Тампонаж скважин

Абиссинские и артезианские колодцы бурят в случаях, когда невозможно или нецелесообразно пользоваться централизованным водоснабжением.

По мере износа оборудования, выработки ресурса водоносного слоя, аварий обязательно проводится ликвидация скважин.

Зачем ликвидируют водозаборные источники

Ликвидация или консервация артезианских скважин нужна для исключения попадания в водные горизонты вредных и токсических веществ при техногенных авариях, стихийных бедствиях. Через обсадную возможно провести диверсию – загрязнить воду бактериями.

Неконтролируемое потребление способно нанести непоправимый вред природным ресурсам, вплоть до истощения водоносных слоев.

Оставлять заброшенные источники запрещено.

Консервирование – это вывод источника водоснабжения из эксплуатации с возможностью восстановления работоспособности.

После ликвидации восстановить работу шахты невозможно.

Установлено 4 категории объектов, подлежащих тампонированию:

1. Сооружения, которые выполнили свою функцию, например:

  • Вода нужна на период строительства, до подключения к водопроводу;
  • Количество жидкости не обеспечивает экономическую целесообразность добычи или кончилась;
  • Предприятие, дом, дачу закрыли, разрушили, уничтожили.

2. Невозможность добычи по геологическим причинам:

  • Отсутствие воды в нужном горизонте;
  • Получение непригодной для использования жидкости;
  • Невозможность закончить бурение из-за состава или строения геологических слоев.

3. Разрушение (по различным причинам) конструкции во время строительства, использования, аварии. Непригодные для дальнейшей эксплуатации по прочностным характеристикам – коррозии обсадных труб и других элементов.

4. Законсервированные больше 10 лет конструкции. Объекты, расположенные в санитарно-защитных или водоохранных зонах либо местах, вновь попавших в границы зон ввиду изменившейся геологической обстановки.

Временная приостановка работы действующего объекта без консервации возможна на срок до шести месяцев.

Обязанность собственника ликвидировать неиспользуемые, заброшенные и аварийные источники воды установлена Постановлением Правительства № 94 от 11.02.2016 г.

Что такое тампонаж

Тампонаж (цементаж) скважины согласно ГОСТ это – разобщение водных слоев, вскрытых бурением, с помощью установки цементных мостов.

В подземных горизонтах расположено несколько водоносных слоев, разделенных между собой горными породами или замками из глины – перемешивание разных слоев в таком случае исключено.

Пробуренные отверстия пересекают несколько водоносных горизонтов. В ходе эксплуатации или после ликвидации артезианской скважины возможно разрушение обсадных труб. По ним водоносные горизонты перетекают друг в друга, что приводит к загрязнению чистой воды стоками.

Разделение труб на изолированные участки предотвратит перетекание.

Как правильно организовать тампонирование

Эксплуатации объектов водопользования регламентируются законодательством:

  • Законом РФ «О недрах»;
  • Водным кодексом РФ;
  • Постановлением Правительства РФ № 94 от 11.02.2016 г.

За отсутствие лицензии и невыполнение предписаний предусмотрены штрафы:

  • Для физических лиц – 3-5 тыс. руб;
  • Для должностных – от 30 до 50 тыс. руб;
  • Организации заплатят от 800 000 до 1 млн руб.

Правильный вывод из эксплуатации отслуживших сооружений регламентируется руководством РД 08-492-02, которое содержит инструкцию, как правильно затампонировать шахту.

В общих положениях инструкция устанавливает обязательность выполнения требований всеми участниками ликвидации: собственниками, проектными и эксплуатирующими (ликвидирующими) организациями.

Важно! Персонал, участвующий в процессе, проходит обучение и подтверждает знания методов работ и нормативов. Привлекать работников, не прошедших обучение, запрещено.

Обязанность по организации работ и оплате лежит на собственнике источника водоснабжения.

Ликвидация проводится по предписанию контролирующих организаций либо процесс инициирует собственник.

Консервацию и ликвидацию выполняет лицензированная организация на основе заключенных договоров:

  1. Договора на изготовление проекта.
  2. Договора на выполнение работ.

Обязательные разделы проекта:

  • Геологическая и гидрологическая обстановка на объекте;
  • Инженерно-геологическое обоснование вероятных неблагоприятных последствий – обвалов пород, провалов грунта, затоплений территории при разгерметизации.
  • Пояснительная записка с обоснованием необходимости мероприятия;
  • Технология и решения по производству работ;
  • Порядок проведения работ и меры по обеспечению производственной безопасности;
  • Охранные мероприятия по защите окружающей среды;
  • Смета, включая расход горюче-смазочных материалов, расчет привлекаемой техники, оплата труда и другие разделы.

Согласование проекта проводят органы Росприроднадзора, до его утверждения действия на объекте запрещены. Нарушение наказывается штрафом.

Внимание! Нарушать установленные проектом сроки не допускается. Несоблюдение требования влечет наложение штрафа.

На основании проектных решений специально созданная комиссия разрабатывает план изоляционно-ликвидационных работ.

Только после разработки проекта и составления сметы становится ясно, сколько будет стоить тампонация.

Важно! Окончание работ оформляется актом, который регистрируется и хранится у собственника. Копии всех документов направляются в орган Ростехнадзора и Роспотребнадзора для учета и хранения.

Инструкция консервации артезианского источника

Это определяется после проведения комплексного обследования комиссией – он индивидуальный для каждого случая.

Ликвидация включает несколько технологических операций.

Перед началом работ заготавливают необходимое количество цемента и материалов для засыпки. Их объем определяют на основании проекта – в нем есть схемы разведанных грунтов и глубины тампонажа различными материалами.

Подготовка площадки для техники

Выполнение проекта мероприятий по ликвидации возможно только с применением тяжелой техники, установленной на базе автомобилей.

Для подъезда и маневрирования организовывают технологические проезды. Размер площадки выбирается, исходя из габаритов используемой спецтехники.

В месте выезда с территории производства работ на дороги общего пользования устраиваются помывочные посты. От грязи очищаются колеса и гусеницы спецтехники.

Если процесс затягивается на несколько дней, обустраиваются освещаемые стоянки.

Искусственное освещение организуется для работы в темное время суток.

Откачка воды и обследование колонны

Технология консервации предусматривает установку мостов (пробок) с применением расширяющихся марок цемента.

После откачки воды колонну обследуют для выявления оставшихся в трубах посторонних предметов (насосов, буров, ручного инструмента, тросов).

Обследование проводят зондами с установленными на них видеокамерами, эхолокаторами или другими устройствами.

Удаление посторонних предметов

Для сохранности бурового инструмента, используемого на следующих этапах, из скважины необходимо удалить все посторонние металлические предметы. Они могут стать причиной поломки оборудования.

Для извлечения применяют электромагниты. В неглубоких колодцах используют отрезки тросов, пауки, петли.

В сложных случаях используют аппаратуру для установки заглушек на канализацию. Она позволяет под визуальным видеоконтролем использовать пневматические или гидравлические манипуляторы.

Монтаж бурового оборудования и гидроциркуляционной системы

По итогам обследования принимают решение об установке бурового инвентаря. Оно понадобится для очистки шахты от намытых отложений грунта и песчаных пробок. Циркуляционным оборудованием промывают скважину от полученных бурением мягких пород.

Разбуривание песчаной пробки и промывка

Разрушение отложений проводят буровым методом. Применяют бур меньшего диаметра, чем самый узкий участок обсадной.

После разрушения твердых пород, скопивших в трубе, скважину промывают. Делают это до тех пор, пока не пойдет чистая вода.

Последний этап промывки выполняют раствором хлорной извести.

Засыпка и бетонирование

Отдельный раздел проекта предусматривает состав засыпки и глубину каждого слоя. Перед засыпкой песок и гравий дезинфицируют.

Глубина установки цементных пробок (мостов) проверяется опусканием бура. Отклонение от проекта запрещено.

Оборудование устья трубы

Под устьем понимают верхний край трубы.

Существуют два варианта оборудования устья:

  • Наземный;
  • Подземный, на землях сельскохозяйственного назначения.

При стандартной установке труба обрезается на 30 см выше уровня земли. Ее торец необходимо закрыть заглушкой. После этого вокруг трубы заливается бетонный куб с геометрическими размерами 1 х 1 х 1 метр. В бетон на высоту 0,5 м монтируется репер с металлической таблицей. На ней электросваркой наносится надпись с указанием номера, владельца, даты и года ликвидации скважины.

На землях сельхозназначения вокруг трубы выкапывается шурф 1 м х 1 м, глубиной не менее 2 м. Заглушка оборудуется таблицей с данными, указанными выше. Устье и табличка покрываются предотвращающим коррозию материалом. Шурф засыпается грунтом, цементация не проводится. После разравнивания земли местность готова к использованию по прямому назначению.

Совет! После выкапывания шурфа грунт с участка не удаляют – он пригодится для подсыпки просевшей земли.

Данные о демонтаже вместе с выкопировкой плана местности передают землепользователю, оформление заканчивается записью в деле скважины и в акте рекультивации земли.

Собственник обязан ежегодно контролировать состояние забетонированных устьев и организовывать устранение выявленных недостатков.

В статье рассмотрены лишь главные вопросы, возникающие при ликвидации скважин. Без данных Росприроднадзора, Ростехнадзора, досконального изучения руководящих документов организовать консервацию или тампонаж источников воды невозможно. Нарушения влекут наложение штрафных санкций. Для составления проекта и проведения работ рекомендуем обратиться в специализированную организацию.

Полезное видео

Простым языком теория:

Пошаговое выполнением технологических операций.

Из содержания ролика становится понятным, что выполнить правильное тампонирование скважины, согласно требованиям СниП, своими руками не получится.

Что на самом деле означает тампонаж скважин?

Тампонаж скважин — термин из процесса бурения артезианских скважин. При загородном строительстве услуги бурения достаточно востребованы. Благодаря им удается добраться до водоносного горизонта, из которого вода под давлением вырывается наружу. Артезианская скважина обеспечивает беспроблемное водоснабжение частного дома. Качество воды, поступающей с большой глубины подобного гидротехнического сооружения, бывает безупречной.

Преимущества артезианских источников очевидны. Большие запасы водного ресурса недр земли позволят эксплуатировать скважину долгие годы. Вода, расположенная в известняковых прослойках, многократно очищается естественным образом. В глубокие слои не попадают нечистоты, различные загрязнители, пестициды, химические вещества. Артезианская вода является чистой и качественной.

Иногда в процессе бурения не удается добраться до водоносного пласта, залегающего слишком глубоко, или отсутствующего. Для обустройства водозаборной точки может не подойти структура почвы. Бывают и другие причины, не позволяющие продолжать использование скважины. Тогда приходится принимать решение о ликвидации источника. Чтобы не нанести вред природе, консервация должна быть выполнена по всем правилам.

В некоторых случаях поводом для консервации становится повреждение обсадных труб. Это происходит при использовании некачественной продукции, на которой появляются трещины. Также случается перекрытие отверстий фильтров из-за падения в скважинный канал электронасоса или других предметов.

Для чего делают тампонаж скважин?

Тампонаж скважин бывает ликвидационным и укрепляющим. Тампонирование делают для:

  • изоляции водоносной прослойки, когда ухудшается качество воды;
  • перекрытия пустот и трещин;
  • исключения риска обвала пород;
  • защиты трубы от разрушения;
  • исправления появившихся неисправностей конструкции;
  • консервации водозаборной точки.

Тампонаж — это работа по заполнению пустых полостей скважины цементной или глиняной смесью. В подобные растворы добавляется щебень. После проведения тампонажа скважина становится более крепкой, а водонос — отдельным. Данная процедура также проделывается на источниках, не пригодных к использованию по техническим, экологическим, геологическим причинам.

Для тампонажа замешиваются разные растворы. Все зависит от того, на постоянной или временной основе он выполняется. В одном случае используется глина с разными пастами, в другом (для постоянной процедуры) — высококачественный цемент. Временный тампонаж проводится обычно при необходимости выполнения различного вида исследований.

Процесс тампонирования относится к достаточно сложной процедуре. Для ее выполнения необходимы профессиональные навыки. Лучше всех геология местности знакома специалистам, которые проводили бурение артезианской скважины на данном участке.

Работы начинаются после проведения экспертизы, с помощью которой устанавливается состояние водоносной прослойки. Для выполнения тампонажа необходимо знать характеристики источника. На основе этих данных разрабатывается проект, делается расчет необходимых материалов. Затем производится тампонирование, и выдается документ подтверждающий данный факт.

Бурение артезианской скважины и прочие работы по ее обустройству можно доверить специалистам компании Кимберия. Действия по тампонажу обратного хода не имеют. Поэтому они должны быть выполнены при четком соблюдении технологии. В противном случае скважина не сможет служить источником питьевой воды. Подача водного ресурса может прекратиться при появлении проблем при бурении. Такой гидроузел придется ликвидировать и бурить новый источник водозабора.

Тампонаж скважин: как происходит процесс?

Водоносный горизонт гидросооружения необходимо изолировать от поверхностных вод. Поэтому пространство, образовавшееся между колонной и грунтом заполняется цементным раствором. Такой тампонаж скважины называется укрепляющим. Для ликвидации источника цементом заполняют сам ствол источника.

Необходимость в ликвидационном тампонировании появляется, когда:

  • плохое качество воды, восстановление скважины нецелесообразно;
  • снизился дебит до минимального значения. Использование гидрообъекта при потере своей производительности невозможно;
  • нет необходимости эксплуатировать конкретное гидротехническое сооружение;
  • проведенная диагностика показала, что имеющиеся повреждения невозможно устранить. При этом из-за дефектов происходит загрязнение водоносного горизонта.

При проведении работ необходимо достигнуть нижней отметки водораздела. Задачей данной процедуры является заполнение имеющихся отверстий в земле. Тампонаж способствует предотвращению разрушения конструкции от давления горных пород, действия грунтовых вод. В ходе работ пространство обрабатывается промывочной жидкостью, которую необходимо полностью удалить после завершения процедуры.

Тампонирование

В глинистых грунтах для тампонажа используется цементная смесь с песком. Если породы в месте нахождения скважины пористые, то для улучшения герметизации в раствор добавляется вспенивающийся состав. Для укрепляющего и ликвидационного тампонирования применяются разные методы.

Способы для защитного или укрепляющего тампонажа:

  • прямой. Данная технология достаточно простая. В пространство, имеющееся между грунтом и обсадной трубой, заливается раствор, который опускается вниз под своим весом. Шахта приобретает дополнительную прочность. Однако качество тампонажа при этом проконтролировать трудно;
  • обратный. Производится заливка раствора в обсадную трубу, выдавливание его за колонну. В этом случае смесь заполняет расщелины и пустоты;
  • многоэтапный. Этот способ достаточно эффективен для артезианских объектов. Он применяется в процессе бурения. Тампонаж выполняется для каждого участка трубы. Но при этом возрастет время работ по бурению.

Если поставлена цель ликвидации скважины, то ствол полностью заполняется раствором, в состав которого входит гравий в больших количествах. Ликвидация гидротехнических сооружений производится при получении специальных разрешений от ряда организаций. Процедура консервации выполняется при соблюдении установленных правил.

Тампонирующим веществом может быть глина, расплавленный пластик, вспенивающие вещества. Если качество воды плохое, то для дезинфекции в раствор добавляется хлорная известь.

Заливка раствора осуществляется с помощью насоса со специальной насадкой. В забой опускается система труб, по которым под давлением поступает раствор. Постепенно полости заполняются, а трубы поднимаются. В результате получается цементная пробка, которая помечается табличкой, где указан номер скважины и ее глубина.

Если вяжущей составляющей служит глина, то материал сначала подготавливается. При этом после опускания в воду глине придается вид цилиндра. Затем посредством колонкового снаряда она опускается в обсадную трубу. Далее насосное оборудование помогает ей выдавиться во внешнюю часть колонны.

Тампонирование (цементирование) – процесс заполнения скважин жидким пластиком, глиной или вяжущими растворами цемента. Метод применяют для защиты конструкций от загрязнения грунтовыми водами. Таким же образом ликвидируют гидротехнические сооружения, пришедшие в негодность.

Особенности тампонирования

Выбор технологии зависит от цели ее проведения, состояния забоя, геологической обстановки, инженерного обеспечения бригады. Детали процесса могут уточняться по ходу работ. Для заливки часто используют гипсоглиноземистый цемент. Если в проходке присутствуют большие полости, его усиливают доломитовой мукой, целлюлозными нитями, волокнами асбеста.

Выделяют 2 разновидности тампонажа скважин:

  1. Временный. Вариант предназначен для ситуаций, когда шахту испытывают и необходимо убрать водоносные пласты. Материалом заполнения служит глина, которую подают за обсадную трубу. Метод также используют при консервации небольших конструкций.
  2. Постоянный, когда цементом наполняют водозаборный ствол. Таким образом глушат старые артезианские скважины.

Перед началом процедуры проводят экспертизу состояния водоносного уровня и сооружений. После составления и утверждения проекта объект блокируют. Основанием служит заявление владельца, направленное в санитарно-эпидемиологическую службу. Если речь идет о ликцидации глубокой водоносной скважины, решение принимает подрядчик, который проводил строительные работы.

Этапы работ по ликвидации скважины.

Когда нужно тампонирование

Необходимость цементирования скважин объясняется рядом причин:

  • заброшенностью источника;
  • уменьшением напора в стволе;
  • ухудшением качества воды;
  • угрозой заражения соседних водоносных горизонтов;
  • деформацией обсадных труб.

К этому способу цементирования прибегают для заглушки фонтанирующих скважин. Обязательному тампонажу подлежат поисковые и пробные разведывательные шахты.

Преимущества тампонирования

Технология признана оптимальным средством защиты водоносных жил от загрязнений. Процедура минимизирует риск повреждения ствола и разгерметизации стыков. Такие работы могут выполняться при потребности в дополнительной гидрологической изоляции забоя.

Тампонаж скважин позволяет защитить водоносные жилы от загрязнений.

Используемые растворы и особенности метода

Состав цементирующих веществ и характер их транспортировки уточняют в ходе предварительных расчетов.

Для этого определяют:

  • расстояние между внешней поверхностью обсадной трубы и стенками шахты;
  • глубину и конструкцию проходки;
  • состав и твердость породы.

Грамотное проектирование экономит финансовые средства.

К популярным смесям относят массу на основе портландцемента и воды, которую перекачивают насосом. Состав быстро застывает и обладает высоким уровнем прочности. Его используют для скважин, размещенных в плотной глинистой почве.

При взаимодействии с пористыми грунтами к массе добавляют бумагу, асбест и другие подобные материалы. В некоторых случаях допускается применение вспениваемых составов, способных увеличиваться в размерах по мере затвердевания.

Кроме вышеперечисленных компонентов в тампонажную смесь может входить небольшой состав, включающий в себя песок и гравий. Но ее плотность должна сохраняться жидкой. Подается масса посредством насоса на высоту до 3 м. Для дезинфекции в нее примешивают хлорную известь.

Использование стандартного строительного раствора приводит к повышенному расходу материала и увеличивает финансовые издержки.

Подготовительный этап включает составление акта экспертизы и разработку проекта, который должен пройти согласование в органах санитарного надзора. Технические отчеты и акты о проведении работ передаются в санэпидемстанцию и коммунальные службы по завершению процедуры.

Технология

Чтобы правильно тампонировать шахту, необходимо следовать инструкции о порядке ликвидации скважин. Специалисты, которые будут проводить эти работы, должны обладать специальным допуском. Необходимо присутствие оборудования для смешивания, а также цементировочных машин.

Принцип технологического процесса заключается в том, что промежутки между стенкой и колонной труб заполняются вяжущим составом. Сам тампонаж производят на глубине, где проходит нижний водоносный горизонт.

Существует несколько способов цементирования скважин. Наиболее эффективным из них считают метод обратного тампонирования.

При его выполнении на нижнем уровне колонны, который будет подвергнут блокировке, устанавливают пробку с каналом, перекрытым диафрагмой. Верхнюю заглушку устанавливают на цементировочной головке в верхней части обсадной трубы.

Вслед за закачкой тампонажной смеси ее открывают и заливают продавливающее жидкое вещество. Под высоким давлением цементный субстрат вместе с нижней заглушкой углубляется вниз. Одновременно происходит выталкивание буровой жидкости.

При соприкосновении нижней пробки с упорным кольцом наблюдается резкое усиление давления. Под воздействием этого перемычка разрушается, и цемент протекает в затрубные полости.

Технология ликвидации скважины.

При 2-цикловом тампонировании вместо нижней пробки устанавливают заливочную муфту, после чего производят промывку, монтаж цементировочной головки и заливку вяжущего состава. Затем сквозь муфту проводят еще одну пробку, которая при взаимодействии с продавочной жидкостью проталкивает смесь вглубь.

Вслед за этим отпускают и продавливают размещенную внутри головки нижнюю пробку. Под давлением она прижимается к муфте и, смещаясь вниз, открывает сквозное отверстие.

Следующая операция может быть выполнена в 2 вариантах:

  1. Способом непрерывного цементирования. По завершению тампонирования 1 цикла сразу же приступают ко 2 ступени.
  2. Методом 2-циклового тампонажа с разрывом. Заливку второго сегмента трубы совершают после застывания уже закачанной смеси. На этот промежуток времени в заливочном клапане сохраняют циркуляцию бурового раствора.

После завершения подачи тампонажной смеси для второго сегмента колонны устанавливают и продавливают последнюю верхнюю пробку. Смещаясь вниз вместе с втулкой, она закроет проходное отверстие.

Оба варианта уменьшают риск затекания промывного средства в раствор цемента и ослабляют давление на почву в ходе его подъема.

Не менее эффективен для заглушки колодцев глиняный столбик. Его помещают в проходку, а затем посредством насоса выдавливают из колонны. Снаряд оборудован небольшими отверстиями для сбрасывания избыточного давления.

Более простой способ цементирования связан с заливкой раствора в середину трубы, при этом состав погружается вниз и заполняет пространство. Главным достоинством метода является простота, но качество тампонирования будет невысоким.

Время застывания цементного столба обусловлено составом вяжущей смеси и видом забоя. Эксплуатационная шахта будет готова через 24 часа, забой с кондукторной трубой – спустя 16 часов.

Спустя сутки после окончания работ в ствол опускают электрический термометр. По смене температур определяют высоту подъема раствора.

Контроль качества выполняют с помощью акустического зонда (скважинного локатора). Пустые участки определяют по диапазонам колебаний звука. Вслед за этим производят обвязку выходного отверстия скважины. Затем посредством желонки удаляют цемент и пробки.

Для проверки ствола на непроницаемость в него закачивают воду под давлением, которое на 20% превышает расчетный показатель. В том случае, если спустя 30 минут он понизится не более чем на 0,5 МПа и при этом не произойдет выделения газа и слива воды, скважину признают герметичной.

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.

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.

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.

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.

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.

Схема цементирования.

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.

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.

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.