Mètodes i tecnologies per a la cimentació de pous: com preparar i abocar purins de ciment
Després de perforar un pou en sòls sorrencs solts, s'inicia una etapa destinada a reforçar les canonades de tub.Al mateix temps, el tronc s'ha de protegir dels danys, els efectes agressius de les aigües subterrànies, la corrosió i altres fenòmens negatius. Estem parlant d'un procés com la cimentació de pous.
Realitzar treballs de cimentació pel teu compte és força difícil, però és possible si tens coneixements sobre les tecnologies per dur a terme l'esdeveniment. T'expliquem per què has de dur a terme el ciment i en què has de parar atenció a l'hora de realitzar els treballs. Per a més claredat, el material conté fotos i vídeos temàtics.
El contingut de l'article:
Per què cimentar un pou?
La cimentació del pou és un procés que segueix immediatament després de la finalització operacions de perforació. El procediment de cimentació consisteix a introduir una solució de ciment a l'anella o a l'anell (si la canonada de la carcassa es col·loca en una canonada de polietilè més ample), que s'endureix amb el temps, formant un forat monolític.
El morter de ciment en aquest cas s'anomena "tapat" i el procés en si mateix s'anomena "tapat". Un procés d'enginyeria complex anomenat tecnologia de cimentació de pous requereix certs coneixements i equips especials.
En la majoria dels casos, les fonts d'aigua es poden tapar amb les vostres pròpies mans, cosa que és molt més barata que contractar especialistes.
L'obturació correcta dels pous d'aigua contribueix a:
- assegurant la resistència de l'estructura del pou;
- protegir el pou de les aigües subterrànies i superficials;
- reforçar la canonada de la carcassa i protegir-la de la corrosió;
- augmentar la vida útil de la font d'aigua;
- eliminació de grans porus, buits, buits pels quals poden entrar partícules no desitjades a l'aqüífer;
- desplaçament del fang de perforació per ciment, si el primer s'ha utilitzat durant la perforació.
La qualitat de l'aigua produïda i les característiques d'explotació del pou dependran de com es realitzi la cimentació. També es realitza la cimentació de pous abandonats que deixaran d'estar en funcionament.
Etapes de cimentació d'una font d'aigua
Tot el procés de cimentació consta de diverses etapes, cadascuna de les quals té els seus propis matisos:
- Preparació de purins de ciment per omplir l'anella.
- Subministrament de ciment preparat al pou.
- Injectar purins de ciment a l'anell.
- El període d'enduriment del morter de ciment.
- Comprovació de la qualitat de la cimentació.
Cada etapa requereix l'ús de determinades eines i equips especials. És millor fer càlculs dels materials necessaris abans de començar el treball de rejuntat, perquè El procés d'obturació ha de durar contínuament i si, per exemple, no teniu prou morter de ciment, això afectarà de manera més negativa la qualitat del ciment. Vegem les etapes més importants amb més detall.
Etapa núm. 1 - preparació de l'equip
Tots els treballs de cimentació de pous aqüífers s'han de dur a terme estrictament d'acord amb els requisits tècnics, la violació dels quals comportarà una cimentació de mala qualitat.
Quan comenceu a tapar un pou, heu de saber que aquest és un procés irreversible; és impossible corregir res després que la solució s'hagi començat a subministrar a l'anell del pou, per tant, el treball preparatori, és a dir, la preparació d'una solució per la cimentació i la selecció d'equips, s'han d'abordar de la manera més responsable possible!
La forma més senzilla i eficaç és llogar l'equip en una plataforma de vehicles. Aquest complex serà capaç de preparar una solució de ciment i bombejar-la a un pou a pressió, mentre que la font d'energia per fer funcionar l'equip és un potent motor d'automòbil.
Si no és possible utilitzar unitats basades en un vehicle especial, necessitareu:
- batedora per preparar morter de ciment;
- una bomba d'alta pressió que bombeja solució al pou;
- capçal de cimentació per bombejar solució al pou;
- omplir taps (la quantitat depèn del mètode de cimentació);
- diversos equipaments petits (mànegues, recipients de mesura).
Com a mànega, molts experts recomanen utilitzar una mànega d'incendis flexible en lloc de canonades tradicionals de HDPE amb un diàmetre de 32 cm. És pla i s'adapta perfectament a l'espai intercanal, assegurant un subministrament eficient de solució.
Etapa núm. 2: preparació de la solució
El purín de ciment per cimentar un pou ha de complir una sèrie de requisits i tenir:
- altes propietats adhesives amb superfícies de qualsevol tipus;
- alta resistència després de l'enduriment, resistència a l'estrès mecànic;
- plasticitat i bona fluïdesa per omplir totes les esquerdes i buits;
- neutralitat química en relació amb les capes de sòl tamponades;
- resistència a l'erosió de les aigües subterrànies;
- sense contracció durant l'enduriment.
A més, la solució ha de tenir una consistència tal que es pugui lliurar fàcilment al pou i injectar-la. La solució s'ha de rentar fàcilment de l'equip, no ser químicament agressiva cap a aquest i tenir un coeficient de pèrdua mínim durant el transport al pou.
El procés de preparació del morter de ciment per tamponar consisteix a barrejar uniformement els components inclosos en la seva composició, seguida d'abocar-hi aigua amb additius especials prèviament dissolts.
Les solucions més senzilles que pots preparar tu mateix són:
- Ciment Portland + sorra de quars (1:1) + additius especials i aigua fins a obtenir la consistència requerida. Aquesta solució té una baixa densitat, i la seva preparació és difícil, perquè la sorra inclosa en la composició sovint precipita i l'ús de la solució es fa impossible.
- Ciment Portland + barita (1.1:1) + additius especials i aigua. El desavantatge d'aquesta solució és la seva baixa resistència.
- Ciment Portland + farciment. Com a farciments s'utilitzen l'amiant (en sòls sorrencs) i els materials fibrosos.
Per preparar la mescla de ciment, el millor és utilitzar ciment Portland, que és un tipus de ciment a base de silicats.
Aquest ciment, per descomptat, és més car que el ciment Portland normal, però les seves característiques de resistència són molt superiors a les del ciment normal. La barita és un mineral pesat que augmenta la densitat de la solució. Podeu comprar barita en una ferreteria que ven materials de construcció a granel.
Els additius especials inclosos en les solucions de ciment significa diverses substàncies que donen a la solució propietats especials.
Això inclou:
- posant acceleradors ciment (clorur de calci, carbonato de sosa, potassa), utilitzat si la cimentació es produeix a temperatures inferiors a +5 graus;
- retardadors, utilitzat per evitar un enduriment ràpid (es tracta de clorurs de calci o de sodi, nitrit de sodi, etc.);
- plastificants per obtenir una viscositat òptima (modificadors de polímers);
- additius resistents a les gelades (compostos d'organosilici juntament amb plastificants);
- additius dessecants (substàncies obtingudes a partir de compostos pertanyents als grups dels àcids sucre, cítric, tartàric i tetraoxiadípic), etc.
Els additius especials es barregen amb aigua, que posteriorment s'utilitza per preparar purins de ciment. La solució es barreja amb màquines especials: mescladors. De vegades es permet el pastat manual, però requereix una certa habilitat i molta mà d'obra.
Etapa núm. 3: abocar la solució al pou
Els principals mètodes de cimentació de pous són:
- etapa contínua o única;
- en dues etapes;
- puny;
- el contrari.
Tots els mètodes de cimentació de pous d'aigua es basen en un principi: bombejar purins de ciment a l'anella. Al mateix temps, l'elecció de la tecnologia de cimentació depèn de condicions específiques: tipus de sòl, profunditat del pou, material de la canonada, condicions climàtiques i hidrogeològiques de la zona.
La tecnologia d'obturació de pous d'aigua seleccionada hauria de garantir:
- omplir tota la secció del pou amb solució a tota la profunditat;
- desplaçar completament el líquid de rentat (si n'hi ha);
- creació de pedra de ciment d'alta resistència, resistent a influències físiques, mecàniques i químiques;
- alt índex d'adhesió a les parets del sòl del pou i les canonades de revestiment.
Per als pous profunds, s'utilitza cimentació segmentada, és a dir. No tota la secció del pou està cimentada alhora, sinó només els seus segments individuals.
Aquest procés és molt complex i la pràctica demostra que és gairebé impossible fer-ho tu mateix. Per tant, analitzarem més de prop la tecnologia de cimentació d'una i dues etapes i de màniga.
Cimentació en una sola etapa o contínua
Aquest mètode s'utilitza més sovint per cimentar pous aqüífers domèstics. Durant la seva implementació, la solució de ciment es bombeja a l'anell.
La solució es bombeja a pressió mitjançant un equip que s'instal·la a la plataforma d'un vehicle especial o permanentment a prop del pou. La solució de ciment, pel seu propi pes, es desplaça a la "sabata" base de la carcassa, omplint totes les cavitats anulars.
Abans de començar els treballs de cimentació, es realitza neteja de bé, i després s'insereix un endoll inferior, que actuarà com a limitador. La bomba de formigó s'encén i s'inicia el bombeig de la solució d'obturació, sota la influència del qual l'endoll es baixa fins que arriba a la "sabata" de la carcassa.
Després de bombejar la solució, s'instal·la el tap superior i s'inicia la compactació de la mescla de ciment fins que el tap superior es recolza contra l'inferior. Això significarà que la solució ha omplert tot l'anell. La compactació es realitza mitjançant una premsa vibratòria mitjançant una bomba de formigó per bombejar la solució.
El pou cimentat es deixa sol durant 36-48 hores perquè la solució s'endureixi completament. Aquest mètode només és adequat per a pous poc profunds i de forma uniforme. L'inconvenient d'aquest mètode és la incapacitat de fer un seguiment del moment en què la purín de ciment va arribar al punt inferior de l'alineació del pou.
Sistema d'ompliment de dues etapes
Aquest mètode de cimentació es va desenvolupar per a pous de la indústria petroliera. A causa del fet que requereix l'ús d'equips industrials seriosos (una potent bomba de formigó), no s'utilitza sovint en la construcció de pous. La cimentació en dues etapes s'utilitza en els casos següents:
- el morter de ciment endureix tan ràpidament que el ciment no es pot completar en un cicle;
- quan cal seleccionar dos trams a l'anell que estiguin separats per una distància significativa;
- a gran profunditat del pou, quan és impossible realitzar treballs en un cicle.
En altres casos, l'ús d'un mètode de dues etapes no és pràctic a causa de la durada del procés i dels indicadors econòmics.
El principi de cimentació en dues etapes es basa en el fet que el ciment es bombeja a l'anell en dues etapes.
La primera porció de purín de ciment es carrega i es premsa. Es baixa el tap inferior que, per l'acció de la solució, el tap s'enfonsa cap al fons. La segona porció de la solució es bombeja 12-36 hores després que la primera porció s'hagi endurit completament.
Aplicació del mètode del puny
Aquest mètode de cimentació s'utilitza si només cal reforçar la part superior del pou. En aquest cas, la tasca inicial serà determinar el nivell al qual es realitzarà el ciment.
El nivell es marca al llarg de la carcassa instal·lant un collar especial. La part inferior de la vàlvula està protegida de manera fiable per un puny contra la penetració de la solució d'obturació.
La solució es bombeja exactament de la mateixa manera que durant la cimentació d'una sola etapa. El mètode del puny s'utilitza si la part superior del pou es troba en sòls sorrencs i la part inferior es troba en sòls argilosos. Això és força rar, de manera que aquest mètode no s'utilitza àmpliament.
El procés de formació de la pedra de ciment
El procés de formació de pedra de ciment comença immediatament després de bombejar la solució d'obturació i dura de 12 a 36 hores. Els principals factors que influeixen en la durada de l'enduriment de la solució a l'estat de pedra de ciment:
- propietats dels components inclosos a la solució;
- sòls, material de coberta;
- condicions hidrogeològiques i climàtiques del lloc;
- densitat d'injecció, correcta implementació del procés d'obturació.
Durant el període d'enduriment, cal deixar el pou en repòs. Es prohibeix l'ús de cables, palanques o filferros per avaluar la qualitat de la cimentació, perquè això pot comprometre la integritat de la pedra de ciment resultant.
Avaluació de la qualitat de la cimentació
Val la pena assenyalar: malgrat que l'avaluació de la qualitat de la cimentació dels pous aqüífers és un pas molt important, és impossible dur-ho a terme de manera independent.
Per dur-ho a terme, es requereix un equip de laboratori especial, cosa molt rara fins i tot entre les organitzacions implicades en la perforació.
Si encara tens la intenció d'avaluar el tamponament realitzat, pots demanar un servei de control de qualitat d'una d'aquestes tres maneres:
- acústic, basat en tocar les parets de la carcassa, amb posterior tractament de les dades obtingudes per programes informàtics;
- radiològic, quan es mesura amb dispositius de ràdio;
- tèrmica, basada en el principi de mesura de la calor generada en endurir el morter de ciment.
A casa, podeu utilitzar un mètode tèrmic simplificat mesurant la temperatura a les parets del pou. Quan s'igual a la temperatura de l'aire circumdant i es torna 0,5-1,5 graus més baix, llavors podem parlar d'enduriment complet. Tanmateix, fins i tot després d'això, es recomana esperar 2-3 dies i només després posar el pou en funcionament.
Després de completar la inspecció, el cap del pou s'elimina dels residus de purins de ciment esgotadors. A continuació, es realitza una prova de fuites bombejant aigua a alta pressió a la canonada del pou durant 30 minuts. El criteri d'estanquitat serà una disminució de la pressió d'aproximadament 0,3-0,5 MPa. El pou ja està completament llest per al seu ús.
Conclusions i vídeo útil sobre el tema
Els vídeos següents són sobre pous de la indústria del petroli i el gas, però el principi de la tecnologia de treball és el mateix que per als pous amb aigua.
Procediment per a la cimentació del pou en una sola etapa:
Especificitats de la producció de cimentació labial:
Característiques tecnològiques de la cimentació en dues etapes:
La cimentació és un procés complex que requereix l'ús d'equips especialitzats. Tanmateix, això no vol dir que sigui impossible fer-ho vostè mateix. Si escolliu i prepareu correctament la solució de rejuntat, utilitzant un conjunt mínim d'unitats, podeu gestionar fàcilment la feina vosaltres mateixos.
En qualsevol cas, el funcionament d'un pou sense reforçar el barril amb ciment no durarà gaire, i els costos perforant una nova font d'aigua no serà menys.
Si, després d'estudiar el material, encara teniu preguntes sobre com cimentar correctament un pou després de la perforació, o teniu un coneixement valuós sobre aquest tema, deixeu els vostres comentaris al bloc següent.
El procés d'obturació s'ha de tenir en compte a l'hora de calcular els costos de perforació, per no pagar més tard. Cal posar-se en contacte amb les entitats que han participat en la perforació del pou: tenen informes sobre els treballs realitzats amb els trams geològics i hidrogeològics construïts per al jaciment, saben perforar i taponar correctament un pou i no ho fan tot a l'atzar. Malauradament, ara tothom que no és massa mandrós es dedica a la perforació, fins i tot sense conèixer aproximadament les propietats del sòl i la profunditat de l'aqüífer.