газпром нефти». Первые испытания импортных систем прошли в «Газпромнефть-Ноябрьскнефтегазе» еще в 2012 году. Тогда технология успешно зарекомендовала себя, хотя в качестве существенного недостатка специалисты отмечали отсутствие отечественных аналогов и, соответственно, дороговизну западного оборудования. В этом году в Ноябрьске при содействии специалистов «Газпромнефть НТЦ» впервые испытали роторную управляемую систему российского производства.

РУС — роторные управляемые системы. Инфографика: Рамблер Инфографика / Татьяна Удалова

Буровая механика

Буровая вышка — один из главных символов нефтяной промышленности. Однако сама по себе вышка — лишь несложная конструкция, позволяющая удерживать бурильную колонну, а также поднимать и опускать в скважину бурильные и обсадные трубы. Для этого на вышке монтируются разнообразные приспособления: буровая лебедка, автомат спуска-подъема труб, талевая система, ротор и др.

Бурильная колонна — это собранный из бурильных труб ступенчатый полый вал, на конце которого находится породоразрушающий инструмент — долото. Первая труба колонны соединена с вертлюгом, подвешенным в верхней части буровой вышки, на нее передается вращение от электрического привода буровой установки. Бурильная колонна своим весом создает нагрузку на долото, которое вгрызается в породу. При роторном бурении колонна (а вместе с ней и долото) вращается с частотой 100–120 об./мин. При бурении с погружным двигателем энергия потока бурового раствора заставляет вращаться долото, и в зависимости от конструкции забойного двигателя скорость вращения может варьироваться от 40 до 1200 об./мин. У турбобуров скорость вращения — 400–2500 об./мин. Во всех случаях поток жидкости выносит на поверхность обломки породы (шлам).

Бурильные трубы, как правило, имеют длину 12,5 м и диаметр 33,5–168 мм. Между собой они соединяются бурильными замками. Две-три свинченные вместе трубы образуют свечу. По мере углубления скважины свечи навинчивают друг за другом. Для борьбы с неконтролируемым искривлением скважины применяют утяжеленные бурильные трубы.

Кроме того, комплекс бурового оборудования включает силовой блок из нескольких двигателей, которые приводят в действие ротор и подъемную лебедку, насосный блок для промывки ствола скважины, а также циркуляционную систему, состоящую из нескольких емкостей для хранения бурового раствора, блока приготовления и регулирования его свойств, перемешивателей, блока очистки.

Сила раствора

На каждые 1000 м ствола скважины приходится 50–80 тонн измельченной породы, которые необходимо извлекать на поверхность. Когда-то ее просто вычерпывали при помощи специальных приспособлений, что занимало довольно много времени.

Идею очищать ствол скважины от осколков разрушенной породы потоком жидкости предложил французский инженер Фловиль в 1833 году. С тех пор технология остается в своей основе неизменной: в процессе бурения насос постоянно закачивает в скважину специальный, чаще всего глинистый раствор. Он не только вымывает породу — с помощью раствора охлаждается инструмент, укрепляются стенки скважины, вращается вал гидравлического двигателя, а также создается давление на пласт, не давая пластовой жидкости вырваться раньше времени наружу.

Состав бурового раствора подбирается индивидуально для каждого месторождения и скважины исходя из условий бурения. Помимо глинистых растворов используются биополимерные, эмульсионные, аэрированные, в некоторых случаях даже нефть и природный газ. На скважину глубиной 1000 м надо заготовить не менее 100 м³ раствора.

В некоторых случаях, например, когда скважина проходит через породы с высокой пористостью и проницаемостью, раствор начинает просачиваться в пласты. Иногда его выход на поверхность и вовсе прекращается. Чтобы справиться с поглощением бурового раствора, в его состав добавляют различные компоненты, такие как асбест, слюда, древесные опилки, целлофан, известь или даже рисовая шелуха.

Между пластом и поверхностью

Скважина — это узкий цилиндрический канал, соединяющий пласт-коллектор с поверхностью земли. Верхняя часть скважины называется устьем, дно — забоем, а выработка между ними — стволом. Для разобщения пластов, предотвращения обвалов стенок, поглощений бурового раствора и проникновения в скважину флюидов в нее опускают обсадные трубы. Как правило, процесс этот происходит поэтапно: сначала скважину бурят до определенной глубины, затем устанавливают обсадные трубы, после чего продолжают бурение долотом меньшего диаметра. Пространство между обсадной колонной и стенками скважины заполняется цементным раствором (тампонаж), образующим цементный стакан, который предотвращает заколонные перетоки.

Скважины бывают вертикальными или наклонными, а также могут иметь различные искривления, возникающие из-за естественных причин или созданные намеренно — чтобы обойти какое-то препятствие (соляной купол, зону обвала или катастрофического поглощения бурового раствора, водоем, населенный пункт, особо охраняемую территорию, бурение на которой запрещено) или захватить более значительный участок продуктивного пласта. В последнем случае часто бурятся горизонтальные скважины. Это наклонные скважины, которые постепенно искривляются и уже в самом продуктивном пласте переходят в горизонтальную плоскость. Наличие горизонтального участка позволяет повысить коэффициент извлечения нефти. Для заданного искривления ствола скважины применяются специальные инструменты: отклонители, укороченные турбобуры, специальные переводники, забойные телеметрические системы.

Скважины, как правило, располагают кустами. В этом случае устья нескольких наклонно-направленных скважин группируются на близком расстоянии друг от друга на общей ограниченной площадке. Сами же скважины вскрывают нефтяной пласт в разных точках, местоположение которых просчитывается заранее. В настоящее время большинство эксплуатационных скважин бурится кустовым способом. Это дает возможность сократить время на монтаж вышки, снизить затраты на строительство трубопроводов, линий электропередач и другой инфраструктуры.

Особые обстоятельства

Легкодоступных запасов углеводородов в мире становится все меньше, поэтому нефтяники вынуждены разрабатывать месторождения на новых территориях, в совершенно новых внешних условиях. Например, в море. Хотя общий принцип бурения на морских месторождениях остается тем же, что и на суше, отличия все же есть.

Вариантов шельфовой добычи несколько. На небольших глубинах бурение часто ведется с насыпных островов, как это происходило, например, на Каспии, где разработка морских месторождений началась еще в 1940-х годах. Затем для этих целей стали строить стационарные платформы — первая в мире морская нефтяная платформа, Нефтяные Камни, была построена также в Каспийском море на металлических эстакадах в 1949 году в 40 км от Апшеронского полуострова. К платформам такого типа можно отнести и первую в российской Арктике нефтедобывающую платформу «Приразломная», закрепленную на дне Печерского моря.

На больших глубинах работают плавучие буровые установки, которые классифицируют по способу установки над скважиной, выделяя две основные группы: опирающиеся при бурении на морское дно и работающие в плавучем состоянии. К первой группе относят плавучие буровые установки самоподъемного и погружного типов, а ко второй — полупогружные буровые установки и буровые суда.

При бурении скважин на море приходится предпринимать особые меры безопасности и использовать оборудование, в котором наземные бурильщики просто не нуждаются. К примеру, так называемый райзер — колонну стальных труб с толщиной стенок около 20 мм, тянущуюся от судна или буровой платформы до дна. Это необходимо, чтобы предохранить буровой инструмент от воздействия окружающей среды и защитить океан от загрязнения нефтепродуктами.

С особыми сложностями может быть связано и бурение в зоне вечной мерзлоты. В верхней части геологического разреза многих северных районов (Сибирь, Аляска, Канада и др.) залегает толща многолетнемерзлых пород, мощность которой иногда превышает 500 м. В ее состав могут входить пески, галечники и другие породы, единственный цементирующий материал для которых — лед. За счет более высокой температуры бурового раствора, твердеющего цемента или добываемой нефти лед оттаивает, вызывая оседание толщи пород и заклинивания бурового инструмента. Чтобы избежать аварий, в таких случаях приходится постоянно поддерживать отрицательную температуру стенок скважины.

Геонавигация в бурении

В 2012 году в «Газпром нефти» было принято решение о создании Центра геологического сопровождения строительства скважин. Главная задача для специалистов центра — проектирование горизонтального участка скважины в максимально продуктивном участке пласта, отслеживание процесса ее бурения — и в случае необходимости корректировка ее траектории. Основной рабочий инструмент — лучшие современные программы для обработки данных и оборудование для геонавигации.

Процесс геонавигации заключается в оперативном получении информации о геологической модели месторождения по мере бурения и корректировке траектории скважины в соответствии с ней. Современные телекоммуникационные технологии позволяют передавать данные на Большую землю в реальном времени. Свежая информация отображается на имеющейся геологической модели месторождения. Фактические данные сравниваются с проектными, анализируются, и, если нужно, траектория скважины корректируется таким образом, чтобы попасть в намеченную зону нефтенасыщенного коллектора. Затем, с поступлением новой информации, цикл повторяется, обеспечивая непрерывный контроль бурения.

Для эффективной геонавигации используются передовые технологии исследования скважин во время бурения LWD (logging while drilling — каротаж в процессе бурения). В отличие от стандартных методов ГИС (геофизические исследования скважин) онлайн-каротаж LWD позволяет значительно экономить время на исследованиях, а в конечном итоге — на освоении всего пласта. Применяемый в процессе бурения азимутальный нейтронно-плотностной и азимутальный боковой каротаж высокого разрешения дает возможность более корректно оценивать состав и свойства пласта.

Разрушитель пород

Буровые долота можно разделить по типу конструкции на шарошечные и лопастные. Название «долото» историческое, оно сохранилось с тех пор, когда скважины строили ударным способом. Сегодня все долота вращаются при бурении.

Еще 15 лет назад шарошечные долота считались универсальными, их применяли для бурения нефтяных и газовых скважин, для разбуривания пород любой твердости. Однако даже для самых высокопрочных шарошечных долот длина проходки не превышает 50–100 м, после чего их нужно заменять. Поэтому сегодня практически повсеместно используются лопастные PDC-долота (polycrystalline diamond bits) с разрушающими породу поликристаллическими алмазными зернами. Эти долота обладают очень высокой износостойкостью и могут пройти без замены до нескольких километров породы.

Устройство скважины и обслуживание, установка насоса (фото)

Одним из самых популярных способов наладить на участке водоснабжение является устройство скважины. Это позволяет обеспечить жилище водой круглый год и самостоятельно следить при этом за ее качеством. Технология бурения может быть различной, виды скважин тоже существуют разные. Целью любого бурения представляется получение воды, чистой и пригодной для питья.

Схема обычной артезианской скважины

Схема обычной артезианской скважины.

Таковой вода будет считаться, если прозрачность присутствует для слоя не менее 30 см. При анализе это показатели менее 10 кишечных палочек на литр, уровень содержания нитратов в литре не более 10 мг, а оценка вкуса и запаха – 3 балла. Чтобы получить данные этого анализа, воду из готовой скважины сдают в санитарно-эпидемиологическую службу.

Виды скважин и требования к их устройству

Перед бурением скважины следует выяснить у соседей или в соответствующем учреждении по геодезии, на какой глубине залегают песчаные слои. Если глубина до 20 м, можно делать скважину самостоятельно, подручными средствами, на большую глубину требуется буровая установка. Заранее определяются и с диаметром скважины. Если бурение будет производится вручную, на участке выбирают низшую точку, при условии, что она находится на заданном расстоянии от жилых построек и очистных сооружений. Если удовлетворить все эти условия нет возможности, для обеспечения водой дома понадобится артезианская скважина.

Скважины существуют 2 типов:

  1. Песочные.
  2. Артезианские.
Схема песчаной скважины

Схема песчаной скважины.

Устройство скважин первого типа предполагает наличие воды в песке, первом водоносном горизонте. Глубина их обычно составляет от 10 до 45 м, изготавливаются они быстро, и их изготовление достаточно бюджетно. К минусам такой скважины можно сразу же отнести ее недолговечность, постоянные заиливания и необходимость еженедельной прокачки. Вода в таких скважинах жесткая и часто имеет повышенное содержание железа. Сделать такой колодец возможно не в каждом районе, ремонтировать и промывать его практически невозможно. Зимой есть большой риск промерзания, а в остальное время воды не так много, в засушливые месяцы может не быть совсем.

Устройство артезианской скважины предполагает бурение на значительную глубину, от 60 до 180 м, до водоносного горизонта. Такую скважину невозможно пробурить самостоятельно, без привлечения специальной техники. Но воды в таком колодце всегда будет достаточно, он не заиливается, не высыхает и не требует обслуживания. После бурения не нужно устанавливать, как в песчаной, скважинный фильтр. При очень высокой стоимости такой скважины гарантию наличия воды может дать только разведывательное бурение.

Выбирая место для скважины, следует учитывать некоторые особенности. Должна быть возможность подъехать на участок грузовому автомобилю, а сама площадка должна быть не менее чем 4х6 м. Над местонахождением скважины не должно быть линии высоковольтной передачи, а от жилища она должна находиться не менее чем в 5 м. Расстояние от очистных сооружений должно составлять не менее 30 м. Площадку для бурения необходимо выровнять, желательно подвести к ней от дома 220 или 380V.

Бурение песочной скважины

Инструменты для бурения скважины

Инструменты для бурения скважины.

Размеры ее должны составлять не менее чем 1,5 х 1,5 м, при глубине 10 м. Перед установкой треноги выкапывают яму глубиной около 2 м. Чтобы верхний слой грунта, самый непрочный, не осыпался, этот шурф обшивают досками. Для проделывания скважины понадобится:

  • бур;
  • желонка;
  • металлическая сетка;
  • песок;
  • механизм лебедки;
  • стальной трос;
  • бревна.

Имитируя буровую вышку, чаще всего возводят треногу из бревен, диаметр которых должен быть не менее 15-20 см. Для этого бревна или стальные трубы укладывают на ровной поверхности треугольником. В верхнем конце просверливаются отверстия, позволяющие продеть в них стальной прут. Его, проведя через отверстия, загибают кольцом и закрепляют, препятствуя треноге расходиться во время использования.

На верхушке треноги, опираясь на нее, закрепляют лебедку со стальным тросом. Посередине треноги выстраивается буровая колонка, состоящая из 6 штанг, соединенных муфтами и удлиняющих друг друга, составляясь в единую трубу. Если при бурении используется настоящая буровая вышка, применяются 3-х метровые штанги, а если вышки нет, используют штанги, укороченные вдвое, т. е. длиной 1,5 м. Оканчивается буровая колонка буровой головкой, которых существует несколько разновидностей. В зависимости от грунта на участке бур может использоваться:

Схема бурения скважины с помощью помпы

Схема бурения скважины с помощью помпы.

  • спиральный, или змеевик;
  • долото;
  • ложка;
  • желонка.

Бур-ложка весьма эффективен в неосыпающихся грунтах, за одну зарубку он может углубляться от 25 до 40 см. Если грунт твердый, работа будет непростой, но с использованием техники ударного бурения можно с ней справиться. Если же почва мягкая, используется желонка. Ею же пользуются для удаления буровой грязи или песка. Желонка может быть поршневой, грейферной, простой и пневматической.

Если схема сборки буровой штанги ясна, ее собирают и при помощи буровой вышки помещают на место бурения. Перед тем как начать вращение и погружение в грунт, на штанге делается отметка на расстоянии 60 см от начала. Когда штанга погружается до этой отметки, ее необходимо извлечь и очистить. Удобнее всего работать вдвоем, но и в одиночку с этой работой справиться возможно.

Бурение продолжается до тех пор, пока не пройден будет водоносный слой, до достижения слоя водоупорного. Как только эта цель достигнута, скважину тщательно очищают, пользуясь для этого желонкой. На дно очищенной скважины опускается фильтр – вырезанная по размеру мелкая сетка, надетый на трубу. Трубы используются либо пластиковые, либо из нержавеющей стали. Объем, оставшийся между фильтром и стенкой скважины, заполняют крупным чистым песком. Фильтр защищает от песка и грязи дно скважины, где будет расположена труба для подъема воды. Шурф полностью облагораживается, и в него устанавливается насос.

Бурение с постепенным опусканием трубы

Схема малогабаритной установки для бурения

Схема малогабаритной установки для бурения.

Если диаметр труб достаточно велик и вмещает бур, скважину можно сделать, сразу опуская в нее трубу. После каждого подъема бура с землей труба при помощи кувалды погружается в почву на выкопанное расстояние. В момент, когда бур вскрывает водоносный слой, сильно заглублять трубу не следует, чтобы она не перекрыла воде доступ. После того как труба полностью очищается, на дно скважины устанавливают фильтр на 2-3 мм меньше диаметром.

После того как скважина устроена, нужно насосом откачать первую воду, подождать час и снова откачать наполнившийся колодец. Такой порядок действия продолжается, пока вода не станет чистой и прозрачной. Глубину воды проверяют еще через день после ее отстаивания и очистки. Средний уровень воды должен составлять несколько метров, для каждой скважины показатели различны.

Оставшееся пространство между стенками скважины и трубой предпочтительно залить бетоном. В противном случае в скважину будут просачиваться талые воды и осадки, размывая грунт и загрязняя воду. Чтобы осадки не попадали внутрь, обязательно устанавливают крышку.

Установка насоса и обслуживание скважины

Для того чтобы вода поступала без перебоев и была чистой, требуется установка специального оборудования, такого как насос, кессон, гидроаккумулятор и оголовки скважины.

Кессон внешне напоминает бочку и устанавливается для того, чтобы вода в скважине не промерзала и не перемешивалась с грунтовыми водами. Емкость кессона должна быть герметично закрыта. В ней часто располагается автоматика и фильтры очистки, мембранный бак, реле давления и прочие составляющие скважины. Все эти агрегаты могут быть установлены в жилых помещениях, но кессон помогает сохранить занимаемое ими пространство для других целей.

Изготавливаются кессоны из устойчивых к коррозии металлов, таких как алюминий или нержавеющая сталь, либо из пластика достаточной толщины.

Хорошо выбранный погружной насос обеспечит скважине многолетнюю службу. Параметры изделия рассчитывают, опираясь на глубину скважины, ее диаметр и длину водопроводных труб, важен и показатель пикового расхода воды со всех точек подключения. Гидроаккумулятор поддерживает давление жидкости в системе и плавно его изменяет. Бак необходим для поддержания постоянного запаса воды и защищает от гидроудара. Устройства эти сильно отличаются объемом воды, которую вмещают.

При случае заиливания скважины прочистить ее можно разными способами. Можно промыть ее водой, которая должна подаваться с поверхности под давлением. По тому же принципу действия происходит продувка воздухом. Можно прокачать скважину специальным насосом, если заиливание еще не достигло критической точки. Если же никакой техники под рукой нет, всегда можно воспользоваться желонкой, которая с легкостью откачает весь ил.

Устройство артезианской скважины

Схема обустройства скважины на воду

Схема обустройства скважины на воду.

Артезианскую скважину невозможно пробурить без специального оборудования, так как она добывает воду из доантропогенных слоев почвы и глубина ее может достигать 100 м. Вода в нее поступает под большим давлением. Если вскрыть ее искусственно, это нередко сопровождается выходом воды на поверхность, иногда многометровыми фонтанами. Вода расположена на большой глубине, и от загрязнений с поверхности ее надежно защищают геологические породы. Но в связи с этим химический состав тоже бывает различен, случается, что вода непригодна для питья. Узнать это можно только после обустройства скважины и получения результатов химического анализа. Кроме того, для бурения такой скважины необходима лицензия.

Если у водоносного горизонта хорошее давление и на пути отсутствуют прослойки песка и глины, допустима установка открытого столба диаметром меньше, чем трубы. Обсадную колонну останавливают по достижении верхнего уровня водоносных пластов. Вода попадает в водозабор, а насос устанавливается на глубине 10 м от уровня воды.

Скважине устанавливают двойную обсадку, если напор воды недостаточен, а в верхнем слое известняка присутствует песок и глина в большом количестве. В этом случае первая обсадка делается до границы известняка, а затем с трубами меньшего диаметра производится вторая обсадка, непосредственно в известняке, которая доходит до верха водоносного слоя, а иногда до конца водозабора. Чтобы вода попадала в ствол, делается перфорация, а насос устанавливается в нижней обсадной колонне.

Если глина и песок отсутствуют, но при этом бурение верхнего слоя произвести невозможно, устанавливается скважина с кондуктором. От классического варианта этот отличается наличием дополнительной трубы, которая имеет диаметр больше, чем обсадная колонна. Кондуктор устанавливается в верхних слоях.

Выбирая место под устройство скважин, нужно стараться сделать место размещения водозабора максимально удаленным от места ввода.

Перед работой подготавливается и огораживается ровная площадка и обеспечивается свободный подъезд к месту всей необходимой техники.

Строительство скважин

Landmark помогает инженерам определить, к чему они должны иметь доступ из резервуара с учетом конкретных планов размещения скважин и строительства. Эти планы можно оптимизировать по производительности, эффективности, безопасности, целостности и стоимости. DecisionSpace ® Well Planning отображает геофизические данные и знания о коллекторе в трехмерной среде, которая генерирует траектории скважин, местоположения площадок или платформ и целевые объекты коллектора. Drillworks ® Geomechanics анализирует устойчивость запланированных стволов скважин.По мере того, как планы обретают форму, ожидаемые затраты могут быть обновлены с помощью Well Cost.

COMPASS »
DecisionSpace ® Планирование скважины »
Буровые работы ® »
Стоимость скважины »


Используя Landmark, инженеры могут проектировать геометрию ствола скважины для максимального контакта с наиболее продуктивными зонами коллектора, а также проектировать планы заканчивания и вмешательства с учетом долгосрочной добычи. Набор приложений Engineer’s Desktop ™ (EDT ™) позволяет проектировать наиболее надежные и экономичные схемы и траектории ствола скважины.

CasingWear Целостность скважины »
StressCheck »
WELLCAT »
WellPlan ® Well Engineering »


Моделирование потока жидкости при сложных заканчиваниях выходит за рамки традиционного моделирования коллектора и узловых возможностей, потому что оно должно сочетать точный приток коллектора с высокодетализированной моделью ствола скважины. NETool ™ - это стационарный численный симулятор, который обеспечивает удобное комплексное моделирование даже для самых сложных скважин.

NETool »


Как только программа скважины определена, пора приступать к ее выполнению. OpenWells ® управляет и отслеживает операции по бурению и заканчиванию для нескольких скважин или во всей организации с настольного компьютера или мобильного устройства.

OpenWells ® »


,

Управление жизненным циклом строительства скважин

Коллеги по геофизическим наукам, коллекторам и бизнесу охарактеризовали геологические и коммерческие ограничения при подготовке к разработке месторождения. Теперь управляющие активами и инженеры по бурению должны работать в рамках этих ограничений. DecisionSpace ® Earth Modeling показывает трехмерное представление коллектора, созданного путем интеграции геологических данных из каротажных диаграмм, керна и сейсмических данных. Nexus ® имитирует поток из нескольких резервуаров, которые будут подключены к общей наземной сети.Информация, которую предоставляют эти приложения, готова для использования на последующих этапах бурения и заканчивания.

DecisionSpace® Earth Modeling »
Программный пакет Nexus® »


Инженеры

теперь могут определять, к чему они должны иметь доступ из резервуара и как оптимизировать планы по производительности, эффективности, безопасности, целостности и стоимости. DecisionSpace ® Well Planning воспроизводит геолого-геофизические исследования и знания о коллекторах в трехмерной среде, которая генерирует траектории скважин, расположение площадок или платформ и целевые объекты коллектора.Программа Drillworks ® анализирует стабильность запланированных стволов скважин. По мере того, как планы обретают форму, ожидаемые затраты обновляются с помощью Well Cost.

DecisionSpace® Планирование скважины »
Drillworks® »
Стоимость скважины »


Landmark позволяет проектировать геометрию ствола скважины для максимального контакта с наиболее продуктивными зонами коллектора. Точно так же заканчивания и вмешательства могут быть разработаны с учетом долгосрочной продуктивности.С помощью набора приложений Engineer’s Desktop ™ (EDT ™) можно спроектировать наиболее надежные и экономически эффективные схемы и пути ствола скважины. Моделирование потока жидкости при сложных заканчиваниях выходит за рамки традиционного моделирования коллектора и узловых возможностей, потому что оно должно сочетать точный приток коллектора с высокодетализированной моделью ствола скважины. NETool ® - это стационарный числовой симулятор, который обеспечивает удобное для пользователя комплексное моделирование даже для самых сложных скважин.

CasingWear ™ Well Integrity »
NETool® »
WellPlan® Well Engineering »


После того, как программа скважины определена, пора ее выполнять.OpenWells ® управляет и отслеживает операции по бурению и заканчиванию для нескольких скважин или во всей организации с настольного компьютера или мобильного устройства.

OpenWells »


Бурение и заполнение поля - это постоянное, быстрое обучение и корректировка. Модели, на которых основываются решения в этой области, должны определяться по мере изменения знаний и условий. Это решение составляет основу интегрированной модели активов месторождения - объединение научных и инженерных моделей на основе единого представления геологической среды.С помощью текущих моделей, предоставляемых Nexus ® для моделирования коллектора, программного обеспечения NETool ® для моделирования ствола скважины, а также программного обеспечения WELLCAT ™ и программного обеспечения CasingWear ™ для комплексного анализа целостности скважины, операторы могут получить ценную информацию для более рационального бурения с учетом общей картины

Программный пакет Nexus® »

,

% PDF-1.4 % 115 0 объект > endobj Xref 115 114 0000000016 00000 н. 0000002650 00000 н. 0000002836 00000 н. 0000002990 00000 н. 0000003741 00000 н. 0000006520 00000 н. 0000006587 00000 н. 0000006701 00000 п. 0000006800 00000 н. 0000006860 00000 н. 0000007014 00000 н. 0000007074 00000 н. 0000007195 00000 н. 0000007323 00000 н. 0000007383 00000 н. 0000007443 00000 н. 0000007571 00000 н. 0000007631 00000 н. 0000007779 00000 н. 0000007839 00000 п. 0000007964 00000 н. 0000008080 00000 н. 0000008140 00000 п. 0000008199 00000 н. 0000008368 00000 н. 0000008427 00000 н. 0000008548 00000 н. 0000008644 00000 н. 0000008703 00000 п. 0000008764 00000 н. 0000008876 00000 н. 0000008937 00000 н. 0000008998 00000 н. 0000009154 00000 п. 0000009315 00000 п. 0000009477 00000 н. 0000009626 00000 н. 0000009791 00000 н. 0000009932 00000 н. 0000011152 00000 п. 0000011394 00000 п. 0000012617 00000 п. 0000012861 00000 п. 0000013090 00000 н. 0000013193 00000 п. 0000014407 00000 п. 0000014655 00000 п. 0000014905 00000 н. 0000016118 00000 п. 0000016351 00000 п. 0000017575 00000 п. 0000018792 00000 п. 0000019034 00000 п. 0000019273 00000 п. 0000020492 00000 п. 0000021710 00000 п. 0000021771 00000 п. 0000022009 00000 п. 0000022038 00000 п. 0000022068 00000 п. 0000022098 00000 п. 0000023315 00000 п. 0000023551 00000 п. 0000024773 00000 п. 0000024796 00000 п. 0000027242 00000 п. 0000028460 00000 п. 0000028698 00000 п. 0000028721 00000 п. 0000031193 00000 п. 0000031216 00000 п. 0000033370 00000 п. 0000033393 00000 п. 0000035744 00000 п. 0000035767 00000 п. 0000038294 00000 п. 0000038317 00000 п. 0000040744 00000 п. 0000040767 00000 п. 0000043101 00000 п. 0000043124 00000 п. 0000045353 00000 п. 0000045560 00000 п. 0000055656 00000 п. 0000066832 00000 п. 0000077623 00000 п. 0000078464 00000 п. 0000078573 00000 п. 0000089783 00000 п. 0000089805 00000 п. 0000090624 00000 п. 0000104534 00000 н. 0000120007 00000 н. 0000130553 00000 п. 0000140706 00000 н. 0000151219 00000 н. 0000161677 00000 н. 0000161784 00000 н. 0000161891 00000 н. 0000162000 00000 н. 0000162107 00000 н. 0000162215 00000 н. 0000162322 00000 н. 0000162431 00000 н. 0000162538 00000 н. 0000162645 00000 н. 0000162754 00000 н. 0000162861 00000 н. 0000162969 00000 н. 0000163076 00000 н. 0000163185 00000 н. 0000177246 00000 н. 0000003054 00000 н. 0000003719 00000 н. прицеп ] >> startxref 0 %% EOF 116 0 объект > endobj 117 0 объект ха ^ g2hLG? J י) / U (gO $ ZlrdKn_KY ^ + 0 @ Z) / P 65492 / V 1 / Длина 40 >> endobj 118 0 объект > endobj 227 0 объект > поток @} ^ O% Opih 촤 ܴ, ш; WvG]; I

.

Обучение строительству - OSRS Wiki

Строительство - один из самых дорогих навыков для обучения в Old School RuneScape . Рекомендуется заранее иметь много свободных денег, чтобы купить большое количество досок на Grand Exchange, чтобы игрокам не приходилось постоянно покупать больше припасов, когда они закончатся.

Для начала игроки должны приобрести принадлежащий игроку дом у любого агента по недвижимости за 1000. Дома игроков по умолчанию расположены в Риммингтоне, но позже их можно переместить в один из 8 разных городов за определенную плату.В доме будет две комнаты; гостиная и сад; Кроме выходного портала в саду для вас ничего не построено. Игрокам понадобится пила и молоток, чтобы строить предметы. Рекомендуется иметь уровень Магии 40, чтобы вы могли использовать Телепорт в Дом. В качестве альтернативы вы можете приобрести планшет Teleport to House.

Общая информация и советы [править | править источник]

Строительство обучается путем многократного строительства и удаления различной мебели внутри принадлежащего игроку дома.Доски являются основным материалом для обучения, и их использование стоит денег. Обычные аккаунты должны покупать доски на Grand Exchange, и рекомендуется иметь много свободных денег, чтобы иметь возможность позволить себе большое их количество сразу. Хотя изготовление досок из бревен может сэкономить деньги, это не дает никакого опыта и поэтому считается просто способом заработка для обычных счетов.

Существует четыре уровня досок: обычные, дубовые, тиковые и красные, стоимость каждого из которых возрастает, а количество опыта, получаемого от его использования, увеличивается.За исключением установленной мифической накидки и некоторой низкоуровневой мебели, в которой используются обычные доски, доски дают одинаковое количество опыта на каждую доску, независимо от того, какая мебель построена. Таким образом, игроки должны стремиться использовать доски самого высокого уровня, которые они могут себе позволить (и имеют соответствующий уровень), как можно быстрее с помощью описанных ниже методов.

В таблице ниже показаны затраты для получения 83 уровня (обычно игроки останавливаются здесь, чтобы повысить (+8) для богато украшенной шкатулки для драгоценностей).

,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *