Gut zementieren: ziele und methoden

In dem Artikel versuchen wir herauszufinden, warum und mit welchen Methoden das Zementieren durchgeführt wird. Wir werden uns sofort einig: Wir werden uns mit einem relativ engen Gebiet befassen - Bohrungen für Wasser.

Die Öl- und Gasindustrie hat ihre eigenen Besonderheiten, auf die wir nur teilweise eingehen werden.

Warum ist das erledigt?

Die Hauptgründe für das Zementieren eines Brunnens sind:

1. Das Zementieren verbessert die allgemeine strukturelle Festigkeit.. Das Gehäuse hält die Bohrlochwände; Wenn sich der Boden jedoch bewegt, können die resultierenden Kräfte für die Stärke seiner Wände unerschwinglich sein. Wenn das Gehäuse durch Zementieren verstärkt wird, ist die Zerstörung des Bohrlochs deutlich verringert.
2. Beim Zementieren entsteht eine Schutzschicht, Verhindert die Erosion der Leitung durch Bodenwasser und Korrosion der Stahlrohre.
3. Zum Schluss noch das Letzte und Wichtigste. Auf verschiedenen Bodenebenen gibt es verschiedene Grundwasserleiter. Was macht ein gut Kombiniert sie.

Dadurch wird Wasser in unterschiedlichen Mengen gemischt. Abflüsse aus Klärgruben und Klärgruben zusammen mit Regenwasser fallen aus den tiefen Schichten in das artesische Wasser; Ja, und durch die Kombination des Grundwasserleiters mit sandigem und sandigem Sandboden kann der Kompressionskanal dazu führen, dass das Wasser in den Sand gelangt. (Siehe auch den Artikel Wie man einen Brunnen qualitativ ausstattet.)

Durch das Zementieren wird dieser Prozess behindert. Es bildet einen tauben Korken um das Gehäuse, eine Dichtung, die verhindert, dass Wasser zwischen den Ebenen wandert.

Bitte beachten Sie: gut Zementieren und Zementieren sind nicht gleichbedeutend, da es durch den ähnlichen Klang von Wörtern leicht zu lösen ist.

Zementieren oder Tamponieren - ist die Beseitigung eines Brunnens, dessen Befüllung mit einer Lösung (normalerweise unter Druck).

Ziel ist es erneut, die Grundwasserleiter von verschiedenen Bodenebenen zu trennen.

Wie wird das gemacht?

Materialien

Im Allgemeinen werden die Lösungen, die für das Zementieren von Brunnen verwendet werden, nach mehreren Kriterien aufgeteilt.

• Nun, Temperatur. Je tiefer der Brunnen, desto höher ist die Temperatur und desto schneller trocknet die Lösung. Zemente werden für kalte (bis zu 40 ° C) Brunnen aufgeteilt. heiß bei Temperaturen bis 75 ° C und tief bei Temperaturen bis 120 ° C. Die ersten härten unter den gleichen Bedingungen viel schneller aus. Beim Bohren in Wasser spielen die letzten beiden Optionen natürlich keine Rolle. Die Brunnen erreichen bei solchen Temperaturen einfach nicht die Tiefe.
• Ergänzungen. Gebrauchter Zement mit Quarzsand, nicht schrumpfend; Faserzement mit Zusatz von Cellulose, die fast nicht in loses Gestein eindringt; expandierender Zement, der den Boden um das Bohrloch herum verdichtet, wenn er erstarrt ist. Schließlich puzzolanische Zemente, die Wasser passieren und gleichzeitig keine Angst vor aggressiven Verunreinigungen haben.
• Wasser / Zement-Verhältnis. Je mehr Wasser - desto flüssiger die Lösung, desto länger setzt sie ein. Darüber hinaus sind Lösungen mit einem niedrigeren Wassergehalt nach der Verfestigung dauerhafter.

Methoden

Während des Bohrens werden die folgenden Methoden der Bohrlochzementierung angewendet:

1. Feste Zementierung. Es ist auch eine einstufige Zementierung. Die Essenz des Verfahrens ist wie folgt: Eine Zementierlösung wird in das Gehäuse gegossen; es ist mit einem festen Stopfen bedeckt; Danach wird die Waschlösung in die Säule eingespritzt. Kork verdrängt allmählich Zement in den Raum um die Säule.

1. Zweistufiges Zementieren. Der Brunnen wird in zwei Schritten zementiert: der untere und dann der obere Teil. Das Verfahren wird angewendet, wenn es problematisch ist, sofort die richtige Menge an Lösung herzustellen, oder wenn sich der Zustand der Bodenschichten und die Temperatur in den oberen und unteren Teilen der Vertiefung stark unterscheiden.

Bitte beachten Sie: Zweistufiges Zementieren kann sowohl mit einem Zeitabstand als auch nach dem Aushärten des ersten Teils der Lösung oder sofort durchgeführt werden.

Für Zementschichten wird ein Trennring benötigt.

1. Lippenzementierung. Diese Brunnenverfestigungstechnologie wird verwendet, wenn nur der obere Teil des Brunnens vom Boden isoliert werden soll. In der erforderlichen Höhe zwischen dem Gehäuse und dem Boden befindet sich eine Ringmanschette. Die Lösung wird darüber durch die Perforationen im Zylinder eingespritzt.
2. Umgekehrtes Zementieren. Zement wird nicht in die Säule injiziert, sondern in den Spalt zwischen ihm und dem Boden. Wenn diese Reinigungs- oder Bohrflüssigkeit durch den Hohlraum der Säule verdrängt wird.

Ausrüstung

Die Ausrüstung für das Zementieren von Schächten ist ziemlich umständlich und erfordert den Einsatz eines Lastwagens als mobiler Träger. Typischerweise werden Zementiersysteme an Ural-, KamAZ- oder KrAZ-Fahrzeugen montiert.

Ein Automotor wird als Energiequelle für den Betrieb von Lade- und Dosierförderern, Misch- und Steuersystemen verwendet. Druckpumpen können sich auf demselben Chassis befinden. Ihr maximaler Einspritzdruck der Lösung kann beeindruckende 35 MPa erreichen. (Siehe auch den Artikel Merkmale des Austauschs der Pumpe im Schacht)

Was passiert mit dem Zementmörtel in dieser Anlage?

• Zement wird in den Mischer dosiert. Da kommt auch die richtige Menge Wasser.
• Die Zementierlösung wird bis zur Homogenität gemischt.
• Dann speisen die Einspritzpumpen die Lösung mit einem Zementierkopf in das Gehäuse oder den umgebenden Raum.

Wer ist in unserem Land auf Zementiergeräte spezialisiert? Zunächst handelt es sich um ein Zementierzentrum im Dorf Novy Urengoy, das Teil der Gazprom-Bohrungen ist. Ihre Niederlassungen und Werkstätten befinden sich in Astrachan, Orenburg, Krasnodar und Uchta.

Qualitätskontrolle

Die Qualitätsbewertung von Zementbohrungen wird derzeit nach folgenden Methoden durchgeführt:

• Thermisch. Beim Zementhärten wird eine bestimmte Wärmemenge freigesetzt. Um herauszufinden, wie hoch der Zement außerhalb des Mantels gestiegen ist, reicht es aus, die Temperatur seiner Wände an mehreren Stellen zu messen.
• Akustisch. Abschnitte des Gehäuses, die von Zement umgeben und frei von diesem sind, schwanken beim Durchtritt einer akustischen Welle unterschiedlich. Wo die Vibrationen schnell nachlassen, ist das Zementieren zuverlässig. Wo sich die Welle ohne Dämpfung ausbreitet, befindet sich hinter der Säule kein Zement.

• Radiologische Methode (auch bekannt als Gamma-Gamma-Protokollierung). Die Quelle der Gammastrahlung wird in das Bohrloch abgesenkt und die Strahlung davon wird durch radial beabstandete Sensoren an der Oberfläche erfasst.

Wenn die Intensitätskurven bei steigender und abnehmender Strahlungsquelle auf allen Sensoren gleich sind und gleich sind, ist das Zementieren zufriedenstellend. Wenn die Diagramme ungleich und unterschiedlich sind, ist das Zementieren ungleichmäßig, weist Fehler auf oder ist nicht vollständig implementiert.

Hinweis: Diese Methoden sind für das Verkleben der Gehäusewände geeignet. Wenn eine Zementbrücke in einem Schacht installiert wird (eine Art zweiter Boden des Schachts, der den unteren Teil von oben schneidet und Bodenschichten auf verschiedenen Ebenen trennt), ist es sehr schwierig, die Dichtheit und Festigkeit mit zerstörungsfreien Methoden zu überprüfen. (Siehe auch den Artikel Welche Pumpe ist besser für einen Brunnen zu wählen.)

Fazit

Im Rahmen dieses Artikels können wir den Leser leider nur mit den Grundlagen der Terminologie und Technologie vertraut machen. Nun, das Zementieren ist eine ziemlich komplizierte Wissenschaft, die leider nicht in zwei Worten erzählt werden kann. Hoffen wir jedoch, dass Sie eine allgemeine Vorstellung von dem Problem haben.