Bra cementering: mål och metoder

I artikeln kommer vi att försöka lista ut varför och med vilka metoder cementering utförs. Vi kommer omedelbart att komma överens: vi kommer att överväga ett relativt smalt område - borrning för vatten.

Olje- och gasindustrin har sina egna detaljer, som vi bara kommer att ta del av delvis.

Varför är detta gjort?

Huvudskälen till att cementera en brunn ser så här ut:

1. Cementering förbättrar den totala strukturella styrkan.. Höljet håller borehålets väggar; Men när marken rör sig kan de resulterande krafterna vara oväsentliga för styrkan hos dess väggar. Om höljet förstärks genom cementering - risken för förstöring av brunnsborrningen minskas markant.
2. Cementering skapar ett skyddande skikt, förhindrar rörosion genom markvatten och stålrörskorrosion.
3. Slutligen, den sista och viktigaste. Det finns olika akviferer på olika marknivåer. Vad gör en brunn? Kombinerar dem.

Som ett resultat blandas vatten på olika nivåer. Avloppet från cesspools och septiktankar tillsammans med regnvatten faller in i det artesiska vattnet från de djupa lagren; Ja, och helt enkelt kombinera akvarifer med sand och sandig sandjord kan kompressionskanalen leda till att vattnet börjar gå in i sanden. (Se även artikeln Hur man utrusta en väl kvalitativ.)

Väl cementering är utformad för att hindra denna process. Det bildar en blindplugg runt höljet, tätning, förhindrar migrering av vatten mellan nivåerna.

Observera: bra cementering och cementering är inte synonymt, eftersom det är lätt att lösa med liknande ljud av ord.

Cementation eller tamponage - eliminerar en brunn, fyller den med en lösning (vanligen under tryck).

Målet är igen att separera akviferer av olika marknivåer.

Hur är det här gjort?

material

I allmänhet delas lösningarna som användes vid brunnscementering enligt flera kriterier.

• Brunnstemperatur. Ju djupare brunnen, ju högre temperaturen i den och ju snabbare lösningen torkar. Cementerna är uppdelade för kalla (upp till 40 C) brunnar; hett med temperaturer upp till 75 ° C och djupa med temperaturer upp till 120 ° C. De första härdarna under samma förhållanden mycket snabbare. Naturligtvis är de två sista alternativen irrelevanta vid borrning i vatten. Brunnarna når helt enkelt inte djupet med sådana temperaturer.
• tillsatser. Används cement med kvartsand, som inte ger krympning. Fibercement med tillsats av cellulosa, som nästan inte tränger in i lösa stenar; expanderande cement som komprimerar jorden runt brunnsborrningen när den härdas. Slutligen, pozzolanic cement som passerar vatten och samtidigt är inte rädda för aggressiva föroreningar.
• Vatten / cementförhållande. Ju mer vatten - desto mer flytande lösningen, desto längre sätter den. Dessutom är lösningar med lägre vattenhalt efter stelning mer hållbara.

metoder

Följande brunncementeringsmetoder används vid borrning:

1. Fast cementering. Det är också en enstegsborrning. Kärnan i metoden är följande: ett cementmortel hälls i höljet; Den är täckt med ett tätt stopp. därefter injiceras tvättlösningen i kolonnen. Korken förskjuter gradvis cementet i utrymmet runt kolonnen.

1. Tvåstegscementering. Brunnen är cementerad i två steg: den undre och sedan dess övre del. Metoden appliceras om det är problematiskt att omedelbart förbereda rätt mängd lösning eller om jordskiktets tillstånd och temperaturen i brunnens övre och nedre del skiljer sig mycket.

Observera: Tvåstegscementering kan utföras både med en tidsmässig spalt efter det att den första delen av morteln har härdat eller omedelbart.

För cementskikt behövs en separatorring.

1. Lipcementering. Denna brunncementteknik används om endast den övre delen av brunnen skall isoleras från jorden. På önskad nivå mellan höljet och marken sätts en ring manschett. Lösningen injiceras ovanför den genom perforeringarna i tunnan.
2. Omvänd cementering. Cement injiceras inte i kolonnen, men in i gapet mellan det och marken. När denna rengörings- eller borrvätska förskjuts genom kolonnens hålighet.

utrustning

Utrustningen för cementering av brunnar är ganska besvärlig och kräver användning av en lastbil som mobilbärare. Typiskt monteras cementeringssystem på Ural, KamAZ eller KrAZ fordon.

En bilmotor används som energikälla för drift av lastnings- och mättransportörer, blandnings- och styrsystem. Tryckpumpar kan vara placerade på samma chassi. Deras maximala injektionstryck i lösningen kan nå en imponerande 35 MPa. (Se även artikeln Funktioner för byte av pumpen i brunnen)

Vad händer med cementmortel i denna installation?

• Cementet mäts i mixern. Det kommer också rätt mängd vatten.
• Cementeringslösningen blandas för att fullborda homogeniteten.
• Därefter matar injektionspumparna lösningen i höljet eller det omgivande utrymmet med hjälp av ett cementhuvud.

Vem är specialiserad på bra cementeringsutrustning i vårt land? Först och främst är det brunnscementeringscentret i byn Novy Urengoy, som ingår i Gazproms borrning. Dess grenar och verkstäder ligger i Astrakhan, Orenburg, Krasnodar och Ukhta.

Kvalitetskontroll

Bedömning av kvaliteten på cementbrunnarna genomförs för närvarande enligt följande metoder:

• termisk. Vid cementhärdning frigörs viss mängd värme. För att ta reda på hur högt cementet steg utanför höljet är det tillräckligt att mäta temperaturen på dess väggar på flera punkter.
• akustisk. Sektioner av höljet, omgivet av cement och fritt från det, varierar på olika sätt när man passerar en akustisk våg genom den. Där vibrationer avtar snabbt är cementering pålitlig. Där vågen fortplantas utan dämpning finns det ingen cement bakom kolonnen.

• Radiologisk metod (aka gamma-gamma logging). Källan för gammastrålning sänks ner i brunnen, och strålning från den registreras av radiellt åtskilda sensorer på ytan.

Om, när strålkällan stiger och sänker, är intensitetsplottorna likformiga och desamma på alla sensorer är cementeringen tillfredsställande. Om grafen är ojämn och annorlunda - cementering är ojämn, har defekter, eller är inte fullständigt slutförd.

Obs! Dessa metoder är lämpliga vid cementering av väggarna på höljet. När en cementbrygga är installerad i en brunn (en slags andra botten av brunnen som skär sin nedre del från toppen och skiljer lager av jord på olika nivåer) är det mycket svårt att kontrollera dens täthet och styrka genom icke destruktiva metoder. (Se även artikeln Vilken pump är bättre för att välja.)

slutsats

Tyvärr, inom ramen för denna artikel kan vi bara bekanta läsaren med grunderna i terminologi och teknik. Väl cementering är en ganska komplicerad vetenskap, som tyvärr inte kan höra i två ord. Men vi hoppas att du har en allmän uppfattning om problemet.