Как цементируется водозаборная скважина

Цементирование – завершающий этап бурения водозаборной скважины. Эту техническую процедуру специалисты чаще называют тампонажем. Задача тампонажа – обеспечить долгий срок службы всей конструкции.

Суть цементирования заключается в герметизации стен, находящихся за обсадной трубой, качественным цементным раствором. За определённое время раствор затвердевает и превращается в прочный бетон, препятствующий попаданию в питьевой источник грунтовых вод. Основной метод такого цементирования успешно применяется более ста лет не только для укрепления и герметизации водозаборных скважин, осуществлении ремонта, но также и при проведении профессиональных буровых работ.

Типы растворов

Грамотно проведённое цементирование позволяет:

• укрепить обсадную трубу и предотвратить её деформацию;
• защитить скважину от верховых и грунтовых вод по всей её длине;
• с помощью специальных растворов, применяемых для тампонажа, добиться дополнительной гидроизоляции.

Перед началом работ необходимо сделать расчёт глубины, определить количество смеси для цементирования и способ её подачи в скважину.

Также учитываются особенности почвы – плотная она или рыхлая и сыпучая. Именно по грунту определяется тип раствора!

Он может быть:

1. Цементным – это традиционный раствор, подходящий для глинистых и других плотных грунтов.
2. С наполнителем (асбестом, бумагой или любым волокнистым материалом). Такой тип раствора используется только при работе с сыпучими грунтами – песчаниками или почвами, имеющими в составе мелкий щебень. В такой сложной почве экономически невыгодно использовать цементно-песчаный раствор – получается перерасход строительного материала, а это бьёт по кошельку собственников скважины.

Довольно популярны разного рода вспенивающиеся смеси, существенно расширяющиеся во время застывания раствора. С этими современными материалами очень удобно и экономически выгодно работать, осуществляя тампонирование.

Раствор любого типа должен соответствовать основным техническим требованиям и отличаться:

• хорошим сцеплением с любыми поверхностями (жидкая смесь должна проникнуть во все пустоты и прочно скрепиться с обсадной трубой);
• высокой прочностью – устойчивость к механическим повреждениям одно из главных условий качественного тампонажа;
• пластичностью (способностью проникнуть во все технические пустоты и вытолкнуть оттуда промывочную жидкость).

Оборудование

Для тампонажа понадобится устройство, смешивающее раствор в автоматическом режиме и цементировочная машина.

Все работы по цементированию скважин имеют жёсткие технические требования. Нарушение технологии на любом этапе приведёт к браку. Основную проблему представляет необратимость процесса – некачественное цементирование фактически невозможно исправить! Поэтому для таких работ нанимаются высококвалифицированные специалисты.

После завершения цементирования рекомендуется выдержать шахту в течение трёх дней и только после этого приступать к другим работам, связанным с монтажом оборудования.

Перечисленное оборудование помимо смешивания раствора и подачи его под высоким давлением, позволяет промыть скважину от остатков почвы и провести цементирование поэтапно.

На каждом этапе используется специальные пробки и диафрагмы, позволяющие отделить определённый сегмент шахты.

Основные способы

Разработанная технология тампонирования позволяет использовать в зависимости от условий (глубины шахты, в частности) и типа грунта три основных способа проведения работ.

1. Закачка прямого типа подразумевает подачу раствора сверху вниз. Под своим весом смесь для цементирования плавно стекает в затрубное пространство. Такое тампонирование выполнить легче всего. Однако при большой глубине скважины качество бетонной конструкции может получиться далеко не идеальным.
2. Обратное цементирование – более распространённый метод подачи раствора в шахту. Заключается он в установке диафрагмы и подаче жидкого раствора в обсадную трубу. Затем под высоким давлением в трубу вводится специальная жидкость, которая продавливает цемент и выталкивает его за пределы трубы. Раствор постепенно перемещается снизу вверх, образуя бетонные стены.
3. Для очень глубоких скважин используется цементирование по сегментам. Все работы осуществляются в несколько этапов, что позволяет исключить брак.

Порядок работ

Последовательность работ целиком зависит от выбранного способа тампонирования.

Если цемент закачивается по обратной схеме (поступает в затрубное пространство снизу вверх), работы выглядят следующим образом:

• в шахту устанавливается диафрагма;
• порция раствора подаётся в трубу скважины (количество определяется предварительными расчётами глубины с
• учётом качества грунта);
• под влиянием силы тяжести раствор проталкивается вниз;
• затем создаётся давление путём закачки специальной жидкости;
• раствор выдавливается за пределы трубы;
• завершается продавливание (после кратковременного увеличения давления, свидетельствующего о разрушении диафрагмы, прекращается закачка жидкости);
• свежий раствор оставляется на трое суток для схватывания.

Перечисленная последовательность работ является одним техническим циклом. Такого цикла достаточно для цементирования не очень глубокой скважины.

Если глубина большая, потребуется произвести ещё один дополнительный цикл, состоящий из подачи, проталкивания, продавливания и отстаивания готового цементного тампона. При двойном цикле в той части шахты, которую планируется зацементировать, устанавливается муфта. Закачка раствора производится в объёме, необходимом для заполнения первой секции трубы, отмеченной муфтой. Под воздействием давления муфта садится на втулку и открывается сквозной проход. После чего можно приступать ко второму циклу.

Если цемент подаётся по прямой схеме, то есть, сверху вниз, работы выполняются в таком порядке:

• в шахту опускается обсадная колонна;
• сверху на неё монтируется промывочная головка, подключённая к буровому насосу;
• шахта очищается от излишков грунта (он остаётся после бурения);
• труба перекрывается специальным башмаком;
• включается цементносмесительная техника и готовый раствор подаётся по рукаву в пространство за трубой;
• раствор постепенно под действием собственного веса стекает вниз, выталкивая в обсадную трубу остатки
• жидкости, использовавшейся в своё время для охлаждения головки бура;
• готовая шахта оставляется в покое для отстаивания на трое суток.

Как было сказано выше, такой способ цементирования подходит исключительно для неглубоких (беспроблемных) скважин. Основную трудность здесь представляет невозможность контроля момента достижения раствором нижней точки шахты. В случае обратной подачи (снизу вверх) о заполнении раствором трубы свидетельствует кратковременное повышение давления, предшествующее разрушению мембраны диафрагмы.

Тунгусский угольный бассейн - один из самых интересных. Вся информация о нем, в специальном материале.

Все нюансы приемки металлолома рассмотрены в нашей статье.

Если вы хотите узнать о способах обработки одноразовых шприцов - перейдите по https://greenologia.ru/othody/medecinskie/utilizacii-shpricov.html ссылке.

Завершающим этапом любого типа цементирования является измерение температуры внутри обсадной трубы. Перед монтажом насоса и запуском в эксплуатацию необходимо убедиться, что раствор полностью высох. Стандартное время полного застывания трое суток. Но в некоторых случаях высыхание может затянуться. Например, шахта очень глубокая. Или работы проводились в холодное время года (большинство растворов крайне чувствительно к рабочей температуре).

Чтобы убедиться в полном высыхании цемента в трубу опускают электронный термометр. Метод особенно информативен в первые сутки после проведения работ. Влажный раствор значительно повышает температуру окружающего воздуха за счёт испарения влаги. Градусник позволяет по перепаду температур точно установить высоту схватывания раствора (границу между влажным и полностью сухим участком).

Также для определения качества тампонирования применяется зонд (акустический локатор).

Он позволяет выявить пустоты в бетоне. Это считается дефектом.

После полной проверки обвязывается устье скважины, а с помощью желонки со дна удаляются остатки раствора. Затем проверяется герметичность конструкции. Для этого в трубу скважины подаётся вода под высоким давлением. Снижение давления через полчаса на 0,5 мПа (или меньше) свидетельствует о полной герметичности и пригодности скважины к использованию. С помощью этих простых действий, вы сможете обеспечить водоснабжение дачи из скважины своими руками.