Свабирование - одно из наиболее действенных средств, применяемых для «оживления» скважин после кольматации фильтра и прифильтровой зоны глинистыми частицами или буровым шламом.

Сущность свабирования заключается в следующем (рис. 81): внутрь скважины опускают сваб 1 (поршень), диаметр которого несколько меньше внутреннего диаметра фильтровой колонны 2. В теле сваба имеются сквозные отверстия 3, в которые установлены обратные клапаны для пропуска воды при опускании сваба вниз.

Для более быстрого погружения к свабу может быть прикреплена ударная штанга или какой-либо иной груз 4. Сваб прикрепляют к канату 5, при помощи которого он может быть опушен в скважину или поднят из нее.

Для свабирования поршень опускают в фильтровую колонну ниже уровня воды 6, но обязательно выше самого фильтра 7. Затем его быстро поднимают вверх. В результате этого в скважине нарушается гидравлическое равновесие, благодаря чему вода из пласта с большой скоростью устремляется в скважину через фильтр, промывает его и очищает

Рис.     81.     Схема свабирования скважины

прифильтровую зону от скопившегося в трещинах бурового шлама и мелких частиц породы.

Для уяснения  процессов, происходящих при свабировании, рассмотрим следующий пример. Опустим сваб в скважину ниже статического уровня воды на глубину Н, но выше фильтра на величину h, как это показано на рис. 82,а.

Рис. 82 Расчетная схема при свабировании скважины
1 - обсадная   колонна;   2 - фильтр;   3 - сваб;   4 - уровень  воды до свабировании; 5 - уровень воды в процессе свабировании

Какие силы снаружи и внутри скважины действуют на плоскость МН, проходящую через горизонтальную ось фильтра. Прежде всего на нее действует столб воды, равный по величине Н+h. Кроме того, как снаружи, так и внутри скважины на зеркало воды действует атмосферное давление, равное 10,3 м вод. ст.

Таким образом, после спуска сваба в скважину на плоскость МН снаружи и внутри скважины действует равное давление

(11)

где Р_н - давление снаружи скважины;
Р_в - давление внутри скважины;
Н - глубина   погружения сваба от статического уровня;
h - расстояние   от   горизонтальной оси фильтра до сваба;
А - атмосферное давление.

Рассмотрим, что произойдет, если сваб быстро поднять вверх от точки О до точки К (рис. 82,б). Давление на плоскость МН снаружи останется неизменным и будет по-прежнему равно , а давление внутри скважины резко сократится.

В точке О гидростатическое давление сверху будет снято, так как вышележащий столб воды свабом будет поднят кверху.

Кроме того, внутри фильтровой колонны на интервале от О до К, на котором был поднят сваб, образуется разрежение, и после подъема сваба в точке О на зеркало воды в скважине будет уже действовать не атмосферное давление, а только часть его (практически достигнуть полного разрежения не представляется    возможным).    Для    дальнейших рассуждений примем остаточное атмосферное давление равным 0,5А.

В этом случае давление изнутри скважины на плоскость МН составит

(12)

т. е. будет меньше, чем наружное давление.

Таким образом, равновесие в скважине будет нарушено и в результате разности давлений

(13)

вода с большой скоростью устремится в скважину через фильтр.

Сваб надо поднимать несколько раз и желательно на большую высоту.

Из формулы видно, что чем глубже будет погружен сваб (Н), тем больший перепад давления будет достигнут и тем большие будут скорости фильтрационного потока.

Однако при глубоком погружении сваба и последующем его подъеме могут возникнуть чрезмерно большие скорости фильтрации, создающие угрозу для повреждения фильтра. Поэтому при глубоких скважинах свабирование следует вести с постепенным заглублением сваба и при постоянном контроле технического персонала.

Перед свабированием все грузоподъемные средства должны быть проверены на максимальную нагрузку, которая возникнет при подъеме сваба с учетом веса вышележащего столба воды.

Из формулы (18) также видно, что давление воды и атмосферное давление, возникающие снаружи и внутри скважины при свабировании, зависят от двух факторов: глубины погружения сваба ниже уровня воды и величины образовавшегося    в скважине вакуума. Если величина первого слагаемого зависит от интервала установки фильтра, а также наличия грузоподъемных средств на площадке, что определяет глубину погружения сваба и может колебаться в широких   пределах в среднем 50-80 м, то второй компонент (величина вакуума) практически является величиной постоянной    и   колеблется    в   пределах   0,4- 0,6 атм (4-6 м водяного столба) в зависимости от герметичности скважины.

Из сказанного вытекает, что основной эффект, возникающий при свабировании, достигается не за счет образования вакуума, а за счет искусственно созданного перепада давления воды снаружи и внутри скважины.