Tamponování well je soubor prací k izolaci jeho jednotlivých intervalů. Ucpávání se provádí, aby se zabránilo zhroucení studní a erozi hornin v prostoru za trubkami pažnice, aby se oddělily vodonosné vrstvy nebo jiné horizonty pro jejich studium, aby se zakryly trhliny, dutiny, kaverny, aby se zabránilo vnikání vody a aby se absorbovala výplachová tekutina během vrtání. .
Rýže. 8.1. Obecné schéma zapojení:
1 – plášťová struna; 2 – tmelící materiál; 3, 4, 5 – izolované, vodotěsné a vodonosné vrstvy, resp.
Při vrtání kapalných a plynných nerostů a také minerálních solí je nutné izolovat minerální vrstvu od nadložních vrstev. Izolace jednotlivých horizontů ve studni je nezbytná pro zamezení pronikání podzemních a formačních vod do minerální vrstvy. Při přiblížení k produkční formaci se vrtání studny zastaví ve vodotěsné nadložní formaci. Poté se do studny spustí řada pažnicových trubek a prstencový prostor mezi dnem šňůry a stěnami studny se vyplní vodotěsným materiálem. Uzávěrem mezikruží je plášť chráněn před tlakovou kompresí a korozními účinky mineralizované podzemní vody.
Používá se trvalé a dočasné tamponování. Konstantní balení se provádí po dlouhou dobu. Při neustálém ucpávání je prostor v blízkosti vrtu izolován od vrtu. Dočasné ucpání je určeno k izolaci jednotlivých horizontů a provádí se po dobu trvání testu vrtu.
Tamponování se provádí za účelem oddělení a izolace vodonosných vrstev s různým chemickým složením. Například pro izolaci hořko-slané vody od pitné vody, izolaci vodonosných vrstev od ropných a plynonosných formací, pro provádění experimentálního vstřikování vody do porézní formace, pro ochranu plášťových trubek před korozí minerálními vodami, pro eliminaci cirkulace podzemní vody podél vrt při odstraňování pažnicových trubek a opouštění studny.
Jako cementové výplňové materiály se používají jíl, cement, jílocementové směsi s plnivy, rychle tuhnoucí směsi (FSS), bitumen a pryskyřice.
Hliněné ucpávání se používá při vrtání mělkých průzkumných nebo hydrogeologických vrtů. Pokud je v místě plánovaného ucpání vrstva jílu o tloušťce 2-3 m, pak se ucpání provede zatlačením pažnice do hlíny, po předchozím provrtání na 0,5-0,6 m.
Není-li na dně hlína nebo je-li tloušťka její tvorby nedostatečná, vyplní se spodní část studny viskózní hlínou, do pažnicové botky se vloží kuželovitá zátka, která hlínu vtlačí do mezikruží. Po dokončení zazátkování se zátky odvrtají.
Tamponování cementem se nazývá cementace studny Cementování se používá při vrtání studní na vodu, ropu, plyn a v případech, kdy je potřeba získat pevný a hustý tampon na velmi dlouhou dobu.
Pro cementování vrtů se používá studniční cement na bázi portlandského cementu.
Po smíchání s vodou by cementový cement měl vytvořit mobilní roztok, přečerpaný čerpadly, který časem zhoustne a poté se změní na vodotěsný cementový kámen. Cementová malta musí být připravena co nejrychleji, aby se zabránilo jejímu zatuhnutí při injektáži do vrtu. Cementová malta se připravuje v cementových míchačkách nebo ve speciálních cementačních jednotkách namontovaných na vozidle.
Nejpoužívanější metodou cementování při průzkumných vrtech je ponoření pažnicové botky do cementové kaše nalité na dno vrtu. Cementování se provádí za účelem izolace spodní části spodního otvoru pažnicové kolony. Cementová malta se nalévá do studny plnicími trubkami do výšky 2-3 m.
Po vyjmutí plnicího potrubí ze studny se na dno spustí řada pažnicových trubek. Po zatuhnutí cementové kaše se do pažnicových trubek navrtá zátka a pokračuje se ve vrtání vrtu.
Dočasné balení vrty jsou prováděny po krátkou dobu samostatného výzkumu vodonosných (ropných a plynonosných) horizontů.
K izolaci jednotlivých zkoumaných úseků studny (čerpání, vstřikování) se používají speciální tampony zvané packery. Na základě principu činnosti se pakry rozlišují na jednočinné a dvoučinné. Jednočinné pakry rozdělují studnu na dvě oddělené sekce a dvoučinné pakry rozdělují studnu na tři.
Princip činnosti pakru je založen na tom, že při roztažení pryžové manžety nebo polštáře se spolehlivě utěsní mezera mezi stěnami jímky a trubkovou šňůrou, na kterou je tampon spuštěn. Gumovou manžetu (polštář) v jímce lze utěsnit mechanicky, pomocí vody nebo stlačeného vzduchu.
Hydraulický pěch (obr. 8.2.) se dvěma pryžovými komorami 3 (dvojčinný) spouštěný do studny na potrubí 1. Voda přiváděná pod tlakem trubkami 2 do kamer 3, přitlačí je ke stěnám studny. Studna je tedy rozdělena na tři části. Přes filtrační trubku 4 Po instalaci pakru se provádí experimentální čerpání nebo plnění.
Rýže. 8.2. Hydraulický pěch:
I – aquiclude; II – porézní vodonosná vrstva; 1 – plášťová struna; 2 – trubka pro vstřikování vody; 3 – kamera; 4 – spojovací trubka; 5 – filtrační potrubí; 6 – záslepka
Tamponování bez obalu. Pro boj se ztrátou proplachovací tekutiny bez zmenšení průměru jímky se používají BSS různého složení. Dávkování směsi obsahující portlandský cement, jílovou maltu, tekuté sklo, louh a vodu závisí na kvalitě cementu a jílu. Změnou množství tekutého skla a louhu se řídí vlastnosti směsi a doba jejího tuhnutí. 20-35 minut po přípravě ztrácí BSS svou pohyblivost a po 1-1,5 hodině jeho tuhnutí končí. Používají se i injektážní směsi na bázi syntetických pryskyřic smícháním s plnivem a následným přidáním tvrdidla do směsi.
Cementové směsi musí být dodávány na místo, kde se mycí kapalina absorbuje, dokud se neztratí pohyblivost. Směs se dodává jedním z následujících způsobů: 1) litím ústím mělké studny; 2) čerpání přes vrtnou kolonu, 3) v sadě jader, uzavřené na dně hliněnou zátkou, s následným vytlačením proplachovací kapalinou; 4) pomocí speciálních cementovacích zařízení.
Cementová směs dodaná do absorpční zóny se po držení po dobu potřebnou k jejímu vytvrzení odvrtá.
8.1. Cementování studny pomocí dvou zátek
Pokud je vyžadována velká výška zdvihu cementu v mezikruží (v jakékoli vzdálenosti ode dna, až po ústí vrtu), používá se tlakové tmelení s oddělovacími zátkami. V tomto případě se používají dvě oddělovací zátky a cementovací hlava. Oddělovací zátky jsou opatřeny těsnícími pryžovými manžetami. Horní zátka je pevná a spodní má axiální kanál, krytý skleněným kotoučem nebo pryžovou membránou.
Propláchnutí mezikruží. Výstupem 1 (obr. 8.1, a) cementovací hlavy je čerpána proplachovací kapalina k proplachování studny. V tomto případě je plášťová struna zavěšena na ústí vrtu pomocí monitorové svorky a nedotýká se dna.
Vložení spodní zátky do pouzdra. K tomu se ze sloupku odšroubuje cementovací hlava a spodní zátka se zasune do ústí pláště. Poté našroubujte cementovací hlavu s upevněnou horní zátkou.
Injektáž cementové malty do provázku pláště. Uvolněte horní zátku a zatlačte ji podél sloupku. Zatahovací zátky 6 cementovací hlavy se odšroubují, čímž se uvolní horní zátky, a proplachovací kapalina (jílový roztok nebo voda) je čerpána přes výstup, aby protlačila zátky. Poté se systém skládající se ze dvou zátek a cementové malty mezi nimi posune dolů.
Zatlačení cementové kaše do mezikruží. Když spodní zátka dosedne na přítlačný (přídržný) kroužek upevněný mezi trubkami a botkou, pak zvýšený tlak čerpadla rozdrtí skleněnou desku zakrývající otvor ve spodní zátce a cementová malta je vytlačena tímto otvorem do prstencový prstenec (obr. 8.1, c). Konec injektáže cementové malty do mezikruží odpovídá okamžiku sbíhání zátek (obr. 8.1, d), určeného prudkým nárůstem tlaku na manometru.
Sejmutí struny pouzdra ze svorky monitoru a spuštění struny dolů.
K tomu je sloup zvednut pomocí elevátoru, háku, pojezdového systému a navijáku vrtné soupravy, vyjmut z těla monitoru požáru a spuštěn na dno.
Namáčení pažnicové kolony pod tlakem (s uzavřenými větvemi 1 a 2) po dobu 12-24 hodin do konce tuhnutí a tvrdnutí cementu.
Demontáž cementovací hlavy, vyvrtání zátek a přítlačných kroužků, vyčištění dna.
Kontrola výsledku tamponování. Za tímto účelem odčerpejte hladinu kapaliny ve studni pod (nejméně 10 m) statickou hladinou ucpané zvodnělé vrstvy. Pokud hladina vody ve studni nestoupne do 1 hodin (nebereme-li v úvahu zvýšení hladiny na XNUMX m v důsledku sténání kapek podél stěn potrubí), má se za to, že vodonosná vrstva byla ucpaná a je o tom sepsán protokol.
Rýže. 8.1. Schéma ucpání studny cementem metodou „dvou zátek“:
a – zahájení injektáže cementu; b – konec injektáže cementu; c – začátek stoupání cementu do mezikruží; d – konec cementace
1 – uzavírací ventil; 2 – manometr; 3 – hlava pro cementování; 4 – horní část zástrčky; 5 – gumové manžety; 6 – spodní část zástrčky; 7 – plášťová trubka; 8 – horní zátka; 9 – spodní zátka
8.2. Dobře opuštění zásuvka
Po vyvrtání studny se provádí kontrolní měření její hloubky, měření zenitových úhlů a azimutů ve stanovených intervalech (obvykle 20 m) a geofyzikální průzkum (těžba dřeva). Poté začnou odstraňovat plášť a ucpávat studnu.
Účelem likvidačního ucpávání je izolovat všechny zvodnělé vrstvy a nerostné vrstvy, které se mají vytvořit, od vstupu vody do nich vrtem a puklin z izolované zvodně a eliminovat možnost cirkulace podzemní vody vrtem při odstranění a opuštění pláště.
K likvidaci ucpání studny vrtané ve skalnatých a poloskalních horninách se používá cement, v jílovitých horninách plastický mastný jíl. Studna vyvrtaná pomocí jílového roztoku a ucpaná cementem se před ucpáním promyje vodou, aby došlo k jejímu znehodnocení. Cementová suspenze je čerpána vrtnými trubkami spuštěnými ke dnu. Když je studna naplněna cementovou kaší, vrtné trubky se zvednou. Po zvednutí je třeba čerpadlo a vrtací potrubí propláchnout vodou, aby se odstranila zbývající cementová kaše.
Při tamponování hlínou se namáčí, připravuje se husté hliněné těsto, poté se připravují hliněné válečky pomocí lisu na hlínu nebo ručně. Hliněné válce jsou spuštěny na dno studny v dlouhé jádrové trubce a po zvednutí jádrové trubky 1,0-1,5 m nad dno a vytlačeny pomocí čerpadla s tlakem vody, obvykle 1,0-1,5 MPa. Pro spolehlivost je každá část cementové hlíny zhutněna kovovým pěchem.
Pro likvidaci ucpání hlubinných vrtů se osvědčily následující:
1. Jílocementová malta, vyráběná na bázi hliněné malty o vysoké viskozitě (T = 50–80 s, θ = 500–1500 N/cm 2 ).
Na 1 m 3 jílového roztoku přidejte 120-130 kg studničního cementu a 12 kg tekutého skla.
2. Pro ucpání dokončených studní se používá roztok tvrzené hlíny (CMS) následujícího složení: normální roztok jílu – 64 %; formalín – 11 %; TS-10 —25 %. TS-10 je tmavě hnědá kapalina vyrobená ze směsi (ve vhodných poměrech) fenolů z břidlice, ethylenglykolu a roztoku hydroxidu sodného.
V řadě průzkumných oblastí se do injektážních roztoků přidává písek.
Pokud dojde k úplné absorpci proplachovací kapaliny, instalují se dřevěné zátky v intervalu studny nad absorpční zónou. U ústí opuštěné studny je ponechána pažnicová roura s cementovou zátkou. Na potrubí je vyznačeno číslo a hloubka studny.
Při provádění likvidačních ucpávkových prací byste se měli řídit schválenými pokyny nebo pravidly pro provádění tohoto druhu prací, které jsou platné v daném regionu. O provedení likvidačního ucpání se sepisuje protokol ve formě předepsané pokyny nebo pravidly.
1. Vozdvizhensky B.I. Průzkumné vrty / B.I. Vozdvizhensky, O.N. Golubincev, A.A. Novožilov. – M.: Nedra, 1979. – 510 s.
2. Sovetov G.A. Základy vrtání a těžby / G.A. Sovetov, N.I. Zhabin. – M.: Nedra, 1991. – 368 s.
Sestavil: Strick Jurij Nikolajevič; Iljaš Valerij Vladimirovič
Líbil se vám článek? Přidejte si ji do záložek (CTRL+D) a nezapomeňte ji sdílet se svými přáteli:
Zásypové materiály. Jsou to materiály, které po smíchání s vodou tvoří suspenze, které se pak mohou proměnit v pevný, neprostupný kámen.
Podle druhu pojivového materiálu se zásypové materiály dělí na: 1) zásypový cement na bázi portlandského cementu; 2) vrtný cement na bázi vysokopecní strusky; 3) studniční cement na bázi vápeno-pískových směsí; 4) ostatní cementové cementy (bílý cement atd.).
Při cementování vrtů se používají pouze první dva druhy – studniční cementy na bázi portlandského cementu a vysokopecní strusky.
Pro cementové malty platí následující základní požadavky:
pohyblivost roztoku musí být taková, aby jej bylo možné čerpat do studny čerpadly, a musí být zachována od okamžiku přípravy roztoku (promíchání) až do konce procesu vytlačování;
ke strukturování roztoku, tj. zahuštění a tuhnutí po zatlačení za obal, musí dojít rychle;
cementová malta ve fázi tloustnutí a tuhnutí a tvarovaný kámen musí být nepropustné pro vodu, olej a plyn;
Cementový kámen vytvořený z cementové malty musí být odolný vůči korozi a teplotám a jeho styky se stěnami sloupu a studny nesmí být narušeny vlivem zatížení a tlakových ztrát, ke kterým dochází v pažnici při různých technologických operacích.
Cementové cementy a jejich roztoky se podle přísad dělí na pískové, vláknité, gelové, pucolánové, síranovzdorné, rozpínavé, lehké s nízkou filtrační rychlostí, vodoemulzní, olejovocementové atd.
V současné době řada cementů pro ropné vrty na bázi portlandského cementu a strusky obsahuje:
Portlandské cementové cementy pro „studené“ a „horké“ vrty („studený“ cement – pro vrty do 50 0 C, „horký“ – pro teploty do 100 0 C, hustota roztoku 1,88 g/cm 3 ) ;
lehké cementy pro výrobu roztoků o hustotě 1,4 – 1,6 g/cm 3 na bázi portlandských cementových cementů, dále na bázi směsi strusky a písku (do teplot 90 – 140 0 C), jílových prášků nebo mletých pemza se používá jako zesvětlující přísady, tripol, baňka atd.;
vážené cementy pro výrobu roztoků o hustotě minimálně 2,15 g/cm 3 na bázi portlandských cementů pro teploty odpovídající „studeným“ a „horkým“ cementům, jakož i směsi strusko-písek pro teploty 90 – 140 0 C ( magnetit se používá jako zatěžovací přísady, baryt atd.);
žáruvzdorné struskopískové cementy pro studny s teplotami 90 – 140 a 140 – 180 0 C;
nízkohygroskopické cementové cementy určené k dlouhodobému skladování.
Vlastnosti cementových malt jsou regulovány změnou poměru voda-cement (W:C), dále přidáváním různých chemických činidel, která urychlují nebo zpomalují dobu tuhnutí a tvrdnutí, snižují viskozitu a rychlost filtrace.
Ve vrtací praxi se ve většině případů používá cementová malta s W:C = 0,4 – 0,5. Spodní hranice B:C je omezena tekutostí cementové malty, horní hranice je omezena poklesem pevnosti cementového kamene a prodloužením doby tuhnutí.
Urychlovače zahrnují chlorid vápenatý, draselný a sodný; tekuté sklo (křemičitany sodné a draselné); soda; chlorid hlinitý. Tato činidla zajišťují tuhnutí cementové malty při nízkých teplotách a urychlují tuhnutí při nízkých teplotách (do 40 °C).
Chemická činidla jako hydrolyzovaný polyakrylonitril, karboxymethylcelulóza, polyakrylamid, sulfitovo-alkoholové výpalky, kondenzované siřičitanové výpalky a nitrolignin také zpomalují tuhnutí cementové malty. Uvedené reagencie mají kombinovaný účinek. Všechny snižují filtraci a zároveň mohou zvýšit nebo snížit pohyblivost cementové malty.
K přípravě cementové malty se chemická činidla nejprve rozpustí v záměsové kapalině (vodě). Zpevňovací, zesvětlovací přísady a přísady zvyšující teplotní odolnost se s pojivem mísí během výrobního procesu (speciální cementy) nebo před použitím ve vrtném zařízení (suché cementové směsi).
