Скважина – горная выработка (вертикальная или наклонная) круглого
сечения без доступа в нее людей, у которой длина во много раз больше диаметра,
и которая сооружается в толще горных пород.
Элементы скважины: устье – выход на поверхность; забой
– дно; ствол или стенка – боковая поверхность. Расстояние от устья до забоя по
оси ствола – длинная скважины, а по проекции оси на вертикаль ее глубина.
👉Скважины бурят на суше и на море при помощи
специальных буровых установок. Их бурят, как правило, с уменьшением диаметра от
интервала к интервалу. Начальный участок скважин называют направлением. Поскольку устье скважины лежит в зоне
легкоразмываемых пород его необходимо укреплять. В связи с этим направление
выполняют следующим образом. 👉Сначала бурят шурф – колодец до глубины залегания
устойчивых пород (4..8 м). Затем в него устанавливают трубу необходимой длины и
диаметры, а пространство между стенками шурфа и трубой заполняют бутовым камнем
и заливают цементным раствором.
Ниже расположенные участки скважины – цилиндрические.
Сразу за направлением бурится участок на
глубину от 50 до 400 м диаметром до 900 мм. Этот участок скважины закрепляют
обсадной трубой, состоящей из свинченных стальных труб, которую называют кондуктором.
Затрубное пространство кондуктора цементируют. С
помощью кондуктора изолируют неустойчивые, мягкие и трещиноватые породы,
осложняющие процесс бурения.
После установки кондуктора не всегда удается пробурить
скважину до проектной глубины из-за прохождения новых осложняющих горизонтов
или из-за необходимости перекрытия продуктивных пластов, которые не планируются
эксплуатировать данной скважиной. В таких случаях устанавливают и цементируют
еще одну колонну, называемую промежуточной.
Если продуктивный пласт, для
разработки которого предназначена скважина, залегает очень глубоко, то
количество промежуточных колонн может быть больше одной.
Последний участок скважины закрепляют эксплутационной колонной. Она
предназначена для подъема нефти и газа от забоя к устью скважины или для
нагнетания воды (газа) в продуктивный пласт с целью поддержания давления в нем.
Во избежание перетоков нефти и газа в вышележащие горизонты, а воды в
продуктивные пласты пространство между стенкой эксплутационной колонны и
стенкой скважины заполняют цементным раствором.
Для извлечения из пластов нефти и газа применяют
различные методы вскрытия и оборудования забоя скважины. В большинстве случаев
в нижней части эксплутационной колонны, находящейся в продуктивном пласте,
простреливают (перфорируют) ряд отверстий в стенке обсадных труб и цементной
оболочке.
В устойчивых породах призабойную зону скважины
оборудуют различными фильтрами и не цементируют или обсадную колонну опускают
только до кровли продуктивного пласта, а его разбуривание и эксплуатацию
производят без крепления ствола скважины.
При поисках, разведке и разработке нефтяных и газовых
месторождений бурят опорные,
параметрические, структурные, поисковые разведочные, эксплутационные,
нагнетательные, наблюдательные и другие скважины.
Однако бурение
скважин применяется не только в нефтяной и газовой промышленности. Развитие
других отраслей промышленности и сельскохозяйственного производства немыслимо в
настоящее время без буровых работ.
Угольная и горнорудная промышленность. В этих отраслях промышленности бурение скважин
преследует следующие цели:
1)
поиск и разведка
твердых полезных ископаемых;
2)
вентиляция горных
выработок;
3)
откачка воды из
горных выработок;
4)
спуск в горные
выработки крепежного материала;
5)
замораживание
грунта при проходке шахт;
6)
подземная
газификация углей;
7)
тушение подземных
пожаров;
8)
взрывные работы
при карьерной и подземной разработке полезных ископаемых и т.д.
Химическая
промышленность. В коллекторах земной
коры иногда содержатся в растворенном состоянии значительные количества солей,
брома, иода и других химических веществ. В целях добычи растворов, содержащих
эти вещества, приходится бурить скважины.
Медицина. Всем известны целебные свойства различных минеральных
вод. В целях удовлетворения потребностей страны в лечебных водах ежегодно
бурится большое число разведочных и эксплутационных скважин.
Промышленное
и гражданское строительство. Без
буровых работ немыслимо изыскание трасс шоссейных и железных дорог,
исследование грунтов на месте предполагаемого возведения плотин, мостов,
заводов, домов. Кроме того, скважины бурят в целях промышленного водоснабжения различных объектов.
