طرق وتقنيات تدعيم الآبار: كيفية تحضير وصب ملاط ​​الحشو

بعد حفر بئر في التربة الرملية الرخوة ، تبدأ مرحلة تهدف إلى تعزيز أنابيب التغليف. في الوقت نفسه ، يجب حماية الجذع من التلف والمياه الجوفية العدوانية والتآكل والظواهر السلبية الأخرى. هذه عملية مثل تدعيم الآبار.

من الصعب جدًا القيام بأعمال ترسيخ بمفردك ، ولكن من الممكن إذا كان لديك معرفة بتقنية الحدث. سنخبرك عن سبب ضرورة الأسمنت وما تحتاج إلى الانتباه إليه عند أداء العمل. للتوضيح ، تحتوي المادة على صور ومقاطع فيديو مواضيعية.

لماذا تدعيم بئر؟

تقوية البئر هي عملية تتبع مباشرة بعد الانتهاء. عمليات الحفر. يتكون إجراء الأسمنت من حقيقة أن ملاط ​​الأسمنت يتم إدخاله في الحلقي أو الحلقي (إذا تم وضع الغلاف بدوره في أنبوب بولي إيثيلين أوسع) ، والذي يتصلب بمرور الوقت ، مما يشكل ثقبًا متآلفًا.

يسمى هاون الأسمنت في هذه الحالة "الحشو" ، والعملية نفسها هي "سد". تتطلب العملية الهندسية المعقدة ، التي تسمى تكنولوجيا الأسمنت الجيدة ، معرفة معينة ومعدات خاصة.

في معظم الحالات ، يمكن غمر مصادر المياه بيديك ، وهو أرخص بكثير من جذب المتخصصين.

تدعيم الآبار عبارة عن مجموعة من الإجراءات التي تهدف إلى تعزيز الحلقة والغلاف من الضغط الجانبي المدمر للصخور وتأثير المياه الجوفية

يساهم توصيل الآبار في المياه بشكل صحيح في:

• ضمان قوة هيكل البئر ؛
• حماية جيدة من المياه الجوفية والمياه العالية ؛
• تعزيز الغلاف وحمايته من التآكل ؛
• زيادة عمر مصدر المياه ؛
• القضاء على المسام الكبيرة والفراغات والثغرات التي يمكن من خلالها للجسيمات غير المرغوب فيها دخول طبقة المياه الجوفية ؛
• إزاحة مائع الحفر بالأسمنت ، إذا تم استخدام الأول أثناء الحفر.

تعتمد جودة المياه المنتجة والخصائص التشغيلية للبئر على كيفية تنفيذ الأسمنت جيدًا. تتم عملية الأسمنت أيضًا للآبار المهجورة التي لن يتم استغلالها بعد الآن.

خطوات تدعيم مصدر المياه

تتكون عملية الأسمنت بأكملها من عدة مراحل ، لكل منها فروق دقيقة خاصة بها:

1. تحضير ملاط ​​الأسمنت لملء الحلقة.
2. توريد أسمنت محضر للبئر.
3. حقن ملاط ​​الحقن في الحلقة.
4. فترة تصلب ملاط ​​الأسمنت.
5. مراقبة جودة الأسمنت.

تتطلب كل مرحلة استخدام بعض الأدوات والمعدات الخاصة. من الأفضل أن يتم حساب المواد اللازمة قبل بدء الحشو ، لأن يجب أن تستمر عملية الانسداد بشكل مستمر وإذا لم يكن لديك ، على سبيل المثال ، ما يكفي من ملاط ​​الأسمنت ، فإن ذلك سيؤثر سلبًا على جودة الأسمنت. سننظر في أهم المراحل بمزيد من التفصيل.

في حالات نادرة ، لا تحتاج طبقات المياه الجوفية إلى الإسمنت ، نحن نتحدث عن الآبار ، التي يمتد عمقها بالكامل في التربة الطينية الكثيفة

المرحلة رقم 1 - إعداد المعدات

يجب تنفيذ جميع الأعمال المتعلقة بتدعيم طبقات المياه الجوفية بدقة وفقًا للمتطلبات الفنية ، والتي سيؤدي انتهاكها إلى الأسمنت رديء الجودة.

عند الشروع في توصيل البئر ، يجب أن تعرف أن هذه عملية لا رجعة فيها ؛ فمن المستحيل إصلاح أي شيء بعد إيداع الحل في حلقة البئر ، وبالتالي ، يجب التعامل مع العمل التحضيري ، أي إعداد الجص للإسمنت واختيار المعدات ، بأكبر قدر ممكن من المسؤولية!

الطريقة الأسهل والأكثر فعالية هي استئجار المعدات على منصة مركبة. سيكون مثل هذا المجمع قادرًا على إعداد ملاط ​​الأسمنت وضخه في بئر تحت الضغط ، في حين يعمل محرك السيارات القوي كمصدر للطاقة للمعدات.

إذا لم يكن من الممكن استخدام الوحدات بناءً على سيارة خاصة ، فستحتاج إلى:

• خلاط لإعداد ملاط ​​الأسمنت ؛
• مضخة الضغط العالي ، ضخ المحلول إلى البئر ؛
• رأس الأسمنت لحقن المحلول في البئر ؛
• ملء المقابس (يعتمد المبلغ على طريقة الإسمنت) ؛
• معدات صغيرة مختلفة (خراطيم وخزانات قياس).

كخرطوم ، يوصي العديد من الخبراء باستخدام خرطوم الحريق المرن بدلاً من أنابيب HDPE التقليدية التي يبلغ قطرها 32 سم. إنه مسطح ويمر بشكل مثالي في الحلقة ، مما يوفر تدفق حل فعال.

معدات تثبيت الآبار كبيرة وتتطلب مصدرًا قويًا للطاقة ، مثل الضاغط ، والمولد ، والوصول المستمر دون انقطاع إلى التيار الكهربائي.

المرحلة رقم 2 - إعداد الحل

يجب أن يفي ملاط ​​الأسمنت لتثبيت البئر بعدد من المتطلبات ولديه:

• خصائص لاصقة عالية مع أسطح من أي نوع ؛
• قوة عالية بعد التصلب ، مقاومة الإجهاد الميكانيكي ؛
• ليونة وسيولة جيدة لملء جميع الشقوق والفراغات ؛
• الحياد الكيميائي فيما يتعلق بطبقات التربة المسدودة ؛
• مقاومة التآكل بواسطة المياه الجوفية ؛
• نقص الانكماش أثناء التصلب.

أيضا ، يجب أن يكون للحل مثل هذا التناسق بحيث يمكن توصيله دون مشاكل للبئر وحقنه. يجب غسل المحلول جيدًا من المعدات ، وليس العدوانية كيميائيًا ضده ولديه الحد الأدنى من معامل الخسارة أثناء النقل إلى البئر.

يجب أن يكون لملاط الأسمنت المستخدم بنية سائلة بما يكفي للضخ بواسطة معدات الحقن وفي نفس الوقت خصائص عالية القوة

تتكون عملية تحضير ملاط ​​الأسمنت للسد من خلط المكونات التي يتكون منها بشكل موحد ، يليها سكب الماء عليها ، مع إضافات خاصة تم إذابتها سابقًا.

إن أبسط الحلول التي يمكنك إعدادها بنفسك هي:

1. أسمنت بورتلاند + رمل الكوارتز (1: 1) + إضافات خاصة ومياه حتى يتم الحصول على القوام المطلوب. مثل هذا الحل له كثافة منخفضة ، وإعداده صعب ، لأنه غالبًا ما يترسب الرمل المتضمن في التركيبة ويصبح استخدام المحلول مستحيلًا.
2. أسمنت بورتلاند + باريت (1.1: 1) + إضافات خاصة ومياه. عيب هذا الحل هو قوته المنخفضة.
3. أسمنت بورتلاند + حشو. الأسبستوس (في التربة الرملية) ، وتستخدم المواد الليفية كمادة مالئة.

لإعداد خليط أسمنتي ، من الأفضل استخدام أسمنت بورتلاند الحشو ، وهو نوع من الأسمنت يعتمد على السيليكات.

هذا الاسمنت ، بالطبع ، أكثر تكلفة من الأسمنت البورتلاندي العادي ، لكن خصائص قوته أعلى بكثير من تلك العادية. الباريت معدن ثقيل يزيد من كثافة المحلول. يمكن شراء Barite من متجر معدات يبيع مواد البناء السائبة.

من خلال الإضافات الخاصة التي تعد جزءًا من ملاط ​​الأسمنت ، نفهم المواد المختلفة التي تعطي الحل خصائص خاصة.

وتشمل هذه:

• وضع المسرعات الاسمنت (كلوريد الكالسيوم ، رماد الصودا ، البوتاس) ، يستخدم إذا حدث الأسمنت عند درجة حرارة أقل من +5 درجة ؛
• وضع مثبطاتتستخدم لمنع التصلب السريع (هذه هي كلوريد الكالسيوم أو الصوديوم ، نتريت الصوديوم ، إلخ) ؛
• الملدنات للحصول على اللزوجة المثلى (معدلات البوليمر) ؛
• إضافات مقاومة للصقيع (مركبات السيليكون العضوي ، إلى جانب الملدنات) ؛
• إضافات ماصة للرطوبة (المواد التي يتم الحصول عليها من المركبات التي تنتمي إلى مجموعات السكر ، الليمون ، طرطريك وأحماض رباعي الأكسدة) ، إلخ.

يتم خلط الإضافات الخاصة في الماء ، والتي تستخدم لاحقًا لإعداد ملاط ​​الأسمنت. امزج المحلول باستخدام آلات خاصة - خلاطات. في بعض الأحيان يُسمح بالعجن اليدوي ، ولكنه يتطلب بعض المهارة والكثير من العمل.

يتكون حجر الأسمنت الذي يتكون أثناء تصلب أسمنت بورتلاند من خصائص عالية القوة ، ويقاوم الأحمال والتأثيرات الميكانيكية والفيزيائية.

المرحلة رقم 3 - صب المحلول في البئر

الطرق الرئيسية لتدعيم الآبار هي:

• مستمر أو مرحلة واحدة ؛
• مرحلتين
• صفعة
• العكس.

تعتمد جميع طرق تثبيت آبار المياه على مبدأ واحد - ضخ الجص في الحلقة. في الوقت نفسه ، يعتمد اختيار تقنية الأسمنت على ظروف محددة: نوع التربة ، وعمق البئر ، ومواد الغلاف ، والظروف المناخية والهيدروجيولوجية للمنطقة.

يجب أن توفر التكنولوجيا المختارة لتوصيل البئر بالماء ما يلي:

• ملء الحل بمحاذاة البئر بالكامل إلى العمق بأكمله ؛
• إزاحة سائل التنظيف تمامًا (إن وجد) ؛
• إنشاء حجر أسمنتي عالي القوة مقاوم للتأثيرات الفيزيائية والميكانيكية والكيميائية ؛
• ارتفاع معدل الالتصاق بجدران التربة من البئر ، غلاف الأنابيب.

بالنسبة للآبار العميقة ، يتم استخدام الأسمنت القطاعي ، أي لا يتم تثبيت جذع البئر بالكامل مرة واحدة ، ولكن فقط شرائحه الفردية.

هذه العملية معقدة للغاية وتبين الممارسة أنه يكاد يكون من المستحيل القيام بذلك بنفسك. لذلك ، فإننا نعتبر بمزيد من التفصيل تكنولوجيا تقوية المرحلة الواحدة والمرحلتين والكفة.

مرحلة واحدة أو أسمنت مستمر

غالبًا ما تستخدم هذه الطريقة لتدعيم طبقات المياه الجوفية المحلية. أثناء تنفيذه ، يتم ضخ المحلول الإسمنتي في الحلقة.

يتم ضخ المحلول تحت الضغط باستخدام المعدات المركبة على منصة مركبة خاصة أو ثابتة بالقرب من البئر. ينتقل المونة الأسمنتية ، تحت ثقلها ، إلى قاعدة "الحذاء" ، وتملأ كل التجاويف الحلقيّة.

يتم تنفيذ العمل على الأسمنت أحادي المرحلة في دورة واحدة دون انقطاع ، لذلك ، من الضروري الاهتمام بكمية كافية من ملاط ​​الحشو

قبل البدء في الأسمنت احمرار جيدثم يتم إدخال القابس السفلي ، والذي سيكون بمثابة محدد. يتم تشغيل مضخة الخرسانة ويبدأ محلول التوصيل في الضخ ، تحت تأثير الفلين يتم تخفيضه حتى يصل إلى "حذاء" الغلاف.

بعد حقن الهاون ، يتم تثبيت القابس العلوي ويبدأ خليط الأسمنت في الضغط حتى يتماسك القابس العلوي مع السدادة السفلية. هذا يعني أن الحل ملأ الحلقة بأكملها. يتم الضغط عن طريق اهتزاز بضخ الملاط بمضخة خرسانية.

يتم ترك البئر المعزز عند الراحة لمدة 36-48 ساعة للتصلب الكامل للحل. هذه الطريقة مناسبة فقط للآبار الضحلة ذات الشكل الجيد. عيب هذه الطريقة هو عدم القدرة على تتبع اللحظة التي وصل فيها ملاط ​​الأسمنت إلى قاع البئر.

نظام تحضير من مرحلتين

تم تطوير طريقة الأسمنت هذه لآبار صناعة النفط. نظرًا لأنه يتطلب استخدام معدات صناعية خطيرة (مضخة خرسانية قوية) ، لا يتم استخدامه غالبًا في بناء الآبار. يتم استخدام الأسمنت على مرحلتين في الحالات التالية:

• مجموعات ملاط ​​الأسمنت بسرعة كبيرة بحيث لا يمكن إكمال الأسمنت في دورة واحدة ؛
• عندما تريد تمييز قسمين في الحلقة ، مفصولتين بمسافة كبيرة ؛
• مع عمق كبير للبئر ، عندما يكون من المستحيل القيام بعمل في دورة واحدة.

في حالات أخرى ، يكون استخدام طريقة من مرحلتين غير عملي بسبب طول العملية والمؤشرات الاقتصادية.

تكون عملية التدعيم على مرحلتين أطول بمرور الوقت ، حيث تبدأ المرحلة الثانية بعد ترسيخ ملاط ​​الأسمنت في المرحلة الأولى

يعتمد مبدأ الأسمنت على مرحلتين على حقيقة أن الأسمنت تضخ في الحلقة على مرحلتين.

يتم تحميل الجزء الأول من الجص والضغط عليه.يتم تخفيض السدادة السفلية ، والتي ، بفعل الحل ، يسقط القابس إلى الأسفل. يتم ضخ الجزء الثاني من المحلول خلال 12-36 ساعة ، بعد التصلب النهائي للجزء الأول.

في ممارسة الحفر العميق للآبار الارتوازية في وجود طبقات امتصاص في الجزء العلوي من القسم الجيولوجي وفي حالات أخرى ، يتم استخدام الأسمنت على مرحلتين

استخدام طريقة الكفة

يتم استخدام طريقة الأسمنت هذه إذا كان الجزء العلوي من البئر فقط بحاجة إلى تعزيز. في هذه الحالة ، ستكون المهمة الأولية هي تحديد المستوى الذي سيتم تنفيذ الأسمنت عليه.

يلاحظ المستوى على الغلاف عن طريق تثبيت صفعة خاصة. الجزء السفلي من المحاذاة محمي بشكل موثوق بواسطة الكفة من اختراق محلول التوصيل.

يتم ضخ المحلول بنفس الطريقة تمامًا كما هو الحال مع الأسمنت أحادي المرحلة. يتم استخدام طريقة الكفة إذا كان الجزء العلوي من البئر موجودًا في التربة الرملية والجزء السفلي على التربة الطينية. هذا نادر بما فيه الكفاية ، لذلك لم تجد هذه الطريقة تطبيقًا واسعًا.

عملية تشكيل حجر الاسمنت

تبدأ عملية تشكيل الحجر الأسمنتي فورًا بعد حقن محلول الانسداد وتستمر من 12 إلى 36 ساعة. العوامل الرئيسية التي تؤثر على مدة تصلب الملاط إلى حالة الحجر الأسمنتي:

• خصائص المكونات التي تشكل الحل ؛
• التربة ومواد الغلاف ؛
• الظروف الهيدروجيولوجية والمناخية في الموقع ؛
• كثافة الحقن ، التنفيذ الصحيح لعملية الانسداد.

خلال فترة التجميد ، من الضروري ترك البئر في حالة راحة. يحظر استخدام الكابلات ، أو العتلات ، أو الأسلاك لتقييم جودة الأسمنت ، مثل هذا قد يعطل سلامة الحجر الأسمنتي الناتج.

إذا كنت لا تعرف الوقت المستغرق لتعيين الهاون الأسمنتي بالكامل ، فانتظر ثلاثة أيام وتابع إجراءات التحكم.

تقييم جودة الأسمنت

وتجدر الإشارة إلى أنه على الرغم من حقيقة أن تقييم جودة تثبيت طبقات المياه الجوفية مرحلة مهمة للغاية ، فمن المستحيل إجراء ذلك بنفسك.

لتنفيذها ، مطلوب معدات مخبرية خاصة ، وهو أمر نادر جدًا حتى بالنسبة للمنظمات العاملة في الحفر.

إذا كنت لا تزال تنوي تقييم التوصيل الذي تم إجراؤه ، يمكنك طلب خدمة مراقبة الجودة بإحدى الطرق الثلاث:

• صوتي ، يعتمد على النقر على جدران الغلاف ، متبوعًا بمعالجة البيانات بواسطة برامج الكمبيوتر ؛
• الأشعة عند القياس باستخدام أجهزة الراديو ؛
• حراري ، بناءً على مبدأ قياس الحرارة المنبعثة أثناء تصلب ملاط ​​الأسمنت.

في المنزل ، يمكنك استخدام الطريقة الحرارية المبسطة عن طريق قياس درجة الحرارة على جدران البئر. عندما يصل إلى درجة حرارة الهواء المحيط ويصبح أقل بمقدار 0.5-1.5 درجة ، يمكننا التحدث عن التصلب الكامل. ومع ذلك ، حتى بعد ذلك ، يوصى بالانتظار لمدة 2-3 أيام ثم تشغيل البئر فقط.

بعد اكتمال الاختبار ، يتم تنظيف رأس البئر باستخدام ملاط ​​الأسمنت باستخدام الأوغاد. ثم يتم إجراء اختبار التسرب ، حيث يتم ضخ الماء عالي الضغط في أنبوب البئر لمدة 30 دقيقة. سيكون معيار الضيق هو هبوط الضغط بحوالي 0.3-0.5 ميجا باسكال. البئر جاهز الآن بالكامل للاستخدام.

يزيد ضيق التوصيل من الخصم من البئر ، ويزيد من عمر خدمة سلاسل الغلاف ، ويحميها من التآكل ، وكذلك مصدر المياه نفسه

استنتاجات وفيديو مفيد حول الموضوع

في مقاطع الفيديو أدناه ، نحن نتحدث عن الآبار في صناعة النفط والغاز ، ولكن مبدأ تكنولوجيا الإنتاج هو نفسه بالنسبة لطبقات المياه الجوفية.

إجراء تدعيم مرحلة واحدة:

تفاصيل إنتاج الأسمنت الكفة:

السمات التكنولوجية للسمنت على مرحلتين:

إن الأسمنت عملية معقدة تتطلب استخدام معدات متخصصة. ومع ذلك ، هذا لا يعني أنه من المستحيل القيام بذلك بنفسك. من خلال اختيار وإعداد ملاط ​​الحشو بشكل صحيح ، باستخدام الحد الأدنى من الركام ، من الممكن التعامل مع العمل بنفسك.

على أي حال ، فإن تشغيل البئر بدون تثبيت البئر لن يكون طويلًا ، وتكلفة حفر مصدر جديد للمياه لن يكون أقل.

إذا كان لديك بعد دراسة المواد ، لا يزال لديك أسئلة حول كيفية ترسيخ البئر بشكل صحيح بعد الحفر ، أو لديك معرفة قيمة حول هذه المشكلة ، يرجى ترك تعليقاتك في المربع أدناه.