Причины заиливания скважин на песок
На фото вода с илом со дна скважины
Причины заиливания скважин на песок можно разделить на две крупные группы:
Естественное заиливание;
Аварийное заиливание.
Естественное заиливание это неизбежный процесс, который происходит в каждой скважины на воду поставленной на песчаник. Оно проходит достаточно медленно и почти всегда поддается контролю и ремонту. Кроме того выбор грамотной конструкции скважины позволяет существенно снизить скорость естественного заиливания.
Аварийное заиливание отличается от естественного в первую очередь скоростью развития ситуации. Если имеет место аварийное заиливание, то скважина может очень быстро заполниться песком до уровня, на котором заканчивается водоносный слой. При аварийном заиливании скважину не всегда можно «реанимировать». Иногда ремонтные мероприятия могут просто не иметь смысла. Некоторые варианты аварийного заиливания можно предотвратить путем правильного выбора конструкции скважины на этапе создания.
Ниже будет рассмотрено естественное и аварийное заиливание фильтровых скважин на песок. Другие типы скважин (например, скважины на каверну) в процессе эксплуатации могут заиливаться и по иным причинам.
По каким причинам и как происходит естественное заиливание скважин на песок
Заиливание через фильтровальный участок
Практически в любом водоносном песчанике имеет место фракция очень мелкого размера. С потоком воды этот мелкий песок проходит через фильтр во внутреннюю часть обсадной колонны. В режиме эксплуатации скважины поток этого песка можно условно разделить на 3 части:
Первая часть песка проплывает сквозь колонну вместе с потоком воды;
Вторая часть забирается насосным агрегатом и понимается на поверхность;
Третья часть песка под действием силы тяжести оседает в отстойнике.
В случае если отбор воды из скважины не происходит, то поток песка попадающий в обсадную трубу делится на две составляющие:
Первая часть, как и в режиме эксплуатации, проплывает сквозь фильтровую колонну;
Вторая часть оседает в отстойнике.
Песок, оседающий в отстойнике, и образует иловые отложения. Поскольку в случае отсутствия отбора воды часть песка оседающего в отстойник очевидно больше, то и заиливание скважин на песок при отсутствии отбора воды происходит быстрее.
Снизить темпы заиливания через фильтровой участок можно путем уменьшения размера ячейки фильтровой сетки. Однако это приводит к снижению скважности и в результате к падению дебета скважины.
Использование вибрационных насосов приводит к росту скорости заиливания через фильтр. При использовании центробежных насосов темпы заиливания значительно ниже. При этом на скорость заиливания нередко влияет и уровень «загрузки» насоса.
Последствия данного варианта заиливания можно удалять путем профилактических чисток отстойника скважины от ила.
Заиливание через нижний торец
Еще один канал поступления песка или иной породы во внутреннюю часть обсадной колонны – нижний торец скважины. Если его оставить совсем открытым, то заиливание может иметь аварийный характер. По этой причине нижний торец в фильтровых скважинах обязательно защищают с помощью пробки или отсыпки мелким гравием.
Отсыпка гравием не самый эффективный метод защиты нижнего торца скважины от заиливания. Но при некоторых технологиях бурения установка пробки невозможна. По этой причине нижний торец скважины перекрывают слоем камня. При проведении защитных операций данного типа следует учитывать, что чем меньше гравий, тем лучше и качественнее получается защита скважины от заиливания.
Установка пробки на нижний торец скважины – это оптимальное решение для защиты от поступления песка в обсадную колонну. При этом есть 2 типа пробок. Одни крепятся на трубу резьбовым соединением. Другие просто надеваются на трубу и фиксируются с помощью саморезов. Первый тип пробок обеспечивает самый высокий уровень защиты от заиливания. Второй тип пробки требует дополнительной герметизации. Эта герметизация может быть проведена в момент монтажа обсадной колонны специалистами или происходить естественным путем. Во втором случае на начальном этапе эксплуатации скважины незначительное заиливание будет иметь место.
Заиливание скважины через верхний торец обсадной трубы
Еще один источник, через который скважина может заиливаться – верхний торец. Если его не закрыть, то в скважину могут попадать листья и другие предметы. Они неизбежно будут оседать в отстойнике скважины.
Заиливание через верхний торец предотвратить проще всего. Нужно просто использовать оголовок или соорудить «крышку» из любых подручных материалов.
При бурении скважины на песок важно уделить внимание тому, что бы обсадная труба поднималась над поверхностью земли. Обычно оставляют конец трубы длиной 0,5 метра. Но некоторые, особо «экономные» бригады срезают обсадную трубу до уровня земли. В этом случае может возникнуть ситуация при которой через верхний торец в скважину будет попадать очень большое количество мусора.
По каким причинам происходит аварийное заиливание скважин на песок
Аварийное заиливание в результате разрушения фильтровальной сетки
Одна из наиболее распространенных конструкций фильтровых скважин на песок, которая использовалась в прошлом, была основана на фильтровальном участке состоящем из металлической обсадной трубы и фильтровальной сетки из нержавейки галунного плетения. В результате электрохимических процессов в породе нержавейка через 15 – 20 лет эксплуатации подвергается полному или частичному разрушению. В результате возникает ситуация при которой во внутреннюю часть обсадной колонны начинает поступать значительное количество песка различных фракций из слоя.
В этом случае при определенных условиях возможно проведение ремонтных мероприятий. В существующую обсадную колонную устанавливается еще одна с новым фильтровальным участком.
В настоящее время в большинстве случаев для оборудования фильтровых скважин на песок используют обсадные трубы нПВХ и синтетические фильтры (ЭФВП или пластик). Ожидается что использование этих материалов позволит эксплуатировать скважины на песок без аварий на протяжении большего промежутка времени.
Заиливание при разрушении обсадной трубы
Как и в предыдущем случае, речь идет в первую очередь о скважинах на песок со стальными обсадными трубами. В некоторых местах, из-за особенностей пород, эти трубы могут подвергаться ускоренной коррозии. В результате через несколько десятков лет в трубе могут образоваться свищи через которые во внутреннюю полость обсадной трубы будет поступать вода с большим количеством песка. В зависимости от степени износа трубы этот процесс может приводить к ускорению естественного заиливания или переходить в режим аварийного заиливания.
Если скважины является ремонтопригодной, то возникшую проблему можно решить путем установки резервной обсадной колонны. При малом диаметре обсадной трубы на скважине, ремонт производить возможности нет и придется бурить новую скважину.
Нарушение герметичности в местах крепления обсадной трубы
Еще одно слабое место обсадных колонн – места стыков отдельных труб. Трубы соединяются между собой резьбой или сваркой. Резьбовое соединение является более предпочтительным. Сварочное соединение используется в основном для металлических обсадных труб больших диаметров.
Оба типа соединений по причине некачественного монтажа или под действием иных факторов могут разрушаться. В этом случае герметичность обсадной колонны нарушается и в результате может иметь место аварийное заиливание скважины.
Ремонт подобных скважин, как правило, проводят чистой от иловых отложений и установкой дополнительной обсадной колонны.
Причина быстрого заиливания - работа вибрационного насоса
Вибрационные насосы в силу особенностей своей конструкции так же могут стать причиной ускоренного и даже аварийного заиливания скважин. Насосы данного типа являются источником вибраций, которые в свою очередь распространяются на воду, обсадную трубу и водоносный слой. Вибрации приводят к ускоренному перемещению мелких частиц породы и увеличению их потока через фильтровальный участок скважины.
Особенно опасным вибрационный насос является в скважинах, в которых нижний торец отсыпан гравием. Дело в том, что под влиянием вибраций гравий может начать уходить в водоносный песок, в результате чего нижний торец скважины окажется незащищенным.
Чревато использование вибрационных насосов и при использовании щелевых фильтров без дополнительной фильтровальной сетки.
В качестве защиты от аварийного заиливания можно порекомендовать установку в скважину центробежных насосов. В случае если использование данного типа насосов невозможно, то нужно стараться избегать установки вибрационного насоса в фильтровую колонну.
Вымывание отсыпки на нижнем торце скважины
Как уже говорилось выше, отсыпка нижнего торца скважины гравием – не самый эффективный метод защиты от заиливания. Под действием различных факторов гравий может уходить в водоносный слой. Если создалась подобная ситуация, то через некоторый промежуток времени гравийная засыпка разрушится. Естественно, что в результате произойдет аварийное заиливание скважины.
В этом случае ремонтные мероприятия проводятся в следующем порядке. Сначала вымываются иловые образования из обсадной трубы. После этого производится восстановление гравийного слоя.
Неправильно выбранный фильтровой участок – распространенная причина заиливания
Не секрет, что многие буровые бригады не имеют не только специального образования, но и совести. По этой причине они, по незнанию или намеренно, устанавливают фильтровые участки которые приводят к ускоренному заиливанию скважин. Очень часто в качестве подобных фильтров выступают щелевые фильтровые трубы. Этот тип труб изготавливается почти всеми производителями обсадных труб. А вот грамотно применять данный тип фильтров умеют не все бригады. Ведь возможности для использования щелевых фильтров очень ограничены. Например, если поставить щелевой фильтр на пылеватых песках, то заиливание будет происходить с чудовищной скоростью.
Нередко допускаются ошибки и с другими типами фильтров. Например, неверно выбирается размер ячейки фильтровальной сетки, может быть проведен неверный монтаж фильтровальной сетки на трубу.
Решается данная проблема или установкой внутренней фильтровой колонны или очень частыми чистками скважины. Последнее решение, при значительной стоимости, может оказаться весьма накладным удовольствием.
Популярное на сайте:
[moduleplant id="104"]