Всегда следует предусматривать установку направления до глубины 4—6 м от поверхности земли. После этого необходимо проектировать бурение скважины под колонну обсадных труб. Если намеченный для опробования и эксплуатации водоносный горизонт залегает неглубоко от поверхности земли (80—100 м), то можно проектировать одноколонную конструкцию. После спуска колонны и цементирования затрубного пространства от башмака до устья следует намечать вскрытие водоносного горизонта.
Если же скважина проектируется на более глубоко залегающий водоносный горизонт (200—300 м) и при этом необходимо также сохранить значительным эксплуатационный диаметр скважины, то следует предусматривать конструкцию с тремя и даже четырьмя колоннами (см. рис. 35,Б). При этом, кроме установки направления, необходимы спуск кондуктора на глубину 40—50 м, промежуточной колонны на глубину 140— 150 м и эксплуатационной колонны на глубину 250—300 м (эти величины приведены условно; глубина спуска отдельных колонн должна сочетаться с конкретным геологическим разрезом и гидрогеологическими условиями).
В проекте должно быть обязательно предусмотрено цементирование кондуктора и эксплуатационной колонны; в зависимости от конкретных условий промежуточные колонны можно не цементировать.
Такая многоколонность конструкций скважин на воду, проектируемых для бурения роторным способом, и относительно небольшие выходы колонн по сравнению с конструкциями скважин значительно большей глубины, проходимых для вскрытия нефтяных месторождений, объясняются следующими причинами.
Станки и двигатели, используемые для бурения нефтяных скважин, более мощные, чем станки и двигатели, применяемые при бурении разведочно-эксплуатационных скважин на воду роторным способом. Кроме того, эксплуатационные диаметры нефтяных скважин обычно равны 168 и 127 мм, а иногда даже 102 мм, тогда как эксплуатационные диаметры сравнительно глубоких скважин на воду нередко достигают 273 и 325 мм, а иногда и больше. Это обусловливает применение забойного инструмента большого диаметра, так как по технологии роторного бурения диаметры забойного инструмента должны превышать наружные диаметры обсадных колонн не менее чем на 100 мм, а при значительных выходах колонн — на 150—200 мм. Так, для спуска в скважину колонны обсадных труб диаметром 377 мм (внутренний диаметр 355 мм) под эту колонну следует бурить долотом диаметром 445 мм, а для спуска колонны диаметром 1219 мм (внутренний диаметр 203 мм) — долотом диаметром 295 мм.
В то же время станки, выпускаемые в настоящее время серийно и применяемые для бурения скважин на воду роторным способом, конструировались для иных целей и не рассчитаны на работу инструментом большого диаметра. В связи с этим проходные отверстия стола ротора у них не превышают 250 мм и работа тяжелым снарядом для обеспечения значительного выхода колонны большого диаметра может вызвать поломки и аварии.
При проектировании скважин для роторного бурения надо чередовать колонны не менее чем через один диаметр (например, 426—325—219 мм; 508—426—325—219 мм; 377—273—168 мм).
Необходимо цементировать колонну (особенно при одноколонной конструкции) от башмака до устья. Таким образом, вокруг обсадной колонны создается сплошное цементное кольцо, которое обеспечивает плотное сопряжение наружного периметра трубы с окружающими породами и защищает обсадные трубы от коррозии их грунтовыми водами (рис. 43). Высоту цементирования других колонн (считая снизу от башмака) нужно определять, исходя из действительной необходимости и реальных возможностей с учетом имеющегося оборудования, производительности насосов, мощности цементировочных агрегатов. Во всяком случае следует стремиться, чтобы эта высота была возможно большей.
Расход сухого тампонажного цемента на 1 м. цементирования затрубного пространства скважин при роторном способе бурения можно определять по табл. 17, однако в ней не учтен расход цемента на раструску и другие потери, а также на увеличение диаметра скважин при бурении по сравнению с диаметром применяемого долота. Этот расход составляет около 25% расхода сухого цемента, указанного в табл. 17. Для приготовления цементного раствора в сухой цемент добавляют 20% воды от общего веса сухого цемента.
При определении диаметров обсадных труб (табл. 18 и 19), необходимых для крепления скважин, нужно принимать в расчет эксплуатационный и конечный диаметры скважины, количество обсадных колонн для данного вида бурения и приведенные ранее эксплуатационные и санитарные требования.
Проектирование разведочно-эксплуатационных скважин для водоснабжения.
Белицкий А.С., Дубровский В.В., Издательство "Недра", 1968