Mga pamamaraan at teknolohiya para sa pagsemento ng mga balon: kung paano maghanda at magbuhos ng slurry ng semento

Pagkatapos ng pagbabarena ng isang balon sa maluwag na mabuhangin na mga lupa, nagsisimula ang isang yugto na naglalayong palakasin ang mga tubo ng pambalot.Kasabay nito, ang puno ng kahoy ay dapat protektahan mula sa pinsala, agresibong epekto ng tubig sa lupa, kaagnasan at iba pang negatibong phenomena. Pinag-uusapan natin ang isang proseso tulad ng pagsemento sa mga balon.

Ang pagsasagawa ng pagsemento sa iyong sarili ay medyo mahirap, ngunit posible kung mayroon kang kaalaman tungkol sa mga teknolohiya para sa pagsasagawa ng kaganapan. Sasabihin namin sa iyo kung bakit kailangan mong magsagawa ng pagsemento at kung ano ang kailangan mong bigyang pansin kapag nagsasagawa ng trabaho. Para sa kalinawan, ang materyal ay naglalaman ng mga pampakay na larawan at video.

Bakit magsemento ng balon?

Ang well cementing ay isang proseso na sumusunod kaagad pagkatapos makumpleto mga operasyon sa pagbabarena. Ang pamamaraan ng pagsemento ay binubuo ng pagpapasok ng solusyon ng semento sa annular o annulus (kung ang casing pipe ay inilalagay sa isang mas malawak na polyethylene pipe), na tumitigas sa paglipas ng panahon, na bumubuo ng isang monolithic wellbore.

Ang semento mortar sa kasong ito ay tinatawag na "plugging", at ang proseso mismo ay tinatawag na "plugging". Ang isang kumplikadong proseso ng engineering na tinatawag na well cementing technology ay nangangailangan ng ilang kaalaman at espesyal na kagamitan.

Sa karamihan ng mga kaso, ang mga mapagkukunan ng tubig ay maaaring isaksak gamit ang iyong sariling mga kamay, na mas mura kaysa sa pagkuha ng mga espesyalista.

Ang well cementing ay isang hanay ng mga hakbang na naglalayong palakasin ang annulus at casing mula sa mapanirang lateral pressure ng mga bato at ang mga epekto ng tubig sa lupa

Ang wastong isinagawang pagsasaksak ng mga balon ng tubig ay nakakatulong sa:

• tinitiyak ang lakas ng istraktura ng balon;
• pagprotekta sa balon mula sa tubig sa lupa at ibabaw;
• pagpapalakas ng casing pipe at pagprotekta nito mula sa kaagnasan;
• pagtaas ng buhay ng serbisyo ng pinagmumulan ng tubig;
• pag-aalis ng malalaking pores, voids, gaps kung saan ang mga hindi gustong mga particle ay maaaring makapasok sa aquifer;
• displacement ng pagbabarena putik sa pamamagitan ng semento, kung ang dating ay ginamit sa panahon ng pagbabarena.

Ang kalidad ng ginawang tubig at ang mga katangian ng pagpapatakbo ng balon ay depende sa kung gaano kahusay ang pagsemento. Isinasagawa rin ang pagsemento para sa mga abandonadong balon na hindi na gagana.

Mga yugto ng pagsemento sa pinagmumulan ng tubig

Ang buong proseso ng pagsemento ay binubuo ng ilang mga yugto, ang bawat isa ay may sariling mga nuances:

1. Paghahanda ng slurry ng semento upang punan ang annulus.
2. Supply ng inihandang semento sa balon.
3. Pag-iniksyon ng slurry ng semento sa annulus.
4. Ang panahon ng hardening ng semento mortar.
5. Sinusuri ang kalidad ng sementasyon.

Ang bawat yugto ay nangangailangan ng paggamit ng ilang partikular na kasangkapan at espesyal na kagamitan. Mas mainam na gumawa ng mga kalkulasyon ng mga kinakailangang materyales bago ang simula ng grouting work, dahil Ang proseso ng pag-plug ay dapat tumagal nang tuluy-tuloy at kung, halimbawa, wala kang sapat na cement mortar, ito ay pinaka-negatibong makakaapekto sa kalidad ng pagsemento. Tingnan natin ang pinakamahalagang yugto nang mas detalyado.

Sa mga bihirang kaso, ang mga balon ng aquifer ay hindi nangangailangan ng sementasyon; pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga balon na ang buong lalim ay tumatakbo sa mga siksik na lupang luad.

Stage No. 1 - paghahanda ng kagamitan

Ang lahat ng trabaho sa pagsemento sa mga balon ng aquifer ay dapat na isagawa nang mahigpit alinsunod sa mga teknikal na kinakailangan, ang paglabag nito ay hahantong sa hindi magandang kalidad ng pagsemento.

Kapag nagsimulang magsaksak ng isang balon, dapat mong malaman na ito ay isang hindi maibabalik na proseso; imposibleng iwasto ang anuman pagkatapos na magsimulang maibigay ang solusyon sa annulus ng balon, samakatuwid ang gawaing paghahanda, lalo na ang paghahanda ng isang solusyon para sa pagsemento at pagpili ng kagamitan, ay dapat na lapitan nang responsable hangga't maaari!

Ang pinakamadali at pinakamabisang paraan ay ang pagrenta ng kagamitan sa isang platform ng sasakyan. Ang nasabing kumplikado ay makakapaghanda ng isang solusyon sa semento at ibomba ito sa isang balon sa ilalim ng presyon, habang ang mapagkukunan ng enerhiya para sa pagpapatakbo ng kagamitan ay isang malakas na makina ng sasakyan.

Kung hindi posible ang paggamit ng mga yunit batay sa isang espesyal na sasakyan, kakailanganin mo:

• panghalo para sa paghahanda ng semento mortar;
• isang high-pressure pump na nagbomba ng solusyon sa balon;
• pagsemento ng ulo para sa pumping solution sa balon;
• pagpuno ng mga plugs (ang dami ay depende sa paraan ng pagsemento);
• iba't ibang maliliit na kagamitan (mga hose, mga lalagyan ng pagsukat).

Bilang hose, inirerekomenda ng maraming eksperto ang paggamit ng flexible fire hose sa halip na mga tradisyunal na HDPE pipe na may diameter na 32 cm. Ito ay flat at perpektong akma sa interpipe space, na tinitiyak ang mahusay na supply ng solusyon.

Malaki ang laki ng kagamitan para sa pagsemento ng mga balon at nangangailangan ng malakas na mapagkukunan ng enerhiya, tulad ng compressor, generator, at walang patid na pag-access sa power grid.

Stage No. 2 - paghahanda ng solusyon

Ang slurry ng semento para sa pagsemento sa isang balon ay dapat matugunan ang ilang mga kinakailangan at mayroong:

• mataas na mga katangian ng malagkit na may mga ibabaw ng anumang uri;
• mataas na lakas pagkatapos ng hardening, paglaban sa mekanikal na stress;
• plasticity at magandang pagkalikido upang punan ang lahat ng mga bitak at mga voids;
• neutralidad ng kemikal na may kaugnayan sa mga tamponed na layer ng lupa;
• paglaban sa pagguho ng tubig sa lupa;
• walang pag-urong sa panahon ng hardening.

Gayundin, ang solusyon ay dapat magkaroon ng isang pare-pareho na ito ay madaling maihatid sa balon at iniksyon. Ang solusyon ay dapat na madaling mahugasan mula sa kagamitan, hindi agresibo sa kemikal at may pinakamababang pagkawala ng koepisyent sa panahon ng transportasyon patungo sa balon.

Ang solusyon sa grouting na ginamit ay dapat na may sapat na likidong istraktura para sa pumping na may kagamitan sa pag-iniksyon at sa parehong oras ay may mga katangian ng mataas na lakas

Ang proseso ng paghahanda ng mortar ng semento para sa tamponing ay binubuo ng pantay na paghahalo ng mga sangkap na kasama sa komposisyon nito, na sinusundan ng pagbuhos ng tubig dito na may mga espesyal na additives na dati nang natunaw dito.

Ang pinakasimpleng solusyon na maaari mong ihanda sa iyong sarili ay:

1. Portland cement + quartz sand (1:1) + espesyal na additives at tubig hanggang sa makuha ang kinakailangang consistency. Ang solusyon na ito ay may mababang density, at ang paghahanda nito ay mahirap, dahil ang buhangin na kasama sa komposisyon ay madalas na namuo at ang paggamit ng solusyon ay nagiging imposible.
2. Portland cement + barite (1.1:1) + espesyal na additives at tubig. Ang kawalan ng solusyon na ito ay ang mababang lakas nito.
3. Portland semento + tagapuno. Ang asbestos (sa mabuhangin na mga lupa) at fibrous na materyales ay ginagamit bilang mga tagapuno.

Upang ihanda ang sementitious mixture, pinakamahusay na gumamit ng Portland cement cement, na isang uri ng silicate-based na semento.

Ang nasabing semento, siyempre, ay mas mahal kaysa sa ordinaryong semento ng Portland, ngunit ang mga katangian ng lakas nito ay mas mataas kaysa sa ordinaryong semento. Ang Barite ay isang mabigat na mineral na nagpapataas ng density ng solusyon. Maaari kang bumili ng barite sa isang tindahan ng hardware na nagbebenta ng maramihang materyales sa gusali.

Ang mga espesyal na additives na kasama sa mga cementitious na solusyon ay nangangahulugang iba't ibang mga sangkap na nagbibigay sa solusyon ng mga espesyal na katangian.

Kabilang dito ang:

• pagtatakda ng mga accelerator semento (calcium chloride, soda ash, potash), ginagamit kung ang sementasyon ay nangyayari sa mga temperatura sa ibaba +5 degrees;
• mga retarder, ginagamit upang maiwasan ang mabilis na hardening (ito ay calcium o sodium chlorides, sodium nitrite, atbp.);
• mga plasticizer upang makakuha ng pinakamainam na lagkit (polymer modifier);
• frost-resistant additives (organosilicon compounds na isinama sa plasticizers);
• desiccant additives (mga sangkap na nakuha mula sa mga compound na kabilang sa mga pangkat ng asukal, sitriko, tartaric at tetraoxyadipic acid), atbp.

Ang mga espesyal na additives ay pinaghalo sa tubig, na kung saan ay kasunod na ginagamit upang maghanda ng slurry ng semento. Ang solusyon ay halo-halong gamit ang mga espesyal na makina - mga mixer. Minsan pinapayagan ang manu-manong pagmamasa, ngunit nangangailangan ito ng ilang kasanayan at maraming paggawa.

Ang semento na bato na nabuo sa panahon ng hardening ng Portland semento ay may mataas na lakas ng mga katangian at maaaring makatiis ng mga karga, mekanikal at pisikal na stress.

Stage No. 3 - pagbuhos ng solusyon sa balon

Ang mga pangunahing paraan ng pagsemento ng mga balon ay:

• tuloy-tuloy o solong yugto;
• dalawang yugto;
• sampal;
• ang kabaliktaran.

Ang lahat ng mga paraan ng pagsemento sa mga balon ng tubig ay batay sa isang prinsipyo - pumping cement slurry sa annulus. Kasabay nito, ang pagpili ng teknolohiya ng pagsemento ay nakasalalay sa mga tiyak na kondisyon: uri ng lupa, lalim ng balon, materyal ng casing pipe, klimatiko at hydrogeological na kondisyon ng lugar.

Dapat tiyakin ng napiling teknolohiya sa pag-plug ng balon ng tubig:

• pinupuno ang buong seksyon ng balon ng solusyon sa buong lalim;
• ganap na palitan ang flushing liquid (kung mayroon man);
• paglikha ng mataas na lakas na bato ng semento, lumalaban sa pisikal, mekanikal at kemikal na mga impluwensya;
• mataas na rate ng pagdirikit sa mga dingding ng lupa ng balon at mga tubo ng pambalot.

Para sa mga malalim na balon, ginagamit ang segmental cementing, i.e. Hindi ang buong seksyon ng balon ay nasemento nang sabay-sabay, ngunit ang mga indibidwal na bahagi lamang nito.

Ang prosesong ito ay napakasalimuot at ipinapakita ng kasanayan na halos imposibleng gawin ito sa iyong sarili. Samakatuwid, titingnan natin ang teknolohiya ng isa at dalawang yugto at pagsemento ng manggas.

Single-stage o tuloy-tuloy na pagsemento

Ang pamamaraang ito ay kadalasang ginagamit para sa pagsemento sa mga balon ng domestic aquifer. Sa panahon ng pagpapatupad nito, ang solusyon sa pagsemento ay pumped sa annulus.

Ang solusyon ay pumped sa ilalim ng presyon gamit ang kagamitan na naka-install sa platform ng isang espesyal na sasakyan o permanenteng malapit sa balon. Ang solusyon sa pagsemento, sa ilalim ng sarili nitong timbang, ay gumagalaw sa base na "sapatos" ng pambalot, pinupuno ang lahat ng mga annular cavity.

Isinasagawa ang single-stage cementing work sa isang cycle nang walang mga pagkaantala, kaya kinakailangang alagaan ang sapat na dami ng slurry ng semento

Bago simulan ang pagsemento sa trabaho, ito ay isinasagawa paglilinis ng mabuti, at pagkatapos ay ipinasok ang isang mas mababang plug, na magsisilbing limiter. Ang kongkretong bomba ay nakabukas at ang pumping ng plugging solution ay nagsisimula, sa ilalim ng impluwensya kung saan ang plug ay ibinababa hanggang sa maabot nito ang "sapatos" ng casing.

Pagkatapos pumping ang solusyon, ang itaas na plug ay naka-install at compaction ng semento pinaghalong magsisimula hanggang sa itaas na plug rests laban sa mas mababang isa. Nangangahulugan ito na napuno ng solusyon ang buong annulus. Isinasagawa ang compaction gamit ang isang vibrating press gamit ang isang kongkretong bomba upang i-bomba ang solusyon.

Ang sementadong balon ay iniiwan nang mag-isa sa loob ng 36-48 oras para tuluyang tumigas ang solusyon. Ang pamamaraang ito ay angkop lamang para sa mababaw, pantay na hugis ng mga balon. Ang kawalan ng pamamaraang ito ay ang kawalan ng kakayahan na subaybayan ang sandali kapag ang slurry ng semento ay umabot sa ilalim na punto ng pagkakahanay ng balon.

Dalawang yugto ng sistema ng pagpuno

Ang pamamaraang ito ng pagsemento ay binuo para sa mga balon sa industriya ng langis. Dahil sa ang katunayan na ito ay nangangailangan ng paggamit ng mga seryosong pang-industriya na kagamitan (isang malakas na kongkretong bomba), hindi ito madalas na ginagamit sa pagbuo ng balon. Ang dalawang yugto ng pagsemento ay ginagamit sa mga sumusunod na kaso:

• ang semento mortar ay nagtakda nang napakabilis na ang pagsemento ay hindi makumpleto sa isang ikot;
• kapag kinakailangan na pumili ng dalawang seksyon sa annulus na pinaghihiwalay ng isang makabuluhang distansya;
• sa sobrang lalim ng balon, kapag imposibleng magsagawa ng trabaho sa isang cycle.

Sa ibang mga kaso, ang paggamit ng isang dalawang yugto na pamamaraan ay hindi praktikal dahil sa tagal ng proseso at mga tagapagpahiwatig ng ekonomiya.

Ang dalawang yugto ng pagsemento ay mas matagal, dahil ang pangalawang yugto ay nagsisimula pagkatapos na ang semento slurry ng unang yugto ay ganap na tumigas

Ang prinsipyo ng dalawang yugto ng pagsemento ay batay sa katotohanan na ang semento ay pumped sa annulus sa dalawang yugto.

Ang unang bahagi ng semento slurry ay ikinarga at pinindot. Ang ilalim na plug ay ibinaba, na, sa pamamagitan ng pagkilos ng solusyon, ang plug ay lumulubog sa ilalim. Ang ikalawang bahagi ng solusyon ay pumped 12-36 oras pagkatapos ng unang bahagi ay ganap na tumigas.

Sa pagsasagawa ng malalim na pagbabarena ng mga balon ng artesian sa pagkakaroon ng mga sumisipsip na mga layer sa itaas na bahagi ng seksyon ng geological at sa iba pang mga kaso, ginagamit ang dalawang yugto ng pagsemento

Application ng cuff method

Ang pamamaraang ito ng pagsemento ay ginagamit kung ang tuktok na bahagi lamang ng balon ay kailangang palakasin. Sa kasong ito, ang unang gawain ay upang matukoy ang antas kung saan isasagawa ang pagsemento.

Ang antas ay minarkahan kasama ang pambalot sa pamamagitan ng pag-install ng isang espesyal na kwelyo. Ang ibabang bahagi ng balbula ay mapagkakatiwalaan na protektado ng isang cuff mula sa pagtagos ng plugging solution.

Ang solusyon ay pumped sa eksaktong parehong paraan tulad ng sa panahon ng single-stage cementing. Ginagamit ang cuff method kung ang itaas na bahagi ng balon ay matatagpuan sa mabuhangin na lupa, at ang ibabang bahagi ay matatagpuan sa clayey soils. Ito ay medyo bihira, kaya ang pamamaraang ito ay hindi malawakang ginagamit.

Ang proseso ng pagbuo ng semento na bato

Ang proseso ng pagbuo ng semento na bato ay nagsisimula kaagad pagkatapos ng pumping ng plugging solution at tumatagal mula 12 hanggang 36 na oras. Ang mga pangunahing kadahilanan na nakakaimpluwensya sa tagal ng hardening ng solusyon sa estado ng semento na bato:

• mga katangian ng mga sangkap na kasama sa solusyon;
• mga lupa, materyal na pambalot;
• hydrogeological at klimatiko na kondisyon sa site;
• density ng iniksyon, tamang pagpapatupad ng proseso ng plugging.

Sa panahon ng hardening, kinakailangang iwanan ang balon sa pahinga. Ipinagbabawal ang paggamit ng mga cable, crowbars, o wires upang masuri ang kalidad ng sementasyon, dahil ito ay maaaring makompromiso ang integridad ng nagresultang bato ng semento.

Kung hindi mo alam kung gaano katagal bago ganap na maitakda ang mortar ng semento, maghintay ng tatlong araw at simulan ang pagkuha ng mga pagsukat ng kontrol.

Pagtatasa ng kalidad ng sementasyon

Ito ay nagkakahalaga ng pagpuna: sa kabila ng katotohanan na ang pagtatasa ng kalidad ng sementasyon ng mga balon ng aquifer ay isang napakahalagang hakbang, imposibleng isagawa ito nang nakapag-iisa.

Upang maisakatuparan ito, kinakailangan ang mga espesyal na kagamitan sa laboratoryo, na napakabihirang kahit na sa mga organisasyong kasangkot sa pagbabarena.

Kung balak mo pa ring suriin ang ginawang tamponing, maaari kang mag-order ng serbisyo sa pagkontrol sa kalidad sa isa sa tatlong paraan:

• acoustic, batay sa pag-tap sa mga dingding ng casing, na may kasunod na pagproseso ng nakuha na data ng mga programa sa computer;
• radiological, kapag sinusukat gamit ang mga radio device;
• thermal, batay sa prinsipyo ng pagsukat ng init na nabuo kapag tumigas ang mortar ng semento.

Sa bahay, maaari mong gamitin ang isang pinasimple na paraan ng thermal sa pamamagitan ng pagsukat ng temperatura sa mga dingding ng balon. Kapag ito ay naging katumbas ng nakapalibot na temperatura ng hangin at nagiging 0.5-1.5 degrees na mas mababa, pagkatapos ay maaari nating pag-usapan ang kumpletong hardening. Gayunpaman, kahit na pagkatapos nito, inirerekumenda na maghintay ng 2-3 araw at pagkatapos lamang ilagay ang balon sa operasyon.

Pagkatapos makumpleto ang inspeksyon, ang wellhead ay aalisin ng mga residu ng slurry ng semento gamit mga bailer. Pagkatapos ay isinasagawa ang isang pagsusuri sa pagtagas sa pamamagitan ng pagbomba ng tubig sa ilalim ng mataas na presyon sa tubo ng balon sa loob ng 30 minuto. Ang criterion para sa tightness ay ang pagbaba ng pressure ng humigit-kumulang 0.3-0.5 MPa. Ang balon ay handa na ngayong gamitin.

Ang higpit ng pag-plug ay nagpapataas ng daloy ng balon, pinatataas ang buhay ng serbisyo ng mga haligi ng pambalot, pinoprotektahan ang mga ito mula sa kaagnasan, pati na rin ang pinagmumulan ng tubig mismo

Mga konklusyon at kapaki-pakinabang na video sa paksa

Ang mga video sa ibaba ay tungkol sa mga balon sa industriya ng langis at gas, ngunit ang prinsipyo ng teknolohiya ng trabaho ay kapareho ng para sa mga balon na nagdadala ng tubig.

Pamamaraan para sa isang yugto ng pagsemento ng balon:

Mga detalye ng paggawa ng lip cementation:

Mga teknolohikal na tampok ng dalawang yugto ng pagsemento:

Ang pagsemento ay isang kumplikadong proseso na nangangailangan ng paggamit ng mga espesyal na kagamitan. Gayunpaman, hindi ito nangangahulugan na imposibleng gawin ito sa iyong sarili. Sa pamamagitan ng pagpili at wastong paghahanda ng solusyon sa grouting, gamit ang isang minimum na hanay ng mga yunit, madali mong mahawakan ang trabaho sa iyong sarili.

Sa anumang kaso, ang pagpapatakbo ng isang balon nang walang pagpapalakas ng bariles na may semento ay hindi magtatagal, at ang mga gastos pagbabarena ng bagong pinagmumulan ng tubig ay hindi bababa.

Kung, pagkatapos pag-aralan ang materyal, mayroon ka pa ring mga tanong tungkol sa kung paano maayos na pagsemento ang isang balon pagkatapos ng pagbabarena, o mayroon kang mahalagang kaalaman sa isyung ito, mangyaring iwanan ang iyong mga komento sa bloke sa ibaba.