Основные понятия о процессах сооружения скважин
Буровая скважина представляет собой полость, сооружаемую в горных породах земной коры, имеющую цилиндрическую форму и значительную протяженность (длину) при сравнительно малом поперечном сечении. Начало скважины именуется устьем, а конец — дном или забоем.
Боковая поверхность полости или ствола скважины называется стенкой. Ствол скважины имеет ось — воображаемую линию, проходящую через центры поперечных сечений ствола. Проекция оси на вертикальную плоскость называется профилем, а на горизонтальную плоскость — планом скважин.
Расстояние между устьем и забоем скважины характеризует ее глубину или длину ствола. Поперечные размеры скважины определяются диаметром ствола. Практически глубина геологоразведочных скважин может быть от нескольких метров до десяти и более километров. Диаметры скважин могут быть от 26—36 мм до 1 м и более.
Положение ствола скважины в пространстве характеризуется углами наклона ее оси, зенитным и азимутальным. По этому признаку выделяются скважины: вертикальные, расположенные под прямым углом к горизонту; наклонные, расположенные под углом, и горизонтальные гнб. В случае, если вертикальные или наклонные скважины направлены вверх от линии горизонта, они называются восстающими (восходящими). Условно угол наклона таких скважин принимается со знаком минус. Устья скважины могут располагаться как на земной поверхности, так и в подземных выработках. В последнем случае они называются подземными.
Практически при любом способе бурения скважин их стволы не остаются прямолинейными, а приобретают криволинейную форму. Ось таких скважин имеет вид кривой линии, изогнутой в одной плоскости или в пространстве. Ось искривленной скважины принято называть траекторией или трассой скважины.
Процесс изменения пространственного положения скважин называется искривлением, которое может оказаться чрезмерным, что требует особых мер борьбы с искривлением.
Иногда, наоборот, возникает необходимость вызвать более интенсивное искривление скважин в желаемом направлении. Такой вид бурения называется направленным.
В зависимости от пространственного положения ствола скважины глубина расположения ее забоя по вертикали может существенно отличаться от длины ствола по его оси.
Скважины могут иметь один или несколько стволов. В связи с этим выделяются одно- и многоствольные скважины. Многоствольные скважины в отличие от одноствольных имеют несколько дополнительных стволов при одном основном, устье которого располагается на поверхности земли.
Сооружение скважин — сложный процесс, при котором выполняется ряд операций или работ, как правило, с использованием комплекса машин, механизмов и приспособлений, получившего название буровая установка.
При сооружении скважин выполняются следующие работы: строительство коммуникаций, буровой вышки, бурового здания, подсобных и бытовых помещений; монтаж бурового оборудования; собственно бурение скважины; демонтажные работы и ликвидация или консервация скважины. В процессе бурения скважин выполняется еще ряд операций, связанных с разрушением пород на забое, получением образцов пород или проб полезных ископаемых, борьбой с осложнениями, проведением исследований.
Собственно бурение скважин заключается в разрушении породы на забое и удалении продуктов разрушения, в результате чего формируется ствол скважины. Этот процесс сопровождается закреплением стенок ствола и выполнением спуско-подъемных и других вспомогательных операций, без которых нельзя углубить ствол скважины.
Таким образом, все выполняемые при сооружении скважин работы можно разделить на основные, связанные с формированием (бурением) ствола, вспомогательные и специальные. К основным видам относятся работы, связанные с процессом бурения и закрепления стенок скважин. Вспомогательными или сопутствующими видами работ являются: строительные и монтажно-демонтажные работы, спуско-подъемные операции, а также различного рода подготовительно-заключительные операции. К специальными видам относятся: взрывные работы в скважинах; борьба с осложнениями (тампонирование скважин); сооружение разделительных мостов или искусственных забоев; борьба с искривлением, отклонение или забуривание дополнительных стволов; оборудование скважин фильтрами и водоподъемными средствами; ликвидация аварий; консервация или ликвидация скважин и др.
Кроме того, в зависимости от цели бурения в скважинах проводятся различного рода работы, связанные с определенными видами исследований: отбор образцов пород или проб полезных ископаемых, измерение параметров скважин (диаметр ствола, его глубина и пространственное положение), гидрогеологические наблюдения, замеры уровня жидкости в скважинах, осмотр и фотографирование стенок скважины, отбор ориентированного керна, геофизические и другие виды исследований.
Сулакшин С.С. Бурение геологоразведочных скважин: Справочное пособие, — М.: Недра, 1991.
