Kuyuların çimentolanması için yöntemler ve teknolojiler: çimento bulamacı nasıl hazırlanır ve dökülür

Gevşek kumlu toprakta kuyu açıldıktan sonra muhafaza borularının güçlendirilmesine yönelik bir aşama başlar.Aynı zamanda gövde hasardan, yeraltı suyunun agresif etkilerinden, korozyondan ve diğer olumsuz olaylardan korunmalıdır. Kuyuların çimentolanması gibi bir süreçten bahsediyoruz.

Çimentolama işini kendi başınıza yapmak oldukça zordur, ancak etkinliği gerçekleştirmeye yönelik teknolojiler hakkında bilginiz varsa bu mümkündür. Neden çimentolama yapmanız gerektiğini ve iş yaparken nelere dikkat etmeniz gerektiğini size anlatacağız. Netlik sağlamak için materyal tematik fotoğraflar ve videolar içerir.

Neden bir kuyuyu çimentolamalı?

Kuyu çimentolama, tamamlandıktan hemen sonra takip eden bir süreçtir sondaj işlemleri. Çimentolama prosedürü, zamanla sertleşerek monolitik bir kuyu deliği oluşturan halka veya halka içine (muhafaza borusu daha geniş bir polietilen boruya yerleştirilirse) bir çimento çözeltisinin dahil edilmesinden oluşur.

Bu durumda çimento harcına "tapalama", işlemin kendisine ise "tapalama" denir. Kuyu çimentolama teknolojisi olarak adlandırılan karmaşık bir mühendislik süreci, belirli bilgi ve özel ekipman gerektirir.

Çoğu durumda, su kaynakları kendi ellerinizle kapatılabilir ve bu, uzmanların işe alınmasından çok daha ucuzdur.

Kuyu çimentolama, halkayı ve mahfazayı kayaların yıkıcı yanal basıncından ve yeraltı suyunun etkilerinden güçlendirmeyi amaçlayan bir dizi önlemdir.

Su kuyularının doğru şekilde tıkanması aşağıdakilere katkıda bulunur:

• kuyu yapısının gücünün sağlanması;
• kuyunun yer altı ve yüzey sularından korunması;
• mahfaza borusunun güçlendirilmesi ve korozyondan korunması;
• su kaynağının servis ömrünün arttırılması;
• istenmeyen parçacıkların akifere girebileceği büyük gözeneklerin, boşlukların ve boşlukların ortadan kaldırılması;
• Sondaj sırasında kullanılmışsa, sondaj çamurunun çimento ile yer değiştirmesi.

Üretilen suyun kalitesi ve kuyunun işletme özellikleri çimentolamanın ne kadar iyi yapıldığına bağlı olacaktır. Artık faaliyette olmayacak terkedilmiş kuyulara da çimentolama yapılıyor.

Bir su kaynağını çimentolama aşamaları

Tüm çimentolama süreci, her biri kendi nüanslarına sahip olan birkaç aşamadan oluşur:

1. Halkayı doldurmak için çimento bulamacının hazırlanması.
2. Kuyuya hazırlanmış çimento temini.
3. Halka içine çimento bulamacının enjekte edilmesi.
4. Çimento harcının sertleşme süresi.
5. Çimentolama kalitesinin kontrol edilmesi.

Her aşama belirli aletlerin ve özel ekipmanların kullanılmasını gerektirir. Derz dolgu çalışmalarına başlamadan önce gerekli malzemelerin hesaplamalarını yapmak daha iyidir, çünkü Tıkama işlemi sürekli devam etmelidir ve örneğin yeterli çimento harcınız yoksa bu, çimentolama kalitesini en olumsuz şekilde etkileyecektir. En önemli aşamalara daha ayrıntılı olarak bakalım.

Nadir durumlarda akifer kuyuları sementasyon gerektirmez; tüm derinliği yoğun killi topraklarda olan kuyulardan bahsediyoruz

Aşama No. 1 - ekipmanın hazırlanması

Akifer kuyularının çimentolanmasıyla ilgili tüm çalışmalar, teknik gerekliliklere kesinlikle uygun olarak yapılmalı ve bunların ihlali, düşük kaliteli çimentolamaya yol açacaktır.

Kuyu tıkama işlemine başladığınızda bunun geri dönüşü olmayan bir süreç olduğunu bilmelisiniz; kuyu halkasına solüsyon verilmeye başlandıktan sonra herhangi bir şeyin düzeltilmesi mümkün değildir, dolayısıyla hazırlık çalışması yani solüsyonun hazırlanması gerekmektedir. çimentolama ve ekipman seçimine mümkün olduğunca sorumlu bir şekilde yaklaşılmalıdır!

En kolay ve etkili yol, araç platformu üzerinden ekipman kiralamaktır. Böyle bir kompleks, bir çimento çözeltisi hazırlayabilecek ve bunu basınç altında bir kuyuya pompalayabilecek, ekipmanı çalıştırmak için gereken enerji kaynağı ise güçlü bir otomobil motoru olacaktır.

Özel bir araca dayalı birimlerin kullanılması mümkün değilse, ihtiyacınız olacak:

• çimento harcı hazırlamak için karıştırıcı;
• kuyuya çözelti pompalayan yüksek basınçlı bir pompa;
• kuyuya çözelti pompalamak için çimentolama kafası;
• doldurma tapaları (miktarı çimentolama yöntemine bağlıdır);
• çeşitli küçük ekipmanlar (hortumlar, ölçüm kapları).

Hortum olarak birçok uzman, 32 cm çapındaki geleneksel HDPE borular yerine esnek yangın hortumu kullanılmasını önermektedir. Düzdür ve borular arası alana mükemmel bir şekilde yerleşerek çözümün etkili bir şekilde tedarik edilmesini sağlar.

Kuyuların çimentolanması için kullanılan ekipmanın boyutu büyüktür ve kompresör, jeneratör ve elektrik şebekesine kesintisiz erişim gibi güçlü bir enerji kaynağı gerektirir.

Aşama No. 2 - çözümün hazırlanması

Bir kuyuyu çimentolamak için kullanılan çimento bulamacı bir takım gereksinimleri karşılamalı ve aşağıdaki özelliklere sahip olmalıdır:

• her türlü yüzeyde yüksek yapışma özellikleri;
• sertleştikten sonra yüksek mukavemet, mekanik strese karşı direnç;
• tüm çatlakları ve boşlukları dolduracak esneklik ve iyi akışkanlık;
• tamponlanmış toprak katmanlarına göre kimyasal nötrlük;
• yeraltı suyunun neden olduğu erozyona karşı direnç;
• sertleşme sırasında büzülme olmaz.

Ayrıca çözeltinin kuyuya kolayca ulaştırılıp enjekte edilebilecek kıvamda olması gerekir. Çözelti ekipmandan kolayca yıkanmalı, ona karşı kimyasal olarak agresif olmamalı ve kuyuya nakliye sırasında minimum kayıp katsayısına sahip olmalıdır.

Kullanılan enjeksiyon çözeltisinin, enjeksiyon ekipmanıyla pompalamaya uygun, yeterince sıvı bir yapıya sahip olması ve aynı zamanda yüksek mukavemet özelliklerine sahip olması gerekir.

Tamponlama için çimento harcı hazırlama işlemi, bileşiminde bulunan bileşenlerin eşit şekilde karıştırılmasından ve ardından daha önce içinde çözünmüş özel katkı maddeleri ile suyun içine dökülmesinden oluşur.

Kendiniz hazırlayabileceğiniz en basit çözümler şunlardır:

1. Portland çimentosu + kuvars kumu (1:1) + özel katkı maddeleri ve su ile istenilen kıvam elde edilene kadar karıştırılır. Bu çözeltinin yoğunluğu düşüktür ve hazırlanması zordur çünkü bileşime dahil edilen kum sıklıkla çöker ve çözeltinin kullanımı imkansız hale gelir.
2. Portland çimentosu + barit (1.1:1) + özel katkı maddeleri ve su. Bu çözümün dezavantajı düşük mukavemetidir.
3. Portland çimentosu + dolgu maddesi. Dolgu maddesi olarak asbest (kumlu topraklarda) ve lifli malzemeler kullanılır.

Çimentolu karışımı hazırlamak için bir tür silikat bazlı çimento olan Portland çimento çimentosu kullanmak en iyisidir.

Bu tür çimento elbette sıradan Portland çimentosundan daha pahalıdır, ancak mukavemet özellikleri sıradan çimentonunkinden çok daha yüksektir. Barit, çözeltinin yoğunluğunu artıran ağır bir mineraldir. Barit'i toplu inşaat malzemeleri satan bir hırdavatçıdan satın alabilirsiniz.

Çimentolu çözeltilerin içerdiği özel katkı maddeleri, çözeltiye özel özellikler kazandıran çeşitli maddeler anlamına gelir.

Bunlar şunları içerir:

• hızlandırıcıları ayarlama +5 derecenin altındaki sıcaklıklarda sementasyon meydana gelirse kullanılan çimento (kalsiyum klorür, soda külü, potas);
• geciktiricilerhızlı sertleşmeyi önlemek için kullanılır (bunlar kalsiyum veya sodyum klorürler, sodyum nitrit vb.);
• plastikleştiriciler optimal viskoziteyi elde etmek için (polimer değiştiriciler);
• donmaya dayanıklı katkı maddeleri (plastikleştiricilerle birleştirilmiş organosilikon bileşikleri);
• kurutucu katkı maddeleri (şeker, sitrik, tartarik ve tetraoksiadipik asit gruplarına ait bileşiklerden elde edilen maddeler), vb.

Daha sonra çimento bulamacı hazırlamak için kullanılan suya özel katkı maddeleri karıştırılır. Çözelti özel makineler - karıştırıcılar kullanılarak karıştırılır. Bazen elle yoğurmaya izin verilir, ancak bu biraz beceri ve çok fazla emek gerektirir.

Portland çimentosunun sertleşmesi sırasında oluşan çimento taşı yüksek mukavemet özelliklerine sahiptir ve yüklere, mekanik ve fiziksel strese dayanabilir.

Aşama No. 3 - çözeltinin kuyuya dökülmesi

Kuyuları çimentolamanın ana yöntemleri şunlardır:

• sürekli veya tek kademeli;
• iki aşamalı;
• manşet;
• tam tersi.

Su kuyularını çimentolamanın tüm yöntemleri tek bir prensibe dayanmaktadır - çimento bulamacının halka içine pompalanması. Aynı zamanda çimentolama teknolojisinin seçimi özel koşullara bağlıdır: toprak tipi, kuyu derinliği, kaplama borusu malzemesi, bölgenin iklimsel ve hidrojeolojik koşulları.

Seçilen su kuyusu tıkama teknolojisi şunları sağlamalıdır:

• kuyu bölümünün tamamının tam derinliğe kadar solüsyonla doldurulması;
• yıkama sıvısını (varsa) tamamen boşaltın;
• fiziksel, mekanik ve kimyasal etkilere dayanıklı, yüksek mukavemetli çimento taşının oluşturulması;
• kuyu ve muhafaza borularının toprak duvarlarına yüksek oranda yapışma.

Derin kuyular için segmental çimentolama kullanılır, yani. Kuyu bölümünün tamamı aynı anda çimentolanmaz, yalnızca bireysel bölümleri çimentolanır.

Bu süreç çok karmaşıktır ve pratik, bunu kendi başınıza yapmanın neredeyse imkansız olduğunu göstermektedir. Bu nedenle tek ve iki aşamalı ve manşon çimentolama teknolojisine daha yakından bakacağız.

Tek aşamalı veya sürekli çimentolama

Bu yöntem çoğunlukla evsel akifer kuyularının çimentolanması için kullanılır. Uygulaması sırasında çimentolama çözeltisi halka içine pompalanır.

Çözelti, özel bir aracın platformuna veya kalıcı olarak kuyunun yakınına monte edilen ekipman kullanılarak basınç altında pompalanır. Çimentolama çözeltisi, kendi ağırlığı altında, tüm halka şeklindeki boşlukları doldurarak kasanın taban "ayakkabısına" doğru hareket eder.

Tek aşamalı çimentolama işi kesintisiz olarak tek döngüde gerçekleştirilir, bu nedenle yeterli miktarda çimento bulamacına dikkat edilmesi gerekir.

Çimentolama işine başlamadan önce gerçekleştirilir. kuyu temizliğive ardından sınırlayıcı görevi görecek bir alt tapa takılır. Beton pompası açılır ve tıkacın etkisi altında mahfazanın "ayakkabısına" ulaşana kadar indirilen tıkaç çözeltisinin pompalanması başlar.

Çözeltiyi pompaladıktan sonra üst tapa takılır ve üst tapa alt tapaya dayanıncaya kadar çimento karışımının sıkıştırılması başlar. Bu, çözümün tüm halkayı doldurduğu anlamına gelecektir. Sıkıştırma, çözeltiyi pompalamak için bir beton pompası kullanılarak titreşimli bir pres kullanılarak gerçekleştirilir.

Çimentolu kuyu, çözeltinin tamamen sertleşmesi için 36-48 saat yalnız bırakılır. Bu yöntem yalnızca sığ, eşit şekilli kuyular için uygundur. Bu yöntemin dezavantajı, çimento bulamacının kuyu hizalamasının en alt noktasına ulaştığı anın izlenememesidir.

İki aşamalı dolum sistemi

Bu çimentolama yöntemi petrol endüstrisi kuyuları için geliştirilmiştir. Ciddi endüstriyel ekipman (güçlü bir beton pompası) kullanımını gerektirdiğinden kuyu inşaatlarında sıklıkla kullanılmaz. İki aşamalı çimentolama aşağıdaki durumlarda kullanılır:

• çimento harcı o kadar hızlı sertleşiyor ki çimentolama tek bir döngüde tamamlanamıyor;
• halka içinde önemli bir mesafeyle ayrılmış iki bölümün seçilmesi gerektiğinde;
• tek bir döngüde iş yapmanın imkansız olduğu kuyunun büyük derinliğinde.

Diğer durumlarda, sürecin süresi ve ekonomik göstergeler nedeniyle iki aşamalı yöntemin kullanılması pratik değildir.

İki aşamalı çimentolama daha uzun sürer çünkü ikinci aşama, birinci aşamadaki çimento harcı tamamen sertleştikten sonra başlar.

İki aşamalı çimentolamanın prensibi, çimentonun halka içine iki aşamada pompalanması esasına dayanır.

Çimento bulamacının ilk kısmı yüklenir ve preslenir. Alt tapa alçaltılır, bu da çözümün etkisiyle tapanın dibe batmasını sağlar. Çözeltinin ikinci kısmı, birinci kısmın tamamen sertleşmesinden 12-36 saat sonra pompalanır.

Jeolojik bölümün üst kısmında emici katmanların varlığında artezyen kuyularının derin sondajı uygulamasında ve diğer durumlarda iki aşamalı çimentolama kullanılır.

Manşet yönteminin uygulanması

Bu çimentolama yöntemi, kuyunun yalnızca üst kısmının güçlendirilmesi gerekiyorsa kullanılır. Bu durumda ilk iş çimentolamanın hangi seviyeye kadar gerçekleştirileceğini belirlemek olacaktır.

Seviye, özel bir yaka takılarak kasa boyunca işaretlenir. Valfin alt kısmı, bir manşet tarafından tıkama solüsyonunun nüfuz etmesine karşı güvenilir bir şekilde korunur.

Çözelti, tek aşamalı çimentolamada olduğu gibi tamamen aynı şekilde pompalanır. Kuyunun üst kısmı kumlu topraklarda, alt kısmı ise killi topraklarda bulunuyorsa manşet yöntemi kullanılır. Bu oldukça nadirdir, bu nedenle bu yöntem yaygın olarak kullanılmamaktadır.

Çimento taşı oluşum süreci

Çimento taşı oluşumu süreci, tıkaç solüsyonunun pompalanmasından hemen sonra başlar ve 12 ila 36 saat sürer. Çözeltinin çimento taşı durumuna kadar sertleşme süresini etkileyen ana faktörler:

• çözüme dahil edilen bileşenlerin özellikleri;
• topraklar, kaplama malzemesi;
• sahadaki hidrojeolojik ve iklim koşulları;
• Enjeksiyon yoğunluğu, tıkama işleminin doğru uygulanması.

Sertleşme döneminde kuyuyu dinlenmeye bırakmak gerekir. Simantasyonun kalitesini değerlendirmek için kablo, levye veya tel kullanmak yasaktır çünkü bu, ortaya çıkan çimento taşının bütünlüğünü tehlikeye atabilir.

Çimento harcının tamamen priz almasının ne kadar süreceğini bilmiyorsanız üç gün bekleyip kontrol ölçümlerine başlayın.

Simantasyon kalite değerlendirmesi

Şunu belirtmekte fayda var: Akifer kuyularının sementasyon kalitesinin değerlendirilmesi çok önemli bir adım olmasına rağmen, bunu bağımsız olarak gerçekleştirmek imkansızdır.

Bunu gerçekleştirmek için sondajla uğraşan kuruluşlar arasında bile çok nadir görülen özel laboratuvar ekipmanı gereklidir.

Eğer hala yapılan tamponlamayı değerlendirmeyi düşünüyorsanız, üç yoldan biriyle kalite kontrol hizmeti sipariş edebilirsiniz:

• akustik, kasanın duvarlarına dokunulmasına ve elde edilen verilerin daha sonra bilgisayar programları tarafından işlenmesine dayanmaktadır;
• radyolojik, radyo cihazları kullanılarak ölçüm yapılırken;
• termal, çimento harcı sertleştiğinde ortaya çıkan ısının ölçülmesi prensibine dayanır.

Evde kuyu duvarlarındaki sıcaklığı ölçerek basitleştirilmiş bir termal yöntem kullanabilirsiniz. Çevre hava sıcaklığına eşitlenip 0,5-1,5 derece düştüğünde tam sertleşmeden bahsedebiliriz. Ancak bundan sonra bile 2-3 gün beklenmesi ve ancak o zaman kuyunun işletmeye alınması tavsiye edilir.

Muayene tamamlandıktan sonra kuyu başı çimento bulamacı kalıntılarından temizlenir. kazanlar. Daha sonra kuyu borusuna 30 dakika boyunca yüksek basınç altında su pompalanarak sızdırmazlık testi yapılır. Sızdırmazlık kriteri, basınçta yaklaşık 0,3-0,5 MPa'lık bir azalma olacaktır. Kuyu artık tamamen kullanıma hazır.

Tıkanmanın sıkılığı kuyunun akış hızını arttırır, muhafaza kolonlarının ömrünü uzatır, onları korozyondan ve su kaynağının kendisinden korur

Konuyla ilgili sonuçlar ve faydalı videolar

Aşağıdaki videolar petrol ve gaz endüstrisindeki kuyularla ilgilidir ancak çalışma teknolojisinin prensibi su taşıyan kuyularla aynıdır.

Tek aşamalı kuyu çimentolama prosedürü:

Dudak sementasyonu üretiminin özellikleri:

İki aşamalı çimentolamanın teknolojik özellikleri:

Çimentolama, özel ekipmanların kullanılmasını gerektiren karmaşık bir işlemdir. Ancak bu, bunu kendi başınıza yapmanın imkansız olduğu anlamına gelmez. Minimum sayıda ünite kullanarak derz dolgu çözümünü seçip doğru şekilde hazırlayarak işi kendiniz kolayca halledebilirsiniz.

Her halükarda, namluyu çimento ile güçlendirmeden kuyunun işletilmesi uzun sürmeyecek ve maliyetler yeni bir su kaynağı sondajı daha az olmayacak.

Materyali inceledikten sonra, sondajdan sonra bir kuyunun nasıl düzgün bir şekilde çimentolanacağı konusunda hala sorularınız varsa veya bu konuda değerli bilgilere sahipseniz, lütfen yorumlarınızı aşağıdaki blokta bırakın.