Dobre cementovanie: ciele a metódy
V článku sa budeme snažiť zistiť, prečo a akými spôsobmi sa vykonáva cementovanie. Okamžite sa dohodneme: dôkladne zvážime relatívne úzku oblasť - vŕtanie vody.
Ropný a plynárenský priemysel má svoje vlastné špecifiká, na ktoré sa môžeme čiastočne dotýkať.
Prečo sa to robí?
Hlavné dôvody pre cementovanie studne sú:
- Cementovanie zlepšuje celkovú pevnosť konštrukcie.. Puzdro drží steny vrtu; Keď sa však zem zmení, výsledné sily môžu byť pre silu steny nesmierne veľké. Ak je kryt vystužený cementovaním - výrazne sa znižuje pravdepodobnosť deštrukcie vrtu.
- Cementácia vytvára ochrannú vrstvu, zabraňuje erózii potrubia pôdou vodou a korózii oceľových rúrok.
- Napokon posledná a najdôležitejšia vec. Na rôznych úrovniach pôdy sú rôzne zvodnené vrstvy. Čo robí dobre? Kombinuje ich.
Výsledkom je zmiešanie vody na rôznych úrovniach. Odtoky zo žúmp a septikov spolu s dažďovou vodou spadajú do artesiánskej vody z hlbokých vrstiev; Áno, a jednoducho kombinácia zvodnenej vrstvy s piesočnatou a piesočnatou pôdou, kompresný kanál môže viesť k tomu, že voda začne ísť do piesku. (Pozri tiež článok Kvalitné vybavenie studne.)
Dobrá cementácia je určená na zabránenie tomuto procesu. Vytvára hluchý korok okolo puzdra, tesnenie, ktoré zabraňuje migrácii vody medzi úrovňami.
Upozorňujeme, že dobre cementovanie a cementovanie nie sú synonymá, pretože sa dá ľahko vyriešiť podobným zvukom slov.
Cementovanie alebo tamponáž - je odstránenie studne, jej plnenie roztokom (zvyčajne pod tlakom).
Cieľom je znova oddeliť zvodnené vrstvy rôznych úrovní.
Ako sa to robí?
materiály
Vo všeobecnosti sú roztoky používané v dobre spevňovaní rozdelené podľa niekoľkých kritérií.
- Dobrá teplota. Čím hlbšie je studňa, tým vyššia je teplota a čím rýchlejšie roztok vysuší. Cementy sú rozdelené pre studené (do 40 ° C) studne; horúce s teplotami do 75 ° C a hlbokými teplotami až do 120 ° C. Prvé z nich sa za rovnakých podmienok vytvrdzujú omnoho rýchlejšie. Samozrejme, pri vŕtaní do vody sú posledné dve možnosti irelevantné. Studne jednoducho nedosahujú hlboké teploty.
- prísady. Použitý cement s kremičitým pieskom, ktorý nedráža; vláknitý cement s prídavkom celulózy, ktorý takmer nepreniká do voľnej horniny; roztiahnutím cementu, ktorý zhutňuje pôdu okolo vrtného vrtu pri stuhnutí. Nakoniec, puzolánske cementy, ktoré prechádzajú vodou a zároveň sa nebojí agresívnych nečistôt.
- Pomer voda / cement. Čím viac vody - čím je riešenie plynulejšie, tým dlhšie sa nastavuje. Navyše roztoky s nižším obsahom vody po tuhnutí sú odolnejšie.
metódy
Pri vŕtaní sa používajú tieto metódy dobre spevňujúce:
- Pevné cementovanie. Jedná sa o jednostupňovú studňovú cementáciu. Podstata metódy je nasledovná: v plášti sa naleje cementujúci roztok; je pokrytá tesnou zátkou; potom sa do kolóny vstrekuje premývací roztok. Cork postupne vytláča cement do priestoru okolo stĺpca.
- Dvojstupňové cementovanie. Studňa je spevnená v dvoch krokoch: nižšia a potom jej horná časť. Metóda sa aplikuje, ak je problematické okamžite pripraviť správne množstvo roztoku alebo ak sa stav vrstiev pôdy a teplota v hornej a spodnej časti vrtu výrazne líšia.
Dôležité upozornenie: dvojstupňové cementovanie sa môže uskutočňovať s medzerou v čase, po vytvrdnutí prvej časti roztoku alebo okamžite.
Pri vrstvách cementu je potrebný oddeľovací krúžok.
- Lipové cementovanie. Táto technika cementovania dobre sa používa, ak sa má od pôdy izolovať len horná časť studne. Na potrebnej úrovni medzi puzdrom a zemou je umiestnená prsteňová manžeta. Roztok sa vstrekuje nad ním cez perforácie v hlave.
- Reverzné cementovanie. Cement sa vstrekuje nie do stĺpca, ale do medzery medzi ním a zemou. Keď sa táto čistiaca kvapalina alebo vrtná kvapalina premiestňujú cez dutinu kolóny.
zariadenie
Zariadenie na cementovanie studní je pomerne náročné a vyžaduje použitie vozíka ako mobilného nosiča. Typicky sú cementovacie systémy namontované na vozidlách Ural, KamAZ alebo KrAZ.
Automobilový motor sa používa ako zdroj energie pre prevádzku nakladacích a dávkovacích dopravníkov, miešacích a riadiacich systémov. Tlakové čerpadlá môžu byť umiestnené na rovnakom podvozku. Ich maximálny vstrekovací tlak roztoku môže dosiahnuť impozantný 35 MPa. (Pozri tiež článok Vlastnosti výmeny čerpadla v studni)
Čo sa stane s cementovou maltou v tejto inštalácii?
- Cement sa pridáva do mixéra. Prichádza aj správne množstvo vody.
- Cementovací roztok sa zmieša na úplnú homogenitu.
- Potom vstrekovacie čerpadlá privádzajú roztok do puzdra alebo do okolitého priestoru pomocou cementujúcej hlavy.
Kto sa špecializuje na dobre cementovacie zariadenia v našej krajine? V prvom rade ide o dobre cementujúce centrum v obci Novy Urengoy, ktoré je súčasťou vŕtania spoločnosti Gazprom. Jej pobočky a dielne sa nachádzajú v Astrachan, Orenburg, Krasnodar a Ukhta.
Kontrola kvality
Hodnotenie kvality cementovacích studní sa v súčasnosti vykonáva pomocou nasledujúcich metód:
- termálne. Pri procese spevňovania cementu sa uvoľňuje určité množstvo tepla. Ak chcete zistiť, ako vysoko sa cement zväčšil mimo puzdro, je postačujúce merať teplotu jeho stien v niekoľkých bodoch.
- akustický. Časti plášťa, ktoré sú obklopené cementom a sú od neho rozdielne, kolíšu s prechodom akustickej vlny cez neho. Tam, kde vibrácie rýchlo ustupujú, je cementovanie spoľahlivé. Tam, kde sa vlna šíri bez útlmu, za stĺpcom nie je žiadny cement.
- Radiologická metóda (aka záznam gama-gama). Zdroj žiarenia gama je znížený do jamky a žiarenie z neho je zaznamenávané radiálne rozmiestnenými snímačmi na povrchu.
Ak sa ako zdroj žiarenia zvýši a zníži, grafy intenzity sú jednotné a rovnaké na všetkých snímačoch, je cementovanie uspokojivé. Ak sú grafy nerovnomerné a rozdielne - cementovanie je nerovnomerné, má chyby alebo nie je plne implementované.
Poznámka: tieto metódy sú vhodné v prípade cementovania stien skrine. Keď je v studni inštalovaný cementový mostík (akýsi druhý spodok vrtu, ktorý znižuje jeho spodnú časť zhora a oddeľuje vrstvy pôdy na rôznych úrovniach), je veľmi ťažké skontrolovať jeho tesnosť a pevnosť pomocou nedeštruktívnych metód. (Pozri tiež článok, Ktoré čerpadlo je lepšie pre studne vybrať.)
záver
Bohužiaľ, v rámci tohto článku môžeme iba čitateľa oboznámiť so základmi terminológie a technológie. Dobre cementovanie je pomerne zložitá veda, ktorá, bohužiaľ, nemôže byť povedané dvoma slovami. Dúfajme však, že máte celkovú predstavu o tejto otázke.