Gręžinių tvirtinimas: cementavimo metodai ir technologijos

Gręžus šulinėlius į laisvas smėlio dirvožemius, sukuriamas etapas, skirtas stiprinti korpuso vamzdžius. Tuo pačiu metu statinė turi būti apsaugota nuo pažeidimų, gruntinio vandens korozijos, korozijos ir kitų neigiamų reiškinių. Mes kalbame apie tokį procesą, kaip ir cementavimą.

Sunkinimo darbus gana sunku atlikti savarankiškai, tačiau įmanoma, jei turite žinių apie renginio technologiją. Mes jums pasakysime, kodėl jums reikia atlikti cementavimą ir ką reikia atkreipti dėmesį, kai dirbate. Siekiant aiškumo, medžiagoje yra teminių nuotraukų ir vaizdo įrašų.

Kodėl cementas šulinį?

Gręžinių tvirtinimas yra procesas, kuris iš karto seka. gręžimo operacijos. Cementavimo procedūra yra ta žiedinė arba žiedinė (jei korpusas yra įdėtas į apačią) polietileno platesnis vamzdis) yra įvedamas cemento skiediniu, kuris laikui bėgant sukietėja ir sudaro monolitinį barelį šuliniai.

Cemento skiedinys šiuo atveju vadinamas „cementavimu“, o pats procesas yra „prijungimas“. Sudėtingam inžineriniam procesui, vadinamam gerai cementuojančia technologija, reikalingos tam tikros žinios ir speciali įranga.

Daugeliu atvejų vandens šaltiniai gali būti tamponuoti savo rankomis, o tai yra daug pigiau nei pritraukti specialistus.

Tinkamai atliktas vandens šulinių prijungimas prisideda prie:

• šulinio struktūros stiprumo užtikrinimas;
• šulinio apsauga nuo žemės ir viršutinių vandenų;
• korpuso stiprinimas ir apsauga nuo korozijos;
• padidinti vandens šaltinio gyvenimą;
• didelių porų, tuštumų, spragų, per kurias nepageidaujamos dalelės gali patekti į vandeningąjį sluoksnį, pašalinimas;
• gręžimo purvo cemento poslinkis, jei pirmasis buvo naudojamas gręžimo metu.

Gaminamo vandens kokybė ir gręžinio eksploatacinės charakteristikos priklausys nuo to, kaip atliekamas cementavimas. Taip pat atliekamas likviduojamas šulinių cementavimas, kuris nebebus naudojamas.

Vandens šaltinio cementavimo etapai

Visas cementavimo procesas susideda iš kelių etapų, kurių kiekvienas turi savo niuansus:

1. Cemento srutų ruošimas, kad būtų užpildytas žiedas.
2. Paruoškite paruoštą cementą į šulinį.
3. Cemento suspensijos įpurškimas į žiedą.
4. Cemento skiedinio sukietėjimo laikotarpis.
5. Patikrinkite cementavimo kokybę.

Kiekviename etape reikia naudoti tam tikrus įrankius ir specialią įrangą. Būtiniausių medžiagų skaičiavimai geriausiai tinka prieš injektavimo darbų pradžią prijungimo procesas turėtų trukti nuolat ir jei neturite pakankamai cemento skiedinio, tai labiausiai neigiamai paveiks kokybę cementavimas. Išsamiau svarstysime svarbiausius etapus.

1 etapas - įrangos paruošimas

Visi darbai cementavimo gręžiniuose turėtų būti atliekami griežtai laikantis techninių reikalavimų, kurių pažeidimas sukels prastos kokybės cementavimą.

Pradėdami prijungti šulinį, turėtumėte žinoti, kad tai yra negrįžtamas procesas, po to, kai pradėsite naudoti tirpalą, pataisykite kažką. šuliniai yra neįmanomi, todėl paruošiamąjį darbą, ty cementavimo tirpalo paruošimą ir įrangos pasirinkimą, reikia pasiekti maksimalų atsakingai!

Lengviausias ir efektyviausias būdas išsinuomoti įrangą transporto priemonės platformoje. Toks kompleksas galės paruošti cemento skiedinį ir siurbti jį esant slėgiui esant slėgiui, o energijos šaltinis įrangos veikimui yra galingas automobilių variklis.

Jei neįmanoma naudoti specialių transporto priemonių įrenginių, jums reikės:

• maišytuvas cemento skiedinio paruošimui;
• aukšto slėgio siurblys, siurbiantis tirpalą į šulinį;
• sandarinimo galvutė tirpalo injekcijai į šulinį;
• gruntavimo kaiščiai (kiekis priklauso nuo cementavimo metodo);
• įvairūs smulkūs inventoriai (žarnos, matavimo talpyklos).

Kaip žarna daugelis ekspertų rekomenduoja, kad vietoj tradicinių HDPE vamzdžių, kurių skersmuo 32 cm, naudokite lanksčią gaisrinę žarną. Jis yra plokščias ir puikiai patenka į žiedinę erdvę, užtikrinant efektyvų tirpalo srautą.

2 etapas - tirpalo paruošimas

Cemento srutai šulinio cementavimui turi atitikti įvairius reikalavimus ir turi:

• didelės sukibimo savybės su bet kokio tipo paviršiais;
• didelis atsparumas po kietėjimo, atsparumas mechaniniam įtempimui;
• lankstumas ir geras sklandumas užpildyti visus įtrūkimus ir tuštumus;
• cheminis neutralumas sujungtų dirvožemio sluoksnių atžvilgiu;
• atsparumas požeminio vandens erozijai;
• nesusitraukimas kietėjimo metu.

Be to, tirpalas turi būti nuoseklus, kad jį būtų galima pristatyti į gręžinį be problemų ir pumpuoti. Tirpalas turi būti gerai išplautas iš įrenginio, chemiškai agresyvus prieš jį ir mažiausias nuostolių koeficientas transportuojant į šulinį.

Cemento skiedinio paruošimo tamponui procesas yra vienodas komponentų maišymas, jo sudedamoji dalis, paskui pilamas vanduo į jį, ypatingą priedai.

Paprasčiausias sprendimas, kurį galite paruošti, yra:

1. Portlandcementis + kvarco smėlis (1: 1) + specialūs priedai ir vanduo, kad gautumėte norimą konsistenciją. Toks sprendimas turi mažą tankį, o jo paruošimas yra sunkus, nes smėlis, kuris yra sudėties dalis, dažnai nusodina ir tirpalo panaudojimas tampa neįmanomas.
2. Portlandcementis + baritas (1,1: 1) + specialūs priedai ir vanduo. Šio sprendimo trūkumas yra mažas stiprumas.
3. Portlandcementis + užpildas. Asbestas naudojamas kaip užpildas (ant smėlio dirvožemio), pluoštinės medžiagos.

Dėl cementavimo mišinio paruošimas yra geriausia naudoti injektavimo Portlandcementas, kuris yra natūra, pagrįsta silikatais.

Toks cementas, žinoma, yra brangesnis už paprastą Portlando cementą, tačiau jo stiprumo charakteristikos yra daug didesnės nei įprastos. Baritas yra sunkus mineralas, kuris padidina tirpalo tankį. Baritą galima įsigyti iš didmeninės statybinės medžiagos.

Pagal specialius priedus, kurie yra cementavimo sprendimų dalis, supraskite įvairias medžiagas, kurios suteikia ypatingas savybes.

Tai apima:

• greitintuvų nustatymas cementas (kalcio chloridas, sodos pelenai, kalis), naudojamas, jei cementavimas vyksta žemesnėje nei +5 laipsnių temperatūroje;
• lėtintuvų nustatymasnaudojami siekiant išvengti greito sukietėjimo (tai yra kalcio arba natrio chloridai, natrio nitritas ir tt);
• plastifikatoriai optimaliam klampumui (polimerų modifikatoriai);
• šalčiui atsparūs priedai (silikoniniai junginiai, sujungti su plastifikatoriais);
• drėgmę sugeriantys priedai (medžiagos, gautos iš junginių, priklausančių cukraus, citrinų, vyno ir tetraoksadipinių rūgščių grupėms) ir kt.

Specialūs priedai maišomi vandenyje, po to naudojami cemento srutoms ruošti. Tirpalą sumaišykite naudojant specialias mašinas - maišytuvus. Kartais leidžiamas rankinis maišymas, tačiau tam reikia tam tikrų įgūdžių ir didelių pastangų.

3 etapas - tirpalas pilamas į šulinį

Pagrindiniai gręžinių tvirtinimo metodai:

• tvirtas arba vienpakopis;
• dviejų etapų;
• rankogaliai;
• priešingai.

Visi vandens šulinių cementavimo metodai grindžiami vienu principu - cemento srutų įpurškimu į žiedą. Kartu cementavimo technologijos pasirinkimas priklauso nuo konkrečių sąlygų: dirvožemio tipo, gręžinio gylis, apvalkalo medžiagos, klimato ir hidrogeologinės sąlygos.

Pasirinkta technologija, skirta gerai prijungti vandenį, turėtų:

• užpildyti visą šulinį su tirpalu iki visiško gylio;
• visiškai išstumti skalavimo skystį (jei yra);
• aukšto stiprumo cemento akmens, atsparaus fiziniams, mechaniniams ir cheminiams poveikiams, sukūrimas;
• aukštas sukibimo lygis su gręžinių dirvožemio sienelėmis, korpuso vamzdžiai.

Giliųjų gręžinių atveju naudojamas segmentinis cementavimas, t.y. ne visa gręžinė yra sutvirtinta vienu metu, bet tik atskiruose segmentuose.

Šis procesas yra labai sudėtingas ir praktika rodo, kad ją beveik neįmanoma atlikti savarankiškai. Todėl atidžiau apžvelgiame vieno ir dviejų pakopų bei lūpų cementavimo technologiją.

Vienkartinis arba kietas cementavimas

Šis metodas dažniausiai naudojamas buitinių vandens telkinių gręžimui. Įgyvendinimo metu cementavimo tirpalas pumpuojamas į žiedą.

Tirpalas pumpuojamas slėgiu naudojant įrangą, kuri yra sumontuota ant specialiojo automobilio platformos arba stovi šalia šulinio. Cementavimo tirpalas savo gravitacijoje perkeliamas į pagrindinį korpuso „pagalvėlę“, užpildant visas žiedines ertmes.

Prieš pradedant darbus dėl cementavimo, atliekamas darbas gerai nuplaunamatada įkišamas apatinis kištukas, kuris veikia kaip kamštis. Betono siurblys įjungiamas ir prasideda užsikimšimo tirpalas, kurio poveikis kamščiui nusileidžia, kol pasiekia korpuso „batų“.

Įpurškus tirpalą, įkišamas viršutinis kištukas, o cemento mišinys pradeda suspausti, kol viršutinis kištukas atsilieka nuo apatinio kištuko. Tai reikštų, kad tirpalas užpildė visą žiedą. Tankinimas atliekamas vibropreso būdu, pumpuojant tirpalą betono siurbliu.

Užpildytas šulinys paliekamas ramiai 36-48 valandas, kad tirpalas būtų visiškai sukietėjęs. Šis metodas tinka tik seklioms gręžiniams su vienodomis konfigūracijomis. Šio metodo trūkumas yra nesugebėjimas stebėti momento, kai cemento skiedinys pasiekė žemiausią šulinio tašką.

Dviejų pakopų užpildymo sistema

Šis cementavimo metodas buvo sukurtas naftos pramonės šuliniams. Dėl to, kad reikia naudoti rimtą pramoninę įrangą (didelės galios betono siurblį), jis dažnai nėra naudojamas šulinių statyboje. Dviejų pakopų cementavimas naudojamas šiais atvejais:

• cemento srutos taip greitai nustato, kad cementavimas negali būti baigtas vienu ciklu;
• kai reikia atskirti dvi rutulio sritis, kurios yra atskirtos dideliu atstumu;
• su dideliu gręžinio gyliu, kai neįmanoma atlikti darbų viename cikle.

Kitais atvejais dviejų etapų metodas yra nepraktiškas dėl proceso trukmės ir ekonominių rodiklių.

Dviejų pakopų cementavimo principas grindžiamas tuo, kad cementas siurbiamas į žiedą dviem etapais.

Pirmoji cemento suspensijos dalis yra pakraunama ir spaudžiama. Apatinis kamštis nuleidžiamas, kuris, tirpalo poveikiu, nukrenta kamštį į apačią. Antroji tirpalo dalis pumpuojama 12-36 valandų po galutinės pirmosios dalies kietėjimo.

Rankovių metodo naudojimas

Šis cementavimo metodas naudojamas, jei būtina sustiprinti tik viršutinę šulinio dalį. Šiuo atveju pradinė užduotis bus nustatyti, kokiu lygiu bus atliekamas cementavimas.

Lygis pažymėtas ant korpuso, įdėjus specialų rankogalį. Apatinė linijos dalis yra patikimai apsaugota rankogaliu nuo įsiskverbimo į užsikimšimo tirpalą.

Tirpalas pumpuojamas taip pat, kaip ir vieno etapo cementavimo procese. Rankogalių metodas naudojamas, jei viršutinė gręžinio dalis yra ant smėlio dirvožemio, o apatinė dalis - ant molio. Tai gana retai, todėl šis metodas nebuvo taikomas plačiai.

Cemento akmens formavimo procesas

Cemento akmens formavimo procesas prasideda iš karto po injekcinio tirpalo injekcijos ir trunka nuo 12 iki 36 valandų. Pagrindiniai veiksniai, darantys įtaką tirpalo kietėjimo trukmei iki cemento akmens būklės:

• sudėtyje esančių komponentų savybės;
• dirvožemis, korpuso medžiaga;
• hidrogeologinės ir klimato sąlygos;
• įpurškimo tankis, teisingas prijungimo proceso įgyvendinimas.

Kietėjimo metu būtina palikti šulinį ramybėje. Draudžiama naudoti kabelius, laužtuvus, vielą, kad būtų galima įvertinti cementavimo kokybę Tai gali pakenkti gauto cemento akmens vientisumui.

Cemento kokybės vertinimas

Verta paminėti: nepaisant to, kad vandens telkinių gręžimo kokybės vertinimas yra labai svarbus etapas, neįmanoma jį patys atlikti.

Įgyvendinimui reikalinga speciali laboratorinė įranga, kuri labai retai randama net gręžimo organizacijose.

Jei vis dar ketinate įvertinti prijungimą, galite užsisakyti kokybės kontrolės paslaugą vienu iš trijų būdų:

• akustinis, grindžiamas korpuso sienomis, vėliau apdorojant kompiuterių programomis gautus duomenis;
• radiologiniai matuojant radijo ryšio įrenginiais;
• terminis, remiantis cemento skiedinio sukietėjimo metu išsiskiriančios šilumos matavimo principu.

„Namų“ sąlygomis galite naudoti supaprastintą terminį metodą, matuojant temperatūrą šulinio sienose. Kai jis tampa lygus aplinkos temperatūrai ir sumažėja 0,5-1,5 laipsnio, mes galime kalbėti apie visišką kietėjimą. Tačiau, net ir po to, rekomenduojama palaukti 2-3 dienas ir tik tada pradėti eksploatuoti.

Baigus bandymą, šulinėle išvaloma cemento suspensija zhelonka. Tada atliekamas nuotėkio bandymas, kuriam aukšto slėgio vanduo 30 minučių pumpuojamas į šulinio vamzdį. Tvirtumo kriterijus bus maždaug 0,3–0,5 MPa slėgio sumažėjimas. Dabar šulinys yra visiškai paruoštas naudoti.

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas tema

Toliau pateiktuose vaizdo įrašuose kalbame apie naftos ir dujų pramonės šulinius, tačiau gamybos technologijos principas yra toks pat, kaip ir vandeningiems sluoksniams.

Vienpakopio gręžinio tvirtinimo procedūra:

Rankogalių cementavimo specifiškumas:

Dviejų pakopų cementavimo technologinės savybės:

Cementavimas yra sudėtingas procesas, kuriam reikalinga specializuota įranga. Tačiau tai nereiškia, kad tai neįmanoma laikyti sau. Pasirinkę ir teisingai paruošę cemento srutas, naudojant minimalų vienetų rinkinį, galima visiškai susidoroti su darbu.

Bet kokiu atveju, šulinio eksploatavimas nesustiprinus stiebo su cementu nebus ilgas, o jo kaina - naujo vandens šaltinio gręžimas bus ne mažiau.

Jei po medžiagos tyrimo, jūs vis dar turite klausimų, kaip tinkamai gręžti gręžinį po gręžimo, arba turite vertingų žinių šiuo klausimu, palikite savo komentarus toliau. blokuoti.