Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Po vŕtaní studne do voľných piesočnatých pôd sa vytvorí stupeň na spevnenie rúr rúr. Barel by mal byť zároveň chránený pred poškodením, korozívnymi účinkami podzemných vôd, koróziou a inými negatívnymi javmi. Hovoríme o takomto procese, ako aj o cementovaní.

Je veľmi ťažké vykonávať cementovanie samostatne, ale je možné, ak máte vedomosti o technológii udalosti. Povieme vám, prečo je potrebné vykonať cementovanie a čo je potrebné pri práci venovať pozornosť. Pre prehľadnosť obsahuje materiál tematické fotografie a videá.

Prečo cementovať dobre?

No cementovanie je proces, ktorý nasleduje bezprostredne po ukončení vrtných operácií. Spôsobom cementovania je, že cementová malta sa vstrekuje do prstencového alebo prstencového (ak sa rúrka puzdra umiestni do polyetylénovej širšej rúrky), ktorá nakoniec vytvrdne a vytvorí monolitický vrt.

Cementová malta sa v tomto prípade nazýva „cementovanie“ a samotný proces je „upchávanie“. Komplexný inžiniersky proces, nazývaný technológia cementovania studní, vyžaduje určité znalosti a špeciálne vybavenie.

Vo väčšine prípadov môžu byť vodné zdroje tamponované vlastnými rukami, čo je oveľa lacnejšie ako prilákať špecialistov.

Dobré cementovanie - súbor opatrení zameraných na posilnenie prstenca a puzdra pred deštruktívnym bočným tlakom hornín a vplyvom podzemných vôd

Správne vykonaná upchávka studní prispieva k:

  • zabezpečenie pevnosti štruktúry vrtu;
  • ochrana studne od podzemných a horných vôd;
  • spevnenie puzdra a jeho ochrana pred koróziou;
  • zvýšiť životnosť vodného zdroja;
  • eliminácia veľkých pórov, dutín, medzier, cez ktoré sa môžu dostať nežiaduce častice do zvodnenej vrstvy;
  • posunutie cementu vrtného kalu, ak bol prvý použitý pri vŕtaní.

Kvalita vyrobenej vody a prevádzkové charakteristiky vrtu budú závisieť od toho, ako sa vykonáva dobre cementovanie. Tiež sa vykonáva cementovanie pre studne, ktoré sa likvidujú, ktoré už nebudú prevádzkované.

Cementovanie sa vykonáva pre zariadenia na prívod klastrových vôd, ktoré sú určené na zásobovanie osád vodou. V súkromnom sektore sú miesta odberu vody vo výnimočných prípadoch stmelené. Posilnenie polohy vrtu vrtaním cementovaním sa vykonáva vtedy, keď sa vŕtanie vykonáva vo voľných, voľných pôdach, ktoré nie sú schopné „držať“ stenu skrine Prstencový priestor je stmelený, ak existuje pravdepodobnosť vniknutia povodne a odpadových vôd prúdiacich pozdĺž vrtu do zvodnenej vrstvy. Plnenie valca cementom, t.j. ak sa dobre nepoužije žiadny prívod vody

Stupne cementovania vodného zdroja

Celý proces cementovania pozostáva z niekoľkých etáp, z ktorých každá má svoje vlastné nuansy:

  1. Príprava cementovej suspenzie na vyplnenie medzikružia.
  2. Pripravený cement vložte do studne.
  3. Vstrekovanie cementovej kaše do prstenca.
  4. Doba vytvrdnutia cementovej malty.
  5. Skontrolujte kvalitu cementovania.

Každá etapa vyžaduje použitie určitých nástrojov a špeciálneho vybavenia. Výpočty potrebných materiálov sa najlepšie robia pred začiatkom injektážnych prác, pretože proces upchávania by mal trvať nepretržite a ak napríklad nemáte dostatok cementovej malty, bude to mať negatívny vplyv na kvalitu cementovania. Podrobnejšie zvážime najdôležitejšie etapy.

V zriedkavých prípadoch nepotrebujú vodonosné vrstvy cementovanie, hovoríme o studniach, ktorých plná hĺbka prebieha v hustej ílovitej pôde.

Stupeň №1 - príprava zariadenia

Všetky práce na cementačných studniach by sa mali vykonávať striktne v súlade s technickými požiadavkami, ktorých porušenie bude mať za následok nekvalitné cementovanie.

Keď začnete dobre zapájať do studne, mali by ste vedieť, že ide o nezvratný proces, po začiatku dodávky roztoku do medzikružia studne nie je možné nič opraviť, preto sa prípravné práce, konkrétne príprava cementovacieho roztoku a výber zariadenia, musia čo najrýchlejšie osloviť zodpovedne!

Najjednoduchším a najefektívnejším spôsobom je prenajať si zariadenie na platforme vozidla. Takýto komplex bude schopný pripraviť cementovú maltu a čerpať ju pod tlakom, pričom zdrojom energie pre prevádzku zariadenia je silný automobilový motor.

Ak nie je možné použitie jednotiek založených na špeciálnych vozidlách, budete potrebovať:

  • mixér na prípravu cementovej malty;
  • vysokotlakové čerpadlo čerpajúce roztok do vrtu;
  • lepiaca hlava na vstrekovanie roztoku do studne;
  • plniace zátky (množstvo závisí od spôsobu lepenia);
  • rôzne malé zásoby (hadice, meracie nádrže).

Mnohí odborníci odporúčajú ako hadicu namiesto tradičných HDPE rúr s priemerom 32 cm pružnú požiarnu hadicu. Je plochý a dokonale prechádza do prstencového priestoru, čím poskytuje účinný prietok roztoku.

Zariadenie na cementovanie studní má veľké rozmery a vyžaduje výkonný zdroj energie, ako je kompresor, generátor, neprerušovaný prístup do rozvodnej siete

Stupeň 2 - príprava roztoku

Cementová suspenzia na cementovanie studne musí spĺňať rôzne požiadavky a musí:

  • vysoké lepiace vlastnosti s povrchmi akéhokoľvek typu;
  • vysoká pevnosť po vytvrdnutí, odolnosť voči mechanickému namáhaniu;
  • ťažnosť a dobrá tekutosť na vyplnenie všetkých trhlín a dutín;
  • chemická neutralita vzhľadom na zaschnuté vrstvy pôdy;
  • odolnosť podzemnej vody voči erózii;
  • žiadne zmrštenie počas vytvrdzovania.

Roztok musí mať tiež konzistenciu, aby mohol byť bez problémov dopravený do studne a prečerpaný. Roztok by mal byť dobre vymytý zo zariadenia, nie chemicky agresívny a mal by mať minimálny koeficient straty pri preprave do vrtu.

Použitá cementová kaša musí mať dostatočne kvapalnú štruktúru na vykonávanie čerpania vstrekovacím zariadením a zároveň má vysoké pevnostné charakteristiky

Spôsob prípravy cementovej malty na upchávanie spočíva v rovnomernom miešaní zložiek, ktoré ju tvoria, po ktorej nasleduje nalievanie vody so špeciálnymi prísadami, ktoré boli predtým rozpustené.

Najjednoduchšie riešenia, ktoré si môžete pripraviť, sú:

  1. Portlandský cement + kremičitý piesok (1: 1) + špeciálne prísady a voda na dosiahnutie požadovanej konzistencie. Takýto roztok má nízku hustotu a jeho príprava je ťažká, pretože piesok, ktorý je súčasťou kompozície, sa často zráža a aplikácia roztoku je nemožná.
  2. Portlandský cement + barit (1, 1: 1) + špeciálne prísady a voda. Nevýhodou tohto riešenia je nízka pevnosť.
  3. Portlandský cement + plnivo. Azbest sa používa ako plnivo (na piesočnatých pôdach), vláknité materiály.

Na prípravu cementovacej zmesi je najlepšie použiť injektážny portlandský cement, čo je druh cementu na báze silikátov.

Takýto cement je samozrejme drahší ako obyčajný portlandský cement, ale jeho pevnostné charakteristiky sú oveľa vyššie ako bežné. Barit je ťažký minerál, ktorý zvyšuje hustotu roztoku. Barit je možné zakúpiť v železiarstve predávajúcom sypké stavebné materiály.

Pod špeciálnymi prísadami, ktoré sú súčasťou cementovacích roztokov, rozumieme rôznym látkam, ktoré dávajú roztoku špeciálne vlastnosti.

Patrí medzi ne:

  • urýchľovače tuhnutia cementu (chlorid vápenatý, uhličitan sodný, potaš), ktoré sa používajú pri cementovaní pri teplote nižšej ako +5 ° C;
  • retardéry používané na zabránenie rýchlemu vytvrdeniu (sú to chloridy vápnika alebo sodíka, dusitan sodný atď.);
  • plastifikátory pre optimálnu viskozitu (modifikátory polyméru);
  • prísady odolné voči mrazu (silikónové zlúčeniny, spojené so zmäkčovadlami);
  • prísady absorbujúce vlhkosť (látky odvodené od zlúčenín patriacich do skupín cukru, citrónovej, vínnej a tetraoxyadipovej kyseliny) atď.

Špeciálne prísady sa miešajú vo vode, ktorá sa následne použije na prípravu cementovej kaše. Roztok sa mieša pomocou špeciálnych strojov - mixérov. Niekedy je povolené manuálne miešanie, ale vyžaduje si určité zručnosti a veľké úsilie.

Cementový kameň, vytvorený počas vytvrdzovania portlandského cementu, má vysoké pevnostné vlastnosti, odoláva stresu, mechanickým a fyzikálnym účinkom

Stupeň číslo 3 - nalievanie roztoku do studne

Hlavnými metódami cementovania studní sú:

  • pevné alebo jednostupňové;
  • dvojstupňové;
  • peru;
  • opak.

Všetky metódy cementovania studní sú založené na jednom princípe - vstrekovanie cementovej kaše do prstenca. V tomto prípade závisí výber technológie cementovania od špecifických podmienok: typu pôdy, hĺbky vrtu, materiálu plášťa, klimatických a hydrogeologických podmienok oblasti.

Vybraná technológia na pripojenie studne do vody by mala poskytovať:

  • naplnenie celého vrtu roztokom do plnej hĺbky;
  • úplne vymeňte preplachovaciu kvapalinu (ak existuje);
  • vytvorenie vysoko pevného cementového kameňa odolného voči fyzikálnym, mechanickým a chemickým vplyvom;
  • vysoká miera priľnavosti s pôdnymi stenami vrtu, plášťovými rúrkami.

Pre hlboké studne sa používa segmentové cementovanie, t.j. nie celý vrt je nalepený naraz, ale len jeho jednotlivé segmenty.

Tento proces je veľmi zložitý a prax ukazuje, že je takmer nemožné ho realizovať na vlastnú päsť. Preto sa bližšie pozrieme na technológiu jednostupňového a dvojstupňového lepenia.

Jednostupňové alebo pevné cementovanie

Táto metóda sa najčastejšie používa na cementovanie studní s vodou. Počas jeho realizácie sa do medzikružia čerpá cementovací roztok.

Roztok sa čerpá pod tlakom pomocou zariadenia, ktoré je inštalované na plošine špeciálneho vozidla alebo v blízkosti studne. Cementovací roztok pod svojou vlastnou gravitáciou sa posúva na základňu „vankúša“ puzdra a vyplňuje všetky prstencové dutiny.

Práca na jednostupňovom cementovaní sa vykonáva v jednom cykle bez prerušenia, takže je potrebné postarať sa o dostatočné množstvo cementovej kaše

Pred začatím cementovania sa jamka prepláchne a potom sa zasunie spodná zátka, ktorá bude pôsobiť ako zátka. Čerpadlo na betón je zapnuté a začína sa vstrekovanie zalievacieho roztoku, pod vplyvom ktorého korok klesá, až kým nedosiahne puzdro „topánky“.

Po vstreknutí roztoku sa nainštaluje horná zátka a cementová zmes sa začne zhutňovať, až kým horná zátka nezapadne na spodnú zátku. To znamená, že roztok naplnil celý prstenec. Zhutňovanie sa vykonáva vibračným lisovaním čerpaním roztoku pomocou čerpadla na betón.

Zalepená jamka sa ponechá v pokoji po dobu 36 až 48 hodín na úplné stuhnutie roztoku. Táto metóda je vhodná len pre plytké studne s rovnakou konfiguráciou. Nevýhodou tohto spôsobu je neschopnosť sledovať moment, keď cementová malta dosiahne najnižší bod vrtu.

Dvojstupňový systém plnenia

Tento spôsob cementovania bol vyvinutý pre ropné vrty. Vzhľadom na to, že si vyžaduje použitie vážnych priemyselných zariadení (vysokovýkonné čerpadlo na betón), sa často nepoužíva pri stavbe studní. Dvojstupňové cementovanie sa používa v nasledujúcich prípadoch:

  • cementová kaša nastaví tak rýchlo, že cementovanie nemôže byť dokončené v jednom cykle;
  • keď je potrebné rozlišovať dve oblasti v prstenci, ktoré sú oddelené značnou vzdialenosťou;
  • s veľkou hĺbkou studne, keď nie je možné vykonávať prácu v jednom cykle.

V ostatných prípadoch je použitie dvojstupňovej metódy nepraktické z dôvodu trvania procesu a ekonomických ukazovateľov.

Dvojstupňové cementovanie v dlhšom časovom úseku, pretože druhý stupeň začína po úplnom vytvrdnutí cementového kalu prvého stupňa

Princíp dvojstupňového tmelenia je založený na skutočnosti, že cement sa čerpá do medzikružia v dvoch krokoch.

Prvá časť cementovej kaše sa naplní a stlačí. Spodná zátka sa zníži, čo pôsobením roztoku kvapka zátky na dno. Druhá časť roztoku sa čerpá počas 12 až 36 hodín po konečnom stuhnutí prvej časti.

V praxi hlbokého vŕtania artézskych vrtov v prítomnosti absorpčných vrstiev v hornej časti geologického úseku av ostatných prípadoch sa používa dvojstupňové cementovanie.

Použitie objímkovej metódy

Tento spôsob cementovania sa používa vtedy, ak je potrebné spevniť iba hornú časť vrtu. V tomto prípade bude počiatočnou úlohou určiť úroveň, na ktorú sa bude cementovanie vykonávať.

Hladina je vyznačená na puzdre inštaláciou špeciálnej manžety. Spodná časť vyrovnania je spoľahlivo chránená manžetou pred vniknutím do upchávkového roztoku.

Roztok sa čerpá rovnakým spôsobom ako v jednostupňovom cementovaní. Metóda manžety sa používa, ak je horná časť studne umiestnená na piesočnatých pôdach a spodná časť je na ílovitých pôdach. To je pomerne zriedkavé, takže táto metóda nenašla široké uplatnenie.

Proces tvorby cementového kameňa

Proces tvorby cementového kameňa začína bezprostredne po vstreknutí zalievacieho roztoku a trvá 12 až 36 hodín. Hlavné faktory ovplyvňujúce trvanie tuhnutia roztoku do stavu cementového kameňa:

  • vlastnosti zložiek obsiahnutých v roztoku;
  • pôda, obalový materiál;
  • hydrogeologické a klimatické podmienky na mieste;
  • hustota vstrekovania, správna implementácia procesu upchávania.

Počas doby tuhnutia je potrebné ponechať studňu v pokoji. Je zakázané používať káble, páčidlá, drôty na posúdenie kvality cementovania, pretože To môže ohroziť integritu výsledného cementového kameňa.

Ak neviete, ako dlho trvá úplné nastavenie cementovej malty, počkajte tri dni a pokračujte v kontrolných meraniach.

Hodnotenie kvality cementu

Za zmienku stojí: napriek tomu, že hodnotenie kvality cementovania studní je veľmi dôležité, nie je možné ho vykonávať sami.

Pre jeho realizáciu je potrebné špeciálne laboratórne vybavenie, ktoré sa veľmi zriedka nachádza aj v organizáciách, ktoré sa zaoberajú vŕtaním.

Ak máte v úmysle vykonať hodnotenie pripojenia, môžete si službu kontroly kvality objednať jedným z troch spôsobov:

  • akustické, založené na klepaní stien puzdra, s následným spracovaním údajov získaných počítačovými programami;
  • rádiologické, pri meraní rádiovými zariadeniami;
  • tepelný, založený na princípe merania tepla uvoľneného pri kalení cementovej malty.

V „domácich“ podmienkach môžete použiť zjednodušenú tepelnú metódu meraním teploty na stenách studne. Keď sa to rovná teplote okolia a stane sa o 0, 5-1, 5 stupňa nižšie, môžeme hovoriť o úplnom stuhnutí. Avšak aj potom sa odporúča čakať 2-3 dni a až potom uviesť vrt do prevádzky.

Po ukončení skúšky sa vrtná nádrž vyčistí od zvyškov cementovej malty pomocou tlmivky. Potom sa vykoná skúška netesnosti, pri ktorej sa vysokotlaková voda čerpá do potrubia na 30 minút. Kritériom tesnosti bude pokles tlaku o 0, 3-0, 5 MPa. Teraz je studňa úplne pripravená na použitie.

Tesnosť upchávky zvyšuje zaťaženie studne, zvyšuje životnosť strun puzdra, chráni ich pred koróziou, ako aj samotný zdroj vody.

Závery a užitočné video na túto tému

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.

Pomôžte rozvoju stránky a zdieľajte článok s priateľmi!

Kategórie:

Užitočné tipy