Скважина (well, hole) - горнотехническое сооружение в недрах,
осевая протяженность которого значительно превышает поперечные размеры (диаметр), построенное без доступа в
него |
человека. |
При разведке месторождений твердых пи диаметр скважины варьирует в диапазоне 26-171 мм, глубина 1500-3000 м.
Диаметр скважин, предназначенных для водоснабжения, 100500 мм, глубина до 800 м.
Диаметр шахтных колодцев до 1500 мм, глубина до 800 м.
Наиболее глубокими скважинами являются скважины на НГКМ.
1
Элементы скважины
Ос ь с к в а жи н ы
Пр и с т в о л ь н а я з о н а с к в а жи н ы (т е х н о г е н н о и з ме н е н н ый
г о р н ый ма с с и в )
Ус т ь е
Ст е н к а с к в а жи н ы
Ст в о л с к в а жи н ы
З а б о й с к в а жи н ы
Ри с . 1.2. Эл е ме н т ы г о р н о й п о д с и с т е мы с к в а жи н ы
устье скважины (mouth) – место пересечения контура скважины с поверхностью, с которой началось ее бурение;
ось скважины (axis) – воображаемая линия, проходящая через условные центры поперечных сечений скважины.
В проектных документах ось скважины имитирует траекторию ее ствола. Ось скважины имеет сложную пространственную форму.
2
стенка скважины (wall) – боковая поверхность скважины по отношению к ее оси;
забой – поверхность, по которой происходит разрушение горной породы рабочим инструментом в процессе углубления скважины (дно скважины);
ствол скважины – пространство в массиве горных пород, ограниченное контурами скважины, т.е. ее устьем, стенками и забоем. Имеет условно цилиндрическую форму.
3
Об с а д н а я к о л о н н а
Кре пь с к ва жины
Це ме н т н о е к о л ь ц о з а о б с а д н о й к о л о н н о й
Ни з (б а шма к ) о б с а д н о й к о л о н н ы
Ри с . 1.3. Эл е ме н т ы т е х н и ч е с к о й п о д с и с т е мы с к в а жи н ы
обсадная колонна (ОК) – колонна труб, спущенных в скважину, имеющая постоянную или временную связь (сцепление) с ее стенками;
цементное кольцо - цементный камень, заполняющий пространство между стенкой ствола скважины и ОК (кольцевое пространство); башмак - элемент низа ОК;
крепь скважины - система последовательно спущенных в скважину и зацементированных ОК.
4
Об с а дн а я к о ло н н а
Об с а же н н ый и н т е р в а л с к в а жи н ы
Це ме н т н о е к о ль ц о
Ни з (б а шма к ) о б с а дн о й к о ло н н ы
Не о б с а же н н ый и н т е р в а л с к в а жи н ы
Ри с . 1.4. Фо р ми р о в а н и е г о р н о й и т е х н и ч е с к о й п о дс и с т е м с к в а жи н ы
5
обсаженный |
интервал |
(обсаженная |
часть ствола скважины) – |
интервал вдоль оси скважины, в котором ее стенки
закреплены (перекрыты) ОК;
необсаженный интервал (открытый ствол) –
интервал по оси скважины, где нет ОК;
выход [ствола скважины] из под башмака -
расстояние от башмака (низа ОК) до забоя скважины; глубина скважины - расстояние от устья до
забоя, измеренное по вертикали. Иногда для удобства отсчет глубины ведут от принятой нулевой отметки на поверхности над устьем;
протяженность (длина) ствола скважины
- расстояние от устья до забоя, измеренное по оси скважины;
альтитуда (абсолютная высота) устья скважины - расстояние от точки земной поверхности до уровня поверхности, принятой в геодезической сети за исходную.
Элементы буровой скважины
6
7
• Устье скважины (1) – пересечение трассы скважины с дневной поверхностью
1 |
|
• Забой скважины (2) – дно буровой скважины, |
|
|
|
||
|
3 |
перемещающееся в результате воздействия |
|
|
породоразрушающего инструмента на породу |
||
|
|
||
|
4 • Стенки скважины (3) – боковые поверхности |
||
2 |
буровой скважины |
||
• Ось скважины (4) — воображаемая линия, |
|||
|
|
||
|
|
соединяющая центры поперечных сечений |
|
5буровой скважины
•Ствол скважины (5) – пространство в недрах, занимаемое буровой скважиной.
•Обсадная колонна (6) – колонна соединенных между собой обсадных труб. Если стенки скважины сложены из устойчивых пород, то в скважину обсадные колонны не спускают
Элементы скважины
Бескерновое бурение -
бурение, при котором горная порода разрушается на всей площади забоя, представляющего собой круг
Элементы скважины
Колонковое бурение —
бурение, при котором горная порода разрушается по кольцевому забою с столбика выбуриваемой породы - керна
Скважина и её элементы: 1 — устье; 2
—стенки; 3 — забой; 4
—участки стенок, закреплённые обсадными трубами; D1,
D2, D3 — диаметры обсадных труб и
ствола скважины; L — глубина скважины.
Основные элементы буровой скважины
На показана буровая скважина и даны её основные элементы:
точка заложения скважины - географические координаты её устья; устье - начало скважины; забой - дно скважины;
стенки - боковая поверхность скважины; диаметр - условный диаметр буровой скважины, равный номинальному диаметру породоразрушающего
инструмента (фактический диаметр скважины больше номинального диаметра породоразрушающего инструмента за счет разработки стенок скважины).
Конструкция скважины определяется величинами её диаметров на различных интервалах глубины, а также диаметрами и длинами направляющей трубы и обсадных колонн; направляющая труба - обсадная труба различной длины, предназначенная для закрепления устья
скважины, придания направления бурящемуся стволу скважины и обеспечения направления движения потока промывочной жидкости; кондуктор - колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхней части скважины;
ствол - собственно скважина от устья до забоя (внутреннее пространство); ось - геометрическая ось симметрии скважины; глубина - расстояние от поверхности (устья) до забоя по оси скважины;
угол наклона - угол между осью скважины и её проекцией на горизонтальную плоскость; зенитный угол - угол между осью скважины и её проекцией на вертикальную плоскость (зенитный угол вертикальной скважины равен нулю);
азимут (азимутальный угол) - угол, измеряемый по часовой стрелке в горизонтальной плоскости между определённым направлением, проходящим через ось наклонной скважины, и проекцией оси скважины на горизонтальную плоскость. Азимут вертикальной скважины равен нулю. Если отсчёт азимута производится от географического меридиана, то получают истинный азимут, от магнитного меридиана - магнитный, от произвольного направления на репер — условный; апсидальная плоскость - вертикальная плоскость, проходящая через касательную линию к оси наклонной скважины в данной точке; трасса - положение оси скважины в пространстве;
профиль - проекция оси скважины на вертикальную плоскость; план - проекция оси скважины на горизонтальную плоскость.
Все скважины, бурящиеся с целью региональных исследований, поисков, разведки и разработки месторождений
подразделяются на следующие категории и группы.
Геологоразведочные скважины делят на опорные, параметрические, структурнокартировочные, поисковые и разведочные.
Опорные скважины бурят для изучения геологического строения и гидрогеологических условий крупных
геоструктурных элементов (регионов) для выбора наиболее перспективных направлений геологоразведочных
работ.
Параметрические скважины бурят для измерения параметров геофизических свойств и температуры пород в условиях их естественного залегания, изучения и выявления перспективных районов для детальных
геологопоисковых работ.
Структурно-картировочные скважины бурят для выявления и изучения геологических структур, элементов залегания пластов пород, для контроля и уточнения данных геологической и геофизической съемок.
Поисковые скважины бурят для открытия новых месторождений полезных ископаемых.
Разведочные скважины бурят для оконтуривания и определения запасов полезного ископаемого, установления горнотехнических условий и выбора метода его эксплуатации.
Эксплуатационные скважины бурят для добычи нефти и газа, подземных вод, рассолов, содержащих соли брома, йода и других компонентов; для подземной газификации углей, выплавки серы и озокерита, выщелачивания железа, марганца, фосфоритов, меди и солей урана, возгонки ртути, подземного сжигания серы, скважинной
гидродобычи углей и фосфатов; использования тепла земных недр. В соответствии с добываемым полезным
ископаемым эксплуатационные скважины подразделяют на нефтяные, газовые, гидрогеологические, геотехнологические, гидротермальные.
Технические скважины бурят для решения различных инженерных задач.