Кондуктор скважины

Основные условия публикации

— Посты должны иметь отношение к науке, актуальным открытиям или жизни научного сообщества и содержать ссылки на авторитетный источник.

— Посты должны по возможности избегать кликбейта и броских фраз, вводящих в заблуждение.

— Научные статьи должны сопровождаться описанием исследования, доступным на популярном уровне. Слишком профессиональный материал может быть отклонён.

— Видеоматериалы должны иметь описание.

— Названия должны отражать суть исследования.

— Если пост содержит материал, оригинал которого написан или снят на иностранном языке, русская версия должна содержать все основные положения.

Не принимаются к публикации

— Точные или урезанные копии журнальных и газетных статей. Посты о последних достижениях науки должны содержать ваш разъясняющий комментарий или представлять обзоры нескольких статей.

— Юмористические посты, представляющие также точные и урезанные копии из популярных источников, цитаты сборников. Научный юмор приветствуется, но должен публиковаться большими порциями, а не набивать рейтинг единичными цитатами огромного сборника.

— Посты с вопросами околонаучного, но базового уровня, просьбы о помощи в решении задач и проведении исследований отправляются в общую ленту. По возможности модерация сообщества даст свой ответ.

Наказывается баном

— Оскорбления, выраженные лично пользователю или категории пользователей.

— Попытки использовать сообщество для рекламы.

— Фальсификация фактов.

— Многократные попытки публикации материалов, не удовлетворяющих правилам.

— Троллинг, флейм.

— Нарушение правил сайта в целом.

Окончательное решение по соответствию поста или комментария правилам принимается модерацией сообщества. Просьбы о разбане и жалобы на модерацию принимает администратор сообщества. Жалобы на администратора принимает и общество пикабу.

Источник: pikabu.ru

Использование кондуктора для скважины

Невзирая на то, что кондуктор имеет достаточно простую конструкцию, каждый конкретный случай требует монтажа изделия для отдельных целей.

В качестве направляющего элемента, для определения правильного направления при работе бурового оборудования.
При закреплении верхнего недостаточно устойчивого грунта, который может обрушиться. Такие качества грунта бывают природными, к примеру, при разбуривании песка и плывунов, или искусственные, при работе на насыпных объектах.
Для защиты горизонтов, расположенных ниже протекания верховодки, осадочной, сточной и прочей грязной воды.
Чтоб сделать обсадку более прочной при внешних кольцевых нагрузках на пучинистой земле. Они могут появляться при морозном пучении и таянии, или же при напряжении смещения в двигающихся породах.

Когда нужен кондуктор для скважины

Перед началом буровых работ специалисты решают, использовать кондуктор или нет, основываясь на результатах разведывательного бурения и прочих признаков на объекте. Бывает, что прогнозы делают условно, а точная необходимость в дополнительной обсадке появляется при бурении, при наблюдении за работой оборудования, стабильности грунта и поглощении жидкости для промывки.

Бурение скважин с кондуктором

Решение о бурении с кондуктором может приниматься как при проектировании скважины, так и при непосредственном бурении.

Если изначально нужна дополнительная обсадка, то бурение ведут с помощью долота крупных размеров, благодаря которому труба кондуктора устанавливается максимально надежно.

При выходе на глубину перекрытий сложного грунта, на скважину ставят первую обсадку, сокращают диаметр долота и делают забои до уровня монтажа следующих колонн.
Когда спускают основную колонну, между кондуктором и внешними стенками остаётся зазор, который цементируют. Так достигается барьер для загрязнений с поверхности.
Кессоны ставятся на кондукторы, которые обрезают и вваривают на дно кессона, как и обсадные колонны.

Бурение скважин с кондуктором имеет свои особенности, поэтому важно доверить эту работу профессионалам. Специалисты нашей компании производят качественное и доступное бурение скважин разными способами. Мы работаем быстро и надежно. Звоните, и мы ответим на все Ваши вопросы, быстро оформим заказ, и в кратчайшие сроки приступим к его выполнению.

Источник: geobur.ru

КОНСТРУКЦИИ СКВАЖИН

Обоснованная рациональная конструкция скважины должна отвечать требованиям, предъявляемым к ней со стороны геологии, бурения и особенно со стороны последующей эксплуатации.

К основным требованиям относятся:

— правильно выбранный диаметр каждой колонны;

— надлежащая прочность и герметичность спущенных в скважину обсадных колонн;

— минимальный расход металла на 1 м глубины скважины;

— возможность применения любого из существующих способов эксплуатации скважины;

— возможность возврата для эксплуатации перекрытых колоннами вышележащих продуктивных пластов;

— возможность проведения ремонтных работ при бурении и эксплуатации скважин;

— герметичность зацементированного пространства;

— долговременная работа в соответствующих геолого-физических условиях, в т. ч. в коррозионной среде и др.

Практика проводки скважин в сложных геологических условиях, научные разработки в области бурения и крепления позволили резко увеличить глубину скважин (до 7000 м и более) и совершенствовать их конструкции в следующих направлениях:

— увеличение выхода из-под башмака предыдущих колонн, использование долот уменьшенных и малых диаметров;

— применение способа секционного спуска обсадных колонн и крепление стволов промежуточными колоннами-хвостовиками;

— использование обсадных труб со сварными соединительными элементами и безмуфтовых обсадных труб со специальными резьбами при компоновке промежуточных и в некоторых случаях эксплуатационных колонн;

— обязательный учет условий вскрытия и разбуривания продуктивного объекта.

В процессе разработки залежи ее первоначальные характеристики будут изменяться, особенно когда месторождение будет на завершающей стадии разработки; на них влияют темпы отбора флюидов, способы интенсификации добычи и поддержания пластовых давлений, применение новых видов воздействия на продуктивные горизонты с целью более полного извлечения нефти и газа.

Конструкция скважин должна отвечать требованиям охраны недр и окружающей среды и исключать возможное загрязнение пластовых вод и межпластовые перетоки флюидов не только при бурении и эксплуатации, но и после окончания работ и ликвидации скважины. Поэтому качественное разобщение пластов – основное условие при проектировании и выполнении работ по строительству скважины.

Простая конструкция (кондуктор и эксплуатационная колонна) не во всех случаях является рациональной. В первую очередь это относится к глубоким скважинам (4000 м и более), вскрывающим комплекс разнообразных отложений, в которых возникают различные, иногда диаметрально противоположные по характеру и природе условия.

Следовательно, рациональной можно назвать такую конструкцию, которая соответствует геологическим условиям бурения, учитывает назначение скважины и другие отмеченные выше факторы и создает условия для бурения интервалов между креплениями в наиболее сжатые сроки.

Рассмотрим влияние некоторых перечисленных факторов на подбор рациональной конструкции скважины.

Геологические условия бурения. Чтобы обеспечить лучшие условия бурения, эксплуатации и ремонта и предупредить возможные осложнения, необходимо учитывать:

а) характеристику пород, вскрываемых скважиной, с точки зрения возможных обвалов, осыпей, кавернообразования;

б) проницаемость пород и пластовые (поровые) давления;

в) наличие зон возможных газо-, нефте- и водопроявлений и поглощений рабочих жидкостей;

г) температуру горных пород по стволу и в месте ремонта;

д) углы падения пород и частоту чередования их по твердости.

Детальный учет первых трех факторов позволяет определить необходимые глубины спуска обсадных колонн.

Назначение скважины. Сочетание обсадных колонн различных диаметров, составляющих конструкцию скважины, зависит от диаметра эксплуатационной колонны.

Диаметр эксплуатационных колонн нагнетательных скважин обусловлен давлением, при котором будет закачиваться вода (газ, воздух) в пласт, и приемистостью пласта. При выборе диаметра эксплуатационной колонны разведочных скважин на структурах с выявленной продуктивностью нефти или газа решающим фактором является обеспечение условий для проведения опробования пластов и последующей эксплуатации промышленных объектов.

В разведочных скважинах (поискового характера) на новых площадях диаметр эксплуатационной колонны зависит от необходимого количества спускаемых промежуточных обсадных колонн, качества получаемого кернового материала, возможности проведения электрометрических работ и испытания вскрытых перспективных объектов на приток. Скважины этой категории после спуска последней промежуточной колонны можно бурить долотами диаметром 140 мм и меньше с последующим спуском 114-миллиметровой эксплуатационной колонны или колонны меньшего диаметра.

Наиболее жесткие требования, по которым определяют диаметр эксплуатационной колонны, диктуются условиями эксплуатации скважин. Снижение уровня жидкости при добыче нефти или воды в обсадной колонне и уменьшение давления газа в пласте обусловливают возникновение сминающих нагрузок. Вследствие того обсадная колонна должна быть составлена из труб такой прочности, чтобы в процессе эксплуатации не произошло их смятия (необходимая прочность обсадной колонны на сминающие и страгивающие усилия и внутреннее давление).

При проектировании конструкций газовых и газоконденсатных скважин необходимо учитывать следующие особенности:

а) давление газа на устье близко к забойному, что требует обеспечения наибольшей прочности труб в верхней части колонны;

б) незначительная вязкость газа обусловливает его высокую проникающую способность, что повышает требования к герметичности резьбовых соединений и колонного пространства;

в) интенсивный нагрев обсадных колонн приводит к возникновению дополнительных температурных напряжений на незацементированных участках колонны и требует учета этих явлений при расчете их на прочность (при определенных температурных перепадах и некачественном цементировании колонны перемещаются в верхнем колонном направлении);

г) возможность газовых выбросов в процессе бурения требует установки противовыбросового оборудования;

д) длительный срок эксплуатации и связанная с ним возможность коррозии эксплуатационных колонн требуют применения специальных труб с противокоррозионным покрытием и пакеров.

Общие требования, предъявляемые к конструкциям газовых и газоконденсатных скважин, заключаются в следующем:

— прочность конструкции в сочетании с герметичностью каждой обсадной колонны и цементного кольца в колонном пространстве;

— качественное разобщение всех горизонтов и в первую очередь газонефтяных пластов;

— максимальное использование пластовой энергии газа для его транспортировки по внутрипромысловым и магистральным газопроводам.

Запроектированные режимы эксплуатации с максимальными дебитами и максимальное использование пластовой энергии требуют увеличения диаметра эксплуатационной колонны.

Метод вскрытия пласта. Метод вскрытия определяется главным образом особенностями продуктивных пластов, к которым относятся пластовое давление, наличие пропластковых и подошвенных вод, прочность пород, слагающих пласт, тип коллекторов (гранулярный, трещиноватый и др.).

При нормальных (гидростатических) и повышенных давлениях эксплуатационную колонну цементируют через башмак.

При пониженных пластовых давлениях, отсутствии пропластковых и подошвенных вод и достаточной прочности пород пласта в некоторых случаях после вскрытия объекта эксплуатационную колонну, имеющую фильтр против продуктивных горизонтов, цементируют через боковые отверстия, расположенные над кровлей этих горизонтов (так называемое манжетное цементирование), или «обратным» цементированием.

Однако в ряде случаев до вскрытия продуктивных горизонтов при наличии в разрезе пластов с аномально высоким пластовым давлением (АВПД) или обваливающихся пород скважины бурят с промывкой забоя буровыми растворами повышенной плотности. Вскрытие объекта с использованием указанных растворов часто сопровождается их поглощением трещиноватыми коллекторами. Освоение таких скважин затрудняется, а иногда заканчивается безрезультатно. Для успешного вскрытия, а затем освоения таких объектов плотность буровых растворов должна быть минимальной. В рассматриваемых случаях вскрытие продуктивных пластов возможно только при условии предварительного перекрытия всего разреза до их кровли промежуточной обсадной колонной. Буровой раствор проектируется специально для вскрытия пласта. При этом эксплуатационная колонна может быть либо сплошной, либо представлена хвостовиком и промежуточной колонной. Если породы продуктивных горизонтов устойчивы, скважины могут эксплуатироваться и без крепления обсадной колонной.

На рис. 1.1. показаны различные конструкции эксплуатационных колонн в зависимости от метода вскрытия и крепления продуктивных горизонтов.

Рис. 1.1. Типы конструкций эксплуатационных колонн:

1 — сплошная колонна, зацементированная через башмак; 2 — сплошная колонна, зацементированная через специальные отверстия над пластом; 3, 4 — зацементированная колонна с хвостовиком; 5 — колонна, спущенная до пласта (эксплуатация с открытым забоем); 6, 7 — комбинированные колонны, спущенные секциями.

Способ бурения. В нашей стране бурение скважин осуществляется роторным способом и забойными двигателями. Для обеспечения эффективной работы долота при бурении глубоких скважин используют турбобуры диаметром 168 и 190 мм. По диаметру турбобуров при закачивании скважины определяют возможную ее конструкцию.

Наиболее широк диапазон возможных сочетаний диаметров обсадных колонн в конструкциях при бурении скважин роторным способом.

При разработке рациональной конструкции глубоких разведочных скважин необходимо исходить из условий получения наибольших скоростей бурения при наименьших объемах работ в промежуточных колоннах, выбора минимально допустимых зазоров между колонной и стенками скважины, максимально возможного увеличения глубины выхода спускаемой колонны из-под предыдущей, а также уменьшения диаметра эксплуатационной колонны. При выборе конструкции должны быть обеспечены условия максимального сохранения естественного состояния продуктивных горизонтов.

Источник: rengm.ru

Из чего состоит скважина?

В устройстве скважин выделяют элементы:

Устье – верхняя часть канала;
Забой – нижняя точка проходки, дно;
Ствол – канал, разбуренная полость скважины; внутри ствола располагаются трубы и оборудование;
Фильтр – тот элемент, который непосредственно контактирует с водоносным пластом; в качестве фильтра могут использоваться природные прочные подземные породы или фильтровальные устройства.

Вид скважины выбирают в зависимости от расчетного потребления воды. Для обеспечения жизнедеятельности обычной семьи и полива участка площадью 10 соток достаточно 2 кубометров воды в час. Такой объем обеспечит скважина на песок диаметром до 120 мм. Более высокие потребности в воде, связанные с эксплуатацией стиральных, посудомоечных машин, поливом требуют подъема значительных масс воды – от 4-х кубометров.

Для водообеспечения частного дома используют скважины различной глубины и диаметра. Требуемые характеристики скважины определяют до начала выполнения работ. Наиболее доступная, наименее затратная – как в изготовлении, так и в обслуживании – скважина на песок. Ее глубина составляет два десятка метров, что дает возможность пользоваться недорогими насосами: ручными или вибрационными. Величина диаметра канала существенного значения не имеет, главное – чтобы проходил шланг с фильтром.

Когда необходим кондуктор?

Справка: дебит скважины – количество продукта (в нашем случае – воды), которое скважина может стабильно выдавать в единицу времени. Дебит является важнейшей характеристикой скважины.

Скважина с наиболее устойчивым дебитом – артезианская, проходит сквозь следующие почвенные слои:

пески, супеси;
глины, валуны;
галечник;
известняки трещиноватые;
суглинки;
щебень, гравий;
мергели.

Ниже прочих мелкодисперсных слоев располагаются водоносные известняки.

Отличие артезианского слоя от фильтровального заключается в том, что водоносный бассейн расположен между водоупорными грунтами. По чистоте артезианская вода превосходит любую другую. Водоносные пласты располагаются на больших территориях, все они в большинстве случаев сосчитаны и учтены. Доступ к артезианской воде, в отличие от фильтровальной, есть не везде.

Воды в артезианских слоях находятся под давлением, которое иногда достигает такой силы, что скважины фонтанируют. Чаще после вскрытия водоносного слоя вода поднимается по каналу вверх до определенной отметки. Иногда высота ее подъема незначительна.

Для выкачки воды используют насосы глубинного типа – погружные. Их диаметр зависит от часовой производительности и составляет 75-100 мм. По этой причине к основным характеристикам артезианских скважин относят соосность и величину сечения ствола скважины.

В грунтах плотных – глинистых, гранитных – для обеспечения работы скважины достаточно одной трубы. Ее опускают до уровня водоносных известняков, промежуток между стенками и грунтом уплотнят глиной. Нижнюю часть оставляют открытой: неразрушающийся известняк без глинистых и песчаных примесей обладает достаточной пористостью и прочностью, чтобы выполнять функцию нижней трубы.

В случае, когда в водоносных слоях присутствует глина и песок, внутрь первой трубы, которая становится обсадной, помещают вторую – эксплуатационную. Внутренняя труба должна доходить до водного зеркала, но иногда ее перфорируют и доводят до самого дна.

Ствол скважины может проходить через неустойчивые грунты. Для бурения сложность представляют пески, насыпные неуплотненные слои или глинисто-песчаные водонаполненные пульпы. При проходке сквозь такие слои сложно бывает обеспечить вертикальность канала и его диаметр: стенки обрушаются, ствол в буквальном смысле может уплыть – искривиться, изогнуться. Для защиты стенок ствола применяют такое устройство, как кондуктор – трубу, диаметр которой больше, чем сечение обсадной трубы.

Обычно неустойчивые подземные слои располагаются на глубине 5-20 м, такой же длины нужен кондуктор. При проходке сложных грунтов, выполняемой без предварительной геологоразведки, может потребоваться несколько кондукторов, устанавливаемых по принципу телескопа. В этом случае необходимо соблюсти условие: диаметр первого (внешнего) кольца и всех промежуточных должен быть таким, чтобы в последнюю, самую тонкую трубу можно было опустить насос.

Технология монтажа

Буровые работы осуществляют вручную или с помощью специального оборудования. В первом случае применяют шнек – лопастной бур, подобное тому, которым сверлят лунки во льду. С помощью шнека можно добраться до воды, залегающей в песчаных грунтах на глубине до 30-ти м. Особенностью таких почв является мягкость и наличие слоев из водно-песчаной пульпы. Чтобы их пройти, нужна скважина с защитным кондуктором.

Установку устройства выполняют следующим образом:

При попадании на осыпающийся участок бур вытаскивают, а в почву заглубляют трубу, в нижнем торце которой нарезаны зубцы. В мягкую породу такая труба входит без труда.
Затем продолжают выборку грунта внутри трубы. Диаметр трубы нужно выбрать с запасом, чтобы можно было забить (завернуть) еще одну трубу.
По окончании работ и монтажа эксплуатационной колонны межтрубное пространство буровой заливают цементом.

Такое устройство кондуктора является традиционным.

Источник: vodakanazer.ru

Кондуктор или кондукторная колонна — это колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхнего интервала скважин с целью перекрытия не устойчивых, склонных к обрушению горных пород, или поглощению промывочной жидкости. Так же, к основным функциям кондуктора можно отнести:

— Задание вертикального направления при бурении скважины;
— Предотвращение размывания устья скважины;
— Перекрытие верхних водоносных горизонтов (верховодки) и поступления в скважину талых и дождевых вод;
— Защита основной эксплуатационной колонны обсадных труб от подвижек грунта в процессе бурения и дальнейшей эксплуатации водозаборной скважины (морозного пучения).

К вспомогательным функциям кондуктора относятся возможность монтажа защитных (антивандальных) систем и насосного водоподъемного оборудования (оголовка).

Кондуктор представляет собой набор труб, соединенных между собой, как правило, посредством резьбового соединения, которое обеспечивает оптимальную геометрию обсадной колонны. Иногда при установке кондукторной колонны большого диаметра, используют сварное соединение, но такой способ соединения труб значительно ухудшает прочностные и геометрические параметры кондуктора.
Длина кондукторной колонны напрямую зависит от мощности рыхлых отложений на конкретном участке и может варьироваться от 5 до 70 м. На примере г. Екатеринбурга и его окрестностей можно выделить требуемую длину кондуктора в процентах:

— 70% скважин — длина кондуктора 5-10 м;
— 15% скважин — длина кондуктора 10-20 м;
— 5% скважин — длина кондуктора 20-30 м;
— 5% скважин — длина кондуктора более 30 м;

Выбор материала для кондуктора

Основные материалы из которых может быть выполнена кондукторная колонна это металлические либо пластиковые трубы, диаметром как правило от 146 до 300 мм. На практике самые распространенные металлические трубы это:
1. Трубы стальные электросварные прямошовные Ø 159 мм при толщине стенки 4.5-5.0 мм.
Основная область применения такой трубы строительство водопроводов. Изготавливаются из низкосортной стали Ст3. К основным недостаткам можно отнести быструю коррозию, особенно в агрессивной воде и на контакте воздушной и водной среды. Средний срок службы 5- 10 лет. Труба не предназначена для обсадки скважин.
2. Труба ПМТП-150 (Оцинковка)
Труба электросварная Ø 152 мм с толщиной стенки 3.2 мм, имеет цинковое покрытие, а по краям приварены раструбы, толщиной 10 мм. Изготавливаются из стали Ст10. Основные недостатки данной трубы ее окисляемость и попадание в скважину не только ржавчины, но и вредного для здоровья цинка. Средний срок службы 5- 10 лет. Труба не предназначена для обсадки скважин.
3. Цельнотянутые (бесшовные) стальные обсадные и колонковые трубы Ø 146 мм с толщиной стенки 6,5-7,0 мм.
Это единственные металлические трубы, предназначенные непосредственно для обсадки скважины. Данные трубы изготавливаются из высококачественной стали групп прочности Д, К, М., хотя в последнее время для производства используют менее качественную сталь марки Ст.45. Трубы обладают повышенными характеристиками коррозионной и износостойкости, но из-за сложного производства имеют высокую стоимость.

Преимущества пластиковых труб

В 98% случаев, при бурении не глубоких (до 100 м) скважин на воду, целесообразно производить крепление устья скважины полимерными (из полиэтилена, полипропилена, поливинилхлорида), асбоцементными трубами и трубами из стеклопластика, не подвергающихся коррозии в агрессивных по отношению к стали водах.

Основными из них являются трубы ПНД из полиэтилена низкого давления высокой плотности, они сертифицированы и предназначены для обсадки водозаборных скважин. Их используют для крепления стенок скважин при бурении, направленного бурения, хозяйственно-питьевого водоснабжения и других целей. Механическая прочность труб обеспечивается их конструктивным исполнением и применяемыми материалами.

К достоинствам таких труб можно отнести:

— большой срок эксплуатации, порядка 50 лет;
— конструктивная простота монтажа;
— не подверженность коррозии;
— сохранение свойств в температурном диапазоне от -50С до +50С;
— химическая устойчивость;
— хорошие показатели на сжатие, растяжение, разрыв, динамические нагрузки;
— герметичность обсадной колонны;
— малый вес;
— невысокая стоимость.

В настоящее время существует достаточно большое количество полимерных труб не сертифицированных для непосредственного использования в строительстве скважин, их прочностные эксплуатационные показатели значительно разнятся, следовательно безоговорочно доверять таким трубам нельзя, и стоит рассматривать качество каждого экземпляра в отдельности.

Источник: burim66.ru