Крепление скважин обсадными трубами: конструкция, монтаж

Крепление скважин обсадными трубами. Помимо указанных выше способов укрепления стенок скважин (применение специальных промывочных жидкостей, тампонирование) в ряде случаев при проходке скважин в рыхлых и осыпающихся породах для крепления стенок используются обсадные трубы. При колонковом бурении применяют стандартные бесшовные трубы, диаметры которых соответствуют диаметрам буровых коронок. Длина каждой трубы от 2,5 до 4,5 м; они свинчиваются обычно с помощью ниппелей или труба в трубу.

Трубы большого диаметра, используемые при бурении глубоких скважин, а также для обсадки скважин механического ударного бурения, соединяются муфтами. Для предохранения нижнего конца колонны обсадных труб от смятия при опускании ее в скважину применяют специальные трубные башмаки — забивные и фрезерные. Во избежание деформаций колонну обсадных труб обычно не ставят на забой, а поддерживают на весу с помощью специальных хомутов — простых и лафетных. Извлечение обсадных труб производится лебедкой бурового станка, а в случае прихвата их породами используют винтовые и гидравлические домкраты.

Конструкция скважины. При забуривании скважины и проходке первых 3-6 м в скважине устанавливается направляющая труба. При наличии значительной по мощности толщи наносов и других неустойчивых и водоносных пород устанавливается кондуктор (на глубину до 20-60 м), тампонируется его башмак с таким расчетом, чтобы наносы были полностью перекрыты и обеспечены нормальные условия бурения скважины. Естественно, что дальнейшая проходка скважины может производиться только инструментом меньшего диаметра, чем первоначально, т.е. таким, который соответствует внутреннему диаметру обсадной трубы.

Если затем скважиной будет вскрыт еще один участок, который вследствие неустойчивости пород или по другим причинам необходимо будет закрепить обсадными трубами, в скважину будет опущена еще одна колонна обсадных труб (на всю глубину скважины, с обязательным выходом верхней части колонны над устьем скважины). Это потребует очередной смены диаметра бурения. Таким образом, в скважине по мере ее углубления может неоднократно уменьшаться диаметр, вследствие чего в разрезе она будет иметь ступенчатую форму. Технический разрез, в котором указаны диаметры бурения скважины по интервалам глубины, диаметры и глубины спуска колонн, обсадных труб, а также места и способы тампонирования, называется конструкцией скважины. Проектная конструкция обязательно составляется на каждую скважину или группу однотипных скважин (рис. 12).

Рис. 12. Типовая схема проектной конструкции скважин

При составлении проектной конструкции учитываются:
1) назначение и цель бурения скважины;
2) геологическое строение участка;
3) проектная глубина скважины и ее азимутальное и зенитное направления;
4) необходимый конечный диаметр скважины.

При построении проектной конструкции стремятся к минимальному количеству ступеней — изменениям диаметра. Каждая ступень должна служить только для установки на ней соответствующей колонны обсадных труб. Если же нет необходимости крепления скважины обсадными трубами, то не следует переходить на меньший диаметр. При составлении проектной конструкции скважины надо учитывать внутренний диаметр предыдущей колонны и наружный диаметр муфт следующей колонны (меньшего диаметра). Все колонны обсадных труб должны возвышаться над устьем скважины.

Сведения об авторах и источниках:

Автор: В. В. Авдонин, и др.

Источник: Технические средства и методика разведки месторождений полезных ископаемых.

Данные публикации будут полезны для студентов инженерно-геологической и геохимической специальностей.