Статьи

Бурение водяных скважин на плывуне

Одной из значительных сложностей, возникающей при бурении, является вскрытие плывунов. Из-за своей непредсказуемой подвижности в жидком состоянии, а также сильном пучении при промерзании, они доставляют немало хлопот во время любых строительных работ. Плывуны формируются в герметично замкнутом объёме переувлажнённого грунта, содержащем мелкие или пылеватые фракции, приводя породу в неустойчивое состояние. По своей природе они различаются на ложные и истинные.

  • Ложные плывуны характерны для мелкофракционного пористого песка, обильно пропитанного водой.
  • Истинные плывуны включают в большом количестве гидрофильные глинисто-пылеватые структуры, насыщенные водой. Образуя коллоидные взвеси, такие растворы приобретают свойства смазки для более крупных частиц породы.

Что такое плывун и чем он опасен?

Во время разработки, мелкодисперсная смесь способна разжижаться и сползать в зону выработки, под действием внутреннего давления. Последствия этого бывают самыми неприятными. Обваливающаяся порода, перегружает буровое оборудование, что приводит к выходу его из строя, а в результате разрушения пластовой кровли, возникают отклонения ствола скважины от вертикальной оси. Особенно опасно — заваливание буровой колонны, вызывающее полную остановку работ или потерю бура.

Если проявляются признаки наличия воды при бурении скважины, содержащей концентрированную шламовую взвесь, иногда вызывающую гидроудар, после вскрытия пласта, то это указывает на проблему плывуна.

Какими методами ведётся бурение на плывуне?

Достижения современной гидрогеологии позволяют практически со 100% гарантией, осуществлять разработку подземных хозяйственно-питьевых источников в любом месте. Конечно, скорость бурения скважин на воду в плывуне заметно снижается, но, в конечном счете, результат будет положительным. Для этого существует ряд способов. В частности, при использовании роторного бурения, задействуют следующие методы:

1. Параллельной либо опережающей обсадки.

Обсадную колонну спускают с незначительным отрывом за работающим долотом. Поэтому крепление стенок скважины, ведётся одновременно с углублением забоя. Учитывая значительные боковые нагрузки, возникающие от сползания породы, применяется стальная обсадка, так как пластиковые трубы могут подвергнуться механическому разрушению.

С одной стороны бурение скважин на воду на плывуне, совмещённое с укреплением ствола – довольно сложная операция, так как требует использования складного бура, специального обсадного стола, одновременного контроля над процессом обсадки и работой буровой колонны. А с другой — облегчает работу буровиков в сложных условиях, позволяет осуществлять гидрогеологические проекты при наличии значительных давлений, подвижностей и мощностей плывунов.

2. Укрепления ствола буровым раствором.

Во многих случаях, когда интенсивность сползания породы не слишком высокая, для защиты стенок бурового канала от разрушения, достаточно лишь крепящих свойств бурового раствора, содержащего бентонит. Этот природный материал, циркулируя через забойную зону вместе с промывочной жидкостью, с обратным потоком выносит на поверхность шлам, одновременно обволакивая и фиксируя поверхность ствола. Покрытие на основе бентонитовой глины, позволяет осваивать самые удалённые водоносные горизонты, удерживая плывуны от сползания в область выработки.

3.Установки кондуктора.

Довольно часто, для крепления относительно неглубоких проблемных пластов, в качестве первой обсадной колонны применяют кондуктор. Перед его установкой разбуривается канал соответствующего диаметра. Проходка ведётся до достижения устойчивой породы. После извлечения на поверхность буровой колонны, скважина обсаживается трубой кондуктора.

Помимо изоляции неустойчивых пластов, такой способ позволяет задать направление скважины, а также вести дальнейшие работы с использованием только глинистого раствора. Глубина погружения кондукторной обсадки, зависит от структуры геологического разреза – может начинаться с нескольких метров и достигать 100-150 м.

Заключение

К сожалению, до начала бурения, сложно достоверно спрогнозировать наличие плывуна, так как, герметично закупоренный в подземном кармане, он проявляет себя лишь после вскрытия. Избежать проблемных ситуаций, помогут только предварительные гидрогеологические изыскания.

Разведочное бурение приветствуется как при строительстве неглубоких скважин, так и для освоения артезианских горизонтов. Если выявляются признаки воды при бурении скважин на уровне мелкофракционных пород или обнаруживается плывун, то принимается решение о целесообразности продолжения работ на этом месте. Дело в том, что водоотдача пылеватых водоносов очень слабая, а срок службы песчаных скважин, посаженных на эти горизонты – небольшой. Для эксплуатации более удалённых песчаных или известняковых пластов, необходимо учитывать усложнение и удорожание предстоящих операций. Возможно, что окажется рентабельней, заложить новую буровую.

Добавить комментарий

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

4 + = 5