Cimentation de puits: méthodes et technologies de cimentation

Après avoir foré un puits dans des sols sableux lâches, une étape est mise en place pour renforcer les tubes de cuvelage. Dans le même temps, le canon doit être protégé contre les dommages, les effets corrosifs des eaux souterraines, la corrosion et autres phénomènes négatifs. Nous parlons également d'un tel processus de cimentation.

Il est assez difficile d’effectuer le travail de cimentation de façon autonome, mais c’est possible si vous connaissez la technologie de l’événement. Nous vous expliquerons pourquoi vous devez procéder à la cimentation et à quoi vous devez faire attention lorsque vous travaillez. Pour plus de clarté, le matériel contient des photos et des vidéos thématiques.

Pourquoi cimenter le puits?

La cimentation de puits est un processus qui suit immédiatement après l'achèvement. opérations de forage. La procédure de cimentation est celle effectuée dans l'annulaire ou l'annulaire (si le carter est placé à son tour dans polyéthylène plus large) est introduit dans le mortier de ciment qui durcit avec le temps pour former un corps monolithique puits.

Dans ce cas, le mortier de ciment est appelé «cimentation» et le processus lui-même est «obturant». Un processus d'ingénierie complexe, appelé technologie de cimentation de puits, nécessite certaines connaissances et un équipement spécial.

Dans la plupart des cas, les sources d'eau peuvent être tamponnées de vos propres mains, ce qui est beaucoup moins cher que d'attirer des spécialistes.

Le colmatage correct des puits d’eau contribue à:

• assurer la force de la structure du puits;
• protection du puits contre les eaux souterraines et supérieures;
• renforcer le boîtier et le protéger de la corrosion;
• augmenter la durée de vie de la source d'eau;
• l'élimination des pores dilatés, des vides, des vides par lesquels des particules indésirables peuvent pénétrer dans l'aquifère;
• déplacement de ciment de boue de forage, si le premier a été utilisé pendant le forage.

La qualité de l’eau produite et les caractéristiques opérationnelles du puits dépendront de la qualité de la cimentation. En outre, la cimentation est effectuée pour les puits en cours de liquidation, qui ne seront plus exploités.

Étapes de la cimentation de la source d'eau

L'ensemble du processus de cimentation se compose de plusieurs étapes, chacune ayant ses propres nuances:

1. Préparation de la boue de ciment pour remplir l'anneau.
2. Nourrissez le ciment préparé dans le puits.
3. Injection de boue de ciment dans l'anneau.
4. La période de durcissement du mortier de ciment.
5. Vérifiez la qualité de la cimentation.

Chaque étape nécessite l'utilisation de certains outils et équipements spéciaux. Il est préférable de faire les calculs des matériaux nécessaires avant le début des travaux de scellement, car le processus de branchement devrait durer continuellement et si, par exemple, vous n’avez pas assez de mortier de ciment, la qualité en sera affectée la cimentation. Nous allons examiner les étapes les plus importantes plus en détail.

Stage №1 - préparation du matériel

Tous les travaux sur les puits de cimentation doivent être effectués dans le strict respect des exigences techniques, leur violation conduisant à une cimentation de mauvaise qualité.

Lorsque vous commencez à boucher un puits, vous devez savoir qu’il s’agit d’un processus irréversible. Fixez quelque chose après le début de l’alimentation en solution dans l’anneau. puits est impossible, de sorte que les travaux préparatoires, à savoir la préparation de la solution de cimentation et le choix de l'équipement, vous devez vous approcher du maximum responsable!

Le moyen le plus simple et le plus efficace consiste à louer du matériel sur une plate-forme de véhicule. Un tel complexe sera capable de préparer un mortier de ciment et de le pomper sous pression sous pression, tandis que la source d’énergie nécessaire au fonctionnement de l’équipement est un moteur automobile puissant.

Si l'utilisation d'unités basées sur des véhicules spéciaux n'est pas possible, vous aurez besoin des éléments suivants:

• mélangeur pour la préparation de mortier de ciment;
• pompe à haute pression pompant la solution dans le puits;
• tête de cimentation pour injection de la solution dans le puits;
• bouchons d’amorçage (la quantité dépend de la méthode de cimentation);
• divers petits stocks (tuyaux, réservoirs de mesure).

En tant que tuyau, de nombreux experts recommandent d'utiliser un tuyau d'incendie flexible au lieu des tuyaux en PEHD traditionnels d'un diamètre de 32 cm. Il est plat et passe parfaitement dans l'espace annulaire, offrant un écoulement de solution efficace.

Étape 2 - préparation de la solution

Les boues de ciment utilisées pour cimenter un puits doivent répondre à diverses exigences et avoir:

• propriétés d'adhérence élevées avec des surfaces de tout type;
• haute résistance après durcissement, résistance aux contraintes mécaniques;
• ductilité et bonne fluidité pour combler toutes les fissures et tous les vides;
• neutralité chimique vis-à-vis des couches de sol bouchées;
• résistance à l'érosion par les eaux souterraines;
• pas de retrait pendant le durcissement.

De plus, la solution doit avoir une consistance suffisante pour pouvoir être acheminée dans le puits sans problèmes et pompée. La solution doit être bien lavée de l'équipement, ne doit pas être agressive chimiquement à son égard et doit avoir un coefficient de perte minimum lors du transport jusqu'au puits.

Le processus de préparation du mortier de ciment pour tampon consiste à mélanger uniformément les composants, son constituant, puis en y versant de l’eau, avec une attention spéciale additifs.

Les solutions les plus simples que vous pouvez préparer vous-même sont:

1. Ciment Portland + sable de quartz (1: 1) + additifs spéciaux et eau pour obtenir la consistance souhaitée. Une telle solution a une faible densité et sa préparation est difficile car le sable qui fait partie de la composition précipite souvent et l'application de la solution devient impossible.
2. Ciment Portland + Baryte (1.1: 1) + additifs spéciaux et eau. L'inconvénient de cette solution est sa faible résistance.
3. Ciment Portland + enduit. L'amiante est utilisé comme charge (sur les sols sableux), matériaux fibreux.

Pour la préparation du mélange de cimentation, il est préférable d’utiliser le ciment Portland, une sorte de ciment à base de silicates.

Ce type de ciment coûte bien sûr plus cher que le ciment Portland ordinaire, mais ses caractéristiques de résistance sont bien supérieures à celles du ciment ordinaire. La baryte est un minéral lourd qui augmente la densité de la solution. La baryte peut être achetée dans une quincaillerie vendant des matériaux de construction en vrac.

Sous Additifs spéciaux faisant partie des solutions de cimentation, comprenez les différentes substances qui confèrent à la solution des propriétés spéciales.

Ceux-ci comprennent:

• accélérateurs de réglage ciment (chlorure de calcium, carbonate de sodium, potasse), utilisé si la cimentation se produit à des températures inférieures à +5 degrés;
• retardateurs de priseutilisés pour prévenir le durcissement rapide (chlorures de calcium ou de sodium, nitrite de sodium, etc.);
• plastifiants pour une viscosité optimale (modificateurs de polymères);
• additifs résistant au gel (composés de silicone, associés à des plastifiants);
• additifs absorbant l'humidité (substances dérivées de composés appartenant aux groupes des acides de sucre, citrique, tartrique et tétraoxyadipique) et autres.

Des additifs spéciaux sont mélangés dans de l’eau, qui est ensuite utilisée pour préparer la boue de ciment. Mélanger la solution en utilisant des machines spéciales - mélangeurs. Parfois, le mélange manuel est autorisé, mais cela nécessite une certaine habileté et de gros efforts.

Étape numéro 3 - verser la solution dans le puits

Les principales méthodes de cimentation des puits sont les suivantes:

• solide ou à une étape;
• deux étapes;
• manchette;
• le contraire.

Toutes les méthodes de cimentation des puits d’eau reposent sur un principe: l’injection de boue de ciment dans l’anneau. Dans ce cas, le choix de la technologie de cimentation dépend des conditions spécifiques: type de sol, profondeur du puits, matériau du cuvelage, conditions climatiques et hydrogéologiques de la région.

La technologie choisie pour brancher un puits dans l'eau devrait fournir:

• remplir la totalité du puits avec la solution sur toute la profondeur;
• déplacer complètement le liquide de rinçage (le cas échéant);
• la création de pierre de ciment à haute résistance, résistante aux influences physiques, mécaniques et chimiques;
• taux d'adhérence élevé avec les parois de sol du puits, les tubes de cuvelage.

Pour les puits profonds, une cimentation segmentaire est utilisée, à savoir pas tout le forage est cimenté à la fois, mais seulement ses segments individuels.

Ce processus est très complexe et la pratique montre qu’il est presque impossible de l’exécuter seul. Par conséquent, nous examinons de plus près la technologie de la cimentation à une et à deux étapes et de la lèvre.

Cimentage simple ou solide

Cette méthode est le plus souvent utilisée pour la cimentation de puits contenant de l'eau domestique. Au cours de sa mise en œuvre, la solution de cimentation est pompée dans l’anneau.

La solution est pompée sous pression à l'aide d'un équipement installé sur la plate-forme d'une voiture spéciale ou à proximité du puits. La solution de cimentation sous sa propre gravité se déplace vers la «base» du carter, remplissant toutes les cavités annulaires.

Avant de commencer le travail de cimentation est effectué bien rinceret puis le bouchon inférieur est inséré, qui agira comme un bouchon. La pompe à béton est mise en marche et l'injection de la solution d'obturation commence, sous l'influence de laquelle le liège descend jusqu'à atteindre le «sabot» du tubage.

Après injection de la solution, le bouchon supérieur est installé et le mélange de ciment commence à se compacter, jusqu'à ce que le bouchon supérieur repose sur le bouchon inférieur. Cela signifie que la solution a rempli la totalité de l'anneau. Le compactage est effectué par vibropress en pompant la solution avec une pompe à béton.

Le puits cimenté est laissé au repos pendant 36 à 48 heures pour une solidification complète de la solution. Cette méthode ne convient que pour les puits peu profonds avec une configuration égale. L'inconvénient de cette méthode est l'impossibilité de suivre le moment où le mortier de ciment a atteint le point le plus bas du puits.

Système de remplissage en deux étapes

Cette méthode de cimentation a été développée pour les puits de l'industrie pétrolière. Du fait qu'il nécessite l'utilisation d'équipements industriels sérieux (pompe à béton à haute puissance), il n'est pas souvent utilisé dans la construction de puits. La cimentation en deux étapes est utilisée dans les cas suivants:

• la boue de ciment durcit si rapidement que la cimentation ne peut être achevée en un cycle;
• lorsqu'il est nécessaire de distinguer deux zones de l'anneau séparées par une distance considérable;
• avec une grande profondeur du puits, lorsqu'il est impossible d'effectuer un travail en un cycle.

Dans d'autres cas, l'utilisation d'une méthode en deux étapes n'est pas pratique en raison de la durée du processus et des indicateurs économiques.

Le principe de la cimentation en deux étapes repose sur le fait que le ciment est pompé dans l'anneau en deux étapes.

La première partie de la boue de ciment est chargée et pressée. Le bouchon inférieur est abaissé, ce qui, par l'action de la solution, fait tomber le bouchon vers le bas. La seconde partie de la solution est pompée en 12 à 36 heures, après la solidification finale de la première partie.

L'utilisation d'une méthode de manchon

Cette méthode de cimentation est utilisée s’il est nécessaire de ne renforcer que la partie supérieure du puits. Dans ce cas, la tâche initiale consistera à déterminer le niveau auquel la cimentation sera réalisée.

Le niveau est marqué sur le boîtier en installant un brassard spécial. La partie inférieure de l'alignement est protégée de manière fiable par un brassard contre la pénétration de la solution d'obturation.

La solution est pompée de la même manière que dans la cimentation en une étape. La méthode du brassard est utilisée si la partie supérieure du puits est située sur des sols sableux et la partie inférieure sur des sols argileux. Ceci est assez rare, cette méthode n'a donc pas trouvé d'application large.

Le processus de formation de la pierre de ciment

Le processus de formation de la pierre de ciment commence immédiatement après l'injection de la solution d'obturation et dure de 12 à 36 heures. Les principaux facteurs affectant la durée de la solidification de la solution à l'état de pierre de ciment:

• propriétés des composants inclus dans la solution;
• sol, matériau de coffrage;
• conditions hydrogéologiques et climatiques sur le site;
• densité d'injection, la mise en œuvre correcte du processus d'obturation.

Pendant la période de solidification, il est nécessaire de laisser le puits au repos. Il est interdit d’utiliser des câbles, des pinces, des fils pour évaluer la qualité de la cimentation, car Cela pourrait compromettre l'intégrité de la pierre de ciment résultante.

Évaluation de la qualité du ciment

Il convient de noter que, même si l’évaluation de la qualité de la cimentation des puits aquifères est une étape très importante, il est impossible de la mener vous-même.

Pour sa mise en œuvre nécessite un équipement de laboratoire spécial, ce qui est très rarement trouvé même dans les organisations qui sont engagées dans le forage.

Si vous avez encore l’intention de faire une évaluation du branchement, vous pouvez commander le service de contrôle de la qualité de l’une des trois manières suivantes:

• acoustique, basé sur le fait de cogner les parois du boîtier, avec traitement ultérieur des données obtenues par des programmes informatiques;
• radiologique, lors de mesures avec des appareils radio;
• thermique, basé sur le principe de mesure de la chaleur dégagée lors du durcissement du mortier de ciment.

Dans des conditions «domestiques», vous pouvez utiliser la méthode thermique simplifiée en mesurant la température sur les parois du puits. Quand il devient égal à la température ambiante et devient inférieur de 0,5 à 1,5 degrés, on peut alors parler de solidification complète. Cependant, même après cela, il est recommandé d'attendre 2-3 jours et de ne mettre le puits en service qu'à ce moment-là.

À la fin du test, la tête de puits est nettoyée de la boue de ciment en utilisant Zhelonka. Ensuite, un test d’étanchéité est effectué, pour lequel de l’eau à haute pression est pompée dans le tuyau du puits pendant 30 minutes. Le critère d'étanchéité sera une diminution de pression d'environ 0,3-0,5 MPa. Maintenant, le puits est complètement prêt à être utilisé.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Dans les vidéos ci-dessous, nous parlons de puits dans l'industrie pétrolière et gazière, mais le principe de la technologie de production est le même que pour les aquifères.

Procédure de cimentation de puits en une étape:

Spécificité de la production de cimentation de manchette:

Caractéristiques technologiques de la cimentation en deux étapes:

La cimentation est un processus complexe qui nécessite l’utilisation d’équipements spécialisés. Cependant, cela ne signifie pas qu'il est impossible de le tenir soi-même. Après avoir choisi et préparé correctement le coulis de ciment, en utilisant un minimum d’unités, il est tout à fait possible de faire le travail vous-même.

En tout état de cause, l’exploitation du puits sans renforcement de la tige avec du ciment ne sera pas longue, et le coût de forage d'une nouvelle source d'eau ne sera pas moins.

Si, après avoir étudié le matériau, vous avez encore des questions sur la manière de bien cimenter un puits après le forage, ou si vous avez une connaissance précieuse à ce sujet, laissez vos commentaires ci-dessous. bloquer.