Cimentação de poços: métodos e tecnologias para cimentação

Depois de perfurar um poço em solos arenosos soltos, é montado um cenário para reforçar os tubos de revestimento. Ao mesmo tempo, o barril deve ser protegido contra danos, efeitos corrosivos das águas subterrâneas, corrosão e outros fenômenos negativos. Estamos a falar de um tal processo, bem como de cimentar.

É muito difícil realizar o trabalho de cimentação de forma independente, mas é possível, se você tiver conhecimento sobre a tecnologia do evento. Nós lhe diremos por que você precisa realizar a cimentação e o que você precisa prestar atenção ao trabalhar. Para maior clareza, o material contém fotos e vídeos com temas.

Por que cimentar o poço?

O cimento é um processo que se segue imediatamente após a conclusão.

operações de perfuração. O procedimento de cimentação é aquele no anular ou anular (se o revestimento for colocado em tubo de polietileno mais largo) é introduzido argamassa de cimento, que ao longo do tempo endurece, formando um barril monolítico poços

A argamassa de cimento, neste caso, é chamada de “cimentação” e o processo em si é “entupir”. Um processo de engenharia complexo, chamado de tecnologia de cimentação de poço, requer certo conhecimento e equipamentos especiais.

Na maioria dos casos, as fontes de água podem ser tamponadas com as próprias mãos, o que é muito mais barato do que atrair especialistas.

O entupimento adequado dos poços de água contribui para:

• assegurando a força da estrutura do poço;
• proteção do poço do solo e águas superiores;
• fortalecendo o revestimento e protegendo-o da corrosão;
• aumentar a vida da fonte de água;
• eliminação de grandes poros, vazios, lacunas através das quais partículas indesejáveis ​​podem entrar no aqüífero;
• deslocamento de cimento de lama de perfuração, se o primeiro foi usado durante a perfuração.

A qualidade da água produzida e as características operacionais do poço dependerão de quão bem a cimentação é realizada. Além disso, a cimentação é realizada para os poços que estão sendo liquidados, que não serão mais operados.

Etapas da cimentação da fonte de água

Todo o processo de cimentação consiste em várias etapas, cada uma com suas próprias nuances:

1. Preparação de pasta de cimento para preencher o anel.
2. Alimente o cimento preparado para o poço.
3. Injeção de pasta de cimento no anel.
4. O período de endurecimento da argamassa de cimento.
5. Verifique a qualidade da cimentação.

Cada estágio requer o uso de certas ferramentas e equipamentos especiais. Os cálculos dos materiais necessários devem ser feitos antes do início das obras de grauteamento, uma vez que o processo de ligar deve durar continuamente e se você, por exemplo, não tiver argamassa de cimento suficiente, isso afetará negativamente a qualidade cimentação. Vamos considerar os estágios mais importantes em mais detalhes.

Etapa №1 - preparação do equipamento

Todo o trabalho em cimentação de poços deve ser realizado estritamente de acordo com os requisitos técnicos, cuja violação levará a cimentação de baixa qualidade.

Ao começar a ligar um poço, você deve saber que é um processo irreversível, consertar algo após o início do fornecimento da solução no anel. poços é impossível, então o trabalho preparatório, ou seja, a preparação da solução de cimentação e a escolha do equipamento, você precisa se aproximar do máximo com responsabilidade!

A maneira mais fácil e eficaz é alugar equipamentos em uma plataforma de veículos. Tal complexo será capaz de preparar uma argamassa de cimento e bombeá-la sob pressão sob pressão, enquanto a fonte de energia para o funcionamento do equipamento é um potente motor de automóvel.

Se o uso de unidades baseadas em veículos especiais não for possível, você precisará:

• misturador para a preparação de argamassa de cimento;
• bomba de alta pressão bombeando a solução para o poço;
• cabeça de cimentação para injeção da solução no poço;
• plugues de escorva (a quantidade depende do método de cimentação);
• vários estoques pequenos (mangueiras, tanques de medição).

Como uma mangueira, muitos especialistas recomendam que, em vez dos tubos tradicionais de PEAD com diâmetro de 32 cm, use uma mangueira de incêndio flexível. É plano e passa perfeitamente no espaço anular, proporcionando um fluxo de solução eficaz.

Etapa 2 - preparação da solução

A pasta de cimento para cimentação de um poço deve atender a uma variedade de requisitos e ter:

• altas propriedades adesivas com superfícies de qualquer tipo;
• alta resistência após a cura, resistência ao estresse mecânico;
• ductilidade e boa fluidez para preencher todas as rachaduras e vazios;
• neutralidade química em relação a camadas de solo entupidas;
• resistência à erosão pelas águas subterrâneas;
• nenhum encolhimento durante o endurecimento.

Além disso, a solução deve ter uma consistência para que possa ser entregue no poço sem problemas e bombeada. A solução deve ser bem lavada do equipamento, não quimicamente agressiva e ter um coeficiente de perda mínimo durante o transporte até o poço.

O processo de preparação da argamassa de cimento para o tampão é a mistura uniforme dos componentes, seu constituinte, seguido por derramar água para ele, com especial aditivos.

As soluções mais simples que você pode se preparar são:

1. Cimento Portland + areia de quartzo (1: 1) + aditivos especiais e água para obter a consistência desejada. Tal solução tem baixa densidade, e sua preparação é difícil, porque a areia que faz parte da composição muitas vezes precipita e a aplicação da solução torna-se impossível.
2. Cimento Portland + barita (1.1: 1) + aditivos especiais e água. A desvantagem desta solução é baixa resistência.
3. Cimento Portland + carga. O amianto é usado como um enchimento (em solos arenosos), materiais fibrosos.

Para a preparação da mistura de cimentação é melhor usar o cimento Portland de cimentação, que é um tipo de cimento à base de silicatos.

Esse cimento, é claro, é mais caro que o cimento Portland comum, mas suas características de resistência são muito mais altas do que as comuns. A barita é um mineral pesado que aumenta a densidade da solução. Barite pode ser comprada em uma loja de ferragens que vende materiais de construção a granel.

Sob aditivos especiais que fazem parte de soluções de cimentação, entenda as várias substâncias que dão à solução propriedades especiais.

Estes incluem:

• aceleradores de configuração cimento (cloreto de cálcio, carbonato de sódio, potassa), utilizado se a cimentação ocorrer a temperaturas inferiores a +5 graus;
• definindo retardadoresusado para prevenir o endurecimento rápido (estes são cloretos de cálcio ou sódio, nitrito de sódio, etc.);
• plastificantes para viscosidade ótima (modificadores de polímero);
• aditivos resistentes ao gelo (compostos de silicone, acoplados a plastificantes);
• aditivos absorventes de umidade (substâncias derivadas de compostos pertencentes aos grupos de açúcar, ácidos cítrico, tartárico e tetraoxadípico) e outros.

Os aditivos especiais são agitados em água, que é posteriormente usado para preparar a pasta de cimento. Misture a solução usando máquinas especiais - misturadores. Às vezes a mixagem manual é permitida, mas requer certa habilidade e grande esforço.

Estágio número 3 - despejando a solução no poço

Os principais métodos de cimentação de poços são:

• sólido ou único estágio;
• dois estágios;
• manguito;
• o oposto.

Todos os métodos de cimentação de poços de água são baseados em um princípio - injeção de pasta de cimento no ânulo. Neste caso, a escolha da tecnologia de cimentação depende das condições específicas: o tipo de solo, a profundidade do poço, o material do invólucro, as condições climáticas e hidrogeológicas da área.

A tecnologia selecionada para ligar um poço à água deve fornecer:

• enchendo todo o furo do poço com a solução até à profundidade total;
• desloque completamente o fluido de lavagem (se houver);
• a criação de pedra de cimento de alta resistência, resistente a influências físicas, mecânicas e químicas;
• alta taxa de aderência com as paredes do solo do poço, tubos de revestimento.

Para poços profundos, a cimentação segmentar é usada, ou seja, nem todo o furo é cimentado de uma só vez, mas apenas seus segmentos individuais.

Esse processo é muito complexo e a prática mostra que é quase impossível executá-lo por conta própria. Portanto, analisamos mais de perto a tecnologia de cimentação de um e dois estágios e de lábio.

Cimentação de estágio único ou sólida

Este método é usado com mais frequência para cimentar os poços domésticos que suportam água. Durante a sua implementação, a solução de cimentação é bombeada para dentro do anel.

A solução é bombeada sob pressão usando equipamento instalado na plataforma de um carro especial ou estacionário próximo ao poço. A solução de cimentação, por sua própria gravidade, move-se para a “almofada” de base do invólucro, preenchendo todas as cavidades anulares.

Antes de iniciar o trabalho de cimentação é realizado bem flushinge então o plugue inferior é inserido, o qual atuará como um limitador. A bomba de concreto é ligada e a injeção da solução de entupimento começa, sob a influência da qual a cortiça desce até alcançar o “calço” da carcaça.

Após a injeção da solução, o bujão superior é instalado e a mistura de cimento começa a se compactar, até que o bujão superior esteja apoiado no bujão inferior. Isso significa que a solução preencheu todo o anel. A compactação é realizada por vibropress bombeando a solução com uma bomba de concreto.

O poço cimentado é deixado em repouso por 36 a 48 horas para completa solidificação da solução. Este método é adequado apenas para poços rasos com configuração igual. A desvantagem deste método é a incapacidade de rastrear o momento em que a argamassa de cimento atingiu o ponto mais baixo do poço.

Sistema de preenchimento de dois estágios

Este método de cimentação foi desenvolvido para poços da indústria de petróleo. Devido ao fato de que requer o uso de equipamentos industriais sérios (bomba de concreto de alta potência), não é freqüentemente usado na construção de poços. A cimentação de dois estágios é usada nos seguintes casos:

• a pasta de cimento define tão rapidamente que a cimentação não pode ser concluída em um ciclo;
• quando é necessário distinguir duas áreas no anel, separadas por uma distância considerável;
• com uma grande profundidade do poço, quando é impossível realizar o trabalho em um ciclo.

Em outros casos, o uso de um método de dois estágios é impraticável devido à duração do processo e aos indicadores econômicos.

O princípio da cimentação de dois estágios é baseado no fato de que o cimento é bombeado para dentro do anel em duas etapas.

A primeira porção da pasta de cimento é carregada e pressionada. A tampa inferior é baixada, o que, pela ação da solução, deixa a tampa no fundo. A segunda porção da solução é bombeada em 12-36 horas, após a solidificação final da primeira porção.

O uso de um método de manga

Este método de cimentação é usado se for necessário reforçar apenas a parte superior do poço. Neste caso, a tarefa inicial será determinar o nível no qual a cimentação será realizada.

O nível é marcado na caixa, instalando um manguito especial. A parte inferior do alinhamento é protegida de forma confiável por uma braçadeira da penetração da solução de entupimento.

A solução é bombeada da mesma forma que na cimentação de estágio único. O método do manguito é usado se a parte superior do poço estiver localizada em solos arenosos e a parte inferior estiver em solos argilosos. Isso é bastante raro, então este método não encontrou ampla aplicação.

O processo de formação de pedra de cimento

O processo de formação de pedra de cimento começa imediatamente após a injeção da solução de entupimento e dura de 12 a 36 horas. Os principais fatores que afetam a duração da solidificação da solução para o estado de pedra de cimento:

• propriedades dos componentes incluídos na solução;
• solo, material de revestimento;
• condições hidrogeológicas e climáticas no local;
• densidade de injeção, a implementação correta do processo de entupimento.

Durante o período de solidificação, é necessário deixar o poço em repouso. É proibido o uso de cabos, alavancas, fios para avaliar a qualidade da cimentação, porque Isso pode comprometer a integridade da pedra de cimento resultante.

Avaliação da qualidade do cimento

Vale a pena notar: apesar do fato de que a avaliação da qualidade da cimentação de poços portadores de água é uma etapa muito importante, é impossível realizá-la por conta própria.

Para a sua implementação, é necessário equipamento especial de laboratório, o que é muito raro, mesmo em organizações envolvidas em perfurações.

Se você ainda pretende fazer uma avaliação do entupimento, pode solicitar o serviço de controle de qualidade de três maneiras:

• acústico, baseado na batida das paredes da caixa, com posterior processamento dos dados obtidos por programas de computador;
• radiológico, ao medir com dispositivos de rádio;
• térmico, baseado no princípio de medir o calor liberado durante o endurecimento da argamassa de cimento.

Em condições “domésticas”, você pode usar o método térmico simplificado medindo a temperatura nas paredes do poço. Quando ela se torna igual à temperatura ambiente e se torna mais baixa em 0,5 a 1,5 graus, então podemos falar em solidificação completa. No entanto, mesmo depois disso, recomenda-se aguardar 2-3 dias e só então colocar o poço em funcionamento.

Depois de completar o teste, a cabeça do poço é limpa da pasta de cimento usando zhelonka. Em seguida, é realizado um teste de vazamento, para o qual a água sob alta pressão é bombeada para o tubo do poço por 30 minutos. O critério de estanqueidade será uma diminuição na pressão de cerca de 0,3-0,5 MPa. Agora o poço está completamente pronto para uso.

Conclusões e vídeos úteis sobre o tema

Nos vídeos abaixo, estamos falando de poços na indústria de petróleo e gás, mas o princípio da tecnologia de produção é o mesmo dos aquíferos.

Procedimento para cimentação de poços de estágio único:

Especificidade da produção de cimentação de cuff:

Características tecnológicas da cimentação de dois estágios:

A cimentação é um processo complexo que requer o uso de equipamentos especializados. No entanto, isso não significa que é impossível mantê-lo sozinho. Tendo escolhido e preparado corretamente a pasta de cimento, usando um conjunto mínimo de unidades, é bem possível lidar com o trabalho sozinho.

Em qualquer caso, a operação do poço sem fortalecer o tronco com cimento não será longa, e o custo de perfurando uma nova fonte de água não será menos.

Se depois de estudar o material, você ainda tiver dúvidas sobre como cimentar adequadamente um poço após a perfuração, ou você tem um conhecimento valioso sobre este assunto, por favor, deixe seus comentários abaixo. bloco.