Методе и технологије цементирања бунара: како припремити и изливати малтер за фугирање

Након бушења бунара у растреситим пешчаним тлима, почиње фаза која има за циљ јачање цеви за кућиште. Истовремено, пртљажник треба заштитити од оштећења, агресивних подземних вода, корозије и других негативних појава. Ово је поступак попут цементирања бунара.

Самостално обављати радове на цементирању је прилично тешко, али могуће ако имате знање о технологији догађаја. Рећи ћемо вам зашто је потребно цементирање и на шта морате обратити пажњу приликом извођења радова. Ради јасноће, материјал садржи тематске фотографије и видео записе.

Зашто цементирати бунар?

Цементирање бунара је процес који следи одмах по завршетку. операције бушења. Поступак цементирања састоји се у томе што се цементна каша уводи у прстенасту или прстенасту (ако је кућиште заузврат постављено у ширу полиетиленску цев), која се временом стврдњава, формирајући монолитни отвор.

Цементни малтер се у овом случају назива „фугирање“, а сам поступак „чепљења“. Сложени инжењерски процес, који се назива и технологија цементирања, захтева одређено знање и посебну опрему.

У већини случајева извори воде могу се тампонирати властитим рукама, што је много јефтиније од привлачења стручњака.

Цементирање бунара је скуп мера које имају за циљ да ојачају бразду и кућиште од деструктивног бочног притиска стена и утицаја подземних вода

Правилно извршено пуњење бунара у воду доприноси:

• обезбеђивање чврстоће конструкције бушотине;
• заштита бунара од подземних и високих вода;
• јачање кућишта и заштита од корозије;
• повећати животни век извора воде;
• елиминација великих пора, празнина, празнина кроз које нежељене честице могу ући у водоносник;
• премештање течности за бушење цементом, ако је прва коришћена током бушења.

Квалитет произведене воде и оперативне карактеристике бунара зависиће од тога колико квалитетно се врши цементирање. Цементирање се врши и за напуштене бушотине које се више неће експлоатирати.

Кораци цементирања извора воде

Цео процес цементирања састоји се од неколико фаза од којих свака има своје нијансе:

1. Припрема цементне каше за попуњавање анулуса.
2. Добава припремљеног цемента у бунар.
3. Убризгавање малтера за ињектирање у задњик.
4. Период очвршћивања цементног малтера.
5. Контрола квалитета цементирања.

Свака фаза захтева употребу одређеног алата и посебне опреме. Прорачуне потребних материјала најбоље је извршити пре почетка фугирања, јер Процес чепања треба да траје континуирано и ако, на пример, немате довољно цемента, то ће се негативно одразити на квалитету цементирања. Размотрићемо најважније фазе детаљније.

У ретким случајевима водоносници не требају цементирање, говоримо о бунарима чија цијела дубина пролази у густим глиненим тлима.

Фаза број 1 - припрема опреме

Сви радови на цементирању водоносника морају се изводити строго у складу са техничким захтјевима, чије кршење ће довести до неквалитетног цементирања.

Када се упуштате у зачепљивање бушотине, требали бисте знати да је то неповратан процес, немогуће је било шта поправити након убацивања раствора у поништавање бушотине, стога припремним радовима, наиме припреми малтера за цементирање и одабир опреме, треба приступити што је могуће одговорније!

Најлакши и најефикаснији начин је изнајмљивање опреме на платформи возила. Такав комплекс ће моћи да припреми цементни малтер и пумпа га у бунар под притиском, док моћан аутомобилски мотор служи као извор енергије за опрему.

Ако није могуће користити јединице засноване на специјалном возилу, тада ће вам требати:

• миксер за припрему цементног малтера;
• високотлачна пумпа, испумпавање раствора у бунар;
• цементна глава за убризгавање раствора у бунар;
• чепови за пуњење (количина зависи од методе цементирања);
• разна мала опрема (црева, мерни резервоари).

Као црево, многи стручњаци препоручују употребу флексибилног ватрогасног црева уместо традиционалних ХДПЕ цеви пречника 32 цм. Раван је и савршено прелази у задњик, пружајући ефикасан проток решења.

Опрема за цементирање бунара је велика и захтева снажан извор енергије, као што су компресор, генератор, непрекинути приступ мрежама

Фаза број 2 - припрема раствора

Цементарна каша за цементирање бунара мора да испуњава бројне захтеве и мора да садржи:

• висока својства лепљења са површинама било које врсте;
• висока чврстоћа након отврдњавања, отпорност на механички стрес;
• дуктилност и добра течност да попуњавају све пукотине и празнине;
• хемијска неутралност у односу на оштећене слојеве тла;
• отпорност на ерозију подземних вода;
• недостатак скупљања током каљења.

Такође, раствор мора имати такву конзистенцију да се може без проблема испоручивати у бунар и убризгати. Раствор мора бити добро опран од опреме, не сме бити хемијски агресиван и имати минимални коефицијент губитка током транспорта у бунар.

Употребљена цементна суспензија мора имати довољно течну структуру за пумпање помоћу опреме за убризгавање и истовремено имати карактеристике високе чврстоће

Процес припреме цементног малтера за зачепљење састоји се у равномерном мешању компонената које га чине, после чега следи уливање воде у њу, са специјалним адитивима који су претходно растворени у њој.

Најједноставнија решења која можете сами да припремите су:

1. Портланд цемент + кварцни песак (1: 1) + посебни адитиви и вода док се не добије жељена конзистенција. Такво решење има малу густину, а његова припрема је тешка, јер пијесак укључен у састав често се таложи и употреба раствора постаје немогућа.
2. Портланд цемент + барит (1.1: 1) + посебни адитиви и вода. Недостатак овог решења је његова мала чврстоћа.
3. Портланд цемент + пунило. Азбест (на песковитим тлима), влакнасти материјали се користе као пунило.

За припрему цементне смеше најбоље је користити малтерски Портланд цемент, који је врста цемента на бази силиката.

Такав цемент је, наравно, скупљи од обичног Портланд цемента, али његове карактеристике чврстоће су много веће од обичних. Барит је тежак минерал који повећава густину раствора. Барите се могу купити у продавници хардвера која продаје расути грађевински материјал.

Под посебним додацима који су део цементних малтера подразумевамо различите супстанце које раствору дају посебна својства.

Они укључују:

• подешавање акцелератора цемент (калцијум хлорид, сода пепео, калијум), који се користи ако се цементинг одвија на температури испод +5 степени;
• подешавање успоривачакористи се за спречавање брзог отврдњавања (то су калцијум или натријум хлориди, натријум нитрит итд.);
• пластификатори за оптималну вискозност (полимерни модификатори);
• адитиви отпорни на смрзавање (органосиликонска једињења у комбинацији са пластификаторима);
• адитиви који апсорбирају влагу (супстанце добијене из једињења која припадају групама шећера, лимунске, винске и тетраоксиадипинске киселине) итд.

У води се мешају посебни адитиви који се касније користе за припрему малтера за фугирање. Мешајте раствор помоћу посебних машина - миксера. Понекад је дозвољено ручно мешање, али захтева мало вештине и пуно рада.

Цементни камен формиран током стврдњавања Портланд цемента има својства високе чврстоће, подноси оптерећења, механичке и физичке утицаје.

Фаза број 3 - уливање раствора у бунар

Главне методе цементирања бунара су:

• континуирани или једностепени;
• двостепени;
• манжетна;
• супротно.

Све методе цементирања бунара воде базиране су на једном принципу - упумпавању малтера у браон. Штавише, избор технологије цементирања зависи од специфичних услова: типа тла, дубине бушотине, материјала облога, климатских и хидрогеолошких услова подручја.

Одабрана технологија уметања бунара у воду треба да обезбеди:

• пуњење раствора тако да се целокупно лежиште добро поравна до целе дубине;
• потпуно избацити течност за испирање (ако има);
• стварање цементног камена високе чврстоће отпорног на физичке, механичке и хемијске утицаје;
• висока брзина лепљења са зидовима бунара, кућишним цевима.

За дубоке бушотине користи се сегментно цементирање, тј. не цементира се цео бунар одједном, већ само његови појединачни сегменти.

Овај процес је веома сложен и пракса показује да је то готово немогуће сами. Стога детаљније размотримо технологију цементирања у једној и двостепеној фази и манжетни.

Једностепено или континуирано цементирање

Ова метода се најчешће користи за цементирање домаћих водоносника. Током његове примене, цементни раствор се пумпа у иверус.

Раствор се пумпа под притиском користећи опрему која је постављена на платформи посебног возила или непомичну у близини извора. Цементирајући малтер, под сопственом тежином, креће се до базе „ципела“ кућишта, испуњавајући све прстенасте шупљине.

Рад на једнофазном цементу се изводи у једном циклусу без прекида, па је потребно водити рачуна о довољној количини малтера за фугирање

Пре почетка цементирања добро испирањеа затим се уводи доњи утикач који ће дјеловати као граничник. Бетонска пумпа се укључује и раствора за прикључење почиње да пумпа, под чијим се утицајем плута спушта све док не дође до „ципеле“ кућишта.

Након убризгавања малтера, поставља се горњи чеп и цементна смеша почиње да се збија све док горњи чеп не почива на доњем. То ће значити да је решење испунило целу поништење. Сабијање се врши помоћу вибропресора пумпањем малтера бетонском пумпом.

Зацементирани отвор је остављен у мировању 36-48 сати за потпуно очвршћавање раствора. Ова метода је погодна само за плитке, добро обликоване бушотине. Недостатак ове методе је немогућност праћења тренутка када је цементна каша стигла до дна бушотине.

Двостепени систем за прање

Ова метода цементирања је развијена за бушотине за нафтну индустрију. Због чињенице да захтева употребу озбиљне индустријске опреме (снажне бетонске пумпе), не користи се често у изградњи бунара. Двостепено цементирање се користи у следећим случајевима:

• цементни малтер се поставља тако брзо да се цементирање не може завршити у једном циклусу;
• када желите да истакнете два одељка у анулусу који су раздвојени значајном растојањем;
• са великом дубином бушотине, када је немогуће изводити рад у једном циклусу.

У другим случајевима, коришћење двостепене методе је непрактично због дужине процеса и економских показатеља.

Двостепено цементирање је дуже, јер друга фаза почиње након очвршћавања цементне суспензије прве фазе

Принцип двостепеног цементирања заснован је на чињеници да се цемент у две фазе пумпа у отвор.

Први део малтера се учвршћује и премешта.Спушта се доњи чеп, који дејством решења чеп пада на дно. Други део раствора се пумпа у 12-36 сати, након завршног отврдњавања првог дела.

У пракси дубинског бушења артешких бушотина у присуству слојева који упијају слојеве у горњем делу геолошког одсека и у другим случајевима користи се двостепено цементирање.

Употреба методе манжетне

Ова метода цементирања се користи ако је потребно ојачати само врх бушотине. У овом случају, почетни задатак биће утврђивање нивоа на коме ће се обављати цементирање.

Ниво се примећује на кућишту постављањем посебне манжетне. Доњи део поравнања поуздано је заштићен манжетном од продора раствора за чеповање.

Раствор се пумпа на потпуно исти начин као код једнофазног цементирања. Метода манжетне се користи ако се горњи део бунара налази на песковитим тлима, а доњи на глиненим тлима. Ово је довољно ретко, па ова метода није нашла широку примену.

Процес формирања цементног камена

Процес формирања цементног камена започиње одмах након убризгавања растворног чепа и траје од 12 до 36 сати. Главни фактори који утичу на трајање очвршћавања малтера до стања цементног камена:

• својства компоненти које чине раствор;
• земља, материјал за кућиште;
• хидрогеолошке и климатске услове на локалитету;
• густина убризгавања, тачна примена поступка чепа.

Током периода очвршћавања, бушотину је потребно оставити у мировању. Забрањено је користити каблове, жице и жице за процену квалитета цементације ово може нарушити интегритет добијеног цементног камена.

Ако не знате колико дуго треба да се цементни малтер потпуно постави, причекајте три дана и наставите са контролним мерењима.

Процена квалитета цементирања

Вриједно је напоменути: и поред чињенице да је процјена квалитета цементирања водоносника врло важан корак, немогуће је провести сами.

За његову примену потребна је посебна лабораторијска опрема, што је веома ретко чак и за организације које се баве бушењем.

Ако и даље намјеравате процијенити изведени прикључак, услугу контроле квалитета можете наручити на један од три начина:

• акустички, заснован на тапкању зидова кућишта, а затим обрада података рачунарским програмима;
• радиолошки при мерењу са радио уређајима;
• термички, заснован на принципу мерења ослобођене топлоте током очвршћивања цементног малтера.

Код куће можете користити поједностављену термичку методу мерењем температуре на зидовима бунара. Када достигне температуру спољног ваздуха и постане 0,5-1,5 степени нижа, тада можемо говорити о потпуном очвршћавању. Међутим, чак и након тога, препоручује се сачекати 2-3 дана и тек након тога ставити бунар у погон.

По завршетку испитивања очврсни слој се очисти од цементне каше копиле. Затим се врши тест пропуштања, за који се вода под високим притиском пумпа у бушотину 30 минута. Критеријум за непропусност биће пад притиска од око 0,3-0,5 МПа. Бунар је сада у потпуности спреман за употребу.

Чврстоћа чепа повећава оптерећење бушотине, повећава радни век каблова кућишта, штитећи их од корозије, као и сам извор воде

Закључци и корисни видео о овој теми

У видео записима у наставку говоримо о бунарима у нафтној и гасној индустрији, али принцип технологије производње је исти као и за водоноснике.

Поступак цементирања у једној фази:

Специфичности израде манжета:

Технолошке карактеристике двостепеног цементирања:

Цементирање је сложен процес који захтева употребу специјализоване опреме. Међутим, то не значи да је немогуће сами то спровести. Одабиром и правилном припремом малтера за фугирање, користећи минимални сет агрегата, сасвим је могуће да се сами носите с радом.

У сваком случају, рад бушотине без цементирања бунара неће бити дуготрајан, а трошкови коштају бушење новог извора воде биће ништа мање.

Ако након проучавања материјала и даље имате питања о томе како правилно цементирати бушотину након бушења или имате драгоцено знање о овом питању, оставите своје коментаре у доњем блоку.