Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Po vyvrtání studny ve volných písčitých půdách je nastaven stupeň pro zpevnění trubek skříně. Zároveň by měl být barel chráněn před poškozením, korozními účinky podzemních vod, korozí a dalšími negativními jevy. Mluvíme o takovém procesu a také o cementování.

Je velmi obtížné provádět cementovací práce nezávisle, ale je možné, pokud máte znalosti o technologii akce. Řekneme vám, proč je třeba provést cementování a co je třeba při práci věnovat pozornost. Pro přehlednost obsahuje materiál tematické fotografie a videa.

Proč cementovat studnu?

No cementování je proces, který následuje bezprostředně po dokončení vrtných operací. Postupem cementování je, že cementová malta je vstřikována do prstencového nebo prstencového (pokud je trubka skříně umístěna postupně do polyethylenové širší trubky), která nakonec ztvrdne a vytvoří monolitický vrt.

Cementová malta se v tomto případě nazývá „cementování“ a samotný proces je „ucpávání“. Komplexní inženýrský proces, který se nazývá dobře cementující technologie, vyžaduje určité znalosti a speciální vybavení.

Ve většině případů lze vodní zdroje tamponovat vlastníma rukama, což je mnohem levnější než přilákání odborníků.

Dobré cementování - soubor opatření zaměřených na posílení prstence a pouzdra před destruktivním bočním tlakem hornin a vlivem podzemních vod

Správně provedené ucpání studní přispívá k:

  • zajištění pevnosti struktury studny;
  • ochrana studny od podzemních a horních vod;
  • zpevnění pouzdra a jeho ochrana před korozí;
  • zvýšit životnost zdroje vody;
  • odstranění velkých pórů, dutin, mezer, kterými se mohou nežádoucí částice dostat do vodonosné vrstvy;
  • posunutí vrtného kalu cementu, pokud byl první použit při vrtání.

Kvalita vyráběné vody a provozní vlastnosti vrtu budou záviset na tom, jak se provádí dobré cementování. Také se provádí cementování pro studny, které se likvidují a které již nebudou provozovány.

Cementování je prováděno pro zařízení na přívod klastrů určených k zásobování osídlení vodou. V soukromém sektoru jsou místa sání vody ve vzácných případech stmelena. Posilování polohy vrtu vrtáním cementováním se provádí v případě, že se vrtání provádělo ve volných, sypkých půdách, které nejsou schopny „držet“ stěnu skříně. Prstencový prostor je stmelen, pokud existuje pravděpodobnost průniku povodně a odpadních vod proudících podél vrtu do zvodnělé vrstvy. Plnění sudu cementem, tj. pokud se nepoužije více vody

Stupně cementování vodního zdroje

Celý proces cementování se skládá z několika etap, z nichž každá má své vlastní nuance:

  1. Příprava cementové suspenze pro vyplnění prstence.
  2. Připravený cement se plní do studny.
  3. Vstřikování cementové suspenze do prstence.
  4. Doba vytvrzování cementové malty.
  5. Zkontrolujte kvalitu cementování.

Každá etapa vyžaduje použití určitých nástrojů a speciálního vybavení. Výpočty potřebných materiálů se nejlépe provádějí před začátkem injektážních prací proces ucpávání by měl trvat nepřetržitě a pokud například nemáte dostatek cementové malty, bude to mít negativní vliv na kvalitu tmelení. Budeme zvažovat nejdůležitější etapy podrobněji.

Ve vzácných případech nepotřebují vodonosné vrstvy cementování, hovoří se o studnách, jejichž plná hloubka se odehrává v hustých jílovitých půdách.

Stupeň №1 - příprava zařízení

Veškeré práce na cementačních studnách by měly být prováděny přísně v souladu s technickými požadavky, jejichž porušení bude mít za následek nekvalitní cementování.

Když se začnete dobře zapojovat, měli byste vědět, že se jedná o nevratný proces, po zahájení dodávky roztoku do prstence vrtu není možné nic opravit, proto musí být přípravné práce, konkrétně příprava cementovacího roztoku a volba zařízení, řešeny co nejspolehlivěji!

Nejjednodušším a nejefektivnějším způsobem je pronájem vybavení na platformě vozidla. Takový komplex bude schopen připravit cementovou maltu a pumpovat ji pod tlakem, zatímco zdrojem energie pro provoz zařízení je silný automobilový motor.

Pokud není možné použít jednotky založené na speciálních vozidlech, budete potřebovat:

  • Směšovač pro přípravu cementové malty;
  • vysokotlaké čerpadlo čerpající roztok do studny;
  • lepicí hlava pro vstřikování roztoku do studny;
  • plnicí zátky (množství závisí na způsobu lepení);
  • různé malé zásoby (hadice, měřicí nádrže).

Jako hadice doporučuje mnoho odborníků, aby místo tradičních HDPE trubek o průměru 32 cm používali pružnou požární hadici. Je plochý a dokonale přechází do prstencového prostoru, což zajišťuje efektivní tok roztoku.

Zařízení pro cementování studní má velké rozměry a vyžaduje výkonný zdroj energie, jako je kompresor, generátor, nepřerušovaný přístup k elektrické síti

Stupeň 2 - příprava roztoku

Cementová suspenze pro cementování studny musí splňovat řadu požadavků a musí:

  • vysoké adhezivní vlastnosti s povrchy jakéhokoliv typu;
  • vysoká pevnost po vytvrzení, odolnost proti mechanickému namáhání;
  • tažnost a dobrá tekutost k vyplnění všech trhlin a dutin;
  • chemická neutralita s ohledem na zasažené vrstvy půdy;
  • odolnost vůči erozi podzemní vodou;
  • při vytvrzování nedochází ke smrštění.

Roztok musí mít také konzistenci, aby mohl být bez problémů dopravován do studny a čerpán. Roztok by měl být dobře vymyt ze zařízení, nesmí být chemicky agresivní a musí mít minimální ztrátový koeficient během přepravy do vrtu.

Použitá cementová suspenze musí mít dostatečně kapalnou strukturu, aby mohla provádět čerpání vstřikovacím zařízením a zároveň mít vysoké pevnostní charakteristiky

Způsob přípravy cementové malty pro ucpávání spočívá v rovnoměrném promíchání složek, které ji tvoří, a následném nalití vody do ní se speciálními přísadami dříve rozpuštěnými v ní.

Nejjednodušší řešení, která si můžete připravit, jsou:

  1. Portlandský cement + křemenný písek (1: 1) + speciální přísady a voda pro dosažení požadované konzistence. Takové řešení má nízkou hustotu a jeho příprava je obtížná, protože písek, který je součástí kompozice, se často vysráží a aplikace roztoku je nemožná.
  2. Portlandský cement + barit (1, 1: 1) + speciální přísady a voda. Nevýhodou tohoto řešení je nízká pevnost.
  3. Portlandský cement + plnivo. Azbest se používá jako plnivo (na písčitých půdách), vláknité materiály.

Pro přípravu cementovací směsi je nejvhodnější použít injektážní portlandský cement, což je druh cementu na bázi silikátů.

Takový cement je samozřejmě dražší než běžný portlandský cement, ale jeho pevnostní charakteristiky jsou mnohem vyšší než obvyklé. Barit je těžký minerál, který zvyšuje hustotu roztoku. Barit lze zakoupit v železářství, kde se prodávají sypké stavební materiály.

Pod speciálními přísadami, které jsou součástí cementovacích roztoků, chápete různé látky, které dávají roztoku speciální vlastnosti.

Patří mezi ně:

  • urychlovače tuhnutí cementu (chlorid vápenatý, uhličitan sodný, potaš) používané při cementování při teplotě nižší než +5 ° C;
  • retardéry používané k zabránění rychlému vytvrzení (to jsou chloridy vápenaté nebo sodné, dusitan sodný atd.);
  • změkčovadla pro optimální viskozitu (modifikátory polymeru);
  • přísady odolné proti mrazu (silikonové sloučeniny, ve spojení se změkčovadly);
  • přísady absorbující vlhkost (látky odvozené od sloučenin náležejících do skupiny cukrů, kyseliny citrónové, vinné a tetraoxyadipové) atd.

Speciální přísady se míchají ve vodě, která se následně používá k přípravě cementové suspenze. Roztok smíchejte pomocí speciálních strojů - mixérů. Někdy je povoleno ruční míchání, ale vyžaduje určité dovednosti a velké úsilí.

Cementový kámen, vytvořený během vytvrzování portlandského cementu, má vysoké pevnostní vlastnosti, vydrží stres, mechanické a fyzikální účinky

Stupeň číslo 3 - nalití roztoku do studny

Hlavními metodami cementování studní jsou:

  • pevné nebo jednostupňové;
  • dvoustupňový;
  • manžeta;
  • opak.

Všechny metody cementování studní jsou založeny na jednom principu - vstřikování cementové suspenze do prstence. V tomto případě závisí volba technologie cementování na specifických podmínkách: na typu zeminy, hloubce vrtu, materiálu pláště, klimatických a hydrogeologických podmínkách oblasti.

Vybraná technologie pro připojení studny do vody by měla poskytovat:

  • naplnění celého vrtu roztokem do plné hloubky;
  • zcela přemístěte proplachovací kapalinu (pokud existuje);
  • vytvoření vysoce pevného cementového kamene, odolného vůči fyzikálním, mechanickým a chemickým vlivům;
  • vysoká rychlost adheze s půdními stěnami studny, trubkami skříně.

Pro hluboké studny se používá segmentové cementování, tzn. ne celý vrt je nalepen najednou, ale pouze jeho jednotlivé segmenty.

Tento proces je velmi složitý a praxe ukazuje, že je téměř nemožné jej provést sám. Proto se blíže podíváme na technologii jednostupňového a dvoustupňového lepení a rtování.

Jednostupňové nebo pevné cementování

Tato metoda se nejčastěji používá pro cementování studní s vodou. Během jeho realizace se do anuloidu čerpá cementovací roztok.

Roztok se čerpá pod tlakem pomocí zařízení, které je instalováno na platformě speciálního vozu nebo v blízkosti studny. Cementační roztok pod vlastní gravitací se posune na základnu „polštář“ skříně a vyplní všechny prstencové dutiny.

Práce na jednostupňovém cementování se provádí v jednom cyklu bez přerušení, takže je třeba se postarat o dostatečné množství cementové kaše

Před zahájením cementování se studna propláchne a potom se zasune spodní zátka, která bude fungovat jako zátka. Čerpadlo na beton je zapnuto a začíná vstřikování uzavíracího roztoku, pod jehož vlivem korek klesá, dokud nedosáhne skříně „botky“.

Po vstřikování roztoku se namontuje horní zátka a cementová směs se začne zhutňovat, dokud horní zátka nezůstane na spodní zátku. To znamená, že roztok naplnil celý prstenec. Zhutnění se provádí pomocí vibračního čerpadla čerpáním roztoku betonovým čerpadlem.

Zalepená jamka se ponechá v klidu po dobu 36-48 hodin pro úplné ztuhnutí roztoku. Tato metoda je vhodná pouze pro mělké studny se stejnou konfigurací. Nevýhodou tohoto způsobu je neschopnost sledovat okamžik, kdy cementová malta dosáhla nejnižšího bodu vrtu.

Dvoufázový systém plnění

Tato metoda cementování byla vyvinuta pro studny ropného průmyslu. Vzhledem k tomu, že vyžaduje použití vážných průmyslových zařízení (čerpadla s vysokým výkonem), není často využívána při stavbě studní. Dvoustupňové cementování se používá v následujících případech:

  • cementová suspenze nastavuje tak rychle, že cementování nemůže být dokončeno v jednom cyklu;
  • když je nutné rozlišovat dvě oblasti prstence, které jsou odděleny značnou vzdáleností;
  • s velkou hloubkou studny, kdy není možné provádět práci v jednom cyklu.

V ostatních případech je použití dvoustupňové metody nepraktické z důvodu trvání procesu a ekonomických ukazatelů.

Dvoufázové cementování po delší dobu, protože druhá etapa začíná po úplném vytvrzení cementové suspenze prvního stupně

Princip dvoustupňového cementování je založen na skutečnosti, že cement je do mezikruží čerpán ve dvou krocích.

První část cementové suspenze se plní a lisuje. Spodní zátka je spuštěna, což působením roztoku klesá zátka na dno. Druhá část roztoku se čerpá po 12 až 36 hodinách po konečném tuhnutí první části.

V praxi hlubokého vrtání artézských vrtů v přítomnosti absorpčních vrstev v horní části geologického úseku a v ostatních případech se používá dvoustupňové cementování.

Použití způsobu objímky

Tento způsob cementování se používá, pokud je nutné zpevnit pouze horní část vrtu. V tomto případě bude výchozím úkolem určit úroveň, do které bude cementování prováděno.

Hladina je na skříni označena speciální manžetou. Spodní část vyrovnání je spolehlivě chráněna manžetou před průnikem do ucpávkového roztoku.

Roztok se čerpá stejným způsobem jako v jednostupňovém cementování. Metoda manžety se používá, pokud je horní část studny umístěna na písčitých půdách a spodní část je na jílovitých půdách. To je poměrně vzácné, takže tato metoda nenašla široké uplatnění.

Proces tvorby cementového kamene

Proces tvorby cementového kamene začíná bezprostředně po vstřikování uzavíracího roztoku a trvá 12 až 36 hodin. Hlavní faktory ovlivňující dobu tuhnutí roztoku do stavu cementového kamene:

  • vlastnosti složek obsažených v roztoku;
  • půda, obalový materiál;
  • hydrogeologické a klimatické podmínky na místě;
  • hustota vstřikování, správné provedení procesu ucpávání.

Během doby tuhnutí je nutné studnu ponechat v klidu. Je zakázáno používat kabely, páčidla, drát k posouzení kvality cementování, protože To může ohrozit integritu výsledného cementového kamene.

Pokud nevíte, jak dlouho trvá úplné nastavení cementové malty, vyčkejte tři dny a pokračujte v kontrolních měřeních.

Hodnocení kvality cementu

Za zmínku stojí, že i když je hodnocení kvality cementování vodotěsných studní velmi důležitou etapou, není možné ji provádět sami.

Pro jeho realizaci vyžaduje speciální laboratorní vybavení, které je velmi zřídka nalezeno i v organizacích zabývajících se vrtáním.

Pokud stále chcete provést hodnocení zapojení, můžete si službu kontroly kvality objednat jedním ze tří způsobů:

  • akustické, založené na klepání stěn skříně, s následným zpracováním dat získaných počítačovými programy;
  • radiologické, při měření rádiovými zařízeními;
  • tepelné, založené na principu měření tepla uvolněného při vytvrzování cementové malty.

V „domácích“ podmínkách můžete použít zjednodušenou tepelnou metodu měřením teploty na stěnách studny. Když se rovná teplotě okolí a sníží se o 0, 5-1, 5 stupně, můžeme hovořit o úplném tuhnutí. Nicméně i po tom se doporučuje vyčkat 2-3 dny a teprve pak uvést studnu do provozu.

Po dokončení zkoušky se vrták vyčistí od zbytků cementové malty pomocí sytiče. Poté se provede zkouška těsnosti, při které se vysokotlaká voda čerpá do potrubí studny po dobu 30 minut. Kritériem těsnosti bude pokles tlaku o 0, 3-0, 5 MPa. Nyní je studna zcela připravena k použití.

Těsnost ucpávky zvyšuje odběr vrtu, zvyšuje životnost strun skříně, chrání je před korozí a také samotný zdroj vody.

Závěry a užitečné video na toto téma

В ниже представленных видеороликах речь идёт о скважинах в нефтегазовой отрасли, но принцип технологии производства работ такой же, как для водоносных скважин.

Процедура одноступенчатого цементирования скважины:

Специфика производства манжетного цементирования:

Технологические особенности двухступенчатого цементирования:

Цементирование – сложный процесс, требующий применения специализированной техники. Однако это не говорит о том, что провести его самостоятельно невозможно. Выбрав и правильно приготовив тампонажный раствор, используя минимальный набор агрегатов, с работой вполне можно справиться самостоятельно.

В любом случае эксплуатация скважины без укрепления ствола цементом не будет долгой, а затраты на бурение нового водоисточника будут ничуть не меньше.

Если после изучения материала у вас остались вопросы о том, как правильно зацементировать скважину после бурения, или вы обладаете ценными знаниями по данному вопросу, пожалуйста, оставляйте свои комментарии в расположенном ниже блоке.

Pomozte vývoji webu a sdílení článku s přáteli!

Kategorie:

Užitečné tipy