Особенности проведения тампонажа скважины

Монтаж

При самостоятельном монтаже отсутствует четкая инструкция, но зацементировать канал можно «дедовскими» способами.

Для владельцев частных самодельных скважин следует знать, что их абиссинские колодцы и скважины «на песок» не нуждаются в цементировании. Это объясняется очень просто: эти объекты не представляют угрозы заражения для запасов пресной воды, так как они не пересекают разные водоносные горизонты, а черпают грунтовую воду из песчаного водоносного слоя.

Тем не менее, для таких объектов остается другая опасность: верховодка и осадочная вода может проникать вдоль обсадной колонны или иглы в песчаный слой и загрязнять грунтовые воды, снижая характеристики источника.

• Цементирование скважин
• Ликвидация скважин

Здесь рекомендуют несколько способов защиты от этой опасности:

1. Источник воды помещают под навес, а вокруг него организуют водонепроницаемую подсыпку или отмостку. Предпочтительна именно подсыпка, так как бетонирование над скважиной приводит к тому, что вследствие оседания породы в затрубном пространстве под слоем бетона образуется пустота, и отмостка рушится. Также подсыпка не дает образовываться лужам вокруг источника;

Вокруг объекта можно сделать глиняную подсыпку.

1. В затрубное пространство насыпают мелкий гравий или отсев, а верхние пару метров засыпают плотным слоем глины, которая образует водоупорный замок. В результате верховодка в колодец не попадает;

Глиняный замок – отличная защита скважины.

1. Наконец, затрубное пространство заполняют бетоном или цементным раствором. Для этого необходимо установить сальник над скважинным фильтром или подсыпать фильтрационную зону и полтора-два метра над ней щебнем, а только затем лопатой насыпать раствор в канал. При работе необходима вибрация трубы для плотной укладки бетона.

Сначала делают подсыпку из гравия.

2 Этапы и особенности проведения работ

1. На самом начальном этапе ликвидационного тампонажа необходимо с помощью насоса нагнетать цементный раствор посредством бурильных труб, опущенных до забоя.
2. После чего бурильные трубы постепенно поднимают. Делается это по мере заполнения колодца цементным раствором.
3. Как только бурильные трубы и насос будут подняты на поверхность, их сразу же необходимо промыть водой, с целью очистки от остатков цементного раствора.

Если же тампонирование осуществляется глиняным способом, глину нужно замочить, готовя при этом густое «тесто». После этого с применением глинопресса (можно также и вручную) готовятся цилиндры. Затем сформированные глиняные цилиндры нужно поместить в забой скважины с помощью применения длинной колонковой трубы.

Зачастую её немного приподнимают (примерно до 1,5 м над забоем), после чего посредством насоса и высокого давления воды (до 1,5 МПа) выпрессовывают. Для обеспечения высокой надежности конструкции каждая порция полученной тампонажной глины дополнительно прессуется специальной металлической трамбовкой.

Но бывают и случаи, когда в процессе разведки некоторых районов, к растворам тампонажа добавляют песок. Если же присутствует полное поглощение промывочной жидкости на промежутке колодца, находящегося выше зоны поглощения, специалистами зачастую устанавливаются специальные деревянные пробки.

Схематическое изображение результата тампонажа скважины

В конце ликвидационной процедуры в устье скважины оставляют сформированную обсадную трубу на верхнем конце которой находится цементная пробка. Дополнительно нужно пометить на трубе глубину и номер колодца (скважины), который затампонировали.

Важно также помнить и о том, что осуществляя работы по ликвидационному тампонажу скважин, необходимо руководствоваться утвержденными на законодательном уровне правилами и инструкциями, созданными специально для этого вида работ. Если же ликвидационное тампонирование выполняет специальная подрядная организация, по окончанию работ нужно потребовать от неё составления акта. Форма его предусмотрена специальными инструкциями

Форма его предусмотрена специальными инструкциями

Если же ликвидационное тампонирование выполняет специальная подрядная организация, по окончанию работ нужно потребовать от неё составления акта. Форма его предусмотрена специальными инструкциями.

Также при таком процессе, как тампонирование вы должны учитывать тип грунта

Потому как в процессе выполнения вышеуказанных работ, очень важно, чтобы применяемый для этого раствор надежно законсервировал скважину

И если всё будет произведено по правилам, водоносный слой избежит загрязнения, а в будущем вы сможете повторно пробурить скважину и наслаждаться чистой питьевой артезианской водой. Главное при этом правильно обустроить и пробурить колодец. Так как от этого напрямую и будет зависеть, как долго можно избегать ликвидационного тампонажа.

Для этого вы можете использовать как собственные силы, так и нанять квалифицированных специалистов

Так как, проводя тампонирование, важно знать пропорции материалов, используемых для приготовления самого непосредственно ликвидационного раствора. Ведь именно от его качества (а именно плотности) и будет зависеть надежность вашей тампонажной конструкции в будущем

Ликвидация скважин разного назначения

Правила ликвидационного тампонажа скважин различного назначения предполагают использование разных методик. Например, если скважина оказалась сухой, то ее можно залить глинистым раствором или забросать глиной на всю глубину. Инженерно-геологические, гидрогеологические, картировочные и геолого-поисковые скважины, которые уже выполнили свое назначение, а также не дали положительных результатов, могут быть ликвидированы методом извлечения обсадных труб.

Если после завершения работ осуществить такие манипуляции нет возможности, то ствол скважины следует засыпать чистым песком, а вышележащую часть забросать глиной, залить глинистым или цементным раствором. Ликвидационный тампонаж скважин различного назначения в этом случае предполагает соблюдение требований органов санитарно-эпидемиологической службы.

Согласно им, тампонированию подлежат скважины и выработки, которые существуют довольно длительно. Они могут бездействовать, оказаться заилены или засорены. В этом случае промывка может осуществляться глинистым раствором или водой с помощью бурильного инструмента. Затем скважина заливается хлорированной водой, объем которой должен быть равен тройному объему ствола скважины.

Если водозабор находится в пределах водоносного слоя, то его следует засыпать чистым песком, объем которого должен быть равен объему ствола скважины в пределах водоносного слоя. Верхняя часть заливается глинистым раствором, забрасывается глиной и трамбуется, в качестве альтернативного решения может использоваться цементный раствор.

Консервация и ликвидация скважин

Тампонирование скважины при ликвидации – это наполнение пустых мест в породе цементом или глиной. Такая мера нужна для укрепления котлована, чтобы отделить слой водной почвы от загрязнений извне и талой воды. Изолирующим составом заполняются пустоты между почвой и обсадкой. Ликвидационный тампонаж различного назначения происходит по такому же принципу, только изолирующим составом наполняют не пустоты между почвой и обсадкой, а сам котлован.

В состав работ по ликвидации скважин входят следующие операции:

• 1Монтаж и демонтаж бурового агрегата.
• 2Устройство циркуляционной системы.
• 3Геофизическое обследование.
• 4Опытная откачка воды.
• 5Подготовка глинистого раствора.
• 6Извлечение посторонних предметов.
• 7Разбуривание песчаной пробки.
• 8Промывка водой.
• 9Дезинфекция.
• 10Песчаная или гравийная засыпка фильтровой части.
• 11Закачка цементно-глинистого раствора.
• 12Копка шурфа.
• 13Обрезка обсадных труб и приварка заглушки.
• 14Заливка дна шурфа.
• 15Обратная засыпка шурфа.

Правила ликвидации и консервации скважин

Тампонаж нужен, если водозаборная скважина сделана с нарушениями технологии или действующего законодательства о недропользовании. Государство четко регламентирует порядок и правила ликвидационного тампонажа буровых скважин.

Выполнение ликвидации может потребоваться при:

• ухудшении качества воды, когда меры по очищению водозабора не дадут результата или будут стоить дороже;
• понижении дебета водозабора до минимальных значений, при которых использовать его в дальнейшем буде невозможно;
• потери необходимости в использовании участка;
• появлении риска загрязнения всего водоносного слоя артезианского источника из-за неправильного обустройства.

Кроме аварийных, ликвидации подлежат безводные, разведочные, инженерно-геологические, скважины, по тем или иным причинам не достигшие расчетной глубины водоносного горизонта, указанной в проекте, либо не обнаружившие воду на расчетной глубине. Такие случаи могут происходить по форс-мажорным обстоятельствам (техногенное или природное воздействие), но чаще причиной является непрофессионализм бурового подрядчика.

Свидетельство о допуске СРО на 2021 год

Ликвидируются скважины, пробуренные на запретных территориях, брошенные или слишком долго простоявшие в состоянии консервации. Слишком долгая консервация скважины на воду может привести к тому, что за время длительного простоя без контроля с соответствующим техническим обслуживанием разрушаются конструкции с основными узлами. Различные виды коррозии разрушают металл, бетон или другие материалы, в результате снижается прочность конструкций, нарушается герметичность соединений.

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.

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.

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.

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.

Когда требуется делать тампонирование

Проектным работам предшествует принятие решения о необходимости данной процедуры. Данное решение принимают, если есть следующие признаки:

• вода низкого качества, но если провести работы по восстановлению скважины – это не принесет нужного результата или вообще не будет никакого эффекта;
• дебет скважины минимальный, поэтому дальнейшая эксплуатация невозможна;
• подлежат тампонированию временные конструкции, необходимость которых отпала, поскольку воду берут из других источников;
• составлен акт, в котором содержится информация о дефектах в конструкции, устранить которые невозможно, они стали причиной снижения качества воды, понизилась производительность или же устранить дефекты нецелесообразно с финансовой стороны;
• для поисковой и геолого-разведывательной работы делают временные скважины, которые подлежат обязательному тампонированию после того, как отпала необходимость в их функционировании;
• фонтанирующая скважина не используется;
• тампонирование проводят и в случае становления угрозы накопительными скважинами, жидкость из которых может проникнуть в водяные жилы.

Подготовка к цементированию

Еще на этапе проектирования, до начала буровых работ, производятся все технические расчеты, благодаря которым можно заготовить в необходимом количестве все материалы для цементирования.

Расчет труб для обсадных колонн

Расчет обсадных колонн необходим, чтобы правильно выбрать трубы: диаметр, прочность материала и толщину стенок. В зависимости от технологических условий эксплуатации конструкции (геологическая структура, давление со стороны грунта и возможность его смещения) используются пластиковые или металлические трубы.

Состав для цементирования

Рассчитать заполнение трубы цементным раствором можно по формуле, с использованием конкретных данных: глубина скважины, диаметр трубы, ширина затрубного пространства. Также в расчетах учитывается коэффициент (K₁), обозначающий расход цементного раствора на заполнение трещин, каверн и погрешности в диаметре обсадной колонны.

Стандартный цементно-песчаный раствор может применяться для тампонажа скважин, которые устроены в плотном глинистом грунте

Формула для расчета количества цементного раствора выглядит так: V_ц = (π/4)*[К₁*(D₂ – d₁2)*Н_ц d₂2*h], м3.

В силу сложности проведения вычислений, ведения работ по тампонированию, а также необходимость использовать профессиональное оборудование, технологически грамотный тампонаж скважины может обеспечить только центр цементирования скважин.

Рекомендации по выбору тампонажных смесей

Состав раствора подбирается с учетом структурного строения грунтовых слоев. Чтобы тампонажная смесь более плотно контактировала с трубой, в ее состав должны входить компоненты, увеличивающие раствор в объеме.

Если предварительное исследование грунта показало, что некоторые геологические слои имеют пористую структуру, использование обычного цементного раствора не рекомендуется. Причина – он станет проникать в мелкие пустоты в толще грунта, а это перерасход тампонажного материала. Чтобы избежать этого, цементирование обсадных колонн на таких почвах производится с добавлением волокнистых компонентов, например, асбест, тростник и подобные им материалы.

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.

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.

Оборудование для цементирования

Технологический процесс невозможно провести без специализированного оборудования. Это громоздкие механизмы, которые имеются в распоряжении центра цементирования скважин.

Оборудования для тампонажных работ:

• Смесительные машины для замешивания раствора;
• Цементировочные механизмы для продавливания раствора в ствол;
• Цементировочная головка для промывки ствола;
• Заливочные пробки.

Кроме этого, используются другие инструменты и приспособления, выполняющие подсобную, но не менее важную роль в цементировании. К ним относятся шланги, манометр и краны высокого давления, вибраторы и прочее. Оборудование транспортируется на платформах грузового автотранспорта, а для его запуска и работы с ним используется двигатель машины.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

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.

1 Когда необходимо применение ликвидационного тампонажа скважин?

Что касается назначения – ликвидационный тампонаж скважин предназначен для непосредственного предотвращения попадания загрязняющих поверхностных вод в чистый водоносный слой. Это зачастую происходит после окончания эксплуатации водозаборного колодца.

Помимо всего прочего ликвидация скважины может происходит и в следствии других причин, таких как:

• неисправность (по геологическим или же техническим причинам) питьевой скважины;
• максимальная выработка колодцем ресурса водоносного слоя;
• предотвращение опасного загрязнения колодцем водоносного слоя вследствие неправильной эксплуатации или же его бурения;
• предотвращение слияния вод разных горизонтов (как, к примеру, пресных и минеральных).

Кроме этого, применение тампонажа артезианской скважины в последних двух случаях может проводиться по той причине, что в течение эксплуатационного срока скважины были разрушены её обсадные колоны. Также при обустройстве колодца могло быть плохо заизолировано устье. Как видим, бурение, и дальнейшее обустройство артезианской скважины играет огромную роль в продлении срока её эксплуатации.

Но не менее важным для артезианки является и сам процесс тампонирования. Благодаря нему в будущем вы сможете пробурить ещё одну скважину недалеко от предыдущей.

1.1 Способы проведения работ

В большинстве случаев на практике используются 2 способы тампонирования, о которых мы упомянем ниже. Главное при этом разобраться с их особенностями и технологией.

Процесс проведения ликвидационного тампонажа скважины на воду

Итак, первым (временным) является способ применения различных тампонов и глины.

Для этого требуется использовать жирную глину, в которой не будет содержаться посторонних примесей — для чего его требуется тщательно перемешать с использованием мешалки.

Из получившейся породы требуется скатать (можно вручную) шарики. Размер каждого — примерно с кулак величиной. Скатанные шарики требуется высушить — просто оставить на солнце — после чего забросить их в выработку (порционно — штук по 12-15 за раз).

Как вариант — шарики можно опустить на дно выработки с помощью желонки, на конце которой устанавливается открывающийся наружу клапан (в случае применения желонки шарики можно и не высушивать). Каждую из порций желательно трамбовать, одновременно с этим поднимая трубы. Всего высота «пробки» из глины должна составлять примерно полтора метра — не более.

Второй же тип относится уже к постоянным, так как скважину заливают бетонном специальным раствором. Многие думают, что первый способ является не актуальным. Но это не так. Ведь, когда нужно испытать скважину, с целью изолирования водоносных слоев или же их отдельных интервалов,  необходимо произвести временное тампонирование. В случае, когда скважина уже изжила свое, вам необходимо выбрать второй тип – непосредственно её ликвидацию.

Если же скважины на некоторое время разделяют на определенные отрезки, то в данном случае необходимо применять специальные тампоны – пакеры. Они также используются в процессе исследования горных пород, разнящихся наличием трещин и пористостью. Благодаря ним также можно проверить качество цементирования скальных пород.

1.2 Какое требуется оборудование для ликвидационного тампонажа скважин?

В отличие от бурения, для проведения ликвидационного тампонажа вам потребуется гораздо техники и материалов.

Скважина до (слева) и после (справа) проведения тампонажа

Что же касается самого непосредственно оборудования, то вам понадобится специальный насос, металлическая трамбовка и бурильные трубы.

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.

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.

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).