Metodes un tehnoloģijas aku cementēšanai: kā sagatavot un ieliet cementa vircu

Pēc akas urbšanas irdenās smilšainās augsnēs sākas posms, kura mērķis ir nostiprināt korpusa caurules.Tajā pašā laikā stumbrs ir jāaizsargā no bojājumiem, gruntsūdeņu agresīvas ietekmes, korozijas un citām negatīvām parādībām. Mēs runājam par tādu procesu kā urbumu cementēšana.

Cementēšanas darbus veikt patstāvīgi ir diezgan sarežģīti, taču tas ir iespējams, ja ir zināšanas par pasākuma veikšanas tehnoloģijām. Mēs pastāstīsim, kāpēc ir jāveic cementēšana un kam jāpievērš uzmanība, veicot darbus. Skaidrības labad materiāls satur tematiskas fotogrāfijas un video.

Kāpēc cementēt aku?

Aku cementēšana ir process, kas seko tūlīt pēc pabeigšanas urbšanas operācijas. Cementēšanas procedūra sastāv no cementa šķīduma ievadīšanas gredzenā vai gredzenā (ja korpusa caurule ir ievietota platākā polietilēna caurulē), kas laika gaitā sacietē, veidojot monolītu urbumu.

Cementa javu šajā gadījumā sauc par "pieslēgšanu", un pašu procesu sauc par "pieslēgšanu". Sarežģītam inženierijas procesam, ko sauc par aku cementēšanas tehnoloģiju, ir vajadzīgas noteiktas zināšanas un īpašs aprīkojums.

Vairumā gadījumu ūdens avotus var pieslēgt ar savām rokām, kas ir daudz lētāk nekā speciālistu nolīgšana.

Aku cementēšana ir pasākumu kopums, kura mērķis ir stiprināt gredzenu un apvalku no iežu postošā sānu spiediena un gruntsūdeņu ietekmes

Pareizi veikta ūdens aku aizsprostošanās veicina:

• urbuma konstrukcijas izturības nodrošināšana;
• urbuma aizsardzība no grunts un virszemes ūdeņiem;
• korpusa caurules nostiprināšana un aizsardzība pret koroziju;
• palielināt ūdens avota kalpošanas laiku;
• lielu poru, tukšumu, spraugu likvidēšana, caur kurām nevēlamās daļiņas var iekļūt ūdens nesējslānī;
• urbšanas dūņu pārvietošana ar cementu, ja urbšanas laikā tika izmantots pirmais.

No tā, cik labi tiks veikta cementēšana, būs atkarīga saražotā ūdens kvalitāte un urbuma ekspluatācijas īpašības. Cementēšana tiek veikta arī pamestajām akām, kuras vairs nedarbosies.

Ūdens avota cementēšanas posmi

Viss cementēšanas process sastāv no vairākiem posmiem, no kuriem katram ir savas nianses:

1. Cementa vircas sagatavošana gredzena aizpildīšanai.
2. Sagatavotā cementa piegāde urbumam.
3. Cementa vircas ievadīšana gredzenā.
4. Cementa javas sacietēšanas periods.
5. Cementēšanas kvalitātes pārbaude.

Katrā posmā ir jāizmanto noteikti instrumenti un īpašs aprīkojums. Nepieciešamo materiālu aprēķinus labāk veikt pirms šuvju darbu uzsākšanas, jo Blīvēšanas procesam ir jānotiek nepārtraukti, un, piemēram, ja jums nav pietiekami daudz cementa javas, tas visvairāk negatīvi ietekmēs cementēšanas kvalitāti. Apskatīsim svarīgākos posmus sīkāk.

Retos gadījumos ūdens nesējslāņa akām nav nepieciešama cementēšana, mēs runājam par akām, kuru viss dziļums iet blīvās māla augsnēs

Posms Nr.1 ​​- aprīkojuma sagatavošana

Visi darbi pie ūdens nesējslāņa aku cementēšanas jāveic stingri saskaņā ar tehniskajām prasībām, kuru pārkāpšana novedīs pie nekvalitatīvas cementēšanas.

Uzsākot akas aizsprostošanu, jāzina, ka tas ir neatgriezenisks process, pēc tam, kad šķīdums ir sācis ievadīt urbuma gredzenā, neko izlabot nav iespējams, tāpēc jāveic sagatavošanas darbi, proti, šķīduma sagatavošana cementēšanai un aprīkojuma izvēlei, ir jāpieiet pēc iespējas atbildīgāk!

Vienkāršākais un efektīvākais veids ir nomāt aprīkojumu uz transportlīdzekļa platformas. Šāds komplekss spēs sagatavot cementa šķīdumu un iesūknēt to akā zem spiediena, savukārt enerģijas avots iekārtu darbināšanai ir jaudīgs auto dzinējs.

Ja nav iespējams izmantot vienības, kuru pamatā ir īpašs transportlīdzeklis, jums būs nepieciešams:

• maisītājs cementa javas sagatavošanai;
• augstspiediena sūknis, kas sūknē šķīdumu akā;
• cementēšanas galva šķīduma sūknēšanai akā;
• uzpildes aizbāžņi (daudzums atkarīgs no cementēšanas metodes);
• dažādas mazas iekārtas (šļūtenes, mērtrauki).

Kā šļūteni daudzi eksperti iesaka izmantot elastīgu ugunsdzēsības šļūteni, nevis tradicionālas HDPE caurules ar diametru 32 cm. Tas ir plakans un lieliski iekļaujas starpcauruļu telpā, nodrošinot efektīvu risinājuma piegādi.

Aku cementēšanas iekārtas ir liela izmēra, un tām ir nepieciešams spēcīgs enerģijas avots, piemēram, kompresors, ģenerators un nepārtraukta piekļuve elektrotīklam.

2. posms - šķīduma sagatavošana

Cementa vircai urbuma cementēšanai jāatbilst vairākām prasībām, un tai ir:

• augstas adhēzijas īpašības ar jebkura veida virsmām;
• augsta izturība pēc sacietēšanas, izturība pret mehānisko spriegumu;
• plastiskums un laba plūstamība, lai aizpildītu visas plaisas un tukšumus;
• ķīmiskā neitralitāte attiecībā pret tamponētiem augsnes slāņiem;
• izturība pret gruntsūdeņu eroziju;
• nav saraušanās cietēšanas laikā.

Tāpat šķīdumam jābūt tādai konsistencei, lai to varētu viegli nogādāt akā un ievadīt. Šķīdumam jābūt viegli nomazgājamam no iekārtas, tam nav jābūt ķīmiski agresīvam pret to un ar minimālu zudumu koeficientu transportēšanas laikā uz aku.

Izmantotajam javas šķīdumam jābūt pietiekami šķidrai struktūrai, lai to varētu sūknēt ar iesmidzināšanas iekārtām, un tajā pašā laikā tam jābūt ar augstu stiprības raksturlielumu.

Cementa javas sagatavošanas process tamponēšanai sastāv no tā sastāvā iekļauto komponentu vienmērīgas sajaukšanas, kam seko ūdens ieliešana ar tajā iepriekš izšķīdinātām īpašām piedevām.

Vienkāršākie risinājumi, ko varat sagatavot pats, ir:

1. Portlandcements + kvarca smiltis (1:1) + speciālās piedevas un ūdens, līdz iegūta vajadzīgā konsistence. Šim šķīdumam ir mazs blīvums, un tā sagatavošana ir sarežģīta, jo sastāvā iekļautās smiltis bieži izgulsnējas un šķīduma lietošana kļūst neiespējama.
2. Portlandcements + barīts (1,1:1) + īpašas piedevas un ūdens. Šī risinājuma trūkums ir tā zemā izturība.
3. Portlandcements + pildviela. Kā pildvielas izmanto azbestu (smilšainās augsnēs) un šķiedrainos materiālus.

Lai sagatavotu cementa maisījumu, vislabāk ir izmantot portlandcementu, kas ir cementa veids uz silikāta bāzes.

Šāds cements, protams, ir dārgāks nekā parastais portlandcements, taču tā stiprības raksturlielumi ir daudz augstāki nekā parastajam cementam. Barīts ir smags minerāls, kas palielina šķīduma blīvumu. Jūs varat iegādāties barītu datortehnikas veikalā, kas pārdod beztaras celtniecības materiālus.

Īpašas piedevas, kas iekļautas cementa šķīdumos, nozīmē dažādas vielas, kas piešķir šķīdumam īpašas īpašības.

Tie ietver:

• paātrinātāju iestatīšana cements (kalcija hlorīds, sodas pelni, potašs), izmanto, ja cementēšana notiek temperatūrā, kas zemāka par +5 grādiem;
• palēninātāji, izmanto, lai novērstu ātru sacietēšanu (tie ir kalcija vai nātrija hlorīdi, nātrija nitrīts utt.);
• plastifikatori lai iegūtu optimālu viskozitāti (polimēru modifikatori);
• sala izturīgas piedevas (silīcija organiskie savienojumi kopā ar plastifikatoriem);
• žāvējošas piedevas (vielas, kas iegūtas no savienojumiem, kas pieder pie cukura, citronskābes, vīnskābes un tetraoksiadipīnskābes grupām) u.c.

Īpašas piedevas tiek sajauktas ūdenī, ko pēc tam izmanto cementa vircas pagatavošanai. Šķīdumu sajauc, izmantojot īpašas mašīnas - maisītājus. Dažreiz ir atļauta manuāla mīcīšana, taču tas prasa zināmas prasmes un daudz darba.

Cementa akmenim, kas veidojas portlandcementa sacietēšanas laikā, ir augstas stiprības īpašības un tas var izturēt slodzes, mehānisko un fizisko slodzi.

3. posms - šķīduma ieliešana akā

Galvenās urbumu cementēšanas metodes ir:

• nepārtraukta vai vienpakāpe;
• divpakāpju;
• aproce;
• pretējs.

Visas ūdens aku cementēšanas metodes balstās uz vienu principu - cementa vircas iesūknēšanu gredzenā. Tajā pašā laikā cementēšanas tehnoloģijas izvēle ir atkarīga no īpašiem apstākļiem: augsnes veida, akas dziļuma, apvalka caurules materiāla, apgabala klimatiskajiem un hidroģeoloģiskajiem apstākļiem.

Izvēlētajai ūdens aku aizsprostošanās tehnoloģijai jānodrošina:

• visas akas daļas piepildīšana ar šķīdumu līdz pilnam dziļumam;
• pilnībā izspiest skalošanas šķidrumu (ja tāds ir);
• augstas stiprības cementa akmens izveidošana, izturīga pret fizikālām, mehāniskām un ķīmiskām ietekmēm;
• augsts saķeres ātrums ar akas un apvalka cauruļu augsnes sienām.

Dziļurbumiem izmanto segmentālo cementēšanu, t.i. Uzreiz tiek cementēta nevis visa akas daļa, bet tikai atsevišķi tās segmenti.

Šis process ir ļoti sarežģīts, un prakse rāda, ka pašam to izdarīt ir gandrīz neiespējami. Tāpēc mēs tuvāk aplūkosim vienpakāpju un divpakāpju un uzmavu cementēšanas tehnoloģiju.

Vienpakāpes vai nepārtraukta cementēšana

Šo metodi visbiežāk izmanto sadzīves ūdens nesējslāņa aku cementēšanai. Tās ieviešanas laikā cementēšanas šķīdums tiek iesūknēts gredzenā.

Šķīdums tiek sūknēts zem spiediena, izmantojot aprīkojumu, kas uzstādīts uz speciāla transportlīdzekļa platformas vai pastāvīgi pie akas. Cementēšanas šķīdums ar savu svaru pārvietojas uz korpusa pamatnes “kurpi”, aizpildot visus gredzenveida dobumus.

Vienpakāpes cementēšanas darbi tiek veikti vienā ciklā bez pārtraukumiem, tāpēc ir nepieciešams parūpēties par pietiekamu cementa vircas daudzumu

Pirms cementēšanas darbu uzsākšanas tas tiek veikts akas tīrīšana, un pēc tam tiek ievietots apakšējais spraudnis, kas darbosies kā ierobežotājs. Tiek ieslēgts betona sūknis un sākas aizbāžņa šķīduma sūknēšana, kuras ietekmē aizbāznis tiek nolaists, līdz tas sasniedz korpusa “kurpi”.

Pēc šķīduma sūknēšanas tiek uzstādīts augšējais aizbāznis un sākas cementa maisījuma sablīvēšana, līdz augšējais aizbāznis balstās pret apakšējo. Tas nozīmēs, ka šķīdums ir aizpildījis visu gredzenu. Blīvēšanu veic, izmantojot vibrācijas presi, izmantojot betona sūkni, lai sūknētu šķīdumu.

Cementēto aku atstāj vienu 36-48 stundas, lai šķīdums pilnībā sacietētu. Šī metode ir piemērota tikai seklām, vienmērīgas formas akām. Šīs metodes trūkums ir nespēja izsekot brīdim, kad cementa virca sasniedz urbuma izlīdzināšanas apakšējo punktu.

Divpakāpju uzpildes sistēma

Šī cementēšanas metode tika izstrādāta naftas rūpniecības urbumiem. Tā kā tas prasa nopietnu rūpniecisko iekārtu izmantošanu (jaudīgu betona sūkni), tas netiek bieži izmantots aku būvniecībā. Divpakāpju cementēšana tiek izmantota šādos gadījumos:

• cementa java sacietē tik ātri, ka cementēšanu nevar pabeigt vienā ciklā;
• kad gredzenā ir jāizvēlas divas sekcijas, kuras atdala ievērojams attālums;
• lielā akas dziļumā, kad nav iespējams veikt darbus vienā ciklā.

Citos gadījumos divpakāpju metodes izmantošana ir nepraktiska procesa ilguma un ekonomisko rādītāju dēļ.

Divpakāpju cementēšana aizņem ilgāku laiku, jo otrais posms sākas pēc tam, kad pirmās pakāpes cementa virca ir pilnībā sacietējusi

Divpakāpju cementēšanas princips ir balstīts uz to, ka cements tiek iesūknēts gredzenā divos posmos.

Pirmā cementa vircas daļa tiek iekrauta un nospiesta. Apakšējais spraudnis ir nolaists, kas, iedarbojoties ar šķīdumu, spraudnis nogrimst apakšā. Otro šķīduma daļu izsūknē 12-36 stundas pēc tam, kad pirmā daļa ir pilnībā sacietējusi.

Artēzisko urbumu dziļurbšanas praksē absorbējošu slāņu klātbūtnē ģeoloģiskā griezuma augšējā daļā un citos gadījumos tiek izmantota divpakāpju cementēšana.

Manšetes metodes pielietojums

Šo cementēšanas metodi izmanto, ja nepieciešams nostiprināt tikai urbuma augšējo daļu. Šajā gadījumā sākotnējais uzdevums būs noteikt līmeni, līdz kuram tiks veikta cementēšana.

Līmenis tiek atzīmēts gar korpusu, uzstādot īpašu apkakli. Vārsta apakšējā daļa ir droši aizsargāta ar aproci no aizbāžņa šķīduma iekļūšanas.

Šķīdums tiek sūknēts tieši tāpat kā vienpakāpes cementēšanas laikā. Manžetes metodi izmanto, ja akas augšdaļa atrodas smilšainās augsnēs, bet apakšējā daļa atrodas uz mālainām augsnēm. Tas notiek diezgan reti, tāpēc šī metode netiek plaši izmantota.

Cementa akmens veidošanās process

Cementa akmeņu veidošanās process sākas uzreiz pēc aizbāžņa šķīduma sūknēšanas un ilgst no 12 līdz 36 stundām. Galvenie faktori, kas ietekmē šķīduma sacietēšanas ilgumu līdz cementa akmens stāvoklim:

• šķīdumā iekļauto komponentu īpašības;
• augsnes, apvalka materiāls;
• hidroģeoloģiskie un klimatiskie apstākļi vietā;
• iesmidzināšanas blīvums, pareiza aizbāžņa procesa īstenošana.

Sacietēšanas periodā ir nepieciešams atstāt aku miera stāvoklī. Cementēšanas kvalitātes novērtēšanai aizliegts izmantot troses, lauzņus vai vadus, jo tas var apdraudēt iegūtā cementa akmens integritāti.

Ja nezināt, cik ilgs laiks nepieciešams, lai cementa java pilnībā sacietētu, pagaidiet trīs dienas un sāciet veikt kontrolmērījumus

Cementēšanas kvalitātes novērtējums

Ir vērts atzīmēt: neskatoties uz to, ka ūdens nesējslāņa urbumu cementēšanas kvalitātes novērtēšana ir ļoti svarīgs solis, to nav iespējams veikt neatkarīgi.

Lai to veiktu, ir nepieciešams īpašs laboratorijas aprīkojums, kas ir ļoti reti sastopams pat organizācijās, kas nodarbojas ar urbšanu.

Ja tomēr plānojat novērtēt veikto tamponēšanu, kvalitātes kontroles pakalpojumu varat pasūtīt vienā no trim veidiem:

• akustiskā, pamatojoties uz korpusa sieniņu piesitienu, ar sekojošu iegūto datu apstrādi ar datorprogrammām;
• radioloģiski, veicot mērījumus, izmantojot radioierīces;
• termiskais, pamatojoties uz cementa javas sacietēšanas laikā radītā siltuma mērīšanas principu.

Mājās varat izmantot vienkāršotu termisko metodi, mērot temperatūru pie akas sienām. Kad tā kļūst vienāda ar apkārtējā gaisa temperatūru un kļūst par 0,5-1,5 grādiem zemāka, tad var runāt par pilnīgu sacietēšanu. Taču arī pēc tam ieteicams pagaidīt 2-3 dienas un tikai tad nodot aku ekspluatācijā.

Pēc pārbaudes pabeigšanas akas galvu attīra no cementa vircas atlikumiem, izmantojot bailers. Pēc tam tiek veikta hermētiskuma pārbaude, 30 minūtes sūknējot ūdeni zem augsta spiediena urbuma caurulē. Hermētiskuma kritērijs būs spiediena pazemināšanās par aptuveni 0,3-0,5 MPa. Tagad aka ir pilnībā gatava lietošanai.

Aizsprostojuma blīvums palielina akas plūsmas ātrumu, palielina korpusa kolonnu kalpošanas laiku, aizsargājot tās no korozijas, kā arī pašu ūdens avotu

Secinājumi un noderīgs video par tēmu

Zemāk esošie video ir par akām naftas un gāzes nozarē, taču darba tehnoloģijas princips ir tāds pats kā ūdens nesošajām akām.

Viena posma urbuma cementēšanas procedūra:

Lūpu cementēšanas ražošanas specifika:

Divpakāpju cementēšanas tehnoloģiskās iezīmes:

Cementēšana ir sarežģīts process, kurā nepieciešams izmantot specializētu aprīkojumu. Tomēr tas nenozīmē, ka to nav iespējams izdarīt pats. Izvēloties un pareizi sagatavojot šuvju risinājumu, izmantojot minimālo vienību komplektu, jūs varat viegli tikt galā ar darbu pats.

Jebkurā gadījumā akas darbība, nenostiprinot mucu ar cementu, nebūs ilga, un izmaksas jauna ūdens avota urbšana nebūs mazāk.

Ja pēc materiāla izpētes jums joprojām ir jautājumi par to, kā pareizi cementēt aku pēc urbšanas, vai jums ir vērtīgas zināšanas par šo jautājumu, lūdzu, atstājiet savus komentārus zemāk esošajā blokā.