Kútok cementálásának módszerei és technológiái: a habarcs előkészítése és öntése

A kút fúrása laza homokos talajban megkezdődik egy szakasz, amelynek célja a burkolat csöveinek megerősítése. Ugyanakkor a csomagtartót meg kell védeni a sérülésektől, az agresszív talajvíz, a korrózió és más negatív jelenségek ellen. Ez egy olyan folyamat, mint a kút cementálása.

A cementálási munka elvégzése önmagában meglehetősen nehéz, de lehetséges, ha ismeri az esemény technológiáját. Mesélünk arról, hogy miért szükséges a cementálás, és mire kell figyelni a munka elvégzésekor. Az érthetőség kedvéért az anyag tematikus fényképeket és videókat tartalmaz.

Miért cementítsen egy kút?

A kút cementálása egy folyamat, amelyet közvetlenül a befejezés után követünk. fúrási műveletek. A cementálási eljárás abban áll, hogy a cement iszapot bevezetik a gyűrűbe vagy gyűrűbe (ha a burkolatot viszont egy szélesebb polietilén csőbe helyezik), amely az idő múlásával megkeményedik, és így monolitikus kútfúrást képez.

A cementhabarcsot ebben az esetben „fugázásnak” nevezik, és maga a folyamat „dugul”. A bonyolult mérnöki folyamat, amelyet kút-cementálási technológiának neveznek, bizonyos ismereteket és speciális berendezéseket igényel.

A vízforrásokat a legtöbb esetben saját kezűleg lehet meghamisítani, ami sokkal olcsóbb, mint a szakemberek vonzása.

A kút cementálás olyan intézkedéskészlet, amelynek célja a kőzet rézsűrűségének és burkolatának erősítése a kőzet pusztító oldalsó nyomása és a talajvíz hatásai révén.

A kút helyes elvégzése a vízhez hozzájárul a következőkhöz:

• a kút szerkezetének szilárdságának biztosítása;
• kút védelme a felszín alatti vizekkel és a magas vizekkel szemben;
• a ház megerősítése és a korrózió elleni védelem;
• növelje a vízforrás élettartamát;
• nagy pórusok, üregek, rések kiküszöbölése, amelyeken keresztül a nem kívánt részecskék bejuthatnak a víztartó rétegbe;
• a fúrófolyadék cementtel való kiszorítása, ha az elsőt fúrás közben használták.

Az elõállított víz minõsége és a kút müködési jellemzõi attól függnek, hogy a cementálást milyen jól hajtják végre. A cementálást olyan elhagyott kutak esetében is végezzük, amelyeket már nem használnak ki.

Vízforrás cementáló lépések

A teljes cementálási folyamat több szakaszból áll, amelyek mindegyikének megvan a maga árnyalata:

1. Cement-iszap elkészítése a pehely töltésére.
2. Előkészített cement szállítása a kútba.
3. Fugázó habarcs befecskendezése a hüvelybe.
4. A cementhabarcs edzési periódusa.
5. A cementálás minőség-ellenőrzése.

Minden szakaszban bizonyos szerszámok és speciális felszerelések használatát kell elvégezni. A szükséges anyagok kiszámítását legjobban a fugázás megkezdése előtt kell elvégezni, mert a dugófolyamatnak folyamatosan kell tartania, és ha például nincs elég cementhabarcs, akkor ez negatív hatással lesz a cementálás minőségére. A legfontosabb szakaszokat részletesebben megvizsgáljuk.

Ritka esetekben a víztartó rétegekre nincs szükség cementálásra, olyan kutakról beszélünk, amelyek teljes mélysége sűrű agyagos talajban fut

1. szakasz - felszerelés előkészítése

A víztartó rétegek összeszerelésével kapcsolatos munkákat szigorúan a műszaki követelményeknek megfelelően kell elvégezni, amelyek megsértése rossz minőségű cementálást eredményez.

A jól csatlakozó dugasz elkezdésekor tudnia kell, hogy ez egy visszafordíthatatlan folyamat; az oldat beillesztése után semmit sem lehet rögzíteni a kút gyűrűjébe, ezért az előkészítő munkákat, nevezetesen a habarcs előkészítését a cementáláshoz és a felszerelés kiválasztását, a lehető legnagyobb felelősségteljesen kell megközelíteni!

A legegyszerűbb és leghatékonyabb módszer a felszerelés bérelése jármű platón. Egy ilyen komplex képes lesz cementhabarcsot előállítani és nyomás alatt lévő kútba pumpálni, míg a hatalmas autómotor energiaforrásként szolgál a berendezéshez.

Ha nem lehetséges egy speciális járműre épülő egységek használata, akkor a következőkre lesz szüksége:

• keverő cementhabarcs készítéséhez;
• nagynyomású szivattyú, amely az oldatot a kútba pumpálja;
• cementáló fej az oldat injektálásához a kútba;
• töltődugók (az összeg a cementálási módszertől függ);
• különféle apró felszerelések (tömlők, mérőtartályok).

Tömlőként sok szakértő egy rugalmas tűzoltó tömlő használatát javasolja a 32 cm átmérőjű hagyományos HDPE csövek helyett. Sík és tökéletesen átjut a gyűrűbe, hatékony megoldást biztosítva.

A kút cementálására szolgáló berendezések nagyok, és erőteljes energiaforrást igényelnek, például egy kompresszort, generátort, a hálózathoz való folyamatos hozzáférést

2. lépés - az oldat elkészítése

A kút cementálására szolgáló hígtrágyának számos követelménynek meg kell felelnie, és a következőkkel kell rendelkeznie:

• nagy tapadási tulajdonságok bármilyen felülettel;
• nagy szilárdságú megszilárdulás után, ellenáll a mechanikai igénybevételnek;
• hajlékonyság és jó folyékonyság minden repedés és üreg kitöltésére;
• kémiai semlegesség az eldugult talajrétegekkel szemben;
• a talajvíz erózióval szembeni ellenállása;
• zsugorodás hiánya az edzés során.

Ezenkívül az oldatnak olyan konzisztenciának kell lennie, hogy problémamentesen bejuthasson a kútba és befecskendezzék. Az oldatot alaposan le kell mosni a berendezéstől, nem szabad kémiailag agresszív ellen lennie, és a kútba történő szállítás során minimális veszteségi együtthatóval kell rendelkeznie.

Az alkalmazott cement-hígtrágyának kellően folyékony szerkezetűnek kell lennie a befecskendező berendezéssel történő szivattyúzáshoz, és ugyanakkor magas szilárdsági tulajdonságokkal kell rendelkeznie

A cementhabarcs elkészítéséhez a dugó előkészítésének folyamatát az alkotó alkotóelemek egyenletes keverése, majd víz öntése az előzőleg feloldott speciális adalékanyagokkal történik.

A legegyszerűbb megoldások, amelyeket el tud készíteni:

1. Portlandcement + kvarc homok (1: 1) + speciális adalékok és víz, amíg a kívánt állagot nem érik el. Egy ilyen oldat sűrűsége alacsony, és előállítása nehéz, mert a készítményben található homok gyakran kicsapódik, és egy oldat használata lehetetlenné válik.
2. Portlandcement + barit (1.1: 1) + speciális adalékok és víz. Ennek a megoldásnak hátránya az alacsony szilárdsága.
3. Portlandcement + töltőanyag. Azbeszt (homokos talajon), rostos anyagokat használnak töltőanyagként.

A cementes keverék elõállításához a legjobb fugázó portlandcement, amely egy szilikátokon alapuló cementfajta.

Az ilyen cement természetesen drágább, mint a szokásos portlandcement, de szilárdsági tulajdonságai sokkal magasabbak, mint a szokásosé. A barit nehéz ásványi anyag, amely növeli az oldat sűrűségét. A Barite megvásárolható egy nagykereskedelmi áruházban, amely ömlesztett építőanyagokat árusít.

A cementkötésű habarcs részét képező speciális adalékanyagok segítségével különféle anyagokat értünk, amelyek az oldat számára különleges tulajdonságokat biztosítanak.

Ide tartoznak:

• beállító gyorsítók cement (kalcium-klorid, szóda, hamu), akkor használják, ha a cementálás +5 fok alatti hőmérsékleten történik;
• beállító retardereka gyors keményedés megakadályozására használják (ezek kalcium- vagy nátrium-kloridok, nátrium-nitrit stb.);
• lágyítók az optimális viszkozitás érdekében (polimer módosítók);
• fagyálló adalékanyagok (szerves szilíciumvegyületek, lágyítókkal együtt);
• nedvesség elnyelő adalékok (cukor, citromsav, borkősav és tetraoxi-adipinsav csoportjába tartozó vegyületekből nyert anyagok) stb.

A speciális adalékokat vízben keverik, amelyet később habarcs készítésére használnak. Keverje össze az oldatot speciális gépekkel - keverőkkel. Időnként a kézi dagasztás megengedett, de ehhez némi készség és sok munka szükséges.

A portlandcement edzése során képződött cementkő nagy szilárdsági tulajdonságokkal rendelkezik, ellenáll a terheléseknek, a mechanikai és fizikai hatásoknak.

3. lépés - az oldat öntése a kútba

A kutak cementálásának fő módjai a következők:

• folyamatos vagy egylépcsős;
• kétfokozatú;
• ajak;
• az ellenkezője.

A kutak cementálásának valamennyi módszere egy alapelven alapszik - a habarcs pumpálása a hüvelybe. Ugyanakkor a cementálási technológia megválasztása az adott körülményektől függ: talaj típusától, kútmélységtől, burkolat anyagától, a terület éghajlati és hidrogeológiai feltételeitől.

A kútba történő vízszivattyú kiválasztott technológiájának a következőket kell biztosítania:

• az oldatot a teljes kút igazításával megtöltjük a teljes mélységig;
• teljesen öblítse ki az öblítőfolyadékot (ha van ilyen);
• nagy szilárdságú cementkő létrehozása, amely ellenáll a fizikai, mechanikai és kémiai hatásoknak;
• magas tapadási sebesség a kút talajfalával, a házcsövekkel.

A mély kutakhoz szegmentált cementálást használnak, azaz nem a teljes kút szárát cementálják egyszerre, hanem csak az egyes szegmenseit.

Ez a folyamat nagyon összetett, és a gyakorlat azt mutatja, hogy szinte lehetetlen önmaga elvégezni. Ezért részletesebben mérlegeljük az egy- és kétfokozatú, valamint a mandzsetta-cementálás technológiáját.

Egylépéses vagy folyamatos cementálás

Ezt a módszert leggyakrabban a háztartási víztartó rétegek cementálására használják. Végrehajtása során a cementes oldatot pumpálják a hüvelybe.

Az oldatot nyomás alatt szivattyúzzák olyan berendezés segítségével, amelyet egy speciális jármű peronjára telepítettek, vagy a kút közelében állnak. A cementkötésű habarcs saját súlya alatt a burkolat „cipő” alapjához mozog, kitölti az összes gyűrűs üregét.

Az egylépcsős cementálást egy ciklusban, megszakítás nélkül hajtják végre, ezért gondoskodni kell egy megfelelő mennyiségű habarcs habarcsról.

A cementálás megkezdése előtt jól öblítmajd az alsó dugót vezetik be, amely korlátozóként működik. A betonpumpa bekapcsol, és a dugós oldat pumpálódni kezd, amelynek hatására a parafa leengedésre kerül, amíg el nem éri a ház „cipőjét”.

A habarcs befecskendezése után a felső dugót behelyezik, és a cementkeverék tömörülni kezd, amíg a felső dugó az alsóhoz nem ütközik. Ez azt jelenti, hogy a megoldás kitöltette a teljes anuszt. A tömörítést vibroprés segítségével hajtják végre, a habarcsot betonpumpa segítségével pumpálva.

A cementált üreget 36-48 órán át nyugalomban hagyjuk, hogy az oldat teljes megszilárduljon. Ez a módszer csak sekély, jó alakú kutakhoz alkalmazható. Ennek a módszernek a hátránya az, hogy nem lehet követni azt a pillanatot, amikor a cement iszap elérte a kút alját.

Kétlépcsős alapozó rendszer

Ezt a cementálási módszert fejlesztették ki az olajipar kutakához. Mivel komoly ipari berendezések (erős betonpumpa) használatát igényli, nem gyakran használják kútépítésnél. A kétlépcsős cementálást a következő esetekben használják:

• a cementhabarcs olyan gyorsan rakódik fel, hogy a cementálás egyetlen ciklusban nem fejeződik be;
• ha ki szeretne emelni a gyűrű két szakaszát, amelyeket jelentős távolság választ el egymástól;
• a kút nagy mélységével, amikor lehetetlen egy cikluson belül munkát végezni.

Más esetekben a kétlépcsős módszer alkalmazása a folyamat hossza és a gazdasági mutatók miatt nem praktikus.

A kétlépcsős cementálás hosszabb az időben, mivel a második szakasz az első fokozatú cement iszap megszilárdulása után kezdődik.

A kétlépcsős cementálás elve azon a tényen alapszik, hogy a cement két szakaszban pumpálódik a gyűrűbe.

A habarcs első részét betöltik és megszorítják.Az alsó dugót leengedjük, amely a megoldás hatására a dugó aljára esik. Az oldat második részét 12-36 órán belül szivattyúzzuk, az első rész végső megszilárdulása után.

Az artéziai kutak mély fúrása során a geológiai szakasz felső részén abszorpciós rétegek jelenlétében, és egyéb esetekben kétlépcsős cementálást alkalmaznak

A mandzsetta módszer használata

Ezt a cementálási módszert akkor használják, ha csak a kút tetejét meg kell erősíteni. Ebben az esetben a kezdeti feladat annak meghatározása, hogy a cementálást milyen mértékben hajtják végre.

A szintet a házon egy speciális mandzsetta beszerelésével lehet megfigyelni. Az illesztés alsó részét a mandzsetta megbízhatóan védi a dugaszoló oldat behatolásától.

Az oldatot pontosan ugyanúgy szivattyúzzák, mint az egylépcsős cementálást. Mandzsetta módszert alkalmaznak, ha a kút felső része homokos talajon, az alsó része agyag talajon helyezkedik el. Ez elég ritka, ezért ez a módszer nem volt széles körű alkalmazás.

Cementkő kialakulásának folyamata

A cementkő kialakulásának folyamata közvetlenül a dugóoldat befecskendezése után kezdődik, és 12 és 36 óra közötti. A habarcs megszilárdulásának időtartamát és a cementkő állapotát befolyásoló fő tényezők:

• az oldatot alkotó komponensek tulajdonságai;
• talaj, burkolat anyag;
• a hely hidrogeológiai és éghajlati viszonyai;
• az injektálás sűrűsége, a dugulás megfelelő végrehajtása.

A megszilárdulás alatt a kútot nyugalomban kell hagyni. A cementálás minőségének felméréséhez tilos kábelek, feszítővas, huzal használata ez ronthatja a keletkező cementkő integritását.

Ha nem tudja, mennyi ideig tart a cementkötésű habarcs teljesen felállni, várjon három napot, és folytassa a kontroll mérésekkel.

Kiegyenlítő minőségértékelés

Érdemes megjegyezni: annak ellenére, hogy a víztartó rétegek cementálásának minőségi értékelése nagyon fontos lépés, lehetetlen saját maga elvégezni.

Ennek megvalósításához speciális laboratóriumi felszerelésre van szükség, ami még a fúrással foglalkozó szervezeteknél is nagyon ritka.

Ha továbbra is értékelni kívánja a végrehajtott csatlakoztatást, akkor a minőség-ellenőrzési szolgáltatást a következő három módszer egyikével rendelheti meg:

• akusztikus, amely a ház falának megérintésén alapul, amelyet az adatok számítógépes programok általi feldolgozása követ;
• radiológiai mérés rádióberendezéssel;
• termikus, a cementhabarcs megszilárdulása során felszabaduló hő mérésének elvén alapul.

Otthon használhatja az egyszerűsített hőmódszert, a hőmérséklet mérésével a kút falán. Amikor eléri a környezeti levegő hőmérsékletet és 0,5-1,5 fokkal alacsonyabb lesz, akkor a teljes megszilárdulásról beszélhetünk. Ennek ellenére is ajánlott 2-3 napot várni, és csak ezután üzembe helyezni a kútot.

A teszt befejezése után a kútfejet megtisztítják a cement iszapról a felhasználásával kezes. Ezután szivárgásvizsgálatot végeznek, amelynek során nagynyomású vizet pumpálnak a kútvezetékbe 30 percig. A tömörségi kritérium körülbelül 0,3-0,5 MPa nyomásesés lesz. A kút most teljesen felhasználásra kész.

A dugulás szorossága növeli a kút terhelését, megnöveli a burkolat húrjainak élettartamát, védve őket a korróziótól, valamint maga a vízforrás

Következtetések és hasznos videó a témáról

Az alábbi videókban az olaj- és gázipar kútjairól beszélünk, ám a termelési technológia alapelve megegyezik a víztartó rétegekkel.

Egylépcsős cementálási eljárás:

Mandzsetta cementáló gyártási jellemzők:

A kétlépcsős cementálás technológiai jellemzői:

A cementálás összetett folyamat, amely speciális berendezések használatát igényli. Ez azonban nem azt jelenti, hogy lehetetlen saját maga elvégezni. A habarcs megválasztásával és megfelelő előkészítésével, a minimális adalékanyag-készlet felhasználásával teljesen meg lehet birkózni a munkával.

Mindenesetre, a kút üzemeltetése a kút cementálása nélkül nem lesz hosszú, és ennek költsége is új vízforrás fúrása nem kevesebb lesz.

Ha az anyag tanulmányozása után továbbra is kérdései vannak a kút fúrás utáni megfelelő cementálásáról, vagy van értékes ismerete ezzel a kérdéssel kapcsolatban, kérjük, hagyja meg észrevételeit az alábbi blokkban.