Инновационные технологии сооружения геологоразведочных скважин в сложных геологических условиях на основе водорастворимых полимеров

• Автор: Коломиец, Алексей Маркович
• Шифр специальности: 25.00.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 214 с. : 9 ил.

Оглавление

Введение
Глава 1.
Исследование технологических свойств безглинистых полимерных промывочных жидкостей и определение граничных условий их применения
Глава 2.
Производственные исследования и внедрение эффективных технологий вскрытия и освоения водоносных горизонтов, приуроченных к песчаногравийным отложениям на основе использования безглинистых полимерных промывочных жидкостей
Глава 3.
Методика выбора базовых технологий бурения скважин на воду в сложных условиях на основе оценки геолого-гидрогеологической информативности и технико-экономических характеристик вскрытия и освоения водоносных горизонтов
Глава 4.
Разработка и внедрение инновационных технологий бурения геологоразведочных скважин на твёрдые полезные ископаемые с применением водорастворимых полимеров
Г лава 5.
Технико-экономическая и геологическая оценка эффективности внедрения в производство результатов выполненных исследований
Заключение
Список использованной литературы
Список опубликованных работ автора по теме диссертации

Введение
В настоящее время во всём мире всё более актуальное значение имеет использование подземных вод для нужд промышленности, сельского хозяйства, коммунального хозяйства и, прежде всего, питьевого водоснабжения.
Особая роль в этом ряду принадлежит удовлетворению питьевых потребностей населения. Это обусловлено всё более нарастающим отрицательным воздействием техногенного и антропогенного факторов на поверхностные ресурсы пресных вод. Никакие современные технологии неспособны очистить весь спектр загрязнений, содержащихся в поверхностных водах. Кроме того, вода эта - «мёртвая», потерявшая свои особые структурные свойства.
Сейчас ни у кого нет сомнений, что подземная вода является ценнейшим полезным ископаемым, значение которого стремительно нарастает.
Поэтому в Российской Федерации в настоящее время осуществляется особая политика по развитию водоснабжения населения на основе пресных подземных вод.
В 2006 году вышло Постановление Правительства РФ «Об утверждении правил резервирования источников питьевого водоснабжения» № 703, в котором декларируется необходимость обеспечения подземной водой (именно - защищёнными источниками водоснабжения!) крупных и средних городов России.
В Приволжском федеральном округе Коллегией аппарата Уполномоченного представителя Президента РФ 26.12.2008 г. принято Постановление «О состоянии экологической безопасности на территории субъектов РФ, находящихся в пределах ПФО», где также констатируется острая необходимость обеспечения больших и средних городов защищённой от внешнего воздействия подземной водой.
Аналогичные решения приняты и руководителями других федеральных округов России, а также руководством большинства субъектов Российской Федерации. Например, г.Москва осуществляет большую программу по расширению объёма водоснабжения из подземных источников.
Наконец, в 2010 г. по инициативе партии «Единая Россия» принята программа «Чистая вода». /Л.
Буровые скважины являются основным элементом систем добычи подземных вод.
Таким образом, актуальность разработки рациональных, эффективных технологий сооружения скважин на воду приобретает особое значение.
Известно, что более половины (по некоторым данным — до 60%) используемых для хозяйственно-питьевого водоснабжения подземных вод приурочено к рыхлым неустойчивым песчано-гравийным отложениям.
Вместе с тем, существующие технологии сооружения скважин, вскрытия и освоения водоносных горизонтов в таких условиях с применением глинистых промывочных жидкостей, технической воды, ударно-канатного способа либо не обеспечивали надлежащего уровня освоения водоносных горизонтов, либо отличались высокой аварийностью и металлоёмкостью, либо низкой производительностью буровых работ.
Поэтому различным проблемам и аспектам сооружения скважин в таких условиях уделялось большое внимание, именно на них автор сосредоточил направление своих исследований. При этом он опирался на фундаментальные разработки в области теории и технологии бурения скважин, выполненные в разные годы Н.И. Куличихиным, Б.И. Воздвиженским, Ф.Н. Шамшевым,
С.А.Волковым, Е.Д.Эпштейном, К.Г.Володченко, С.С.Сулакшиным, Е.А.Коз-ловским, А.Г.Калининым, Б.Б. Кудряшовым, Б.М. Ребриком, А.Г. Грабчаком,
В.Г.Кардышем, В.М.Питерским, А.Т.Киселёвым, Л.К.Горшковым, М.А. Комаровым, О.В. Ошкординым, В.П. Онищиным и др. ,
Если иметь в виду исследование, разработку и внедрение высокоэффективных технологий сооружения именно скважин на воду, то большой вклад внесли В.С.Алексеев, А.Д.Башкатов, Д.Н.Башкатов, В.М.Беляков, Ю.Е.Будюков, И.Ф.Володько, Э.М.Вольницкая, В.М.Гаврилко, В.Г. Гребенщиков, С.М. Гуль-янд, С.Л. Драхлис, А.И. Деревянных, A.C. Дерман, Е.Н. Дрягалин, В.М.Касат-кин, Г.П. Квашнин, М.Н. Клементов, А.М. Магурдумов, Ю.М. Носовский, Ю.А. Олоновский, М.Т. Оноприенко, A.B. Панков, Ю.М. Парийский, В.А.Рого-вой, Н.И.Сердюк, Н.В.Соловьёв, В.М.Сутягин, А.Г.Тесля, В.П.Ткаченко, А.Я. Третьяк, М.И. Фазлуллин и др.
степку стенда фильтрационный расход приближался к 0 уже при вязкости ВКГР >24с, поэтому дальнейшие эксперименты не проводились.
Санитарно-гигиенические и токсикологические исследования полимеров
Особую важность имеет санитарно-гигиеническое и токсикологическое исследование возможности применения выбранных нами полимеров для бурения скважин на воду.
Работы по оценке возможного использования водорастворимых полимеров при проведении буровых работ на воду проводились в Московском НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана под руководством Н.В. Климкиной, P.G. Ехиной, A.B. Тулакина и Т. А. Кочетковой при участии автора. Натурно-полевые эксперименты проводились автором, а гигиенические и токсикодинамические исследования - в Московском НИИ гигиены им. Ф.Ф. Эрисмана.
В основу оценки ставилось положение, что при проведении буровых работ неизбежно происходит контакт промывочной жидкости с подземной водой, а также взаимодействие с водой компонентов, входящих в состав используемого полимера.
В процессе работы проведена всесторонняя гигиеническая оценка таких потенциально возможных для применения реагентов, как полимеры гипан, ме-тас, К-4, а также КМЦ, устанавливалась доля и значимость токсического воздействия каждого полимера и каждого из их компонентов, а также исследовались возможные пути их трансформации.
Не вдаваясь в специфические подробности исследований, следует лишь указать, что проводилось изучение органолептических свойств растворов, стабильность их в условиях, имитирующих различную степень загрязнения. Изучалось влияние реагентов на санитарный режим водоёмов и скважин, параметры их острого и отдалённого влияния на живые организмы.
В результате выполненных работ определён предельно допустимый норматив каждого из названных выше реагентов при бурении гидрогеологических скважин, в т.ч. рекомендованных нами (ПДК гипана - 6 мг/л, КМЦ - 5 мг/л); результаты натурных наблюдений при бурении скважин в Ульяновской области, заверенные лабораторными работами, подтвердили надёжность предложенных