Metode i tehnologije cementiranja bušotina: kako pripremiti i sipati malter za fugiranje

Nakon bušenja bušotine u labavim pjeskovitim tlima, započinje faza usmjerena na jačanje kućišta cijevi. Istodobno, prtljažnik treba zaštititi od oštećenja, agresivnih podzemnih voda, korozije i drugih negativnih pojava. To je postupak poput cementiranja bušotina.

Obavljanje cementiranja samostalno je prilično teško, ali moguće ako imate znanje o tehnologiji događaja. Reći ćemo vam zašto je potrebno cementiranje i na što morate obratiti pažnju prilikom izvođenja radova. Radi jasnoće, materijal sadrži tematske fotografije i videozapise.

Zašto cementirati bunar?

Cementiranje bunara je postupak koji slijedi odmah po završetku. operacije bušenja, Postupak cementiranja sastoji se u činjenici da se cementna kaša uvodi u prstenastu ili prstenastu (ako je kućište zauzvrat postavljeno u širu polietilensku cijev), koja se s vremenom stvrdnjava, tvoreći monolitni provrt.

Cementni malter se u ovom slučaju naziva "fugiranje", a sam postupak "čepljenja". Složen inženjerski postupak, koji se naziva i tehnologija cementiranja, zahtijeva određeno znanje i posebnu opremu.

U većini slučajeva izvori vode mogu se tamponirati vlastitim rukama, što je puno jeftinije od privlačenja stručnjaka.

Cementiranje bunara je skup mjera usmjerenih na jačanje korita i kućišta od destruktivnog bočnog pritiska stijena i utjecaja podzemnih voda

Pravilno izvedeno umetanje bunara u vodu pridonosi:

• osiguranje čvrstoće konstrukcije bušotine;
• zaštita bunara od podzemnih i visokih voda;
• ojačati kućište i zaštititi ga od korozije;
• povećati vijek trajanja izvora vode;
• uklanjanje velikih pora, praznina, praznina kroz koje neželjene čestice mogu ući u vodonosnik;
• premještanje tekućine za bušenje s cementom, ako se prva koristila tijekom bušenja.

Kvaliteta proizvedene vode i operativne karakteristike bušotine ovisit će o kvaliteti cementiranja. Cementiranje se vrši i za napuštene bušotine koje se više neće eksploatirati.

Koraci cementiranja izvora vode

Cijeli postupak cementiranja sastoji se od nekoliko faza od kojih svaka ima svoje nijanse:

1. Priprema cementne kaše za popunjavanje anulusa.
2. Dobava pripremljenog cementa u bunar.
3. Ubrizgavanje maltera za injektiranje u zadnjik.
4. Period očvršćivanja cementnog maltera.
5. Kontrola kvalitete cementiranja.

Svaka faza zahtijeva uporabu određenih alata i posebne opreme. Izračune potrebnih materijala najbolje je izvršiti prije početka fugiranja, jer postupak čepanja treba trajati kontinuirano i ako, primjerice, nemate dovoljno cementnog maltera, to će se negativno odraziti na kvalitetu cementiranja. Razmotrit ćemo najvažnije faze detaljnije.

U rijetkim slučajevima vodonosnici ne trebaju cementiranje, govorimo o bunarima čija cijela dubina prolazi u gustim glinenim tlima.

Faza broj 1 - priprema opreme

Svi radovi na cementiranju vodonosnika moraju se izvoditi strogo u skladu s tehničkim zahtjevima, čije kršenje će dovesti do nekvalitetnog cementiranja.

Kada se upuštate u začepljivanje bušotine, trebali biste znati da je to nepovratan postupak, nemoguće je bilo što popraviti nakon unošenja otopine u uklon bušotine, stoga pripremnim radovima, naime pripremi malta za cementiranje i odabir opreme, treba pristupiti što je moguće odgovornije!

Najlakši i najučinkovitiji način je iznajmljivanje opreme na platformi vozila. Takav će kompleks moći pripremiti cementni mort i staviti ga u bunar pod pritiskom, dok snažni automobilski motor služi kao izvor energije za opremu.

Ako nije moguće koristiti jedinice zasnovane na posebnom vozilu, trebat će vam:

• miješalica za pripremu cementnog maltera;
• visokotlačna pumpa, crpljenje otopine u bušotinu;
• cementna glava za ubrizgavanje otopine u bušotinu;
• čepovi za punjenje (količina ovisi o metodi cementiranja);
• razna mala oprema (crijeva, mjerni spremnici).

Kao crijevo mnogi stručnjaci preporučuju korištenje fleksibilnog vatrogasnog crijeva umjesto tradicionalnih HDPE cijevi promjera 32 cm. Ravan je i savršeno prolazi u prednji otvor, pružajući učinkovit protok otopine.

Oprema za cementiranje bušotina je velika i zahtijeva snažan izvor energije, poput kompresora, generatora, neometan pristup mrežama

Faza broj 2 - priprema otopine

Cementarna kaša za cementiranje bušotine mora ispunjavati brojne zahtjeve i imati:

• visoka svojstva ljepila s površinama bilo koje vrste;
• visoka čvrstoća nakon otvrdnjavanja, otpornost na mehanički stres;
• duktilnost i dobra fluidnost da ispune sve pukotine i praznine;
• kemijska neutralnost s obzirom na natopljene slojeve tla;
• otpornost na eroziju podzemnih voda;
• nedostatak skupljanja tijekom otvrdnjavanja.

Također, otopina mora imati takvu konzistenciju da se može bez problema isporučiti u bunar i ubrizgati. Otopina mora dobro isprati opremu, ne smije biti kemijski agresivna i imati minimalni koeficijent gubitka tijekom transporta u bušotinu.

Korištena cementna suspenzija mora imati dovoljno tekuću strukturu za crpljenje pomoću injekcijske opreme i istovremeno imati karakteristike visoke čvrstoće

Postupak pripreme cementnog maltera za čep sastoji se u ravnomjernom miješanju komponenti koje ga čine, nakon čega slijedi ulijevanje vode u nju s posebnim aditivima koji su prethodno otopljeni u njoj.

Najjednostavnija rješenja koja možete sami pripremiti su:

1. Portland cement + kvarcni pijesak (1: 1) + posebni aditivi i voda dok ne dobijete željenu konzistenciju. Takvo rješenje ima malu gustoću, a njegova je priprema teška, jer pijesak uključen u sastav često se taloži i upotreba otopine postaje nemoguća.
2. Portland cement + barit (1.1: 1) + posebni aditivi i voda. Nedostatak ovog rješenja je njegova mala čvrstoća.
3. Portland cement + punilo. Azbest (na pjeskovitim tlima), vlaknasti materijali koriste se kao punilo.

Za pripremu cementne smjese najbolje je koristiti fugiranje Portland cementa, koji je vrsta cementa na bazi silikata.

Takav cement je, naravno, skuplji od običnog Portland cementa, ali njegove su karakteristike čvrstoće mnogo veće od onih običnih. Barit je težak mineral koji povećava gustoću otopine. Barite se mogu kupiti u prodavaonici hardvera koja prodaje rasuti građevinski materijal.

Pod posebnim dodacima koji su dio cementnih maltera razumijemo različite tvari koje daju otopini posebna svojstva.

To uključuje:

• postavljanje akceleratora cement (kalcijev klorid, soda pepeo, kalij), koristi se ako se cementing događa na temperaturi ispod +5 stupnjeva;
• postavljanje usporivačakoristi se za sprečavanje brzog otvrdnjavanja (to su kalcijev ili natrijev klorid, natrijev nitrit itd.);
• omekšivači za optimalnu viskoznost (polimerni modifikatori);
• aditivi otporni na smrzavanje (organosilikonski spojevi, povezani s plastifikatorima);
• aditivi koji apsorbiraju vlagu (tvari dobivene iz spojeva koji pripadaju skupinama šećera, limunske, vinske i tetraoksadipinske kiseline) itd.

U vodi se miješaju posebni aditivi koji se naknadno koriste za pripremu maltera za fugiranje. Otopinu miješajte pomoću posebnih strojeva - miksera. Ponekad je dopušteno ručno gnječenje, ali zahtijeva malo vještine i puno rada.

Cementni kamen formiran tijekom stvrdnjavanja Portland cementa ima svojstva visoke čvrstoće, podnosi opterećenja, mehaničke i fizičke učinke.

Faza broj 3 - ulijevanje otopine u bušotinu

Glavne metode cementiranja bušotina su:

• kontinuirani ili jednofazni;
• dvostupanjski;
• usna;
• suprotno.

Sve metode cementiranja vodenih bušotina temelje se na jednom principu - upumpavanju maltera u zadnjik. Istodobno, izbor tehnologije cementiranja ovisi o specifičnim uvjetima: vrsti tla, dubini bušotine, materijalu za oblaganje, klimatskim i hidrogeološkim uvjetima na tom području.

Odabrana tehnologija umetanja bunara u vodu trebala bi osigurati:

• punjenje otopine cijelim poravnanjem bušotine prema cijeloj dubini;
• potpuno istisnuti tekućinu za ispiranje (ako postoji);
• stvaranje cementnog kamena visoke čvrstoće otpornog na fizičke, mehaničke i kemijske utjecaje;
• visoka brzina prianjanja sa zidovima bušotine, kućišta cijevi.

Za duboke bušotine koristi se segmentno cementiranje, tj. odjednom se ne cementira cijelo stablo jamice, već samo njegovi pojedinačni segmenti.

Taj je postupak vrlo složen i praksa pokazuje da je gotovo nemoguće to učiniti sami. Stoga detaljnije razmotrimo tehnologiju cementiranja u jednoj i dvostepenoj podlozi i manžetni.

Jednofazno ili kontinuirano cementiranje

Ova metoda se najčešće koristi za cementiranje domaćih vodonosnika. Tijekom njegove primjene, cementna otopina se pumpa u nasip.

Otopina se pumpa pod pritiskom pomoću opreme koja je instalirana na platformi posebnog vozila ili nepomična u blizini bušotine. Cementirani mort pod vlastitom težinom prelazi na bazu „cipela“ kućišta, popunjavajući sve prstenaste šupljine.

Rad na jednostupnom cementiranju provodi se u jednom ciklusu bez prekida, pa je potrebno voditi računa o dovoljnoj količini maltera za fugiranje

Prije početka cementiranja dobro ispiranjea zatim se uvodi donji utikač koji će djelovati kao graničnik. Betonska crpka je uključena i rješenje za začepljenje počinje pumpati, pod čijim se utjecajem pluta spušta sve dok ne dođe do „cipela“ kućišta.

Nakon ubrizgavanja žbuke ugrađuje se gornji čep i cementna smjesa počinje se zbijati dok gornji čep ne počiva na donjem. To će značiti da je rješenje ispunilo čitav poništenje. Zbijanje se vrši pomoću vibropresora pumpanjem otopine betonskom pumpom.

Učvršćeni otvor se ostavi u mirovanju 36-48 sati za potpuno očvršćavanje otopine. Ova je metoda prikladna samo za plitke, dobro oblikovane bušotine. Nedostatak ove metode je nemogućnost praćenja trenutka kada je cementna suspenzija dosegla dno bušotine.

Dvostupanjski sustav za temeljno pranje

Ova metoda cementiranja razvijena je za bušotine za naftnu industriju. Zbog činjenice da zahtijeva uporabu ozbiljne industrijske opreme (snažna betonska pumpa), ne koristi se često u izgradnji bunara. Dvostupanjsko cementiranje koristi se u sljedećim slučajevima:

• cementni malter postavlja se tako brzo da se cementiranje ne može dovršiti u jednom ciklusu;
• kada želite istaknuti dva dijela u anulusu, koja su odvojena značajnom udaljenošću;
• s velikom dubinom bušotine, kada je nemoguće izvesti rad u jednom ciklusu.

U drugim slučajevima, primjena dvostepene metode nije praktična zbog duljine procesa i ekonomskih pokazatelja.

Dvostupanjsko cementiranje duže je, jer drugi stupanj započinje nakon ukrućivanja cementne suspenzije prvog stupnja

Princip dvostepenog cementiranja temelji se na činjenici da se cement pumpa u anulus u dvije faze.

Prvi dio žbuke se puni i stisne.Spušta se donji čep, koji djelovanjem otopine čep pada na dno. Drugi dio otopine pumpa se u 12-36 sati, nakon završnog otvrdnjavanja prvog dijela.

U praksi dubokog bušenja arteških bušotina u prisutnosti upijajućih formacija u gornjem dijelu geološkog presjeka, a u ostalim se slučajevima koristi dvostupanjsko cementiranje

Uporaba metode manžeta

Ova metoda cementiranja koristi se ako treba ojačati samo vrh bušotine. U ovom slučaju početni zadatak bit će odrediti razinu na kojoj će se obavljati cementiranje.

Razina se primjećuje na kućištu postavljanjem posebne manšete. Donji dio poravnanja pouzdano je zaštićen manžetnom od prodora otopine za čepovanje.

Otopina se pumpa na potpuno isti način kao kod jednofaznog cementiranja. Metoda manšeta koristi se ako se gornji dio bušotine nalazi na pjeskovitim tlima, a donji na glinenim tlima. To je dovoljno rijetko, pa ova metoda nije našla široku primjenu.

Postupak formiranja cementnog kamena

Postupak stvaranja cementnog kamena započinje odmah nakon ubrizgavanja otopine čepa i traje od 12 do 36 sati. Glavni čimbenici koji utječu na trajanje očvršćivanja maltera u stanje cementnog kamena:

• svojstva komponenata koje čine otopinu;
• tlo, materijal za kućište;
• hidrogeološki i klimatski uvjeti na nalazištu;
• gustoća ubrizgavanja, ispravna provedba postupka čepa.

Tijekom razdoblja otvrdnjavanja, bušotinu je potrebno ostaviti u mirovanju. Zabranjeno je koristiti kablove, žice i žice za procjenu kvalitete cementacije, kao to može poremetiti integritet rezultirajućeg cementnog kamena.

Ako ne znate koliko dugo treba da se cementni malter potpuno postavi, pričekajte tri dana i nastavite s kontrolnim mjerenjima.

Procjena kvalitete cementa

Vrijedi napomenuti: unatoč činjenici da je procjena kvalitete cementiranja vodonosnika vrlo važna faza, nemoguće ju je provesti sami.

Za njegovu primjenu potrebna je posebna laboratorijska oprema, što je vrlo rijetko čak i za organizacije koje se bave bušenjem.

Ako i dalje namjeravate procijeniti izvedeni priključak, uslugu kontrole kvalitete možete naručiti na jedan od tri načina:

• akustički, temeljen na tapkanju zidova kućišta, nakon čega slijedi obrada podataka računalnim programima;
• radiološki pri mjerenju s radio uređajima;
• termički, temeljen na principu mjerenja oslobođene topline za vrijeme otvrdnjavanja cementnog maltera.

Kod kuće možete koristiti pojednostavljenu termičku metodu mjerenjem temperature na zidovima bušotine. Kada dostigne temperaturu okolnog zraka i postane 0,5-1,5 stupnjeva niža, tada možemo govoriti o potpunom skrućivanju. Međutim, čak i nakon ovoga, preporučuje se pričekati 2-3 dana i tek tada dovesti bušotinu u pogon.

Nakon završetka ispitivanja očisti se bušotina od cementne kaše povjerilac, Tada se provodi ispitivanje propuštanja, za koje se voda pod visokim tlakom 30 minuta pumpa u cijev bušotine. Kriterij nepropusnosti bit će pad tlaka od oko 0,3-0,5 MPa. Bunar je sada u potpunosti spreman za upotrebu.

Čvrstoća čepa povećava opterećenje bušotine, povećava radni vijek žica kućišta, štiteći ih od korozije, kao i sam izvor vode

Zaključci i korisni video na temu

U videozapisima u nastavku govorimo o bušotinama u naftnoj i plinskoj industriji, no princip tehnologije proizvodnje isti je kao i za vodonosnike.

Postupak cementiranja u jednoj fazi:

Specifičnosti izrade manžeta:

Tehnološke značajke dvostupanjskog cementiranja:

Cementiranje je složen proces koji zahtijeva upotrebu specijalizirane opreme. Međutim, to ne znači da je nemoguće to sami provesti. Odabirom i ispravnom pripremom maltera za fugiranje, korištenjem minimalnog skupa agregata, sasvim je moguće sami se nositi s radom.

U svakom slučaju, rad bušotine bez cementiranja bušotine neće dugo trajati, a trošak bušenje novog izvora vode bit će ništa manje.

Ako nakon proučavanja materijala i dalje imate pitanja kako pravilno cementirati bušotinu nakon bušenja, ili imate dragocjeno znanje o ovom pitanju, ostavite svoje komentare u donjem bloku.