Технология ремонта артезианских скважин

Методы восстановления дебита скважин на воду выбирают на основе анализа исходных данных (конструкция фильтра и скважины, интенсивность проявления кольматационных процессов, степень изменения физических и химических свойств кольматирующих отложений, фильтрационные характеристики водоносных пород). После выбора метода, обеспечивающего в рассматриваемых условиях восстановление дебита скважины, близкого к первоначальному, подбирают технологию, включающую контроль хода восстановительных работ и оценку их эффективности.

Контроль хода обработки может быть универсальным для всех методов, когда в качестве переменных параметров применяется коэффициент фильтрации обрабатываемой зоны (сопротивление фильтра и прифильтровой области в заданном радиусе), количество удаленного шлама в растворенном или диспергированном виде. Эти параметры целесообразнее получать в процессе обработки.

Так, при обработке способом реагентной ванны при каждом последующем наливе в расчет водопроницаемости могут быть взяты данные о характере снижения уровня после налива. При этом гидродинамическая схема опробования в данном случае соответствует экспресс-наливу. В случае осуществления циклического задавливания реагента за контур фильтра герметизированной скважины с последующим снятием давления также моделируется экспресс-налив.

Стабилизация определенной в каждом цикле обработки водопроводимости или показателя обобщенного сопротивления скважины является критерием окончания обработки. Правомерность такого определения водопроводимости с гидродинамической точки зрения представляется достаточно обоснованной, однако для более точного решения этого вопроса были проведены исследования с использованием контролируемых параметров.

Приведенные сведения касаются циклической обработки с попеременным отдавливанием реагента за контур фильтра и прослеживанием восстановления уровня в скважине после снятия давления. При обработке опытных данных использовали эталонные кривые. Одновременное наблюдение за изменением коэффициента фильтрации при стандартном давлении столба отжатой жидкости в стволе скважины, восстановлением уровня и концентрацией растворенного железа указывает на тесную связь этих параметров. Следовательно, надежным контролирующим показателем может быть каждый из упомянутых, но наиболее легко определимым является время восстановления уровня при стандартных условиях возмущения скважины.

При импульсном воздействии (взрыве ТДШ, электрогидроударе, пневмовзрыве, имплозии) процесс обработки можно контролировать по количеству шлама, образующегося в ходе обработки и собираемого в отстойнике фильтра или в специальном шламосборнике, опускаемом в скважину вместе с разрядником или пневмоснарядом.

Рассматриваемый метод контроля за ходом обработки также является косвенным: благодаря ему фиксируется только та часть шлама, которая удаляется с внутренней поверхности фильтра или из его отверстий. Та часть кольматанта, которая разрушается в прифильтровой области, а затем удаляется прокачкой, в ходе обработки, не фиксируется, то есть отсутствуют надежные методы контроля эффективности импульсной обработки непосредственно в ходе ее проведения. Для оценки эффективности восстановления дебита необходимо осуществлять экспресс-опробование или прокачку скважины, однако предпочтительнее совмещать опробование с прокачкой, которая проводится для удаления разрушаемого кольматанта из прифильтровой зоны.

При дискретном импульсно-реагентном методе контроль хода обработки может осуществляться по изменению концентрации кольматирующих частиц в реагенте и изменению (уменьшению) его концентрации. При виброреагентном методе характерным показателем, которым можно пользоваться при контроле хода обработки, является амплитуда гидродинамического давления. В процессе разрушения кольматанта и увеличения водопроницаемости фильтра и прифильтровой зоны амплитуда импульсов гидродинамического давления постепенно уменьшается, а при фиксированных параметрах источника вынужденных колебаний (рабочего органа вибратора) минимальная амплитуда соответствует моменту восстановления водопроницаемости фильтра и прифильтроврй зоны.

Таким образом, при оценке эффективности методов восстановления в первую очередь следует учитывать возможность восстановления дебита до первоначального значения. Во вторую очередь оценку проводят по показателю обобщенного сопротивления фильтра и прифильтровой зоны, коэффициенту фильтрации в зоне скважина — пьезометр, удельному дебиту скважины при равном понижении уровня до и после восстановления дебита. Сопоставление удельного дебита после обработки с первоначальным правомерно при неизменных внешних граничных условиях водоносного пласта в пределах водозабора.

Степень декольматации фильтра по вертикали может оцениваться и путем расходометрии, однако в этом случае необходимы первичные данные о распределении водопритока по высоте фильтра. Для оценки эффективности восстановительных мероприятий на скважинах допустимо использование экспресс-методов опробования: экспресс-налива, экспресс-оттартовывания, возмущения способом подкачки газа с прослеживанием характера затухания колебаний при мгновенном снятии давления и т. д.

Определение ремонтопригодности скважин

При реагентных обработках нежелательное воздействие реагентов и растворяющихся кольматирующих отложений на материал фильтров и гравийных обсыпок предупреждается введением соответствующих реагентов или ингибированием, что входит непосредственно в технологический процесс регенерации. Импульсное воздействие обычно труднорегулируемо, а предельные амплитуды давления и частотные характеристики до недавнего времени оставались неизвестными. Существенный интерес представляют при этом не только предельные нагрузки на фильтр-каркас, но и характер деформации (изменения фильтрационных и суффозионных характеристик гравийных обсыпок или пород в прифильтровой зоне).

Ремонтопригодность скважин при импульсном воздействии

Импульсное воздействие при декольматации скважин осуществляется последовательной передачей импульса давления столбу воды в скважине и, следовательно, ее фильтру. Импульс давления передается за-кольматированному фильтру в виде ударной и акустических волн, которые сопровождаются переходными процессами. Ударная волна создается быстрым (порядка 1. 100 мкс) выделением энергии в среде, подвергающейся импульсному воздействию.

Кроме того, в зависимости от акустической жесткости среды разрушающим фактором могут быть расширяющиеся газы. Комплекс всех действующих факторов в максимальном их выражении проявляется при взрыве взрывчатых веществ (ВВ). Ударная волна наиболее опасна для каркаса фильтра, а расширяющиеся газы — для каркаса фильтра и гравийной обсыпки. Сравнительные исследования интенсивности воздействия на фильтр показали, что максимальное давление наблюдается при взрыве ТДШ и зависит от числа ниток ТДШ (табл. 2). При электрогидроударе (ЭГУ) давление в канале пробоя при оптимальных параметрах разрядного контура не превышает 10. ..12 МПа, а на внутренней стенке фильтра оно меньше. При пневмовзрыве в зоне фильтра создается импульс не более 5. 6 МПа.

Источник

Особенности текущего и капитального ремонта скважин

Практика использования скважин в качестве источника автономного водоснабжения широко распространена в пределах нашей страны. Обустройство скважины достаточно затратно, однако в процессе эксплуатации она полностью себя окупает, при этом качество воды с артезианского источника и жидкости, подающейся по коммунальному водопроводу, несравнимо.

В процессе использования источника возникает необходимость осуществлять текущий и капитальный ремонт скважин, о которых мы поговорим в данной статье. В публикации рассмотрены разновидности ремонтных работ, приведен обзор требуемого оборудования и даны рекомендации по восстановлению скважин своими руками.

1 Причины ремонта и способы их диагностики

С любой скважиной — на песок либо на известняк (артезианской), в процессе эксплуатации случаются практически идентичные неисправности. В зависимости от типа источника отличается лишь его долговечность и, как следствие, интенсивность протекания определенных деструктивных процессов.

Так, эксплуатационный ресурс глубинных артезианских скважин может достигать 50 лет, а источники пробуренные на песчаный водоносный горизонт служат в лучшем случае 10 лет. Такая разница объясняется заиливаем, которое и является основной причиной выхода скважин из строя.

Под заиливанием подразумевается попадание в перфорации фильтрующего участка обсадной трубы грунта, который забивает отверстия и не дает воде поступать внутрь колонны. Источник на песок заиливается гораздо быстрее, чем артезианская скважина, фильтрационная секция которой расположена в пласте твердого известняка.

Грязная вода из заилившейся скважины

Помимо заиливания причины ремонта могут быть следующие:

изменение уровня водоносных горизонтов, из-за которых в источнику пропадает вода, что приводит к необходимости углубления скважины;
поломка и деформация отдельных участков обсадной колонны из-за давления грунтовых масс;
обрыв глубинных насосов.

Также не стоит сбрасывать со счетов возможные ошибки, допущенные при проектировании и бурении источника. Основными факторами, свидетельствующими о необходимости выполнять обслуживание либо ремонт, являются снижение уровня воды, ее мутность и наличие в составе сторонних примесей.

Чтобы выявить конкретные причины неисправности в идеале нужно выполнять диагностику скважины. Данная услуга предоставляется профильными организациями, при этом ее стоимость достаточно большая — цены начинаются от 10 тыс. рублей и зависят от глубины водозаборной конструкции. Диагностика включает проведение гидродинамических испытаний источника и геофизический анализ близлежащей территории.

Забитый отложениями участок обсадной трубы

Однако существует более доступный вариант диагностики с применением зонда — видеокамеры, опускаемой внутрь обсадной колонны, которая выводит картинку на монитор и позволяет определить целостность обсадных труб, герметичность колонны и увидеть состояний фильтрующей секции.

Как при эксплуатации скважин на воду, так и при использовании добывающих нефтяных и газовых шурфов, могут проводиться 2 вида восстановительных работ — текущий и капительный ремонт скважин. Рассмотрим каждый из них подробнее.
к меню ↑

1.1 Текущий ремонт скважин

В зависимости от восстанавливаемого участка текущий ремонт скважин может быть подземным либо наземным. Наземные ремонтные работы ориентированы на исправление дефектов оборудования и насосных агрегатов, расположенных в устье скважины, восстановление трубопроводов, регулирующей аппаратуры, гидроаккумуляторов.

Подземный ремонт направлен на работу с оборудованием, размещенным внутри обсадной колонны, помимо этого он включает ряд мероприятий по восстановлению целостности самой обсадной трубы, повышению дебита источника либо его дополнительное разбуривание с целью перехода на более глубокий водоносный слой. В группу текущих ремонтных работ также входит продувка скважины и чистка ее фильтра от заиливания, однако данные мероприятия можно в равной степени классифицировать как аварийные.

Текущий ремонт скважин своими руками всегда состоит из следующих этапов:

к источнику доставляется необходимое оборудование;
выполняется подготовка скважины к ремонту;
проводятся чистка обсадной колонны и ликвидация небольших повреждений, по мере необходимости — замена износившегося оборудования;
используемые для ремонта агрегаты демонтируются и подготавливаются к обратной транспортировке.

Желонка для очистки скважины

Чистка источника от ила в простейшем варианте выполняется с помощью желонки, представляющей собой металлическую трубу длиной 1-2 м, на нижнем торце которой расположено входное отверстие, перекрытое шаровым затвором. Желонка на тросе опускается внутрь обсадной колонны и внутрь трубы попадет песок скопившийся в фильтре песок, далее затвор перекрывает нижний торец трубы и конструкция поднимается на поверхность, очищается и процесс выполняется повторно.

Если очистка желонкой не принесла результатов и поступление воды не восстановилось, что возможно в случае плотного закупоривания перфораций фильтра песком, необходима продувка скважины. Для продувки потребуется приобрести специальное оборудование — эрлифт (компрессор), способный осуществлять подачу воздуха под давлением 10-15 атмосфер.

Суть метода заключается в том, что внутрь обсадной колонны опускается шланг, через который эрлифт закачивает воздух, при этом устье колонны перекрывается герметичной крышкой. Повышение давления приводит к тому, что поток воздуха очищает фильтрационную секцию, выдавливая все загрязнения из ее перфораций.

Схема промывки скважины

Однако реанимация непродуктивных скважин с помощью продувки имеет ряд ограничений. Она может выполняться только для источников на песок, глубина которых не превышает 40 метров — ремонт артезианских скважин производится с помощью промывки (методы отличаются лишь тем, что при промывке под высоким давлением подается вода). Также продувка может привести к повреждению фильтра скважины, который является неремонтопригодным. В таком случае потребуется бурение нового источника.

Приспособление для изъятия шлангов и тросов

Отдельно отметим аварийные ситуации, возникающие по причине обрыва погружных насосов и другого оборудования. Для извлечения сторонних предметов используется специальная подъемная техника. Если упавшая конструкция металлическая — применяются магнитные подъемники, при падении шлангов, тросов и прочих гибких изделий — специальные паукообразные захваты.

Серьезную проблему может представлять обрыв оборудования в артезианские скважины, глубина которых может превышать 100 метров. В таком случае извлечение выполняется с помощью ловильного инструмента укомплектованного камерами, выводящими картинку из колонны на экран оператора.
к меню ↑

1.2 Технология капитального ремонта скважин на воду (видео)

2 Капитальный ремонт скважин

В перечень мероприятий, выполняемых при капитальном ремонте, входят исключительно подземные работы. Капитальный ремонт скважин, как правило, связан с восстановлением дебита источника в случаях, когда чистка его фильтрационной секции не принесла требуемых результатов.

Реанимация скважин в таком случае возможна за счет поршневания и обустройства вокруг фильтра цементного моста, отделяющего обсадную колонну от окружающего ее песка. Непосредственно ремонтные работы могут быть связаны с восстановлением разгерметезированной обсадной колонны, в которую через трещины попадают всевозможные загрязнения. Заделка повреждений выполняется посредством цементации затрубного пространства.

В случаях, когда отсутствие воды в источнике связано с понижением уровня водоносной слоя, практикуется углубление скважины, для которого необходимо привлечение бурового оборудования. Секция обсадной колонны, смонтированная после углубления, всегда уже ее основной части, так как дополнительную часть трубы опускается на забой внутри старой колонны.

Учитывайте, что капитальный ремонт скважины может требовать привлечения серьезных материальных затрат, но при этом никаких 100% гарантий на восстановление источником работоспособности вам не даст ни один подрядчик. Поэтому в некоторых случаях будет рациональным бурение на участке новой скважины.

Источник

Технология ремонта артезианских скважин

Восстановление скважин на воду