Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

След пробиване на кладенец в свободни песъчливи почви се поставя етап за укрепване на тръбите на обсадните тръби. В същото време цевта трябва да бъде защитена от повреди, корозивни ефекти на подпочвените води, корозия и други негативни явления. Говорим за такъв процес, както и за циментиране.

Трудно е да се извърши циментовата работа самостоятелно, но е възможно, ако имате познания за технологията на събитието. Ще ви разкажем защо трябва да извършвате циментиране и какво трябва да обърнете внимание при работа. За по-голяма яснота материалът съдържа тематични снимки и видеоклипове.

Защо да циментираме кладенеца?

Циментирането на кладенци е процес, който следва веднага след завършването на сондажните операции. Процесът на циментиране е, че в пръстеновидната или пръстеновидната форма се инжектира циментова замазка (ако обсадната тръба е поставена на свой ред в полиетиленова широка тръба), която в крайна сметка се втвърдява, образувайки монолитен сондаж.

Циментовият разтвор в този случай се нарича "циментиране", а самият процес е "запушване". Един сложен инженерингов процес, наречен технология за циментиране, също изисква известни познания и специално оборудване.

В повечето случаи водоизточниците могат да бъдат тампонирани със собствени ръце, което е много по-евтино от привличането на специалисти.

Циментиране на кладенци - набор от мерки, насочени към укрепване на пръстена и обвивката от разрушителното странично налягане на скалите и въздействието на подземните води

Правилно извършеното запушване на кладенци води до:

  • осигуряване на здравината на структурата на кладенеца;
  • защита на кладенеца от земни и горни води;
  • укрепване на корпуса и предпазване от корозия;
  • увеличаване на живота на водоизточника;
  • елиминиране на големи пори, кухини, празнини, през които нежелани частици могат да попаднат във водоносния хоризонт;
  • изместване на циментова замазка, ако първата е била използвана по време на пробиването.

Качеството на произведената вода и експлоатационните характеристики на кладенеца ще зависят от това колко добре се извършва циментирането. Също така, циментирането се извършва за ликвидираните кладенци, които вече няма да се експлоатират.

Извършва се циментиране на съоръженията за водосборния клъстер, предназначени за осигуряване на вода за населените места. В частния сектор, местата за приемане на вода се циментират в редки случаи. Укрепването на положението на сондажния сондаж чрез циментиране се извършва, ако се извършва пробиване в свободни, рохкави почви, които не могат да „държат” стената на корпуса. Кръговото пространство се циментира, ако има вероятност от проникване на наводнения и оттичане на отпадъчни води по сондажа в водоносния хоризонт Пълнене на цевта с цимент, т.е. включване на кладенеца, ако няма да се използва повече вода

Етапи на циментиране на водоизточника

Целият процес на циментиране се състои от няколко етапа, всеки от които има свои нюанси:

  1. Приготвяне на циментова суспензия за запълване на пръстена.
  2. Подгответе цимента в кладенеца.
  3. Впръскване на циментова суспензия в пръстена.
  4. Периодът на втвърдяване на циментовия разтвор.
  5. Проверете качеството на циментирането.

Всеки етап изисква използването на определени инструменти и специално оборудване. Изчисленията на необходимите материали най-добре се правят преди началото на фугирането, тъй като процесът на запушване трябва да продължи непрекъснато и ако, например, нямате достатъчно циментова замазка, това най-негативно ще повлияе на качеството на циментирането. Ще разгледаме по-подробно най-важните етапи.

В редки случаи, водоносни хоризонти не се нуждаят от циментиране, ние говорим за кладенци, пълната дълбочина на които се извършва в гъсти глинести почви.

Етап №1 - подготовка на оборудването

Всички работи по циментиране на кладенци трябва да се извършват стриктно в съответствие с техническите изисквания, нарушаването на които ще доведе до лошо качество на циментирането.

Когато започнете запушване на кладенец, трябва да знаете, че това е необратим процес, невъзможно е да се фиксира нещо след започване на подаването на разтвора в пръстена на кладенеца, затова подготвителната работа, а именно подготовката на циментовия разтвор и избора на оборудване, трябва да се подхожда възможно най-отговорно!

Най-лесният и най-ефективен начин е да наемете оборудване на платформа за превозни средства. Такъв комплекс ще може да подготви циментова замазка и да го изпомпва под налягане под налягане, докато източникът на енергия за работата на оборудването е мощен автомобилен двигател.

Ако използването на единици, базирани на специални превозни средства, не е възможно, тогава ще ви е необходимо:

  • миксер за приготвяне на циментова замазка;
  • помпа с високо налягане, изпомпваща разтвора в кладенеца;
  • циментираща глава за впръскване на разтвора в кладенеца;
  • запалителни тапи (количеството зависи от метода на циментиране);
  • различни малки запаси (маркучи, измервателни резервоари).

Като маркуч много експерти препоръчват вместо традиционните тръби от HDPE с диаметър 32 см да се използва гъвкав пожарен маркуч. Тя е плоска и преминава перфектно в пръстеновидното пространство, осигурявайки ефективно поток на разтвора.

Оборудването за циментиране на кладенци има големи размери и изисква мощен енергиен източник, като компресор, генератор, непрекъснат достъп до електрическата мрежа

Етап 2 - подготовка на разтвора

Циментовата каша за циментиране на кладенеца трябва да отговаря на различни изисквания и да има:

  • високи адхезивни свойства с повърхности от всякакъв вид;
  • висока якост след втвърдяване, устойчивост на механични напрежения;
  • еластичност и добра течливост за запълване на всички пукнатини и кухини;
  • химическа неутралност по отношение на запушени почвени слоеве;
  • устойчивост на ерозия от подпочвените води;
  • няма свиване по време на втвърдяване.

Също така, разтворът трябва да има консистенция, така че да може да се доставя в кладенеца без проблеми и да се изпомпва. Разтворът трябва да се измие добре от оборудването, да не е химически агресивен към него и да има минимален коефициент на загуба по време на транспортиране до кладенеца.

Използваната циментова суспензия трябва да има достатъчно течна структура за извършване на изпомпване чрез оборудване за инжектиране и в същото време да има високи якостни характеристики

Процесът на приготвяне на циментова смес за запушване се състои в равномерното смесване на компонентите, които го изграждат, последвано от наливане на вода в него със специални добавки, предварително разтворени в него.

Най-простите решения, които можете да подготвите са:

  1. Портланд цимент + кварцов пясък (1: 1) + специални добавки и вода за постигане на желаната консистенция. Такова решение има ниска плътност и неговата подготовка е трудна, защото пясъкът, който е част от състава, често се утаява и прилагането на разтвора става невъзможно.
  2. Портланд цимент + барит (1.1: 1) + специални добавки и вода. Недостатъкът на това решение е ниска якост.
  3. Портланд цимент + пълнител. Азбестът се използва като пълнител (върху пясъчни почви), влакнести материали.

За приготвянето на циментиращата смес е най-добре да се използва фугиране на портландцимент, който е вид цимент на основата на силикати.

Този цимент, разбира се, е по-скъп от обикновения портландски цимент, но неговите якостни характеристики са много по-високи от обикновените. Баритът е тежък минерал, който увеличава плътността на разтвора. Barite може да се закупи в магазин за хардуер, който продава насипни строителни материали.

Под специални добавки, които са част от разтворите за циментиране, разбират различните вещества, които придават на разтвора специални свойства.

Те включват:

  • ускорители за цимент (калциев хлорид, калцинирана сода, поташ), използвани при циментиране при температура под +5 градуса;
  • забавители, използвани за предотвратяване на бързо втвърдяване (това са калциеви или натриеви хлориди, натриев нитрит и др.);
  • пластификатори за оптимален вискозитет (полимерни модификатори);
  • устойчиви на замръзване добавки (силиконови съединения, свързани с пластификатори);
  • влагопоглъщащи добавки (вещества, извлечени от съединения, принадлежащи към групите захарни, лимонени, винени и тетраоксиадипинови киселини) и др.

Специалните добавки се разбъркват във вода, която след това се използва за приготвяне на циментовия разтвор. Разтворът се смесва със специални машини - миксери. Понякога ръчното смесване е позволено, но изисква известно умение и голямо усилие.

Циментовият камък, образуван по време на втвърдяването на портланд цимента, има високи якостни свойства, може да издържа на стрес, механични и физически ефекти

Етап номер 3 - изливане на разтвора в кладенеца

Основните методи за циментиране на кладенци са:

  • твърд или едноетапен;
  • два етапа;
  • устна;
  • обратното.

Всички методи за циментиране на водни кладенци се основават на един принцип - впръскване на циментова суспензия в пръстена. В този случай изборът на технология за циментиране зависи от специфичните условия: вида на почвата, дълбочината на кладенеца, материала на обвивката, климатичните и хидрогеоложките условия на района.

Избраната технология за включване на кладенец във водата трябва да осигурява:

  • пълнене на целия отвор на сондата с разтвора до пълна дълбочина;
  • напълно измества промивната течност (ако има такава);
  • създаване на високоякостен цимент, устойчив на физични, механични и химични въздействия;
  • висока степен на сцепление с почвени стени на кладенеца, обсадни тръби.

За дълбоки кладенци се използва сегментно циментиране, т.е. не цялото сондаж се циментира наведнъж, а само отделните му сегменти.

Този процес е много сложен и практиката показва, че е почти невъзможно да се изпълни самостоятелно. Ето защо, ние погледнем по-отблизо технологията на едно- и двуетапното и циментовото уплътняване.

Едноетапно или твърдо циментиране

Този метод най-често се използва за циментиране на водни водоизточници. По време на неговото прилагане, циментиращият разтвор се изпомпва в пръстена.

Разтворът се изпомпва под налягане, като се използва оборудване, монтирано на платформата на специален автомобил или неподвижно близо до кладенеца. Циментиращият разтвор под собствена гравитация се придвижва към основата „възглавница” на корпуса, запълвайки всички пръстеновидни кухини.

Работата по едноетапно циментиране се извършва в един цикъл без прекъсване, така че трябва да се грижи за достатъчно количество циментова суспензия

Преди започване на циментирането кладенецът се промива и след това се поставя долният щепсел, който ще действа като запушалка. Бетоновата помпа се включва и започва инжектирането на разтвора за запушване, под въздействието на което коркът се спуска, докато достигне обшивката "обувка".

След инжектирането на разтвора, горният щепсел се поставя и циментовата смес започва да се сгъстява, докато горната тапа остане върху долния щепсел. Това ще означава, че решението е запълнило целия пръстен. Уплътняването се извършва чрез вибропрес чрез изпомпване на разтвора с бетонова помпа.

Циментираната ямка се оставя в покой за 36-48 часа за пълно втвърдяване на разтвора. Този метод е подходящ само за плитки кладенци с еднаква конфигурация. Недостатък на този метод е невъзможността за проследяване на момента, в който циментовият разтвор е достигнал най-ниската точка на сондажа.

Двустепенна система за пълнене

Този метод за циментиране е разработен за кладенци в нефтената промишленост. Поради факта, че изисква използването на сериозно промишлено оборудване (мощна бетонова помпа), то не се използва често при изграждането на кладенци. Двустепенното циментиране се използва в следните случаи:

  • циментовата каша се установява толкова бързо, че циментирането не може да бъде завършено в един цикъл;
  • когато е необходимо да се разграничат две зони в пръстена, които са разделени на значително разстояние;
  • с голяма дълбочина на кладенеца, когато е невъзможно да се извърши работа в един цикъл.

В други случаи използването на двуетапен метод е непрактично поради продължителността на процеса и икономическите показатели.

Двустепенно циментиране за по-дълъг период от време, тъй като вторият етап започва след пълното втвърдяване на циментовия разтвор на първия етап

Принципът на двустепенното циментиране се основава на факта, че циментът се изпомпва в пръстена в две стъпки.

Първата част от циментовата суспензия се зарежда и пресова. Долната запушалка е спусната, което чрез действието на разтвора изпуска запушалката на дъното. Втората част от разтвора се изпомпва за 12-36 часа, след окончателното втвърдяване на първата част.

В практиката на дълбоко пробиване на артезиански кладенци при наличие на абсорбиращи слоеве в горната част на геоложката секция и в други случаи се използва двустепенно циментиране.

Използването на метод на ръкава

Този метод на циментиране се използва, ако е необходимо да се подсили само горната част на кладенеца. В този случай първоначалната задача ще бъде да се определи нивото, на което ще се извършва циментирането.

Нивото е маркирано върху корпуса чрез инсталиране на специален маншет. Долната част на подравняването е надеждно защитена с маншет от проникване на запушващия разтвор.

Разтворът се изпомпва по същия начин, както при едноетапно циментиране. Методът на маншета се използва, ако горната част на кладенеца е разположена на пясъчни почви, а долната част е върху глинести почви. Това е доста рядко, така че този метод не е намерил широко приложение.

Процесът на образуване на циментен камък

Процесът на образуване на циментовия камък започва веднага след инжектирането на запушващия разтвор и продължава от 12 до 36 часа. Основните фактори, влияещи върху продължителността на втвърдяването на разтвора до състоянието на циментовия камък:

  • свойства на компонентите, включени в разтвора;
  • почва, обвивка;
  • хидрогеоложки и климатични условия на площадката;
  • плътност на впръскването, правилното изпълнение на процеса на запушване.

По време на периода на втвърдяване е необходимо да се напусне кладенеца в покой. Забранено е използването на кабели, лостове, тел за оценка на качеството на циментирането, защото Това може да наруши целостта на получения цимент.

Ако не знаете колко време е необходимо за пълното поставяне на циментовия разтвор, изчакайте три дни и продължете с контролните измервания.

Оценка на качеството на цимента

Заслужава да се отбележи, че въпреки че оценката на качеството на циментирането на водоносните кладенци е много важен етап, не е възможно тя да се проведе самостоятелно.

За неговото изпълнение се изисква специално лабораторно оборудване, което се среща много рядко дори в организации, които се занимават със сондажи.

Ако все още възнамерявате да направите оценка на включването, можете да поръчате услугата за контрол на качеството по един от следните три начина:

  • акустични, базирани на разбиване на стените на корпуса, с последваща обработка на данните, получени чрез компютърни програми;
  • радиологично при измерване с радиоустройства;
  • топлинна, базирана на принципа на измерване на топлината, отделена при втвърдяването на циментовия разтвор.

В „домашни“ условия можете да използвате опростения термичен метод чрез измерване на температурата в стените на кладенеца. Когато стане равна на температурата на околната среда и се понижи с 0.5-1.5 градуса, можем да говорим за пълно втвърдяване. Въпреки това, дори и след това, се препоръчва да се изчака 2-3 дни и само след това да се пусне в експлоатация.

След приключване на теста, устието на кладенеца се почиства от остатъци от циментова замазка с помощта на дросел. След това се провежда тест за течове, за който водата под високо налягане се изпомпва в сондажната тръба за 30 минути. Критерият за херметичност ще бъде намаляване на налягането от около 0.3-0.5 МРа. Сега кладенецът е напълно готов за употреба.

Плътността на запушалката увеличава дебита на кладенеца, увеличава експлоатационния живот на обсадните колони, предпазва ги от корозия, както и самия водоизточник.

Заключения и полезно видео по темата

В ниже представленных видеороликах речь идёт о скважинах в нефтегазовой отрасли, но принцип технологии производства работ такой же, как для водоносных скважин.

Процедура одноступенчатого цементирования скважины:

Специфика производства манжетного цементирования:

Технологические особенности двухступенчатого цементирования:

Цементирование – сложный процесс, требующий применения специализированной техники. Однако это не говорит о том, что провести его самостоятельно невозможно. Выбрав и правильно приготовив тампонажный раствор, используя минимальный набор агрегатов, с работой вполне можно справиться самостоятельно.

В любом случае эксплуатация скважины без укрепления ствола цементом не будет долгой, а затраты на бурение нового водоисточника будут ничуть не меньше.

Если после изучения материала у вас остались вопросы о том, как правильно зацементировать скважину после бурения, или вы обладаете ценными знаниями по данному вопросу, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Помогнете на развитието на сайта, споделяйки статията с приятели!

Категория: