Omskvorota.ru

Строим дом
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Лабораторное оборудование для тампонажного цемента

Оборудование для цементирования скважин.

К оборудованию, необходимому для цементирования скважин, относятся: цементировочные агрегаты, цементно-смесительные машины, цементировочная головка, заливочные пробки и другое мелкое оборудование (краны высокого давления, устройства для распределения раствора, гибкие металлические шланги и т. п.).

Обвязка (презентация ЦЕМЕНТИРОВАНИЕ СКВАЖИНЫ, слайд 15).

Тампонажные агрегаты. При помощи цементировочного агрегата производят затворение цемента (если не используется цементно-смесительная машина), закачивают цементный раствор в скважину, продавливают цементный раствор в затрубное пространство. Кроме того, цементировочные агрегаты используются и для других работ (установка цементных мостов, нефтяных ванн, испытание колонн на герметичность и др.). Для цементирования обсадных колонн в основном применяют цементировочные агрегаты следующих типов: ЦА-320М, ЗЦА-400, ЗЦА-400А и др. (ЦА — цементировочный агрегат, цифры 320 и 400 соответственно 32 и 40 МПа — максимальное давление, развиваемое насосами этих цементировочных агрегатов).

Смесительная машина. Цементирование осуществляется при помощи цементно-смесительных машин. Применяются различные типы цементно-смесительных машин: СМ-10, 2СМН-20, СПМ-20 др. В данном случае цифры 10, 20 и т. п. обозначают количество цемента (в т), которое возможно поместить, в бункер смесительной машины.

Тампонажные (цементировочные) головки предназначены для нагнетания тампонажного и продавочного растворов в процессе тампонажа, а также промывочного раствора при промывке скважины в процессе спуска колонны и других технических операций. Спущенная обсадная колонна оборудуется специальной цементировочной головкой, к которой присоединяются нагнетательные трубопроводы (манифольды) от цементировочных агрегатов. В настоящее время применяются цементировочные головки ЦГЗ, ГЦК, ГЦ5-150, СНПУ, 2ГУЦ-400 и др.

Заливочные пробки применяют для проведения тампонажа скважины. Верхняя пробка предназначена для недопущения проникновения промывочной жидкости в тампонажный раствор при продавке последнего в затрубное пространство и контроля за правильностью закачки его в затрубное пространство, а нижняя – для очистки внутренней поверхности обсадной колонны от остатков тампонажного раствора.

При бурении скважин применяют преимущественно одноступенчатый тампонаж обсадных колонн (прямая заливка).

Сущность этого способа заключается в следующем. После спуска обсадной колонны на верхнюю часть ее навинчивают тампонажную (цементировочную) головку, скважину промывают, а затем закачивают расчетное количество тампонажного раствора.

Далее в тампонажной головке освобождают самоуплотняющуюся резиновую пробку и сверху закачивают продавочный раствор. Как только пробка сядет на упорное кольцо, в колонне резко повышается давление (момент «СТОП»). Скачок стрелки манометра будет указывать на то, что тампонажный раствор полностью вытеснился из колонны в затрубное пространство, т.е. на окончание процесса тампонажа.

При тампонаже в глубоких скважинах приходится прокачивать довольно большой объем тампонажного раствора и продавочной жидкости за весьма ограниченное время, определяемое сроком начала схватывания цементного раствора. В таких условиях применяют двухступенчатое цементирование: тампонажный раствор закачивается в колонну и продавливается в затрубное пространство двумя порциями. Первая порция продавливается за колонну через башмак, а вторая – через отверстия в муфте ступенчатого цементирования (МСЦ), установленной в обсадной колонне на значительном расстоянии от башмака.

Тампонажные цементы: характеристики и методы испытаний

Независимая лаборатория «СтройЛаб-ЦЕНТР» осуществляет экспертизу строительных материалов по заказам предприятий и организаций Москвы. Наша компания исследует тампонажные цементы с применением современного оборудования, что обеспечивает высокую точность результатов. Работы проводятся аттестованными специалистами.

Читайте так же:
Какая порода для цемента

При проведении испытаний используются методы, предусмотренные требованиями ГОСТ 26798.1-96. Тампонажный цемент и получаемый из него бетон исследуются с применением средств неразрушающего и разрушающего контроля. При этом определятся состав строительного материала, его технические характеристики и соответствие стандартной маркировке.

Состав и физико-механические показатели

Описываемые цементы тампонажные производятся в нашей стране в соответствии с техусловиями, установленными действующим национальным стандартом. Основу этого материала составляет гипс и мелкодисперсный клинкер, в зависимости от входящих в его состав добавок различают следующие разновидности:

    Утяжеленный. Добавка из различных руд железа (магнетиты, шпальты и гематиты). Гигроскопичный. Присадка триэтаноламин. Солестойкий и песчанистый. Различное содержание песка кварцевого.

Введенные в тампонажный цемент добавки обеспечивают производимым из них бетонам отличную влагостойкость, застывание под водой и ускоренную минерализацию. Изделия и конструкции из них обладают высокой стойкостью к внешним воздействиям, и обеспечивает надлежащую прочность в течение всего срока эксплуатации.

Кондиционный тампонажный цемент согласно действующему стандарту должен обладать следующими физико-механическими показателями:

    Плотность насыпная: от 800 до 1200 кг/м 3 . Площадь насыпной поверхности: от 250 до 1500 кг/м 2 . Подвижность водного раствора: от 18 до 25 см, при этом соотношение в/ц должно быть равно 0,5. Влажность теоретическая от 0,2 до 0,25; практическая от 0,35 до 0,4. Начальная стадия схватывания наступает по истечении 1 ч 45 мин., полная минерализация – не менее 10 ч. Прочность механическая: от 27 до 62 кг/м 2 . Водоотделение: в пределах от 7,5 до 10 мл. Усадка состава при отверждении недопустима.

Строительный материал сохраняет свои физико-химические свойства в течение полугода после его производства и при условии правильного хранения. Повышенная влажность воздуха вызывает заметное снижение его характеристик и ухудшение качества.

Маркировка и особенности использования

Упомянутые цементы поставляются потребителям в бумажных мешках, крупные партии перевозятся в специальных железнодорожных или автомобильных емкостях. На упаковку наносится предусмотренная стандартом маркировка, которая также указывается в сопроводительной и технической документации. В ней применяются следующие обозначения:

    ПЦТ аббревиатура цемент марки портланд тампонажный. III-Об и ГФ – типы уплотнителей (в первом случае облегченный, во втором – гидрофобный). 5 – характеристика механической прочности. 100 – предельный температурный режим укладки.

Данный строительный материал применяется в нефте- и газодобыче для тампонирования скважин. Бетонами на его основе заполняется пустоты между грунтом и трубой обсадной для предохранения последней от воздействия влаги. В строительстве используется для закладки опорных конструкций свайных фундаментов буровым способом.

Порядок проведения лабораторных исследований и подготовка отчета

Заявки на проведение экспертизы строительного материала принимаются специалистами «СтройЛаб-ЦЕНТР» по телефону или на сайте. Отбор проб цемента данного вида осуществляется согласно требованиям действующих нормативов. Используемые нашей компанией оборудование и стандартные методы позволяют проводить следующие лабораторные исследования по определению:

    тонкости помола; растекаемости; плотности цементного теста; времени загустения; водоотделения; прочности.

Наши специалисты исследуют тампонажные цементы по вашему заказу в кратчайшие сроки в рамках входного контроля. Получение объективных данных позволит вам гарантировать высокую устойчивость опорных конструкций возводимых зданий и сооружений.

Тампонажные растворы при креплении скважин

Приобретение теоретических знаний в области тампонажных растворов, их свойств и способов применения.

Документ

40 часов

36 000 руб.

16.05.-20.05.2022

Описание курса:

По окончании данного курса повышения квалификации слушатели получат знания о теоретических и экспериментальных основах химии растворов, в частности будут изучаться основные классы химических веществ, теория растворов, химические расчеты параметров растворов.

Читайте так же:
Декоративный цемент как смешать

Обучающиеся ознакомятся с классификацией и характеристиками растворов, взаимодействиями между молекулами в жидкой среде, физическо-химическими свойствми растворов.

В рамках курса подробно рассматриваются цементировочные материалы и скважинное оборудование по цементированию скважин, типы и виды тампонажных растворов, применяемых при цементировании скважин, а также методы контроля качества цементирования скважин.

Практическая часть:

  • Приготовление и экспериментальный анализ растворов

Категория слушателей:

Специалисты и руководители буровых подразделений нефтегазодобывающих предприятий

Учебно-тематический план
Наименование разделов и темВсего часовВ том числе
лекциипрактические занятия
1.Теоретические и экспериментальные основы химии растворов1284
1.1Основные классы химических веществ (кислоты, основания, соли). Теория растворов. Основные понятия и законы. Химические расчеты параметров растворов.422
1.2Классификация и характеристики растворов (истинные, реальные и коллоидные растворы). Взаимодействия между молекулами в жидкой среде.22
1.3Физическо-химические свойства растворов.22
1.4Приготовление и экспериментальный анализ растворов.422
2.Цементировочные материалы и скважинное оборудование по цементированию скважин.14410
3.Типы и виды тампонажных растворов, применяемых при цементировании скважин826
4.Методы контроля качества цементирования скважин.44
Итоговый контроль знаний2
Итого:40
Выдаваемый документ

Реализовано совместно с группой компаний «Миррико»

Обучение проводится в Институте геологии и нефтегазовых технологий по адресу г. Казань ул. Кремлевская д.4/5.

По запросу для иногородних слушателей оказываем содействие в размещении в гостиничных номерах студенческого городка КФУ, либо в брони номеров гостиниц города.
Дополнительно к программе предусмотрены кофе-брейки и посещение Музея истории Казанского университета, Геологического музея им. А.А. Штукенберга и Казанского Кремля.

Тампонажные цементы

Для обустройства и реставрации нефтяных и газовых скважин создан специальный вид вяжущего – тампонажный цемент. Он обладает уникальными в своем роде свойствами проникновения и высокой адгезии с поверхностью, благодаря чему иногда применяется при ремонте коммуникаций. Рассмотрим основные свойства этого материала, особенности и отличие от традиционного портландцемента.

Состав

Тампонажный цемент – это вяжущее, которое практически не отличается от портландцемента за исключением повышенных требований к минералогическому составу клинкера. Допускается применение добавок, оказывающих влияние на отдельные свойства материала, в связи с чем его делят на группы:

  1. I – бездобавочный тампонажный ПЦ, который делится на два типа:
    • I-G – с нормированными требованиями при водоцементном соотношении 0,44;
    • I-H – с установленными требованиями при в/ц 0,38;
  2. II – тампонажный цемент с добавками минерального происхождения;
  3. III – тампонажный ПЦ с регулирующими плотность теста добавками.

Для данного типа вяжущего разрешено применение только минеральных и некоторых синтетических добавок, среди которых:

  • Триэтаноламин, способствующий повышению гигроскопичности изоляции нефтяных скважин;
  • Известняк (гипс) – добавка для расширяющихся цементов;
  • Кварцевый песок для утяжелённого и солестойкого цемента;
  • Шлаки;
  • Шпаты, гематиты и другие утяжеляющие добавки.

К базовому клинкеру предъявляют строгие требования:

  • Для холодных скважин количество алюмината трехкальциевого должно быть в пределах 10…13%, около 50% алита;
  • Для «горячих» скважин содержание СзА должно быть минимальным – процессы твердения и набора прочности происходят естественным образом при повышении температуры в шахте.
Читайте так же:
Цемент шпц 500 характеристики

Классификация

Требования к тампонажным цементам предъявляет ГОСТ 1581-96. Он нормирует основные характеристики материала и приводит его подробную классификацию. Кроме того, документ демонстрирует деление вяжущего по нескольким ключевым признакам. Все они отражаются в маркировке цемента и принимаются к сведению при выборе компонентов для строительства.

Плотность цементного теста для ПЦТ III типа:

  • Утяжелённый (Ут) – вяжущее с утяжеляющими добавками (песок, шлак);
  • Облегченный (Об) – классический состав.

Температурный режим монтажа и эксплуатации выбирают исходя из особенностей работы шахты:

  • Низкие и нормальные (15…50)°С;
  • Умеренные (51…100) °С;
  • Повышенные (101…150) °С.

Стойкость к сульфатам, присутствующим в недрах грунтовых пород, для утяжеленных и облегчённых тампонажных цементов групп I, II, III:

  • Обычные (без специальных требований);
  • Сульфатостойкие со специальными присадками (СС).

Для типов I-G и I-H выделяют два уровня сульфатостойкости:

  • Высокая (СС-1);
  • Умеренная (СС-2).

Степень защиты от сульфатов определяется анализом грунта при пробном или исследовательском бурении.

  • Гидрофобизированное (ГФ);
  • Пластифицированное (ПЛ).

Маркировка

По приведенным признакам тампонажного портландцемента (ПЦТ) можно расшифровать маркировку пакета. На примере ПЦТ III-Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96:

ПЦТ – портландцемент тампонажный;
III-Об – третий тип уплотненного вяжущего облегченный;
5 – марка прочности тампонажного цемента. Определяется производителем;
100 – температура монтажа и эксплуатации, умеренный тип;
ГФ – гидрофобизированное вяжущее, стойкое к воде;
ГОСТ 1581-96 – нормативный документ.

Основные технические показатели

Поскольку тампонажный цемент применяется в строительстве скважин нефтедобычи и сопутствующих продуктов, его свойства строго регламентированы ГОСТом, которые настоятельно рекомендуется придерживаться производителям вяжущего.

Основные характеристики ПЦТ по ГОСТ 26798.1-96:

Свой­ствоЗна­че­ниеПри­ме­ча­ние
На­сып­ная по­верх­ность250…1500 м 2 /кгПа­ра­метр за­ви­сит от тон­кос­ти по­мо­ла, ми­не­ра­ло­ги­чес­ко­го сос­та­ва по­рош­ка и вклю­чён­ных в сос­тав до­ба­вок.
Плот­ность на­сып­ная удель­ная800…1200 кг/м 3
Во­до­со­дер­жа­ние (от­но­ше­ние мас­сы во­ды к твер­дой фа­зе су­хо­го ве­щес­тва)0,2…0,25 (в те­о­рии), 0,35…0,4 (на прак­ти­ке)Для по­лу­че­ния плас­тич­но­го рас­тво­ра до­би­ва­ют­ся 18 см рас­плы­ва ма­те­ри­а­ла по ко­ну­су АзНИИ, то есть для каж­дой пар­тии и рас­тво­ра ко­ли­чес­тво во­ды пре­вы­ша­ет нор­ми­ру­е­мое.
Под­виж­ностьВ пре­де­лах 18…25 см при в/ц=0,5Ниж­ний пре­дел под­виж­нос­ти – 16 см. В та­ком сос­то­я­нии раст­вор еще со­хра­ня­ет плас­тич­ность, но она кри­тич­но низ­кая.
Срок схва­ты­ва­нияНа­ча­ло – не ра­нее 1 час 45 мин, ко­нец – не поз­же 10 ча­совГи­дра­та­ци­он­ное твер­де­ние там­по­наж­но­го це­мен­та в шах­те за­ви­сит от сос­та­ва и усло­вий. В «го­ря­чих» сква­жи­нах ги­дра­та­ция про­ис­хо­дит ин­тен­сив­но бла­го­да­ря на­гре­ва­нию рас­тво­ра, в «хо­лод­ных» — из-за ак­тив­ных ком­по­нен­тов. Вре­мя опре­де­ля­ют ла­бо­ра­тор­но по­сред­ством иг­лы Ви­ка (от её про­вала до 1-2 мм на по­верх­нос­ти).
Во­до­отде­ле­ние при ги­дра­та­ции*7,5…8,5 мл на 250 мл рас­тво­раВ за­ви­си­мос­ти от сос­та­ва и усло­вий твер­де­ния
Проч­ность27-62 кг/см 2Опре­де­ля­ет­ся на вто­рые сут­ки, клю­че­вой по­ка­за­тель. Так­же про­во­дят­ся ис­пы­та­ния об­раз­цов че­рез 8 ча­сов от фор­мов­ки (мин. 2,1 МПа при тем­пе­ра­ту­ре 38°С и мин. 10,3 МПа при 60°С). Че­рез 28 су­ток та­кой це­мент не тес­ти­ру­ют.
Усад­каНе до­пус­ка­ет­сяДля об­ус­трой­ства неф­тя­ных и га­зо­вых шахт под­хо­дят толь­ко без­у­са­доч­ные или
рас­ши­ря­ю­щи­е­ся там­по­наж­ные це­мен­ты.

*В процессе монтажа и на начальных стадиях твердения твердые и крупные фазы раствора оседают вниз, оставляя мелкие компоненты и воду на поверхности. Чтобы определить седиментационную устойчивость, принимают во внимание данный параметр.

Читайте так же:
Есть цемент при беременности

Специфика применения

Тампонажные цементы предназначены для обустройства внешней защиты нефтеносной трубы. От состояния бетонного (цементного) слоя во многом зависит качество службы канала, как и продолжительность его эксплуатации. По этой причине к данному типу цементов предъявляют высокие требования.

Замес и заливка раствора происходят исключительно механическим способом, подача в шахту осуществляется насосной установкой. В связи с этим смесь делают подвижной, но не чрезмерно насыщенной водой.

Затвердевание происходит в условиях грунта, поэтому важен правильный выбор состава раствора, в частности – тампонажного цемента. Важно, что при гидратации и твердении не допускается усадка раствора и камня, иначе между стальной трубой и бетоном образуется прослойка, теряется функция защиты нефтеноса от окружающей агрессивной среды.

Применение цементов безусадочных и расширяющихся возможно по всей протяженности шахты и по отдельным ее частям при строительстве и ремонте.

Редко, но все же иногда тампонажные цементы применяют при ремонте коммуникаций из железобетона (канализации, вводные каналы).

В целях строительства домовых конструкций использование материала нецелесообразно – он обладает неподходящими характеристиками и дорого стоит, гораздо проще воспользоваться обычным или улучшенным портландцементом марок М300-М400, в зависимости от потребностей конструктивного элемента.

ГОСТ 26798.2-96. Цементы тампонажные типов I-G и I-H

ЦЕМЕНТЫ ТАМПОНАЖНЫЕ ТИПОВ I-G И I-Н

I-G АND I-Н WELL СЕМЕNТS

Дата введения 1998-10-01

1. РАЗРАБОТАН Российским государственным концерном ЦЕМЕНТ, фирмой «Цемискон», акционерным обществом «НИИцемент», НПО «Бурение» (Всероссийский научно-исследовательский и проектный институт «ВНИИКрНефть») Российской Федерации

2. ВНЕСЕН Минстроем России

3. ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 11 декабря 1996 г.

За принятие проголосовали

Наименование органа государственного управления строительством

Министерство градостроительства Республики Армения

Министерство урбанизации и строительства Грузии

Агентство строительства и архитектурно-градостроительного контроля Министерства экономики и торговли Республики Казахстан

Минархстрой Кыргызской Республики

Министерство территориального развития, строительства и коммунального хозяйства Республики Молдова

Госкомархитектстрой Республики Узбекистан

4. ВВЕДЕН в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 10 апреля 1998 г. № 18-32

5. ВВЕДЕН ВПЕРВЫЕ

Стандарт устанавливает методы испытаний, унифицированные со стандартом Американского нефтяного института API Specification 10А [1] в части испытаний цементов типов G и Н, соответствующих цементам типов I-G и I-Н по ГОСТ 1581.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на тампонажные цементы (далее — цементы) типов I-G и I-Н и устанавливает методы испытаний для определения:

— консистенции и времени загустевания;

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

ГОСТ 1581-96 Портландцементы тампонажные. Технические условия

ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Технические условия

ГОСТ 6613-86 Сетки проволочные тканые с квадратными ячейками. Технические условия

ГОСТ 6709-72 Вода дистиллированная. Технические условия

ГОСТ 24104-88 Весы лабораторные общего назначения и образцовые. Общие технические условия

ГОСТ 26798.1-96 Цементы тампонажные. Методы испытаний

ГОСТ 29227-91 Посуда лабораторная стеклянная. Пипетки градуированные. Часть 1. Общие требования

ГОСТ 30515-97 Цементы. Общие технические условия

3 Общие положения

3.1 Испытания следует проводить в помещениях с температурой воздуха (22±1) °С и относительной влажностью не менее 50 %.

Читайте так же:
Что лучше монолит газозолобетон кирпич

Температура и влажность воздуха помещения должны ежедневно отмечаться в рабочем журнале.

3.2 Отбор проб выполняют по ГОСТ 30515. Для проведения испытаний пробу цемента подготавливают по ГОСТ 26798.1.

3.3 Для приготовления цементного теста и охлаждения образцов применяют дистиллированную воду по ГОСТ 6709.

Сосуд для отвешивания и отмеривания воды тарируют в смоченном состоянии.

Воду следует взвешивать в чистой сухой емкости непосредственно перед затворением цемента.

3.4 Перед испытанием цемент и воду выдерживают до принятия ими температуры помещения.

3.5 Цемент и воду взвешивают с погрешностью, указанной в таблице 1.

3.6 Средства контроля, применяемые при испытаниях цемента, должны быть изготовлены из материалов, не реагирующих с цементом.

Применение алюминиевых и оцинкованных форм, чаш, лопаток и т.п. не допускается.

3.7 Средства контроля, применяемые при испытаниях цемента, должны быть откалиброванны в соответствии с требованиями настоящего стандарта и поверены в сроки, установленные в приложении А.

3.8 Приготовление цементного теста

3.8.1 Средства контроля

Весы общего назначения, обеспечивающие погрешность взвешивания согласно 3.5.

Смеситель для приготовления цементного теста вместимостью 1,14 л с пропеллерной мешалкой, с нижним приводом, двухскоростной со скоростями вращения 4000 и 12000 об/мин.

3.8.2 Порядок приготовления цементного теста

Пробу цемента подготавливают по ГОСТ 26798.1.

Масса пробы цемента и воды, используемых для приготовления цементного теста, должна соответствовать значениям, указанным в таблице 2.

Водоцементное отношение В/Ц

, г

Масса пробы цемента, г, для одного затворения при определении времени загустевания, водоотделения и прочности

Воду наливают в контейнер, который помещают на основание смесителя. Устанавливают скорость вращения равной (4000±200) об/мин. Равномерно в течение 15 с в контейнер всыпают пробу цемента, закрывают контейнер крышкой и переключают на скорость вращения (12000 ± 500) об/мин, перемешивание продолжают в течение (35±1) с.

4 Определение консистенции и времени загустевания

4.1 Средства контроля

Консистометр, работающий при повышенном давлении. Консистометр представляет собой герметичную камеру, в которую помещен цилиндрический контейнер для цементного теста с лопастным перемешивающим устройством. Пространство между контейнером и стенками камеры должно быть заполнено маслом вязкостью от 5 до 100 Вс (масляная ванна). Скорость вращения контейнера с цементным тестом (150±15) об/мин.

Консистометр должен иметь нагреватель, обеспечивающий повышение температуры масляной ванны со скоростью 2,8 °С/мин, приборы для измерения и регулирования температуры масляной ванны и цементного теста с погрешностью не более ± 1,7 °С, таймер с погрешностью не более ± 30 с/ч, а также потенциометрическое устройство для определения величины консистенции цементного теста.

4.2 Подготовка и проведение испытания

4.2.1 Цементное тесто, приготовленное по 3.8.2, заливают в цилиндрический контейнер. В процессе заполнения контейнера цементное тесто следует слегка перемешивать, чтобы предотвратить его расслоение.

4.2.2 Контейнер с цементным тестом помещают в герметичную камеру и в соответствии с инструкцией, прилагаемой к консистометру, проводят дальнейшие операции.

4.2.3 Время от окончания перемешивания цементного теста по 3.8.2 до начала режима испытания должно составлять 5 мин ± 15 с.

4.2.4 Испытание проводят по режиму в соответствии с таблицами 3 и 4.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector