Файл: Сооружение высокодебитных водозаборных и дренажных скважин..pdf

ние процесса бурения в гравпйио-галечнпковых отложе­ ниях без заполнителя влечет за собой только стабилиза­ цию поглощения, не вызывая его ослабления. Таким об­ разом, при бурении чистой водой кольматажа стенок скважины на участке этих пород не происходило.

Сооружение скважин вертикального дренажа в Го­ лодной степи Узбекской ССР. В Узбекистане борьба с засолением орошаемых земель наиболее эффективно осуществляется при помощи вертикального дренажа. Такая система нашла широкое применение в Голодной степи, в Ферганской долине, в Бухарском оазисе и др.

До 1968 г. сооружение скважин вертикального дре­ нажа проводили станками ударно-канатного бурения, а также роторными станками с прямой промывкой забоя глинистым раствором.

До недавнего прошлого Узбекский пастбищно-мелио­ ративный трест при сооружении скважин вертикального дренажа применял следующую технологию. Роторными станками АБВ-400, УРБ-ЗАА'І с применением шестиша­ рошечных долот на штангах диаметром 114 мм бурили скважины диаметром 1000 мм. По достижении проект­ ной отметки в скважину на колонне 426 мм устанавли­ вали щелевой фильтр. После этого в затрубное про­ странство вместе с глинистым раствором подавали гра­ вий крупностью от 5 до 20 мм с одновременной прокач­ кой фильтра эрлифтом. Подача воздуха осуществлялась от двух-трех компрессоров КС-9 и по некоторым скважи­ нам составляла до 30 м3/мпн. Сооружение скважин та­ ким методом требовало много времени на откачку (до 30—40 машнносмен). При этом также расход гравия на обсыпку увеличивался против расчетного до 30—50%. В некоторых скважинах, пробуренных данным методом, максимальный дебит достигал 147,5 л/с, однако затра­ ты труда на сооружение оставались достаточно высо­ кими.

В 1968 г. САНИИРИ совместно с институтом «Узгипроводхоз» начал проводить работы по бурению скважии с применением роторных станков при обратной про­ мывке забоя чистой водой. Для того чтобы получить сравнительные результаты и определить, как влияет технология бурения на производительность скважин вер­ тикального дренажа, были поставлены специальные ис­ следования, сущность которых изложена в трѵдах САНИИРИ за 1971 г.

148

Для решения поставленной задачи были выбраны два участка в Голодной степи Шурузякском и Сардобииском массивах, где водоносные горизонты пред­ ставлены средиезернистымп и мелкозернистыми пес­ ками.

На Шурузякском массиве глубина скважин равня­ лась 65—78 м. Кровля водоносного горизонта представ­

песками с гравием, галькой и прослойками глин. Мощ­ ность этой толщи достигает 45 м и более. Основная масса песков представлена частицами 0,25—0,40 мм до 30—50%, но в их толще встречаются линзы гравия и гальки диаметром 10—40 мм (до 80%)- Коэффициент фильтрации этих песков достигает 40—50 м/сут.

Сардобинский массив находится в менее благоприят­ ных условиях. Здесь в кровле залегают суглинки мощ­ ностью 18—25 м, которые подстилаются среднезернисты­ ми песками с включением гравия (до 15—20%). Сред­ ний диаметр песков водоносной толщи колеблется от 0,16 до 0,20 мм. Коэффициент фильтрации составляет

20—28 м/сут.

На этих массивах проводилось бурение скважин оте­ чественным станком УРБ-ЗАМ с прямой промывкой за­ боя глинистым раствором и румынским станком ФА-12 с обратной промывкой забоя чистой водой.

При бурении скважин станком ФА-1'2 применяли крестообразные и ромбические долота диаметрами 470, 610, 1016 и 1270 мм, а также эксцентрическое долото «Цублино» на трубах диаметром 150 мм с удалением пѵльпы из забоя эрлифтом. Подача воздуха в колонну осуществлялась по трубкам, расположенным с наруж­ ной стороны бурильной колонны.

Забуривание скважин до водоносного горизонта про­ водили при помощи вакуумного центробежного насоса. Для бурения станок УРБ-ЗАМ оборудовали шарошеч­ ными долотами по обычно принятой схеме.

Всего было пробурено 1S опытных скважин, из них

7выполнено станком ФА-12 и 4 — станком УРБ-ЗАМ. Большой интерес представляют данные, опублико­

ванные А. Абировым о скорости и затратах времени на бурение скважин двумя способами (табл. 16).

149

150

Рис. 68. График механического состава водоносных пород к гравий­ ных обсыпок, рекомендуемых и используемых в скважинах Сардобинского массива (по Абирову):

В данных условиях скорость проходки при бурении скважин с обратной промывкой была в 1,5 раза выше, чем с прямой промывкой.

Скважины оборудовали щелевыми фильтрами диа­ метром 426 мм с размером щелей 250X5 мм при скваж­ ности около 12%• Длина фильтров по Шурузякскому массиву составляла от 22,5 до 40 м, а по Сардобинскому массиву — от 14,1 до 21 м.

Состав гравийных, обсыпок представлен графиками (рис. 68). Гравий характеризуется коэффициентом не­ однородности /<п=1,5—1,7 и коэффициентом межелой-

Вьо

нести /(м= —— =40.

СІ50

Такой состав гравийной обсыпки, как показала про­ качка скважин, не обеспечивал нормального формиро­ вания гравийных фильтров; песковаиие длилось в те­ чение нескольких недель, а объем вынесенного песка составлял от 20 до 150 м3. Краткая характеристика ре­ зультатов, прокачки скважин показана в таблице 17.

По скважинам наблюдались просадочные воронки диаметром от 5 до Юм при глубине до 0,5 м.

На скважинах Сардобинского массива применяли гравий того же состава, в который был добавлен песок

151

(0,25—0,5 мм) в количестве 30%. Состав гравийной об­ сыпки характеризовался коэффициентом неоднородности

гіср = ю н коэффициентом межслоііностн Д5|1гр = 24-4-32.

жин заканчивали в течение 4—5 дней. Добавление песка привело к уплотнению гравийной обсыпки, что, естест­ венно, сказалось и па увеличении входных сопротивле­ ний и снижении общего расхода скважин до 47—67 л/с при удельных дебптах 2,5—4,5 л/с.

Сокращение пескованпя, естественно, отразилось и на расходах песчано-гравийной обсыпки (40—67 м3 на одну скважину).

ß результате проведенных работ САНИИРИ реко­ мендует для тонкозернистых и мелкозернистых песков

rfsо

В качестве рационального строительства дренажных скважин рекомендуется проводить бурение станком ФА-12, который развивает скорость в 2—3 раза выше, чем станок УРБ-ЗАМ с прямой промывкой забоя гли­ нистым раствором.

Опыт бурения скважин для вертикального дренажа в Туркменской ССР. Для рассоления почв на террито­ рии аридной 'воны со слабой естественной дренированностыо наряду с орошением необходимо осуществлять дренаж при помощи вертикальных скважин, оборудо­ ванных фильтрами. До последнего времени сооружение скважин з Туркмении вели ударно-канатными станками

152