Способы крепления стенок скважин

При бурении на воду часто приходится иметь дело с агрессивными (корродирующими) водами. Поэтому наряду с креплением стальными трубами находят свое применение неметаллические трубы и различные способы неметаллического крепления скважин.

Пластмассовые трубы характеризуются малым весом, удельный вес пластика 0,9–1,9 г/см³. Они обладают высокой стойкостью против коррозии, превышающей стойкость высоколегированных антикоррозионных сталей лучших марок.

Такие пластмассы, как поливинилхлориды и полиэтилены, химически устойчивы как к некоторым органическим, так и к неорганическим соединениям. Полистирол отличается высокой прочностью на удар. Поливинилхлоридные трубы можно подвергать любой механической обработке – фрезеровать, строгать, нарезать на них резьбу и т. д. Пластмассовые трубы имеют наружные диаметры: 40, 50, 63, 75, 90, 110, 140, 160, 225, 250, 315 мм.

Полиэтиленовые трубы соединяются между собой на резьбе, методом термической сварки в стык (наиболее прочное соединение), склеиванием и методом трения.

Стеклопластиковые трубы могут найти применение в практике буровых работ. Материал труб представляет собой армированные пластики: с целью увеличения прочности пластмасс в них вводят различные волокнистые материалы – бумагу (гетинакс), хлопчатобумажную, асбестовую или стекловолокнистую ткани (текстолиты, асбо- и стекловолокниты).

Пластмассы, армированные стекловолокном, отличаются очень высокой прочностью, достигающей прочности легированных сталей, коррозионноустойчивы. Такие трубы обладают малым весом – в 2,5–4 раза вес стеклопластиковых труп меньше, чем стальных.

Асбестоцементные трубы изготовляют из смеси 85 % портландцемента и 15 % асбеста. Прочность асбестоцементных труб зависит от длины волокон асбеста и марки цемента. Для крепления скважин применяют трубы, рассчитанные на давление 6, 9 и 12 кгс/см² марки ВТ-6, ВТ-9 и ВТ-12. Асбестоцементные трубы характеризуются следующими прочностными показателями: предел прочности при сжатии – 150 кгс/см², при растяжении – 155 кгс/см². Удельный вес – 2,5 г/см³.

В скважину трубы спускают, как обычно, на хомутах, без поддержки снизу или с нижней поддержкой. В последнем случае спуск труб производят на бурильных трубах, на нижнем конце которых устанавливают поддерживающее устройство – муфту с левой резьбой и стальной башмак.

Асбестоцементные трубы рационально использовать в скважинах, проходимых вращательным способом. Зазор между трубами и стенками скважины должен быть не менее 50 мм.

При ударно-механическом бурении асбестоцементные трубы устанавливают в скважине под защитой металлической колонны обсадных труб, которые затем извлекают.

Различают два типа соединений асбестоцементных труб: соединения, работающие на растяжение и на сжатие.

При первом типе соединений трубы спускают в скважину на глубину до 150 м, при втором – до глубины 200 м. В последнем случае спуск труб производят на бурильных трубах, ввинченных в несущий башмак асбестоцементной колонны (с нижней поддержкой).

Между собой трубы соединяют: а) без резьбы – металлическими накладными муфтами и кольцами; б) на резьбе – муфтами из металла, асбестоцемента.

В связи с канцерогенными свойствами асбеста, этот тип труб не следует применять в скважинах питьевого водоснабжения.

Фанерно-клееные трубы марок Ф-1 и Ф-2. Эти трубы изготовляются из березовой фанеры, склеенной фенолформальдегидным клеем холодной полимеризации при влажности стенок 6–10 % и характеризуются следующими показателями: предел прочности при растяжении 700–800 кгс/см², сжатии 500–600 кгс/см², при изгибе 400–450 кгс/см², удельный вес 0,7–0,8 г/см³.

В сухую скважину трубы спускают с нижней поддержкой с помощью специального башмака с муфтой, имеющей левую резьбу. Наращивание труб осуществляется при помощи муфтового соединения на клее ВИАМБ-3.

Наибольший экономический эффект от применения фанерных труб получен при эксплуатации сероводородных вод.

Недостатком фанерно-клееных труб, изготовленных на клее ВИАМВ-3, является возможность частичного растворения в воде фенольно-баритовой смолы, входящей в состав этого клея.

Электрохимический способ крепления стенок скважин. Сущность этого способа заключается в создании цементной трубы в пробуренной скважине при воздействии постоянного электрического тока и химических реагентов на цементную или цементно-глинистую пасту с наполнителем, песком и т. д., залитую в скважину.

Электрохимический способ крепления, помимо экономии металла и ускорения проходки скважин, позволяет использовать для исследования все виды скважинной геофизики, что является весьма важным при разведке твердых полезных ископаемых.