В практике бурения геологоразведочных скважин в сложных горно-геологических условиях используют обычные колонны обсадных труб, верхняя часть которых выходит к устью скважины, и так называемые „потайные” обсадные колонны (ПОК), верх которых не выходит на поверхность и находится в незакрепленной части ствола скважины или внутри предыдущей колонны. Первые обеспечивают надежное закрепление стенок скважины, вторые позволяют резко сократить расход обсадных труб и затраты времени на крепление, но надежность изоляции затрубного пространства ниже, так как в условиях катастрофических поглощений промывочной жидкости, например в зонах влияния горных работ, часто не удается изолировать верхнюю часть колонны, и поглощение промывочной жидкости продолжается. В технической литературе [1] отмечается, что „проблема герметизации затрубного пространства таких колонн – чрезвычайно сложная задача, и при большом выходе открытого ствола из-под башмака колонны возникает осложнение вследствие поглощения промывочной жидкости”. В связи с высокими ценами на трубную продукцию удельный вес применения ПОК значительно возрос. В настоящее время количество устанавливаемых потайных колонн составляет более половины от общего числа колонн. Между тем проблема закрепления верхнего конца обсадных труб осталась нерешенной. Это вызывает общее ухудшение качества изоляционных работ. Технология тампонирования верхнего конца ПОК обычно включает установку на некотором расстоянии от верха колонны уплотнительного устройства, перекрытие внутренней полости труб пробкой и закачку в зазор между трубами и стенкой скважины тампонажного раствора на основе цемента. Эта технология содержит следующие недостатки: - уплотнительные устройства, создающие перемычку в зазоре, не всегда надежны; - заливка тампонажного раствора в двух трехмиллиметровый зазор не приводит к равномерному и полному его заполнению, остаются полости, так как трубы расположены в скважине несоосно, а зазор заполнен промывочной жидкостью, замещение которой затруднено; - невозможно применить подачу раствора через пакер, то есть с избыточным давлением, так как при этом нарушится уплотнительное устройство, и раствор уйдет в поглощающую зону Авторами доклада на кафедре „Технология и техника геологоразведочных работ” ДонНТУ разрабатывается принципиально новая методика герметизации верхнего конца ПОК. Предлагается подавать тампонажный раствор в зазор между трубами и стенкой скважины не сверху-вниз и снаружи, а снизу-вверх и изнутри колонны. Для этого на некотором расстоянии от верха колонны она перфорируется, ниже отверстий внутри труб укрепляется легко разбуриваемая перемычка, а снаружи устанавливается специальная эластичная манжета. Затем используется тампонажный герметизирующий материал. В качестве герметиков в строительных работах используют асфальтовые (битумные), пластмассовые (полимерные) на базе эпоксидных смол и других компонентов и минеральные мастики и растворы. В бурении используют преимущественно цементные растворы с различными добавками. Герметики находят применение и в горном деле. Современные герметизирующие составы могут быть весьма дорогими, но следует учесть, что для закрепления затрубного пространства на длине 1 м требуется при диаметре труб 108 мм не более одного кубического дециметра состава. В зависимости от вида тампонажного материала процесс подачи его в затрубное пространство может быть различным. Если используется пластичный полимерный герметик, он перед спуском колонны размещается над внутренней перемычкой, а сверху закрывается поршнем. После спуска труб на поршень воздействуют либо давлением промывочной жидкости с помощью бурового насоса, либо весом бурового снаряда и усилием гидравлики бурового станка. Герметик вытесняется через отверстия, отжимая уплотнительное устройство так, чтобы состав мог перемещаться только вверх. Процесс продолжается до смыкания поршня и перемычки в трубах. Другим путем является спуск и установка на верхний конец обсадной колонны тампонирующего устройства с ускорителем схватывания, Тогда в затрубное пространство будет нагнетаться быстросхватывающаяся смесь, состоящая из цементного раствора и ускорителя схватывания, например в виде силиката натрия или хлористого кальция. Для внедрения предлагаемой технологии необходимо осуществить: 1) подбор тампонирующего состава и оценку его свойств применительно к размещению в водной среде; 2) экспериментальную проверку надежности сцепления герметика с горной породой и устойчивости в условиях действия высоких гидростатических давлений; 3) экспериментальную проверку надежности работы перемычек и уплотнений в конструкции колонны; 4) экономическую оценку разных вариантов предлагаемой методики. Эти работы выполняются авторами на образцах в натуральную величину и моделях. Описанная методика изоляции ПОК не является единственно возможной, На принципе действия изнутри колонны могут быть созданы и другие схемы и конструкции герметизирующих устройств.