автореферат диссертации по разработке полезных ископаемых, 05.15.14, диссертация на тему:Научное обоснование технологии оборудования гидрогеологических скважин в интервале водоносного пласта

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕКОМЕНДАЦИИ

Сооружение качественного гравийного фильтра - неотъемлемое условие выгодной эксплуатации гидрогеологической и водозаборной скважины, пробуренной на водоносный интервал, сложенный слабосцементированными, рыхлыми породами, песками. На территории бывшего СССР это до 85% всех скважин на воду.

Основные технико-экономические показатели гравийных фильтров следует рассматривать в совокупности двух основополагающих функций: предупреждение пескования скважины и снижение гидравлического сопротивления водоприемной части. Применительно к конкретным горногеологическим и гидрогеологическим условиям правильное решение по установке гравийных фильтров обеспечивает получение максимального дебита, его стабильность во времени, надежную работу водоподъемного оборудования. На основании выполненных автором исследований обоснованы научные положения, совокупность которых можно квалифицировать как теоретическое обобщение и решение крупной научной проблемы оборудования скважин в интервале водоносного пласта.

На основании анализа системы скважина-пласт получены решения, позволяющие минимизировать потери напора на различных элементах системы за счет исключения потерь напора в зоне кольматации, исключения турбулизации потока в около скважинной зоне и фильтре, минимизации влияния неравномерности скоростей притока по высоте фильтра и степенного снижения проницаемости по мере удаления от скважины.

Впервые установлены рациональные длины фильтров и соответственно интервалов водопритока, при которых скважины будут эффективно работать. Получено значение несовершенства скважины по степени вскрытия, равного разнице отношений критического радиуса удаления от скважины, на котором происходит перераспределение линий тока с радиально-сферичного направления к плоско-параллельному к мощности пласта и радиусу влияния скважины.

Вопросы сооружения гравийных фильтров и их рациональной эксплуатации напрямую связаны с рядом смежных проблем, не решение хотя бы одной из которых не позволит достичь желаемых результатов. Прежде всего это конструкция скважины в интервале водоносного пласта. Нами показано, что она не всегда должна иметь привычную равномерную форму. Есть условия, когда неравномерный профиль каверны позволяет при меньших затратах прекратить вынос песка или увеличить дебит.

Для создания требуемой конструкции скважины следует применять соответствующую технологию расширения скважины в интервале каверны. За основополагающий принцип расширения, автором принята необходимость соответствия направления движения очистного агента в кольцевом пространстве скважины с направлением движения инструмента, а так же принцип поинтервального, многоступенчатого расширения.

Для обеспечения надежной и компактной укладки гравия в заданном интервале автором обоснована схема комбинированного намыва смеси, рассчитаны параметры, обеспечивающие исключение пробкообразования, расслоения, образования пустот и прочих негативных моментов.

При подборе гравийной обсыпки, разработанный автором метод фракционирования частиц, при котором они укладываются в порядке убывания размеров от каркаса к стенкам скважины позволил существенно снизить требование к однородности обсыпки без ущерба к качеству.

По результатам исследований были выполнены комплекс опытно-конструкторских работ, изготовлен соответствующий инструмент, который успешно используется ЗАО «Русбурмаш», АО «Кунгурский машзавод».

Экономический эффект только по Ялуторовскому месторождению Тюменской области превышает 3,0 млн. рублей в ценах 1982-1985 годов.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ монографии:

1. Башкатов А.Д. Предупреждение пескования скважин. М. Недра, 1991, 12 пл.

2. Башкатов А.Д. Сооружение высокодебитных скважин. М., Недра, 1992,18 п.л. брошюры:

3. Башкатов А.Д. Современное состояние и тенденции развития методов и технических средств сооружения гидрогеологических скважин. М., ВИЭМС, 1988,4 п.л.

4. Башкатов А.Д., Фазлуллин М.И., Дрягалин E.H. Сооружение гравийных фильтров за рубежом. М., ВИЭМС, 1985,4 п.л.

5. Башкатов А.Д., Тарабукин В.И., Кузнецов И.О. Типовые технологические карты по бурению скважин на воду установками типа 1БА-15В и УРБ-ЗАЗ, М., ЦНИИ, 1990,7 п.л.

6. Башкатов А.Д., Тарабукин В.И., Кузнецов И.О. Типовые технологические карты по бурению скважин на воду установками типа УГБ-ЗУК и УГБ-4УК. М„ ЦНИИ, 1990, 6 пл.

7. Башкатов А.Д. Временная инструкция по оборудованию скважин на воду гравийными фильтрами. Утверждена бывшим заместителем Министра геологии СССР в 1988 г., ВСЕГИНГЕО, 1,5 пл.

параграф в монографии:

8. Метод экспертных оценок в кн. Башкатов Д.Н. Планирование эксперимента в разведочном бурении. М., Недра, 1985, 0,3 пл. статьи:

9. Башкатов А.Д., Дрягалин E.H., Тарабукин В.И. Оборудование скважин на воду гравийными фильтрами, Разведка и охрана недр, 1986, № 12,0,5 пл.

10. Башкатов А.Д., Арестов Б.В., Втюрин С.Б., Грабовский М.Е. Оборудование скважин на воду фильтрами с профилированным сечением обмотки. Водоснабжение и санитарная техника, 1991, № 1, 0,5 п.л.

11. Башкатов А.Д. Совершенствование технологии сооружения гравийных фильтров в скважине. ВНИИИС Госстроя СССР, РЖ 1985, сер.53, вып.4,0,5 пл.

12. Башкатов А.Д. Оценка эффективности очистки подземных вод в скважинах с гравийными фильтрами. ВНИИИС Госстроя СССР, РЖ 1985, сер.53, вып.4,0,5 пл.

13. Башкатов А.Д. Технология сооружения гравийных фильтров в скважинах на воду. М., ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1985, сер.З, вып.4,0,5 пл.

14. Башкатов А.Д. Причины образования и механизм разрушения пробок при сооружении гравийных фильтров в скважинах на воду. М., ЦБНТИ Минводхоза СССР, 1985, сер.З, вып.7, 0,5 п.л.

15. Башкатов А.Д. Определение дебитов бесфильтровых скважин исходя из технического обеспечения работ. ВСЕГИНГЕО. Сб. Техника и технология опытно-фильтрационных исследований, 1984,0,7 пл.

16. Ребрик Б.М., Андреев Е.А., Башкатов А.Д., Куприянов A.C., Ребрик О.Б. О затратах мощности при бурении разведочных скважин. Известия вузов. Геология и разведка, 1982, № 4,0,5 п.л.

17. Башкатов А.Д. Технология сооружения гравийных фильтров в сложных условиях. М., ВИЭМС, РЖ 1986, сер.53, вып.6,0,5 пл.

18. Башкатов А.Д., Тарабукин В.И., Касаткин Д.В. Техника и технология подготовки и подачи гравия в нагнетательную магистраль при сооружении фильтров. М., ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. Специальные строительные работы, 1986, вып.8,0,5 п.л.

19. Башкатов А.Д., Дрягалин E.H., Тарабукин В.И., Алборов А.И. Сооружение гравийных фильтров в скважинах методом комбинированной циркуляции. М., ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. Специальные строительные работы, 1986, вып.12,0,5 п.л.

20. Башкатов А.Д., Боревич М.В., Тарабукин В.И., Касаткин Д.В. Механизация вспомогательных процессов при сооружении гравийных фильтров струйными пневмосмесителями. М., ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. Специальные работы в промышленности, 1988, вып.4,0,5 п.л.

21. Башкатов А.Д, Тарабукин В.И., Сушанский Б.Л. Оборудование скважин многосекционными гравийными фильтрами. М., ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. Специальные работы в промышленности, 1988, вып.6, 0,4.

22. Башкатов А.Д., Касаткин Д.В. Предупреждение пескования скважин. М., ЦБНТИ Минмонтажспецстроя СССР. Специальные работы в промышленности, 1989.

23. Башкатов А.Д. Технология вскрытия, освоения и опробования водоносных пластов. Ульяновск, 1990. Всесоюзная школа передового опыта, тезисы доклада.

24. Башкатов А.Д., Панкратова Г.М. Техника и технология сооружения и опробования гидрогеологических скважин в сложных горно-геологических условиях. Ленинград, 1989. Международный симпозиум по бурению разведочных скважин в осложненных условиях. Тезисы доклада.

25. Башкатов А.Д., Панкратова Г.М., Рождественская Т.А. Измерительный комплекс для экспресс-оценки технического состояния гидрогеологической скважины. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

26. Башкатов А.Д. Способ вскрытия неустойчивых водовмещающих пород с прямой промывкой водой. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

27. Башкатов А.Д. Техника и технология намыва гравийных фильтров. М., ВИЭМС Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

28. Башкатов А.Д. Фильтры для скважин, пробуренных на воду. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

29. Башкатов А.Д., Селиховкин В.И. Испытательный гидрогеологический инструмент и методика исследований водоносных горизонтов. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

30. Башкатов А.Д. Технологическая оснастка для создания гравийно-обсыпных фильтров. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

31. Башкатов А.Д. Техника и технология расширения скважины в интервале водоносного пласта. М., ВИЭМС. Каталог паспортов научно-технической продукции по инженерной геологии и гидрогеологии, 1989.

32. А.Д. Башкатов "Сооружение скважин на воду с помощью Российского оборудования, инструмента и технологий". Научно-технический информационный бюллетень "Новые технологии", № 4, Москва, 1994г.

33. Башкатов А.Д. "Методы повышения эксплуатационных параметров скважин на воду", IV Международный симпозиум по бурению скважин в осложненных условиях, тезисы Докладов, Санкт-Петербург, 1998.

34. Башкатов А.Д. " Технология оборудования скважин в интервале водоносного пласта". Тезисы доклада Ш-ей Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», МГГА, 1998 г.

35. Башкатов А.Д. " Закономерности формирования гравийно-обсыпных фильтров". Тезисы доклада IV-ой Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле», МГГА, 1999 г.

36. A. Bashkatov "Building of holes on water by means of Russian equipment, tools and technology", Bulleten "New technologes" № 4, Ierusalem, 1994.

Авторские свидетельства на изобретения;

37. Башкатов А.Д., Алборов А.И., Фазлуллин М.И. и др. Устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1184928.

38. Башкатов А.Д., Алборов А.И., Фазлуллин М.И. и др. Устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1191563

39. Башкатов А.Д., Ожерельев П.Е., Барский A.M. и др. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1406348.

40. Башкатов А.Д., Ожерельев П.Е., Барский A.M. и др. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1413240.

41. Башкатов А.Д., Ожерельев П.Е., Барский A.M. и др. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1425305.

42. Башкатов А.Д. Способ оборудования фильтровой скважины ,а.с. № 1470937.

43. Башкатов А.Д. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1479626.

44. Башкатов А.Д., Ожерельев П.Е. и др. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1479627.

45. Башкатов А.Д. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине и устройство для его осуществления. а.с. № 1481384.

46. Башкатов А.Д. Устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1493749.

47. Башкатов А.Д., Ожерельев П.Е., Барский A.M. и др. Циркуляционная обвязка для сооружения гравийного фильтра, а.с. № 1497375.

48. Фазлуллин М.И., Рохлин Л.В., Башкатов А.Д. и др. Способ добычи минерала растворением из подземных отложений и устройство для его осуществления, а.с. № 1498910.

49. Башкатов А.Д., Авсюк А.И., Давыдов Ю.П. и др. Расширитель, а.с. № 1500752.

50. Башкатов А.Д., Авсюк А.И., Давыдов Ю.П. и др. Расширитель, а.с. № 1502792.

51. Башкатов А.Д. Способ сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1506087.

52. Башкатов А.Д. Устройство для сооружения гравийного фильтра в скважине, а.с. № 1521865.

53. Башкатов А. Д. Способ расширения скважины в слабоцементированных мягких породах, а.с. № 1535964.

54. Башкатов А.Д., Панкратова Г.М., Алборов А.И. Способ исследования скважины, а.с. № 1541380.

55. Башкатов А.Д. Способ расширения скважин, а.с. № 1583580.

56. Башкатов А.Д., Грабовский М.Е., Смирнов В.Г. Эксцентричный расширитель, а.с. № 1666678.

57. Башкатов А.Д. Способ оборудования фильтровой скважины, а.с. № 1694866.

58. Башкатов А.Д. Способ оборудования фильтровой скважины в неустойчивых породах, а.с. № 1694867.

59. Башкатов А.Д., Панкратова Г.М., Тесля А.А. Способ исследования пласта, а.с. № 1700222.

60. Башкатов А.Д. Способ оборудования фильтровой скважины, а.с. № 1709076.

61. Башкатов А.Д., Арестов Б.В., Алексеев B.C. и др. Скважинный фильтр, а.с. № 1712591.

62. Башкатов А.Д., Втюрин С.Б., Григоренко С.Ф. Способ оборудования фильтровой скважины, а.с. № 1723312.

63. Башкатов А.Д. Таран А.П., Лукьянов В.И. Способ создания гравийного фильтра в скважине и устройство для его осуществления, а.с. №1754883.

64. Башкатов А.Д., Петросов Д.А., Утешев Д.В. Устройство для расширения скважины, а.с. № 1802060.

65. Башкатов А.Д., Петросов Д.А., Утешев Д.В. Скважинный расширитель, а.с. № 1808957.

ДЛЯ ЗАМЕТОК