Exterio05.ru

Стройка и ремонт
3 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Тампонаж артезианской скважины

Тампонаж скважин

ЗАО «НПЦ «Гидрогеотех» оказывает комплексные услуги по ликвидации скважин. Мы занимаемся инженерными изысканиями для строительства, проведением гидрометеорологических, гидрологических, геодезических работ. Наши специалисты выполнят съемку коммуникаций, бурение инженерно-геологических, гидрогеологических скважин и их ликвидационный тампонаж. Современное оборудование и солидный практический опыт позволяют выполнять поиск и разведку месторождений полезных ископаемых, подземных вод, проектировать сети, коммуникации, водозаборные узлы, проводить монтажно-строительные работы.

Что такое тампонаж

Тампонаж (цементаж) скважины согласно ГОСТ это – разобщение водных слоев, вскрытых бурением, с помощью установки цементных мостов.

В подземных горизонтах расположено несколько водоносных слоев, разделенных между собой горными породами или замками из глины – перемешивание разных слоев в таком случае исключено.

Пробуренные отверстия пересекают несколько водоносных горизонтов. В ходе эксплуатации или после ликвидации артезианской скважины возможно разрушение обсадных труб. По ним водоносные горизонты перетекают друг в друга, что приводит к загрязнению чистой воды стоками.

Разделение труб на изолированные участки предотвратит перетекание.

Как производится тампонирование?

Эта операция может осуществляться различными способами, в зависимости от того, какое тампонирование применяется: защитное или ликвидационное; и какие материалы используются: цементный раствор или глина. Цементный раствор смешанный с песком применяется в глинистых почвах, а в пористой породе к раствору добавляют наполнители или вспенивающие составы для лучшей герметизации.

Защитное тампонирование производят прямым, обратным и многоэтапным методом. При прямом тампонировании раствор просто заливают в пространство между обсадной колонной и грунтом, и он опускается вниз под собственным весом. Это наименее эффективный способ, при котором сложно проконтролировать качество тампонажа. При обратном методе раствор заливается в колонну, а затем выдавливается за колонну и проникает во все пустоты и расщелины грунта. Многоэтапный метод используется непосредственно во время бурения, при этом каждый участок обсадной колонный тампонируется отдельно. Этот метод применяется для глубоких скважин, он очень эффективен, хотя и увеличивает сроки бурения.

Для проведения ликвидационного тампонирования необходим насос, цементный раствор и бурильные трубы. Система труб опускается в забой и по ним под давлением подается раствор. По мере заполнения полости раствором, трубы поднимаются. В устье скважины делается цементная пробка, на которой устанавливается табличка с указанием глубины и номера затампонированной скважины. Если в качестве тампона применяется глина, то из нее изготавливают цилиндры, которые опускаются в забой скважины с помощью колонковой трубы и прессуется специальным приспособлением для трамбовки.

Преимущества тампонирования

Достоинством цементации является универсальность технологии: она используется для устранения аварийных ситуаций различного вида и является типичной.

Тампонирование позволяет решать многоплановые задачи:

  • фиксирование обсадной колонны внутри ствола снижает риск деформирования трубного става и разгерметизации соединительных стыков;
  • тампонаж надежно изолирует водоносный пласт от промежуточных уровней геологического разреза, исключая затекания верховодки и загрязненных грунтовых стоков в артезианский горизонт по внешней стороне обсадной колонны;
  • обеспечение дополнительной герметизации конструкций гидротехнического сооружения.

К другим преимуществам относятся простота исполнения и прочность конструкции, а также то, что использование цементирования возможно во всех типах грунтов — скальных карстовых, трещиноватых, гравийных и крупнообломочных горных породах.

Используемые растворы и особенности метода

Тампонаж скважины на воду производят с помощью особого состава растворами и специальным оборудованием. Это позволяет проводить работы быстро и безопасно. Естественно, до проведения самих работ следует провести необходимые расчеты и оформить соответствующую документацию. Благодаря таким действиям удается рассчитать:

  1. Необходимый объем смеси.
  2. Закупить нужное количество цемента.
  3. Методы подачи раствора.

Когда составляют проект на проведение описанных работ, за основу берут:

  • глубину водозаборной точки;
  • разновидность проходки;
  • длину пространства от скважины до обсадной колонны.

Если водозаборная шахта имеет дефекты либо нарушения бурения, их также берут во внимание.

Помимо глубин артезианских скважин, в проект вносят характеристику и структуру почвенного горизонта. Это помогает понять, каким следует делать раствор, чтобы получить необходимый уровень прочности. Состав грунта и прочие сведения относительно старой скважины можно взять из имеющегося паспорта.

Читать еще:  Септик юнилос астра 3 - устройство, принцип работы, отзывы

Благодаря таким тонкостям можно качественно выполнить все работы, затратив минимальное количество средств и сил.

Для каждого тампонирования рекомендуется готовить свой вид раствора, необходимого для определенных грунтов и водоносных слоев. Наиболее часто для описанных работ берут следующие растворы:

  1. «Вспенивающиеся».
    Особенностью таких составов является способность расширяться при застывании за счет добавления специальных компонентов. Это способствует более качественной герметизации жидкости внутри колонны.
  2. «С наполнителями».
    Составы с наполнителями эффективны при тампонаже скважин, пробуренных внутри пористых пород. Введение в состав раствора наполнителей (бумага, асбест, волокна) помогает сократить расход обычной цементно-песчаной смеси.
  3. «Традиционный».
    Готовится на основе традиционной смеси песка с цементом. Этот раствор используют для тампонажа скважин внутри глинистых пород. Желательно готовить эту смесь на основе «портландцемента», отличающегося подвижностью состава и быстрым затвердеванием. Кроме этого, такой состав прочно сцепляется с пластом полезного ископаемого и легко перекачивается насосом.

Нередко раствор для тампонажа скважин обогащают гравием или песком, но получаемую консистенцию всегда оставляют жидкой.

Рабочий раствор готовится в течение нескольких минут, особенно если для этого есть необходимое оборудование. Это экономит рабочее время людей и облегчает перекачивание состава насосами. Готовую смесь подают посредством заливочной трубы на трехметровую высоту. С целью дезинфицирования ее состава внутрь могут добавлять хлорную известь.

Типы вяжущих растворов

Тампонирование является довольно трудозатратным процессом, которому необходима правильная подготовка. Поэтому сначала нужно выполнить предварительные расчёты. В них учитывается следующее:

  1. Расстояние между землёй и гидросооружением.
  2. Глубина залегания водоносного пласта.
  3. Количество и состав грунта.
  4. Возможные нарушения при сооружении и эксплуатации конструкции.
  5. Наличие примесей в воде.

Подбираются вяжущие вещества исходя из состава почвы и её типа. Это является наиболее важным фактором. Для работ применяют такие растворы:

  1. Цементный раствор с добавлением волокнистых компонентов, асбеста или бумаги. Такое вещество используется для скважин, которые располагаются на плывучих или пористых грунтах.
  2. Смесь портландцемента и песка. Этим раствором цементируются конструкции, обустроенные в глине и суглинках.
  3. Жидкий пластик и вспененные растворы. Их применяют для сооружений, которые располагаются в твёрдых грунтах. С их помощью можно добиться максимальной гидроизоляции конструкций.

Растворы для выполнения тампонажных работ всегда делаю жидкими для повышения удобства и снижения нагрузки на насосное оборудование. Перекачка осуществляется через входящую трубу.

Как затампонировать скважину

Перед началом работ обязательно проводят экспертизу. Основная задача предварительного изучения – определение состояния водоносного слоя. Такие сложности при работе с колодцем возникают по причине особого отношения к питьевой воде, которая считается ценным ресурсом. Например, чтобы сделать артезианскую скважину, необходимо подписать массу разрешений. Столько же разрешений надо будет получить и при ликвидации колодца.

Схема ликвидации скважины

Все работы, проводимые со скважиной, обязательно согласуются с санитарной инспекцией. Процедуры должны проводиться по утвержденному проектом плану под обязательным контролем владельца колодца. Документы, в том числе разрешение на проведение работ, должны храниться у собственника даже после завершения тампонады.

Ликвидация скважины на воду требует наличия документов, которые должны храниться у владельца земли.

В ходе работы над колодцем цементом или расплавленным пластиком заполняют имеющиеся в земле трещины. Образующаяся при этом прослойка предотвращает попадание в воду нефти и ее производных, а также других вредных для человеческого организма веществ. Процесс тампонажа подразумевает подачу веществ с высокой степенью вязкости водозабора водозаборного ствола. Процедура может производиться одним из 2 способов.

Виды тампонирования скважин

Выбор метода тампонажа полностью зависит от глубины колодца. Если он глубокий, производят поэтапное тампонирование:

  1. Заливка цементом. При заполнении неглубоких колодцев цементом выполняют просто заливку смесью околотрубного пространства. Материал за счет своей вязкости стекает по колодцу. Данный способ считается не самым лучшим, т.к. сложно проконтролировать ход работы. В колодце могут образовываться пустоты. Чтобы раствор укладывался равномерно, в трубе создают вибрацию.
  2. Обратное цементирование. Самое эффективный метод, он широко используется, если глубина колодца больше 50 м. В качестве вяжущего раствора в этом случае разрешено использовать глину, а в некоторых случаях – бетон.
Читать еще:  Как выполнить сварку проводов своими руками

Для этого вида тампонажа необходимо иметь специальное оборудование. Цемент или любой другой вязкий раствор подается на дно трубы под давлением. Вначале, согласно технологии, создается специальная пробка. Она служит разграничителем обрабатываемого пространства. Смесь для тампонажа загружают прямо в трубу.

После этого ее под сильным давлением вытесняют из полости трубы под влиянием специальной жидкости. Раствор равномерно заполняет все пространство между почвой и трубой. При создании многих скважин уже заранее закладываются возможности их последующего ремонта.

Как проходит тампонирование

Все работы по тампонированию выполняются до достижения нижней отметки водораздела.

Цель любой процедуры состоит в следующем:

  1. Заполнить все отверстия в почве и скрепить ее частицы между собой.
  2. Тампонаж должен быть выполнен таким образом, чтобы вся конструкция не разрушалась под воздействием грунтовых вод и давлением горных вымещающих пород.
  3. Промывочная жидкость, используемая в ходе работ, должна быть полностью удалена из обработанного пространства.

Исходя из этих требований, и выбирается технология тампонирования скважины. Важным является контроль за полным отвердением раствора, применяемого во время процесса. Время его застывания будет напрямую зависеть от условий окружающей среды и типа использованного раствора.

Для затвердения цемента в устье трубы должно пройти около 16 часов, пространстве между почвой и трубой – около 24 часов. На последнем этапе работ затампонированную скважину подвергают опрессовке. Для этого закачивают воду под высоким давлением, на 20% превышающим расчетное. Затем давление в системе медленно снижают примерно через 30 минут после начала процесса. Опрессовка необходима для проверки герметичности скважины.

Типы вяжущих растворов

Для полной закупорки скважины в случае ее ликвидации используются цементные растворы. Марка материала в этом случае не должна быть меньше М500. Если в месте расположения скважины у почвы имеются многочисленные поры, в раствор вносят специальные добавки.

Перед началом работ рассчитывается возможный расход материалов. При некачественно выполненном тампонировании из скважины может полностью исчезнуть вода, поэтому раствор для его проведения необходимо выбирать тщательно. Цемент для тампонажа можно использовать практически на любых видах почв, в том числе скальных, карстовых, трещиноватых, гравийных и крупнообломочных горных породах.

Если колодец пробит на глинистой почве, то для его тампонирования или ликвидации используют цементы с добавлением песка. При пористом грунте в раствор для тампонажа добавляют волоконные составляющие, такие как бумага. В некоторых случаях наполнителями для раствора могут стать асбест, целлюлоза. Помимо улучшения качества цементного раствора, они способствуют экономии основного материала.

При ликвидационном тампонаже скважин в раствор добавляют в больших количествах гравий. Ликвидация артезианских колодцев происходит только после получения разрешений от всех заинтересованных организаций, в том числе санитарной инспекции. Инструкция по ликвидации скважин должна быть полностью соблюдена.

В качестве тампонирующего вещества можно использовать глину, некоторые вспенивающие растворы и расплавленный пластик. При ухудшении качества воды в вяжущий раствор обязательно добавляют хлорную известь, которая в этом случае выступает в роли дезинфицирующей составляющей.

Раствор заливается с помощью насоса, имеющего специальную насадку. При использовании глины в качестве вяжущего вещества проводят предварительную подготовку материала. Вначале глину замачивают в воде. Затем ей придается цилиндрическая форма. С помощью специального колонкового снаряда глина отправляется в колонну, потом с помощью насоса она выдавливается в пространство между почвой и трубой.

Какие преимущества в тампонировании скважин

На данный момент не существует такого же эффективного способа защиты водоносных жил от загрязнений. Проведение тампонирования минимизирует риски появления деформации и разгерметизации.

Существуют ситуации, в результате которых вода низкого качества проникает в артезианские слои. При герметизации данная угроза устраняется, чистая вода изолируется от источника загрязнения.

В некоторых случаях процедура тампонирования проводится для того, чтобы добиться дополнительной изоляции конструкции.

Схема тампонирования скважины

Что такое тампонаж артезианской скважины?

Артезианские скважины считаются ценными источниками питьевой воды и являются стратегическим запасом страны. Сооружения такого типа подлежат обязательному цементированию для сохранения чистоты глубинного водоносного слоя, которое проводится согласно проекту тампонажа скважины. Толстый санитарный пласт снижает скорость проникновения грязной воды под землю, и пока она достигнет водоносного слоя, все патогенные микроорганизмы погибнут.

Читать еще:  Как выбрать фирму накопительного водонагревателя

Доработке подлежат шахты, имеющие типовое устройство: это выработка небольшого диаметра, стенки которой укреплены обсадной трубой. Соседние элементы ствола соединяются резьбовым соединением, сваркой или хомутами. В нижней части источника расположен фильтр. Различают колодцы, у которых пьезометрический уровень (напор) воды поднимается более чем 1,5 м над поверхностью и менее 1,5 м.

Процедура в обоих случаях похожа — пустоты заполняются специальными смесями. Только для ликвидации раствор заливают в обсадную трубу, а для укрепления — вокруг нее.

С помощью тампонажа выводят из эксплуатации только артезианские скважины. Источники другого типа закрывают подобным образом только в особых случаях.

Укрепляющее тампонирование также проводится для защиты стыков между частями обсадной трубы. В артезианских скважинах на ствол действует большая механическая нагрузка, которая может повредить шахту или стыки ствола. В этом случае через щели начнет поступать жидкость из верхних водоносных слоев или плохо очищенная дождевая вода. Чтобы избежать неприятностей, все пространство возле стыков заполняется цементным или глиняным раствором. Образовавшаяся оболочка, кроме того, надежно защищает искусственный ствол от агрессивных подземных вод.

Укрепляющее тампонирование можно выполнить различными способами:

    Прямой. Смесь выливается между обсадной трубой и грунтом. Она самостоятельно опускается и заполняет все пустоты.

Обратный. Раствор выливается в скважину, а затем в ней создается давление, выдавливающее его в пространство между трубой и грунтом.

  • Многоэтапный. Пустоты заполняются одновременно с бурением ствола, каждый участок обрабатывается отдельно.
  • Достоинства и недостатки каждого способа приведены в таблице:

    МетодДостоинстваНедостатки
    ПрямойНе требуется специального оборудования, простота выполненияНевозможно контролировать процесс заливки, смесь не просачивается на большую глубину
    ОбратныйПустоты надежно закупориваются, но не на всей глубине шахтыТребуется специальное дорогостоящее оборудование
    МногоэтапныйПустоты закрываются на всей глубине шахтыСроки работы значительно увеличиваются

    Подготовительные работы

    В процессе строительства и эксплуатации скважины ведутся наблюдения за состоянием стенок выработки, отбираются пробы воды для проведения анализов. Результаты контроля служат основанием для принятия решения о необходимости цементирования.

    Порядок подготовки к тампонированию:

    • составление акта обследования гидротехнического сооружения, выработка техзадания на укрепление или ликвидацию объекта на основании этого экспертного заключения;
    • разработка проекта, согласование его с местной санитарно-эпидемиологической службой;
    • утверждение плана тампонажных работ.

    Подготовку и осуществление мероприятий контролирует владелец гидросооружения. Собственник земельного участка следит за соответствием выполняемых работ проектным решениям и за соблюдением инструкции о порядке обустройства, консервации и ликвидации скважин. Пакет документов с проектно-эксплуатационной информацией, включая сведения о проведении тампонирования, хранится у владельца водозабора.

    Приготовление раствора для тампонажа.

    Порядок работ при ликвидации

    Есть много способов ликвидации скважины, выбор метода зависит от причины тампонирования, вида почвы. Цемент используют на глинистых породах, а в пористых слоях применяют смешанные составы.
    Защитный тампонаж может быть выполнен прямым, обратным или многоуровневым методом.

    • 1 Прямой тампонаж – это заливка пустот между обсадкой и почвой раствором, который опускается, принимая нужную форму. Осуществлять контроль за тампонажными работами при таком методе нельзя.
    • 2 Обратный способ – это заливка изолирующего состава в обсадку. После заливки раствор выдавливают из трубы, чтобы заполнить пустоты между грунтом и стеной. Многоуровневая система предполагает тампонирование при бурении. Водозабор тампонируется на каждом этапе обсадки.
    • 3 Удаление тампонированием – это заливка водозабора цементным или глиняным составом. Для осуществления тампонирования нужен насосный механизм, цемент, бур. Раствор подается под высоким давлением, заполняя пустое пространство котлована. В устье образуется пробка из цемента, на которую вешается табличка с указанием глубины, типа водозабора.
    голоса
    Рейтинг статьи
    Ссылка на основную публикацию
    ВсеИнструменты
    Adblock
    detector