Brunncement: metoder och tekniker för cementering

Efter borrning av en brunn i lösa sandiga jordar, etableras ett steg för att stärka höljets rör. Samtidigt bör tunnan skyddas mot skador, korrosiva effekter av grundvatten, korrosion och andra negativa fenomen. Vi talar om en sådan process och cementering.

Det är ganska svårt att utföra cementarbetet självständigt, men det är möjligt, om du har kunskap om händelsens teknik. Vi kommer att berätta om varför du behöver utföra cementering och vad du behöver uppmärksamma när du arbetar. För tydligheten innehåller materialet teman och videoklipp.

Varför cement brunnen?

Väl cementering är en process som följer omedelbart efter avslutad behandling. borrningsoperationer. Cementeringsförfarandet är det i ringformet eller ringformat (om höljet placeras i sin tur i polyeten bredare rör) införs cementmortel, som över tiden härdar, bildar en monolitisk cylinder väl.

Cementmortel i detta fall kallas "cementering", och själva processen är "plugging". En komplicerad ingenjörsprocess, som kallas välcementeringsteknik, kräver viss kunskap och särskild utrustning.

I de flesta fall kan vattenkällor tamponeras med egna händer, vilket är mycket billigare än att locka specialister.

Korrekt utförd pluggning av vattenbrunnar bidrar till:

• säkerställa brunnstrukturen styrka;
• skydd av brunnen från mark och övre vatten;
• stärka höljet och skydda det mot korrosion
• öka vattenkällans livstid
• eliminering av stora porer, tomrum, luckor genom vilka oönskade partiklar kan komma in i akvariet;
• Förskjutning av borrslamcement, om den första användes under borrning.

Kvaliteten på det producerade vattnet och brunnens driftskaraktär beror på hur bra cementering utförs. Dessutom utförs cementering för brunnarna som likvideras, vilket inte längre kommer att drivas.

Steg av vattenkälla cementering

Hela cementprocessen består av flera steg, som alla har sina egna nyanser:

1. Framställning av cementuppslamning för att fylla ringringen.
2. Mata den beredda cementen till brunnen.
3. Insprutning av cementuppslamning i ringröret.
4. Härdningsperioden för cementmortellen.
5. Kontrollera kvaliteten på cementeringen.

Varje steg kräver användning av vissa verktyg och specialutrustning. Beräkningar av nödvändiga material görs bäst före cementverkets början, eftersom processen med att plugga kontinuerligt och om du till exempel inte har tillräckligt med cementmortel, kommer det att påverka kvaliteten högst negativt cementering. Vi kommer att överväga de viktigaste stadierna i mer detalj.

Steg №1 - utrustning förberedelse

Allt arbete på cementbrunnar bör utföras strikt i överensstämmelse med de tekniska kraven, vars brott kommer att leda till cementering av dålig kvalitet.

När du börjar plugga en brunn borde du veta att det är en irreversibel process, fixa något efter lösningsstartens tillförsel till ringröret brunnar är omöjliga, så det förberedande arbetet, nämligen beredning av cementeringslösning och val av utrustning, måste du nå maximalt ansvarsfullt!

Det enklaste och mest effektiva sättet är att hyra utrustning på en fordonsplattform. Ett sådant komplex kommer att kunna förbereda en cementmortel och pumpa den under tryck under tryck, medan energikällan för driften av utrustningen är en kraftfull bilmotor.

Om användningen av enheter baserade på specialfordon inte är möjlig, behöver du:

• mixer för framställning av cementmortel;
• högtryckspump som pumpar lösningen till brunnen;
• cementeringshuvud för injektion av lösningen i brunnen;
• primingproppar (mängden beror på cementeringsmetoden);
• olika små lager (slangar, mättankar).

Som slang rekommenderar många experter att i stället för traditionella HDPE-rör med en diameter av 32 cm, använd en flexibel brandslang. Den är platt och passerar perfekt in i det ringformiga utrymmet, vilket ger ett effektivt lösningsflöde.

Steg 2 - beredning av lösningen

Cementuppslamning för cementering av en brunn måste uppfylla olika krav och ha:

• höga adhesivegenskaper med ytor av vilken typ som helst;
• hög hållfasthet efter härdning, motståndskraft mot mekanisk stress;
• duktilitet och god fluiditet för att fylla alla sprickor och hålrum;
• kemisk neutralitet med avseende på pluggade jordskikt
• motstånd mot erosion av grundvatten
• ingen krympning under härdning.

Lösningen måste också ha en konsistens så att den kan levereras till brunnen utan problem och pumpas. Lösningen ska tvättas väl av utrustningen, inte kemiskt aggressiv mot den och ha en minsta förlustskoefficient under transport till brunnen.

Processen att framställa cementmortel för tampong är den enhetliga blandningen av komponenterna, dess beståndsdel, följt av att hälla vatten i den, med speciell tillsatser.

De enklaste lösningarna som du kan förbereda dig är:

1. Portlandcement + kvartsand (1: 1) + speciella tillsatser och vatten för att erhålla önskad konsistens. En sådan lösning har en låg densitet, och dess framställning är svår, eftersom sand som ingår i kompositionen faller ofta ut och lösningen blir omöjlig.
2. Portlandcement + barit (1,1: 1) + särskilda tillsatser och vatten. Nackdelen med denna lösning är låg styrka.
3. Portland cement + fyllmedel. Asbest används som fyllmedel (på sandiga markar), fibrösa material.

För beredningen av cementeringsblandningen är det bäst att använda grouting Portlandcement, vilket är ett slags cement baserat på silikater.

Sådant cement är naturligtvis dyrare än vanligt Portlandcement, men dess hållfasthetsegenskaper är mycket högre än det vanliga. Barit är ett tungt mineral som ökar lösningens densitet. Barit kan köpas på en hårdvaruaffär som säljer bulkbyggnadsmaterial.

Under särskilda tillsatser som ingår i cementeringslösningar, förstå de olika ämnen som ger lösningen speciella egenskaper.

Dessa inkluderar:

• inställning av acceleratorer cement (kalciumklorid, soda, potash), använd om cementering sker vid temperaturer under +5 grader;
• inställning retardersanvänds för att förhindra snabb härdning (detta är kalcium- eller natriumklorider, natriumnitrit etc.);
• mjukningsmedel för optimal viskositet (polymermodifierare);
• frostbeständiga tillsatser (silikonföreningar, kopplade med mjukgörare);
• fuktabsorberande tillsatser (ämnen som härrör från föreningar som hör till grupperna av socker, citronsyra, vinsyra och tetraoxiadipinsyror) och andra.

Särskilda additiv omrörs i vatten, vilket därefter används för att framställa cementuppslamningen. Blanda lösningen med specialmaskiner - blandare. Ibland är manuell blandning tillåten, men det kräver viss skicklighet och stor ansträngning.

Steg nummer 3 - häll lösningen i brunnen

De huvudsakliga metoderna för cementering av brunnar är:

• fast eller enkelsteg;
• två steg;
• läpp;
• det motsatta.

Alla metoder för cementering av vattenbrunnar bygger på en princip - injektion av cementuppslamning i ringröret. I detta fall beror valet av cementeringsteknik på de specifika förhållandena: typ av jord, djupet av brunnen, höljets material, de klimatiska och hydrogeologiska förhållandena i området.

Den valda tekniken för att plugga en brunn i vatten bör ge:

• fyller hela brunnsborrningen med lösningen till full djup;
• helt omplacera spolvätskan (om någon)
• skapandet av höghållfast cementsten, resistent mot fysisk, mekanisk och kemisk påverkan;
• hög vidhäftningshastighet med jordens väggar, höljesrören.

För djupa brunnar används segment-cementering, d.v.s. inte hela borrhålet är cementerat på en gång, men bara dess enskilda segment.

Denna process är väldigt komplex och praktiken visar att det är nästan omöjligt att själv utföra det. Därför tar vi en närmare titt på tekniken för en- och tvåstegs- och läppcementering.

Enkelt steg eller fast cementering

Denna metod används oftast för cementering av vattenburna brunnar. Under genomförandet pumpas cementlösningen in i ringröret.

Lösningen pumpas under tryck med hjälp av utrustning som är installerad på plattformen för en speciell bil eller stationär nära brunnen. Cementeringslösningen under egen tyngdkraft flyttar till höljets bas "kudde", fyller alla ringformiga hålrum.

Innan arbete pågår utförs cementering välspolningoch sedan sätts den nedre kontakten in, som kommer att fungera som en stoppare. Betongpumpen är påslagen och injektionen av plugglösningen börjar, under vilken påverkan korken sänker tills den når höljet "sko".

Efter injektion av lösningen installeras den övre kontakten och cementblandningen börjar komprimera tills den övre kontakten vilar på den nedre kontakten. Detta innebär att lösningen har fyllt hela ringröret. Komprimering utförs av vibropress genom att pumpa lösningen med en betongpump.

Den cementerade brunnen lämnas i vila i 36-48 timmar för fullständig stelning av lösningen. Denna metod är endast lämplig för grunda brunnar med samma konfiguration. Nackdelen med denna metod är oförmågan att spåra det ögonblick då cementmortellen har nått den lägsta punkten av brunnsborrningen.

Tvåstegs fyllsystem

Denna cementeringsmetod har utvecklats för oljebranschbrunnar. På grund av att det krävs användning av allvarlig industriutrustning (kraftdriven betongpump) används den inte ofta vid konstruktion av brunnar. Tvåstegscementering används i följande fall:

• cementuppslamningen sätter så snabbt att cementering inte kan slutföras i en cykel;
• när det är nödvändigt att särskilja två områden i annuluset, vilka är åtskilda med ett avsevärt avstånd
• med ett stort djup i brunnen, när det är omöjligt att utföra arbete i en cykel.

I andra fall är användningen av en tvåstegsmetod opraktisk på grund av processens varaktighet och ekonomiska indikatorer.

Principen om tvåstegscementering baseras på det faktum att cement pumpas in i ringformen i två steg.

Den första delen av cementuppslamningen laddas och pressas. Det nedre stoppet sänks, vilket genom lösningens verkan sjunker pluggen till botten. Den andra delen av lösningen pumpas om 12-36 timmar efter den slutliga stelningen av den första delen.

Användningen av en hylsmetod

Denna cementeringsmetod används om det bara är nödvändigt att förstärka den övre delen av brunnen. I det här fallet kommer den inledande uppgiften att vara att bestämma nivån till vilken cementering kommer att utföras.

Nivån är markerad på höljet genom att installera en speciell manschett. Den nedre delen av inriktningen skyddas på ett tillförlitligt sätt av en manschett från penetreringen av plugglösningen.

Lösningen pumpas på samma sätt som i enstegscementering. Manschettmetoden används om den övre delen av brunnen ligger på sandiga markar och den nedre delen ligger på lerjord. Detta är ganska sällsynt, så den här metoden har inte hittat bred tillämpning.

Processen att bilda cementsten

Processen med att bilda cementsten börjar omedelbart efter injektionen av plugglösningen och varar från 12 till 36 timmar. De viktigaste faktorerna som påverkar varaktigheten av lösningen av lösningen till tillståndet av cementsten:

• egenskaper hos komponenterna som ingår i lösningen;
• jord, hölje material;
• hydrogeologiska och klimatiska förhållandena på platsen;
• injektionsdensitet, korrekt genomförande av pluggingprocessen.

Under stabiliseringsperioden är det nödvändigt att lämna brunnen i vila. Det är förbjudet att använda kablar, kråkor, tråd för att bedöma kvaliteten på cementeringen, eftersom Detta kan äventyra integriteten hos den resulterande cementstenen.

Cementkvalitetsbedömning

Det är värt att notera: trots att bedömningen av kvaliteten på cementering av vattenburna brunnar är ett mycket viktigt steg, är det omöjligt att göra det själv.

För dess genomförande krävs särskild laboratorieutrustning, vilket i mycket sällsynta fall finns även i organisationer som är engagerade i borrning.

Om du fortfarande planerar att göra en bedömning av pluggen kan du beställa kvalitetskontrolltjänsten på ett av tre sätt:

• akustisk, baserat på att knacka på väggarna hos höljet, med efterföljande behandling av data som erhållits genom datorprogram;
• radiologiska, vid mätning med radioutrustning;
• termisk, baserat på principen att mäta värmen som släpptes under härdning av cementmortel.

I "hem" -förhållandena kan du använda den förenklade termiska metoden genom mätning av temperaturen vid brunnarnas väggar. När det blir lika med omgivande temperatur och blir lägre med 0,5-1,5 grader, då kan vi prata om fullständig stelning. Men även efter det rekommenderas att vänta i 2-3 dagar och först då för att sätta brunnen i bruk.

Efter avslutat prov rengörs brunnhuvudet av cementuppslamningen med användning av öskar. Då utförs ett läcktest, för vilket högtrycksvatten pumpas in i brunnsröret i 30 minuter. Kriteriet om täthet kommer att vara en minskning av trycket på ca 0,3-0,5 MPa. Nu är brunnen helt klar för användning.

Slutsatser och användbar video om ämnet

I videon nedan diskuterar vi brunnar i olje- och gasindustrin, men principen om produktionstekniken är densamma som för vattenlevande vatten.

Förfarande för brettcementning i enstegs-steg:

Specificitet av tillverkning av manschettcementering:

Tekniska egenskaper vid tvåstegs cementering:

Cementering är en komplex process som kräver användning av specialutrustning. Men det innebär inte att det är omöjligt att hålla det själv. Efter att ha valt och korrekt förberett cementuppslamningen, med hjälp av en minsta uppsättning enheter, är det ganska möjligt att klara av arbetet själv.

I vilket fall som helst kommer brunnsoperationen utan att förstärka stammen med cement inte vara lång och kostnaden för borra en ny vattenkälla kommer inte vara mindre.

Om du efter att ha studerat materialet fortfarande har frågor om hur man korrekt borrar en brunn efter borrning, eller du har värdefull kunskap om detta ämne, vänligen lämna dina kommentarer nedan. blocket.