Сооружение скважин на воду

Потребность общества в воде с каждым годом возрастает. Это связано как с необходимостью обеспечивать города и поселки питьевой и технической водой, так и мелиорацией земель. В значительной мере потребности в воде удовлетворяются за счет использования подземных вод. При разработке месторождений полезных ископаемых, различных видах строительства, осушении земель и т. д. возникает необходимость в понижении уровня подземных вод. Такая задача решается с помощью водопонизительных (дренажных) скважин.

Подземные воды глубоких горизонтов используют в качестве лечебных (минеральных и термальных) вод и для добычи редких элементов - лития, бора и др. (промышленные воды).

Рост потребления подземных вод требует интенсификации поисковых и разведочных работ, однако во многих районах уже сегодня отмечается истощение эксплуатируемых водоносных горизонтов и их загрязнение, связанное с хозяйственной деятельностью человека.

По целевому назначению буровые скважины на воду подразделяют:

• на поисковые;
• разведочные;
• разведочно-эксплуатационные;
• эксплуатационные;
• водопонизительные  (дренажные);
• наблюдательные;
• нагнетательные.

Поисковые скважины выполняют функции обнаружения залежей подземных вод и позволяют выявить районы, где целесообразно организовать разведочные работы.

Разведочные скважины предназначены для изучения гидродинамических и геохимических характеристик водоносных горизонтов. Скважины,  переданные для эксплуатации после выполненных исследований,  называют разведочно-эксплуатационными. 

Наблюдательные скважины предназначены для изучения режима подземных вод при региональных исследованиях и проведения опытно-фильтрационных  работ. 

Водопонизительные скважины широко используют для понижения уровня грунтовых вод при различных видах строительства и в сельском хозяйстве.

Нагнетательные скважины используют для захоронения промышленных отходов, разработки руд методом подземного выщелачивания , укрепления фундаментов и т. п. Глубины скважин в зависимости от гидрогеологических условий и целевого назначения колеблются от нескольких десятков метров до 700—300 м при добыче пресных подземных вод, до 1000—2000 м при каптаже минеральных и термальных вод.

Поисковые и разведочные скважины после завершения проводимых в них исследований подлежат ликвидационному тампонажу.

Конструкция скважин должна отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать отбор запланированного объема воды;
• предотвращать перетоки подземных вод по затрубному пространству;
• обеспечивать устойчивость стенок скважины от обрушения и поглощения  промывочной жидкости;
• осуществлять гидрогеологическое опробование  и наблюдения;
• иметь минимальную металлоемкость;
• обеспечивать проведение различных технологических операций в скважине.

Фильтры предназначены для поддержания стенок скважины в зоне продуктивного пласта в устойчивом состоянии и предотвращения попадания в эксплуатационную колонну механических примесей. В скальных устойчивых против обрушения породах фильтры не применяют и водоприемная часть скважины представляет собой открытый ствол. В породах, склонных к обрушению, устанавливают различные капканные фильтры.

Вскрытие пластов производят таким образом, чтобы свести к минимуму их кольматацию (ξ₂ → 0). Глинистый раствор является сильным кольматантом, что связано с глубоким (до 20—50 мм) проникновением раствора в пласт, где глинистые частицы в порах и трещинах пласта набухают, резко снижая его проницаемость и, как следствие, дебиты. особенно в слабонапорных пластах. Использование малоглинистых растворов позволяет снизить отрицательный эффект кольматации.

Откачки из скважин производят с помощью различных насосов. При высоких уровнях воды откачки можно осуществлять с помощью горизонтальных центробежных насосов, устанавливаемых на поверхности.