Конструкция, виды и характеристики забоя скважины

Конструкция, виды и характеристики забоя скважины
Перед выполнением забоя скважины следует тщательно изучить теорию

Скважины могут рыться для различных целей и представляют собой геологические выработки, длина которых больше, чем диаметр их окружности. Чтобы понимать, что такое скважинный забой, нужно детально разобраться с элементами скважины, ее видами и принципом функционирования.

Конструкция скважины

Скважина – это специальная выработка круглой формы, длина которой значительно превышает ее диаметр. Бурение их происходит при помощи специального оборудования. Они могут создаваться для самых различных целей, могут быть добывающие, нагнетательные, газовые, водяные, нефтяные, геологоразведочные.

Конструкция, виды и характеристики забоя скважины
Перед тем как делать скважину, рекомендуется выполнить ее чертеж на бумаге

Диаметр выработки может колебаться от 25 мм до 3 м. При этом подобные сооружения могут иметь как горизонтальные, так и вертикальные стволы.

Основные элементы конструкции скважинной выработки:

  • Устье – так называется начало любой скважины;
  • Стенки – внутренняя поверхность;
  • Ствол – внутреннее пространство, немного меньше по диаметру, чем устье;
  • Забой – дно выработки.

Также помимо этих понятий, существует еще несколько, основанных на том, через какие именно пласты земли приходится проходить при бурении.

Каждый такой этап имеет свое название и конструкцию:

  1. Направление – начало устья, которое в основном состоит из легко размываемых и рыхлых пород. Пробурив этот слой, в отверстие вставляется труба нужного диаметра, а промежуток между ней и породой заполняется цементом.
  2. Кондуктор – идет сразу за направлением и крепится обсадной колонной из нескольких соединенных между собой труб. Пространство между элементом и породой также бетонируется.
  3. Промежуточная колонна – это часть, проходящая не только предыдущие элементы, но и все слои, которые не планируются к разработке. Таких элементов может быть несколько. Для большей прочности они тоже укрепляются.
  4. Эксплуатационная колонна – промежуток, который бурится от дна до устья. Именно по этой части выработки поднимается добываемый ресурс.
  5. Забой – самый нижний пласт, где происходит извлечение ресурса из недр. Если это происходит в шахте, то элемент имеет кровлю, а также верхние и нижние границы.

Кондуктор и направление – это обязательные конструктивные элементы.

Что касается промежуточной колонны, то она может быть потайной, именуемой хвостовик, и выполнять роль эксплуатационной колонны, то есть служить для улучшения подачи жидкостей или твердых частей из забоя при благоприятных условиях и если в этом есть необходимость.

Имеет значение также нормализация, которая заключается в надлежащей подготовке к работе в зависимости от вида и предназначения скважинного бурения.

Выполняемые функции

Забой – это самая последняя часть скважины, которая служит для извлечения необходимого ресурса из недр земли.

Независимо от того, какая именно будет скважина — водная или, к примеру, нефтяная — забой считается одним из главных ее элементов.

Конструкция и строение этого элемента предполагает выполнение таких функций:

  • Дренаж ресурсного пласта;
  • Обеспечение прочности остальным элементам выработки;
  • Обособленное влияние на конкретные участки скважины;
  • Доступ к временно зарезервированным нецелевым слоям.
Конструкция, виды и характеристики забоя скважины
Перед запуском скважины следует проверить, все ли правильно подключено

Особое значение приобретает именно обеспечение прочности и надежности всей скважины, что дает возможность без риска опускать в нее оборудование, необходимое для работы.

Виды и характеристики

Забой может принадлежать к одному из нескольких типов:

  1. Открытый – устроен так, что колонна эксплуатации ведется до начала разработки и затем укрепляется цементным раствором. Затем пласт вскрывается, а ствол остается открытым. Недостаток такого вида — отсутствие возможности разработать определенные участки выработки, а также риск обрушения грунта при откачке. Поэтому такой тип используется крайне редко.
  2. Перекрытый с перфорированным хвостовиком в составе – в этом случае выработка опускается до самой нижней границы ресурсного слоя и закрепляется колонной эксплуатации, имеющей перфорацию. После чего скважина бетонируется до начала разработки, а перфорация остается в открытом виде и служит фильтром. Риска обрушения пород в этом случае нет.
  3. Фильтрованный – при таком типе обсадная колонна устанавливается до верхнего слоя разработки и цементируется. Затем в сам пласт опускается фильтр с малыми отверстиями. Такой тип позволяет очищать добываемый ресурс от различных примесей песка.
  4. Перфорированный – скважина бурится до нужной глубины, а затем в нее опускается обсадная труба, которая цементируется от забоя до необходимых отметок и перфорируется в районе ресурсного слоя.

Самое большое распространение получил именно последний тип благодаря простоте монтажа, хорошей изоляции слоев, а также возможности разработки законсервированных или пропущенных пластов.

Есть также такое понятие, как закрытый (глухой) забой. Таким называют тип, при котором ресурсный слой состоит из неоднородных пород с прослойками глины, песка или весьма неустойчивых песчаников.

Особенности искусственного забоя

Иногда в процессе бурения образуются многоствольные или многозабойные выработки. Обычно это происходит для снижения затрат или более детального изучения места ископаемого. Скважины с несколькими стволами имеют ответвления от основной проходки до входа в ресурсный слой, а с множеством забоев – разветвления в границах ресурсного пласта.

Конструкция, виды и характеристики забоя скважины
Для бурения скважины зачастую применяется тяжелая техника

Для создания таких сооружений используется искусственный забой, создаваемый ниже будущего ответвления от основного ствола и перекрывающий его.

Создается он такими методами:

  • Установкой определенных пробок, которые перекрывают собой окружность выработки;
  • Наполнение выработки инертными или вяжущими материалами.

При этом нужно знать, что первый способ подходит только для вновь созданных скважин, а второй может применяться для буровых работ любой степени разработки и возраста.

Таким образом, конструкция забоя зависит от назначения самой скважины, характера пород, находящихся в ресурсном слое, вида добываемого ресурса и многих других факторов, влияющих на функциональность выработки.



Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *