Dobře cementem: cíle a metody
V článku se budeme snažit zjistit, proč a jakými způsoby se provádí cementování. Okamžitě se dohodneme: budeme pečlivě zvažovat poměrně úzkou oblast - vrtání vody.
Ropný a plynárenský průmysl má své vlastní specifika, které se zčásti dotýkáme.
Proč se to dělá?
Hlavními důvody pro cementování studny jsou:
- Cementování zlepšuje celkovou pevnost konstrukce.. Skříň drží stěny vrtu; když se země pohybuje, výsledné síly mohou být pro sílu stěn příliš vysoké. Pokud je plášť zpevněn cementováním - výrazně se sníží pravděpodobnost zničení vrtu.
- Cementace vytváří ochrannou vrstvu, zabraňuje erozi potrubí půdou a korozi ocelových trubek.
- Konečně, poslední a nejdůležitější věc. Na různých úrovních půdy existují různé vodonosné vrstvy. Co dělá dobře? Kombinuje je.
V důsledku toho se voda na různých úrovních mísí. Odtoky ze žumpy a septiky spolu s dešťovou vodou spadají do artesiální vody z hlubokých vrstev; Ano, a jednoduše kombinovat vodonosnou vrstvu s písčitou a písčitou půdou, kompresní kanál může vést k tomu, že voda začíná pronikat do písku. (Podívejte se také na článek Jak kvalitně vybavit studnu.)
Dobře cementování je navrženo tak, aby bránilo tomuto procesu. Vytváří hluchý kork kolem obalu, těsnění, které zabraňuje migraci vody mezi úrovněmi.
Upozorňujeme, že dobře cementování a cementování nejsou synonymem, protože je snadné řešit podobným zvukem slov.
Cementování nebo tamponáž - je odstranění studny, její plnění roztokem (obvykle pod tlakem).
Cílem je znovu oddělit podzemní vrstvy různých úrovní.
Jak se to dělá?
Materiály
Obecně platí, že roztoky používané v cementačním potrubí jsou rozděleny podle několika kritérií.
- Dobrá teplota. Čím hloubka je studna, tím vyšší je teplota a tím rychlejší vysušení roztoku. Cementy jsou rozděleny pro studené (až do 40 ° C) vrtů; horké s teplotami až do 75 ° C a hluboké s teplotami do 120 ° C. První z nich se za stejných podmínek ztuhly mnohem rychleji. Samozřejmě, při vrtání do vody nejsou poslední dvě možnosti irelevantní. Studny prostě nedosahují hloubek s takovými teplotami.
- Doplňky. Použitý cement s křemičitým pískem, který nedovoluje smršťování; vláknitý cement s přídavkem celulózy, který téměř neproniká do volné horniny; rozšiřující cement, který při ztuhnutí kompaktuje půdu kolem vrtu. Konečně, pucolánové cementy, které procházejí vodou a zároveň se nebojí agresivních nečistot.
- Poměr voda / cement. Čím víc vody - tím lépe řešíte, tím déle se nastavuje. Kromě toho jsou roztoky s nižším obsahem vody po ztuhnutí odolnější.
Metody
Při vrtání se používají následující metody cementování:
- Pevná cementování. Jedná se také o jednostupňovou cementaci studny. Podstata metody je následující: do skříně se nalije cementovací roztok; je pokryt pevnou zátkou; poté se promývací roztok vstříkne do kolony. Cork postupně vytěsňuje cement do prostoru kolem sloupku.
- Dvojstupňové cementování. Studna je zpevněna ve dvou krocích: dolní a pak horní část. Metoda se aplikuje, pokud je problematické okamžitě připravit správné množství roztoku nebo pokud se stav půdních vrstev a teplota v horní a dolní části vrtu liší.
Poznámka: dvoustupňové cementování může být provedeno jak s časovým odstupem, tak i poté, co se první část roztoku vytvrdila, nebo okamžitě.
U cementových vrstev je potřeba oddělovací kroužek.
- Lip cementování. Tato technologie cementování je používána pouze tehdy, když je z půdy izolována pouze horní část studny. Na požadované úrovni mezi pouzdrem a zemí je umístěna kroužková manžeta. Roztok je vstřikován nad ním přes perforace v hlavě.
- Zpětné zpevnění. Cement se nanáší nejen do sloupku, ale do mezery mezi ním a zemí. Když je tato čisticí nebo vrtací kapalina přesunuta přes dutinu sloupku.
Zařízení
Zařízení pro cementování vrtů je poněkud těžkopádné a vyžaduje použití vozíku jako mobilního nosiče. Typicky jsou cementovací systémy namontovány na vozidlech Ural, KamAZ nebo KrAZ.
Jako zdroj energie pro provoz nakládacích a odměřovacích dopravníků, míchacích a řídících systémů se používá automobilový motor. Tlaková čerpadla mohou být umístěna na stejném podvozku. Maximální vstřikovací tlak roztoku může dosáhnout působivých 35 MPa. (Viz též článek Vlastnosti výměny čerpadla v jamce)
Co se stane s cementovou maltou v této instalaci?
- Cement je přidáván do mixéru. Přichází také správné množství vody.
- Cementovací roztok se smíchá na úplnou homogenitu.
- Potom vstřikovací čerpadla přivádí roztok do skříně nebo okolního prostoru pomocí cementovací hlavy.
Kdo se specializuje na dobře cementující zařízení v naší zemi? Především je to dobře cementující centrum, které se nachází v obci Novy Urengoy, která je součástí vrtání Gazpromu. Jeho pobočky a dílny se nacházejí v Astrachánu, Orenburgu, Krasnodaru a Ukhtě.
Kontrola kvality
Hodnocení kvality cementovacích studní se v současné době provádí těmito způsoby:
- Termální. Při procesu vytvrzování cementu se uvolňuje určité množství tepla. Chcete-li zjistit, jak vysoko stoupá cement mimo plášť, stačí měřit teplotu jeho stěn na několika místech.
- Akustická. Části pláště, obklopené a zbavené cementu, kolísají s průchodem akustické vlny. Tam, kde vibrace rychle ubývají, je cementování spolehlivé. Tam, kde se vlna šíří bez útlumu, za sloupem není žádný cement.
- Radiologická metoda (aka gama-gama záznam). Zdroj gama záření je spuštěn do jamky a jeho záření je zaznamenáváno radiálně rozmístěnými snímači na povrchu.
Pokud se zdroj záření zvýší a sníží, intenzity jsou rovnoměrné a stejné u všech snímačů, přičemž cementování je uspokojivé. Pokud jsou grafy nerovnoměrné a odlišné - cementování je nerovnoměrné, má vady nebo není plně implementováno.
Poznámka: tyto metody jsou vhodné v případě cementování stěn skříně. Když je v studně instalován cementový most (druh druhého spodku studny, který odřízne spodní část od vršku a odděluje vrstvy půdy v různých úrovních), je velmi obtížné kontrolovat její těsnost a pevnost pomocí nedestruktivních metod. (Viz též článek, Která pumpa je lepší, aby se studna mohla vybrat.)
Závěr
Bohužel v rámci tohoto článku můžeme čtenáře seznámit pouze se základy terminologie a technologie. Dobře cementování je poměrně komplikovaná věda, která, bohužel, nemůže být řečena dvěma slovy. Doufejme, že máte obecnou představu o problému.