Что такое забой скважины?

Для того чтобы понимать, что такое забой скважины, необходимо иметь общее представление о процессе, его составных частях их назначении и полном производственном цикле. Скважина применяется в различных областях и представляет собой геологическую выработку длиной большей, чем диаметр. Состоящая из нескольких элементов, вне зависимости от целевых особенностей сооружения, конструкция искусственного типа часто применяется для добычи воды.

Конструкция скважины

забой скважины это
Схема устройства скважины на воду с обсадной трубой

Конструктивные элементы скважины такие:

  • Устье – начало;
  • Стенки – внутренняя шахта цилиндрической формы;
  • Ствол – все тело шахты;
  • Забой – дно скважины.

Кроме этих понятий есть несколько технических особенностей, помогающих понять, из чего состоит конструкция забоя скважины и ее оборудование. При бурении, установка проходит через много разных пластов грунта. Это могут быть залежи, требующие укрепления, от которых ствол скважины нужно изолировать или наоборот, содержимое водоносного слоя, например, обязательно должно попасть непосредственно в саму скважину. Поэтому важна конструкция оборудования забоев скважин. В общем, элементы достаточно стандартны, их просто запомнить:

  • Направление – это начало устья, состоящее из достаточно рыхлых или быстро размываемых пород. Укрепление происходит посредством выбуривания скважины большего диаметра, доходящей до нужной глубины (залежей более прочных пород). Отверстие закрывается трубой показанного размера, промежуток между трубой и телом шахты бетонируется или засыпается гравийной смесью.
  • Кондуктор – участок, несущий функциональную нагрузку направления скважины. Требует укрепления посредством обсадной трубы, которая создается путем скручивания нескольких труб, количество которых зависит от глубины скважины. Также как и в первом случае, пространство между кондуктором и породными слоями заливается цементным раствором.
  • Колонна промежуточного типа – это участок, проходящий глубже, чем направление и кондуктор, служащий для перекрытия трудных/слабых пластов пород, а также продуктивных, но не подлежащих разработке слоев грунта. В зависимости от глубины скважины, промежуточных колонн может быть несколько. Для надежности изоляции конструкцию нужно цементировать.
  • Колонна эксплуатационная – участок, предназначенный для разработки. Длина от дна до устья.
  • Забой – это конечная часть скважины, функция которой – извлечение воды из пластов грунта. Сам пласт водоносного грунта имеет верхнюю границу, нижнюю и кровлю.
забой скважины
Схема устройства телескопической артезианской скважины

Конструкции забоев скважин – важнейший элемент бурения, разработанный для обеспечения следующего функционала:

  1. обеспечение механической прочности нужного пласта;
  2. повышенная гидравлическая проходимость конструкции призабойной зоны;
  3. доступность к другим слоям, показанным для разработки, но пока зарезервированным;
  4. разделение воздействия на прилегающие слои или зоны горизонта продуктивного слоя;
  5. при необходимости возможность дренажных работ по всему слою.

В зависимости от различий в условиях разработки, забойная часть может иметь следующий конструктивный тип:

  • открытый забой;
  • предварительно перфорированный забой, перекрытый хвостовой частью колонны эксплуатационного свойства;
  • забой с фильтром;
  • перфорированный забой.

Открытый забой

оборудование забоя скважины
Варианты обустройства забоя скважины

Это конструкция, обустроенная так, что колонна эксплуатационная доведена до начала водоносного уровня и в этом состоянии укреплена посредством цементного раствора или другого способа. После этого нужный пласт грунта вскрывается приборами меньшего диаметра, при этом ствол остается полностью открытым.

Открытый забой показан в следующих случаях:

  1. при известном пролегании расположения и границ грунтового слоя;
  2. при необходимой устойчивости пород;
  3. при невеликой толщине горизонта;
  4. при однородности пласта, без содержания структур, способных к обрушению после набухания влагой.

Подобная конструкция не показана в случае, когда в процессе разработки возникает необходимость воздействия на отдельные пропластки нужного слоя.

Совет! Конструкция открытого забоя характерна своей повышенной гидродинамической эффективностью.

Недостаток конструкции – невозможность разрабатывать отдельные участки пласта или грунта, а также раздельно воздействовать на пропластки, опасаясь обвала в результате уменьшения давления внутри слоя.

Забой, перекрытый хвостовиком колонны

оборудование забоев скважин
Устройство открытого и закрытого типа забоев

Такое сооружение скважины предусматривает опускание до подошвы разрабатываемого слоя, укрепление тела шахты посредством колонны, оснащенной перфорацией, расположенной на высоте продуктивного пласта. После этого колонна закрепляется цементным раствором до верхнего уровня грунтового слоя, при этом перфорированная часть остается свободной.

Такие виды забоев показаны для использования на тех же условиях, что и обычные, открытые, но при этом перфорированная труба уменьшает риски обрушения пластов и уменьшения диаметра рабочей шахты.

Забой с фильтром

конструкция забоя скважины
Устройство скважины с забойным фильтром

Обустройство забоя с фильтром предполагает расположение обсадной колонны от верхней границы нужного грунтового водоносного пласта и последующее закрепление колонны. По ней в грунт опускается фильтровальная конструкция, оснащенная отверстиями, их может быть столько, сколько нужно и форма также допускается любая. Промежуточный слой между трубой и фильтром перекрывается сальником.

Самые популярные модели фильтров кольцевые, гравийные или металлокерамические с щелевидными отверстиям, однако, их никто не регламентирует, как и форму конструкции. Подобные забои служат для фильтрации жидкости или продукта от посторонних примесей, но при этом отсутствие призабойной зоны, а также сложность в оборудовании скважины обусловили нечастое применение конструкций в жизни.

Перфорированные забои

что такое забой скважины
Схема перфорированного типа забоя скважины

Это система, оборудуемая следующим образом: отверстие пробуривается до нужной отметки, но в процессе бурения обозначается залегание всех продуктивных слоев, при этом намечаются объекты для разработки (их может быть достаточно много). После заглубления обсадной трубы, расстояние от границ трубы до тела шахты цементируется, но только до перфорационного слоя, находящегося в области залегания нужного пласта. Преимущества подобного бурения очевидны:

  • хорошая изоляция пропластов;
  • возможность одновременной разработки нескольких продуктивных слоев;
  • сохранение эксплуатационных качеств скважины предельно долго (до полного иссякания водоносных слоев.

При необходимости и для сохранения чистоты поступающего продукта, скважина оборудуется фильтром. Но только в том случае, когда нет вкраплений цементированных песчаных залежей.

В заключение

Разнообразная по своим особенностям конструкция забоев скважин включает также многоствольные скважины. Это системы, оснащенные разветвлениями в пределах одного продуктивного слоя. Разветвления отходят в разные стороны по пласту, и их может быть более 5-7 штук, в зависимости от необходимости разработки. Для создания системы нужен искусственный забой с призабойной частью, сооружаемый ниже отсеков предполагаемых разветвлений от основного ствола шахты. При этом, искусственно созданный забой перекрывает ствол.

Выбор конструктивных особенностей зависит от характеристик пород, назначения бурения, глубине залегания продуктивного пласта, наличии или отсутствии осыпных пород и их способности к напитыванию влагой, а также от необходимости и возможности оборудования призабойной части.

Добавить комментарий