Dopo aver perforato un pozzo in terreni sabbiosi sciolti, viene allestito un palco per rafforzare i tubi dell'involucro. Allo stesso tempo, la canna dovrebbe essere protetta da danni, effetti corrosivi delle acque sotterranee, corrosione e altri fenomeni negativi. Stiamo parlando di un tale processo e di cementazione.
È abbastanza difficile eseguire il lavoro di cementazione in modo indipendente, ma è possibile, se si ha conoscenza della tecnologia dell'evento. Ti spiegheremo perché è necessario eseguire la cementazione e su cosa è necessario prestare attenzione quando si lavora. Per chiarezza, il materiale contiene foto e video a tema.
Contenuto dell'articolo:
- Perché cementare il pozzo?
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Fasi di cementazione fonte d'acqua
- Fase №1 - preparazione dell'attrezzatura
- Fase 2 - preparazione della soluzione
- Fase numero 3: versare la soluzione nel pozzo
- Il processo di formazione della pietra del cemento
- Valutazione della qualità del cemento
- Conclusioni e video utili sull'argomento
Perché cementare il pozzo?
Ben cementare è un processo che segue immediatamente dopo il completamento. operazioni di perforazione. La procedura di cementazione è quella anulare o anulare (se l'involucro viene inserito a sua volta tubo di polietilene più largo) viene introdotta la malta cementizia, che nel tempo si indurisce formando un barile monolitico bene.
La malta di cemento in questo caso è chiamata "cementazione" e il processo stesso è "tappato". Un complesso processo ingegneristico, chiamato tecnologia di cementazione dei pozzi, richiede determinate conoscenze e attrezzature speciali.
Nella maggior parte dei casi, le fonti d'acqua possono essere tamponate con le proprie mani, il che è molto più economico che attrarre specialisti.
Ben cementazione - una serie di misure volte a rafforzare l'anulus e l'involucro dalla pressione distruttiva laterale delle rocce e l'impatto delle acque sotterranee
La corretta ostruzione dei pozzi d'acqua contribuisce a:
- assicurare la forza della struttura del pozzo;
- protezione del pozzo da terra e acque superiori;
- rafforzare l'involucro e proteggerlo dalla corrosione;
- aumentare la vita della fonte d'acqua;
- eliminazione di pori dilatati, vuoti, vuoti attraverso cui particelle indesiderabili possono entrare nella falda;
- spostamento del cemento fango di perforazione, se il primo è stato utilizzato durante la perforazione.
La qualità dell'acqua prodotta e le caratteristiche operative del pozzo dipenderanno dalla buona esecuzione della cementazione. Inoltre, la cementazione viene eseguita per i pozzi in fase di liquidazione, che non saranno più utilizzati.
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La cementazione viene eseguita per impianti di presa dell'acqua a grappolo progettati per fornire acqua agli insediamenti. Nel settore privato, i punti di presa d'acqua sono cementati in rari casi.
Il rafforzamento della posizione del foro del pozzo mediante cementazione viene effettuato se la perforazione è stata eseguita su terreni sciolti e non in grado di "trattenere" la parete del corpo
Lo spazio anulare è cementato se vi è una probabilità di penetrazione di piena e acque reflue che fluiscono lungo il pozzo nell'acquifero
Riempire la canna con cemento, ad es. tappando il pozzo, se non verrà sfruttata più acqua
Cespuglio di pozzi d'acqua cementato
Lavorazioni di cemento in terreni non coesivi
Cementare come protezione dalle inondazioni
Dumping vecchio bene
Fasi di cementazione fonte d'acqua
L'intero processo di cementazione consiste in diverse fasi, ognuna delle quali ha le sue sfumature:
- Preparazione del liquame di cemento per riempire l'anello.
- Alimenta il cemento preparato al pozzo.
- Iniezione di liquame di cemento nell'anello.
- Il periodo di indurimento della malta cementizia.
- Controlla la qualità della cementazione.
Ogni fase richiede l'uso di determinati strumenti e attrezzature speciali. I calcoli dei materiali necessari sono fatti meglio prima dell'inizio dei lavori di stuccatura, dal momento che il processo di tappatura dovrebbe durare continuamente e se voi, per esempio, non avete abbastanza malta cementizia, allora influenzerà negativamente la qualità cementazione. Considereremo le fasi più importanti in modo più dettagliato.
In rari casi, le falde acquifere non hanno bisogno di cementazione, stiamo parlando di pozzi, la cui profondità si svolge in terreni argillosi densi.
Fase №1 - preparazione dell'attrezzatura
Tutti i lavori di cementazione dei pozzi dovrebbero essere eseguiti rigorosamente in conformità con i requisiti tecnici, la cui violazione porterà a cementazioni di scarsa qualità.
Quando inizi a collegare un pozzo, dovresti sapere che è un processo irreversibile, aggiustare qualcosa dopo l'inizio della fornitura della soluzione nell'annulus pozzi è impossibile, quindi il lavoro preparatorio, vale a dire la preparazione della soluzione di cementazione e la scelta delle attrezzature, è necessario avvicinarsi al massimo in modo responsabile!
Il modo più semplice ed efficace è quello di noleggiare l'attrezzatura su una piattaforma di un veicolo. Un tale complesso sarà in grado di preparare una malta cementizia e pomparla sotto pressione nel pozzo, mentre la fonte di energia per le apparecchiature è un potente motore automobilistico.
Se l'utilizzo di unità basate su veicoli speciali non è possibile, allora avrai bisogno di:
- miscelatore per la preparazione di malte cementizie;
- pompa ad alta pressione che pompa la soluzione al pozzo;
- testa di cementazione per l'iniezione della soluzione nel pozzo;
- tappi di adescamento (la quantità dipende dal metodo di cementazione);
- vario piccolo inventario (tubi, vasche di misurazione).
Come un tubo, molti esperti raccomandano che invece di tubi tradizionali HDPE con un diametro di 32 cm utilizzare una manichetta antincendio flessibile. È piatta e passa perfettamente nello spazio anulare, fornendo un flusso di soluzione efficace.
L'attrezzatura per cementare pozzetti ha grandi dimensioni e richiede una potente fonte di energia, come un compressore, un generatore, accesso ininterrotto alla rete elettrica
Fase 2 - preparazione della soluzione
La sospensione di cemento per cementare un pozzo deve soddisfare una varietà di requisiti e avere:
- elevate proprietà adesive con superfici di qualsiasi tipo;
- alta resistenza dopo la polimerizzazione, resistenza alle sollecitazioni meccaniche;
- duttilità e buona fluidità per riempire tutte le fessure e i vuoti;
- neutralità chimica rispetto agli strati di terreno ostruiti;
- resistenza all'erosione da acque sotterranee;
- nessun restringimento durante l'indurimento.
Inoltre, la soluzione deve avere una coerenza in modo che possa essere consegnata al pozzo senza problemi e pompata. La soluzione deve essere ben lavata via dall'attrezzatura, non chimicamente aggressiva e avere un coefficiente di perdita minimo durante il trasporto al pozzo.
La poltiglia di cemento utilizzata deve avere una struttura sufficientemente liquida per effettuare il pompaggio mediante attrezzature di iniezione e allo stesso tempo avere caratteristiche di elevata resistenza
Il processo di preparazione della malta cementizia per tampone è la miscelazione uniforme dei componenti, il suo costituente, seguito da versare acqua in esso, con speciale additivi.
Le soluzioni più semplici che puoi preparare da te sono:
- Cemento Portland + quarzo sabbia (1: 1) + additivi speciali e acqua per ottenere la consistenza desiderata. Tale soluzione ha una bassa densità e la sua preparazione è difficile, perché la sabbia che fa parte della composizione spesso precipita e l'applicazione della soluzione diventa impossibile.
- Cemento Portland + barite (1,1: 1) + additivi speciali e acqua. Lo svantaggio di questa soluzione è bassa resistenza.
- Cemento Portland + filler. L'amianto è usato come riempitivo (su suoli sabbiosi), materiali fibrosi.
Per la preparazione della miscela cementante è meglio usare stucco cementizio Portland, che è un tipo di cemento a base di silicati.
Tale cemento, ovviamente, è più costoso del normale cemento Portland, ma le sue caratteristiche di resistenza sono molto più alte di quelle ordinarie. La barite è un minerale pesante che aumenta la densità della soluzione. Il barite può essere acquistato in un negozio di ferramenta che vende materiali da costruzione sfusi.
Sotto speciali additivi che fanno parte delle soluzioni di cementazione, comprendere le varie sostanze che conferiscono alla soluzione proprietà speciali.
Questi includono:
- impostazione degli acceleratori cemento (cloruro di calcio, carbonato di sodio, potassio), usato se la cementazione avviene a temperature inferiori a + 5 gradi;
- impostazione dei rallentatoriutilizzato per prevenire il rapido indurimento (si tratta di cloruri di calcio o di sodio, nitrito di sodio, ecc.);
- plastificanti per una viscosità ottimale (modificatori del polimero);
- additivi resistenti al gelo (composti siliconici, accoppiati con plastificanti);
- additivi che assorbono l'umidità (sostanze derivate da composti appartenenti ai gruppi di zuccheri, acido citrico, tartarico e tetraossiadipico) e altri.
Additivi speciali vengono agitati in acqua, che viene successivamente utilizzata per preparare l'impasto di cemento. Miscelare la soluzione utilizzando macchine speciali - miscelatori. A volte è consentita la miscelazione manuale, ma richiede una certa abilità e un grande sforzo.
La pietra di cemento, formata durante l'indurimento del cemento Portland, ha elevate proprietà di resistenza, può sopportare stress, effetti meccanici e fisici
Fase numero 3: versare la soluzione nel pozzo
I principali metodi di cementazione dei pozzi sono:
- solido o monostadio;
- a due stadi;
- labbro;
- il contrario.
Tutti i metodi di cementazione dei pozzi d'acqua si basano su un principio: l'iniezione di liquame di cemento nell'anello. In questo caso, la scelta della tecnologia di cementazione dipende dalle condizioni specifiche: il tipo di terreno, la profondità del pozzo, il materiale dell'involucro, le condizioni climatiche e idrogeologiche dell'area.
La tecnologia selezionata per collegare un pozzo all'acqua dovrebbe fornire:
- riempire l'intero pozzo con la soluzione fino in fondo;
- spostare completamente il fluido di flussaggio (se presente);
- la creazione di pietre di cemento ad alta resistenza, resistenti alle influenze fisiche, meccaniche e chimiche;
- alta velocità di adesione con le pareti del terreno del pozzo, tubi di rivestimento.
Per pozzi profondi, viene utilizzata la cementazione segmentale, vale a dire non tutto il pozzo viene cementato contemporaneamente, ma solo i suoi singoli segmenti.
Questo processo è molto complesso e la pratica dimostra che è quasi impossibile eseguirlo da solo. Pertanto, diamo uno sguardo più da vicino alla tecnologia della cementazione a una o due fasi e alle labbra.
Monostadio o cementazione solida
Questo metodo è il più spesso usato per cementare pozzi per acqua sanitaria. Durante la sua implementazione, la soluzione cementante viene pompata nell'anulus.
La soluzione viene pompata sotto pressione utilizzando apparecchiature installate sulla piattaforma di un'auto speciale o stazionarie vicino al pozzo. La soluzione di cementazione sotto la sua stessa gravità si sposta sul "cuscino" di base dell'involucro, riempiendo tutte le cavità anulari.
I lavori sulla cementazione a uno stadio vengono eseguiti in un ciclo senza interruzione, quindi è necessario occuparsi di una quantità sufficiente di liquame di cemento
Prima di iniziare i lavori di cementazione viene effettuata bene lo sciacquonee quindi viene inserita la spina inferiore, che fungerà da tappo. La pompa per calcestruzzo viene accesa e inizia l'iniezione della soluzione di tappatura, sotto l'influenza del quale il tappo scende fino a raggiungere la "scarpa" dell'involucro.
Dopo l'iniezione della soluzione, il tappo superiore viene installato e la miscela di cemento inizia a compattare, fino a quando il tappo superiore non poggia sul tappo inferiore. Ciò significa che la soluzione ha riempito l'intero anello. La compattazione viene effettuata mediante vibropressa pompando la soluzione con una pompa per calcestruzzo.
Il pozzetto cementato viene lasciato a riposo per 36-48 ore per la completa solidificazione della soluzione. Questo metodo è adatto solo per pozzi poco profondi con uguale configurazione. Lo svantaggio di questo metodo è l'incapacità di tracciare il momento in cui la malta cementizia ha raggiunto il punto più basso del pozzo.
Sistema di riempimento a due stadi
Questo metodo di cementazione è stato sviluppato per i pozzi dell'industria petrolifera. A causa del fatto che richiede l'uso di attrezzature industriali serie (pompa per calcestruzzo ad alta potenza), non è spesso utilizzato nella costruzione di pozzi. La cementazione a due stadi viene utilizzata nei seguenti casi:
- l'impasto di cemento si deposita così rapidamente che la cementazione non può essere completata in un ciclo;
- quando è necessario distinguere due aree nell'annulus, che sono separate da una distanza considerevole;
- con una grande profondità del pozzo, quando è impossibile eseguire il lavoro in un ciclo.
In altri casi, l'uso di un metodo a due fasi non è pratico a causa della durata del processo e degli indicatori economici.
Cementazione a due stadi per un tempo più lungo, poiché la seconda fase inizia dopo il completo indurimento della sospensione di cemento del primo stadio
Il principio della cementazione a due stadi si basa sul fatto che il cemento viene pompato nell'annulus in due fasi.
La prima parte della sospensione di cemento viene caricata e pressata. Il tappo inferiore viene abbassato, il quale, con l'azione della soluzione, fa cadere la spina sul fondo. La seconda porzione della soluzione viene pompata in 12-36 ore, dopo la solidificazione finale della prima porzione.
Nella pratica della perforazione profonda di pozzi artesiani in presenza di strati assorbenti nella parte superiore della sezione geologica e in altri casi, viene utilizzata la cementazione a due stadi.
L'uso di un metodo di manica
Questo metodo di cementazione viene utilizzato se è necessario rinforzare solo la parte superiore del pozzo. In questo caso, il compito iniziale sarà determinare il livello a cui verrà eseguita la cementazione.
Il livello è segnato sulla custodia installando un bracciale speciale. La parte inferiore dell'allineamento è protetta in modo affidabile da una cuffia dalla penetrazione della soluzione di ostruzione.
La soluzione viene pompata nello stesso modo della cementazione monostadio. Il metodo della cuffia è usato se la parte superiore del pozzo si trova su terreni sabbiosi, e la parte inferiore è su terreni argillosi. Questo è abbastanza raro, quindi questo metodo non ha trovato un'ampia applicazione.
Il processo di formazione della pietra del cemento
Il processo di formazione della pietra cementizia inizia immediatamente dopo l'iniezione della soluzione di tappatura e dura da 12 a 36 ore. I principali fattori che influenzano la durata della solidificazione della soluzione allo stato della pietra cementizia:
- proprietà dei componenti inclusi nella soluzione;
- suolo, materiale di rivestimento;
- condizioni idrogeologiche e climatiche sul sito;
- densità di iniezione, la corretta implementazione del processo di tappatura.
Durante il periodo di solidificazione, è necessario lasciare il pozzo a riposo. È vietato utilizzare cavi, palanchini, fili per valutare la qualità della cementazione, perché Ciò potrebbe compromettere l'integrità della pietra cementizia risultante.
Se non si sa quanto tempo ci vuole per impostare completamente la malta cementizia, attendere tre giorni e procedere alle misure di controllo.
Valutazione della qualità del cemento
Vale la pena notare: nonostante il fatto che la valutazione della qualità della cementazione dei pozzi idrici sia una fase molto importante, è impossibile gestirla autonomamente.
Per la sua realizzazione richiede attrezzature di laboratorio speciali, che si trovano molto raramente anche nelle organizzazioni impegnate nella perforazione.
Se si intende comunque effettuare una valutazione del collegamento, è possibile ordinare il servizio di controllo della qualità in tre modi:
- acustico, basato sul battere le pareti dell'involucro, con successiva elaborazione dei dati ottenuti da programmi informatici;
- radiologico, quando si misura con dispositivi radio;
- termico, basato sul principio di misurazione del calore rilasciato durante l'indurimento della malta cementizia.
Nelle condizioni di "casa", è possibile utilizzare il metodo termico semplificato misurando la temperatura alle pareti del pozzo. Quando diventa uguale alla temperatura ambiente e diventa inferiore di 0,5-1,5 gradi, allora possiamo parlare di completa solidificazione. Tuttavia, anche dopo questo, si consiglia di attendere 2-3 giorni e solo allora di mettere in funzione il pozzo.
Dopo aver completato il test, la testa pozzo viene pulita dalla poltiglia di cemento usando sessola. Quindi viene eseguita una prova di tenuta, per cui l'acqua ad alta pressione viene pompata nella tubazione del pozzo per 30 minuti. Il criterio di tenuta sarà una diminuzione della pressione di circa 0,3-0,5 MPa. Ora il pozzo è completamente pronto per l'uso.
La tenuta del tappo aumenta il debito del pozzo, aumenta la durata delle stringhe, proteggendole dalla corrosione e dalla stessa fonte d'acqua.
Conclusioni e video utili sull'argomento
Nei video qui sotto, stiamo parlando di pozzi nell'industria petrolifera e del gas, ma il principio della tecnologia di produzione è lo stesso che per le falde acquifere.
Procedura per cementazione monostadio:
Specificità della produzione di cementazione della cuffia:
Caratteristiche tecnologiche della cementazione a due stadi:
La cementazione è un processo complesso che richiede l'uso di attrezzature specializzate. Tuttavia, questo non significa che è impossibile tenerlo da solo. Avendo scelto e preparato correttamente il liquame di cemento, usando un set minimo di unità, è del tutto possibile far fronte al lavoro da solo.
In ogni caso, il funzionamento del pozzo senza rafforzare lo stelo con il cemento non sarà lungo e il costo di perforare una nuova fonte d'acqua non sarà meno.
Se dopo aver studiato il materiale hai ancora domande su come cementare correttamente un pozzo dopo la perforazione, o hai una conoscenza preziosa su questo argomento, per favore lasciate i vostri commenti qui sotto. blocco.
