Phương pháp và công nghệ xi măng giếng khoan: cách chuẩn bị và đổ vữa vữa

Sau khi khoan giếng trong đất cát lỏng lẻo, một giai đoạn bắt đầu nhằm mục đích củng cố các ống vỏ. Đồng thời, thân cây cần được bảo vệ khỏi thiệt hại, nước ngầm hung dữ, ăn mòn và các hiện tượng tiêu cực khác. Đây là một quá trình như giếng xi măng.

Tự mình thực hiện công việc hàn xi măng khá khó khăn, nhưng có thể nếu bạn có kiến ​​thức về công nghệ của sự kiện. Chúng tôi sẽ cho bạn biết lý do tại sao xi măng là cần thiết và những gì bạn cần chú ý khi thực hiện công việc. Để rõ ràng, tài liệu có chứa hình ảnh và video theo chủ đề.

Tại sao xi măng giếng?

Giếng xi măng là một quá trình sau ngay sau khi hoàn thành. hoạt động khoan. Quy trình xi măng bao gồm trong thực tế là bùn xi măng được đưa vào hình khuyên hoặc hình khuyên (nếu vỏ được đặt trong một ống polyetylen rộng hơn), nó cứng lại theo thời gian, tạo thành một lỗ khoan nguyên khối.

Vữa xi măng trong trường hợp này được gọi là vữa vữa vữa, và bản thân quá trình này là cách cắm vào. Một quy trình kỹ thuật phức tạp, được gọi là công nghệ xi măng tốt, đòi hỏi kiến ​​thức nhất định và thiết bị đặc biệt.

Trong hầu hết các trường hợp, nguồn nước có thể được làm sạch bằng tay của bạn, rẻ hơn nhiều so với thu hút các chuyên gia.

Giếng xi măng là một tập hợp các biện pháp nhằm tăng cường các phần phụ và vỏ khỏi áp lực phá hủy bên của đá và tác động của nước ngầm

Thực hiện đúng cách cắm giếng vào nước góp phần:

• đảm bảo sức mạnh của kết cấu giếng;
• bảo vệ tốt khỏi nước ngầm và nước cao;
• tăng cường vỏ và bảo vệ nó khỏi bị ăn mòn;
• tăng tuổi thọ của nguồn nước;
• loại bỏ lỗ chân lông lớn, lỗ rỗng, khoảng trống thông qua đó các hạt không mong muốn có thể xâm nhập vào tầng chứa nước;
• sự dịch chuyển của dung dịch khoan bằng xi măng, nếu lần đầu tiên được sử dụng trong quá trình khoan.

Chất lượng nước sản xuất và đặc tính vận hành của giếng sẽ phụ thuộc vào việc xi măng được thực hiện tốt như thế nào. Xi măng cũng được thực hiện cho các giếng bỏ hoang sẽ không còn được khai thác.

Các bước xi măng nguồn nước

Toàn bộ quá trình xi măng bao gồm một số giai đoạn, mỗi giai đoạn có những sắc thái riêng:

1. Chuẩn bị bùn xi măng để lấp đầy các annulus.
2. Cung cấp xi măng chuẩn bị cho giếng.
3. Bơm vữa vữa vào ống phụ.
4. Thời gian đông cứng của vữa xi măng.
5. Kiểm soát chất lượng xi măng.

Mỗi giai đoạn đòi hỏi phải sử dụng một số công cụ và thiết bị đặc biệt. Việc tính toán các vật liệu cần thiết được thực hiện tốt nhất trước khi bắt đầu phun vữa, bởi vì quá trình cắm phải kéo dài liên tục và ví dụ, nếu bạn không có đủ vữa xi măng, thì điều này sẽ ảnh hưởng tiêu cực đến chất lượng xi măng. Chúng tôi sẽ xem xét các giai đoạn quan trọng nhất chi tiết hơn.

Trong những trường hợp hiếm hoi, tầng ngậm nước không cần xi măng, chúng ta đang nói về giếng, toàn bộ độ sâu đi qua trong đất sét dày đặc

Giai đoạn số 1 - chuẩn bị thiết bị

Tất cả các công việc trên tầng chứa nước xi măng phải được thực hiện đúng theo yêu cầu kỹ thuật, vi phạm sẽ dẫn đến xi măng chất lượng kém.

Khi bắt tay vào việc cắm giếng, bạn nên biết rằng đây là một quá trình không thể đảo ngược, không thể khắc phục bất cứ điều gì sau khi nộp dung dịch vào giếng, do đó, công tác chuẩn bị, cụ thể là, chuẩn bị vữa cho xi măng và lựa chọn thiết bị, phải được tiếp cận một cách có trách nhiệm!

Cách dễ nhất và hiệu quả nhất là thuê thiết bị trên nền tảng phương tiện. Một tổ hợp như vậy sẽ có thể chuẩn bị một vữa xi măng và bơm nó vào giếng dưới áp lực, trong khi một động cơ ô tô mạnh mẽ đóng vai trò là nguồn năng lượng cho thiết bị.

Nếu không thể sử dụng các đơn vị dựa trên một chiếc xe đặc biệt, thì bạn sẽ cần:

• máy trộn để chuẩn bị vữa xi măng;
• bơm cao áp, bơm dung dịch vào giếng;
• đầu xi măng để bơm dung dịch vào giếng;
• cắm phích cắm (số lượng phụ thuộc vào phương pháp xi măng);
• thiết bị nhỏ khác nhau (ống, bể đo).

Là một vòi, nhiều chuyên gia khuyên bạn nên sử dụng vòi chữa cháy linh hoạt thay vì ống nhựa truyền thống có đường kính 32 cm. Nó là phẳng và đi hoàn hảo vào annulus, cung cấp một dòng giải pháp hiệu quả.

Thiết bị cho giếng xi măng là lớn và đòi hỏi một nguồn năng lượng mạnh mẽ, chẳng hạn như máy nén, máy phát điện, truy cập liên tục vào nguồn điện

Giai đoạn số 2 - chuẩn bị giải pháp

Bùn xi măng để tráng xi măng phải đáp ứng một số yêu cầu và có:

• đặc tính kết dính cao với các bề mặt của bất kỳ loại nào;
• cường độ cao sau khi hóa rắn, chống chịu ứng suất cơ học;
• độ dẻo và tính lưu động tốt để lấp đầy tất cả các vết nứt và lỗ rỗng;
• tính trung lập hóa học đối với các lớp đất cắm;
• khả năng chống xói mòn bởi nước ngầm;
• thiếu co ngót trong quá trình đông cứng.

Ngoài ra, giải pháp phải có tính nhất quán đến mức có thể được phân phối mà không gặp vấn đề gì với giếng và được bơm. Dung dịch phải được rửa sạch khỏi thiết bị, không được tích cực hóa học chống lại nó và có hệ số tổn thất tối thiểu trong quá trình vận chuyển đến giếng.

Bùn xi măng được sử dụng phải có cấu trúc đủ lỏng để bơm bằng thiết bị phun và đồng thời có đặc tính cường độ cao

Quá trình chuẩn bị vữa xi măng để cắm bao gồm trộn đều các thành phần tạo nên nó, sau đó đổ nước vào nó, với các chất phụ gia đặc biệt được hòa tan trước đó.

Các giải pháp đơn giản nhất mà bạn có thể tự chuẩn bị là:

1. Xi măng Portland + cát thạch anh (1: 1) + phụ gia đặc biệt và nước cho đến khi đạt được độ đặc mong muốn. Một giải pháp như vậy có mật độ thấp, và việc chuẩn bị nó là khó khăn, bởi vì cát bao gồm trong thành phần thường kết tủa và việc sử dụng một giải pháp trở nên không thể.
2. Xi măng Portland + barit (1.1: 1) + phụ gia và nước đặc biệt. Nhược điểm của giải pháp này là độ bền thấp.
3. Xi măng Portland + phụ. Amiăng (trên đất cát), vật liệu sợi được sử dụng làm chất độn.

Để chuẩn bị hỗn hợp xi măng, tốt nhất nên sử dụng vữa xi măng Portland, một loại xi măng dựa trên silicat.

Xi măng như vậy, tất nhiên, đắt hơn xi măng Portland thông thường, nhưng đặc tính cường độ của nó cao hơn nhiều so với thông thường. Barite là một khoáng chất nặng làm tăng mật độ của dung dịch. Barite có thể được mua tại một cửa hàng phần cứng bán vật liệu xây dựng số lượng lớn.

Bằng các chất phụ gia đặc biệt là một phần của vữa xi măng, chúng tôi hiểu các chất khác nhau mang lại cho các giải pháp tính chất đặc biệt.

Chúng bao gồm:

• thiết lập máy gia tốc xi măng (canxi clorua, tro soda, kali), được sử dụng nếu quá trình xi măng xảy ra ở nhiệt độ dưới +5 độ;
• thiết lập chậmđược sử dụng để ngăn ngừa sự đông cứng nhanh chóng (đó là canxi hoặc natri clorua, natri nitrit, v.v.);
• chất dẻo cho độ nhớt tối ưu (biến tính polymer);
• phụ gia chống băng giá (hợp chất organosilicon, kết hợp với chất hóa dẻo);
• phụ gia hấp thụ độ ẩm (các chất thu được từ các hợp chất thuộc các nhóm đường, axit citric, tartaric và tetraoxyadipic), v.v.

Các chất phụ gia đặc biệt được trộn trong nước, sau đó được sử dụng để điều chế vữa vữa. Trộn dung dịch bằng máy đặc biệt - máy trộn. Đôi khi nhào bằng tay được cho phép, nhưng nó đòi hỏi một số kỹ năng và rất nhiều lao động.

Đá xi măng hình thành trong quá trình làm cứng xi măng Portland có đặc tính cường độ cao, chịu được tải trọng, tác động cơ học.

Giai đoạn số 3 - đổ dung dịch vào giếng

Các phương pháp chính của giếng xi măng là:

• liên tục hoặc một giai đoạn;
• hai giai đoạn;
• vòng bít;
• ngược lại.

Tất cả các phương pháp xi măng giếng nước đều dựa trên một nguyên tắc - bơm vữa vào bể phụ. Đồng thời, việc lựa chọn công nghệ xi măng phụ thuộc vào các điều kiện cụ thể: loại đất, độ sâu giếng, vật liệu vỏ, điều kiện khí hậu và thủy văn của khu vực.

Công nghệ được lựa chọn cắm tốt vào nước nên cung cấp:

• làm đầy các giải pháp với toàn bộ liên kết giếng đến toàn bộ chiều sâu;
• thay thế hoàn toàn chất lỏng xả (nếu có);
• tạo đá xi măng cường độ cao chịu được các ảnh hưởng vật lý, cơ học và hóa học;
• tỷ lệ bám dính cao với thành đất của giếng, ống vỏ.

Đối với giếng sâu, xi măng phân đoạn được sử dụng, tức là không phải toàn bộ thân giếng được tráng xi măng cùng một lúc, mà chỉ các phân đoạn riêng lẻ của nó.

Quá trình này rất phức tạp và thực tế cho thấy gần như không thể tự làm được. Do đó, chúng tôi xem xét chi tiết hơn về công nghệ xi măng một giai đoạn và hai giai đoạn.

Xi măng một giai đoạn hoặc liên tục

Phương pháp này thường được sử dụng để xi măng các tầng chứa nước trong nước. Trong quá trình thực hiện, dung dịch xi măng được bơm vào annulus.

Giải pháp được bơm dưới áp suất sử dụng thiết bị được lắp đặt trên nền tảng của một chiếc xe đặc biệt hoặc văn phòng phẩm gần giếng. Vữa xi măng, dưới trọng lượng riêng của nó, di chuyển đến đế giày giày đế cứng, lấp đầy tất cả các hốc hình khuyên.

Công việc trên xi măng một giai đoạn được thực hiện trong một chu kỳ mà không bị gián đoạn, do đó, cần phải chăm sóc một lượng vữa vữa vừa đủ

Trước khi bắt đầu xi măng xả nước tốtvà sau đó phích cắm thấp hơn được giới thiệu, sẽ hoạt động như một bộ giới hạn. Bơm bê tông được bật và dung dịch cắm bắt đầu được bơm, dưới tác động của nút chai được hạ xuống cho đến khi nó chạm tới giày giày.

Sau khi bơm vữa, phích cắm trên được lắp đặt và hỗn hợp xi măng bắt đầu nén cho đến khi phích cắm trên tiếp giáp với nút dưới. Điều này sẽ có nghĩa là các giải pháp lấp đầy toàn bộ annulus. Việc đầm nén được thực hiện bằng phương pháp rung bằng cách bơm vữa bằng bơm bê tông.

Giếng xi măng được để yên trong 36-48 giờ để hóa rắn hoàn toàn dung dịch. Phương pháp này chỉ phù hợp với các giếng nông, có hình dạng tốt. Nhược điểm của phương pháp này là không có khả năng theo dõi thời điểm khi bùn xi măng chạm đáy giếng.

Hệ thống mồi hai giai đoạn

Phương pháp xi măng này đã được phát triển cho các giếng công nghiệp dầu mỏ. Do thực tế là nó đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị công nghiệp nghiêm trọng (một máy bơm bê tông mạnh mẽ), nó không thường được sử dụng trong việc xây dựng các giếng. Xi măng hai giai đoạn được sử dụng trong các trường hợp sau:

• bộ vữa xi măng nhanh đến mức không thể hoàn thành quá trình xi măng trong một chu kỳ;
• khi bạn muốn làm nổi bật hai phần trong annulus, được phân tách bằng một khoảng cách đáng kể;
• với độ sâu lớn của giếng, khi không thể thực hiện công việc trong một chu kỳ.

Trong các trường hợp khác, việc sử dụng phương pháp hai giai đoạn là không thực tế do độ dài của quá trình và các chỉ số kinh tế.

Xi măng hai giai đoạn dài hơn trong thời gian, vì giai đoạn thứ hai bắt đầu sau khi hóa rắn bùn xi măng của giai đoạn đầu

Nguyên tắc của xi măng hai giai đoạn dựa trên thực tế là xi măng được bơm vào annulus trong hai giai đoạn.

Phần đầu tiên của vữa được tải và vắt.Phích cắm thấp hơn được hạ xuống, do tác động của giải pháp, phích cắm rơi xuống đáy. Phần thứ hai của dung dịch được bơm trong 12-36 giờ, sau khi phần cứng cuối cùng của phần thứ nhất.

Trong thực tế khoan sâu giếng giếng với sự có mặt của các lớp hấp thụ ở phần trên của phần địa chất và trong các trường hợp khác, sử dụng xi măng hai giai đoạn

Việc sử dụng phương pháp cuff

Phương pháp xi măng này được sử dụng nếu chỉ cần tăng cường đỉnh giếng. Trong trường hợp này, nhiệm vụ ban đầu sẽ là xác định mức độ mà việc gắn xi măng sẽ được thực hiện.

Mức được ghi chú trên vỏ bằng cách cài đặt một vòng bít đặc biệt. Phần dưới của căn chỉnh được bảo vệ một cách đáng tin cậy bởi vòng bít khỏi sự xâm nhập của giải pháp cắm.

Các giải pháp được bơm theo cách chính xác giống như với xi măng một giai đoạn. Phương pháp vòng bít được sử dụng nếu phần trên của giếng nằm trên đất cát và phần dưới nằm trên đất sét. Điều này là đủ hiếm, vì vậy phương pháp này chưa tìm thấy ứng dụng rộng rãi.

Quá trình hình thành đá xi măng

Quá trình hình thành đá xi măng bắt đầu ngay sau khi tiêm dung dịch cắm và kéo dài từ 12 đến 36 giờ. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến thời gian đông đặc của vữa đến trạng thái của đá xi măng:

• tính chất của các thành phần tạo nên giải pháp;
• đất, vật liệu vỏ;
• điều kiện thủy văn và khí hậu trên khu vực;
• mật độ tiêm, thực hiện đúng quy trình cắm.

Trong thời gian kiên cố hóa, cần phải rời khỏi giếng khi nghỉ ngơi. Cấm sử dụng dây cáp, xà beng, dây điện để đánh giá chất lượng xi măng, như điều này có thể phá vỡ tính toàn vẹn của đá xi măng kết quả.

Nếu bạn không biết phải mất bao lâu để vữa xi măng được thiết lập hoàn chỉnh, hãy đợi ba ngày và tiến hành các phép đo kiểm soát.

Đánh giá chất lượng xi măng

Điều đáng chú ý: mặc dù thực tế rằng việc đánh giá chất lượng xi măng của tầng ngậm nước là một giai đoạn rất quan trọng, không thể tự mình tiến hành.

Để thực hiện, cần có thiết bị phòng thí nghiệm đặc biệt, điều này rất hiếm ngay cả đối với các tổ chức tham gia khoan.

Nếu bạn vẫn có ý định đánh giá việc cắm được thực hiện, bạn có thể đặt hàng dịch vụ kiểm soát chất lượng theo một trong ba cách sau:

• âm thanh, dựa trên việc khai thác các bức tường của vỏ, tiếp theo là xử lý dữ liệu bằng các chương trình máy tính;
• X quang khi đo bằng thiết bị vô tuyến điện;
• nhiệt, dựa trên nguyên tắc đo nhiệt thoát ra trong quá trình đông cứng vữa xi măng.

Ở nhà, bạn có thể sử dụng phương pháp nhiệt đơn giản bằng cách đo nhiệt độ ở thành giếng. Khi nó đạt đến nhiệt độ không khí xung quanh và trở nên thấp hơn 0,5-1,5 độ, thì chúng ta có thể nói về sự hóa rắn hoàn toàn. Tuy nhiên, ngay cả sau này, nên chờ 2-3 ngày và chỉ sau đó mới đưa giếng vào hoạt động.

Sau khi thử nghiệm xong, đầu giếng được làm sạch từ bùn xi măng bằng cách sử dụng khốn. Sau đó, một thử nghiệm rò rỉ được thực hiện, trong đó nước áp lực cao được bơm vào ống giếng trong 30 phút. Tiêu chí độ kín sẽ là áp suất giảm khoảng 0,3-0,5 MPa. Giếng hiện đã hoàn toàn sẵn sàng để sử dụng.

Việc thắt chặt làm tăng khả năng ghi nợ của giếng, tăng tuổi thọ của dây vỏ, bảo vệ chúng khỏi bị ăn mòn, cũng như chính nguồn nước

Kết luận và video hữu ích về chủ đề này

Trong các video dưới đây, chúng ta đang nói về các giếng trong ngành dầu khí, nhưng nguyên tắc của công nghệ sản xuất cũng giống như đối với các tầng ngậm nước.

Quy trình xi măng một giai đoạn:

Cuff cụ thể sản xuất cụ thể:

Đặc điểm công nghệ của xi măng hai giai đoạn:

Xi măng là một quá trình phức tạp đòi hỏi phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng. Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là không thể tự mình thực hiện. Bằng cách chọn và chuẩn bị chính xác vữa vữa, sử dụng bộ cốt liệu tối thiểu, bạn hoàn toàn có thể tự mình đối phó với công việc.

Trong mọi trường hợp, hoạt động của giếng mà không cần xi măng giếng sẽ không lâu, và chi phí của khoan một nguồn nước mới sẽ không ít.

Nếu sau khi nghiên cứu tài liệu bạn vẫn còn thắc mắc về cách xi măng giếng đúng cách sau khi khoan, hoặc bạn có kiến ​​thức có giá trị về vấn đề này, vui lòng để lại ý kiến ​​của bạn trong khối bên dưới.