Технология за циментиране на пръстеновидни кладенци
Някои конструкции на кладенци и условия на сондиране изискват циментиране на кладенеца, по-специално пръстеновидното пространство между обсадната колона и почвената стена на кладенеца. Циментирането е предназначено да укрепи кладенеца, да повиши нивото на уплътнение и в резултат на това да удължи живота на системата за всмукване на вода.
Как се циментира кладенец?
За циментиране на кладенци се използва фугираща суспензия. За разлика от сондажната течност, която улеснява процеса на пробиване, циментовата суспензия се превръща в твърдо вещество. Поради това колоната на корпуса е прикрепена към стената на кладенеца. Това техническо решение прави цялата конструкция много по-здрава.
Има няколко метода за циментиране, всеки от които включва следните основни стъпки:
- приготвяне на циментова суспензия
- подаване на разтвор към пръстена по един от методите
- втвърдяване на цимента
- проверка на качеството на цимента
Предвид важността и високата сложност на предстоящия процес, преди началото на запушването задължително се изготвя схема за бъдеща работа. Схемата се съставя, като се вземат предвид дизайнът на кладенеца, характеристиките на почвата, в която е извършено сондирането, дължината на мястото на запушване, степента на циментовата суспензия и много други. Всички параметри трябва да бъдат проверени чрез инженерни изчисления, тъй като неправилното запушване може да доведе до трайно запушване на кладенеца и тогава ще трябва да се приложи ликвидационно запушване, чиято цел е да защити водоносния хоризонт от замърсяване от повърхността и от междинните геоложки слоеве. В допълнение към теоретичните изчисления винаги се взема предвид опитът от запушване на кладенци, извършен при подобни условия. В допълнение към втвърдяването и запечатването на кладенеца, фугиранепозволява отстраняването на сондажната течност, сместа от кал и отломки от сондажа и други течности (напр. течност за промиване) от пръстена.
Как циментовата каша влиза в кладенеца?
Циментовата смес може да се достави до пръстена на кладенеца по няколко начина, за които се използва различно оборудване.
Директно подаване
Циментовата суспензия се подава директно в обсадната колона. Освен това сместа през долната част на кладенеца - така наречената обувка - прониква в пръстена и го запълва, издигайки се между външната повърхност на корпуса и земната стена на мината. Най-често използваното директно подаване на циментовата смес.
Две тапи се използват за контролиране на позицията на масата на циментовата суспензия. Намирайки се между тези тапи, разтворът се спуска вътре в колоната на корпуса до дъното на кладенеца. След това течността се изпомпва в колоната под налягане, което притиска горната запушалка, която от своя страна, като бутало, прехвърля налягане върху циментовата каша и суспензията навлиза в пръстена през дъното на кладенеца. Има по-опростен вариант за циментиране на пръстеновиден кладенец с помощта на една запушалка. Налягането на течността се контролира от манометър.
Обратно подаване
По време на обратното подаване, циментовата суспензия първо навлиза в пръстена, спускайки се отвън по протежение на обсадната колона.
Едноетапно циментиране
При едноетапно циментиране целият обем циментова суспензия се доставя в един цикъл. Например, това се случва при циментиране на кладенец с помощта на една или две тапи сдиректно инжектиране на разтвора.
Едноетапно циментиране
При едноетапно циментиране целият обем циментова суспензия се доставя в един цикъл. Например, това се случва при циментиране на кладенец с помощта на две тапи с директно подаване на разтвор.
Двустепенно циментиране
Този тип циментиране е по-труден за изпълнение и се използва при голяма дълбочина на кладенеца. По-голямата дълбочина увеличава съпротивлението, което затруднява избутването на вискозната циментова суспензия по протежение на целия кладенец с едно преминаване. Ще бъде необходимо твърде високо налягане, което не винаги може да се използва без риск от увреждане на дизайна на кладенеца или характеристиките на геоложките слоеве поради загуба на циментова суспензия. За да се компенсира голямата дълбочина на кладенеца, се използва методът за циментиране на яката. Маншетите ограничават движението на циментовата смес, като организират отделни циментови пръстени в пръстена, предпазват образуването на продукта от сместа и позволяват циментиране на кладенеца в отделни секции.
Оборудване за циментиране на кладенци
Какво оборудване е необходимо за циментиране на кладенец?
- смесителна инсталация за приготвяне на циментова суспензия и други технологични течности
- циментираща помпа, чиято задача е да инжектира циментовата смес в кладенеца и да я избута под определено налягане
- помпена единица за изпомпване на работни течности в кладенеца
- циментираща глава
- етап циментиращ ръкав
- гъвкави стоманени маркучи
Съвети на сондажи
Съединениециментовата суспензия се избира в зависимост от структурата и свойствата на геоложките слоеве, в които е пробит кладенецът. Плътността на пръстеновидната фугираща смес може да се увеличи чрез използване на суспензия, която се разширява в обем. Ако скалата е пореста, с висок коефициент на абсорбция, тогава не може да се използва конвенционално решение, тъй като преразходът му е неизбежен. Вместо да запълни пръстена, циментовата смес под налягане ще излезе от кладенеца. В такава ситуация се препоръчва използването на циментова суспензия с влакнест пълнител. Много естествени или изкуствени материали, съдържащи влакна, могат да действат като пълнител.
Преди циментирането на пръстена на кладенеца не само се избира циментовата суспензия и методът за циментиране, но и цялото оборудване се тества при условия на максимално работно налягане и производителност при подаване на сместа.
Кладенецът и пръстеновидното пространство трябва първо да се промият с вода, за да се отстранят изрезките, останали след пробиването. Без промиване големи парчета скала, останали след пробиване, ще попречат на равномерното запълване на обема с циментова суспензия, което в бъдеще може да доведе до увреждане на структурата на кладенеца.