Назначение буровых скважин

Содержание

Стр.

Введение………………………………………………...……….....................3-4

Назначение буровых скважин…………………………………………….....5-7

Назначение буровых работ..............................................................................8-10

Типовые конструкции инженерно-геологических скважин……………..….11

Виды бурения………………………………………………..………….........12-13

Заключение…………………………………..……………………....................14

Список литературы……………………………………………………….........15

 

 

Введение

Основным преимуществом такого вида бурения являются универсальность (возможность проходки скважин почти во всех разновидностях горных пород), возможность получения керна с незначительными нарушениями природного сложения грунта, сравнительно большие глубины бурения, хорошая освоенность технологии. Существенные недостатки – малый диаметр скважин.

Медленно-вращательное бурение. Сущность его состоит в том, что скважина углубляется инструментом режущего типа путем срезания с забоя сплошной стружки. Способ бурения отличается простотой технологии.

Шнековое бурение. Особенность способа состоит в том, что процессы углубления скважины и продуктов разрушения совмещены. Преимущества: высокая механическая скорость, сравнительно большой диаметр скважин, не нужна вода для промывки.

Винтовое бурение. Применяется редко. Сущность состоит том, что винтовой породоразрушающий инструмент завинчивается в грунт, а затем извлекается на поверхность. При этом размещенный на лопастях инструмента грунт срезается по боковым поверхностям. Способ может использоваться только в рыхлых и мягких грунтах.

Роторное бурение. Применяется только для бурения гидрогеологических скважин на воду, позволяет бурить скважины любого диаметра на любую глубину.

Ударно-канатное бурение. Отличается простотой технологии, высокой производительностью. Недостатки метода: невозможность проходки скважин в скальных грунтах, малая длина рейса, невозможность отбора качественных монолитов. [1]

Вибраци1онный метод бурения. Наиболее производительный метод (до 50-70 м/смену). Вибрационное бурение обеспечивает проведение качественной геологической документации исследуемого разреза.

Глубина скважин

Проектная глубина скважин наряду с ее значением определяет тип и мощность выбираемого бурового станка, основные параметры бурового оборудования и инструмента, отчасти начальный диаметр скважины и др.

В соответствии с глубиной бурения скважины условно подразделяются:

• до 10 м (неглубокие);

• от 10 до 30 м (средней глубины);

• от 30 до 100 м (глубокие);

• свыше 100 м (весьма глубокие).

 

Назначение буровых скважин

По назначению скважины подразделяются на: а) зондировочные, б) разведочные, в) технические, г) гидрогеологические, д) специального назначения.

Назначение инженерно-геологических скважин, их диаметры и правила отбора образцов представлены в таблице 1:

Тип скважин по назначению	d сква-жины (мм)	Назначение скважины	Цель отбора образцов и виды работ в скважинах	Правила отбора образцов при бурении
Зондировоч-ные	33-127	Для предварительного изучения геологического разреза, для установления границ между нескальными и скальными грунтами, границ распространения насыпных и заторфованных грунтов, а также границ залегания мерзлых грунтов, для определения уровня грунтовых вод и др. Зондировочные скважины являются преобладающими на начальных этапах изысканий.	Ориентировочная геологическая документация. Опытные работы в скважинах, как правило, не производятся.	Образцы нарушенного сложения отбираются непрерывно или через определенные интервалы.
Разведочные	108-219	Для детального изучения геологического разреза.	Образец грунта (керн), извлекаемый из скважины, служит для определения всех особенностей геологического разреза: последовательности в залегании слоев грунта, их мощности и положения контактов, структурных и текстурных особенностей грунта, плотности и консистенции грунта. Производятся простые по трудоемкости и непродолжительные по времени инж.-геологические опытные работы.	Образцы нарушенного сложения отбираются непрерывно. Допускается отбор образцов через определенные интервалы (при большом числе скважин на площадке).
Технические	127-325	Технические скважины являются разновидностью разведочных. Основное их назначение заключается в отборе образцов грунта с ненарушенным природным сложением (отбор монолитов). К техническим также относятся скважины, в которых производятся трудоемкие и продолжительные по времени опытные работы (штамповые опыты, испытания на срез и др.).	Определение физико-механических свойств.	Монолиты отбираются по всему интервалу бурения либо с определенных участков. Опытные работы проводятся на предусмотренных заданием интервалах скважины.
Гидро-геологичес-кие	108-426	Для изучения геологического и гидрогеологического разреза, но главным образом для изучения фильтрационных свойств грунтов.	Ориентировочная геологическая документация. Опытные работы – в основном откачки, наливы, нагнетания воды, воздуха.	Образцы нарушенного сложения отбираются через определенные интервалы. Опытные работы производятся после окончания бурения скважины.
Специаль-ного назначения	600-2000	Для проведения специальных работ в скважинах, а также для обеспечения возможности спуска в них человека. К этой группе скважин относятся также выработки, характер опытных работ в которых требует использования специального оборудования или особой технологии для их проходки.	Определение физико-механических свойств грунтов. В скважинах данной группы чаще всего ставятся штамповые опыты, испытания на сдвиг, отбираются монолиты большого размера.	Правила отбора образцов определяются специальными требованиями

 

 

Назначение буровых работ

К буровым работам относятся сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, которое осуществляется преимущественно механическим способом. Сооружение скважин помимо основного процесса – бурения скважин – включает в себя ряд вспомогательных работ: планировка площадки, монтаж и демонтаж вышки или мачты и другого бурового оборудования, приготовление промывочного агента, погружение и извлечение обсадных труб и др.

Под буровой скважиной понимается горная выработка, имеющая цилиндрическую форму и значительную длину при сравнительно малом диаметре. При инженерно-геологических изысканиях отношение длины к диаметру находится в пределах 0,2 – 0,001.

Буровые скважины на изысканиях проходятся для изучения геологического разреза, отбора образцов грунта с целью определения его состава, состояния и физико-механических свойств.

Задачи, решаемые с помощью бурения, определяют ряд специфических требований к этому процессу. Эти требования существенно отличаются от поисков и разведки полезных ископаемых, изучения и освоения подземных вод.

Сопоставляя геологоразведочное и инженерно-геологическое бурение, необходимо отметить, что техническая база для них общая. Однако, располагая общей технической базой, инженерно-геологическое и геологоразведочное бурение преследуют различные цели и решают различные задачи. Эти различия сводятся к следующему.
Объектом инженерно-геологического бурения является верхняя часть земной коры, находящаяся в зоне взаимодействия с инженерными сооружениями, для проектирования которых и осуществляется это бурение. Средняя глубина инженерно-геологических скважин составляет 10-15 метров. При геологоразведочном бурении средняя глубина скважин на порядок выше. Поэтому основной объем инженерно-геологического бурения осуществляется в нескальных грунтах, геологоразведочного – в скальных.

Образцы (керн), извлеченные в процессе геологоразведочного бурения, изучаются в основном с точки зрения их состава, при инженерно-геологическом бурении в равной мере является важным состав поднятых образцов, их состояние и свойства.

Перечисленные особенности предъявляют к технологии бурения инженерно-геологических скважин дополнительные требования. В результате инженерно-геологического бурения необходимость определения показателей состава, состояния и свойств массива грунта определяет широкое применение грунтоносов для отбора монолитов, что совершенно нехарактерно для геологоразведочного бурения. Сравнительно небольшая глубина при инженерно-геологическом исследовании делает возможным применение здесь методов зондирования, которые принципиально не отличаются от бурения. При геологоразведочных работах эти методы практически не применяются.

Основными требованиями к скважинам инженерно-геологического назначения являются:

1) получение исчерпывающих сведений о геологическом и гидрогеологическом строении исследуемых территорий,

2) получение достаточных и достоверных данных о физико-механических свойствах грунтов,

3) обеспечение возможности производства опытных работ с должным качеством как в процессе, так и по окончании бурения.
К наиболее важным особенностям инженерно-геологических скважин могут быть отнесены следующие:

• небольшая глубина (определяется видом проектируемого сооружения и геологическими условиями);

• незначительное различие в диаметрах скважин; диаметр скважин определяется только видом и характером опробования;

• из скважин производится непрерывный отбор керна, при этом должен обеспечиваться 100%-ный выход керна;

• из скважин должен производится непрерывный или поинтервальный отбор образцов (монолитов) грунта со сложением, близким к природному;

• в скважинах проводятся различные опытные работы, которые по времени бывают более продолжительные, чем сам процесс бурения;

• по завершении работ в обязательном порядке должен производится тампонаж скважин с целью ликвидации искусственных каналов и пустот для циркуляции грунтовых вод;

• чрезвычайное разнообразие условий бурения скважин, разбросанность объектов изысканий.

Это особенности являются необходимыми исходными предпосылками при разработке специализированных технических средств, технологических приемов бурения и организации буровых работ. [2]