сооружение гидроизоляционных ограждений капитальных горных выработок методом тампонажа

В качестве породоразрушающего инструмента применяются шарошечные долота. Для наклонно-направленного бурения тампонажных скважин используется отклонитель непрерывного действия ТЗ-3.3.2. Техника и технология приготовления тампонажного раствораВесь процесс цементирования складывается из нескольких этапов, каждый из которых имеет свои нюансы:Приготовление тампонажного раствора для заполнения затрубного пространства.Подача приготовленного цемента к скважине.Закачка тампонажного раствора в затрубное пространство.Период затвердевания цементного раствора.Проверка качества цементирования.Все работы по цементированию водоносных скважин должны выполняться строго в соответствии с техническими требованиями, нарушение которых приведёт к некачественному цементированию.Оборудование для цементирования скважин имеет большие габариты и требует и мощного источника энергии, например компрессора, генератора, бесперебойного доступа к электросети.Процесс приготовления портландцементного раствора для тампонирования заключается в равномерном перемешивании компонентов, входящих в его состав с последующей заливкой в него воды, с предварительно растворёнными в ней специальными добавками.Специальные добавки размешиваются в воде, которую в дальнейшем применяют для приготовления тампонажного раствора. Перемешивают раствор при помощи специальных машин — миксеров. Иногда допускается ручное замешивание, но оно требует определённой сноровки и больших трудозатрат.Технологический комплекс для приготовления тампонажного раствора следует располагать на площадке с хорошими подъездными путями для доставки цемента и с надежной системой водоснабжения. Производительность цементного комплекса должна соответствовать суточному расходу тампонажного раствора.При разработке технологии приготовления портландцементного тампонажного раствора необходимо:определить источник цементоснабжения и дать характеристику исходного цементного сырья;выбрать марку цемента и привести его характеристику;в качестве структурообразователя принять глину, жидкое стекло и привести его характеристику;выбрать и обосновать состав портландцементноготампонажного раствора;привести физико-механические и реологические параметры выбранного тампонажного раствора.Рис. 3.1. Технологическая схема приготовления портландцементного тампонажного раствора: 1 – бункер, накопитель цементного раствора; 2 – насос 9МГР; 3 – гидромешалка цементно-смесительной машины 2СМН – 20; 4 – емкость под жидкое стекло; 5 – шестеренчатый насос; 6 – промежуточная емкость под смесь цементногораствора с глиной; 7 – насос 9Т цементировочного агрегата ЦА – 320М.Цементный раствор из бункера накопителя (1), подают насосом (2) в гидромешалку цементно-смесительной машины (3), куда вводят сухую глину в необходимом количестве. Количество вводимого в раствор цемента регулируют числом оборотов двигателя смесительной машины в результате осуществляется непрерывное приготовление смеси цементного раствора с глиной, которая сливается в специальную промежуточную емкость (6). Одновременно цементный раствор из емкости (6) синхронно всасывается тампонажным насосом (7). Жидкое стекло попадает в смесь цементного раствора с глиной из специальной емкости (4), шестеренчатым насосом (5) и вводит его в необходимом количестве непосредственно во всасывающий коллектор тампонажного насоса (7), готовый тампонажный раствор после введение в него жидкого стекла нагнетается в скважину.3.3. Техника и технология тампонажаПри разработке общей технологической схемы тампонажа необходимо, прежде всего, выбрать способ приготовления тампонажного раствора непосредственно на площадке производства тампонажных работ. Возможны два варианта: раздельное приготовление и нагнетание тампонажного раствора двумя независимыми технологическими комплексами и совмещенный процесс приготовления и нагнетания, реализуемый одним технологическим комплексом.Технические средства для тампонажа выбираются в соответствии с принятой общей технологической схемой тампонажа. При этом необходимо обеспечить выполнение следующих условий:максимальное давление цементировочного агрегата или цементировочного насоса должно быть не меньше, чем принято при расчете предельного контура инъекционного потока;расход тампонажного раствора при нагнетании в тампонажнуюскважину устанавливается из условия минимизации потерь напора и предупреждения гидроразрыва;производительность комплекса для приготовления тампонажного раствора должна соответствовать производительности цементировочного агрегата или цементировочного насоса;система нагнетательных труб, состоящая из манифольдногокомплекса и колонны бурильных труб, должна обеспечивать процесс тампонажа при максимальном давлении нагнетательного насоса.Планируется использование забойный дозатор-смеситель констуркции ВНИИБТ (рис. 3.2).Рис. 3.2 Забойный дозатор-смеситель конструкции ВНИИБТДля контроля процесса тампонажа необходимо регистрировать следующие основные технологические параметры: плотность нагнетаемого тампонажного раствора, расход нагнетания и давление нагнетания. Эта задача успешно решается станцией контроля цементирования СКЦ – 2М. Возможно также использование отдельных приборов типа манометров, расходомеров, плотномеров и др.Нагнетание цементных тампонажных растворов при тампонаже трещиноватых горных пород наиболее эффективно производить по зажимной технологической схеме нагнетания, которая позволяет формировать инъекционные потоки при заданном высоком давлении в строго определенные водоносные горизонты. Изоляция тампонируемых горизонтов в скважинах осуществляется с помощью съемных пакерующих устройств или тампонажных пробок (рис. 3.3). Верхние водоносные горизонты тампонируются по зажимной схеме с помощью герметизирующего устройства на устье скважины (рис. 3.4).Рис. 3.3 Схема поинтервальной опрессовки ствола скважины: 1- манометр, 2 – эксплуатационная колонна, 3 – пакер, 4 – глубинный манометрРис. 3.4. Технологическая схема нагнетания тампонажного раствора в трещиноватые водоносные горизонты: 1 – пакерующее устройство ДАУ – 1; 2 – гидромеханическая пробка ДАУ – 1.ЗаключениеВ данной курсовой работе был проведен расчет технологических параметров и разработка технологических схем сооружения гидроизоляционного ограждения шахтного ствола методом тампонажа. Было установлено, что для формирования гидроизоляционной завесы в водоносном горизонте необходимо пробурить восемь наклонно-направленных тампонажных скважин. Объем тампонажного раствора для формирования гидроизоляционного ограждения шахтного ствола во всех скважинах составит 8074,53м3. Потребное количество цемента для приготовления необходимого объема тампонажного раствора составит 7435,3 т, глины – 64596, 24 кг, кварцевого стекла – 201863,25 кг.Распространение глиноцементного тампонажного раствора из каждой отдельной скважины по направлению развития основных систем трещиноватости на расстояния 50,2 м и 71,4 м обеспечит создание водонепроницаемого ограждения на этом участке капитальной горной выработки. Было выбрано современное буровое оборудование, тампонажные насосы, материалы для проведения комплекса тампонажных работ (пакерные установки).Список использованной литературыБурение разведочных скважин. Учебник для вузов / Соловьев Н.В., Кривошеев В.В., Башкатов Д.Н. и др.; Под общ. ред. Соловьева Н.В. – М.: Высшая школа, 2007. – 904 с.; ил. Гидродинамика тампонажа: учебное пособие / Саламатов М.А., Калашников Е.А. – Екатеринбург, УГГУ, 2013. Гидродинамические исследования поглощающих пластов и методы их изоляции. / Мищевич В.И. – М., Недра, 1974. Гидромеханика тампонажа: учебное пособие / Фролов С.Г., Потапов В.Я.; ФГБОУ ВО «Урал. гос. горный ун-т». – Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2016. – 107 с. Изоляция поглощающих пластов в глубоких скважинах. / Крылов В.И. – М.: Недра, 1980.Новое в цементировании буровых скважин (зарубежный опыт). Обзор. Серия: «Техника и технология геологоразведочных работ: организация производства», №4 / Волокитенков А.А., Волков А.С., 1966 г. М., ОНТИ ВИЭМСа, 38 стр. Оперативное тампонирование геологоразведочных скважин. / Яковлев А.М. и др. – М.: ВИЭМС, 1988. Практикум по курсу промывочные жидкости и тампонажные смеси с основами гидравлики. / Боголюбский К.А., Соловьев Н.В., Букалов А.А. – М.: МГРИ, 1991.Промывка и тампонирование геологоразведочных скважин. / Ивачев Л.М. – М.: Недра, 1989. Промывочные жидкости и тампонажные смеси. Учебное пособие по курсовому проектированию для системы дистанционного оборудования. / Соловьев Н.В. – М.: Изд-во МГГА, 2000. Разведочное бурение. / Калинин А.Г., Ошкордин О.В., Питерский В.М., Соловьев Н.В. – М.: Недра, 2000. Сооружение гидроизоляционных ограждений капитальных горных выработок методом тампонажа: Методические указания к практическим занятиям. / Саламатов М.А., Шагин Г.П. – Екатеринбург: из-во УГГУ, 2009. – 24 с. Справочное руководство мастера геологоразведочного бурения / Блинов Г.А., Васильев В.И., Бакланов Ю.В. и др. – Л.: Недра, 1983. – 400 с. Сухое тампонирование скважин. / Липатов Н.К., Жабреев В.Ф., Афанасьев И.С. – Разведка и охрана недр, 1982. №7, с. 57-60. Тампонирование геологоразведочных скважин. / Волков А.С., Тевадзе Р.Н. – М.: Недра, 1986. Технология и техника разведочного бурения. Учебник для вузов / Шамшев Ф.А., Тараканов С.Н., Кудряшов Б.Б. и др.. – 3-е изд., перераб. и доп. М., Недра, 1983, 565 с. Химия промывочных и тампонажных жидкостей. / Ахмадеев Р.Г., Данюшевский В.С. – М., Недра, 1981.Размещено на Allbest.ru