Kaivojen sementointi: menetelmiä ja tekniikoita sementointia varten

Hyvin porattujen löysien hiekkaisten maaperien jälkeen on muodostettu vaihe, joka vahvistaa koteloputkia. Samalla tynnyri on suojattava vaurioilta, pohjaveden syövyttäviltä vaikutuksilta, korroosiolta ja muilta negatiivisilta ilmiöiltä. Puhumme tällaisesta prosessista sekä sementoinnista.

Sementointityötä on melko vaikeaa suorittaa itsenäisesti, mutta on mahdollista, jos sinulla on tietoa tapahtuman teknologiasta. Kerromme teille, miksi sinun täytyy tehdä sementointia ja mitä sinun on kiinnitettävä huomiota työskennellessäsi. Selkeyden vuoksi materiaali sisältää teemakuvia ja videoita.

Miksi sementti hyvin?

Kaivon sementointi on prosessi, joka seuraa välittömästi valmistumisen jälkeen. porausoperaatiot. Sementointimenettely on rengasmainen tai rengasmainen (jos kotelo on sijoitettu vuorotellen polyeteenistä laajempi putki) tuodaan sementtilaastiin, joka kovettuu ajan myötä muodostaen monoliittisen tynnyrin hyvin.

Sementtilaastia kutsutaan tässä tapauksessa "sementiksi", ja prosessi itse on "tukkeutuminen". Monimutkainen tekninen prosessi, jota kutsutaan hyvin sementointitekniikaksi, vaatii tiettyjä tietoja ja erikoisvarusteita.

Useimmissa tapauksissa vesilähteitä voidaan puristaa omin käsin, mikä on paljon halvempaa kuin asiantuntijoiden houkutteleminen.

Oikeasti suoritettu vesikaivojen tukkeutuminen auttaa:

• varmistetaan kaivorakenteen lujuus;
• kaivon suoja maa- ja ylemmiltä vesiltä;
• kotelon vahvistaminen ja sen suojaaminen korroosiolta;
• lisätä veden lähteen käyttöikää;
• suurten huokosten poistaminen, aukot, aukot, joiden kautta ei-toivotut hiukkaset pääsevät vesikerrokseen;
• poraussuolan sementin siirtyminen, jos ensimmäistä käytettiin porauksen aikana.

Tuotetun veden laatu ja kaivon toiminnalliset ominaisuudet riippuvat siitä, kuinka hyvin sementointi tehdään. Sementointi suoritetaan myös hävitettäville kaivoille, joita ei enää käytetä.

Vesilähteiden sementointivaiheet

Koko sementointimenetelmä koostuu useista vaiheista, joista jokaisella on omat värit:

1. Sementtilietteen valmistus renkaan täyttämiseksi.
2. Syötä valmis sementti kuoppaan.
3. Sementtilietteen ruiskutus renkaaseen.
4. Sementtilaastin kovettumisaika.
5. Tarkista sementin laatu.

Jokainen vaihe edellyttää tiettyjen työkalujen ja erikoislaitteiden käyttöä. Tarvittavien materiaalien laskelmat on parasta tehdä ennen saumaustöiden aloittamista tukkeutumisprosessin tulisi kestää jatkuvasti, ja jos sinulla ei esimerkiksi ole riittävästi sementtilaastia, se vaikuttaa haitallisesti laatuun sementillä. Tarkastelemme tärkeimpiä vaiheita yksityiskohtaisemmin.

Vaihe №1 - laitteiden valmistus

Kaikki sementtikaivojen työ on tehtävä tiukasti teknisten vaatimusten mukaisesti, joiden rikkominen johtaa huonolaatuiseen sementointiin.

Kun käynnistät hyvin kaivon, sinun pitäisi tietää, että se on peruuttamaton prosessi, korjaa jotain sen jälkeen, kun ratkaisun tarjonta on aloitettu rumpuun kaivot on mahdotonta, joten valmistelutyö, tsementointiratkaisun valmistelu ja laitteiden valinta, on lähestyttävä enimmäismäärää vastuullisesti!

Helpoin ja tehokkain tapa on vuokrata laitteita ajoneuvoalustalle. Tällainen kompleksi pystyy valmistamaan sementtilaastin ja pumppaamaan sen paineen alaisena paineen alaisena, kun taas laitteiston toiminnan kannalta energialähde on tehokas auto- moottori.

Jos erikoisajoneuvoihin perustuvien yksiköiden käyttö ei ole mahdollista, tarvitset:

• sekoitin sementtilaastin valmistukseen;
• korkeapainepumppu, joka pumppaa liuoksen kuoppaan;
• sementtipää liuoksen ruiskuttamiseksi kuoppaan;
• pohjustuspistokkeet (määrä riippuu sementointimenetelmästä);
• erilaisia ​​pieniä varastoja (letkut, mittaussäiliöt).

Letkuna monet asiantuntijat suosittelevat, että perinteisten HDPE-putkien sijaan, joiden halkaisija on 32 cm, käytetään joustavaa paloletkua. Se on tasainen ja kulkee täydellisesti rengasmaiseen tilaan ja tarjoaa tehokkaan liuoksen virtauksen.

Vaihe 2 - liuoksen valmistelu

Sementin lietteen kaivon sementtiä varten on täytettävä erilaiset vaatimukset ja niillä on oltava:

• korkeat tarttumisominaisuudet minkä tahansa tyyppisiä pintoja;
• korkea lujuus kovettumisen jälkeen, kestävyys mekaaniselle rasitukselle;
• sitkeys ja hyvä juoksevuus täyttää kaikki halkeamat ja huokoset;
• kemiallinen neutraalisuus suljettujen maaperäkerrosten suhteen;
• pohjaveden eroosion kestävyys;
• ei kutistumista kovettumisen aikana.

Myös liuoksen on oltava johdonmukainen, jotta se voidaan toimittaa hyvin kaivoon ilman ongelmia ja pumpata. Liuoksen tulee olla hyvin pesty pois laitteesta, ei kemiallisesti aggressiivista sitä vastaan ​​ja niillä on oltava vähimmäishäviökerroin kuljetettaessa kaivoon.

Sementtilaastin valmistusmenetelmä tamponille on komponenttien tasainen sekoittaminen, sen osa, jonka jälkeen se kaadetaan veteen, erityisellä lisäaineita.

Yksinkertaisimmat ratkaisut, joita voit valmistautua, ovat:

1. Portland-sementti + kvartsihiekka (1: 1) + erityiset lisäaineet ja vesi halutun konsistenssin saavuttamiseksi. Tällaisella ratkaisulla on alhainen tiheys, ja sen valmistaminen on vaikeaa, koska hiekka, joka on osa koostumusta, saostuu usein ja liuoksen levittäminen on mahdotonta.
2. Portland-sementti + bariitti (1,1: 1) + erityiset lisäaineet ja vesi. Tämän ratkaisun haittana on alhainen lujuus.
3. Portland-sementti + täyteaine. Asbestia käytetään täyteaineena (hiekkarannoilla), kuitumateriaaleina.

Sementointiseoksen valmistamiseksi on parasta käyttää Portland-sementtiä, joka on eräänlainen silikaatteihin perustuva sementti.

Tällainen sementti on tietenkin kalliimpaa kuin tavallinen Portland-sementti, mutta sen lujuusominaisuudet ovat paljon tavallista korkeammat. Bariitti on raskas mineraali, joka lisää liuoksen tiheyttä. Barite voidaan ostaa rautakaupasta, joka myy irtotavaramateriaaleja.

Erityisten lisäaineiden alla, jotka ovat osa sementointiratkaisuja, ymmärrä erilaisia ​​aineita, jotka antavat ratkaisun erityisominaisuuksia.

Näitä ovat:

• kiihdyttimien asettaminen sementti (kalsiumkloridi, sooda, kalium), jota käytetään, jos sementointi tapahtuu alle +5 asteen lämpötiloissa;
• hidastimetkäytetään nopeaan kovettumiseen (nämä ovat kalsium- tai natriumkloridit, natriumnitriitti jne.);
• pehmentimiä optimaalista viskositeettia varten (polymeerimodifioijat);
• pakkasenkestävät lisäaineet (silikoniyhdisteet, yhdistettynä pehmittimiin);
• kosteutta absorboivat lisäaineet (aineet, jotka ovat peräisin yhdisteistä, jotka kuuluvat sokerin, sitruunan, viinihapon ja tetraoksadipiinihappojen ryhmiin) ja muut.

Erityisiä lisäaineita sekoitetaan vedessä, jota käytetään sementin lietteen valmistukseen. Sekoita liuos käyttämällä erikoiskoneita - sekoittimia. Joskus manuaalinen sekoittaminen on sallittua, mutta se vaatii tiettyä taitoa ja suurta vaivaa.

Vaihe 3 - liuoksen kaataminen kaivoon

Kaivojen sementointimenetelmät ovat seuraavat:

• kiinteä tai yksivaiheinen;
• kaksivaiheinen;
• huuli;
• päinvastoin.

Kaikki vesisäiliöiden sementointimenetelmät perustuvat yhteen periaatteeseen - sementtilietteen ruiskutukseen renkaaseen. Tässä tapauksessa sementointitekniikan valinta riippuu erityisolosuhteista: maaperän tyypistä, kaivon syvyydestä, kotelon materiaalista, alueen ilmasto- ja hydrogeologisista olosuhteista.

Valitulla tekniikalla kaivon liittämiseksi veteen tulisi antaa:

• koko kuoppa täytetään liuoksella täyteen syvyyteen;
• poista huuhtelunestettä kokonaan (jos sellainen on);
• korkean lujuuden omaavan sementtikiven luominen, joka kestää fyysisiä, mekaanisia ja kemiallisia vaikutuksia;
• korkea tarttumisnopeus kaivon maaseinämien kanssa, koteloputket.

Syviin kuoppiin käytetään segmenttisementointia, so. koko porausreikä ei ole sementoitu kerralla, vaan vain sen yksittäiset segmentit.

Tämä prosessi on hyvin monimutkainen ja käytäntö osoittaa, että sitä on lähes mahdotonta toteuttaa yksin. Siksi tarkastelemme lähemmin yhden ja kahden vaiheen ja huulikiinnityksen teknologiaa.

Yksivaiheinen tai kiinteä sementointi

Tätä menetelmää käytetään useimmiten kotitalouksien vesipitoisten kaivojen sementointiin. Toteutuksen aikana sementointiratkaisu pumpataan renkaaseen.

Ratkaisu pumpataan paineen alaisena laitteella, joka on asennettu erikoisauton alustalle tai paikallaan lähellä kaivoa. Sementtiliuos omalla painovoimastaan ​​siirtyy kotelon pohjapehmusteeseen täyttäen kaikki rengasmaiset ontelot.

Ennen sementointityön aloittamista tehdään hyvin huuhteluja sitten alempi pistoke asetetaan, mikä toimii tulpana. Betonipumppu kytketään päälle ja käynnistysliuoksen ruiskutus alkaa, jonka vaikutuksesta korkki laskeutuu, kunnes se saavuttaa kotelon “kenkä”.

Liuoksen ruiskutuksen jälkeen ylempi pistoke asennetaan ja sementtiseos alkaa tiivistyä, kunnes ylempi tulppa on alemman pistokkeen päällä. Tämä merkitsee sitä, että liuos on täyttänyt koko renkaan. Tiivistys suoritetaan tärinäpaineella pumppaamalla liuos betonipumpulla.

Sementoitu kuoppa jätetään lepotilaan 36-48 tuntia liuoksen täydelliseksi jähmettymiseksi. Tämä menetelmä soveltuu vain mataliin kuoppiin, joiden kokoonpano on sama. Tämän menetelmän haittana on kyvyttömyys seurata hetkiä, jolloin sementtilaasti on saavuttanut porauskalan alimman pisteen.

Kaksivaiheinen täyttöjärjestelmä

Tämä sementointimenetelmä kehitettiin öljyteollisuuden kaivoihin. Se, että se vaatii vakavien teollisuuslaitteiden käyttöä (suuritehoinen betonipumppu), sitä ei usein käytetä kaivojen rakentamiseen. Kaksivaiheista sementointia käytetään seuraavissa tapauksissa:

• sementin liete asettaa niin nopeasti, että sementointia ei voida suorittaa yhdessä jaksossa;
• kun on tarpeen erottaa kaksi rengasalaa, jotka on erotettu huomattavalla etäisyydellä;
• suurella syvyydellä, kun työ on mahdotonta suorittaa yhdessä jaksossa.

Muissa tapauksissa kaksivaiheisen menetelmän käyttö on epäkäytännöllistä prosessin keston ja taloudellisten indikaattorien vuoksi.

Kaksivaiheisen sementoinnin periaate perustuu siihen, että sementti pumpataan renkaaseen kahdessa vaiheessa.

Sementtilietteen ensimmäinen osa ladataan ja painetaan. Alempi tulppa lasketaan alas, joka liuoksen vaikutuksesta pudottaa tulpan pohjaan. Liuoksen toinen osa pumpataan 12 - 36 tunnissa ensimmäisen osan lopullisen jähmettämisen jälkeen.

Hihamenetelmän käyttö

Tätä sementointimenetelmää käytetään, jos on tarpeen vahvistaa vain kaivon yläosaa. Tässä tapauksessa ensimmäinen tehtävä on määrittää taso, johon sementointi suoritetaan.

Taso on merkitty koteloon asentamalla erityinen mansetti. Kohdistuksen alempi osa on luotettavasti suojattu mansettilla tukkeutumisliuoksen tunkeutumisen kautta.

Liuos pumpataan samalla tavalla kuin yksivaiheinen sementointi. Mansettimenetelmää käytetään, jos kaivon yläosa sijaitsee hiekkamaalla ja alempi osa on savimailla. Tämä on melko harvinaista, joten tämä menetelmä ei ole löytänyt laajaa sovellusta.

Sementtikiven muodostumisprosessi

Sementtikiven muodostumisprosessi alkaa välittömästi ruiskutusliuoksen ruiskutuksen jälkeen ja kestää 12-36 tuntia. Tärkeimmät tekijät, jotka vaikuttavat ratkaisun jähmettymiseen sementtikiven tilaan:

• liuokseen sisältyvien komponenttien ominaisuudet;
• maaperä, kotelomateriaali;
• hydrogeologiset ja ilmastolliset olosuhteet alueella;
• ruiskutustiheys, tukkeutumisprosessin oikea toteutus.

Jähmettymisen aikana on tarpeen jättää kaivo lepotilassa. Kiinnittämisen laadun arvioimiseksi on kiellettyä käyttää kaapeleita, ristikkäitä, lankaa Tämä voi vaarantaa tuloksena olevan sementtikiven eheyden.

Sementin laadun arviointi

On syytä huomata, että huolimatta siitä, että vesipitoisten kaivojen sementoinnin laadun arviointi on erittäin tärkeä vaihe, on mahdotonta tehdä sitä itse.

Sen toteuttamiseen tarvitaan erityisiä laboratoriolaitteita, joita esiintyy hyvin harvoin myös porausyrityksissä.

Jos aiotte vielä arvioida kytkentää, voit tilata laadunvalvontapalvelun kolmella tavalla:

• akustinen, joka perustuu kotelon seinien kolhuttamiseen ja tietokoneohjelmien avulla saatujen tietojen myöhempään käsittelyyn;
• radiologiset, kun mitataan radiolaitteilla;
• lämpö, ​​joka perustuu periaatteeseen, että mitataan sementtilaastin kovettumisen aikana vapautunut lämpö.

”Kodin” olosuhteissa voit käyttää yksinkertaistettua lämpömenetelmää mittaamalla kaivon seinien lämpötila. Kun se on yhtä suuri kuin ympäristön lämpötila ja se laskee 0,5-1,5 astetta, voimme puhua täydellisestä jähmettymisestä. Jopa sen jälkeen suositellaan kuitenkin odottamaan 2-3 päivää ja vasta sitten ottamaan hyvin käyttöön.

Testin suorittamisen jälkeen kuoppa puhdistetaan sementtilietteestä käyttämällä äyskäri. Sitten suoritetaan vuototesti, johon pumpataan korkeapainevesi kaivoputkeen 30 minuuttia. Tiiviyden kriteeri on noin 0,3 - 0,5 MPa: n paineen lasku. Nyt kuoppa on täysin käyttövalmis.

Päätelmät ja hyödyllinen video aiheesta

Alla olevissa videoissa puhumme öljy- ja kaasuteollisuuden kaivoista, mutta tuotantoteknologian periaate on sama kuin pohjavesiä.

Menettely yksivaiheisen kaivon sementointia varten:

Mansettisementin valmistuksen erityispiirteet:

Kaksivaiheisen sementoinnin tekniset ominaisuudet:

Sementointi on monimutkainen prosessi, joka vaatii erikoislaitteiden käyttöä. Tämä ei kuitenkaan tarkoita sitä, että on mahdotonta pitää sitä itse. Kun sementtiliete on valittu ja valmistettu oikein, käyttäen vähimmäisyksikköä, on täysin mahdollista selviytyä työstä itse.

Joka tapauksessa kaivon toiminta vahvistamatta vartta sementillä ei ole pitkä ja kustannukset uuden vesilähteen poraus tulee olemaan vähintään.

Jos materiaalin tutkimisen jälkeen sinulla on vielä kysymyksiä siitä, miten hyvin kaivetaan sementti porauksen jälkeen, tai sinulla on arvokasta tietoa tästä aiheesta, jätä kommenttisi alla. lohko.