Как обустроить устье скважины

Устье скважины — это важнейший элемент всей системы, на который возлагаются защитные и эксплуатационные функции. В зависимости от назначения сооружения обеспечивается специальное обустройство скважины. Данное мероприятие включает установку специального оборудования и проведение специфических работ.

Схема обвязки устья скважины достаточно сложна, а для ее обеспечения необходимо использование стандартной арматуры и технологии. Неправильное обустройство этого элемента конструкции может не просто ухудшить эксплуатационные характеристики скважины, но и сделать ее вообще неработоспособной.

Сущность элемента

Устье представляет собой самую верхнюю часть скважинного ствола, т.е. участок выхода эксплуатационной колонны на поверхность земли. Через ее отверстие обеспечивается подъем жидкости, опускание вниз эксплуатационного и контролирующего оборудования, проведение ремонтных работ. Другими словами, устье — это обустроенное входное отверстие скважины в основную скважинную трубу.

Для обеспечения надлежащей эксплуатации после того, как завершено бурение, осуществляется обустройство устья скважины. Оно подразумевает комплекс мер, включающих такие мероприятия:

  • герметизация верхнего участка трубы;
  • установка устьевого оборудования и арматуры;
  • обеспечение необходимого доступа для эксплуатации и ремонта скважины;
  • исключение промерзания верхней зоны.

Схема обустройства зависит от типа (назначения) сооружения. Выделяются такие основные разновидности скважин: для водоснабжения, добычи нефти или газа, а также для проведения исследовательских работ.

Устье представляет собой самую верхнюю часть скважинного ствола, т.е. участок выхода эксплуатационной колонны на поверхность земли. Через ее отверстие обеспечивается подъем жидкости, опускание вниз эксплуатационного и контролирующего оборудования, проведение ремонтных работ.

Конструктивно в обустройстве устья выделяются такие элементы:

  • оголовок (труба выше поверхности земли), внешняя стационарная защита, устьевая арматура для удержания погружных устройств и крепления наземных аппаратов;
  • устьевое оборудование, в т.ч. эксплуатационное и контролирующее;
  • система управления и электропитания;
  • распределительные устройства.

Герметизация устья скважины направлена, прежде всего, на защиту от проникновения сверху осадков, грязи, пыли, мелких предметов. Кроме того, в ряде скважин так называемого фонтанирующего типа она проводится для поддержания внутреннего давления в скважинном стволе и предотвращения самопроизвольной утечки поднимаемой жидкости (вода, нефть), а также газовых выбросов. Таким образом, степень герметичности зависит от типа сооружения.

Разновидности обустройства

Наибольшее распространение имеют скважины для водоснабжения. При обустройстве устья таких скважин применяются следующие основные способы:

  1. Адаптер — специальное устройство, состоящее из 2-х частей, причем одна устанавливается на обсадной колонне с заглублением (на глубине зимнего промерзания), а вторая — на выходе напорной трубы, идущей от насоса. Такое устройство обеспечивает герметизацию устья и другие эксплуатационные потребности. Основной недостаток его связан с установкой внутри обсадной колонны, что уменьшает диаметр скважины, а значит, ограничивает выбор погружного насоса по размеру (мощности). Основные преимущества: низкая стоимость и малогабаритность.
  2. Кессон — металлическая конструкция герметичного типа, заглубляемая в грунт на глубину 1-1,7 м (в зависимости от уровня промерзания почвы). Стенки кессона упрочнены стеклотканью с армировкой, а поверхность покрыта гидроизоляционным слоем из битумной мастики. С внутренней стороны все стенки сооружения утеплены, для чего обычно используется пенополипропилен (пенопласт). На днище такого устройства закреплена металлическая гильза, которая насаживается на обсадную колонну скважины, приваривается к ней и герметизируется. В кессон вводятся трубы и электропитание, причем места ввода тщательно герметизируются. Сверху конструкция имеет люк, через который человек может проникнуть внутрь.
  3. Колодец. В такой конструкции роль кессона выполняет неглубокая (2-3 м) колодезная шахта, стенки которой выполнены из железобетонных колец. Можно использовать кирпичную или каменную кладку. Дно такого колодца заливается бетоном с армированием стальными прутьями.
  4. Павильон. Это уже солидное сооружение, дно которого может заглубляться в грунт на 0,5-1 м. В павильоне размещается эксплуатационное оборудование (станция управления, гидробак, фильтрующие устройства и т.п.), а обслуживающий персонал свободно входит через дверь. Сооружение должно надежно защищать устье от осадков.
  5. Приямок или бункер. Эта конструкция наиболее часто применяется в российской практике частного и коллективного домовладения. Для такого обустройства скважины роется котлован глубиной 1,7-2 м. На донной части делается бетонная стяжка с укладкой армирующих стержней. Стенки можно изготовить путем заливки бетона или кирпичной кладки. В верхней части бункера устанавливается люк, через который по лестнице вниз может спуститься обслуживающий персонал. Особое внимание уделяется гидроизоляции, причем гидроизоляционным материалом следует покрыть как наружную, так и внутреннюю поверхность стенок.
Читайте также:  Параметр дебита скважины - это техническая или эксплуатационная характеристика?

Устьевое оборудование

В зависимости от назначения в обустроенное сооружение устанавливается необходимое оборудование устья скважины, т.е. устьевое оборудование и арматура. В водной скважине используется, как правило, следующий комплект:

  • оголовок;
  • погружной насос;
  • станция управления насосным оборудованием с контролирующими приборами и элементами водопровода;
  • запорная и соединительная аппаратура (система фитингов, штуцеров, клапанов и т.д.).

Оголовок представляет собой сборную конструкцию, которая устанавливается на верхнем конце обсадной трубы. Он может изготавливаться из стали, чугуна или высокопрочного пластика. Важно, чтобы он выполнял такие задачи:

  • герметизация скважины;
  • удержание погружного насоса, причем при значительных внутренних давлениях.

В состав оголовка входят такие элементы: металлический или пластмассовый фланец, карабин, уплотнительные резиновые кольца, крышка, футорка, заглушки, рым-болт.

Как правило, установка скважинного оголовка осуществляется без сварочных операций. Монтаж проводится в таком порядке:

  1. Строго перпендикулярно обрезается торец обсадной трубы, а затем верхний ее участок покрывается грунтовочным составом и антикоррозионной краской.
  2. На подготовленный участок устанавливается корпус оголовка, подводится кабель, после чего вся система стягивается хомутами.
  3. На рым-болте закрепляется трос, а на обсадную колонну помещаются фланец и уплотнительные кольца.
  4. После установки крышки производится уплотнение и герметизация с помощью болтов.

В зависимости от назначения в обустроенное сооружение устанавливается необходимое оборудование устья скважины, т.е. устьевое оборудование и арматура.

Общий порядок обустройства

Обустройство скважины (или, как принято называть, обвязка устья скважины) начинается с монтажа защитной конструкции (кессон, бункер и т.п.). Затем устанавливается оголовок и обеспечивается внешняя герметизация системы. Важное мероприятие по подготовке скважины к эксплуатации: спуск погружного оборудования.

Насос для откачки воды или нефти опускается на страховочном тросе, к которому крепится питающий кабель. Спускаемая установка соединяется в единую систему при помощи хомутов. На трубе устанавливаются необходимые фитинги и крепежные элементы. Внутри кессона монтируется гидроаккумулятор для обеспечения постоянного потока поднимаемой жидкости. Он поддерживает необходимое давление, что стабилизирует работу насоса.

Читайте также:  Особенности установки скважинного адаптера

Необходимый элемент — станция управления с системой автоматики. В ее состав входят: схема включения-выключения насоса, реле давления, датчик сухого хода насоса, контролирующие приборы. Чаще всего схема автоматики монтируется непосредственно на корпусе гидробака. Завершающим этапом становится подведение электропитания. Важно при вводе кабеля обеспечить надежную герметизацию.

Обустройство нефтяной скважины требует особой надежности, т.к. помимо рассмотренных требований возникает необходимость обеспечения экологической безопасности. Нефть не должна попадать в почву даже в небольшом количестве.

Повышенные требования к герметичности устья нефтяной скважины удовлетворяются при помощи специальной колонной головки и монтажа фонтанной устьевой арматуры. Обвязка устья предусматривает герметизацию межтрубного пространства. Выпускается несколько типов головок, в частности, одно-, двух-, трех-, четырех- и пятиколонные устройства.

Фонтанная арматура предназначена для:

  • удержания насосно-компрессорной колонны труб;
  • обеспечения герметичности;
  • контроля межтрубного пространства;
  • направления нефти и газа в выводящую линию;
  • регулирование эксплуатационных режимов;
  • обеспечения противодавления на забой.

В концевой зоне фонтанной арматуры находятся задвижки, соединяющие скважинную трубу с оборудованием для сбора нефти и отделения попутного газа.

Обустройство устья является важнейшим мероприятием по обеспечению работоспособности скважины после ее бурения. Только качественный и правильный монтаж оборудования позволяет создать необходимые условия для подъема жидкости. Для этой цели лучше использовать стандартные устройства и арматуру, способные обеспечить необходимую надежность.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *