КОНДУКТОР, кондукторная колонна (от позднелат. соnductor, букв. — сопровождающий * а. соnductor, pipe соnductor; н. Ankerrohrtour, Leitrohrtour; ф. соnducteur; и. соnductor), — колонна обсадных труб, предназначенная для крепления верхнего интервала скважин с целью перекрытия горных пород, склонных к обрушению или поглощению промывочной жидкости.
Кондуктор представляет собой набор стальных труб, соединённых между собой, как правило, конической резьбой посредством муфт. С целью беспрепятственного спуска кондуктора в скважину его нижнюю часть оборудуют специальным башмаком с направляющей пробкой обтекаемой формы. Через башмак и канал в направляющей пробке осуществляется циркуляция бурового и цементного растворов. Длина кондуктора нефтяных, газовых и геологоразведочных скважин обычно 100-500 м. При проводке уникальных сверхглубоких скважин в изверженных (магматических) горных породах длина кондуктора может превышать 2000 м. Диаметр труб и соединяющих их муфт определяет выбор диаметра долота для бурения. Кольцевой технологический зазор между кондуктором и стенкой ствола скважины выбирается из условия беспрепятственного спуска кондуктора и его качественного цементирования.
На кондукторе устанавливают противовыбросовое оборудование; кольцевое пространство за кондуктором обычно цементируют по всей длине.
Кондуктор или кондукторная колонна представляет собой дополнительную трубу или комплект стальных труб, которые соединяют между собой резьбовыми соединениями. Если толщина стен позволяет, выполняют соединение «тело в тело». Диаметр такой колонны немного превышает диаметр обсадной трубы, а общая длина составляет 5-20 м. Это устройство применяется, чтобы облегчить процесс бурения и эксплуатации скважины в случае неустойчивого грунта. Его помещают в верхней части обсадной колонны. Пространство между ней и кондуктором обязательно цементируют.
Кондукторная колонна необходима, если скважину пытаются пробурить на месте засыпанного оврага или на недостаточно слежавшихся насыпных породах. Нужен кондуктор также при обработке глинисто-песчаных водонаполненных пульп. При бурении он перекрывает неустойчивый грунт и применяется в качестве направляющей. Устройство обеспечивает вертикальность проходимого канала, не давая ему изогнуться. Его применение позволяет избежать обрушения стен и проникновения загрязненных грунтовых вод в водоносный горизонт. Очень часто бывает трудно заранее определить необходимость использования кондукторной колонны. В 90% случаев потребность в ней становится понятной только после начала бурильных работ.
Кондуктор никогда не загоняют на всю глубину сооружения. Считается достаточным прохождение с его помощью проблемного участка. Дальнейшее бурение продолжается без него. Наиболее часто неустойчивые слои породы размещаются на глубине 5-20 м. Поэтому труба-кондуктор имеет такую же длину. При обработке сложного грунта без предварительной геологоразведки используют несколько соединенных друг с другом кондукторов. Соединяют их в этом случае по принципу телескопа. При таком соединении обязательно нужно выполнить условие: в наиболее тонкую трубу должен свободно проходить насос.
Во время эксплуатации готового объекта кондукторная колонна нужна, чтобы предотвратить повреждение внутренних труб под влиянием внешних воздействий во время смерзания и размерзания грунта. Устройство необходимо при колебаниях уровня грунтовых вод и в межсезонье.
Важно! Кондуктор должен быть металлическим.
Чтобы справиться со своей основной задачей, кондуктор должен обладать высокой прочностью. Поэтому, изготавливают эти устройства только из стали. Лишь этот материал способен выдержать приходящиеся на изделие нагрузки. Соответственно существующим нормам, оно может быть горячекатаным, цельнотянутым и бесшовным. В этом случае для его производства используют сталь 20 или сталь 45. Еще одним вариантом изготовления является электросварной кондуктор.
Практика показывает, что совершенно не справляется со своими функциями устройство, изготовленное из полиэтиленовых труб ПНД или ПВХ. Причина этого заключается в том, что полиэтилен легче воды, поэтому он может просто всплыть. Вследствие этого полиэтиленовый кондуктор можно использовать только в качестве промежуточной технической колонны. Это значит, что после завершения бурильных работ такие трубы должны быть изъяты из скважины.
Зная это, нужно быть внимательными в процессе бурения. Недобросовестные бурильщики нередко выдают пластиковые кондуктора за настоящие. При этом они даже пытаются требовать плату за их установку. Монтаж такого устройства угрожает проникновением грунтовых вод в затрубное пространство. При наличии в пластике малейшей трещины загрязнения быстро попадут в скважину, заражая воду болезнетворными возбудителями. Поэтому, применение пластиковой наружной трубы можно считать явным и заведомым браком в работе.
В практике буровых компаний на этапах разработки скважинных водозаборов периодически возникает производственная необходимость в монтаже дополнительной кондукторной обсадки.
К сожалению, подобные ситуации вызывают увеличение трудоёмкости и материалоёмкости процесса, что в свою очередь, приводит к росту общей себестоимости проекта водозабора. В этой связи у заказчиков возникает ряд вопросов, которые мы разберем ниже.
Содержание
Что такое кондуктор?
– Это своеобразная гильза, смонтированная на верхнюю часть скважины, изготовленная из стальной трубы диаметром немного бОльшим основной обсадки. Например, если проектируется обсадная колонна Ø 133 мм, то для кондуктора используют трубу Ø 159 мм. Глубина его установки диктуется кругом решаемых задач и может варьироваться от 4 м и до десятков метров.
Для чего нужен дополнительный элемент в конструкции обсадки?
– Несмотря на однотипность и простоту конструкции кондуктора, в каждом конкретном случае он устанавливается буровиками с различными целями:
- как направляющий элемент, чтобы задать верное направление работе бурового инструмента;
- для закрепления верхних неустойчивых пластов, имеющих высокий риск обрушения. Подобные свойства породы могут быть естественного происхождения, например, разбуриваются рыхлые сухие песчаные грунты или плывуны, либо искусственного, если работы ведутся на насыпных участках;
- чтобы защитить нижележащие горизонты от перетекания верховодки, осадочных, сточных и прочих загрязненных вод;
- для усиления обсадки перед внешними кольцевыми нагрузками на пучинистых грунтах, которые возникают в результате их морозного пучения и таяния, либо напряжениями смещения в сдвигающихся породах.
Как понять, нужен кондуктор или нет?
– До начала бурения, решение о предстоящей установке кондуктора может быть принято мастером исходя из практики строительства скважин на данной территории, разведочного бурения, а также на основании некоторых внешних признаков участка. Иногда предварительный прогноз дается довольно условно, а точная потребность в дополнительной обсадке выясняется уже в процессе осуществления бурения по поведению бурового инструмента, стабильности породы, поглощению промывочной жидкости и т.д.
Например, раствор может уходить в сухую трещиноватую породу, т.е. явно наблюдается дисбаланс, подаваемого в скважину и выходящего на поверхность объема жидкости, происходит полное или частичное его поглощение. Бур начинает работать «по сухому», не получая необходимого охлаждения, а также отвода шлама, что чревато его поломкой либо потерей. Напротив, прохождение плывуна, вызовет заметный прирост объёма бурового раствора. Однако и в этом случае можно потерять бур из-за его перегрузки породой, оплывающей из стенок скважины. В подобных ситуациях, чтобы отсечь проблемные пласты, буровой мастер принимает решение об установке кондуктора.
Как осуществляется бурение с кондуктором?
– Как уже описывалось выше, решение о постановке кондуктора может приниматься как на стадии проектирования гидротехнического сооружения, так и в процессе буровых работ.
- Если дополнительная обсадка планируется изначально (для крепления рыхлых пород, отсечения нежелательных инфильтратов или усиления основной обсадной колонны), то начальный буровой этап ведется долотом большего диаметра, гарантирующим свободную установку трубы кондуктора.
- После выхода на глубину перекрытия проблемных пластов породы, скважина оборудуется первой обсадкой. Далее, понижают диаметр долота и продолжают забой до уровня установки следующей обсадной колонны.
- После спуска основной колонны, между её наружными стенками и внутренними кондуктора получают зазор, который подвергается цементации, чем обе трубы связываются в одну систему и обеспечивается непреодолимый барьер для поверхностных загрязнений.
- Соответственно кессон устанавливается на кондуктор. Последний обрезается и вваривается в дно кессона, как и обычная обсадная колонна.
Потребность дополнения скважины кондуктором может возникнуть и на этапе бурения, в случае выявления нестабильных пород (осыпающихся или оплывающих). Например, если вскрывается плывун, то его стараются пройти до начала устойчивого пласта. Затем, после извлечения бура, осуществляется обсадка, а дальнейший забой продолжается по схеме, описанной в предыдущем пункте.
В остальном конструкция водозаборной скважины с кондуктором, а также последующий монтаж водоподающего оборудования, не отличается от обычной технологии.
Размещено 09.12.201320.05.2017 БК «ПОИСК»
Во время бурения скважины на воду мастера иногда прибегают к помощи кондуктора. Решение об установке кондуктора принимается в зависимости от состава грунтов на участке, где планируется выполнять бурение.
Кондуктор – это дополнительная труба, диаметр которой чуть больше диаметра обсадной трубы, которую устанавливают в верхней части шахты скважины, чтобы избежать обрушения стенок в процессе бурения и не допустить попадания загрязненных грунтовых и поверхностных вод через затрубное пространство в водоносный горизонт.
Чаще всего кондуктор используют при прохождении сыпучих пород и слежавшегося насыпного разнородного грунта как направляющую. Иногда заранее невозможно определить, придется ли устанавливать кондуктор – решение о необходимости дополнительных работ принимается во время выполнения бурения.
Процесс бурения скважины с кондуктором
Начальный участок скважины разбуривают долотом большего размера, соответствующего диаметру кондуктора. Бурение выполняют с подачей глинистого раствора. Первая обсадная труба – кондуктор – устанавливается в шахту и перекрывает неустойчивые, склонные к обрушению породы и «верховодку”.
Бурение продолжают ниже кондуктора долотом, соответствующим по размеру основной обсадной колонне. Как только глубина достигнет расчетной, в скважину сквозь кондуктор опускают обсадную колонну. Между стенками скважины и кондуктором закачивают цементный раствор.