Cementová kaše: vlastnosti, pravidla přípravy, složení, soulad s požadavky GOST, účel a použití

2024 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 10:22

Během procesu vrtání se používají speciální řešení k vyplachování odřezků a produktů z těžby místní horniny. Tato operace je nezbytná pro zvýšení účinnosti mechanického rázu vrtné soupravy a pro vyčištění spodní díry. Vymývání se provádí pomocí cementových suspenzí, které jsou připravovány speciálními technologiemi.

Účel vrtných kapalin

Oběh vody ve studni přispívá k čištění vrtu, což napomáhá procesům vrtání a dokončování. Za předpokladu, že se použije aktivní sloučenina s dalšími výkonnostními vlastnostmi, lze očekávat řadu dalších účinků, mezi které patří:

• Vytvoření filtračního koláče na stěnách otevřeného otvoru. V důsledku toho jsou zpevněny nestabilní usazeniny, jílovité horniny a volné vrstvy.
• Porový tlak je vyrovnán.
• Výstupní elektrárna a bit jsou přenášenypřídavná hydraulická síla.
• Vrtací a cementové kaly transportují rozvinutou horninu a po dokončení oběhu udržují tuto hmotu v suspenzi.
• Riziku komplikací, slepování diferenciálu, ropným a plynovým únikům a ztrátě vrtu je zabráněno.
• Jeskyně a suť jsou zabráněno.
• Poskytuje mazací účinek na vrtací zařízení.
• Zajišťuje chlazení a mazání nástroje.

Základ pro složení cementové směsi

K vytvoření vrtných výplachů se používají plasty a jemně rozptýlené jíly s minimálními inkluzemi písku, které spolu s vodou mohou tvořit viskózní suspenzi s dlouhou dobou usazování. Při vývoji plynových a ropných vrtů odborníci doporučují používat alkalické typy montmorillonitových jílů, stejně jako jílové prášky. Kromě toho složení cementové kaše zahrnuje technickou vodu, hydrogely a solné složky. Mezi moderní směsi patří invertní emulze, vápeno-bitumenové základy a polymerní složky. Poměr mezi složkami a jejich konkrétní sadou závisí na efektu, který má být dosažen, a na podmínkách použití roztoku. V každém případě mezi nežádoucí složky patří nečistoty jako sádra a rozpustné minerály, které snižují stabilitu viskózních jílových surovin.

Pravidla pro vytváření řešení

Směsi na řezání se připravují pomocícementové míchačky v souladu s regulovanými režimy. V závislosti na nastavených úkolech a použitých surovinách lze do schématu vaření zavést různá technologická řešení. Pokud se například používá starý cement, je nutné zajistit jeho aktivaci. Suchá směs je přiváděna do nádrže se stabilním provozem vodního čerpadla. Kombinace kapalné a suché složky by měla být prováděna za podmínek udržování tlaku na úrovni 12-15 MPa. Jedná se o optimální prostředí pro přípravu cementových suspenzí z hlediska míchání a tuhnutí struktury. Dále musíte počkat na dobu stabilizace směsi, pro kterou je v míchačce cementu k dispozici speciální režim.

Vlastnosti cementových směsí

Technické a provozní vlastnosti vrtných směsí jsou dány zvolenou recepturou a v praxi určují kvalitu interakce s materiály vrtných formací. V úvahu jsou brány následující vlastnosti cementové kaše:

• Výnos vody. Za podmínek poklesu tlaku dochází k procesu oddělování vody od aktivní fáze roztoku. V závislosti na parametrech vrtu může být rychlost ztráty tekutin různá, upravuje se individuálně. Pokud se například plánuje zpevnění konstrukce, pak by se ztráta vody v roztoku měla blížit nule.
• Odolnost vůči sedimentaci. Proces oddělování vody od m alty, při kterém se hmota cementu pohybuje dolů a kapalina se pohybuje nahoru.
• Zahušťování. Je určena mnoha faktory, včetně stupně mletí složek roztoku a přítomnostihouževnaté materiály. Zvýšení podílu vody ovlivňuje stimulaci této vlastnosti a tepelný efekt třetí strany ovlivňuje snížení.
• Uchopení. Technologové se zpravidla snaží tuto kvalitu v konkrétních podmínkách maximálně zlepšit. Chcete-li to provést, zvyšte teplotu tlakem a také izolaci kmene v podmínkách vysoké vlhkosti.

Úprava vlastností vrtné kapaliny

Korekce určitých kvalit není vždy možná běžnými prostředky a materiály, proto je účelnější používat speciální přísady a přísady, které účinně a bodově mění požadované vlastnosti. Mezi nimi jsou následující modifikátory:

• Uhličitan sodný. Používá se ke zkrácení doby tuhnutí. S pomocí tohoto urychlovače se získají rychle tuhnoucí řešení vhodná pro použití při teplotách do 55-65 ° С.
• Bentonit. Zvyšuje index počáteční mobility proplachovacího roztoku, optimalizuje opatření pro jeho vstřikování. Tento modifikátor se doporučuje pro použití s cementovými kašemi, jejichž hustota se pohybuje od 1,5 do 2,2 g/cm3.
• Sádrocementové suspenze. Zlepšete schopnost roztoku ke ztrátě vody. Báze se stává odolnější vůči rozpuštění ve vodě. Pro splachovací kompozice je použití suspenzí nesmyslné, nicméně pro zpevnění trupu je to docela přijatelné.
• Přísady na bázi cementové pryskyřice. Typ změkčovadla s epoxidovými pryskyřicemi, které se používají k proplachovánístudny s komplikacemi vodonosné vrstvy.

Druhy vrtných kapalin

V praxi se obvykle rozlišují následující typy cementových směsí:

• Vrtání hnědého uhlí. Alkalický roztok modifikovaný lignity.
• Vápenobitumenová m alta. Jako základ se používají ropné produkty - kombinace disperzního média z ropy nebo motorové nafty, dále bitumenu a oxidu vápenatého jako disperzní fáze.
• Lehká prací směs. Představuje injektážní roztok snížené hmotnosti s minimálními ukazateli hustoty. Používá se při vývoji vrtů s nízkým tlakem v nádrži.
• Polymerový roztok. Kompozice je založena na vodě obsahující vysokomolekulární lineární polymery. Běžně se používá při vrtání tvrdých hornin.

Zkontrolujte soulad s GOST

Podle GOST 26798.1-96 se parametry vrtných kapalin určují bez zohlednění možných rázů, které mohou nastat při provozu materiálu v reálných podmínkách se spojením pažnicových strun. Pro soulad s normami se kontroluje doba zahušťování směsi, hustota a viskozita. Zároveň se pro různá složení mohou lišit jak technické ukazatele, tak seznam hodnotících kritérií. Pro stanovení vlastností expanze a pevnosti v případě cementové kaše se tedy používá GOST 1581-96, který vyžaduje, aby byly zkoušky prováděny při teplotě okolí asi +30 ° C. V procesu tuhnutícementové kamenné směsi v omezeném objemu mohou být pevnostní ukazatele vyšší než při použití hmoty podobného složení při plnění studny. Naopak propustnost roztoku klesá.

Technologie aplikace cementové směsi

Pro použití vrtných kapalin se používá speciální zařízení pro zajištění technické možnosti cirkulačních operací. V procesu aplikace cementové kaše provádějí následující technologický cyklus:

• Složení je smícháno a uloženo ve speciální nádobě.
• Čerpací zařízení začne čerpat kapalinu z nádrže do studny přes vrtnou kolonu.
• Směs se posílá potrubím na dno vrtu, kde koruna vrtné soupravy vytváří další vrstvu horniny.
• Bláto se vrací na povrch a nese částice hornin oddělené dlátem.
• Hmota stoupá podél prstence a prochází mezi vrtnou trubkou a stěnami studny.
• Na povrchu se provádí operace filtrace a čištění roztoku od kalu. K tomu použijte vibrační síto.

Závěr

Cementové směsi jsou nezbytným spotřebním materiálem při vývoji a výstavbě studní. Jejich nesprávné použití však spolu s pozitivními účinky může vést i k negativním důsledkům. Zejména chyby při výrobě cementové kaše v budoucnu mohou mít za následek pády kamenů a dokoncepoškození vrtného zařízení. Proto je zpočátku vypracován projekt splachování, jehož složení je pečlivě vypočítáno. Obecně je nutné určit, jaký bude objem suchých složek, vody, celkové množství směsi, vlastnosti cementačních jednotek atd.