Тампонаж скважин: назначение, виды и технология

Что такое тампонирование скважин и как оно выполняется

Тампонаж скважин или тампонирование – это комплекс мероприятий, направленных на защиту буровых гидросооружений, например, артезианских скважин, от биологического и химического загрязнения водоносного слоя, разрушения бетонных обсадных колец. При проведении автономной системы водоснабжения чаще всего сооружают именно артезианские скважины, а они нуждаются в регулярном проведении тампонажа.

  1. Назначение и определение тампонажа скважин
  2. Виды и технология проведения
  3. Технология проведения тампонажа и ликвидации
  4. Преимущества и недостатки

Назначение и определение тампонажа скважин

При тампонировании заполняется все пространство вокруг обсадной трубы

Тампонирование – это технологический процесс, основной задачей которого является перекрыть и разобщить водоносный горизонт защитной подушкой. Изготавливают этот защитный «барьер» из цементного раствора. Цементированию подлежит пространство между земляной шахтой и водозаборным стволом. В виде тампона часто применяется расплавленный пластик или глина со вспомогательными строительными ингредиентами.

Основное назначение процедуры – предупредить возможное загрязнение водоносного слоя и оградить от попадания в него болезнетворных организмов. Проводится тампонаж в следующих случаях:

  • Снижение качества колодезной воды при недостаточной изоляции водоносного слоя.
  • Деформация или разрушение бетонных обсадных колец.
  • Отсутствие необходимости в эксплуатации водозаборной точки.

Тампонирование скважины рекомендуется проводить при поиске новых источников, а также для предупреждения попадания в него верховодок.

Виды и технология проведения

На практике используется два вида тампонажа:

  • Постоянный. Характеризуется наполнение щели цементным раствором.
  • Временный. Сопровождается процедура тем, что щель наполняется глиняными смесями.

Первый способ предназначен для эксплуатации шахты колодца продолжительное время. Например, средний срок службы артезианской скважины достигает 50 лет и более. Второй используют, когда новую скважину требуется испытать и удалить конкретные промежутки между водоносными пластами или сами пласты.

Временный тип тампонирования является и ликвидационным для источников небольшой глубины с отсутствием напора.

Технология проведения тампонажа и ликвидации

При ликвидации скважины весь ствол заполняют цементной смесью

При полной ликвидации источника в шахту заливается цементный раствор – это сокращает вероятность смешивания соседних водоносных слоев, а также укрепляет ствол.

Существуют разные вариации цементирования, используемые составы имеют значительные отличия. Какому раствору отдавать предпочтение, зависит от гидрогеологических характеристик источника.

Основная строительная смесь – портландцемент. При смешивании с водой образуется жидкий раствор, который можно с легкостью транспортировать при помощи водяного насоса. В течение короткого времени он становится непроницаемым и твердым. Подготовленной смесью заливают горную выработку приблизительно на высоту трех метров. В раствор для тампонажа также добавляют песок и гравий до получения жидкого состояния. Если наблюдается скольжение водоносных горизонтов, раствором заполняют просветы, заливая между трубами.

Качественно проводят тампонаж, применяя глиняный пресс. Столб из глины помещают в забой со снарядом для колонны. Этот столб выдавливают при помощи водяного насоса. Снаряд оснащен рядом отверстий для слива избытков раствора, также они изготовлены для уменьшения давления.

Технология тампонирования заключается в заполнении глиняной или цементной смесью промежутков между колонной или стенкой труб. Проводят работы на глубине, где залегает водоносный горизонт. Также для дезинфекции в раствор добавляют хлорку.

Преимущества и недостатки

Технологический процесс распространен, поскольку имеет довольно обширный перечень достоинств:

  • Улучшение герметизации соединительных швов бетонных обсадных колец и укрепление конструкции в целом.
  • Осуществление дополнительной гидроизоляции.
  • Предупреждение проникновения в артезианскую скважину стоков и верховодок.

Из недостатков стоит отметить финансовые, физические и временные затраты. Специалисты рекомендуют ликвидационное тампонирование доверять профессионалам, поскольку процедура требует использования специальной техники и оборудования. Защитный тампонаж можно проводить самостоятельно.

Ликвидационный и защитный тампонаж водоразборных скважин

Бурение скважин для получения питьевой воды довольно часто является неотъемлемым процессом при обустройстве загородного дома. Но у сооружения есть свой максимальный эксплуатационный срок, поэтому оно через определённое время выходит из строя. Появляется необходимость ликвидации объекта. Эта процедура называется тампонаж скважин.

Особенности процесса

Тампонирование скважины при ликвидации — это совокупность работ по заполнению трещин в грунте при помощи цементного раствора или другого вяжущего вещества. Желательно для этих целей использовать материал, который способен быстро затвердеть. В ином случае требуемого результата не будет.

Тампонаж и ликвидация артезианских скважин не позволяет просачиваться внутрь колодца (водозаборной конструкции) таким примесям:

  1. Нефтяным компонентам.
  2. Твёрдым частицам из почвы.
  3. Грунтовой жидкости.

Цементизация позволяет герметизировать пространство, которое образуется возле обсадной колонны и стен проходки. Такой процесс требует подачи какого-либо вяжущего вещества вокруг обсадной трубы или же внутрь ствола.

Тампонажные работы делятся на такие виды:

  1. Ликвидационные. Такая процедура выполняется, если старая скважина несёт опасность при её использовании или же грозит обрушением. В этом случае от неё избавляются при помощи цементирования. Ликвидационный тампонаж позволяет значительно снизить вероятность загрязнения подземных вод вредными веществами.
  2. Защитные. Этот метод позволяет избежать проникновения грунтовых вод внутрь родника. Подбашмачное цементирование предотвращает просачивание верховодки, которая опасна для здоровья человека.

Перед тампонированием в обязательном порядке выполняется экспертиза скважины и берутся пробы воды внутри конструкции. Если есть показания для проведения работ, начинается подготовка документов (составляется акт, разрабатывается проект).

После утверждения документации начинают тампонировать стенки конструкции. Этим могут заниматься только эксперты специальных служб, у которых имеется достаточный опыт и соответствующее оборудование.

Преимущества выполнения процедуры

Цементирование гидроконструкций имеет массу преимуществ. Это позволяет не только улучшить качество воды, но и продлить эксплуатационный срок сооружения. При помощи тампонажа можно добиться:

  1. Дополнительной гидроизоляции конструкции.
  2. Сокращения вероятного риска деформаций во время монтажа дополнительных крепежей на колонну.
  3. Повышения защиты от разгерметизации конструктивных швов.
  4. Полной герметизации водных ресурсов, которые добываются из скважины.

У ликвидационного вида работ также есть свои достоинства. При помощи такого тампонажа можно обеспечить защиту грунтовых вод от загрязнения и обезопасить аварийные колодцы. Пришедшие в негодность скважины опасны тем, что могут привести к травмированию человека или даже к несчастному случаю.

Процедура стоит довольно дорого, но польза полностью это оправдывает. Особенно когда речь идёт о колодце, которым пользуются несколько домов.

Защита от верховодки

Для абиссинских колодцев и скважин на песке не применяется ликвидационный тампонаж. Это обусловлено тем, что данные сооружения недостаточно глубокие, чтобы была опасность возможного заражения артезианских вод.

Такие конструкции тампонируют непосредственно при сооружении. Главная цель всего процесса заключается в защите водоносного слоя от попадания верховодки. Для этого необходимо затампонировать пространство возле трубы.

Применяется несколько методов:

  1. Использование бетонного раствора. Существуют более простые способы изоляции, поэтому бетон применяется довольно редко. Вокруг трубы засыпается щебень, а потом пространство заливается цементно-песчаным раствором.
  2. Применение подсыпки. Иногда можно использовать наиболее простую гидроизоляцию. Этот способ подразумевает, что вокруг колодца стелется плёнка, а затем засыпается землёй.
  3. Обустройство глиняной прослойки. Сначала в пространство вокруг трубы засыпается слой щебня, а верхние несколько метров заполняются глиной. Это является довольно эффективным и экономичным способом герметизации, так как образуется плотный водонепроницаемый слой.

Эти методы позволяют быстро выполнить тампонирование абиссинских и песчаных скважин. Для выполнения работ не требуется привлечение специалистов.

Необходимость применения

Тампонаж — это специфический технологический процесс, который необходим для перекрытия и отделения водоносного пласта специальной подушкой. Цементируется пространство между земляной шахтой и водоразборным стволом. Для этого может использоваться бетон, глина и расплавленный пластик.

Назначение технологического процесса заключается в предотвращении вероятного попадания загрязнений химического и биологического характера в потребляемую и залегающую воду. Процедура выполняется в следующих случаях:

  1. Требуется повысить гидроизоляцию сооружения, так как качество воды снизилось.
  2. Водоразборная точка больше не будет использоваться.
  3. Обнаружены дефекты в конструкции скважины или выявлены проблемы геологического характера.
  4. Снизилась производительность, но нет возможности восстановить сооружение.
  5. Необходимо исключить риск загрязнения воды, если бурение или использование колодца выполнялось с нарушениями.
  6. Нужно предотвратить смешивание разных водных горизонтов.
  7. Конструкция сильно деформировалась или разрушилась.

Кроме всего перечисленного, процедура цементирования выполняется при поиске новых водоносных горизонтов. Если бурение оказалось безрезультатным, необходимо затампонировать скважину.

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.

Подготовительные работы

Перед выполнением тампонажа в обязательном порядке идёт подготовительный этап. Если внутри водонапорной скважины находятся насосы или другое оборудование, то его нужно отключить и поднять на поверхность. Желательно, чтобы за выполнением всех работ наблюдал непосредственно владелец колодца, так как именно он будет отвечать за все возможные негативные последствия.

Также перед применением цементно-песчаного раствора обязательно нужно получить одобрение от санэпидемстанции. В ином случае может последовать большой штраф.

После завершения тампонажа владельцу скважины придётся сделать анализы воды, чтобы получить заключение о её безопасности. Также необходимо будет отнести все подтверждающие бумаги в санэпидемстанцию и коммунальные службы.

Технология проведения тампонирования

Тампонаж начинается с подготовки проекта и получения результатов необходимых анализов. После сбора пакета документов можно закупать материалы и приступать к работе.

Тампонирование выполняется несколькими методиками:

  1. Цементирование обратного типа. В глубине скважины устанавливается пробка для разделения зон. Раствор подаётся в колонну, где из-за давления выводится за её пределы.
  2. Подача цементно-песчаной смеси для заполнения полостей между шахтой и сооружением. Раствор самостоятельно всё заполняет. Качество заливки в этом случае низкое, но такой метод является простым и доступным.
  3. Для глубоководных скважин работы разбиваются на этапы. Заливка происходит в несколько слоёв.
  4. Применение глиняных цилиндров. Их монтируют непосредственно в проходку. Перед использованием глину замачивают, чтобы получилась густая смесь. При помощи насоса высокой мощности создаётся большое давление, из-за чего глиняные цилиндры прессуются.

Важно моментом является то, что тампонаж нужно выполнять до нижнего уровня водоносного пласта. Такой процесс осуществляется для защиты потребляемой воды от загрязнений. Довольно часто всё можно сделать своими руками. А вот ликвидационное тампонирование лучше будет доверить специалистам, у которых есть достаточный опыт и необходимое оборудование.

Технология тампонирования скважины на воду

Особенности тампонирования

Тампонаж скважины представляет собой процесс заполнения образующихся в грунте трещин с помощью цементного раствора. Желательно для таких целей брать цемент, способный затвердевать быстро, в противном случае достигнуть желаемого результата не получиться. Тампонаж артезианской скважины предотвращает просачивание внутрь пробуренной конструкции следующих примесей:

  • грунтовая жидкость;
  • твердых частиц пород;
  • нефтяных компонентов.

Цементирование скважины способствует герметизации пространства, образующегося у стен проходки и обсадной колонны. Алгоритм указанного процесса выглядит как подача вяжущего раствора внутрь водозаборного ствола либо вокруг обсадной трубы. Теперь понятно каждому, что такое тампонаж и каково его назначение.
На сегодняшний день различают следующие способы цементирования гидротехнических конструкций:

  1. «Ликвидационный». При таком цементировании чаще всего избавляются от старой скважины, если она опасна либо грозит обрушением. Ликвидационный тампонаж помогает предотвратить вероятность заражения подземной жидкости опасными для здоровья частицами. С помощью ликвидационного тампонажа заброшенных водоскважин защищают от вероятного загрязнения расположенные поблизости артезианские источники, являющиеся резервуарами питьевых ресурсов.
  2. «Защитный». Описанный способ тампонирования помогает предотвратить проникновение грунтовых вод внутрь родника либо скважинного ствола. Защитное цементирование помогает предотвратить просачивание внутрь водоскважины опасной для здоровья верховодки, которой очень много в период весеннего половодья.

До тампонирования проводится специальная экспертиза и делаются некоторые анализы относительно состава жидкости внутри гидротехнической конструкции. Если имеются соответствующие показания, приступают к составлению акта, а затем подходят к разработке необходимого проекта.

После утверждения этой бумаги начинают тампонировать потрескавшиеся стенки скважины. Такую деятельность выполняют мастера специальных служб, имеющие соответствующую компетенцию и оборудование. Кстати, данные мастера могут дать рекомендации и относительно ликвидационного тампонажа гидротехнического сооружения, когда цементирование не может принести нужного результата.

Общие сведения

Когда необходимо тампонирование

Не все скважины требуют тампонирования. Данные меры необходимы, если:

1.вода, поступающая из источника, стала плохой.

2.во время простоя скважины долгое время.

3.появились неисправности в колодце.

4.резко снизилось количество воды, которая поступает из скважины.

Если во время строительства скважины были нарушены технологии монтажа, то нужно тампонирование. Если смешивается чистая вода в скважине с водой, включающей в состав металлы, соли. Ремонтируют скважину, если разрушились стенки шахты. Если пробивают новые источники, выполняют их тампонаж.

Внимание! Если требуется ликвидация артезианской скважины, то на месте должен быть специалист, который бурил ее.

Тампонаж помогает зафиксировать обсадную трубу. В итоге всех мероприятий пласт с чистой водой должен быть отделен от подтеканий верховодки, подземных вод.

Процесс тампонирования

До начала всех мероприятий следует провести экспертизу, которая выявит состояние пласта воды в источнике. Питьевая вода считается ценной. Для обустройства артезианской скважины нужно получить много разрешений. Чтобы ликвидировать колодец, также нужны эти бумаги.

Внимание! Все работы согласует санитарная инспекция.

До работы должен быть составлен план обустройства источника. Все документы хранятся у владельца скважины до и после процедуры.

Во время работы над ямой колодца с помощью цемента, либо расплавленного пластика заливают трещины в почве. Слой защиты не дает попасть в воду нефтяным продуктам, другим вредным элементам. Тампонаж состоит из подачи вязких веществ в водозаборный ствол. Существует два способа тампонажа.

Методы тампонирования

Определяя метод тампонажа, следует учитывать глубину колодца. При большой глубине процедуру осуществляют по этапам.

1.заливают цемент. Если колодец с малой глубиной, то около трубное пространство заполняют цементным раствором. Вязкий материал стекает по шахте. Этот метод малоэффективный, невозможно полностью контролировать работу. В шахте могут остаться пустоты. Для равномерного распределения цемента, внутри трубы делают вибрацию.

2.метод обратного цементирования считается лучшим, является распространенным при глубине колодца свыше пятидесяти метров. Вяжущим раствором может выступать глина, либо бетон. Данный тип тампонирования требует наличия спецоборудования. Цемент, либо другое вещество для заливки поступает в трубу под высоким давлением. Технология требует создания для этого специальной пробки, разграничивающая пространство, которое обрабатывают. Раствор заливают в саму трубу. Подают давление, которое способствует вытеснению цемента из трубы с помощью специальной жидкости. Раствор ложится в пространстве колодца равномерно. При строительстве скважин, подготавливается почва для обслуживания и ремонта в будущем.

Когда нужно тампонирование?

Тампонирование скважины проводят при наличии соответствующих показаний к проведению этих работ. Чаще всего цементирование необходимо, когда:

  • деформируется колонна-обсадка;
  • нужна изоляция водоносного горизонта от загрязнений;
  • разрушается водоскважина;
  • скважиной давно никто не пользуется;
  • возникает риск смешивания пресных и жестких вод;
  • обнаружены геологические либо технические неисправности конструкции;
  • неправильно пробурена шахта и возник риск ее загрязнения;
  • сильно понижена производительность водозаборной точки, восстановить которую нет возможностей.

Тампонажные работы между обсадной колонной и стенками эффективны, если используемая жила многоводна и отличается высоким качеством жидкости.

Такой прием часто используют, когда разрабатывают новые водоносные слои, стараясь защитить их содержимое от проникновения верховодки.

Пример того, для чего проводят тампонирование скважин:

Преимущества тампонирования

Тампонаж скважин отличается большими преимуществами как для качества воды, так и для срока эксплуатации всего сооружения. С его помощью удается:

  • сделать дополнительную гидроизоляцию колонны труб;
  • сократить риск деформации сооружения при установке дополнительных креплений на обсадную колонну;
  • сделать герметизированными чистые водные ресурсы;
  • защититься от разгерметизации стыков.

Ликвидационный тампонаж скважин тоже имеет свои преимущества. С его помощью не только защищают от загрязнения водоносные пласты, но и от опасности аварийные колодцы. Последние особенно опасны, так как могут не только травмировать тело, но и привести к человеческим жертвам.

Хотя и описанное цементное обустройство цену имеет не низкую, польза от таких работ существенная. Особенно, если это касается полноводной водозаборной точки, которой пользуется несколько жильцов.

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.

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, особенности технологии

Тампонирование — сложный и трудоемкий процесс, требующий правильной подготовки. Поэтому комплекс работ проводится после получения предварительных расчетов, в которых учитываются:

  • глубина водозаборного ствола;
  • расстояние между стенками шахты и конструкцией скважины;
  • состав и объем грунта;
  • наличие сторонних примесей в воде;
  • имеющиеся технические нарушения конструкции.

Выбор вяжущих растворов для тампонирования проводится с учетом типа и состава грунта. Для работ используются следующие растворы:

Раствор на основе портландцемента и песка. Подходит для цементирования сооружения, обустроенного в глинистом грунте и суглинках. Готовая смесь обеспечивает высокую адгезию с основанием и быстрое высыхание.

Цементный раствор с добавлением наполнителей — асбеста, бумаги, волокнистых компонентов. Подобный раствор предназначается для сооружений, расположенных на подвижных пористых грунтах.

Вспененные растворы и жидкий пластик. Они используются для сооружений, возведенных в твердых грунтах, обеспечивая максимальную герметизацию конструкций.

Раствор для проведения тампонажа имеет жидкую консистенцию для удобства подачи при помощи насосного оборудования. Перекачка раствора выполняется через входящую трубу на высоту до 2,8 метра.

Подготовительные работы

До проведения тампонажа скважины обязательно выполняют подготовительные работы. Если внутри артезианской скважины есть насосы, то их обязательно вынимают на поверхность. За ходом всех проводимых работ рекомендуется следить владельцу водозаборной точки, так как он является ее ответственным лицом.

Использование цементно-песчаной смеси для тампонажа должно согласоваться специалистами санэпидемстанции.

После проведения всех работ владелец водоскважины должен отнести образцы жидкости на анализ и получить соответствующее заключение о ее безопасности. Также следует отнести сотрудникам коммунальных служб и санэпидемстанции все бумаги, подтверждающие проведение работ по цементированию источника.

Цементирование скважины

Назначение

Как правило, работы по цементированию скважин производят с помощью серьезного оборудования.

Начнем с того, что дадим определение самому термину. Тампонаж – это заполнение горных пород и присутствующих в них трещин цементным раствором для предотвращения просачивания воды, нефти или других ископаемых сквозь породу и проникновения этих веществ в другие слои и горизонты почвы.

  • непосредственное цементирование затрубного пространства скважин в целях укрепления ствола и предотвращения протечек верховодки и грунтовой воды в известняковый слой;
  • цементирование в целях ликвидации скважины – ликвидационный тампонаж.

Старые неэксплуатируемые скважины могут представлять угрозу заражения водоносного горизонта.

Ликвидация нужна из-за того, что в некоторых случаях старая скважина начинает представлять угрозу заражения водоносных слоев. Артезианские запасы воды считаются стратегическими запасами государства, поэтому их безопасность – это безопасность страны.

На основе анализов и экспертиз компетентные органы принимают решение о необходимости ликвидационного тампонирования объекта, затем составляют проект работ, и, после его утверждения, силами профессиональных организаций осуществляют цементирование.

На фото – временно законсервированная скважина.

Важно! Эксплуатационное цементирование имеет смысл только в случае большой глубины скважины и определенных характеристик среза породы. Для пробуренных скважин «на песок» эта мера не имеет практического смысла, так как в данном случае опасность сообщения разных водоносных горизонтов отсутствует.

При бурении артезианских скважин решение о необходимости цементирования принимает организация, производящая работы.

В каких случаях нужен тампонаж

Скважину нельзя просто бросить – ее следует ликвидировать.

Чтобы конкретизировать статью, следует сразу определить признаки, по которым можно установить необходимость цементирования и ликвидации скважины.

Итак, тампонаж необходим в случаях если:

  • Качество воды в скважине ухудшилось, а восстановление или усовершенствование невозможно или нецелесообразно в силу технических, физических или экономических соображений;
  • Объект выработал свой ресурс и больше не эксплуатируется;
  • Временные скважины небольших диаметров больше не представляют интереса вследствие появления других источников подачи воды;
  • Обнаружены дефекты конструкции объекта, снизился дебит или произошла авария, а восстановление экономически невыгодно или технически невыполнимо;
  • Геолого-разведовательные или поисковые бурения выполнили свою задачу и более не нужны;
  • Источники с напорными фонтанирующими водами перестали постоянно эксплуатироваться;
  • Поглощающие скважины стали представлять угрозу заражения водоносных горизонтов.

Следует сказать, что тампонирование чаще всего выполняется при бурении нефтяных и газовых разработок. При добыче воды объекты цементируют редко, в особых случаях.

Здесь нет четких правил, когда точно следует или не следует производить бетонирование, все решается в процессе проектирования и производства работ на основе разведывательных данных, структуры среза породы, его состава и т.д.

Напорные воды особенно активно перемешиваются с другими горизонтами.

На практике все выглядит таким образом: после завершения бурения хозяин скважины получает паспорт на объект, где указано, как именно следует за ним следить и какие меры принимать в тех или иных обстоятельствах. Кроме всего прочего, там сказано, что в случае аварии, поломки, ухудшения качества и прочих форс-мажорных обстоятельств хозяин обязан уведомить СЭС.

Далее СЭС производит забор воды на анализ и осмотр объекта. На основании полученных данных станция выносит вердикт о состоянии скважины и ее дальнейшей судьбе, а хозяин получает предписания к действиям, которые он обязан осуществить для ликвидации поломки или объекта.

Часто причиной ремонта или ликвидации конструкции становятся сгнившие обсадные трубы.

Важно! Ответственность за правильное проведение всех предписанных мероприятий полностью ложится на собственника, а невыполнение этих предписаний грозит уголовным преследованием за нарушение закона об охране недр.

Работы по правильному тампонированию производят с помощью специального оборудования, цена которого неподъемна для частного лица или дачника. Поэтому многих интересует, возможно ли цементирование своими руками? Однозначного ответа здесь нет, необходимо рассматривать каждый отдельный случай.

Тампонаж скважины: что это такое, когда необходимо и технология тампонирования

  • Особенности тампонирования
  • Когда нужно тампонирование
  • Преимущества тампонирования
  • Используемые растворы и особенности метода
  • Подготовительные работы
  • Технология

Цементирование, или тампонирование, скважин применяется при обустройстве скважин, их обслуживании и прекращении функционирования. Обрушение стенок может произойти на всех этапах существования выработки: от ее забуривания до ликвидации, аварии устраняются тампонажем скважин. Ремонта в течение срока эксплуатации требуют выработки глубиной ≥50 м — артезианские колодцы.

Ликвидационное тампонирование скважин.

Особенности тампонирования

Под цементированием понимается заполнение трещин в стенках подземной выработки и пространства между стволом и обсадной трубой растворами портландцемента с улучшающими добавками. Целью бетонирования является предотвращение засорения водоносного горизонта и водоисточника веществами биологического и химического происхождения.

Скважины тампонируются для:

  • защиты действующего водозабора от верховодки;
  • ликвидации сообщения подземного водоносного пласта с земной поверхностью и пересекаемыми выработкой горизонтами гидрогеологического разреза.

В последнем случае раствором заполняется весь объем горной выработки, включая пространство обсадной трубы, если она не извлекается. Полная изоляция водоносного горизонта выполняется при вскрытии водяного пласта артезианской скважиной.

Тампонаж бывает временным, тогда для уплотнения стенок используется глина, и постоянным — с применением цементного раствора. Первый тип изоляции востребован при строительстве скважин и при ликвидации выработок малой глубины, пробуренных на песок.

Когда нужно тампонирование

Тампонирование скважины производится при разрушении и коррозии обсадных труб.

Необходимость выполнения противоаварийных работ на стволе гидротехнического сооружения обусловлена деформацией обсадных труб и разрушением вмещающих горных пород — эти явления приводят к загрязнениям источника. Эксплуатация выработки в течение 20 лет также приводит к износу оборудования и необходимости ремонта или ликвидации ствола.

Другие причины для цементации:

  • ухудшение характеристик питьевой воды;
  • уменьшение дебета до нуля, когда пользование скважиной прекращено;
  • использование другого источника, заменившего несколько гидросооружений;
  • обнаружение в конструкции ствола неустранимых геологических и технических дефектов, которые повлияли на воду (ухудшилось ее качество, упала производительность скважины);
  • запечатывание выполнивших свою задачу поисковых, разведочных, инженерно-геологических и гидрологических скважин;
  • прекращение эксплуатации фонтанирующей выработки;
  • опасность перетекания жидкости в другие водоносные пласты из поглощающего ствола строящегося гидротехнического объекта.

Тампонаж проводится и для поиска новых водоносных горизонтов в процессе бурения гидрогеологических разведочных или эксплуатационных выработок. Решение о ликвидации артезианской скважины принимается строительной компанией, соорудившей водозабор.

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

Водозаборные сооружения строятся по проекту, в котором предусматриваются действия по ремонту и ликвидации скважин посредством тампонирования. Выбор компонентов раствора и типа вяжущего вещества осуществляется с учетом геолого-технических условий на месте расположения скважины. Выполняются расчеты потребности в материалах, планируются способы подачи к нужной точке ствола.

На выбор состава укрепляющей смеси влияют такие факторы:

  • технические нарушения в конструкции;
  • удаленность забоя выработки от земной поверхности;
  • зазор между обсадной колонной и стенками ствола;
  • форма и обстоятельства проходки: дефекты, возникающие во время бурения;
  • физические свойства и характеристики пересекаемых горных пород.

Особенность метода тампонирования состоит в том, что этот процесс необратимый и чреват потерей водоотдачи скважины. Растворы из смеси портландцемента с песком рекомендуются для выработки, расположенной в глинистых породах. В пористых слоях грунта в состав добавляют волокнистые наполнители: бумагу, асбест, целлюлозу — они способствуют снижению расхода тампонажной смеси. Для запечатывания пустот в песчано-цементный раствор добавляют гравий.

В качестве вяжущего вещества применяют также глину, расплав пластика, вспенивающие составы, а для дезинфекции — хлорную известь. Подача скрепляющей массы в скважину осуществляется насосом через заливочную трубу. Для ремонта и ликвидации водозаборов используют специальный портландцемент, он называется тампонажным.

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.

Технология

Существует несколько способов цементирования: прямая закачка смеси в зазор между стенками выработки и обсадной трубой, обратная, многоэтапная (для стволов ≥50 м) и посредством глиняного столба.

В первом случае раствор продвигается от устья к забою под собственным весом, что упрощает конструкцию в ущерб качеству заполнения трещин.

Способ обратного тампонирования более эффективен: в нижней части скважины ставят пробку, отгораживающую обрабатываемое пространство. Смесь загружается в обсадную трубу, откуда вытесняется под давлением специальной жидкости за пределы колонны и поднимается по просвету между выработкой и трубой.

Многоэтапная технология предполагает цементирование в несколько приемов: тампонирование начинают с нижних уровней, затем переходят на вышерасположенные участки. Работы на глубоких выработках ведутся поочередно: перемещение на следующий участок осуществляется после завершения работ на предыдущем отрезке.

Глина, используемая для укрепления стенок ствола, сначала замачивается в воде, после этого из нее формируются цилиндры. С помощью колонкового снаряда эти цилиндры доставляются в колонну и посредством насоса продавливаются в затрубное пространство до устья скважины. Избыточная нагрузка устраняется сбросом жидкости через отверстия в снаряде.

Работы выполняются смешивающими и цементировочными машинами. Во всех случаях тампонаж делают до нижней отметки водоносного горизонта. Выбирая одну из предлагаемых технологий, достигают цели мероприятий:

  • раствор заполняет все пустоты и трещины, обеспечивает адгезию скрепляемых поверхностей;
  • монолит не разрушается под воздействием грунтовых вод и давления вмещающих горных пород;
  • промывочная жидкость удалена из зоны обработанного пространства.

Период отвердения цементного раствора зависит от состава и условий применения. Кондуктор на устьевой части скважины набирает прочность за 16 часов, а смесь в стволе выработки — за сутки. Опрессовка сооружения для проверки герметичности выполняется закачкой воды под давлением, на 20% превышающим расчетное. Допустимое снижение нагрузки через 30 минут — 0,5 МПа. По завершении работ акты и отчеты представляются в санитарную и коммунальную службу.

Технология тампонажа скважины: виды, преимущества и особенности выполнения

Комплексные мероприятия, направленные на своевременную защиту буровых глубоких гидросооружений от разрушения обсадных колонн, биологического и химического загрязнения водоносного слоя, именуются тампонированием скважины.

Основным источником питьевой воды является артезианская скважина, которая нуждается в частом проведении тампонажа.

  • Когда применяется тампонирование
  • Виды и преимущества тампонирования скважин
  • Типы вяжущих растворов, особенности технологии
  • Технология проведения тампонирования скважины

Когда применяется тампонирование

Многие владельцы частных гидросооружений задаются вопросом, что такое тампонирование, в каких случаях его нужно проводить?

Тампонаж скважин — технологический процесс, связанный с перекрытием и разобщением водоносного горизонта защитной подушкой из цементного раствора. Цементирование проводится между водозаборным стволом и земляной шахтой. В качестве тампона могут использоваться глиняные смеси и расплавленный пластик.

Основное назначение тампонажа — предотвратить возможное попадание загрязнений биологического и химического происхождения в водоносный горизонт.

Процедура тампонирования сооружения может проводиться:

  • когда требуется дополнительная изоляция водоносного слоя при снижении качества питьевой воды;
  • когда нет необходимости в эксплуатации водозаборной точки;
  • при выявлении технических и геологических неисправностей сооружения;
  • при снижении производительности водного источника и отсутствии возможности его восстановления;
  • для предотвращения сильного загрязнения источника в случае, если бурение или эксплуатация скважины проводились с грубыми нарушениями;
  • для предотвращения возможного смешивания различных водных горизонтов — пресных, а также с большим содержанием солей и металлов;
  • при сильном разрушении или деформации обсадной колонны.

Помимо всего прочего, тампонаж проводится при поиске новых водоносных слоев и для защиты от проникновения верховодок.

Виды и преимущества тампонирования скважин

Качественно проведенное тампонирование позволяет надежно заполнить трещины в грунте или самом сооружении при помощи цементного раствора. Это обеспечит защиту от проникновения подземных вод, нефтепродуктов и химических элементов в водозаборный столб, а также дополнительную герметизацию конструкции обсадной колонны.

Тампонаж скважины на воду осуществляется путем подачи готовых растворов высокой вязкости за пределы обсадной колонны или в водозаборный ствол.

Различают два вида тампонирования гидросооружений:

Защитное тампонирование. Предотвращает возможное проникновение подземных вод и верховодки в шахту скважины. Цементирование выполняется за пределами обсадной колонны.

Ликвидационное тампонирование. Предусматривает полную ликвидацию водозаборной точки. Цементирование выполняется по всему объему ствола.

Тампонаж для ликвидации проводится в условиях, когда гидросооружение разрушается или может стать причиной загрязнения водоносных слоев. В первую очередь ликвидации подлежат артезианские скважины, срок службы которых истек, или водозаборный столб полностью разрушен.

До принятия решения о проведении тампонажа проводится экспертиза состояния сооружения и водоносного горизонта. После составления и утверждения рабочего проекта недействующее сооружение тампонируют. При этом решение о ликвидации питьевой скважины принимается подрядчиком, который проводил строительные работы.

Тампонирование гидросооружений различной сложности имеет ряд преимуществ:

  • Укрепляется обсадная колонна при снижении риска развития деформаций конструкции и снижения герметизации соединительных швов.
  • Герметизируются чистые водоносные жилы, что предотвращает проникновение в них стоков и верховодок.
  • Выполняется дополнительная гидроизоляция гидросооружения.

Типы вяжущих растворов, особенности технологии

Тампонирование — сложный и трудоемкий процесс, требующий правильной подготовки. Поэтому комплекс работ проводится после получения предварительных расчетов, в которых учитываются:

  • глубина водозаборного ствола;
  • расстояние между стенками шахты и конструкцией скважины;
  • состав и объем грунта;
  • наличие сторонних примесей в воде;
  • имеющиеся технические нарушения конструкции.

Выбор вяжущих растворов для тампонирования проводится с учетом типа и состава грунта. Для работ используются следующие растворы:

Раствор на основе портландцемента и песка. Подходит для цементирования сооружения, обустроенного в глинистом грунте и суглинках. Готовая смесь обеспечивает высокую адгезию с основанием и быстрое высыхание.

Цементный раствор с добавлением наполнителей — асбеста, бумаги, волокнистых компонентов. Подобный раствор предназначается для сооружений, расположенных на подвижных пористых грунтах.

Вспененные растворы и жидкий пластик. Они используются для сооружений, возведенных в твердых грунтах, обеспечивая максимальную герметизацию конструкций.

Раствор для проведения тампонажа имеет жидкую консистенцию для удобства подачи при помощи насосного оборудования. Перекачка раствора выполняется через входящую трубу на высоту до 2,8 метра.

Технология проведения тампонирования скважины

Тампонаж артезианской скважины выполняется поэтапно и начинается с проведения необходимых анализов и подготовки рабочего проекта. После сбора всей документации, рабочих инструментов и материалов можно приступать к тампонированию.

Тампонировать скважину можно несколькими методами:

  1. Подача цементной смеси для заполнения пространства между конструкцией скважины и шахтой. Продвижение заполняющей смеси на глубину происходит самопроизвольно. Основные преимущества метода — доступность и простота, но качество заливки низкое.
  2. Цементирование обратного типа. Подобный способ осуществляется следующим образом: внизу скважины монтируется пробка для отделения обрабатываемой зоны. Готовый раствор подается в колонну, где под давлением выводится за ее пределы. Для создания давления в сооружение предварительно закачивается специальный промывочный состав.
  3. Чтобы выполнить тампонаж глубоководных скважин, рабочий процесс разбивается на несколько этапов. Вначале цементируются нижние участки, затем — верхние.
  4. Тампонирование при помощи глиняных цилиндров, которые устанавливаются в проходку специальной колонковой трубой. Перед использованием глина тщательно замачивается для получения густой смеси, из которой формируются плотные цилиндры. После создания высокого давления глубинным насосом цилиндры из глины выдавливаются на поверхность сооружения. Для сбрасывания избыточного давления в трубе имеются небольшие отверстия, через которые выводятся излишки жидкости.

Важно! Процесс тампонажа осуществляется до нижнего уровня залегания водоносной жилы.

Правильный выбор подходящего метода тампонирования определяет основные цели проведенной процедуры:

Пространство между стенками конструкции и колонной должно быть надежно заполнено вяжущим раствором. В таком случае обеспечивается высокая адгезия материала с основанием, что предотвращает появление пустот.

Застывший раствор должен быть устойчив к разрушению, деформациям, негативному воздействию подземных вод.

Подходящий состав для тампонажа должен иметь высокие эксплуатационные характеристики — прочность, износостойкость и долговечность.

При использовании промывочной жидкости после завершения процедуры тампонажа она должна полностью выводиться из обрабатываемой зоны.

Для проведения тампонирования должны применяться специализированное оборудование и техника.

Тампонаж буровых скважин вяжущими составами обеспечивает надежную защиту водоносных слоев от проникновения различных загрязнений из грунта или верховодок.

Подобный процесс проводится также для заброшенных гидротехнических сооружений, конструкции которых деформированы, разрушены или загрязнены, поэтому не подлежат восстановлению.

Если защитное тампонирование можно выполнить своими руками, то проведение ликвидационного тампонажа лучше доверить специализированным компаниям, имеющим в своем арсенале необходимое оборудование и технику.

ТАМПОНИРОВАНИЕ СКВАЖИН

Тампонированием скважины называется комплекс работ по изоляции отдельных ее интервалов. Тампонирование осущест­вляется с целью предотвращения обвалов скважины и размыва­ния пород в пространстве за обсадными трубами, разделения водоносных или других горизонтов для их исследования, пере­крытия трещин, пустот, каверн, для ликвидации водопроявлений, поглощения промывочной жидкости при бурении.

Рис. 8.1. Общая схема тампонажа:

1 – колонна обсадных труб; 2 – тампонажный материал; 3, 4, 5 – изолируемый, водонепроницаемый и водоносный пласты соответственно.

При бурении на жидкие и газообразные полезные ископае­мые, а также на минеральные соли необходимо изолировать пласт полезного ископаемого от вышележащих пластов. Изоля­ция отдельных горизонтов в скважине необходима для предот­вращения проникновения грунтовых и пластовых вод в пласт полезного ископаемого. При подходе к продуктивному пласту про­ходка скважины прекращается в водонепроницаемом вышерас­положенном пласте. Затем в скважину спускают колонну об­садных труб, а кольцевое пространство между низом колонны и стенами скважины заполняют водонепроницаемым материа­лом. Тампонированием затрубного пространства обсадная ко­лонна предохраняется от сжатия давлением и корродирующего воздействия минерализованных подземных вод.

Применяют постоянное и временное тампонирование. Посто­янное тампонирование проводят на длительное время. При по­стоянном тампонировании околоствольное пространство изоли­руется от ствола скважины. Временное тампонирование предна­значается для изоляции отдельных горизонтов и проводится на срок испытания скважины.

Тампонирование производят для разобщения и изоляции водо­носных пластов с разным химическим составом. Например, для изоляции горько-соленой воды от питьевой, изоляции водоносных пластов от нефтегазоносных, для производства опытных нагнетаний воды в пористый пласт, для защиты обсадных труб от коррозии минеральными водами, для устранения циркуляции подземных вод по стволу скважины при извлечении обсадных труб и ликвидации скважины.

В качестве тампонажных материалов используют глину, це­мент, глиноцементные смеси с наполнителями, быстросхватывающиеся смеси (БСС), битумы и смолы.

Тампонирование глиной применяют при бурении неглубоких разведочных или гидрогеологических скважин. Если в месте намечаемого тампонирования залегает пласт глины мощностью 2—3 м, то тампонирование осуществляют задавливанием башмака обсадной колонны в глину, предварительно пробурив этот лласт на 0,5—0,6 м.

При отсутствии на забое глины или при недостаточной мощ­ности ее пласта нижнюю часть скважины заполняют вязкой глиной, в башмак обсадной колонны вставляют конусную проб­ку, которой выдавливают глину в затрубное пространство. По окончании тампонирования пробки разбуривают.

Тампонирование с помощью цемента называется цементиро­ванием скважин. Цементирование используют при бурении скважины на воду, нефть, газ и в случаях, когда необходимо получить прочный и плотный тампон на весьма продолжитель­ное время.

Для цементирования скважин используют тампонажный це­мент на основе портландцемента.

После смешивания с водой тампонажный цемент должен да­вать подвижный раствор, перекачиваемый насосами, который с течением времени загустевает и затем превращается в водо­непроницаемый цементный камень. Цементный раствор надо изготовлять как можно быстрее, чтобы предупредить его схва­тывание во время нагнетания в скважину. Готовят цементный раствор в цементомешалках или в специальных цементировоч­ных агрегатах, смонтированных на автомобиле.

Наиболее широко применяемый способ цементирования при разведочном бурении — погружение башмака обсадной колонны в цементный раствор, залитый на забой скважины. Забойное цементирование проводят для изоляции нижней призабойной части колонны обсадных труб. Цементный раствор заливают в скважину через заливочные трубы на высоту 2—3 м.

После извлечения из скважины заливочных труб на забой спускают колонну обсадных труб. После затвердения цементно­го раствора разбуривают пробку в обсадных трубах и продол­жают проходку скважины.

Временное тампонирование скважин производится на непро­должительный период проведения раздельного исследования во­доносных (нефте- и газоносных) горизонтов.

Для разобщения отдельных участков скважины, подвергае­мых исследованиям (откачки, нагнетания), используют специ­альные тампоны, называемые пакерами. По принципу действия различают пакеры простого и двойного действия. Пакеры про­стого действия разделяют скважину на два изолированных друг от друга участка, а двойного действия — на три.

Принцип действия пакера основан на том, что при расшире­нии резиновой манжеты или подушки надежно уплотняется за­зор между стенками скважины и колонной труб, на которой опускается тампон. Резиновая манжета (подушка) в скважине может уплотняться механически, с помощью воды или сжатого воздуха.

Гидравлический пакер (рис. 8.2.) с двумя резиновыми каме­рами 3 (двойного действия) спускают в скважину на колонне труб 1. Вода, подаваемая под давлением через трубки 2 в ка­меры 3, прижимает их к стенкам скважины. Таким образом скважина разделяется на три участка. Через фильтровую трубу 4 после установки пакера производят опытные откачки или наливы.

Рис. 8.2. Гидравлический пакер:

I – водоупор; II – пористый водоносный пласт; 1 – колонна обсадных труб; 2 – трубка для нагнетания воды; 3 – камера; 4 – соединительная трубка; 5 – фильтровая труба; 6 – глухая пробка

Тампонирование без обсадных труб. Для борьбы с погло­щением промывочной жидкости без уменьшения диаметра сква­жины применяют БСС различного состава. Дозировка смеси, содержащей портландцемент, глинистый раствор, жидкое стек­ло, каустическую соду и воду, зависит от качества цемента и глины. Изменением количества жидкого стекла и каустической соды регулируют свойства смеси и сроки ее схватывания. Че­рез 20—35 мин после приготовления БСС теряет подвижность, а через 1—1,5 ч заканчивается ее схватывание. Используют также тампонажные смеси на основе синтетических смол путем смешивания их с наполнителем и последующим введением в смесь отвердителя.

Тампонажные смеси должны быть доставлены к месту по­глощения промывочной жидкости до потери подвижности. Смесь, доставляют одним из следующих способов: 1) заливкой через устье неглубокой скважины; 2) закачиванием через бурильную колонну, 3) в колонковом наборе, закрытом снизу глиняной пробкой, с последующим выдавливанием промывочной жид­костью; 4) с использованием специальных тампонажных уст­ройств.

Доставленную в зону поглощения тампонажную смесь после выдержки в течение времени, необходимого для ее затвердева­ния, разбуривают.

8.1 . Производство работ по цементированию скважины при помощи двух пробок

Если необходима большая высота подъема цемента в затрубном пространстве (на любое расстояние от забоя, вплоть до устья скважины), применяется цементирование под давлением с разделяющими пробками. При этом используют две разделяющие пробки и цементировочную головку. Разделяющие пробки снабжены уплотняющими резиновыми манжетами. Верх­няя пробка сплошная, а в нижней выполнен осевой канал, пе­рекрытый стеклянным диском или резиновой перепонкой.

Промывка затрубного пространства. Через отвод 1 (рис. 8.1, а) цементировочной головки нагнетают промывочную жидкость для промывки скважины. При этом колонна обсадных труб подвешена в устье скважины с помощью лафетного хомута и не касается забоя.

Введение в обсадные трубы нижней пробки. Для этого цементировочную головку отвинчивают от колонны и в устье обсадной ко­лонны вводят нижнюю пробку. После этого навинчивают цементировочную головку с закрепленной в ней верхней пробкой

Нагнетание цементного раствора в колонну обсадных труб. Освобождение верхней пробки и ее продавливание вдоль колонны. Вывинчивают выдвижные стопоры 6 цементировоч­ной головки, освобождая этим верхнюю пробку и через отвод нагнетают промывочную жидкость (глинистый раствор или воду) для продавливания пробок. Тогда система, состоящая из двух пробок и цементного раствора между ними, будет перемещаться вниз.

Продавливание цементного раствора в затрубное пространство. Когда нижняя пробка упрется в упорное (стопорное) кольцо, закрепленное между трубами и башмаком, тогда возросшим давлением насоса раздавливается стеклянная пластинка, перекрывающая отверстие в нижней пробке, и цементный раствор через это отверстие продавливается в кольцевое затрубное пространство (рис. 8.1, в). Окончание нагнетания цементного раствора в затрубное про­странство соответствует моменту схождения пробок (рис. 8.1, г), определяемому по резкому повышению давления на манометре.

Снятие колонны обсадных труб с лафетного хомута и спуск колонны до забоя.

Для этого колонну с помощью элеватора, крюка, талевой системы и лебедки бурового станка приподнимают, вынимают из корпуса лафетного хомута и спускают колонну до забоя.

Выдерживание колонны обсадных труб под давлением (при за­крытых отводах 1 и 2) в течение 12-24 ч до конца схватывания и затвердевания цемента.

Снятие цементировочной головки, разбуривание пробок и упорного кольца, очистка забоя.

Проверка результата тампонирования. Для этого понижают откачкой уровень жидкости в скважине ниже (не менее чем на 10 м) статического уровня тампонируемого водоносного горизонта. Если в течение суток уровень воды в скважине не поднялся (не учитывая поднятия уровня до 1м за счет стенания капель по стенкам труб), то считают, что тампонирование водоносного пласта произведено и об этом составляется акт.

Рис. 8.1. Схема тампонажа скважины цементом по способу «с двумя пробками»:

а – начало закачивания цемента; б – конец закачки цемента; в – начало подъема цемента в затрубное пространство; г – конец цементации

1 – запорный кран; 2 – манометр; 3 – головка для цементации; 4 – верхняя часть пробки; 5 – резиновые манжеты; 6 – нижняя часть пробки; 7 – обсадная труба; 8 – верхняя пробка; 9 – нижняя пробка

8.2. Ликвидационный тампонаж скважины

Пробурив скважину, производят контрольный замер ее глубины, измерение зенитных углов и азимутов через установленные интервалы (обычно 20 м) и геофизические исследования (каротаж). Затем приступают к извлечению обсадных колонн и ликвидационному тампонированию скважины.

Цель ликвидационного тампонирования состоит в том, чтобы изолировать все водоносные пласты и пласты полезного ископаемого, подлежащего разработке, от поступления в них воды по скважине и трещинам из изо­лируемого водоносного пласта и устранить возможность циркуляции подземных вод по стволу скважины при извлечении обсадных труб и ее ликвидации.

Для ликвидационного тампонирования скважины, пройденной в скальных и полускальных породах, применяют цемент, в породах глинистых — пластичную жирную глину. Скважина, пробуренная с применением глинистого раствора и тампонируемая цементом, перед тампонированием промывается водой для разглинизации. Цементный раствор нагнетают насосом через бурильные трубы, опущенные до забоя. По мере заполнения скважины цементным раствором бурильные трубы приподнимают. После подъема насос и бурильные трубы должны быть промыты водой для очистки от остатков цементного раствора.

При тампонировании глиной ее замачивают, приготовляют густое глиняное тесто, затем с помощью глинопресса или вручную готовят цилиндры из глины. Глиняные цилиндры опускают на забой скважины в длинной колонковой трубе и, приподняв колонковую трубу на 1,0—1,5 м над забоем, выпрессовывают с помощью насоса давлением воды обычно при 1,0—1,5 МПа. Для надежности каждую порцию тампонажной глины трамбуют металлической трамбовкой.

Для ликвидационного тампонирования глубоких скважин хорошо зарекомендовали себя:

1. Глинисто-цементный раствор, изготовляемый на базе глинистого раствора повышенной вязкости (Т = 50—80 с, θ = 500— 1500 Н/см 2 ).

На 1 м 3 глинистого раствора добавляют 120—130 кг тампонажного цемента и 12 кг жидкого стекла.

2. Для тампонирования законченных скважин применяют отверждаемый глинистый раствор (ОГР) следующего со­става: нормальный глинистый раствор — 64%; формалин — 11%; ТС-10 —25%. ТС-10 представляет собой темно-коричневую жидкость, изго­товленную из смеси (в надлежащих пропорциях) сланцевых фено­лов, этиленгликоля и раствора едкого натра.

В ряде разведочных районов к тампонажным растворам добав­ляют песок.

При наличии полного поглощения промывочной жидкости на интервале скважины выше зоны поглощения устанавливают деревянные пробки. В устье ликвидированной скважины оставляют обсадную трубу с цементной пробкой. На трубе отмечают номер и глубину скважины.

При выполнении работ по ликвидационному тампонированию следует руководствоваться утвержденными инструкциями или правилами выполнения этого вида работ, действующими в данном регионе. О выполнении ликвидационного тампонирования состав­ляется акт по форме, предусмотренной инструкцией или правилами.

1. Воздвиженский Б.И. Разведочное бурение / Б.И. Воздвиженский, О.Н. Голубинцев, А.А. Новожилов. – М.: Недра, 1979. – 510 с.

2. Советов Г.А. Основы бурения и горного дела / Г.А. Советов, Н.И. Жабин. – М.: Недра, 1991. – 368 с.

Составители: Стрик Юрий Николаевич; Ильяш Валерий Владимирович

Что такое тампонаж водяной скважины: работы по ликвидации источника

Тампонаж скважины на воду — это система мер, направленных на ее защиту от биологического и химического загрязнения. Чаще всего проводят тампонаж артезианских скважин. Эти меры направлены на разобщение водоносного слоя и земли.

  1. Что такое тампонаж скважины
  2. Когда применяется тампонирование
  3. Как затампонировать скважину
  4. Виды тампонирования скважин
  5. Как проходит тампонирование
  6. Типы вяжущих растворов
  7. Вывод по теме

Что такое тампонаж скважины

Многие интересуются, что такое тампонаж. В земле много микробов и грязи, которая может попасть в питьевую воду, для предотвращения загрязнения создают специальную воздушную подушку из цемента или пластика. Слой этих материалов разделяет почву и водную среду скважины.

Тампонаж — это меры, обеспечивающие герметичную изоляцию водоносного пласта от окружающей почвы и воды. В Москве подобными видами работ занимаются многие строительные организации.

Когда применяется тампонирование

Тампонирование скважины проводится:

  1. В случае ухудшения качества поступающей воды из скважины.
  2. Если вода из скважины в течение долгого времени не будет использоваться.
  3. При выявленных неисправностях колодца.
  4. При резком снижении объемов поступающей воды.

Его осуществляют, если скважина еще на стадии бурения была сделана с нарушениями технологии проведения подобного типа работ. Колодец тампонируют, если происходит смешение питьевой и воды, содержащей растворенные соли и металлы. Ремонт колодца производят при сильном разрушении его стенок. Тампонаж выполняют при пробивке новых артезианских скважин.

При ликвидации артезианских скважин должен присутствовать представитель компании, пробивавшей ее. Тампонаж должен обеспечить прочное фиксирование обсадной трубы. По завершении всех работ водоносный слой должен быть надежно изолирован от подтекания верховодки и грязных грунтовых вод.

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.

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.

Вывод по теме

Тампонаж скважины — это сложный вид работ, которые без предварительной подготовки не начинают. При выборе способа тампонирования обязательно учитывают сразу несколько моментов.

Во-первых, всегда обращают внимание на глубину колодца. Вторым фактором, влияющим на качество работы, является состав почвы. При тампонаже выясняют, имеется ли загрязнение воды, и какой характер оно носит. На выбор метода проведения работ влияют возможные дефекты уже имеющегося сооружения.

При производстве работ важно помнить, что все производимые действия не имеют обратного хода, это значит, что при нарушении технологии скважина может быть потеряна как источник питьевой воды. Поэтому производить работы самостоятельно, не имея опыта в данной сфере, не рекомендуется. Если из-за каких-то проблем подача воды после тампонирования будет прекращена, колодец придется полностью залить цементом и пробивать новый артезианский источник.

Читайте также:
Монтаж водоснабжения: требования, проектирование, этапы и расценки
Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: