По схеме "а" предполагается в качестве изолирующего материала для заполнения зазора использовать пластичные синтетические герметики, которые находят все большее применение в промышленности и горном деле. В верхней части колонны 1 размещается упор 2 и поршень 3, пространство между которыми заполняется нетвердеющим пластичным герметиком 4. Осевой нагрузкой герметик 4 выдавливается в зазор через отверстие. Система может включать известные или улучшенные задерживающие устройства 6. Детали 2 и 3 изготавливаются из легко разрушаемых материалов и уничтожаются разбуриванием после закрепления скважин. Верхняя часть ПОК над перемычкой из герметика заливается цементным раствором.

По схеме "6" подобная система применяется для закачки раствора на цементной основе в зазор под давлением. Здесь обязательно применение улучшенных уплотнений 5 воротникового типа. Изменение схемы заполнения зазора раствором обеспечит более качественное цементирование, так как промывочная жидкость свободно вытесняется из зазора, а не замещается и перемешивается с раствором как в традиционном варианте.

По схеме "в" один из участков ПОК выполнен в виде патрубка 1 из мягкой стали с продольными гофрами 2. Выемки заполняются тугопластичным герметикой 3. С помощью конусного инструмента 4, перемещаемого в осевом направлении, труба выправляется с одновременной надежной изоляцией зазора герметикой.

По схеме "г" верхний конец ПОК 1 выполняется в виде гофрированного патрубка 2, который затем расправляется инструментом 3 до полного прижатия к стенкам скважины. Складки гофра также могут быть заполнены герметикой Эти схемы опубликованы в [3].

Введение в зазор между обсадной трубой и стенками скважины тех или иных уплотняющих составов в принципе аналогично применению анаэробных герметиков в неподвижных соединениях гидравлических систем в машиностроении [5]. В этих системах после отверждения герметика, проходящего практически без усадки, пути возможной протечки среды перекрыты материалом с пределом прочности на сжатие до 400 МПа, Это обеспечивает их применение для герметизации соединения гидравлических систем с давлением рабочей среды до 150 МПа. Если полагать, что применение герметиков в скважинах даст тот же эффект, то в условиях нулевого давления со стороны изолируемой зоны, данное давление аналогично гидростатическому давлению в скважинах глубиной до15 км. Нo условия применения несопоставимы, т.к. зазоры в гидравлических системах не превышают десятых-сотых долей миллиметра.

Гораздо ближе стоит опыт герметизации стыков в крупнопанельном домостроении и техническом строительстве [6,7], где зазоры очень велики. Но в этом случае практически отсутствует внешнее давление среды, т.к. проницаемость уплотнения обеспечивает защиту от проникновения воздуха и влаги при атмосферном давлении.

Опыт применения гофрированных труб, расширяющихся до плотного соприкосновения со стенками скважины или предыдущей обсадной колонны, имеется у нефтяников [8,9], в геологоразведке также имеется опыт использования гофрированных труб для крепления скважин без потери диаметра [10]. Успешное использование таких труб для крепления значительных участков скважины является залогом успеха при использовании гофров на ограниченном участке верхнего конца ПОК. Технология применения гофров в скважинах включает местное расширение ствола скважины, предварительное разжатие гофра подачей жидкости под давлением, окончательное расширение с помощью специальных конических расширителей. Но рекомендовать эту прогрессивную методику крепления можно только на перспективу, т.к. нужно специальное механическое оборудование для изготовления гофров, что требует существенных вложений.

Основной задачей настоящей работы является создание устройств, которые, наряду с высокой надежностью герметизации были бы достаточно просты и дешевы. Очевидно, что никакие методы изоляции верхнего конца ПОК не будут действенны, если он не будет находится в зоне непроницаемых горных пород. Поэтому важной задачей является оценка состояния пород по керну для выдачи конкретных рекомендаций по длине ПОК и месту расположения ее верхнего конца. Работы в данном направлении так же должны быть проведены, так как четких рекомендации по этому вопросу в настоящее время нет.