Назначение буровых работ - Буровые установки

К Буровым работам относятся сооружение скважин инженерно-геологического назначения любого диаметра и глубины, которое осуществляется преимущественно механизированным способом. Сооружение скважин, помимо основного процесса - бурения скважин, включает в себя ряд подсобно-вспомогательных и сопутствующих процессов и операций (планировка площадки, монтаж и демонтаж вышки или мачты и другого бурового оборудования, приготовление промывочного агента, погружение и извлечение обсадных труб и т. д.). В последнее время в состав буровых работ включаются полевые опытные работы, проводимые в скважинах, гидрогеологические наблюдения и т. д. Нередко для этих целей используется буровое оборудование.

Под Буровой скважиной понимается горная выработка, имеющая цилиндрическую форму и значительную длину H при сравнительно малом диаметре DС. Начало скважины называется Устьем, дно -Забоем, а боковая поверхность - Стенками.

Основные элементы скважины: диаметр; глубина; направление.

При инженерно-геологических изысканиях отношение DС/H находится в пределах 0,2-0,001. Верхний предел относится к скважинам большого диаметра и небольшой глубины, нижний - к скважинам малого диаметра и значительной глубины (главным образом, при гидротехнических изысканиях). Для сравнения укажем, что при бурении геологоразведочных скважин отношение DС/Нв среднем составляет 0, 0005, при бурении скважин на нефть и газ - 0, 0001 и менее.

Буровые скважины на изысканиях проходятся для изучения геологического разреза, отбора образцов грунта с целью определения его состава, состояния и физико-механических свойств; постановки различного рода опытных работ в скважинах для определения гидрогеологических характеристик и т. д.

Задачи, решаемые с помощью бурения, определяют ряд специфических требований к этому процессу, предъявляемых инженерными изысканиями. Эти требования существенно отличаются от поисков и разведки полезных ископаемых, изучения и освоения подземных вод и т. д.

Сопоставляя геологоразведочное и инженерно-геологическое бурение, прежде всего, необходимо отметить, что техническая база для них общая. В принципе почти любым буровым станком можно осуществлять бурение как геологоразведочных, так и инженерно-геологических скважин. В основном аналогичным является другое буровое оборудование и инструмент, исключая грунтоносы, применяемые только при бурении инженерно-геологических скважин. Располагая общей технической базой, инженерно-геологическое и геологоразведочное бурение преследуют, однако, различные цели и решают различные задачи. Эти различия сводятся к следующему.

Объектом инженерно-геологического бурения является верхняя часть земной коры, находящаяся в зоне взаимодействия с инженерными сооружениями, для проектирования которых, в конечном счете, и осуществляется это бурение. Средняя глубина инженерно-геологических скважин составляет 10 - 15м. При геологоразведочном бурении средняя глубина скважин, по крайней мере, на порядок выше. Вследствие этого основной объем инженерно-геологического бурения осуществляется в нескальных грунтах, геологоразведочного - в скальных. При геологоразведочном бурении непосредственным объектом изучения является тело (зона) полезного ископаемого, мощность которого, как правило, во много раз меньше всей протяженности скважины. Для проходки тела (зоны) полезного ископаемого применяется специальный режим бурения. Бурение вне указанных пределов практически не регламентируется и осуществляется без отбора керна (бескерновое бурение). При инженерно-геологическом бурении специальный режим бурения распространяется практически на всю скважину.

Образцы (керн), извлеченные в процессе геологоразведочного бурения, изучаются в основном с точки зрения их состава, при инженерно-геологическом бурении в равной мере важным является состав поднятых образцов, их состояние и свойства. Эти показатели в образцах должны быть аналогичны показателям в массиве. При геологоразведочном бурении влияние метода разрушения забоя на изменение свойства массива, примыкающего к скважине, практического значения не имеет. При инженерно-геологическом бурении это обстоятельство имеет важное значение, так как здесь широко используются скважинные методы определения показателей физико-механических свойств.

Перечисленные особенности предъявляют к технологии бурения инженерно-геологических скважин дополнительные требования. Так, например, бурение всухую при геологоразведочном бурении является вспомогательным приемом, используемым главным образом для заклинивания керна. При инженерно-геологическом бурении указанный прием приобретает самостоятельное значение: вся скважина может быть пробурена всухую. Необходимость определения (в результате инженерно-геологического бурения) показателей состава, состояния и свойств массива грунта определяет широкое применение грунтоносов для отбора монолитов, что совершенно не характерно для геологоразведочного бурения. Наконец, сравнительно небольшая глубина, изучаемая при инженерно-геологических изысканиях толщи грунтов, делает возможным применение здесь методов зондирования, которые принципиально отличаются от бурения. При геологоразведочном бурении эти методы практически не применяются.

Основными требованиями к скважинам инженерно-геологического назначения являются: 1) получение исчерпывающих сведений о геологическом и гидрогеологическом строении исследуемого района; 2) получение достаточных и достоверных данных о физико-механических свойствах грунтов; 3) обеспечение возможности производства опытных работ с должным качеством, как в процессе, так и по окончании бурения.

К наиболее важным особенностям инженерно-геологических скважин могут быть отнесены следующие:

    1) Небольшая глубина (определяется видом проектируемого сооружения и геологическими условиями); 2) Незначительное различие в диаметрах скважин; диаметр скважин определяется только видом и характером опробования; 3) Из скважин производится непрерывный отбор керна, при этом должен обеспечиваться 100% выход керна; 4) Из скважин должен производиться непрерывный или поинтервальный отбор образцов (монолитов) грунта со сложением близким к природному; 5) В скважинах производятся различные опытные работы, которые по времени бывают более продолжительные, чем сам процесс бурения; 6) По завершении работ в обязательном порядке должен производиться тампонаж скважин с целью ликвидации искусственных каналов и пустот для циркуляции грунтовых вод; 7) Чрезвычайное разнообразие условий бурения скважин, разбросанность объектов изысканий и др.

Похожие статьи




Назначение буровых работ - Буровые установки

Предыдущая | Следующая