Well cementering: metoder og teknologier til cementering

Efter boring af en brønd i løse sandjord er der etableret et trin for at styrke rørrørene. Samtidig skal tønderen beskyttes mod skader, ætsende virkninger af grundvand, korrosion og andre negative fænomener. Vi taler om en sådan proces samt cementering.

Det er ret vanskeligt at udføre cementarbejdet selvstændigt, men det er muligt, hvis du har viden om teknologien i arrangementet. Vi vil fortælle dig om hvorfor du skal udføre cementering og hvad du skal være opmærksom på, når du arbejder. For tydelighed indeholder materialet temabilleder og videoer.

Hvorfor cement brønden?

God cementering er en proces, der følger umiddelbart efter færdiggørelsen. boreoperationer. Cementeringsproceduren er den i ringformet eller ringformet (hvis foringsrøret er placeret igen polyethylen bredere rør) indføres cementmørtel, som over tid hærder, danner en monolitisk tønde godt.

Cement mortel i dette tilfælde kaldes "cementering", og selve processen er "plugging". En kompleks ingeniørproces, der kaldes well cementing teknologi, kræver visse viden og specialudstyr.

I de fleste tilfælde kan vandkilder tamponeres med egne hænder, hvilket er meget billigere end at tiltrække specialister.

Korrekt udført plugning af vandbrønde bidrager til:

• sikring af brøndstrukturens styrke
• beskyttelse af brønden fra jord og øvre farvande;
• styrke kappen og beskytte den mod korrosion
• øge vandkildens levetid
• eliminering af store porer, hulrum, huller gennem hvilke uønskede partikler kan komme ind i akvifer;
• forskydning af boremudcement, hvis den første blev brugt under boring.

Kvaliteten af ​​det producerede vand og brøndens driftsegenskaber afhænger af, hvor godt cementering udføres. Derudover udføres cementering for brøndene, der afvikles, hvilket ikke længere vil blive betjent.

Trin af vandkilde cementering

Hele processen med cementering består af flere faser, der hver især har sine egne nuancer:

1. Forberedelse af cementopslæmning for at fylde ringrøret.
2. Foder den forberedte cement til brønden.
3. Injektion af cementopslæmning i ringrøret.
4. Hærdningsperioden for cementmørtel.
5. Kontroller kvaliteten af ​​cementering.

Hvert trin kræver brug af visse værktøjer og specialudstyr. Beregninger af de nødvendige materialer udføres bedst inden begyndelsen af ​​fogningsarbejdet, da processen med tilslutning skal vare kontinuerligt og hvis du for eksempel ikke har nok cementmørtel, så vil det påvirke kvaliteten mest negativt cementering. Vi vil overveje de vigtigste faser mere detaljeret.

Trin 1 - udstyr forberedelse

Alt arbejde på cementeringsbrønde skal udføres strengt i overensstemmelse med de tekniske krav, hvis overtrædelse vil medføre dårlig cementering.

Når du begynder at tilslutte en brønd, skal du vide, at det er en irreversibel proces, reparer noget efter starten af ​​opløsningen forsynet med annulus brønde er umuligt, så det forberedende arbejde, nemlig forberedelse af cementeringsopløsning og valg af udstyr, skal du nærme sig maksimum ansvarligt!

Den nemmeste og mest effektive måde er at leje udstyr på en køretøjsplatform. Et sådant kompleks vil være i stand til at forberede en cementmørtel og pumpe den under tryk under tryk, mens energikilden til driften af ​​udstyret er en kraftig bilmotor.

Hvis brug af enheder baseret på specielle køretøjer ikke er mulig, skal du:

• mixer til fremstilling af cementmørtel;
• højtrykspumpe pumpe løsningen til brønden;
• cementeringshoved til injektion af opløsningen i brønden;
• primerpropper (mængden afhænger af cementeringsmetoden);
• forskellige små lager (slanger, måttanke).

Som slange anbefaler mange eksperter, at i stedet for traditionelle HDPE rør med en diameter på 32 cm, brug en fleksibel brandslange. Det er fladt og passerer perfekt ind i det ringformede rum, hvilket giver en effektiv løsningstrøm.

Trin 2 - Fremstilling af opløsningen

Cementopslæmning til cementering af en brønd skal opfylde en række krav og have:

• høje klæbende egenskaber med overflader af enhver type;
• høj styrke efter hærdning, modstandsdygtighed over for mekanisk belastning;
• duktilitet og god fluiditet til at fylde alle revner og hulrum;
• kemisk neutralitet med hensyn til pluggede jordlag;
• modstand mod erosion ved grundvand
• ingen krympning under hærdet.

Løsningen skal også have en konsistens, så den kan leveres til brønden uden problemer og pumpes. Opløsningen skal vasket godt ud af udstyret, ikke kemisk aggressiv over for det og have en minimal tabskoefficient under transport til brønden.

Fremgangsmåden til fremstilling af cementmørtel til tampon er den ensartede blanding af komponenterne, dens bestanddel, efterfulgt af at hælde vand ind i det, med specielle tilsætningsstoffer.

De enkleste løsninger, du kan forberede dig selv, er:

1. Portland cement + kvarts sand (1: 1) + særlige tilsætningsstoffer og vand for at opnå den ønskede konsistens. En sådan opløsning har en lav densitet, og dens fremstilling er vanskelig, fordi sand, der er en del af sammensætningen, præcipiterer ofte, og anvendelsen af ​​opløsningen bliver umulig.
2. Portland cement + barit (1,1: 1) + særlige tilsætningsstoffer og vand. Ulempen ved denne opløsning er lav styrke.
3. Portland cement + fyldstof. Asbest bruges som fyldstof (på sandholdige jordarter), fibrøse materialer.

Til fremstilling af cementeringsblandingen er det bedst at anvende fugning Portlandcement, som er en slags cement baseret på silicater.

Sådan cement er naturligvis dyrere end almindelig Portlandcement, men dens styrkeegenskaber er meget højere end almindelig. Barit er et tungt mineral, der øger opløsningens densitet. Barit kan købes hos en hardwarebutik, der sælger bulkbyggematerialer.

Under særlige tilsætningsstoffer, der er en del af cementeringsløsninger, forstå de forskellige stoffer, der giver løsningen særlige egenskaber.

Disse omfatter:

• indstilling acceleratorer cement (calciumchlorid, soda, potash), der anvendes, hvis cementering finder sted ved temperaturer under +5 grader;
• indstilling af retarderbruges til at forhindre hurtig hærdning (disse er calcium- eller natriumchlorider, natriumnitrit osv.);
• plastificeringsmidler for optimal viskositet (polymer modifikatorer);
• frostbestandige additiver (silikoneforbindelser, kombineret med blødgørere);
• fugtabsorberende additiver (stoffer stammende fra forbindelser tilhørende sukker-, citronsyre-, vinsyre- og tetraoxyadipinsyrer) og andre.

Særlige additiver omrøres i vand, som efterfølgende anvendes til fremstilling af cementopslæmningen. Bland opløsningen ved hjælp af specielle maskiner - blandere. Nogle gange er manuel blanding tilladt, men det kræver en vis færdighed og stor indsats.

Trin nummer 3 - Hæld opløsningen i brønden

De vigtigste metoder til cementering af brønde er:

• fast eller enkelt trin;
• totrins;
• læbe;
• det modsatte.

Alle metoder til cementering af vandbrønde er baseret på et princip - indsprøjtning af cementopslæmning i ringrommet. I dette tilfælde afhænger valget af cementeringsteknologi af de specifikke forhold: jordtype, dybden af ​​brønden, husets materiale, de klimatiske og hydrogeologiske forhold i området.

Den valgte teknologi til tilslutning af en brønd til vand skal give:

• fylder hele brøndboringen med løsningen til fuld dybde;
• fuldstændigt fortrænge spylevæsken (hvis nogen);
• oprettelsen af ​​cementstyresten med høj styrke, resistent over for fysiske, mekaniske og kemiske påvirkninger;
• høj vedhæftningshastighed med jordvægge i brønden, foringsrør.

Til dybe brønde anvendes segmenteringscementering, dvs. ikke hele borehullet er cementeret på en gang, men kun dets individuelle segmenter.

Denne proces er meget kompleks og praksis viser, at det er næsten umuligt at udføre det alene. Derfor kigger vi nærmere på teknologien i en- og to-trins og lipcementering.

Enkeltfase eller fast cementering

Denne metode anvendes oftest til cementering af husholdningsbrønde. Under implementeringen pumpes cementeringsopløsningen ind i ringrøret.

Løsningen pumpes under tryk ved hjælp af udstyr, der er installeret på en specialbils platform eller stationær nær brønden. Cementeringsopløsning under sin egen tyngdekraft bevæger sig til bunden "pude" af huset, og fylder alle de ringformede hulrum.

Inden arbejdet påbegyndes, udføres cementering velskylningog så sættes den nederste stikket i, som fungerer som en stop. Betonpumpen tændes, og indsprøjtningen af ​​plugsættelsen begynder, med hvilken indflydelse korken falder, indtil den når hylsteret "sko".

Efter indsprøjtning af opløsningen installeres det øvre stik og cementblandingen begynder at komprimeres, indtil den øverste stik hviler på den nederste stik. Dette vil betyde, at løsningen har fyldt hele ringrøret. Komprimering udføres af vibropress ved at pumpe opløsningen med en betonpumpe.

Den cementerede brønd efterlades i hvile i 36-48 timer for fuldstændig størkning af opløsningen. Denne metode er kun egnet til lavvandede brønde med ens konfiguration. Ulempen ved denne metode er manglende evne til at spore det øjeblik, hvor cementmørtelen har nået det laveste punkt i borehullet.

To-trins fyldningssystem

Denne cementeringsmetode blev udviklet til oliebrøndebrønde. På grund af det forhold, at det kræver brug af serielt industrielt udstyr (højtryksbetonpumpe), bruges den ikke ofte til opbygning af brønde. To-trinscementering anvendes i følgende tilfælde:

• cementopslæmningen sætter så hurtigt, at cementering ikke kan gennemføres i en cyklus;
• når det er nødvendigt at skelne mellem to områder i ringrommet, der adskilles med en betydelig afstand
• med en stor dybde af brønden, når det er umuligt at udføre arbejde i en cyklus.

I andre tilfælde er brugen af ​​en totrinsmetode upraktisk på grund af procesens varighed og økonomiske indikatorer.

Princippet om to-trinscementering er baseret på, at cement pumpes ind i ringrøret i to trin.

Den første del af cementopslæmningen lægges og presses. Den nederste stop sænkes, som ved hjælp af opløsningen sænker proppen til bunden. Den anden del af opløsningen pumpes i 12-36 timer efter den endelige størkning af den første del.

Brugen af ​​en ærmet metode

Denne cementeringsmetode anvendes, hvis det kun er nødvendigt at forstærke kun den øverste del af brønden. I dette tilfælde vil den oprindelige opgave være at bestemme, hvilket niveau cementeringen skal udføres.

Niveauet er markeret på kappen ved at installere en speciel manchet. Den nederste del af tilpasningen er pålideligt beskyttet af en manchet mod penetrering af plugging-løsningen.

Opløsningen pumpes på samme måde som i enkeltstadiecementering. Manchetmetoden anvendes, hvis brøndens øverste del er placeret på sandet jord, og den nederste del er på lerjord. Dette er ret sjældent, så denne metode har ikke fundet bred anvendelse.

Processen med dannelse af cementsten

Fremgangsmåden til dannelse af cementsten begynder umiddelbart efter indsprøjtningen af ​​plugging-opløsningen og varer fra 12 til 36 timer. De vigtigste faktorer, der påvirker varigheden af ​​opløsningen af ​​opløsningen til tilstanden af ​​cementsten:

• egenskaber af komponenterne indeholdt i opløsningen
• jord, hylster materiale;
• hydrogeologiske og klimatiske forhold på stedet;
• indsprøjtningstæthed, korrekt implementering af plukningsprocessen.

I stabiliseringsperioden er det nødvendigt at forlade brønden i ro. Det er forbudt at bruge kabler, kugler, wire for at vurdere kvaliteten af ​​cementering, fordi Dette kan kompromittere integriteten af ​​den resulterende cementsten.

Cementkvalitetsvurdering

Det er værd at bemærke: på trods af at vurderingen af ​​kvaliteten af ​​cementering af vandbærende brønde er et meget vigtigt stadium, er det umuligt at gennemføre det selv.

Til gennemførelse kræver det specielt laboratorieudstyr, som meget sjældent findes i organisationer, der er involveret i boring.

Hvis du stadig har til hensigt at foretage en vurdering af tilslutningen, kan du bestille kvalitetskontroltjenesten på en af ​​tre måder:

• akustisk, baseret på at banke væggene i huset, med efterfølgende behandling af data opnået ved computerprogrammer;
• radiologisk, når der måles med radioenheder;
• termisk, baseret på princippet om måling af varmen frigivet under hærdet af cementmørtel.

Under "hjem" betingelser kan du bruge den forenklede termiske metode ved at måle temperaturen ved brøndens vægge. Når det bliver lig med omgivelsestemperaturen og bliver lavere med 0,5-1,5 grader, så kan vi tale om fuldstændig størkning. Men selv efter det anbefales det at vente i 2-3 dage og først derefter at sætte brønden i drift.

Efter afslutning af testen renses brøndhovedet af cementopslæmningen under anvendelse bailer. Derefter udføres en lækage test, for hvilket højtryksvand pumpes i brøndrøret i 30 minutter. Kriteriet om stramhed vil være et fald i trykket på ca. 0,3-0,5 MPa. Nu er brønden helt klar til brug.

Konklusioner og brugbar video om emnet

I videoerne nedenfor taler vi om brønde i olie- og gasindustrien, men princippet om produktionsteknologi er den samme som for akviferer.

Fremgangsmåde til brøndcement i enkelt trin:

Specificering af produktion af manchetcement:

Teknologiske egenskaber ved to-trins cementering:

Cementering er en kompleks proces, der kræver brug af specialudstyr. Dette betyder dog ikke, at det er umuligt at holde det selv. Efter at have valgt og korrekt forberedt cementopslæmningen ved hjælp af et mindste sæt enheder, er det helt muligt at håndtere arbejdet selv.

Under alle omstændigheder vil driften af ​​brønden uden at styrke stænglen med cement ikke være lang, og omkostningerne ved borer en ny vandkilde vil ikke være mindre.

Hvis du efter at have studeret materialet stadig har spørgsmål om, hvordan man korrekt cementerer en brønd efter boring, eller du har værdifuld viden om dette emne, bedes du lade dine kommentarer nedenfor. blok.