Šulinių cementavimo metodai ir technologijos: kaip paruošti ir užpilti skiedinio skiedinį

Išgręžus šulinį biriame smėlio dirvožemyje, prasideda etapas, kurio tikslas - sutvirtinti apvalkalo vamzdžius. Tuo pačiu metu bagažinė turėtų būti apsaugota nuo pažeidimų, agresyvaus požeminio vandens, korozijos ir kitų neigiamų reiškinių. Tai yra toks procesas, kaip šulinių cementas.

Savarankiškai atlikti cementavimo darbus yra gana sunku, tačiau įmanoma, jei turite žinių apie renginio technologijas. Mes jums pasakysime apie tai, kodėl cementavimas yra būtinas ir į ką reikia atkreipti dėmesį atliekant darbus. Aiškumo dėlei medžiagoje yra teminių nuotraukų ir vaizdo įrašų.

Kodėl reikia cementuoti šulinį?

Gręžinių cementas yra procesas, kuris vyksta iškart po to, kai baigtas. gręžimo operacijos. Cementavimo procedūra susideda iš to, kad cemento srutos įpilamos į žiedinę arba žiedinę (jei korpusas savo ruožtu dedamas į platesnį polietileno vamzdį), kuris laikui bėgant sukietėja, sudarydamas monolitinį gręžinį.

Cemento skiedinys šiuo atveju vadinamas „glaistymu“, o pats procesas - „užkimšimu“. Sudėtingas inžinerinis procesas, vadinamas šulinių cementavimo technologija, reikalauja tam tikrų žinių ir specialios įrangos.

Daugeliu atvejų vandens šaltinius galima suklastoti savo rankomis, o tai yra daug pigiau nei pritraukti specialistus.

Šulinių cementas yra priemonių rinkinys, skirtas sustiprinti apvalkalą ir apvalkalą nuo destruktyvaus uolienų šoninio slėgio ir požeminio vandens poveikio

Tinkamai atlikus šulinių įpylimą į vandenį, prisidedama prie:

• šulinio konstrukcijos tvirtumo užtikrinimas;
• šulinių apsauga nuo požeminių ir aukštų vandenų;
• sutvirtinti apvalkalą ir apsaugoti jį nuo korozijos;
• padidinti vandens šaltinio tarnavimo laiką;
• didelių porų, tuštumų, tarpų, pro kuriuos nepageidaujamos dalelės gali patekti į vandeningą sluoksnį, pašalinimas;
• gręžimo skysčio poslinkis cementu, jei pirmasis buvo naudojamas gręžiant.

Pagaminto vandens kokybė ir šulinio eksploatacinės savybės priklausys nuo to, kaip gerai cementuojama. Cementavimas atliekamas ir apleistuose šuliniuose, kurie nebebus eksploatuojami.

Vandens šaltinio cementavimo etapai

Visas cementavimo procesas susideda iš kelių etapų, iš kurių kiekvienas turi savo niuansus:

1. Cemento srutos paruošimas anketui užpildyti.
2. Paruošto cemento tiekimas į šulinį.
3. Skiedinio skiedinio įpurškimas į ankštį.
4. Cemento skiedinio kietėjimo laikotarpis.
5. Cementavimo kokybės kontrolė.

Kiekviename etape reikia naudoti tam tikrus įrankius ir specialią įrangą. Reikiamas medžiagas apskaičiuoti geriausia prieš pradedant cementavimą, užkimšimo procesas turėtų trukti nuolat ir, jei, pavyzdžiui, jūs neturite pakankamai cemento, tai neigiamai paveiks cementavimo kokybę. Mes išsamiau apsvarstysime svarbiausius etapus.

Retais atvejais vandeningiesiems sluoksniams nereikia cementuoti, mes kalbame apie šulinius, kurių visas gylis teka tankiu molio dirvožemiu

1 etapas - įrangos paruošimas

Visas cementinių vandeningųjų sluoksnių cementavimo darbas turi būti atliekamas griežtai laikantis techninių reikalavimų, kurių pažeidimas lems prastos kokybės cementą.

Pradėdami šulinio užpylimą, turėtumėte žinoti, kad tai yra negrįžtamas procesas; po tirpalo užpildymo šulinio anketoje nieko neįmanoma sutvarkyti, todėl parengiamiesiems darbams, būtent cemento paruošimui cementui ir įrangos parinkimui, reikia kreiptis kaip įmanoma atsakingiau!

Paprasčiausias ir efektyviausias būdas yra išsinuomoti įrangą transporto priemonės platformoje. Toks kompleksas galės paruošti cemento skiedinį ir išpumpuoti jį į šulinį esant slėgiui, o galingas automobilių variklis tarnauja kaip įrangos energijos šaltinis.

Jei neįmanoma naudoti įrenginių, kurių pagrindą sudaro speciali transporto priemonė, jums reikės:

• maišytuvas cemento skiedinio paruošimui;
• aukšto slėgio siurblys, siurbiantis tirpalą į šulinį;
• cementavimo galvutė tirpalo įšvirkštimui į šulinį;
• užpildymo kamščiai (kiekis priklauso nuo cementavimo būdo);
• įvairi maža įranga (žarnos, matavimo talpyklos).

Kaip žarną, daugelis ekspertų rekomenduoja naudoti lanksčią ugnies žarną, o ne tradicinius HDPE vamzdžius, kurių skersmuo 32 cm. Jis yra plokščias ir puikiai patenka į korpusą, užtikrindamas efektyvų tirpalo srautą.

Įranga šulinių cementavimui yra didelė ir reikalauja galingo energijos šaltinio, pavyzdžiui, kompresoriaus, generatoriaus, nepertraukiamo prisijungimo prie tinklo.

2 etapas - tirpalo paruošimas

Cemento srutos, skirtos šulinio cementizavimui, turi atitikti keletą reikalavimų ir turėti:

• aukštos klijų savybės bet kokio tipo paviršiams;
• didelis stipris sukietėjus, atsparumas mechaniniam poveikiui;
• elastingumas ir geras sklandumas, kad būtų užpildytos visos įtrūkimai ir tuštumos;
• cheminis neutralumas užkimšto dirvožemio sluoksnių atžvilgiu;
• atsparumas požeminio vandens erozijai;
• trūksta susitraukimo kietėjimo metu.

Be to, tirpalas turi būti tokios konsistencijos, kad jį be problemų būtų galima tiekti į šulinį ir suleisti. Tirpalas turi būti gerai nuplautas nuo įrangos, neturi būti chemiškai agresyvus prieš jį ir gabenant į šulinį turi būti minimalus nuostolių koeficientas.

Naudojama cemento suspensija turi būti pakankamai skysta, kad būtų galima siurbti naudojant įpurškimo įrangą, ir tuo pat metu turėti aukšto stiprumo charakteristikas

Cemento skiedinio, skirto užkimšti, paruošimo procesą sudaro jį sudarančių komponentų tolygus maišymas, po to į jį pilamas vanduo su prieš tai ištirpintais specialiais priedais.

Paprasčiausi sprendimai, kuriuos galite paruošti patys:

1. Portlandcementis + kvarcinis smėlis (1: 1) + specialūs priedai ir vanduo, kol bus gauta norima konsistencija. Toks tirpalas yra mažo tankio, todėl jį paruošti sunku, nes į kompoziciją įeinantis smėlis dažnai nusėda ir tirpalo naudoti neįmanoma.
2. Portlandcementis + baritas (1.1: 1) + specialūs priedai ir vanduo. Šio sprendimo trūkumas yra mažas stiprumas.
3. Portlandcementis + užpildas. Asbestas (smėlingose ​​dirvose), pluoštinės medžiagos naudojamos kaip užpildas.

Cementiniam mišiniui ruošti geriausia naudoti glaistytą portlandcementį, kuris yra cemento, kurio pagrindas yra silikatai, rūšis.

Toks cementas, be abejo, yra brangesnis nei įprastas portlandcementis, tačiau jo stiprumo savybės yra daug aukštesnės nei įprasto. Baritas yra sunkus mineralas, padidinantis tirpalo tankį. „Baritą“ galima įsigyti aparatūros parduotuvėje, kurioje parduodamos birios statybinės medžiagos.

Specialiais priedais, kurie yra cementinio skiedinio dalis, mes suprantame įvairias medžiagas, kurios tirpalui suteikia ypatingas savybes.

Tai apima:

• nustatydami greitintuvus cementas (kalcio chloridas, sodos pelenai, kalis), naudojamas, jei cementuojama žemesnėje nei +5 laipsnių temperatūroje;
• nustatantys lėtintuvusnaudojami siekiant užkirsti kelią greitam kietėjimui (tai yra kalcio arba natrio chloridai, natrio nitritas ir kt.);
• plastifikatoriai optimaliam klampumui (polimerų modifikatoriai);
• šalčiui atsparūs priedai (silicio organiniai junginiai, sujungti su plastifikatoriais);
• drėgmę sugeriantys priedai (medžiagos, gautos iš junginių, priklausančių cukraus, citrinų, vyno ir tetraoksipadipo rūgščių grupėms) ir kt.

Specialūs priedai sumaišomi vandenyje, kuris vėliau naudojamas cemento srutai paruošti. Sumaišykite tirpalą naudodami specialias mašinas - maišytuvus. Kartais rankomis minkyti leidžiama, tačiau tai reikalauja tam tikrų įgūdžių ir daug darbo.

Cemento akmuo, suformuotas kietėjant portlandcemeniui, turi aukšto stiprumo savybes, atlaiko apkrovas, mechaninį ir fizinį poveikį.

3 etapas - tirpalo išpylimas į šulinį

Pagrindiniai šulinių cementavimo metodai yra šie:

• ištisinis arba vienpakopis;
• dviejų pakopų;
• rankogaliai;
• priešingai.

Visi vandens šulinių cementavimo metodai yra grindžiami vienu principu - skiedinio užpildo siurbimas į apvalkalą. Tuo pačiu metu cementavimo technologijos pasirinkimas priklauso nuo konkrečių sąlygų: dirvožemio tipo, šulinio gylio, apvalkalo medžiagos, vietovės klimato ir hidrogeologinių sąlygų.

Pasirinkta šulinių prijungimo prie vandens technologija turėtų suteikti:

• tirpalo užpildymas visu šulinio išlyginimu iki viso gylio;
• visiškai išstumkite skalavimo skystį (jei jo yra);
• aukšto stiprumo cemento akmens, atsparaus fizikiniams, mechaniniams ir cheminiams poveikiams, sukūrimas;
• didelis sukibimo lygis su gręžinio grunto sienomis, apvalkalų vamzdžiais.

Giliems šuliniams naudojamas segmentinis cementavimas, t. cementuojamas ne visas šulinio stiebas iš karto, o tik atskiri jo segmentai.

Šis procesas yra labai sudėtingas ir praktika rodo, kad beveik neįmanoma to padaryti patys. Todėl mes išsamiau apsvarstome vienos ir dviejų pakopų bei rankogalių cementavimo technologijas.

Vieno etapo arba nuolatinis cementavimas

Šis metodas dažniausiai naudojamas cementuojant naminius vandeningus sluoksnius. Jo įgyvendinimo metu cementinis tirpalas pumpuojamas į korpusą.

Tirpalas siurbiamas esant slėgiui, naudojant įrangą, kuri yra sumontuota ant specialios transporto priemonės platformos arba stovi šalia šulinio. Pagal savo svorį cementinis skiedinys juda į apvalkalo „batų“ pagrindą, užpildydamas visas žiedines ertmes.

Vieno etapo cementavimo darbai atliekami vienu ciklu be pertraukų, todėl būtina pasirūpinti pakankamu kiekiu skiedinio skiedinio.

Prieš pradėdami cementuoti gerai praplaunatada įvedamas apatinis kaištis, kuris veiks kaip ribotuvas. Betono pompa įjungiama ir užpylimo tirpalas pradeda siurbti, veikiant kamštiena nuleidžiama, kol ji pasiekia korpuso „batą“.

Sušvirkštus skiedinio, sumontuojamas viršutinis kaištis, o cemento mišinys pradeda tanktis, kol viršutinis kaištis atsitrenkia į apatinį. Tai reikš, kad sprendimas užpildė visą anketą. Tankinimas atliekamas vibropresoriaus pagalba, pumpuojant skiedinį betono pompa.

Cementuotas šulinys paliekamas ramybėje 36-48 valandas, kad tirpalas visiškai sukietėtų. Šis metodas tinka tik sekliems, geros formos šuliniams. Šio metodo trūkumas yra nesugebėjimas atsekti momento, kai cemento suspensija pasiekė šulinio dugną.

Dviejų pakopų gruntavimo sistema

Šis cementinis metodas buvo sukurtas naftos pramonės šuliniams. Dėl to, kad jam reikia naudoti rimtus pramoninius įrenginius (galingą betono siurblį), jis nėra dažnai naudojamas šulinių statybai. Dviejų pakopų cementas naudojamas šiais atvejais:

• cemento skiedinys kaupiasi taip greitai, kad cementavimo negalima baigti per vieną ciklą;
• kai norite išryškinti dvi žiedo atkarpas, kurias skiria didelis atstumas;
• esant dideliam šulinio gyliui, kai neįmanoma atlikti darbų per vieną ciklą.

Kitais atvejais dviejų pakopų metodo naudojimas yra nepraktiškas dėl proceso trukmės ir ekonominių rodiklių.

Dviejų pakopų cementavimas yra ilgesnis, nes antrasis etapas prasideda sukietėjus pirmojo etapo cemento suspensijai.

Dviejų pakopų cementavimo principas grindžiamas tuo, kad cementas pumpuojamas į korpusą dviem etapais.

Pirmoji skiedinio dalis yra pakraunama ir suspaudžiama.Apatinis kaištis nuleidžiamas, o tirpalui veikiant kištukas nukrenta į apačią. Antroji tirpalo dalis išsiurbiama per 12–36 valandas, po pirmojo porcijos sukietėjimo.

Atliekant giluminį artezinių gręžinių gręžimą esant absorbuojančioms formacijoms viršutinėje geologinio skyriaus dalyje, o kitais atvejais naudojamas dviejų pakopų cementas.

Manžetės metodo naudojimas

Šis cementavimo metodas naudojamas, jei reikia sutvirtinti tik šulinio viršutinę dalį. Tokiu atveju pradinė užduotis bus nustatyti lygį, iki kurio bus atliekamas cementavimas.

Lygis pažymimas apvalkalu, įmontuojant specialų rankogalį. Apatinė išlyginimo dalis yra patikimai apsaugota rankogaliais nuo įsiskverbimo į užkimšimo tirpalą.

Tirpalas pumpuojamas lygiai taip pat, kaip ir naudojant vienpakopį cementą. Rankogalių metodas naudojamas, jei viršutinė šulinio dalis yra ant smėlio dirvožemio, o apatinė dalis - ant molio dirvožemio. Tai pakankamai reta, todėl šis metodas nebuvo plačiai pritaikytas.

Cemento akmens formavimo procesas

Cemento akmens formavimo procesas prasideda iškart po užpylimo tirpalo įšvirkštimo ir trunka nuo 12 iki 36 valandų. Pagrindiniai veiksniai, turintys įtakos skiedinio kietėjimo trukmei iki cemento akmens būklės:

• tirpalą sudarančių komponentų savybės;
• dirvožemis, apvalkalo medžiaga;
• hidrogeologinės ir klimato sąlygos aikštelėje;
• injekcijos tankis, teisingas prijungimo proceso įgyvendinimas.

Kietėjimo laikotarpiu šulinį būtina palikti ramybėje. Norint įvertinti cementavimo kokybę, draudžiama naudoti laidus, arbatpinigius, vielą tai gali sutrikdyti gauto cemento akmens vientisumą.

Jei nežinote, kiek laiko užtrunka cementinis skiedinys, visiškai palaukite tris dienas ir atlikite kontrolinius matavimus.

Cementuojantis kokybės vertinimas

Verta paminėti: nepaisant to, kad vandeningųjų sluoksnių cementavimo kokybės įvertinimas yra labai svarbus etapas, jo atlikti savarankiškai neįmanoma.

Jai įgyvendinti reikalinga speciali laboratorinė įranga, o tai labai reta net organizacijoms, kurios užsiima gręžimu.

Jei vis dar ketinate įvertinti atliktą prijungimą, galite užsisakyti kokybės kontrolės paslaugą vienu iš trijų būdų:

• akustinis, pagrįstas prispaudimu prie korpuso sienų, po kurio duomenys apdorojami kompiuterio programomis;
• radiologiniai matuojant radijo prietaisais;
• šiluminis, pagrįstas išleidžiamos šilumos matavimo principu kietėjant cemento skiediniui.

Namuose galite naudoti supaprastintą šiluminį metodą, matuojant temperatūrą prie šulinio sienų. Kai ji pasiekia aplinkos oro temperatūrą ir tampa 0,5–1,5 laipsnio žemesnė, tada galime kalbėti apie visišką sukietėjimą. Tačiau net ir po to rekomenduojama palaukti 2–3 dienas ir tik tada šulinį pradėti eksploatuoti.

Po bandymo šulinio galvutė valoma nuo cemento suspensijos baravykai. Tada atliekamas nuotėkio bandymas, kuriam atlikti 30 minučių aukšto slėgio vanduo pumpuojamas į šulinio vamzdį. Tvirtumo kriterijus bus slėgio kritimas apie 0,3–0,5 MPa. Dabar šulinys yra visiškai paruoštas naudojimui.

Užtvirtinimo sandarumas padidina šulinio debitą, padidina apvalkalo stygų tarnavimo laiką, apsaugodamas jas nuo korozijos, taip pat patį vandens šaltinį

Išvados ir naudingas vaizdo įrašas šia tema

Žemiau esančiuose vaizdo įrašuose mes kalbame apie naftos ir dujų pramonės gręžinius, tačiau gamybos technologijos principas yra tas pats kaip vandeningųjų sluoksnių.

Vieno etapo cementavimo procedūra:

Rankogalių cementavimo gamybos ypatumai:

Dviejų etapų cementavimo technologinės savybės:

Cementavimas yra sudėtingas procesas, kuriam reikia naudoti specializuotą įrangą. Tačiau tai nereiškia, kad neįmanoma to savarankiškai atlikti. Pasirinkus ir teisingai paruošus skiedinio skiedinį, naudojant minimalų užpildų rinkinį, visiškai įmanoma susitvarkyti su darbu.

Bet kokiu atveju šulinio eksploatacija neuždengiant šulinio nebus ilga, o išlaidos gręžiant naują vandens šaltinį bus ne mažiau.

Jei ištyrę medžiagą vis tiek turite klausimų, kaip tinkamai gręžti šulinį po gręžimo, arba turite vertingų žinių šiuo klausimu, palikite komentarus žemiau esančiame bloke.