Свабирование

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


Схема свабирования скважины


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.


Расчетная схема при свабировании скважины


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 Рн - давление снаружи скважины;
Рв - 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.