Цементування свердловини: способи, обладнання, цементаж затрубного простору

Завершальним етапом будівництва свердловин є зміцнення обсадних стовбура.

Щоб запобігти можливому пошкодження конструкції внаслідок негативного впливу підземних вод, солей металів і корозії, передбачено цементування свердловин. В цьому випадку якість проведених робіт може вплинути на загальний термін служби готового споруди.

Необхідність цементування свердловин

Цементація свердловини – технологічний процес, спрямований на заміщення бурового складу заповнює цементним розчином. Для цього він вводиться в затрубний простір свердловини, перетворюючись в моноліт після повного затвердіння.

Технологія цементування вимагає наявності особливих знань, навичок і залучення спеціалізованої техніки. Приватні свердловини можна тампонувати самостійно, це дозволить заощадити сімейний бюджет і отримати необхідний практичний досвід.

Цементування гідроспоруди дозволяє вирішити такі завдання:

  • забезпечити зносостійкість і довговічність конструктивних елементів свердловини;
  • захистити водозабірних ствол від негативного впливу підземних вод і верховодок;
  • зміцнити колону, захистити від руйнування і корозії, збільшити термін служби джерела;
  • видалити порожнечі, що утворилися, зазори і тріщини, через які в воду можуть проникати забруднюючі елементи;
  • заповнити простір навколо колони тампонажним зміцнює розчином.

Якість водного джерела і технічні особливості гідроспоруди безпосередньо залежать від того, наскільки правильно було проведено цементаж.

Технологічний процес цементування гідроспоруд

Цементування свердловини передбачає поетапне виконання наступних робіт:

  • заміс розчину для тампонажу затрубного простору;
  • подача складу до гідроспоруд;
  • закачування суміші в простір навколо обсадної труби;
  • затвердіння заповнює розчину;
  • перевірка отриманого результату після завершення робіт.

До початку проведення тампонажних робіт рекомендується виконати всі необхідні розрахунки на основі геологічних вишукувань, враховуючи протяжність стовбура, який вимагає цементування, експлуатаційні параметри конструкції, а також її технічний стан.

Крім того, кожен окремий етап робіт вимагає застосування спеціалізованої техніки та обладнання.

Типи спецобладнання для проведення тампонажу

В основний перелік технічного оснащення для проведення робіт включено наступне обладнання для цементування свердловин:

  • пристрою для подачі цементного складу і його проштовхування в гідроспоруда під високим тиском;
  • агрегати для замішування цементної суміші;
  • головка для прочищення водозабірного стовбура з наступним цементуванням стін;
  • пробивні пробки для заливки цементу (використовуються при двоступеневою системою тампонажу);
  • кранові установки високого тиску;
  • металеві шланги на гнучкій основі;
  • агрегати для розподілу цементної суміші.

Доступні способи цементування свердловин передбачають єдиний принцип роботи – подачу і розподіл заповнює розчину в затрубному просторі. Правильний вибір технології тампонажу визначається типом ґрунту, глибиною споруди, матеріалом труб для обсадної колони, кліматичними та геодезичними умовами місцевості.

Цементація свердловини проводиться наступними способами:

  • одноступінчастим (суцільним);
  • двоступінчастим;
  • манжетним.

Одноступінчата (суцільна) система цементування

Для швидкого і надійного зміцнення обсадних стовбурів приватних гідроспоруд застосовується суцільна система подачі суміші. Одноступінчаста цементування свердловин передбачає закачування цементного складу в простір навколо труби під високим тиском за допомогою спецобладнання, встановленого на основу автосредства або поблизу споруди.

Розчин для тампонажу під власною вагою прямує до башмачні основи колони, тим самим заповнюючи всі наявні порожнини.

Перед початком робіт здійснюється ретельна промивка водозабірного стовбура, далі встановлюється спеціальна пробка – обмежувач. Бетононасос здійснює подачу суміші, під вагою якої пробка опускається на башмачні підставу.

Після завершення закачування цементу закладається ще одна пробка і виконується трамбування суміші до тих пір, поки обидві пробки не упрутся один в одного. Це гарантує повне заповнення розчином простору навколо труби.

Для трамбування суміші використовується бетононасос, оснащений Вібропресуюче. Повне затвердіння цементу настає через 48 годин.

Суцільне цементування використовується для дрібних свердловин правильної конфігурації. Недоліком можна вважати складність проведення контролю над якістю трамбування залитої цементної суміші.

Система двоступеневого цементування

Подібна система розроблена для глибоких свердловин, що використовуються у важкій промисловості. Вона вимагає застосування спеціалізованого і дорогого устаткування (потужних бетономішалок і насосів), для облаштування приватних питних свердловин використовується рідко.

Двоступенева цементування свердловин застосовується:

  • коли цементна суміш застигає досить швидко, що не дозволяє виконати тампонаж за один робочий цикл;
  • коли необхідно заповнити два окремих ділянки в просторі за обсадної трубою, розташованих на значній відстані один від одного;
  • коли свердловина глибока і всі роботи по тампонажу неможливо виконати за один робочий цикл.

За інших умов використання двоступеневої системи тампонажу нераціонально і економічно не обґрунтоване.

Принцип роботи полягає в подачі цементної суміші в обсадних колон в два етапи. Перша частина цементу закачується і відразу проштовхується, впливаючи на нижню пробку. Друга частина подається тільки після повного застигання першої частини.

Цементування з використанням манжета

Подібний спосіб тампонажу гідроспоруд застосовується в разі, коли потрібно зміцнення верхньої частини конструкції. При цьому слід визначити, якої висоти має бути цементний стакан – простір в обсадної колоні, що піддається цементування.

Подібний рівень визначається монтажем манжета, коли нижня частина конструкції захищається спеціальною вставкою, щоб запобігти проникненню розчину вглиб. Закачка цементу проводиться за схемою, аналогічною суцільному цементування.

Манжетное тампонування застосовується для свердловин, верхня частина конструкції яких облаштована в пісковиках, а нижня – в глинистих ґрунтах.

Важливо! Щоб регулювати показники пластичності і терміни застигання суміші для тампонажу, при замішуванні рекомендується додавати до складу пластифікатори та інші коригувальні елементи. Це спростить заповнення затрубного простору і скоротить час на тампонаж свердловини.

Цементування гідроспоруди безпосередньо залежить від якості матеріалів, обладнання та кваліфікації фахівців, залучених для вирішення такого завдання.

Ссылка на основную публикацию