Тверской Городской Форум

Статьи, обзоры и общение

Заполнение межтрубного пространства цементным раствором

Я что-то не слышал о ремонте участков в футляре под автодорогами, жд путями и тп, разве что бестраншейным методом путем нанесения разными способами полимерных покрытий, а тут заполнение футляра не мешает.( не рассматриваем крайние случаи, но в любом случае в независимости от от наличия забутовки при такой аварии движение будет парализовано на многие часы, если не дни)
Забутовку футляра делают во-первых для предотвращения загазирования межтрубного пространства, что ведет к ускоренной коррозии футляра, это так сказать взгляд извнутри; во-вторых да будет вам известно что переходы под автомобильными дорогами характеризуются наиболее неблагоприятными условиями с точки зрения химического состава подземных вод, которые насыщены всякой дрянью, особенно зимой любят дороги посыпать различными реагентами, например хлоросодержащими. В таких условиях стальная труба футляра, даже толстостенная погибает на глазах( были случаи полной потери несущей способности менее чем за 10 лет), а это взгляд снаружи. Все что остается вокруг трубы — этот несчастный цилиндр из цемента. А обеспечить эффективную изоляцию трубы футляра при выполнении проходки продавливанием практически невозможно. При проходке она будет повреждена, так встречаются различные твердые острые включеня в грунте, и на содранных участках начинается активная коррозия.
П.С. Утомили зачастую необоснованные «наезды» на работников эксплуатирующих организаций. Неплохо было бы высказывать свое недовольство в корректной форме и тщательно разъяснять причины. Давайте жить дружно (IMG:http://forum.abok.ru/style_emoticons/default/smile.gif)

Инновационная технология бестраншейного ремонта самотечных коллекторов в потоке

По статистическим данным одной из главных угроз для инфраструктурного развития городов и населенных мест является высокая степень изношенности действующих подземных коммуникационных трубопроводов различного назанчения, включая безнапорные водоотводящие сети.

Городские канализационные коллекторы диаметрами до 3500 мм, построенные 40–50 лет назад, в основном из железобетонных или стальных труб, требуют особого внимания и постоянного мониторинга их технического состояния.

Агрессивность бытовых и промышленных стоков в последние годы значительно увеличилась. При этом средний срок безаварийной эксплуатации коллекторов в России, по данным исследований, не превышает 15–18 лет.

Анализ аварийности коллекторов показывает, что в 70% случаев причиной их повреждений является микробиологическая и газовая коррозия бетона в сводной части трубопровода, которая приводит к потере несущей способности и обрушению.

Фото 1. Коррозия железобетонных труб в коллекторах сточных вод.

Выход из строя канализационного коллектора нередко ставит под угрозу экологическую и техногенную безопасность населенного пункта и наносит значительный ущерб окружающей среде и региональному бюджету.

В большинстве случаев реконструкция самотечного железобетонного канализационного или ливневого коллектора происходит на последней стадии износа, когда его сводная часть из-за коррозии практически полностью утратила несущую способность и наступила критическая угроза обрушения. Кроме того, к этому времени существенно ухудшаются гидравлические характеристики трубопровода: снижаются скорость потока и пропускная способность. Это происходит из-за заиливания участков трубопровода, образования наростов и отложений, увеличивающих неровность и шероховатость внутренней поверхности труб, и повышенной турбулентности потока в лотковой части коллектора, подверженной абразивному износу, особенно на стыках железобетонных труб.

Фото 2. Небольшая трещина свода железобетонной трубы коллектора осенью превратилась в серьезный провал с обрушением конструкции трубы летом следующего года.

При восстановлении коллекторов на аварийной стадии износа должны применяться материалы и способы, полностью обеспечивающие несущую способность и при этом не снижающие его пропускную способность после реконструкции. Конструктивные элементы, используемые при реконструкции, должны выдерживать нагрузки грунта на глубине залегания коллектора, обладать хорошими гидравлическими характеристиками и быть невосприимчивыми к агрессивным канализационным стокам.

Группа компаний КЕРА ГРУПП, в своей работе, использует самый передовой способ реконструкции самотечного коллектора, при котором полностью восстанавливается его несущая способность, и продлевается срок службы минимум на 50 лет, а пропускная способность при этом не уменьшается — это санация спиральновитыми резьбовыми трубами.

Реконструкция коллектора проводится с помощью спиральновитых резьбовых труб без остановки стоков, то есть в «живом потоке». Коллектор при этом полностью не вскрывается и не выводится из эксплуатации, что позволяет избежать нарушения привычного городского ритма и значительных затрат, связанных с земляными работами и организацией байпасных линий. В основном это единственный способ реконструкции, когда невозможно организовать перекачку стоков.

Фото 3. Ремонт коллектора спиральновитыми трубами в потоке.

Вскрытие коллектора производится на небольших участках, как правило, рядом с колодцами, где организуются компактные котлованы, через которые и производятся восстановительные работы. При невозможности обустройства котлованов работы проводятся через действующие колодцы или камеры.

Для реконструкции подбираются резьбовые модули с кольцевой жесткостью от SN2 до SN8 с учетом расчетных нагрузок на глубине заложения коллектора. Длина резьбовых модулей выбирается в зависимости от размеров колодцев или рабочих котлованов и может быть любая – от 1 до 13,5 метров.

Весь процесс восстановления коллектора можно разделить на несколько этапов:

Техническое обследование коллектора

Специалистами изучается имеющаяся проектная и исполнительная документация по строительству коллектора. Проводится видеодиагностика внутреннего состояния свода трубопровода, обследуется трасса прохождения коллектора и выбираются места, удобные для обустройства стартовых котлованов. В некоторых случаях перед проведением видеодиагностики возникает необходимость проведения механической или гидродинамической прочистки. Работы по видеодиагностике могут проводиться в потоке, остановка и осушение коллектора в этом случае не требуется. Фиксируется состояние внутренней поверхности, несоосность труб, наличие посторонних предметов, оценивается возможность обрушений.

Фото 4. Видеодиагностика коллектора

По результатам проведенных работ составляется отчет, в котором описывается общее техническое состояние коллектора и даются рекомендации по реконструкции.

Разработка проекта производства работ

Так как речь идет о текущем ремонте коллектора, при котором не меняется его планово-высотное расположение и технические характеристики, не возникает необходимости в дорогостоящем и продолжительном проектировании. Разрабатывается проект производства работ, который включает в себя:

-пояснительную записку;

-схемы организации строительных площадок;

-схемы всех этапов производства работ и схемы организации котлованов.

Строительно-монтажные работы

На этом этапе после получения всех необходимых разрешений на производство работ организовываются стартовый и приемный котлованы, в которых вскрываются своды железобетонных труб и подготавливается оборудование для механической очистки лотка коллектора.

Фото 5. Вскрытие сводов самотечных коллекторов.

Очистка производится специально подготовленным металлическим приспособлением, которое с помощью лебедок, установленных в стартовом и приемном котлованах, протягивается по лотку коллектора и за несколько проходов собирает отложения и крупный мусор.

Далее производится калибровка участка трубы. Для этого один из резьбовых модулей (калибр) протягивается по трубопроводу в потоке – от стартового к приемному котловану. Калибр проверяется на наличие недопустимых повреждений.

Заполнение межтрубного пространства цементным раствором м100. Способ герметизации межтрубного пространства трубопроводов типа «труба в трубе»

При их отсутствии приступают к протяжке ремонтной трубы из резьбовых модулей.

В стартовом котловане в рабочем потоке устанавливается и фиксируется при помощи распорок первый резьбовой модуль. Опускается второй модуль, фиксируется соосно к первому. Модули свинчиваются при помощи специальных приспособлений. Полученная плеть протягивается внутрь ремонтируемого трубопровода при помощи лебедки на длину резьбового модуля. Далее поочередно опускаются и накручиваются остальные резьбовые модули.

Фото 5. Резьбовое соединение труб. Справа – вид места стыка после свинчивания

В дальнейшем место соединения заиливается. Так как резьбовое соединение является своеобразным вариантом лабиринтного уплотнения, то через небольшое время утечки практически исчезают.

1, 5–трубы; 2–внутренняярезьба;3–заиливаниеполости; 4–наружнаярезьба

После окончания протяжки ремонтной трубы от стартового до приемного котлованов производится подготовка к заполнению межтрубного пространства (тампонированию) цементно-песчаным раствором с добавками, обеспечивающими повышенную пластичность и замедленное начало схватывания.

Нагнетание раствора в межтрубное пространство осуществляется по направлению сверху вниз, начиная с торца трубопровода в стартовом котловане. Устанавливаются заглушки межтрубного пространства: в стартовом котловане – тампонажная, а в приемном котловане – глухая, с установленными патрубками уровня. Для предотвращения отрыва ремонтной трубы от лотка коллектора тампонирование производится в два этапа. Сначала межтрубное пространство заполняется раствором на высоту 60% от внешнего диаметра резьбовых модулей. После схватывания раствора производится полное заполнение межтрубного пространства.

Фото 6. Цементирование межтрубного пространства и восстановление конструкции старой трубы, разобранной при подготовке монтажного котлована.

После набора раствором 50% прочности (ориентировочно через двое суток) приемный котлован подготавливается к засыпке, а стартовый котлован становится приемным для следующего участка реконструкции.

В приемном котловане демонтируется вспомогательное оборудование. Устанавливается опалубка вокруг существующей железобетонной трубы, в лотке которой находится ремонтная труба, свинченная из резьбовых модулей. Над трубой производится бетонирование свода коллектора с применением арматурной сетки.

Производится обратная засыпка котлована с послойным уплотнением. Далее процесс повторяется на следующем участке.

Реконструкция коллектора с помощью спиральновитых резьбовых трубрешает следующие задачи:

— Для реконструкции применяются резьбовые модули, обладающие собственной (без учета остаточной прочности существующего коллектора) кольцевой жесткостью, необходимой для сопротивления нагрузкам на проектной глубине залегания. За счет этого полностью восстанавливается несущая способность коллектора на весь срок последующей эксплуатации.

— Восстановленный с применением полиэтиленовых резьбовых модулей трубопровод не восприимчив к агрессивным канализационным стокам, не подвержен газовой и микробиологической коррозии и имеет высокую устойчивость к абразивному износу. Общий срок службы коллектора продлевается не менее чем на 50 лет.

— Герметичность стыков резьбовых модулей достигается за счет заполнения межтрубного пространства тампонажным раствором. Таким образом, решаются проблемы попадания в почву агрессивных канализационных стоков и размыва грунта вокруг коллектора, а также инфильтрации грунтовых вод.

— За счет восстановления гладкости внутренней поверхности и хороших гидравлических характеристик полиэтиленовой ремонтной трубы пропускная способность коллектора не снижается, даже несмотря на незначительное уменьшение внутреннего диаметра.

Группой компаний КЕРА ГРУПП при помощи данной технологии были успешно восстановлены коллекторы на ЗАО «Челныводоканал», МУП «Брянский городской водоканал», ОАО «ОмскВодоканал», Новокуйбышевское МУП «УКС», ОАО «Кингисеппский Водоканал» и др.

На завершающем этапе буровых работ проводится цементирование скважин. От качества проведения данной операции зависит жизнеспособность всего сооружения. Главная цель, которая преследуется во время этого процесса, заключается в полном замещении бурового раствора цементным, который называют иначе тампонажным. Введенный раствор должен затвердеть в течение определенного временного интервала и превратиться в цементный камень. Разработано несколько методов осуществления цементирования скважин, при этом самому распространенному из них уже более ста лет. Способ прямого одноциклового цементирования обсадной колонны был разработан в 1905 году инженером А.А. Богушевским, проживающим в г. Баку. До сих пор данная технология с небольшими усовершенствованиями используется буровиками.

В данном видеоролике наглядно представлена схема сплошного цементирования затрубного пространства через башмак:

Схемы подачи тампонажного раствора в затрубное пространство

Существующие способы цементирования скважин отличаются друг от друга методом подачи цементного (тампонажного) раствора в затрубное пространство, а также особенностями используемых для этого приспособлений. Существует два варианта организации подачи подготовленного раствора:

  • прямая схема, которая подразумевает закачку раствора внутрь обсадной колонны с дальнейшим его прохождением до башмака и последующим поступлением в затрубное пространство, заполняющимся снизу вверх;
  • обратная схема характеризуется подачей тампонажного раствора с поверхности в затрубное пространство, при этом закачиваемая смесь перемещается сверху вниз.

При бурении скважин в промышленных масштабах чаще всего применяется способ цементирования, осуществляемый по прямой схеме. При этом процесс цементирования может проводиться в один цикл, во время которого весь объем необходимого для тампонирования раствора продавливается сразу.

Схематичное изображение процесса одноступенчатого цементирования скважины:

I. Начало процесса подачи цементного раствора в ствол скважины.

II. Подача порции раствора, закачанного в скважину, вниз по обсадной колонне.

III. Начало процесса продавливания тампонажного материала в затрубное пространство.

IV. Завершение процесса продавливания тампонажного материала.

Схема одноступенчатого (одноциклового) цементирования скважин: 1 — Манометр для контроля давления; 2 — Головка цементировочная; 3 — Пробка верхняя; 4 -Пробка нижняя; 5 — Цементируемая обсадная колонна; 6 — Стены скважины; 7 — Стоп-кольцо; 8 — Жидкость для продавливания тампонажного материала; 9 — Раствор буровой; 10 — Цементный раствор

В очень глубоких скважинах прибегают к двухступенчатому цементированию. Весь фронт работ делится на интервалы, которые заполняются с помощью специального оборудования поочередно.

Наряду с перечисленными вариантами цементирования обсадных колонн существует также манжетный способ, при использовании которого часть ствола защищается от проникновения тампонажного раствора. С помощью манжеты происходит изоляция участка, расположенного в интервале продуктивного пласта.

В отдельную группу принято выделять способы цементирования потайных секций и колонн.

Важно! Все способы цементирования преследуют одну цель, заключающуюся в вытеснении из затрубного пространства скважины бурового раствора с помощью тампонажного раствора, который необходимо поднять на заданную высоту, согласно проведенным расчетам.

Выбранная технология цементирования должна обеспечить:

  • заполнение тампонажным раствором всего интервала ствола по всей длине его протяженности;
  • полное вытеснение промывочной жидкости цементным раствором в рамках цементируемого интервала;
  • защиту тампонажного раствора от попадания промывочной жидкости;
  • получение прочного цементного камня, обладающего высокой стойкостью к механическим и химическим воздействиям, способного к выдерживанию высоких нагрузок, которые испытывают стенки ствола на глубине;
  • хорошее сцепление затвердевшего цементного камня со стенками скважины и с поверхностью обсадной колонны.

Важно! Обеспечение качественного проведения процесса цементирования обсадных колонн позволяет заметно увеличить долговечность данных глубинных сооружений и срок добычи посредством их эксплуатации нужной продукции.

Виды оборудования которое может понадобиться

В перечень технического обеспечения проведения работ включают следующее оборудование для цементирования скважин:

  • цементировочные агрегаты, необходимые для затворения цемента и его продавливания в скважину под давлением;
  • цементно-смесительные машины используют в тех же целях, что и цементировочные агрегаты;
  • цементировочная головка необходима для проведения промывки скважинного ствола и последующего цементирования его стенок;
  • заливочные пробки применяются в том случае, если выбирается двухступенчатое цементирование скважин;
  • другие виды мелкого оборудования, включая краны высокого давления, гибкие металлические шланги, устройства для распределения раствора и др.

Оборудование, необходимое для цементирования скважин, может быть установлено на грузовых автомобилях

Важно! Чтобы обеспечить качество выполнения сложной инженерной задачи, необходимо неукоснительно следовать требованиям технологического регламента, разработанного специалистами для крепления скважинных стволов. Также тампонажная бригада, в состав которой входят лишь квалифицированные рабочие, должна соблюдать технологическую дисциплину. Большое внимание уделяют и качеству используемых тампонажных материалов.

Как видите, процесс цементирования скважин зависит от профессионализма людей, задействованных в работах, и от материалов, используемых для выполнения поставленной задачи.

29. Выполнить очередное наращивание обсадной колонны и продолжить бурение. Продолжить углубление скважины до проектного забоя 700 м. При бурении все манипуляции с оборудованием для бурения на обсадной колонне производить под руководством представителя Везерфорд.

30. Интервал ММП 230-400 м

Режим бурения: 2-7 т, 25-40 л/с, 60-100 об/мин.

Поддерживать температуру бурового раствора на минимальном уровне (не выше 15 °С). При отсутствии поглощения производительность поэтапно увеличить до 40 л/с.

31. Интервал активных глин 400-700 м.

Режим бурения: 5-12 т, 30-45 л/с, 60-100 об/мин.

При появлении на ситах глинистых отложений произвести оперативное разжижение бурового раствора. При наличии поглощений принять меры по их устранению согласно программы промывки.

При бурении интервала активных глин через каждые 50-100 м прокачивать очищающие тандемные пачки, осуществлять ввод противосальниковой добавки согласно программе промывки.

После бурения каждой трубы производить промывку в течении5-15 минут с вращением 30 об/мин с расхаживанием на половину трубы с периодичностью 5 мин.

32. Свинчивание резьбовых соединений CWB производить гидравлическим ключом с докреплением ключами УМК. Для герметизации резьбовых соединений труб применять JET-LUBE ARCTIC GRADE

Диаметр, мм Группа прочности Толщина стенки, мм Резьбовое соединение ВВес, кг/м Максимальное внутреннее давление, мПа Ожидаемый момент свинчивания, Н*м
324 Е(L80) 11 CWB 84,8 32,8 45 000

ПРИМЕЧАНИЕ

— 6 центраторов равномерно в интервале 230-0 м, через каждые 4 трубы;

Центраторы устанавливать на тело трубы, установка центраторов на муфты запрещается.

33. После бурения до гл. 700 м произвести промывку ствола скважины 40-45 л/с, 80-100 об/мин в течение 2 циклов до отсутствия шлама на ситах, выравнивания давления и параметров бурового раствора в соответствии с программой на промывку скважины. Обработать буровой раствор для снижения реологических параметров до минимальных значений согласно программы промывки.

34. По достижении проектного забоя буровой подрядчик ООО «Уренгой Бурение» предоставляет супервайзеру по бурению ЗАО «РОСПАН ИНТЕРНЕШНЛ» ведомость подготовки труб, меру спущенных труб по нарастанию с указанием диаметра труб, толщины стенки, типа присоединительной резьбы, номера трубы, веса спущенных труб (при спуске труб с различными толщинами стенок с разбивкой по секциям), с указанием общего количества центраторов и труб, на которых они установлены.

35. После окончания промывки посадить обсадную колонну на клинья согласно расстоянийна схеме по установки колонной головки, извлечь СПИР и навернуть цементировочную головку, обвязать нагнетательные линии. Произвести циркуляцию через цементировочную головку в течении 30 мин (в это время провести совещание по безопасности при цементировании).

36. Составить акт об окончании бурения на ОК.

Технологические параметры.

КНБК

Длина,

м

Режим бурения

Элементы
Буровой башмак DPA4416 393,7мм 0,8 Буровой башмак PDC Часы работы (План)

Осевая

нагрузка,

тн.

Обороты ВСП об/мин Насадки Расход, л/с Давление, атм.
Обсадная труба 324 мм 10 393,7 DPA4416 21 60-90 6×16/32 25-40 30-40
ЦКОД 0,9

Примечание по режиму:

Параметры являются ориентировочными.

Параметров режима бурения уточняется инженером подрядчика по бурению на обсадной колонне в процессе бурения.

Обсадная труба 324 мм 688
Итого: 700

37. Составить акт передачи скважины для цементирования.

Ответственность: работы п.п 5-37 производить под руководством представителя Weatherford

Цементирование скважины

За 2 часа до окончания буренияобеспечить прибытие цементировочного флота на куст.

Цементирование колонны производится по технологии и программе подрядной компании по цементированию с применением их материалов и техники.

Рекомендации при разбуривании бурового башмака Defyer™ DPA

После ОЗЦ необходимо разбурить цементный стакан вместе с обратным клапаном и буровым башмаком Defyer.

Процедура разбуривания бурового башмака Defyer™ DPA производится только в присутствии и под руководством опытного персонала компании Weatherford для успешного достижения конечного результата.

Порядок выполнения работ:

1. Собрать согласованную с департаментом бурения КНБК: Долото 295,3 мм PDC + ВЗД 203 с СТК 292 + ЦЛС 287 + НУБТ с т/с + ТБТ 127 (4 св) + ЯСС + ТБТ 127 (4 св.) + СБТ 127 – ост.

2.Произвести спуск КНБК и разбуривание оснастки ОК в режиме: 2-4 т, 35-40 л/с, 60-80 об/мин.За 0,3 мдо бурового башмака Defyer™ DPAостановить разбуривание.

За 0,3м до бурового башмака Defyer™ DPA выключить вращение нанести метку на буровой трубе по отношению к столу ротора. Постепенно увеличить нагрузку на долото и приступить к разбуриванию бурового башмака Defyer™ DPA. Режим разбуривания бурового башмака:

Размер ОК КНБК Нагрузка на долото, тонн. Скорость вращения об/м Производительность буровых насосов л/с
324 мм С ВЗД 2-2.5 20 40-45

4. Периодически поднимать от забоя буровую компоновку, увеличивая подачу бурового раствора для вымывания выбуренных частиц башмака Defyer™ DPA.

5. После прохождения бурового башмака Defyer™ DPA и углубления в породу на 0,5 м. Пройти несколько раз долотом через буровой башмак Defyer™ DPA, перед выходом из башмака остановить вращение.

Примечание:

PDC резцы чувствительны к ударам возникающим при вращении, поэтому необходимо держать скорость вращения как можно ниже. По возможности нужно избегать вращения буровой колонны при применении забойного двигателя. Не нужно спешить при разбуривании торцевой части бурового башмака. Контроль нагрузки на долото и рекомендуемая скорость вращения предотвратит скалывание PDC резцов на долоте. Соблюдение данных правил будет способствовать получению мелких выбуренных частиц, тем самым устранив возможность заклинивания.Необходимо увеличивать скорость вращения перед тем как увеличить нагрузку на долото, что минимизирует вероятность откалывания больших осколков алюминия на буровом башмаке, которые могут привести к заклиниванию долота.

ВНИМАНИЕ: Превышение всех вышеперечисленных параметров (особенно нагрузка на долото) может привести к слому алюминиевого торца, а не к его постепенному разбуриванию.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *