Технические средства и способы контроля состояния скважин вертик

ТЕХНИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА И СПОСОБЫ КОНТРОЛЯ СОСТОЯНИЯ СКВАЖИН ВЕРТИКАЛЬНОГО ДРЕНАЖА ОРОШАЕМЫХ МАССИВОВ КАЗАХСТАНА

Хабиев С.Х.

Институт гидрогеологии и геоэкологии им.У.М.Ахмедсафина, Алмата, Казахстан

Наблюдения и исследования эксплуатации дренажных систем, заложенных 30-20 лет назад в различных почвенных и климатических зонах на территории мелиоративного земледелия в Казахстане и в республиках Центральной Азии, позволили установить, что мелиоративный эффект, зависящий в основном от природных факторов, достигается в процессе длительной эксплуатации дренажа с проведением всего запланированного при его проектировании комплекса агромелиорации. Это связано не только с особенностями почво-грунтов как объекта мелиорации, но и с обеспечением надежной работы дренажных систем, выполнением комплекса последовательных агротехнических и агромелиоративных мероприятий — планировки, промывки почв, режима орошения, севооборотов, норм внесения удобрений и т.д. Поэтому нельзя считать, что строительство дренажа само по себе достаточно для мелиорации осваиваемых земель. Дренаж обеспечивает главное — необходимую дренированность территорий, без которой все остальные мероприятия не могут дать надлежащего эффекта.

На многих массивах орошения дренажные системы состоят в основном из скважин вер-тикального дренажа. Таких скважин, например, на Голодностепском массиве Казахстана насчитывается более тысячи. С изменением экономических условия хозяйствования, в первую очередь с изменением цен на электроэнергию, работа этих дренажных систем была остановлена на длительный период. Простой скважин привел, как показал опыт, к кольматации их фильтров солевыми наростами толщиной до 12 мм, иными словами, обусловил резкое снижение эффективности дренажных скважин.

Поэтому, в настоящее время на первый план выдвинулась проблема оценки состояния уже существующих дренажных систем, их эффективности, разработки способов контроля технического состояния и восстановления и ремонта этих систем.

Для восстановления производительности таких скважин обычно проводится целый комплекс работ, после чего скважины могут работать в заданном режиме. Несмотря на накопленный опыт регенерации фильтров скважин на воду, еще в 1997 г. фирмой Мотт Макдональдс-Темельсу (Англия-Турция) совместно с ТОО Жер-Ана (г. Шымкент) составлен проект «Улучшения ирригационной и дренажной системы в Махтааральском районе Южно-Казахстанской области на площади 9607 га», по которому предусматривалась ликвидация 57 скважин вертикального дренажа и бурение взамен них новых.

Выполнение этого проекта, по нашему мнению, должно было предваряться серьезными исследованиями современного технического состояния этих скважин. В этой связи, для выполнения таких исследований нами предлагаются методические проработки и технические решения, защищенные патентами, получившие признание как изобретения.

Следовательно, важнейшей задачей современного этапа эксплуатации дренажных систем становится поддержание на заданном уровне эффективности сложившихся дренажных систем на эксплуатируемых массивах орошения. В качестве основных задач следующего уровня является поддержание заданного технического состояния скважин вертикального дренажа. Для решения последней задачи необходим целый комплекс методов (гидрогеологических и скважинной геофизики), в том числе, оценки текущего технического состояния скважин.

Нашим вкладом в решение этой задачи является разработка способов контроля тех-нического состояния дренажных скважин, подкрепленных созданным нами комплексом специальной аппаратуры, обеспечивающей реальное и широкое внедрение этих способов в практику гидрогеологических исследований на массивах орошения.

Задачей нашего изобретения является разработка устройства для обследования скважины, имеющего простую и надежную конструкцию, обеспечивающую визуальный контроль в скважинах любой глубины, а также в скважинах, заполненных прозрачной жидкостью, воздухом или газом.

Предложенные устройства для обследования скважин, как отмечалось выше, относятся к обследованию скважин и предназначены для определения технического состояния скважин и их оборудования, в частности, для обнаружения трещин, разрыва колонн выявления степени коррозии стенок колонн и фильтров, степени кольматации колонн и фильтров, заиленности и обнаружения посторонних предметов в скважине.

Повышение оперативности, качества и точности обследования и удобства при эксплуатации достигается тем, что предлагаемое устройство для обследования скважины, содержащее осветительную систему и систему передачи изображения, установленные на коробе, прикрепленном к одному концу троса, и приемник изображения, согласно изобретению, снабжено счетчиком глубины скважины, при этом система передачи изображения включает видеокамеру, а приемником изображения является электронный носитель информации, обеспечивающий запись и воспроизведение изображения.

Включение в систему передачи изображения видеокамеры и выполнение приемника изображения в виде электронного носителя информации повышает оперативность контроля, так как обеспечивается визуальный контроль стенок скважины непосредственно во время опускания короба в полость скважины, устраняется необходимость в промежуточных операциях, таких как изготовление фотографий и выявление дефектов стенок скважины по фотографическим изображениям. При этом качество изображения и точность контроля не снижается при увеличении глубины скважины и при наличии в скважине прозрачной жидкости, воздуха, газ.

Снабжение устройства счетчиком глубины скважины повышает точность обследования, так как позволяет определять конкретную глубину осмотра скважины, определять точные места расположения выявленных дефектов.

Устройство для обследования скважины содержит осветительную систему и видеокамеру, установленные на коробе, прикрепленном к одному концу троса, и приемник изображения. Устройство содержит счетчик глубины скважины, с которым связан другой конец троса, при этом приемником изображения является электронный носитель информации, обеспечивающий запись и воспроизведение изображения. Короб опускают в скважину на тросе с помощью лебедки и блока. Питание осветительной системы, системы передачи изображения и приемника изображения осуществляют от сети напряжением 220 вольт или источника постоянного тока напряжением 12 вольт.

Устройство работает следующим образом. Производят спуск короба в скважину с помощью лебедки и блока. Включают осветительную систему, состоящую из ламп накаливания мощностью до 150 Вт, видеокамеру, например, ТР902РIR ТОPIСА, приемник изображения, например, монитор, телевизионную установку, видеомагнитофон, компьютер, цифровое записывающее и воспроизводящее устройство. Осветительная система может быть вмонтирована в видеокамеру или выполнена автономной. Перемещая скважинный прибор в полости скважины, передают результаты обследования в виде изображения приемнику информации, на экране которого воспроизводится изображение.

Перемещая короб, производят осмотр скважины. Осветительная система освещает внутреннюю полость скважины. Изображение с помощью видеокамеры передается к приемнику изображения, которым может служить монитор, телевизионная установка, видеомагнитофон, компьютер или другое записывающее или воспроизводящее изображение устройство. При необходимости записывают результаты обследования на видеокассету, дискету, жесткий диск, а также делают снимки отдельных фрагментов.

Визуальное обследование скважин с помощью предлагаемого устройства обеспечивает высокое качество и точность обследования, значительно сокращает сроки производства работ при ловле посторонних предметов из скважины и выполнении работ по ликвидации выявленных дефектов.

Второе предложенное нами устройство для обследования скважин относится к устройствам для обследования скважин в нефтяной, газовой промышленности, в водоснабжении и других отраслях и может быть использовано для изучения технического состояния скважин и состояния фильтров, определения местоположения соединительных муфт, фильтров, выявления дефектов скважин, изучения состояния внутренней поверхности скважин, контроля перфорации муфт, определения и фиксации перетоков из одного горизонта в другой, выявления нарушения герметичности колонны, мест прихвата бурильных и насосно-компрессорных труб, определения места образования трещин, разрыва и смешения колонн, выявления степени коррозии стенок колонн, степени кольматации колонн и фильтров, заиленности скважины и обнаружения посторонних предметов в скважине.

Повышение оперативности, качества и точности обследования и удобства при эксплуатации достигается тем, что в устройстве для обследования скважины, содержащем счетчик глубины скважины, связанный со скважинным прибором, сообщенным с системой отображения информации, скважинный прибор состоит из корпуса с размещенными в нем видеокамерами, причем одна из них установлена в торцевой части корпуса, а другая — со стороны боковой стенки корпуса.

Итак, задачей нашего изобретения является разработка способа обследования скважин, обеспечивающего визуальный контроль состояния скважин. Технический результат изобретения — повышение оперативности, точности обследования и упрощение способа. Это достигается тем, что в способе обследования скважины, включающем спуск в нее скважинного прибора и передачу информации от скважинного прибора при его перемещении в скважине приемнику информации, согласно изобретению, в качестве скважинного прибора используют видеокамеру.

Использование в качестве скважинного прибора видеокамеры повышает оперативность и точность обследования, так как обеспечивается визуальный контроль внутренней поверхности скважины непосредственно во время опускания и подъема скважинного прибора. При этом на точность и оперативность обследования не влияют температура в полости скважины, наличие посторонних предметов, а также наличие прозрачной жидкости или газов. Применение видеокамеры значительно упрощает способ, так как отсутствует необходимость в рас-шифровке получаемой информации.

Преимуществом предлагаемого способа является возможность наблюдения за изменением технического состояния скважины в начальной стадии развития процесса деформации и нарушения целостности колонны. Предлагаемый способ значительно сокращает сроки производства работ при ловле посторонних предметов из скважины, обеспечивает высокую оперативность и точность при выявлении дефектов скважины, нарушении герметичности колонны, смятии обсадной колонны, определении мест прихвата бурильных и насосно-компрес-сорных труб, определении места образования трещин, разрыва и смещения колонн, фильтров, местоположения соединительных муфт и фильтров, определении и фиксации перетоков из одного горизонта в другой.

Важнейшим преимуществом представленных выше изобретений является их реальная техническая реализация. На их основе нами разработана установка видеокароттажа скважин. Аппаратура этой установки эксплуатируется в комплексе с приборами и аппаратурой каротажной станции, а также в переносном варианте. Образцы установки изготовлены в лаборатории ТОО «Фирма Агрополив».

Аппаратура установки видеокароттажа предназначена для определения технического состояния обсадных и фильтровых колонн в гидрогеологических скважинах, заполненных водой. Исследование ее возможностей показало, что просмотр и видеозапись ствола скважины позволяет обнаруживать трещины в колоннах с минимальным размером около 0,5 мм, степень кольматации фильтровых отверстий. Она позволяет производить режимные наблюдения за степенью коррозийности обсадных и фильтровых колонн.

Аппаратура изготовлена из серийных блоков выпускаемых промышленностью ближнего и дальнего зарубежья, в которую входят: видеокамера ТР902РIR. Т0РIСА, объектив РINНоll 05LUХ. 380ТVL, 12V, фотоаппарат, шумомер. Применяется 3-х жильный геофизический кабель и наземная аппаратура: монитор ТР-55КТ-А Торicа и при записи используется бытовой видеомагнитофон.

Аппаратура позволяет обследовать скважины глубиной до 2000 м и обеспечивает просмотр стенок скважин, забойную часть, а также при необходимости дает возможность записывать результаты исследования на видеокассету и фототрафировать интересующие фрагменты скважин. На их основе нами разработана установка видеокароттажа скважин. Аппаратура этой установки эксплуатируется в комплексе с приборами и аппаратурой каротажной станции, а также в переносном варианте.

В ТОО «Фирма Агрополив» изготовлены три вида скважинных приборов и скважинный снаряд:

скважинный прибор СВП-1 — для осмотра боковой и забойной части скважины;

скважинный прибор СВП-2 — для механического регулирования положения видеокамеры;

скважинный прибор СВФП — для кругового осмотра стенки скважины, фотографирования отдельных фрагментов и производства шумометрии;

скважинный снаряд для наблюдения при производстве аварийных работ.

После соответствующих подключений аппаратуры установки видеокароттажа производится спуск снаряда в скважину. При необходимости ведется визуальное наблюдение с записью исследования на видеокассету и фотографирование отдельных фрагментов интересующих частей, интервалов ствола скважины с целью получения цветных фотографий. В процессе записи результатов исследования скважины необходимо выполнять следующие операции:

фиксировать интервал глубины скважины через каждый метр;

комментировать состояние стыков обсадной колонны (резьба, сварка);

фиксировать состояние и глубины местонахождения фильтровой части обсадной колонны;

определять и записывать состояние отстойника на забое с целью определения наличия посторонних предметов.

В результате выполнения процедуры обследования скважины с помощью разработанной установки готовится заключение об общем состоянии обсадной колонны и фильтровой части скважины.

Важнейшим преимуществом представленных выше изобретений является исключение необходимости преобразования сигнала от скважинного прибора в изображение в виде графиков или диаграмм, что существенно повышает оперативность обследования и повышает удобство при эксплуатации устройств.

Актуальность и высокий технический уровень наших проработок в этом направлении подтверждается выдачей авторских свидетельств на устройства и способ обследования скважин.