Технологии, методи, оборудване за циментиране на кладенци

Надеждността на закрепването на метални тръби, монтирани за укрепване на стените във всеки сондаж, се постига чрез циментиране на сондажа със специален разтвор. Приготвеният разтвор се втвърдява, образувайки монолитна обвивка, която ви позволява надеждно да работите с кладенеца за дълъг период от време. Това е добре циментиране.

Циментиране на пръстена на кладенеца

Последният вид работа и най-важната в процеса на изграждане на кладенци е запълването на свободния пръстен с бързо разширяващи се циментови суспензии. Този вид работа изисква висококачествено изпълнение. Правилният избор на компонентите на разтвора, технологията на доставка, като се вземе предвид геоложката структура на разреза на сондажа, ще позволи надеждно запечатване на пръстена.

Специална роля в такъв избор играе правилният избор на марката разширяващ се цимент, което ще избегне преразхода на материали.

В пореста геоложка скала не се използва обикновен цименто-пясъчен разтвор. В такива случаи те прибягват до използването на разтвори с влакнест цимент (с помощта на хартия, тръстика), което предопределя значително намаляване на консумирания материал.

В глинени проходи се използва обикновен цименто-пясъчен разтвор, който осигурява надеждно уплътняване поради отлична адхезия между почвата.

Циментовата суспензия, въведена в пръстеновидния кладенец, се втвърдява за строго определен период от време, образува циментов камък, който запълва всички микропукнатини, е устойчив на различни водни и химически влияния, осигурява добра адхезия и има повишена издръжливост.

Съвременният инженерен и технологичен прогрес са открилиизползването на така наречените пенообразуващи смеси с възможност за увеличаване на обема по време на втвърдяване, като напълно запълват нишите, пукнатините и синусите на пръстена.

Техники за циментиране на кладенци

В строителната индустрия е обичайно да се прави разлика между методите за подаване на уплътнителна смес към пръстеновидното пространство на кладенците:

едностепенен;
двустепенен;
маншет;
обратна страна.

Циментирането на кладенци се извършва в строго съответствие с проекта за производство на работи, който е неразделна част от проекта за изграждане на кладенец. Проектантът трябва да вземе предвид действителната геоложка структура на цялата дълбочина на сондажа. Изчисленията използват конструктивните характеристики на кладенеца, празнината, която трябва да бъде укрепена. Стриктното спазване на препоръките на дизайнера е ключът към успешната дългосрочна експлоатация на кладенеца.

В практическото строителство се използват 2 технологии за доставка на циментова суспензия:

права линия - постепенно запълване на пространството с разтвор отдолу нагоре;
обратното е движението на разтвора отгоре надолу.

Технологията за обратно запушванесе използва за малки дълбочини на кладенци. Приготвеният разтвор се подава отгоре, между тръбата на корпуса и почвата. Под собственото си тегло пластмасовият разтвор пада надолу, запълвайки всички празнини.

Директната технологиясе използва на голяма дълбочина на дъното на кладенеца и има няколко възможности за производство на работа.

1. Едноетапен метод.

Тази версия на работата предвижда пълнене на уплътнителната смес в пространството между тръбата и стената на кладенеца, без да се прекъсва процесът. Преди да започнете да пълните с разтвор, кладенецътизмити с обикновена вода. В долната част на тръбата е прикрепен ограничител на движението на щепсела. Сместа се изстисква чрез натиск от тръбата, предназначена за закрепване на стените на сондажа, в пространството между тръбата и стената на сондажа. Приготвената смес се подава в тръбата от помпа в пълен размер.

След като инсталирате горния щепсел, с помощта на компресор се създава налягането, необходимо за "изстискване" на сместа. Сместа втасва. Доколкото е необходимо, в колоната се добавя предварително приготвен разтвор и с помощта на вибропреса инжектираната смес се уплътнява в пръстена.

Краят на подаването на сместа става по време на контакта на горния и долния щепсел.

След пълно втвърдяване на разтвора всички устройства се отстраняват и отстраняват, колоната се почиства от остатъците от разтвора, измива се с чиста вода, проверява се за течове и се пуска в експлоатация.

2. Двуетапен метод.

Този метод има второ име - двуциклено циментиране. Не е препоръчително да се използва за плитки кладенци, използва се в кладенци с нефтени хоризонти на голяма дълбочина. Увеличаването на дълбочината на разработения кладенец увеличава устойчивостта, което изисква допълнителен капацитет. Трудно е да се избута циментовата суспензия в един цикъл по протежение на целия кладенец. Увеличаването на налягането се отразява негативно на долните геоложки слоеве, като ги унищожава. Това води до увеличаване на разходите за запушване. Съществува риск от разрушаване на структурата на кладенеца.

Този метод се използва за:

необходимостта от разделяне на пръстеновидното пространство на няколко секции;
времето за настройка на циментовата смес е по-малко от времето за завършване на пълния цикъл;
трябвамногократно повишаване на налягането на подаваната смес, което изисква допълнително енергоемко оборудване.

Вторият цикъл на запушване се извършва, когато циментовата суспензия, завършена в първия цикъл, е напълно втвърдена.

3. Циментиране на ръкава.

В меки почви, склонни към образуване на хидравлично разбиване или с ниско вътрешно налягане, се практикува използването на яка метод за укрепване на стените на кладенците. Този метод предвижда циментиране не по цялата дължина на корпуса, а само в горната част, за да се изключи напълно въздействието на налягането на циментовата суспензия върху продуктивните долни образувания.

В долната част на корпуса, на нивото на предвиденото циментиране, се монтира маншет, предварително перфориран на мястото на фиксиране. Над отворите за перфорация е монтиран задържащ пръстен. Инжектирането на шлама се извършва, както при едноетапния метод, с тази разлика, че шламът влиза в пръстена през отворите, а не през обувката.

Наличието на маншета не позволява разтворът да падне под ръба на тръбата, върху която е монтиран. Налягането на място остава на естественото ниво и не допринася за разрушаването му.

4. Задно циментиране.

Горното запълване на синусите между тръбата и стената с уплътнителен разтвор се нарича обратно циментиране.

При този метод промивната течност пада под тежестта на разтвора надолу и се издига обратно в корпуса. Покачващата се сондажна течност се изхвърля през устието на кладенеца, монтирано върху горната част на корпуса, в системата за пречистване. Когато циментовата суспензия достигне дъното на обсадната тръба (обувката), процесът на впръскване се спира и се прави временно задържане за определен периодвтвърдяване на разтвора.

Този метод на циментиране оказва по-малко натиск върху околните скали. Извършва се пълна подмяна на промивната течност с готова уплътнителна смес.

Този метод има един недостатък - качеството на циментиране около обувката на корпуса се намалява поради частичното смесване на промивния разтвор с уплътнения.

Етапи на операциите по циментиране на кладенци

Във всяка строителна индустрия, преди началото на изграждането на кладенец, се изготвя проект за организация на строителството (POS). По правило този документ взема предвид:

сложност и последователност на извършената работа, като се вземат предвид геологията и конструктивните характеристики на кладенеца;
препоръчителен начин за извършване на запушващи работи;
марка на разтвора;
информация за осигуряване на строителната площадка с необходимите електроцентрали и тяхната логистика;
схема за оттичане на вода за измиване;
методи за проверка на качеството на изпълнените запушалки;
мерки за защита на труда и опазване на околната среда.

Всички параметри, включени в POS, се потвърждават от математически изчисления.

Нарушенията на тези правила се свеждат до неправилно запушване и в резултат на това кладенецът става неизползваем, тъй като кладенецът не е запечатан, замърсен е от повърхностни води или от междинни геоложки образувания.

Приложни машини, механизми и материали

Всички сондажи, промивки и запечатване на кладенци се извършват на полето. Необходимо е всички механизми да бъдат монтирани на шасито на превозни средства с повишена товароносимост и проходимост.

Задължителномашини, механизми и спомагателни съоръжения за фугиращи работи:

машина за приготвяне на пластмасова уплътнителна смес (машина за смесване на цимент);
агрегат за изпомпване на готовата смес и пробиване в кладенеца;
помпа, доставяща уплътняваща смес към колоната;
помпа, която подава вода към миксера за приготвяне на сместа;
глава за почистване на сондажа преди фугиране;
разделителни тапи - само за двустепенно пълнене;
шибъри и вентили за високо налягане;
специално устройство за разпределение на сместа;
комплект гъвкави ръкави, метални маркучи;
етапна циментираща втулка;
мерителни резервоари за определяне количеството на впръскваната смес.

Правилният избор на свързващия материал (цимент) в състава на уплътнителната смес осигурява:

образуване след втвърдяване на циментов камък с висока якост с висока способност да издържа на агресивни химични влияния, повишена якост на механични претоварвания;
добра адхезия след втвърдяване със скали на стените на кладенеца и корпуса;
качествено запълване на пукнатини, скосявания и синуси в скалните стени на кладенци;
качествено втвърдяване и придобиване на проектната твърдост на разтвора за определеното време.

В допълнение към горните характеристики, уплътнителната смес трябва да осигурява:

равномерно запълване на инжектираната смес по дължината и обиколката на кладенеца;
защита на затворената смес от навлизане на остатъци от промиване.

Такива характеристики на сместа се постигат с използването на цимент за кладенци от портландцимент и доменна пещшлака. Използването на такива цименти ще направи възможно получаването на висококачествен уплътнителен разтвор. Дозировката на пълнителя и свързващото вещество се определя чрез специално изчисление, като се вземе предвид специфичното местоположение на конструкцията на кладенеца.

Характеристики на циментиране на нефтени и водни кладенци

Появата на нефтени и водоносни хоризонти рязко се различава по дълбочина. По правило кладенците за вода са по-малко дълбоки.

Целта, преследвана по време нациментиране на водоносен хоризонт, е необходимостта от изолиране на обсадните тръби от корозия, защита на пръстеновидното пространство от срутване на стените на кладенеца в слаби геоложки формации, изолиране на производствения водоносен хоризонт и неизползваните формации.

Циментирането на нефтени кладенцие предназначено да увеличи значително структурната здравина на кладенеца, за да се изравни влиянието на влиянието на силите, възникващи на големи дълбочини по време на движение на почвата. Важна роля играе циментирането при разделянето и изолирането на различни нефтени хоризонти, предотвратявайки тяхното смесване.

Въз основа на основните изисквания, при циментиране на нефтени кладенци, в циментовата суспензия се използват специализирани добавки:

различни полимерни материали, които при втвърдяване разширяват и уплътняват почвата, съседна на стените на кладенеца;
за увеличаване на якостта на циментовия камък, увеличаване на пластичността на приготвения разтвор, използвайте чист кварцов пясък;
за предотвратяване на изтичане на течен циментов разтвор в порести почви се използва трохи от влакнеста целулоза;
за намаляване на ефекта на агресивните химикали върху циментовия камък се използват трохи от ултра леки минерали от вулканичен произход.

При изпълнениеоперации по запушване на петролни кладенци, се установява строг, многоетапен контрол на качеството на получения циментов камък в пръстена.