Устя свердловини - це найважливіший елемент всієї системи, на який покладаються захисні та експлуатаційні функції. Залежно від призначення споруди забезпечується спеціальне облаштування свердловини. Даний захід включає установку спеціального устаткування і проведення специфічних робіт.
Схема обв'язки гирла свердловини досить складна, а для її забезпечення необхідно використання стандартної арматури і технології. Неправильне облаштування цього елемента конструкції може не просто погіршити експлуатаційні характеристики свердловини, а й зробити її взагалі непрацездатною.
сутність елемента
Устя являє собою саму верхню частину свердловинного стовбура, тобто ділянку виходу експлуатаційної колони на поверхню землі. Через її отвір забезпечується підйом рідини, опускання вниз експлуатаційного і контролюючого обладнання, проведення ремонтних робіт. Іншими словами, гирло - це облаштоване вхідний отвір свердловини в основну свердловину трубу.
Для забезпечення належної експлуатації після того, як завершено буріння, здійснюється облаштування гирла свердловини. Воно має на увазі комплекс заходів, що включають такі заходи:
- герметизація верхньої ділянки труби;
- установка гирлового обладнання та арматури;
- забезпечення необхідного доступу для експлуатації та ремонту свердловини;
- виключення промерзання верхнього зони.
Схема облаштування залежить від типу (призначення) споруди. Виділяються такі основні різновиди свердловин: для водопостачання, видобутку нафти або газу, а також для проведення дослідницьких робіт.
Конструктивно в облаштуванні гирла виділяються такі елементи:
- оголовок (труба вище поверхні землі), зовнішня стаціонарна захист, гирлова арматура для утримання заглибних пристроїв і кріплення наземних апаратів;
- гирлове обладнання, в т.ч. експлуатаційне і контролює;
- система управління і електроживлення;
- розподільні пристрої.
Герметизація гирла свердловини спрямована, перш за все, на захист від проникнення зверху опадів, бруду, пилу, дрібних предметів. Крім того, в ряді свердловин так званого фонтанує типу вона проводиться для підтримки внутрішнього тиску в свердловину стовбурі і запобігання мимовільної витоку жене рідини (вода, нафта), а також газових викидів. Таким чином, ступінь герметичності залежить від типу споруди.
різновиди облаштування
Найбільшого поширення мають свердловини для водопостачання. При облаштуванні гирла таких свердловин застосовуються такі основні способи:
- Адаптер - спеціальний пристрій, що складається з 2-х частин, причому одна встановлюється на обсадної колоні із заглибленням (на глибині зимового промерзання), а друга - на виході напірної труби, що йде від насоса. Такий пристрій забезпечує герметизацію гирла і інші експлуатаційні потреби. Основний недолік його пов'язаний з установкою всередині обсадної колони, що зменшує діаметр свердловини, а значить, обмежує вибір насосу за розміром (потужності). Основні переваги: низька вартість і малогабаритність.
- Кесон - металева конструкція герметичного типу, заглиблюють в грунт на глибину 1-1,7 м (в залежності від рівня промерзання грунту). Стінки кесона зміцнені стеклотканью з армировкой, а поверхня покрита гідроізоляційним шаром з бітумної мастики. З внутрішньої сторони все стінки споруди утеплені, для чого зазвичай використовується пенополіпропілен (пінопласт). На днище такого пристрою закріплена металева гільза, яка насаджується на обсадних колон свердловини, приварюється до неї і герметизується. У кесон вводяться труби і електроживлення, причому місця введення ретельно герметизуються. Зверху конструкція має люк, через який людина може проникнути всередину.
- Колодязь . У такій конструкції роль кесона виконує неглибока (2-3 м) колодязна шахта, стінки якої виконані з залізобетонних кілець. Можна використовувати цегляну або кам'яну кладку. Дно такого колодязя заливається бетоном з армуванням сталевими прутами.
- Павільйон. Це вже солідна споруда, дно якого може заглиблюватися в грунт на 0,5-1 м. У павільйоні розміщується експлуатаційне обладнання (станція управління, гидробак, фільтруючі пристрої і т.п.), а обслуговуючий персонал вільно входить через двері. Споруда повинна надійно захищати гирло від опадів.
- Приямок або бункер. Ця конструкція найбільш часто застосовується в російській практиці приватного і колективного домоволодіння. Для такого облаштування свердловини риється котлован глибиною 1,7-2 м. На донної частини робиться бетонна стяжка з укладанням армирующих стрижнів. Стінки можна виготовити шляхом заливання бетону або цегляної кладки. У верхній частині бункера встановлюється люк, через який по сходах вниз може спуститися обслуговуючий персонал. Особлива увага приділяється гідроізоляції, причому гідроізоляційним матеріалом слід покрити як зовнішню, так і внутрішню поверхню стінок.
Читайте також: Як проводиться консервація артезіанських свердловин?
гирлове обладнання
Залежно від призначення в облаштоване спорудження встановлюється необхідне обладнання гирла свердловини, тобто гирлове обладнання та арматура. У водному свердловині використовується, як правило, наступний комплект:
- оголовок;
- погружной насос;
- станція управління насосним обладнанням з контролюючими приладами та елементами водопроводу;
- запірна і сполучна апаратура (система фітингів, штуцерів, клапанів і т.д.).
Оголовок є збірною конструкцією, яка встановлюється на верхньому кінці обсадної труби. Він може виготовлятися із сталі, чавуну або високоміцного пластика. Важливо, щоб він виконував такі завдання:
- герметизація свердловини;
- утримання насосу, причому при значних внутрішніх тисках.
До складу оголовка входять такі елементи: металевий або пластмасовий фланець, карабін, ущільнювальні гумові кільця, кришка, футорка, заглушки, рим-болт.
Як правило, установка свердловинного оголовка здійснюється без зварювальних операцій. Монтаж проводиться в такому порядку:
- Строго перпендикулярно обрізається торець обсадної труби, а потім верхній її ділянка покривається грунтовки і антикорозійною фарбою.
- На підготовлену ділянку встановлюється корпус оголовка, підводиться кабель, після чого вся система стягується хомутами.
- На рим-болт закріплюється трос, а на обсадних колон поміщаються фланець і кільця ущільнювачів.
- Після установки кришки проводиться ущільнення та герметизація за допомогою болтів.
Загальний порядок облаштування
Облаштування свердловини (або, як прийнято називати, обв'язка гирла свердловини) починається з монтажу захисної конструкції (кесон, бункер і т.п.). Потім встановлюється оголовок і забезпечується зовнішня герметизація системи. Важливий захід з підготовки свердловини до експлуатації: спуск погружного обладнання.
Насос для відкачування води або нафти опускається на страхувальному тросі, до якого кріпиться кабель живлення. Спускається установка з'єднується в єдину систему за допомогою хомутів. На трубі встановлюються необхідні фітинги та кріпильні елементи. Усередині кесона монтується гідроакумулятор для забезпечення постійного потоку жене рідини. Він підтримує необхідний тиск, що стабілізує роботу насоса.
Читайте також: За якими критеріями підбирається конструкція водозабірної свердловини
Необхідний елемент - станція управління з системою автоматики. До її складу входять: схема включення-виключення насоса, реле тиску, датчик сухого ходу насоса, контролюючі прилади. Найчастіше схема автоматики монтується безпосередньо на корпусі гидробака. Завершальним етапом стає підведення електроживлення. Важливо при введенні кабелю забезпечити надійну герметизацію.
Облаштування нафтової свердловини вимагає особливої надійності, тому що крім розглянутих вимог виникає необхідність забезпечення екологічної безпеки. Нафта не повинна потрапляти в грунт навіть в невеликій кількості.
Підвищені вимоги до герметичності гирла нафтової свердловини задовольняються за допомогою спеціальної колоною головки і монтажу фонтанної гирлової арматури. Обв'язка гирла передбачає герметизацію міжтрубному простору. Випускається кілька типів головок, зокрема, одно-, двох-, трьох-, чотирьох- і пятіколонние пристрою.
Фонтанна арматура призначена для:
- утримання насосно-компресорної колони труб;
- забезпечення герметичності;
- контролю міжтрубному простору;
- напрямку нафти і газу в виводить лінію;
- регулювання експлуатаційних режимів;
- забезпечення протитиску на забій.
У кінцевий зоні фонтанної арматури знаходяться засувки, що з'єднують скважинную трубу з обладнанням для збору нафти і відділення попутного газу.
Облаштування устя є найважливішим заходом щодо забезпечення працездатності свердловини після її буріння. Тільки якісний і правильний монтаж обладнання дозволяє створити необхідні умови для підйому рідини. Для цієї мети краще використовувати стандартні пристрої і арматуру, здатні забезпечити необхідну надійність.