Тампонаж артезіанської свердловини своїми руками

Причини тампонажу артезіанських свердловин і способи його виконання. Як вибрати матеріал, послідовність робіт при цементуванні шахти.



Тампонаж артезіанських свердловин — це комплекс заходів, що проводиться після буріння шахти і під час ліквідації джерел подібного типу. Процедура виконується для запобігання забруднення водоносного шару. Про те, як правильно провести роботу, можна довідатися в нашій статті.

Що таке тампонаж артезіанської свердловини?

Артезіанські свердловини вважаються цінними джерелами питної води і є стратегічним запасом країни. Споруди такого типу підлягають обов’язковому цементування для збереження чистоти глибинного водоносного шару, яке проводиться відповідно до проекту тампонажу свердловини. Товстий санітарний пласт знижує швидкість проникнення брудної води під землю, і поки вона досягне водоносного шару, всі патогенні мікроорганізми загинуть.

Доопрацювання підлягають шахти, що мають типове пристрій: це виробка невеликого діаметра, стінки якої укріплені обсадної трубою. Сусідні елементи стовбура з’єднуються різьбовим з’єднанням, зварюванням або хомутами. У нижній частині джерела розташований фільтр. Розрізняють колодязі, у яких пьезометрический рівень (напір) води піднімається більш ніж 1,5 м над поверхнею і менше 1,5 м.

Тампонаж проводиться в двох випадках: для ліквідації свердловини або для запобігання попадання бруду в підземні шари через зазор між обсадною трубою і грунтом.

Процедура в обох випадках схожа — порожнечі заповнюються спеціальними сумішами. Тільки для ліквідації розчин заливають в обсадну трубу, а для укріплення навколо неї.

З допомогою тампонажу виводять з експлуатації тільки артезіанські свердловини. Джерела іншого типу закривають подібним чином тільки в особливих випадках.

Зміцнювальний тампонування також проводиться для захисту стиків між частинами обсадної труби. В артезіанських свердловинах на стовбур діє велика механічна навантаження, яка може пошкодити шахту або стики стовбура. У цьому випадку через щілини почне надходити рідину з верхніх водоносних шарів або погано очищена дощова вода. Щоб уникнути неприємностей, весь простір біля стиків заповнюється цементним або глиняним розчином. Утворилася оболонка, крім того, надійно захищає штучний стовбур від агресивних підземних вод.

Зміцнювальний тампонування можна виконати різними способами:

• Прямий. Суміш виливається між обсадною трубою і грунтом. Вона самостійно опускається і заповнює всі порожнечі.
• Зворотний. Розчин виливається в свердловину, а потім в ній створюється тиск, выдавливающее його в простір між трубою і грунтом.
• Багатоетапний. Порожнечі заповнюються одночасно з бурінням стовбура, кожна ділянка обробляється окремо.

Переваги і недоліки кожного способу наведено в таблиці:

Метод	Переваги	Недоліки
Прямий	Не потрібно спеціального устаткування, простота виконання	Неможливо контролювати процес заливки, суміш не просочується на велику глибину
Зворотний	Пустоти надійно закупорюються, але не на всій глибині шахти	Потрібне спеціальне дороге обладнання
Багатоетапний	Пустоти закриваються на всій глибині шахти	Терміни роботи значно збільшуються

Причини і схема тампонажу свердловин

Ліквідаційне тампонування свердловин виконується за допомогою спеціальних розчинів, які подаються в шахту по трубах. Воно проводиться з наступних причин:

1. Дебет джерела знизився, і його експлуатація неможлива.
2. З’явилися інші джерела водопостачання.
3. Виявлені дефекти стовбура, які неможливо усунути.
4. Погіршення якості води.

Водоносний шар може бути забруднена бактеріями і хімічними речовинами, які проникають глибоко під землю з дощовою водою. У більшості випадків вони залишаються в верховодке, яка обмежена зверху і знизу водонепроникними глиняними пластами. Сама грунт також затримує бруд. Але якщо в даній місцевості водоносний шар один, до нього може проникнути брудна вода, навіть якщо він знаходиться далеко від поверхні. Тому артезіанську свердловину рекомендується бурити на можливо більшу глибину. При виявленні хімічних елементів або шкідливих бактерій джерело доведеться ліквідувати з допомогою тампонажу.

У деяких випадках проводять тимчасовий тампонаж. Він застосовується, якщо артезіанська свердловина проходить випробування або ремонт, при якому необхідно звільнити частина стволу від води. Ставиться він на обмежений проміжок часу. Пристосування для тимчасового тампонажу можуть бути гідравлічні, пневматичні та механічні. Найпростіша конструкція — механічна, складається з гумової насадки і жорсткої штанги. При обертанні центральній частині розміри насадки збільшуються, і вона щільно закупорює отвір.

Іноді необхідно зменшити глибину вироблення, щоб почати викачувати рідину з іншого водоносного шару. В цьому випадку проводиться часткове цементування, відтинає нижню частину шахти.

Принципова схема ліквідації артезіанської свердловини виглядає наступним чином:

1. Подача заяви власника джерела або приписи відповідних служб в місцеві органи влади.
2. Узгодження процедури з санітарно-епідеміологічною службою.
3. Розробка проекту роботи.
4. Цементування шахти згідно з основним правилом ліквідаційного тампонажу свердловин, яке полягає в частковому або повному заповненні стовбура над водоносним шаром спеціальним розчином.
5. Складання акта про виконання робіт і передача його в державні структури після закінчення роботи.
6. На законсервованому джерелі залишають табличку із зазначенням її глибини і номери артезіанського колодязя.

Як зробити тампонаж свердловини

Тампонаж відноситься до складних робіт, що виконуються з допомогою спеціального обладнання. Однак існують прості способи цементування, які здатні зробити господарі джерела при наявності мінімального досвіду буріння та облаштування шахт. Розглянемо послідовність проведення тампонажу при ліквідації артезіанської свердловини та зміцненні стінок стовбура.

Вибір матеріалів для проведення тампонажу

Тампонаж свердловини на воду починається з визначення матеріалу для створення робочої суміші і розрахунку його кількості. Вибір компонентів залежить від складу грунту, а кількість визначається за обсягом отриманого простору.

Звертайте увагу на такі моменти:

• Розчин з піску і цементу годиться тільки для свердловин, виконаних у глинистих шарах. Основою має бути цемент марки 400 або вище. Він дозволяє приготувати рідку суміш, яка легко перекачується по шлангах. Для підвищення міцності пробки можна додати в неї щебінь або гравій. Цемент не застосовують у шахтах, виконаних в пухких ґрунтах, тому що витрата буде дуже великим.
• При тампонуванні в пористих ґрунтах використовують азбест, папір і волокнисті речовини.
• Для роботи з рихлими ґрунтами в цемент додають різні наповнювачі і спінюють кошти для підвищення герметичності.
• При певних умовах для цих цілей використовують глину, яку готують особливим чином.

Покрокова інструкція при ліквідації свердловин

В артезіанських свердловинах вода виходить на поверхню під тиском грунту. Перед початком роботи усуньте самоизливание води, приваривши до оголовку коліно довжиною 1 м. Якщо збільшення висоти стовбура не допомагає, для тампонування використовуйте спеціальні пристосування для глушіння шахт — фонтанну апаратуру, насос для закачування рідких розчинів, желонку. Все обладнання можна взяти в оренду, проте необхідно ще мати досвід роботи з ним.

Тампонаж виконується наступним чином:

1. Закріпіть на торці обсадної труби фонтанну апаратуру.
2. З’єднайте її шлангом з нагнітаючим насосом. Потужність пристрою повинна перевищувати тиск водяного стовпа.
3. Приготуйте обважений глиняний розчин.
4. Увімкніть насос і закачайте суміш у свердловину. Вона перекриє надходження води на поверхню.
5. Демонтуйте фонтанну апаратуру.
6. Приготуйте цементну суміш.
7. Опустіть у стовбур колонну трубу і завантажте в нього підготовлений розчин. Замість цементу свердловину можна тампонувати глиною, яку опускають желонкой.
8. Якщо фонтанна апаратура відсутня, витікання води можна припинити з допомогою грязьового насоса. Встановіть колону труб в шахту на 1-1,5 м вище дна і через неї закачайте обважений глиняний розчин.

Якщо тиск води в колодязі невелике і рідина не виходить назовні, виконайте наступні операції:

• Очистіть свердловину від сміття за допомогою спеціальних пристосувань, наприклад, желонки. Промийте шахту дезінфікуючим складом. Для цієї мети знадобиться хлорована вода, об’єм якої дорівнює потрійному об’єму стовбура.
• Насипте в свердловину пісок вище рівня фільтра.
• Приготуйте глину або цементний розчин для тампонажу з допомогою бетономішалки. Для процедури використовуйте в’язку глину з вмістом піску 5-6%.
• Виготовте з неї кульки, які на кілька міліметрів менше діаметра свердловини.
• Висушіть заготовки.
• Кидайте кулі в стовбур по одному з інтервалом 2-3 секунди.
• Глину періодично трамбуйте спеціальним інструментом. Для отримання хорошого результату створіть шар, який буде вище фільтра на 1,5-2 м.
• Заповніть простір свердловини до верху цементним розчином.

Для ліквідаційного тампонажу свердловин можна використовувати глиняні циліндри, що виготовляються на пресі. Глину на дно колодязя опускають желонкой з поршнем. Замість неї допускається застосовувати спеціальну трубу, яка встановлюється в свердловину і кріпиться посередині отвору.

Процес виконується наступним чином:

1. Опустіть снаряд з глиняним циліндром на висоту 1,5 м від дна.
2. Видавіть поршнем грунт з желонки.
3. Підніміть інструмент на поверхню.
4. Утрамбуйте глину спеціальним пристосуванням.
5. Повторіть цю операцію, щоб над фільтром утворився шар ґрунту заданої висоти.

При необхідності перейти на інший водоносний шар артезіанську свердловину допускається тампонувати частково. Для цього опустіть у стовбур трубу меншого діаметру і створіть цементну пробку висотою 7-10 м.

Укріплення стін свердловини

Для зміцнення стінок артезіанської свердловини зазори між обсадною трубою і грунтом цементується за спеціальною технологією, яку називають зворотним заповненням.

Робота виконується у такий послідовності:

• Підготуйте насос, який здатний завантажувати рідкі суміші під великим тиском на дно колодязя.
• Встановіть в обсадну трубу спеціальний черевик, що забезпечує подачу розчину в зазор між нею і грунтом. Він не пустить розчин всередину свердловини. Пристосування з’єднайте з насосом за допомогою спеціальних труб.
• Приготуйте розчин для тампонажу. Для цієї мети використовується гипсоглиноземистый розширюється цемент, який відрізняється від традиційного портландцементу здатність розширюватися і заповнювати всі порожнечі і тріщини.
• Увімкніть насос. Напіврідка суміш почне надходити в затрубний простір знизу, видавлюючи на поверхню залишки грунту і заповнюючи всі щілини.
• Після заповнення всього простору демонтуйте черевик зі стовбура.

Що таке тампонаж свердловини — дивіться на відео:

Тампонаж дозволяє зберегти чистоту води в джерелі. Однак процедура зміцнення стінок шахти або її ліквідації дуже складна і трудомістка, тому необхідно серйозно ставитись до неї і не відхилятися від проекту ліквідаційного тампонажу свердловин. Робота відповідальна, оскільки помилки при її проведенні виправити неможливо.