Особенности проведения тампонажа скважины. Производство тампонажных работ Виды и преимущества тампонирования скважин

Скважина для питьевой воды это во многих случаях неотъемлемая часть загородного дома. Однако у нее, как и у любого искусственного объекта есть срок службы и со временем она выходит из строя. Причины могут быть разные, но когда скважиной перестают пользоваться ее нужно правильно ликвидировать. Этот процесс называется тампонаж скважин.

Определение тампонажа скважин

Итак, тампонаж – что это такое? Фактически, это закупорка скважины, которая делается для предотвращения загрязнения водоносных слоев. Для этого она заливается цементным раствором либо жидким пластиком.

Различают два вида этих работ:

Ликвидация – делается в тех случаях, когда источник приходит в негодность, либо надобность в нем отпадает.
Укрепление – в этом случае, тампонаж скважины на воду проводится после буровых работ, во время ее обустройства. Он нужен для защиты водоносных слоев от проникновения грязных поверхностных вод.

Запечатанная скважина

Фактически, ликвидация скважины путем тампонажа, требуется для артезианских источников. Это должно быть указано в ее паспорте, ведь одна из основных сложностей при ее бурении – это оформление разрешения. Все из-за того, что артезианская вода относится к природным недрам страны и охраняется законом. Поэтому, в случае возникновения опасности загрязнения, владелец должен обратиться к работникам санэпидемстанции с соответствующим заявлением.

Защита от верховодки

Что касается скважин на песок и абиссинских колодцев – ликвидационный тампонаж скважин для них не делается. Они не настолько глубоки, чтобы предоставлять опасность для загрязнения артезианских водоносных слоев.

Для них применяется защитный тампонаж, который делается во время обустройства скважины. Основная его цель – это обезопасить источник от попадания верховодки. Для этого, герметизируется околотрубное пространство.

Существует несколько способов, как это сделать:

цементирование бетонным раствором – этот способ применяется довольно редко, т.к. есть более легкие варианты изоляции источника. В этом случае, вначале в околорубное пространство нужно засыпать мелкий щебень, а затем залить верхние несколько метров бетоном;
сделать подсыпку – в некоторых случаях можно ограничиться простейшей гидроизоляцией, для этого, на небольшой глубине вокруг скважины расстилается полиэтиленовая пленка. А сверху она засыпается грунтом;
устроить глиняную прослойку – так же как и в случае с цементированием вначале делается засыпка из щебня, а верхние несколько метров засыпаются глиной. Это довольно эффективный способ, т.к. она образует водонепроницаемый слой.

Таким образом, тампонирование скважин на песок и абиссинских колодцев делается довольно быстро. Причем, такие работы без проблем проводятся самостоятельно.

Глиняная засыпка

Методы работ

В зависимости от глубины колонны, могут применяться разные технологии:

поэтапная – используется для глубоких скважин, принцип заключается в том, что каждый участок обсадной трубы цементируется по мере бурения. Минус – существенное увеличение срока работ;
простая заливка бетонного раствора – в этом случае, цементная смесь заливается в околотрубное пространство и сама по себе стекает вниз. Существенный недостаток – практически невозможно проконтролировать качество работ. Тем более, могут образовываться многочисленные пустоты. Для борьбы с этим явлением, к стенкам обсадной трубы подсоединяется вибрационный аппарат, таким образом, раствор усаживается гораздо лучше. Вообще, этим способом имеет смысл пользоваться только для неглубоких источников;

Один из самых эффективных методов – это обратное цементирование. Однако для него требуется специальное оборудование. Принцип технологии заключается в подаче раствора на дно обсадной трубы под высоким давлением. Для этого, в нее опускаются трубы со специальным наконечником. Он представляет собой уплотнительное кольцо, которое не дает смеси подниматься в обсадную колонну. Таким образом, раствор движется снизу вверх и хорошо заполняет все пространство за обсадной трубой.

Обсыпка щебнем

Когда делается тампонаж

Эта процедура может проводится для скважин в таких случаях:

требуется изоляция отдельных водоносных слоев – делается в том случае, когда в отдельных горизонтах вода низкого качества;
использовать скважину больше не планируется;
производительность источника упала, а восстановление проводить нет возможности;
у нее истек срок службы;
источник пришел в негодность по техническим причинам, например, возникла сильная коррозия обсадных колон или водоносные горизонты сильно загрязняются.

Кроме того, ликвидационный тампонаж скважин применяется для разведывательных проходок, цель которых исследование водоносных горизонтов. Также, цементирование позволяет укрепить колонну и существенно продлить срок ее службы. Дополнительным плюсом становится защита от возможной деформации и проникновения верховодок.

Материалы для тампонирования

Тампонирование скважины это процесс довольно сложный и ответственный. Кроме того, исправить допущенные в процессе ошибки не получится. Поэтому, все работы должны проводиться после предварительных расчетов и делаться профессиональными организациями.

Что нужно учесть при расчетах:

глубина источника;
состав грунта;
наличие технических загрязнений;
существующие дефекты конструкции.

Для закупорки чаще всего применяются цементные растворы – они обеспечивают хороший результат. В основе должен использоваться цемент, не ниже марки М400, а лучше М500. В некоторых случаях в раствор домешиваются специальные добавки – это нужно для пористых почв. Благодаря этому, получается сэкономить на растворе.

Этапы работ по ликвидации источников

При возникновении необходимости закупорки источника, важно понимать, что этим должны заниматься специализированные организации. Во-первых, у них есть соответствующее оборудование, а во-вторых, соответствующий опыт.

Схема цементирования

Этапы ликвидации делятся на две группы:

Подготовка.
Консервация.

Они включают в себя:

общий анализ местности;
определение характеристик скважины – глубина, дебет, схема обустройства;
анализ ее состояния и по необходимости поиск причин загрязнения источника;
определяется перечень необходимых работ и технология их проведения;
готовится и согласовывается проектная документация;
возле обсадной трубы вырывается приямок размерами 1,5 на 1,5 метра, глубина делается 1-2 метра;
верхняя часть колонны обрезается;
на этом, подготовительные работы заканчиваются, и начинается процесс ликвидации;
при помощи специального оборудования труба хорошо прочищается от естественных загрязнений, а затем проводится дезинфекция;

Скважине, как и реке и любому другому естественному водоему, свойственно пересыхать или же замуляться. Поэтому когда срок её эксплуатации подходит к концу, и с каждым днём вы всё больше замечаете ухудшения подачи воды — вам необходимо выполнить её ликвидационный тампонаж.

Основные же его этапы и способы проведения мы рассмотри на примере , которая является основным источником чистой, кристальной воды. Главное при этом помнить, что тампонирование – процесс сложный, не требующий спешки.

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 ;
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 . 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.

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.

Прежде всего, нам понадобится пластичная жирная глина. В случае, когда произошло с использованием специального глинистого раствора, которая в последующем тампонируется цементом, перед началом ликвидации её нужно промыть водой. Это осуществляется с целью её разглинизации.

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

2 Этапы и особенности проведения работ

На самом начальном этапе ликвидационного тампонажа необходимо с помощью насоса нагнетать цементный раствор посредством бурильных труб, опущенных до забоя.
После чего постепенно поднимают. Делается это по мере заполнения колодца цементным раствором.
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.

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.

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 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.

2.1 Выполнение ликвидационного тампонажа (видео)

Для защиты глубинных источников, укрепления обсадной колонны, а также пространства за трубами от попадания грунтовых вод и негативного воздействия породы применяется целый комплекс мероприятий, называемый тампонирование скважин. Однако скважины бывают разного назначения. В связи с этим у частных домовладельцев возникает вопрос, нужен ли тампонаж водяных скважин, и как он правильно делается.

Для начала разберёмся, что такое тампонирование. Под тампонированием скважины подразумевают заполнение трещин в горных породах или самой скважины цементным раствором. Это необходимо для предотвращения просачивания грунтовых вод, нефтяных залежей и иных ископаемых в ствол конструкции, а также для герметизации пространства между обсадной колонной и стенками проходки. Тампонаж скважины выполняется посредством подачи вяжущих растворов за обсадную трубу или непосредственно в ствол водозабора.

Выделяют следующие виды тампонирования гидротехнических сооружений:

для защиты источника и ствола скважины от проникновения грунтовых вод и верховодки применяется тампонирование пространства за обсадной колонной;
ликвидационный тампонаж – это цементирование ствола водозаборного сооружения в целях его ликвидации.

Последний вид тампонирования может понадобиться в случае, если старое гидротехническое сооружение представляет угрозу заражения подземных водоносных горизонтов. В первую очередь ликвидация старых скважин нужна для защиты артезианских источников от заражения, ведь они являются стратегическими запасами питьевой воды для государства.

Перед принятием решения о тампонировании собираются анализы и проводятся экспертизы компетентными органами. Составляется акт. После этого выполняется проект работ. Когда проект будет утверждён, затампонировать гидротехническое сооружение поручают специалистам. При сооружении артезианской скважины решение о ликвидации принимает организация, осуществляющая процесс бурения.

Важно знать: методом эксплуатационного тампонирования можно защищать только гидротехнические сооружения значительной глубины. Также большое значение имеют характеристики грунта.

Когда нужно тампонирование?

Перед тем как делать проект, решение о тампонировании принимается на основании следующих признаков:

Ухудшилось качество воды в водозаборном сооружении. При этом восстановительные мероприятия не дадут должного эффекта либо вообще нецелесообразны.
Дебет скважины уменьшился до минимума, и она больше не эксплуатируется.
Небольшие временные гидротехнические сооружения больше не нужны, поскольку воду теперь подают из другого источника.
Согласно акту обнаружены неустранимые дефекты в конструкции, которые привели к ухудшению качества воды или снижению производительности водозабора. То же самое делают, если устранение дефектов не выгодно по экономическим соображениям.
Иногда согласно проекту выполняются пробные геолого-разведывательные или поисковые скважины. После получения нужной информации они в обязательном порядке подлежат тампонированию.
Фонтанирующая скважина больше не эксплуатируется.
Если поглощающие скважины угрожают заразить другие водоносные горизонты, их тампонируют.

Преимущества тампонирования

Тампонирование скважин позволяет достичь разных целей:

Если выполняется дополнительное крепление обсадной колонны, то тампонирование позволяет значительно снизить риск деформационных изменений конструкции и разгерметизации стыков.
Иногда верховодка и грязные грунтовые воды могут попадать в артезианские водоносные горизонты вдоль наружной поверхности обсадной трубы. Процесс тампонирования позволяет герметизировать чистые водоносные пласты.
Иногда работы по тампонированию выполняются с целью дополнительной гидроизоляции сооружения.

Используемые растворы и особенности метода

Перед тем как выполнить проект на цементирование скважины, проводится целый комплекс расчётов, который позволяет вычислить объём используемой смеси, её состав, способы подачи. В процессе выполнения предварительных анализов стоит учесть такие факторы:

Глубина гидротехнического сооружения.
Расстояние между наружной поверхностью обсадной колонны и стенками скважины.
Форма проходки. Нарушения и дефекты, которые были выявлены во время бурения.
Состав почвы и её характеристики.

Если в этом районе ранее уже выполнялись работы по бурению, то многие данные можно получить из старого проекта. При этом процесс цементирования скважины пройдёт успешно с минимальным расходом материалов только при грамотном расчёте и наличии проекта.

Внимание: тампонирование гидротехнического сооружения – необратимый процесс. Поэтому исправить ошибки не удастся. Это может привести к снижению эффективности гидротехнического сооружения. В связи с этим разработку проекта и сам процесс стоит доверить только профессионалам.

В зависимости от состава грунта могут использоваться разные растворы для тампонирования:

Традиционный цементно-песчаный раствор подходит для цементирования скважины, расположенной в плотной глинистой породе.

Важно: в качестве основы для такого раствора выступает портландцемент. Он обеспечивает хорошую подвижность смеси, что облегчает перекачку насосом, быстро затвердевает и даёт высокую прочность сцепления.

Если скважина на воду выполнена в пористой породе, то работы ведут с использованием наполнителей для смеси. Для этого используют асбест, бумагу и другие волокнистые материалы. Если попытаться выполнить работы обычным цементно-песчаным раствором, то это может привести к повышенному расходу смеси.
Иногда для тампонирования используются вспенивающиеся составы, которые расширяются в процессе застывания. Благодаря им значительно повышается качество герметизации водозаборных сооружений.

В тампонажную смесь добавляется песок и гравий. Но консистенция раствора должна оставаться жидкой. Смесь готовится быстро для облегчения перекачивания насосом. Раствор подаётся через заливочную трубу на высоту до 3 м. Для дезинфекции в него добавляется хлорная известь.

Подготовительные работы

Подготовкой к ликвидации скважины является составление акта и выполнение проектных работ. Проект обязательно согласовывается в органах санэпидемстанции. В данном случае ответственным лицом является владелец скважины. Он должен следить за тем, чтобы все работы проводились только согласно проектным решениям и с соблюдением правил тампонирования.

Когда работы будут закончены, в санэпидемстанцию и коммунальные службы должны быть поданы технические отчёты и акты о проведении работ.

Технология

Процесс тампонирования водозаборных сооружений может выполняться несколькими способами:

Обычная закачка цементно-песчаного раствора в просвет между обсадной трубой и стенками сооружения. При этом продвижение смеси происходит под собственным весом в направлении от устья конструкции вниз. Главное преимущество способа – его простота, однако качество тампонирования получится не очень высоким.
Технология обратного цементирования считается более эффективной. Данный метод выполняется так: в нижней части сооружения устанавливается пробка, отгораживающая рабочую зону. Затем раствор поставляется прямо в обсадную трубу, откуда под давлением он попадает за колонну и поднимается вверх в просвете между ней и стенками сооружения. Для получения нужного давления в скважину подаётся специальная жидкость под высоким давлением.
Для тампонирования глубоких скважин используется многоэтапная технология. Процесс выполняется на отдельных участках поочерёдно.
Не менее эффективным способом тампонирования скважины является глиняный столбик. Он помещается в проходку при помощи колонкового снаряда. Затем этот столбик выдавливается из колонны под давлением, создаваемым насосом. Чтобы избыточное давление могло сбрасываться, в снаряде есть небольшие дырочки. Они позволяют лишней жидкости изливаться наружу.

Важно знать: тампонирование выполняется на глубину залегания самого нижнего водоносного горизонта.

При выборе метода стоит помнить, что целью мероприятий является следующее:

При качественном тампонировании всё пространство за обсадной колонной должно быть плотно заполнено раствором. Никаких пустот быть не должно. Кроме этого раствор должен давать хорошую адгезию со всеми поверхностями.
Затвердевший раствор должен не поддаваться разрушающему воздействию грунтовых вод, которые порой могут иметь довольно агрессивный состав.
Помимо этого смесь для тампонирования должна обладать хорошей механической прочностью, чтобы выдерживать давление окружающей породы на неё.
Если используется технология обратного цементирования, то промывочная жидкость должна быть полностью удалена из зоны тампонирования. В противном случае качество цементирования будет очень низким.

При тампонировании скважин используются приспособления для смешивания цементно-песчаного раствора, а также цементировочные машины.

Причины тампонажа артезианских скважин и способы его выполнения. Как выбрать материал, последовательность работ при цементировании шахты.

Что такое тампонаж артезианской скважины?

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

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

Тампонаж проводится в двух случаях: для ликвидации скважины или для предотвращения попадания грязи в подземные слои через зазор между обсадной трубой и грунтом.

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

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

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

Укрепляющее тампонирование можно выполнить различными способами:

Прямой . Смесь выливается между обсадной трубой и грунтом. Она самостоятельно опускается и заполняет все пустоты.
Обратный . Раствор выливается в скважину, а затем в ней создается давление, выдавливающее его в пространство между трубой и грунтом.
Многоэтапный . Пустоты заполняются одновременно с бурением ствола, каждый участок обрабатывается отдельно.

Достоинства и недостатки каждого способа приведены в таблице:

Метод	Достоинства	Недостатки
Прямой	Не требуется специального оборудования, простота выполнения	Невозможно контролировать процесс заливки, смесь не просачивается на большую глубину
Обратный	Пустоты надежно закупориваются, но не на всей глубине шахты	Требуется специальное дорогостоящее оборудование
Многоэтапный	Пустоты закрываются на всей глубине шахты	Сроки работы значительно увеличиваются

Причины и схема тампонажа скважины

Ликвидационное тампонирование скважин выполняется с помощью специальных растворов, которые подаются в шахту по трубам. Оно проводится по следующим причинам:

Дебет источника снизился, и его эксплуатация невозможна.
Появились другие источники водоснабжения.
Выявлены дефекты ствола, которые невозможно устранить.
Ухудшение качества воды.

Водоносный слой может быть загрязнен бактериями и химическими веществами, которые проникают глубоко под землю с дождевой водой. В большинстве случаев они остаются в верховодке, которая ограничена сверху и снизу водонепроницаемыми глиняными пластами. Сама почва также задерживает грязь. Но если в данной местности водоносный слой один, к нему может проникнуть грязная вода, даже если он находится далеко от поверхности. Поэтому артезианскую скважину рекомендуется бурить на возможно большую глубину. При обнаружении химических элементов или вредоносных бактерий источник придется ликвидировать с помощью тампонажа.

В некоторых случаях проводят временный тампонаж. Он применяется, если артезианская скважина проходит испытания или ремонт, при котором необходимо освободить часть ствола от воды. Ставится он на ограниченный промежуток времени. Приспособления для временного тампонажа могут быть гидравлические, пневматические и механические. Самая простая конструкция - механическая, состоящая из резиновой насадки и жесткой штанги. При вращении центральной части размеры насадки увеличиваются, и она плотно закупоривает проем.

Иногда необходимо уменьшить глубину выработки, чтобы начать выкачивать жидкость с другого водоносного слоя. В этом случае проводится частичное цементирование, отсекающее нижнюю часть шахты.

Принципиальная схема ликвидации артезианской скважины выглядит следующим образом:

Подача заявления владельца источника или предписания соответствующих служб в местные органы власти.
Согласование процедуры с санитарно-эпидемиологической службой.
Разработка проекта работы.
Цементирование шахты согласно основному правилу ликвидационного тампонажа скважин, которое заключается в частичном или полном заполнении ствола над водоносным слоем специальным раствором.
Составление акта о выполнении работ и передача его в государственные структуры после окончания работы.
На законсервированном источнике оставляют табличку с указанием ее глубины и номера артезианского колодца.

Как сделать тампонаж скважины

Тампонаж относится к сложным работам, выполняемым с помощью специального оборудования. Однако существуют простые способы цементирования, которые способны сделать хозяева источника при наличии минимального опыта бурения и обустройства шахт. Рассмотрим последовательность проведения тампонажа при ликвидации артезианской скважины и укреплении стенок ствола.

Выбор материалов для проведения тампонажа

Тампонаж скважины на воду начинается с определения материала для создания рабочей смеси и расчета его количества. Выбор компонентов зависит от состава почвы, а количество определяется по объему заполняемого пространства.

Обращайте внимание на такие моменты:

Раствор из песка и цемента годится только для скважин, выполненных в глинистых слоях. Основой должен быть цемент марки 400 или выше. Он позволяет приготовить жидкую смесь, которая легко перекачивается по шлангам. Для повышения прочности пробки можно добавить в нее щебень или гравий. Цемент не применяют в шахтах, выполненных в рыхлых почвах, т.к. расход будет очень большим.
При тампонировании в пористых грунтах используют асбест, бумагу и волокнистые вещества.
Для работы с рыхлыми грунтами в цемент добавляют различные наполнители и вспенивающие средства для повышения герметичности.
При определенных условиях для этих целей используют глину, которую подготавливают особым образом.

Пошаговая инструкция при ликвидации скважин

В артезианских скважинах вода выходит на поверхность под давлением грунта. Перед началом работы устраните самоизливание воды, приварив к оголовку колено длиной 1 м. Если увеличение высоты ствола не помогает, для тампонирования используйте специальные приспособления для глушения шахт - фонтанную аппаратуру, насос для закачивания жидких растворов, желонку. Все оборудование можно взять в аренду, однако необходимо еще иметь опыт работы с ним.

Тампонаж выполняется следующим образом:

Закрепите на торце обсадной трубы фонтанную аппаратуру.
Соедините ее шлангом с нагнетающим насосом. Мощность устройства должна превышать давление водяного столба.
Приготовьте утяжеленный глиняный раствор.
Включите насос и закачайте смесь в скважину. Она перекроет поступление воды на поверхность.
Демонтируйте фонтанную аппаратуру.
Приготовьте цементную смесь.
Опустите в ствол колонную трубу и закачайте в него подготовленный раствор. Вместо цемента скважину можно тампонировать глиной, которую опускают желонкой.
Если фонтанная аппаратура отсутствует, вытекание воды можно прекратить с помощью грязевого насоса. Установите колонну труб в шахту на 1-1,5 м выше дна и через нее закачайте утяжеленный глиняный раствор.

Если давление воды в колодце небольшое и жидкость не выходит наружу, выполните следующие операции:

Очистите скважину от мусора с помощью специальных приспособлений, например, желонки. Промойте шахту дезинфицирующим составом. Для этой цели понадобится хлорированная вода, объем которой равен тройному объему ствола.
Насыпьте в скважину песок выше уровня фильтра.
Приготовьте глину или цементный раствор для тампонажа с помощью бетономешалки. Для процедуры используйте вязкую глину с содержанием песка 5-6%.
Изготовьте из нее шарики, которые на несколько миллиметров меньше диаметра скважины.
Высушите заготовки.
Бросайте шарики в ствол по одному с интервалом 2-3 секунды.
Глину периодически трамбуйте специальным инструментом. Для получения хорошего результата создайте слой, который будет выше фильтра на 1,5-2 м.
Заполните все пространство скважины до верху цементным раствором.

Для ликвидационного тампонажа скважин можно использовать глиняные цилиндры, изготавливаемые на прессе. Глину на дно колодца опускают желонкой с поршнем. Вместо нее допускается применять специальную трубу, которая устанавливается в скважину и крепится посредине проема.

Процесс выполняется следующим образом:

Опустите снаряд с глиняным цилиндром на высоту 1,5 м от дна.
Выдавите поршнем грунт из желонки.
Поднимите инструмент на поверхность.
Утрамбуйте глину специальным приспособлением.
Повторите операцию, чтобы над фильтром образовался слой грунта заданной высоты.

При необходимости перейти на другой водоносный слой артезианскую скважину допускается тампонировать частично. Для этого опустите в ствол трубу меньшего диаметра и создайте цементную пробку высотой 7-10 м.

Укрепление стен скважины

Для укрепления стенок артезианской скважины зазоры между обсадной трубой и грунтом цементируется по специальной технологии, которую называют обратным заполнением.

Работа выполняется в такой последовательности:

Подготовьте насос, который способен закачивать жидкие смеси под большим давлением на дно колодца.
Установите в обсадную трубу специальный башмак, обеспечивающий подачу раствора в зазор между ней и грунтом. Он не пустит раствор внутрь скважины. Приспособление соедините с насосом с помощью специальных труб.
Приготовьте раствор для тампонажа. Для этой цели используется гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, который отличается от традиционного портландцемента способностью расширяться и заполнять все пустоты и трещины.
Включите насос. Полужидкая смесь начнет поступать в затрубное пространство снизу, выдавливая на поверхность остатки грунта и заполняя все щели.
После заполнения всего пространства демонтируйте башмак из ствола.

Что такое тампонаж скважины - смотрите на видео:

Тампонаж позволяет сохранить чистоту воды в источнике. Однако процедура укрепления стенок шахты или ее ликвидации очень сложная и трудоемкая, поэтому необходимо серьезно относиться к ней и не отклоняться от проекта ликвидационного тампонажа скважин. Работа ответственная, т.к. ошибки при ее проведении исправить невозможно.

Подготовка скважины к изоляционным работам- В скважине проводят комплекс геофизических исследований и определяют характер распределения фильтрационных свойств интервала тампонирования. Определяют наиболее и наименее проницаемые участки разреза и ранжируют их по мере ухудшения фильтрационных свойств. Оценивают производительность насосного оборудования, используемого при тампонировании или цементировании. Проводят экспресс-опробование скважины и определяют коэффициенты проницаемости и фильтрации пород в интервале тампонирования. Определяют приемистость наиболее проницаемого интервала и максимально допустимый интервал тампонирования т с учетом заданной производительности насосного оборудования:

Где Q - производительность насосного ; ц - динамическая вязкость тампонажного раствора; kmax - максимальный коэффициент проницаемости пород в интервале тампонирования; Р - репрессия на пласт для разработанного инструмента, принимаемая равной 0,8-i МПа; r0 - радиус скважины; L - заданная глубина проникновения тампонажного раствора, выбираемая с учетом конструкции скважины, требований к экологической безопасности и надежному разобщению горизонтов, принимаемая не менее 0,2-0,3 м.

Затем распределяют интервал тампонирования на участки с определенной мощностью и ранжируют их в порядке ухудшения фильтрационных свойств пород по порядковому номеру начиная с единицы.

Сборка инструмента- Нагнетательный патрубок, снабженный лопатками и отверстиями для выхода тампонажного раствора, соединяется с обоих торцов с бурильными трубами так, чтобы общая длина соответствовала длине интервала тампонирования L = m, а нагнетательный патрубок располагался в середине инструмента. Как правило, L = 5^7 м.

С обоих торцов труб навинчивают секции гидромониторных насадок, направленных друг к другу, в сторону нагнетательного патрубка. К секциям гидромониторных насадок подсоединяют секции шнеков или турбулизаторов, причем к нижней секции - с правой навивкой, а к верхней - с левой.

Общая длина секций, устанавливаемых шнеков или турбули-

Заторов рассчитывается в околоскважинной зоне, исходя из необходимости создания турбулентного режима фильтрации тампонажного раствора:

Дp =Кб Кр, (6.89)

144(1 - a)2k2pg

Где К, етр - критические значения числа Рейнольдса (К. етр = 0,1); А - пористость; L - заданная глубина проникновения раствора в пласт; K - коэффициент проницаемости тампонируемых пород; р - плотность раствора; G - ускорение свободного падения.

Учитывая, что гидромониторные насадки создают в среднем перепад давления на пласт 0,5-0,6 МПа, длина секций шнеков или турбулизаторов

1= [Д Р - (0,5 4- 0,6)МПа]Ь

Р(02п (тр + F) sin2 в™

Где L - длина секций шнеков или турбулизаторов; B - длина одной ступени шнека или турбулизатора; ю - частота вращения инструмента; п - количество лопастей турбулизатора или спиралей шнека; йтр - диаметр труб нагнетательного патрубка; выход лопастей турбулизатора или спирали шнека; в - угол наклона шнековой спирали к горизонтали.

С целью снижения громоздкости инструмента частоту вращения принимают максимально возможной, исходя из мощности бурового оборудования при заданной глубине интервала тампонирования.

Спуск инструмента в скважину и нагнетание раствора. Инструмент спускают в скважину на бурильных трубах и фиксируют против наиболее проницаемого интервала. На поверхности готовят тампонажный раствор, который затем закачивают насосом в бурильные трубы и через узлы гидромониторных насадок - в интервал изоляции. Одновременно инструмент вращают на максимально возможной частоте.

Время закачки

T = CW , (6.91)

Где с - коэффициент надежности (с = 1,3^1,5); W - объем тампонируемой зоны, W = 0,785(L2 - r02)4l; Q - производительность насосного оборудования.

После закачки расчетного объема тампонажного раствора в пласт подачу насоса прекращают.

Инструмент перемещают, не прекращая вращения в следующий интервал тампонирования, характеризующийся худшими фильтрационными свойствами. Раствор закачивают и изолируют следующий интервал в вышеописанной последовательности. Через бурильные трубы возможна закачка хорошо перемешанных растворов насосом с насадкой, размер которой не превышает половины диаметра сопла гидромониторных насадок, что обычно составляет 2-3 мм. Более крупные добавки засыпают в кольцевое пространство скважины и далее транспортируются левым шнеком или турбулизатором в интервал изоляции.

В сильно поглощающих породах рациональна попеременная закачка тампонажного раствора с порциями воздуха. Для этого в нагнетательной магистрали после насоса устанавливают аэратор или дозирующее устройство. Последующие интервалы оборудуют по аналогии с вышеописанной технологией.

Заключительные работы- После закачки тампонажного раствора в заданный интервал насос выключают и калибруют ствол инструментом при вращении и перемещении вверх-вниз вдоль интервала изоляции. Инструмент перемещают до тех пор, когда затвердевший раствор станет предотвращать обрушение стенок скважины и оплывание полузастывшей массы изолятора. Затем инструмент поднимают на поверхность.

Перед спуском обсадной колонны проводят кавернометрию, определяют диаметр ствола скважины в интервале изоляции. При необходимости ствол прорабатывают долотом. В некоторых случаях обсадная колонна может не устанавливаться. Качество изоляционных работ контролируется при опрессовке ствола (следят за поглощением жидкости). Если скважина поглощает жидкость в интервале тампонирования, то качество работ неудовлетворительное и необходимы ремонтные работы.

При неудовлетворительном качестве проведения первичного цементирования повторно проводят экспресс-опробование скважины, определяют интервалы поглощения раствора, коэффициенты фильтрации пород в околоскважинной зоне после первичного тампонирования. Проводят повторное тампонирование и изолируют оставшиеся проницаемые интервалы в последовательности, аналогичной описанной выше.

После окончания работ проводят повторный контроль качества изоляции экспресс-методом и в случае неудовлетворительного результата меняют состав тампонажного раствора и наполнителя. При необходимости в интервал опускают обсадную колонну, которую затем цементируют.