Cementowanie: cele i metody

10-07-2018
Zaopatrzenie w wodę

W artykule postaramy się dowiedzieć, dlaczego i za pomocą jakich metod wykonuje się cementowanie. Zgodzimy się od razu: będziemy uważnie rozważyć względnie wąski obszar - wiercenie w poszukiwaniu wody.

Przemysł naftowy i gazowy ma swoją własną specyfikę, którą częściowo dotkniemy.

dobrze cementuje

Dlaczego to się dzieje?

Główne przyczyny cementowania studni to:

  1. Cementowanie poprawia ogólną wytrzymałość strukturalną.. Obudowa utrzymuje ściany odwiertu; jednakże, gdy ziemia porusza się, powstałe siły mogą być zbyt duże dla wytrzymałości ścian. Jeśli obudowa zostanie wzmocniona przez cementowanie - szanse na zniszczenie odwiertu są znacznie zmniejszone.
  2. Cementowanie tworzy warstwę ochronną, zapobiega erozji rury przez wodę gruntową i korozję stalowej rury.
  3. Wreszcie ostatnia i najważniejsza rzecz. Na różnych poziomach gleby występują różne warstwy wodonośne. Co robi studnia? Łączy je.

W rezultacie miesza się wodę na różnych poziomach. Dreny z szamb i zbiorników septycznych wraz z deszczówką wpadają do wody artezyjskiej z głębokich warstw; Tak, i po prostu łącząc warstwę wodonośną z piaszczystą i piaszczystą piaszczystą ziemią, kanał kompresji może prowadzić do tego, że woda zaczyna wnikać w piasek. (Zobacz także artykuł Jak dobrze i jakościowo wyposażyć.)

Dobrze cementowanie ma za zadanie utrudnić ten proces. Tworzy głuchy korek wokół obudowy, uszczelkę, która zapobiega migracji wody pomiędzy poziomami.

Uwaga: dobrze cementowanie i cementowanie nie są synonimami, ponieważ łatwo je rozwiązać podobnym dźwiękiem słów.

Cementowanie lub tamponowanie - to eliminacja studni, jej napełnianie roztworem (zwykle pod ciśnieniem).

Celem jest ponowne oddzielenie warstw wodonośnych o różnych poziomach gruntu.

dobrze cementuje

Jak to się robi?

Materiały

Ogólnie rzecz biorąc, rozwiązania stosowane do cementowania dobrze są podzielone według kilku kryteriów.

  • Dobra temperatura. Im głębsza studnia, tym wyższa temperatura i tym szybciej roztwór wysycha. Cementy są podzielone na zimne (do 40 C) odwierty; gorące w temperaturach do 75 ° C i głębokie w temperaturach do 120 ° C. Pierwsze utwardzają się w tych samych warunkach znacznie szybciej. Oczywiście, podczas wiercenia w wodzie, dwie ostatnie opcje są nieistotne. Studnie po prostu nie osiągają głębokości w takich temperaturach.
  • Suplementy. Używany cement z piaskiem kwarcowym, nie dający skurczu; cement włóknisty z dodatkiem celulozy, który prawie nie wnika w luźną skałę; rozszerzający się cement, który zagęszcza glebę wokół otworu wiertniczego po zestaleniu. Wreszcie, cementy pucolanowe, które przechodzą wodę i jednocześnie nie boją się agresywnych zanieczyszczeń.
  • Stosunek woda / cement. Im więcej wody - tym bardziej płynny roztwór, ale im dłuższy czas. Ponadto roztwory o mniejszej zawartości wody po zestaleniu są bardziej trwałe.
metody cementowania

Metody

Podczas wiercenia stosuje się następujące metody dobrego cementowania:

  1. Solidne cementowanie. Jest to również jednoetapowe cementowanie. Istota tej metody jest następująca: roztwór cementujący wlewa się do obudowy; jest pokryty szczelnym korkiem; po tym roztwór myjący wstrzykuje się do kolumny. Cork stopniowo przesuwa cement w przestrzeń wokół kolumny.
technologia cementowania
  1. Dwustopniowe cementowanie. Odwiert jest cementowany w dwóch etapach: dolnej, a następnie górnej. Metodę stosuje się, gdy problematyczne jest natychmiastowe przygotowanie odpowiedniej ilości roztworu lub gdy stan warstw gleby i temperatura w górnej i dolnej części studni znacznie się różnią.

Uwaga: dwustopniowe klejenie może być wykonane zarówno z przerwą w czasie, po stwardnieniu pierwszej części roztworu, jak i natychmiast.

W przypadku warstw cementu potrzebny jest pierścień oddzielający.

  1. Zaciskanie warg. Ta technologia cementowania dobrze jest stosowana, jeśli tylko górna część studni ma być odizolowana od gleby. Na wymaganym poziomie pomiędzy obudową a ziemią wkłada się pierścień. Roztwór jest wstrzykiwany nad nim przez perforacje w beczce.
  2. Odwrotne cementowanie. Cement wstrzykuje się nie do kolumny, ale do szczeliny między nią a ziemią. Kiedy ten płyn czyszczący lub płuczący przesuwa się przez wnękę kolumny.

Sprzęt

Sprzęt do cementowania studni jest raczej uciążliwy i wymaga użycia ciężarówki jako mobilnego przewoźnika. Zazwyczaj systemy cementowania są montowane na pojazdach Ural, KamAZ lub KrAZ.

dobrze cementujący sprzęt

Silnik samochodowy jest wykorzystywany jako źródło energii do obsługi przenośników ładujących i dozujących, systemów mieszania i sterowania. Pompy ciśnieniowe mogą znajdować się na tym samym podwoziu. Maksymalne ciśnienie wtrysku roztworu może osiągnąć imponujące 35 MPa. (Zobacz także artykuł Cechy wymiany pompy w studni)

Co dzieje się z zaprawą cementową w tej instalacji?

  • Cement jest dozowany do miksera. Jest też odpowiednia ilość wody.
  • Roztwór do cementowania miesza się w celu uzyskania całkowitej jednorodności.
  • Następnie pompy wtryskowe dostarczają roztwór do obudowy lub otaczającej przestrzeni za pomocą głowicy cementującej.

Kto specjalizuje się w dobrze cementującym sprzęcie w naszym kraju? Przede wszystkim jest to dobrze cementujące centrum zlokalizowane w miejscowości Novy Urengoy, która jest częścią odwiertu Gazpromu. Jego oddziały i warsztaty znajdują się w Astrachaniu, Orenburgu, Krasnodar i Ukhta.

Kontrola jakości

Ocena jakości odwiertów cementowych jest obecnie przeprowadzana za pomocą następujących metod:

  • Termiczne. W procesie hartowania cementu uwalniana jest pewna ilość ciepła. Aby dowiedzieć się, jak wysoko cement wyszedł poza obudowę, wystarczy zmierzyć temperaturę jego ścianek w kilku punktach.
  • Akustyczny. Sekcje osłonki, otoczone cementem i wolne od niej, zmieniają się w różny sposób wraz z przechodzeniem przez niego fali akustycznej. Tam, gdzie wibracje szybko ustępują, cementowanie jest niezawodne. Tam, gdzie fala rozprzestrzenia się bez tłumienia, za kolumną nie ma cementu.
dobrze cementowy most
  • Metoda radiologiczna (np. rejestracja gamma-gamma). Źródło promieniowania gamma jest opuszczane do studni, a promieniowanie z niego rejestrowane jest przez promieniowo rozmieszczone czujniki na powierzchni.

Jeśli, gdy źródło promieniowania unosi się i obniża, wykresy intensywności są jednolite i takie same dla wszystkich czujników, cementowanie jest zadowalające. Jeśli wykresy są nierównomierne i różne - cementowanie jest nierówne, ma wady lub nie jest w pełni wdrożone.

ocena jakości cementowania

Uwaga: metody te są odpowiednie w przypadku cementowania ścian obudowy. Kiedy w studni zamontowany jest cementowy most (rodzaj drugiego dna studni, który odcina dolną część od góry i oddziela warstwy gleby na różnych poziomach), bardzo trudno jest sprawdzić jego szczelność i wytrzymałość metodami nieniszczącymi. (Zobacz także artykuł Która pompa jest lepsza do wyboru.)

Wniosek

Niestety, w ramach tego artykułu możemy jedynie zapoznać czytelnika z podstawami terminologii i technologii. Cementowanie jest dość skomplikowaną nauką, która, niestety, nie może być opowiedziana w dwóch słowach. Miejmy jednak nadzieję, że masz ogólne pojęcie o problemie.