Глава 5 Опробование скважин

5.1. Метод опережающего опробования

В рыхлых песчано-глинистых отложениях применяют бурение с глинистым раствором. Для опробования водоносных пластов ис­пользуют опробователь пластов ОП. При встрече водоносного пласта, на бурильных трубах спускается фильтр-опробователь (рис. 39), кото­рый внедряют в рыхлый водонасыщенный песок путем нагнетании в гидромониторный наконечник воды и расхаживания бурового сна­ряда.

Рис. 39. Фильтр-опробователь пластов ОП.

После вскрытия рыхлого песчаного водоносною пласта буровой инструмент из скважины извлекают, а вместо него на бурильных трубах опускают фильтр-опробователь. Через бурильные трубы 1 вода от насоса подается в корпус 2 фильтра-опробователя и далее че­рез клапан 3 и промывочную трубку 4 в отверстие 8 в лопастном долоте 7. Гидродинамическое воздействие истекающей из отверстия 7 воды и периодическое расхаживание бурового инструмента обеспечи­вают внедрение фильтра-опробователя в пласт на глубину 1,5—2,0 м. Наличие обратных клапанов 5 препятствует поступлению поды в зазор между корпусом 2 и промывочной трубкой 4.

После внедрения фильтра-опробователя (его длина составляет 1,0— 1,2 м) над ним образуется песчаная пробка, перемешанная с глини­стым раствором, которая изолирует его от ствола скважины, заполненной глинистым раствором. Поэтому в бурильных трубах устанав­ливается пьезометрический уровень воды, соответствующий статиче­скому уровню водоносного пласта. Замер уровня воды в бурильных трубах производят электроуровнемером. Из бурильных труб можно осуществить эрлифтную микрооткачку, если в них опустить воздуш­ные трубки малого диаметра (18—20 мм). Пластовая вода, фильтруясь через сетчатое покрытие 6, поднимается вверх через обратные клапа­ны 5, поступает в бурильные трубы 1 и далее на дневную поверхность. В результате проведения такой микрооткачки осуществляют отбор про­бы пластовой воды для химического и бактериологического анализа, а также ориентировочно оценивают удельный дебит пласта.

Опережающий метод используют на стадии поисково-разведочных работ для последовательного опробования рыхлых водоносных плас­тов, вскрываемых при бурении скважин с глинистым раствором. Данный метод позволяет отказаться от весьма трудоемких работ по установке стандартных фильтров, их изоляции и проведения опытных откачек. [3]

5.2. Съемный испытатель пластов сип-3

В устойчивых породах используют ис­пытатель пластов СИП-3 (рис. 40).

СИП-3 уста­навливают на забой таким образом, чтобы фильтр 4 находился в зоне водоносного пласта. Это достигается различной дли­ной хвостовика 5. Под действием веса бурильных труб 2 резиновый пакер 3 расширяется и перекрывает ствол скважины. Опробование водоносного пласта осуществляют эрлифтной откачкой, для чего в верх­нюю часть буровой колонны включают колонковые трубы 1. [3]

Рис. 40. Схема установки снаряда СИП-3.

5.3. Приборы для гидрогеологических исследований в скважинах

5.3.1. Приборы для измерения и регистрации уровня воды в скважинах

Для измерения глубины залегания уровня воды в наблюдательных гидрогеологических, эксплуатационных и других скважинах используются различные уровнемеры.

Измерение уровня можно разделить на 2 метода: контактный и бесконтактный. К первому можно отнести: емкостный, поплавковый, гидростатический, буйковый. К бесконтактным: зондирование электромагнитным излучением, зондирование звуком, а также зондирование радиационным излучением.

С постепенным развитием прогрессивных измерительных средств каждый из способов получает характерный набор в своих общих технических реализациях, которые в разных случаях обладают и преимуществами, и недостатками. Разделяя уровнемеры для жидкостей по принципу действия, можно выделить электрические, микроволновые, механические, гидростатические, акустические и рефлексные. При проведении измерений уровня в несколько сложных условиях (камни, пыль, большой угол откоса для сыпучего вещества) применяется, чаще всего, лазерные уровнемеры, являющиеся безопасными для глаз, а также обеспечивающие полное отсутствие неправильных отраженных сигналов.

На данный момент широкое распространение получили следующие уровнемеры:

-Гидрогеологическая рулетка. Используется для измерения уровня воды в скважинах глубиной до 30 и 50 метров.

Уровнемер конструктивно представляет собой катушку с мерным тросом (отметки по 1 м) с электродом на конце. При контакте с водой загорается светодиод и подается звуковой сигнал.

Зачастую, при отсутствии специального оборудования, на скважине используется так называемая "хлопушка", рис.41.

Рис. 41. Хлопушка.

Хлопушка представляет из себя полость с ушком, опускаемая на мерном шнуре. При контакте с хлопушки с водой раздается характерный хлопок.

- Электроконтактные уровнемеры. Могут применяться только при использовании стальных обсадных труб. Большинство уровнемеров старой конструкции (которые используются и по сей день) имеют следующий принцип работы: один провод опускается в скважину, второй подсоединяется к металлической обсадной трубе, индикатором контакта с водой служит лампочка или стрелочный прибор (электрическая цепь замыкается). Таким образом, в дождливую погоду невозможно сделать замер, так же стоит отметить, что обсадная труба должна быть только металлическая. Схема измерения представлена на рис. 42.

Рис. 42. Электроконтактный уровнемер.

1 – обсадная колонна; 2 – контактный стержень;

3 – одножильный кабель с мерными метками; 4 - рулетка; 5 - батарейка; 6 – лампочка.

- Электроконтактные двужильные уровнемеры. Принцип работы аналогичен. Отличие заключается в применении двужильного провода, что позволяет проводить измерения в скважинах с любыми типами обсадных труб. Так же данные уровнемеры дополнительно могут оснащаться термометром.

- Уровнемер тензометрический УрТ - это тензометрический датчик, по специальному кабелю выдающий сигналы, соответствующие гидростатическому давлению воды и температуре. Уровнемер монтируется в скважину вместе с погружным насосом. Максимальная глубина до 100м. Сверху специальный кабель присоединяется к прибору индикации уровня.

При определении нескольких параметров и наблюдении за ними во времени используются автоматизированные режимные (скважинные) комплексы.

Данные комплексы предназначены для организации схем наблюдений за уровнем, температурой и электропроводимостью подземных вод в скважинах в автономном автоматизированном или ручном режиме, практически в любых условиях и любой конфигурации.

Применяются с использованием автономных(ручных) считывающих устройств (ридеры) или программируемых многоканальных устройств снятия и накопления информации (логгеры).

- на одной линии связи устанавливается необходимое количество датчиков для определения требуемого комплекса параметров в различных интервалах по стволу скважины.

- логгеры накапливают получаемую информацию в течении длительных наблюдений, что позволяет проводить режимные наблюдения в удаленных и труднодоступных районах.

- программный комплекс позволяет задавать режим съема информации, считывать накопленную информацию, обрабатывать и систематизировать ее.