бурение лаба 7

ЮРГТУ(НПИ)

Кафедра

Водозаборные скважины и фильтры буровых скважин

Лабораторная работа №7

Цель работы: познакомиться с вариантами оборудования водозаборной части скважины на воду, ознакомиться с типами и конструкциями фильтров.

Пояснение к работе

Основными задачами при бурений гидрогеологических скважин яв­ляются определение параметров водоносного горизонта, достижение про­ектного дебита и максимального срока службы при эксплуатации скважи­ны. Одним из главных элементов водяной скважины является ее водопри­емная часть (рис. 1).

Основное требование к водоприемной части - максимально возможно пропускать воду эксплуатируемого горизонта, а выбор конструкции фильтра производят исходя из условия, при котором водозахватная способность фильтра превышала бы ожидаемый дебит (расход) скважины. Обычно для различных водоносных горизонтов должны быть рекомендо­ваны различные конструкции фильтров.

Рис.1. Оборудование водоприемной части скважины:

а- фильтровая колонна:

1-фильтр;

2- отстойник;

3-надфильтровая труба;

4-герметизирующая сальник;

5- приспособление под Т-образный ключ;

б- бесфильтровая водоприемная часть скважины:

1-депрессионная воронка

Виды и области применения фильтров

Под фильтром обычно понимают специальное устройство, установленное в скважине в водоносном горизонте, которое обеспечивает свобод­ный доступ внутрь скважины очищенной от механических примесей воды и одновременно предохраняет ствол скважины от обрушения.

В скважину опускают фильтровую колонну, которая состоит из надфильтровой части, рабочей части, или собственно фильтра, и отстойника с пробкой, куда осаживаются прошедшие через фильтр частицы породы. Фильтр может устанавливаться как на колонне обсадных труб от поверхности земли, так и «впотай», т.е. непосредственно против водоносного го­ризонта внутри скважины, не выходя на поверхность. При постановке фильтра «впотай» увеличивается на один, два размера диаметр эксплуатационной колонны и уменьшается количество обсадных труб. Виды фильтров: дырчатый (перфорированная труба); щелевой; каркасно-стержневой фильтр; фильтр с проволочной обмоткой; сетчатый; фильтр конических отверстий (ФКО); гравийный; блочный; гравитационный и др. (рис.2)

Рис.2.Виды фильтров и сеток:

а-дырчатый;

б-щелевой;

в-ФКО;

г-каркасно-стержневой:1-патрубок;2-металлический стержень;3-пояс жесткости;

д-гравийный кожуховый:1-обсадная труба;2-башмак;3-каркас;4-кожух;5-проволочный пояс;6-продольные проволоки;7-проволочная обмотка;8-гравий;9-направляющий фонарь;

е-засыпной:1-надфильтровая труба;2-муфта;3-фильтр;4-обсадная колонна;5-гравий;

ж-сетки: квадратного,киперного,

галунного плетений;сетка-«семянка»

Основной характеристикой фильтра является его скважность (отношение площади отверстия рабочей части фильтра к общей площади, т.е. водопропускная способность фильтра), она колеблется от 7до 70%.

Фильтры буровых скважин должны отвечать следующим требованиям:

1. При минимальных размерах обеспечивать отбор необходимого количества воды.

2. Иметь минимальные гидравлические сопротивления, максимально возможную скважность и площадь фильтрации.

3. Обладать необходимой механической прочностью.

4. Пропускать песок и мелкие фракции породы только в начальный период работы.

5. В скважинах, рассчитанных на длительную эксплуатацию, фильтры долж­ны обладать устойчивостью против коррозии и зарастания, а также обеспечивай, использование механических, а в ряде случаев и химических методов восстановле­нии проницаемости прифильтровых зон и фильтра.

В зависимости от целевого назначения скважин все фильтры следует подразделить на три группы:

а) фильтры водозаборных и водопонизительных скважин, рассчитанных на длительный срок эксплуатации (10—15 лет и более);

б) фильтры разведочных и водопонизительных скважин, рассчитанные на ограниченный срок эксплуатации (от нескольких дней до нескольких месяцев)

в) фильтры наблюдательных скважин, из которых водоотбор не производится.

Наблюдательные скважины режимной сети должны работать в течение длительного срока. Срок действия наблюдательных скважин при опытно-фильтрационных работах обычно не превышает 2—3 месяцев.

Выбор типа фильтра определяется условиями его применения и в первую очередь характером водосодержаших пород (табл. 1).

Таблица 1

Условия применение фильтров различных типов

Методы установки фильтров.

Особенностью конструкций скважин, сооружаемых на воду, является установка в них эксплуатационной колонны обсадных труб, перекрывающей все породы до кровли эксплуатируемого водоносного пласта и все непригодные к использованию водоносные горизонты. В этой колонне монтируется водоподъемник.

Фильтр в скважине может быть установлен на эксплуатационных тру­бах или «впотай». Выбор места установки фильтра обеспечивается результатами анализа шламового материала, данными геофизических исследова­ний. Рабочую часть фильтра устанавливают на расстоянии не менее 0,5 - 1,0 м от кровли и подошвы пласта во избежание попадания породы кровли и подошвы пласта в фильтр. В пластах мощностью до 10м длина рабочей части принимается равной их мощности. В пластах мощностью более 10 м длина рабочей части принимается 0,5 - 0,9m (m- мощность во­доносного горизонта, м). Фильтр следует устанавливать в зоне пород с наибольшей проницаемостью (рис. 3).

Рис.3.Типы конструкций водосборных скважин:

1-надфильтровая часть фильтра;

2-рабочая часть фильтра;

3-отстойник;

4-эксплуатационная колонна;

5-затрубная цементация;

6-кондуктор;

7-вспомогательная колонна;

8-герметицирующий сальник.

Вывод: в ходе лабораторной работы я познакомилась с вариантами оборудования водозаборной части скважины на воду, а так же с типами и конструкциями фильтров.

Работу выполнил:

Работу проверил: