Cementová suspenzia: vlastnosti, pravidlá prípravy, zloženie, súlad s požiadavkami GOST, účel a aplikácia

2025 Autor: Howard Calhoun | [email protected]. Naposledy zmenené: 2025-01-24 13:24

Počas procesu vŕtania sa používajú špeciálne riešenia na vyplavovanie odrezkov a produktov z ťažby miestnej horniny. Táto operácia je potrebná na zvýšenie účinnosti mechanického nárazu vrtnej súpravy a na vyčistenie spodnej diery. Vymývanie sa vykonáva pomocou cementových kaší, ktoré sa pripravujú pomocou špeciálnych technológií.

Účel vrtných kvapalín

Obeh vody v studni prispieva k čisteniu vrtu, čo napomáha procesom vŕtania a dokončovania. Za predpokladu, že sa použije aktívna zlúčenina s dodatočnými výkonnostnými vlastnosťami, možno očakávať množstvo ďalších účinkov, medzi ktoré patria:

• Tvorba filtračného koláča na stenách otvoreného otvoru. V dôsledku toho sa spevňujú nestabilné nánosy, ílovité horniny a voľné vrstvy.
• Porový tlak pôsobí proti.
• Prenáša sa dolná elektráreň a bitprídavná hydraulická sila.
• Vŕtacie a cementové kaly prepravujú rozvinutú horninu a po dokončení obehu udržujú túto hmotu v suspenzii.
• Predchádza sa rizikám komplikácií, lepeniu diferenciálu, ropným a plynovým úkazom a strate vrtu.
• Jaskyne a sutiny sú zabránené.
• Poskytuje mazací účinok na vŕtacie zariadenie.
• Zabezpečuje chladenie a mazanie nástrojov.

Základ pre zloženie cementovej zmesi

Na vytvorenie vrtných kvapalín sa používajú plasty a jemne rozptýlené íly s minimálnymi inklúziami piesku, ktoré spolu s vodou môžu vytvárať viskóznu suspenziu s dlhou dobou usadzovania. Pri vývoji plynových a ropných vrtov odborníci odporúčajú používať alkalické typy montmorillonitových ílov, ako aj ílové prášky. Okrem toho zloženie cementovej kaše zahŕňa technickú vodu, hydrogély a soľné zložky. Moderné zmesi zahŕňajú invertnú emulziu, vápenno-bitúmenové základy a polymérne zložky. Pomer medzi zložkami a ich špecifickým súborom závisí od účinku, ktorý sa má dosiahnuť, a od podmienok použitia roztoku. V každom prípade medzi nežiaduce zložky patria nečistoty ako sadra a rozpustné minerály, ktoré znižujú stabilitu viskóznych ílových surovín.

Pravidlá na vytvorenie riešenia

Rezné zmesi sa pripravujú pomocoujednotky na miešanie cementu v súlade s regulovanými režimami. V závislosti od nastavených úloh a použitých surovín je možné do schémy varenia zaviesť rôzne technologické riešenia. Napríklad, ak sa používa starý cement, je potrebné zabezpečiť jeho aktiváciu. Suchá zmes sa privádza do nádrže so stabilnou prevádzkou vodného čerpadla. Kombinácia tekutých a suchých zložiek by sa mala vykonávať za podmienok udržiavania tlaku na úrovni 12-15 MPa. Ide o optimálne prostredie na prípravu cementových kaší z hľadiska miešania a tuhnutia štruktúry. Ďalej musíte počkať na dobu stabilizácie zmesi, na ktorú je v stroji na miešanie cementu poskytnutý špeciálny režim.

Vlastnosti cementových zmesí

Technické a prevádzkové vlastnosti vrtných zmesí sú určené zvolenou receptúrou av praxi určujú kvalitu interakcie s materiálmi vrtných formácií. Do úvahy sa berú nasledujúce vlastnosti cementovej kaše:

• Výnos vody. V podmienkach poklesu tlaku dochádza k procesu oddeľovania vody od aktívnej fázy roztoku. V závislosti od parametrov vrtu môže byť rýchlosť straty tekutín odlišná, je prispôsobená individuálne. Napríklad, ak sa plánuje spevnenie konštrukcie, strata vody v roztoku by mala byť blízka nule.
• Odolnosť voči sedimentácii. Proces oddeľovania vody od m alty, pri ktorom sa cementová hmota pohybuje nadol a kvapalina nahor.
• Zahusťovanie. Je určená mnohými faktormi, vrátane stupňa mletia zložiek roztoku a prítomnostihúževnatosť materiálov. Zvýšenie podielu vody ovplyvňuje stimuláciu tejto vlastnosti a tepelný efekt tretích strán ovplyvňuje zníženie.
• Priľnavosť. Technológovia sa spravidla snažia túto kvalitu v konkrétnych podmienkach maximálne zlepšiť. Ak to chcete urobiť, zvýšte teplotu tlakom, ako aj izoláciu trupu v podmienkach vysokej vlhkosti.

Úprava vlastností vrtnej kvapaliny

Korekcia určitých vlastností nie je vždy možná konvenčnými prostriedkami a materiálmi, preto je účelnejšie použiť špeciálne prísady a prísady, ktoré efektívne a bodovo menia požadované vlastnosti. Medzi nimi sú uvedené nasledujúce modifikátory:

• Uhličitan sodný. Používa sa na skrátenie času tuhnutia. Pomocou tohto urýchľovača sa získajú rýchlotuhnúce riešenia vhodné na použitie pri teplotách do 55-65 ° С.
• Bentonit. Zvyšuje index počiatočnej mobility preplachovacieho roztoku, optimalizuje opatrenia pre jeho vstrekovanie. Tento modifikátor sa odporúča na použitie s cementovými kašami, ktorých hustota sa pohybuje od 1,5 do 2,2 g/cm3.
• Sadrovocementové suspenzie. Zlepšite schopnosť roztoku stratiť vodu. Báza sa stáva odolnejšou voči rozpusteniu vo vode. Pre splachovacie kompozície je použitie suspenzií bezvýznamné, avšak na spevnenie trupu je celkom prijateľné.
• Cementovo-živicové prísady. Druh zmäkčovadla s epoxidovými živicami, ktoré sa používajú na preplachovaniestudne s komplikáciami zvodnenej vrstvy.

Typy vrtných kvapalín

V praxi sa zvyčajne rozlišujú tieto typy cementových zmesí:

• Vŕtanie hnedého uhlia. Alkalický roztok modifikovaný lignitmi.
• Vápenno-bitúmenová m alta. Ako základ sa používajú ropné produkty - kombinácia disperzného média z ropy alebo motorovej nafty, ako aj bitúmenu a oxidu vápenatého ako dispergovanej fázy.
• Ľahká umývacia zmes. Predstavuje redukovaný injektážny roztok s minimálnymi ukazovateľmi hustoty. Používa sa pri vývoji studní s nízkym tlakom v nádrži.
• Polymérový roztok. Kompozícia je založená na vode s obsahom vysokomolekulárnych lineárnych polymérov. Bežne sa používa pri procesoch vŕtania tvrdých hornín.

Skontrolujte súlad s GOST

Podľa GOST 26798.1-96 sa parametre vrtných kvapalín určujú bez zohľadnenia možných nárazov, ktoré sa môžu vyskytnúť pri prevádzke materiálu v reálnych podmienkach so spojením pažnicových strún. Pre súlad s normami sa kontroluje čas zahusťovania zmesi, hustota a viskozita. Zároveň sa pri rôznych zloženiach môžu líšiť technické ukazovatele aj zoznam hodnotiacich kritérií. Takže na určenie vlastností rozťažnosti a pevnosti v prípade cementovej kaše sa používa GOST 1581-96, ktorý vyžaduje, aby sa testy vykonávali pri teplote okolia asi +30 ° C. V procese tuhnutiacementové kamenné zmesi v obmedzenom objeme môžu byť ukazovatele pevnosti vyššie ako pri použití hmoty podobného zloženia pri plnení studne. Naopak, priepustnosť roztoku klesá.

Technológia aplikácie cementovej zmesi

Na použitie vrtných kvapalín sa používa špeciálne zariadenie na zabezpečenie technickej možnosti cirkulačných operácií. V procese aplikácie cementové kaše vykonávajú nasledujúci technologický cyklus:

• Zloženie sa zmieša a uskladní v špeciálnej nádobe.
• Čerpacie zariadenie začne čerpať kvapalinu z nádrže do studne cez vrtnú kolónu.
• Zmes sa posiela potrubím na dno vrtu, kde koruna vrtnej súpravy vytvára ďalšiu vrstvu horniny.
• Hlato sa vracia na povrch a nesie častice skál oddelené dlátom.
• Hmota stúpa pozdĺž medzikružia a prechádza medzi vrtným potrubím a stenami studne.
• Na povrchu sa vykonáva operácia filtrovania a čistenia roztoku od kalu. Na tento účel použite vibračné sito.

Záver

Cementové zmesi sú nevyhnutným spotrebným materiálom pri vývoji a výstavbe studní. Ich nesprávne používanie spolu s pozitívnymi účinkami však môže viesť aj k negatívnym dôsledkom. Najmä chyby pri výrobe cementovej kaše v budúcnosti môžu viesť k pádu skál a dokoncapoškodenie vŕtacieho zariadenia. Preto je na začiatku vypracovaný projekt splachovania, ktorého zloženie je starostlivo vypočítané. Vo všeobecnosti je potrebné určiť, aký bude objem suchých zložiek, vody, celkové množstvo zmesi, vlastnosti cementačných jednotiek atď.