Цементування - завершальний етап буріння водозабірної свердловини. Цю технічну процедуру фахівці частіше називають тампонажу. Завдання тампонажу - забезпечити довгий термін служби всієї конструкції.
Суть цементування полягає в герметизації стін, які перебувають за обсадної трубою, якісним цементним розчином. За певний час розчин твердне і перетворюється в міцний бетон, що перешкоджає попаданню в питне джерело ґрунтових вод. Основний метод такого цементування успішно застосовується більше ста років не тільки для зміцнення і герметизації водозабірних свердловин, здійсненні ремонту. але також і при проведенні професійних бурових робіт.
типи розчинів
Грамотно проведене цементування дозволяє:
- зміцнити обсадних труб і запобігти її деформацію;
- захистити свердловину від верхових і грунтових вод по всій її довжині;
- за допомогою спеціальних розчинів, що застосовуються для тампонажу, домогтися додаткової гідроізоляції.
Перед початком робіт необхідно зробити розрахунок глибини, визначити кількість суміші для цементування і спосіб її подачі в свердловину.
Також враховуються особливості ґрунту - щільна вона або пухка і сипуча. Саме по грунту визначається тип розчину!
- Цементним - це традиційний розчин, що підходить для глинистих і інших щільних грунтів.
- З наповнювачем (азбестом, папером або будь-яким волокнистих матеріалом). Такий тип розчину використовується тільки при роботі з сипучими грунтами - пісковиками або грунтами, які мають в складі дрібний щебінь. У такій складній грунті економічно невигідно використовувати цементно-піщаний розчин - виходить перевитрата будівельного матеріалу, а це б'є по гаманцю власників свердловини.
Досить популярні різного роду вспенивающем суміші, істотно розширюються під час застигання розчину. З цими сучасними матеріалами дуже зручно і економічно вигідно працювати, здійснюючи тампонування.
Розчин будь-якого типу повинен відповідати основним технічним вимогам і відрізнятися:
- хорошим зчепленням з будь-якими поверхнями (рідка суміш повинна проникнути в усі порожнечі і міцно скріпитися з обсадної трубою);
- високою міцністю - стійкість до механічних пошкоджень одне з головних умов якісного тампонажу;
- пластичністю (здатністю проникнути в усі технічні порожнечі і виштовхнути звідти промивну рідину).
устаткування
Всі роботи з цементування свердловин мають жорсткі технічні вимоги. Порушення технології на будь-якому етапі призведе до шлюбу. Основну проблему представляє незворотність процесу - неякісне цементування фактично неможливо виправити! Тому для таких робіт наймаються висококваліфіковані фахівці.
Після завершення цементування рекомендується витримати шахту протягом трьох днів і тільки після цього приступати до інших робіт, пов'язаних з монтажем обладнання.
Перераховане обладнання крім змішування розчину і подачі його під високим тиском, дозволяє промити свердловину від залишків грунту і провести цементування поетапно.
На кожному етапі використовується спеціальні пробки і діафрагми, що дозволяють відокремити певний сегмент шахти.
Основні способи
Розроблена технологія тампонування дозволяє використовувати в залежності від умов (глибини шахти, зокрема) і типу грунту три основних способи проведення робіт.
- Закачування прямого типу має на увазі подачу розчину зверху вниз. Під своєю вагою суміш для цементування плавно стікає в затрубний простір. Таке тампонування виконати найлегше. Однак при великій глибині свердловини якість бетонної конструкції може вийти далеко не ідеальним.
- Зворотне цементування - більш поширений метод подачі розчину в шахту. Полягає він в установці діафрагми і подачі рідкого розчину в обсадних труб. Потім під високим тиском в трубу вводиться спеціальна рідина, яка продавлює цемент і виштовхує його за межі труби. Розчин поступово переміщається від низу до верху, утворюючи бетонні стіни.
- Для дуже глибоких свердловин використовується цементування за сегментами. Всі роботи здійснюються в кілька етапів, що дозволяє виключити шлюб.
порядок робіт
Якщо цемент закачується по зворотній схемі (надходить в затрубний простір від низу до верху), роботи виглядають наступним чином:
- в шахту встановлюється діафрагма;
- порція розчину подається в трубу свердловини (кількість визначається попередніми розрахунками глибини з
- урахуванням якості грунту);
- під впливом сили тяжіння розчин проштовхується вниз;
- потім створюється тиск шляхом закачування спеціальної рідини;
- розчин видавлюється за межі труби;
- завершується продавлювання (після короткочасного збільшення тиску, що свідчить про руйнування діафрагми, припиняється закачування рідини);
- свіжий розчин залишається на три доби для схоплювання.
Перерахована послідовність робіт є одним технічним циклом. Такого циклу досить для цементування не надто глибокої свердловини.
Якщо глибина велика, буде потрібно провести ще один додатковий цикл, що складається з подачі, проштовхування, продавлювання та відстоювання готового цементного тампона. При подвійному циклі в тій частині шахти, яку планується зацементувати, встановлюється муфта. Закачування розчину проводиться в обсязі, необхідному для заповнення першої секції труби, зазначеної муфтою. Під впливом тиску муфта сідає на втулку і відкривається наскрізний прохід. Після чого можна приступати до другого циклу.
Якщо цемент подається за прямою схемою, тобто, зверху вниз, роботи виконуються в такому порядку:
- в шахту опускається обсадна колона;
- зверху на неї монтується промивна головка, підключена до бурового насоса;
- шахта очищається від надлишків грунту (він залишається після буріння);
- труба перекривається спеціальним черевиком;
- включається цементносмесітельная техніка і готовий розчин подається по рукаву в простір за трубою;
- розчин поступово під дією власної ваги стікає вниз, виштовхуючи в обсадних труб залишки
- рідини, що використовувалася в свій час для охолодження головки бура;
- готова шахта залишається в спокої для відстоювання на три доби.
Як було сказано вище, такий спосіб цементування підходить виключно для неглибоких (безпроблемних) свердловин. Основну складність тут представляє неможливість контролю моменту досягнення розчином нижньої точки шахти. У разі зворотного подачі (від низу до верху) про заповнення розчином труби свідчить короткочасне підвищення тиску, попереднє руйнування мембрани діафрагми.
Всі нюанси приймання металобрухту розглянуті в нашій статті.
Щоб переконатися в повному висиханні цементу в трубу опускають електронний термометр. Метод особливо інформативний в першу добу після проведення робіт. Вологий розчин значно підвищує температуру навколишнього повітря за рахунок випаровування вологи. Градусник дозволяє по перепаду температур точно встановити висоту схоплювання розчину (кордон між вологим і повністю сухим ділянкою).
Також для визначення якості тампонування застосовується зонд (акустичний локатор).
Він дозволяє виявити порожнечі в бетоні. Це вважається дефектом.
Після повної перевірки обв'язується гирлі свердловини, а за допомогою желонки зі дна видаляються залишки розчину. Потім перевіряється герметичність конструкції. Для цього в трубу свердловини подається вода під високим тиском. Зниження тиску через півгодини на 0,5 мПа (або менше) свідчить про повної герметичності і придатності свердловини до використання. За допомогою цих простих дій, ви зможете забезпечити водопостачання дачі зі свердловини своїми руками.