Тампонаж артезианской скважины

Содержание статьи:

1. Что такое тампонаж скважины
   
2. Причины и схема
   
3. Как сделать
   • Выбор материалов
     
   • Инструкция при ликвидации
     
   • Укрепление стен
     

Тампонаж артезианской скважины — это комплекс мероприятий, проводимый после бурения шахты и во время ликвидации источников подобного типа. Процедура выполняется для предотвращения загрязнения водоносного слоя. О том, как правильно провести работу, можно узнать в нашей статье.

Что такое тампонаж артезианской скважины?

Артезианские скважины считаются ценными источниками питьевой воды и являются стратегическим запасом страны. Сооружения такого типа подлежат обязательному цементированию для сохранения чистоты глубинного водоносного слоя, которое проводится согласно проекту тампонажа скважины. Толстый санитарный пласт снижает скорость проникновения грязной воды под землю, и пока она достигнет водоносного слоя, все патогенные микроорганизмы погибнут.

Доработке подлежат шахты, имеющие типовое устройство: это выработка небольшого диаметра, стенки которой укреплены обсадной трубой. Соседние элементы ствола соединяются резьбовым соединением, сваркой или хомутами. В нижней части источника расположен фильтр. Различают колодцы, у которых пьезометрический уровень (напор) воды поднимается более чем 1,5 м над поверхностью и менее 1,5 м.


Процедура в обоих случаях похожа — пустоты заполняются специальными смесями. Только для ликвидации раствор заливают в обсадную трубу, а для укрепления — вокруг нее.

С помощью тампонажа выводят из эксплуатации только артезианские скважины. Источники другого типа закрывают подобным образом только в особых случаях.

Укрепляющее тампонирование также проводится для защиты стыков между частями обсадной трубы. В артезианских скважинах на ствол действует большая механическая нагрузка, которая может повредить шахту или стыки ствола. В этом случае через щели начнет поступать жидкость из верхних водоносных слоев или плохо очищенная дождевая вода. Чтобы избежать неприятностей, все пространство возле стыков заполняется цементным или глиняным раствором. Образовавшаяся оболочка, кроме того, надежно защищает искусственный ствол от агрессивных подземных вод.

Укрепляющее тампонирование можно выполнить различными способами:

• Прямой. Смесь выливается между обсадной трубой и грунтом. Она самостоятельно опускается и заполняет все пустоты.
  
  
• Обратный. Раствор выливается в скважину, а затем в ней создается давление, выдавливающее его в пространство между трубой и грунтом.
  
  
• Многоэтапный. Пустоты заполняются одновременно с бурением ствола, каждый участок обрабатывается отдельно.
  

Достоинства и недостатки каждого способа приведены в таблице:

Метод	Достоинства	Недостатки
Прямой	Не требуется специального оборудования, простота выполнения	Невозможно контролировать процесс заливки, смесь не просачивается на большую глубину
Обратный	Пустоты надежно закупориваются, но не на всей глубине шахты	Требуется специальное дорогостоящее оборудование
Многоэтапный	Пустоты закрываются на всей глубине шахты	Сроки работы значительно увеличиваются

Причины и схема тампонажа скважины

Ликвидационное тампонирование скважин выполняется с помощью специальных растворов, которые подаются в шахту по трубам. Оно проводится по следующим причинам:

1. Дебет источника снизился, и его эксплуатация невозможна.
   
   
2. Появились другие источники водоснабжения.
   
   
3. Выявлены дефекты ствола, которые невозможно устранить.
   
   
4. Ухудшение качества воды.
   

Водоносный слой может быть загрязнен бактериями и химическими веществами, которые проникают глубоко под землю с дождевой водой. В большинстве случаев они остаются в верховодке, которая ограничена сверху и снизу водонепроницаемыми глиняными пластами. Сама почва также задерживает грязь. Но если в данной местности водоносный слой один, к нему может проникнуть грязная вода, даже если он находится далеко от поверхности. Поэтому артезианскую скважину рекомендуется бурить на возможно большую глубину. При обнаружении химических элементов или вредоносных бактерий источник придется ликвидировать с помощью тампонажа.

В некоторых случаях проводят временный тампонаж. Он применяется, если артезианская скважина проходит испытания или ремонт, при котором необходимо освободить часть ствола от воды. Ставится он на ограниченный промежуток времени. Приспособления для временного тампонажа могут быть гидравлические, пневматические и механические. Самая простая конструкция — механическая, состоящая из резиновой насадки и жесткой штанги. При вращении центральной части размеры насадки увеличиваются, и она плотно закупоривает проем.

Иногда необходимо уменьшить глубину выработки, чтобы начать выкачивать жидкость с другого водоносного слоя. В этом случае проводится частичное цементирование, отсекающее нижнюю часть шахты.

Принципиальная схема ликвидации артезианской скважины выглядит следующим образом:

1. Подача заявления владельца источника или предписания соответствующих служб в местные органы власти.
   
   
2. Согласование процедуры с санитарно-эпидемиологической службой.
   
   
3. Разработка проекта работы.
   
   
4. Цементирование шахты согласно основному правилу ликвидационного тампонажа скважин, которое заключается в частичном или полном заполнении ствола над водоносным слоем специальным раствором.
   
   
5. Составление акта о выполнении работ и передача его в государственные структуры после окончания работы.
   
   
6. На законсервированном источнике оставляют табличку с указанием ее глубины и номера артезианского колодца.
   

Как сделать тампонаж скважины

Тампонаж относится к сложным работам, выполняемым с помощью специального оборудования. Однако существуют простые способы цементирования, которые способны сделать хозяева источника при наличии минимального опыта бурения и обустройства шахт. Рассмотрим последовательность проведения тампонажа при ликвидации артезианской скважины и укреплении стенок ствола.

Выбор материалов для проведения тампонажа

Тампонаж скважины на воду начинается с определения материала для создания рабочей смеси и расчета его количества. Выбор компонентов зависит от состава почвы, а количество определяется по объему заполняемого пространства.

Обращайте внимание на такие моменты:

• Раствор из песка и цемента годится только для скважин, выполненных в глинистых слоях. Основой должен быть цемент марки 400 или выше. Он позволяет приготовить жидкую смесь, которая легко перекачивается по шлангам. Для повышения прочности пробки можно добавить в нее щебень или гравий. Цемент не применяют в шахтах, выполненных в рыхлых почвах, т.к. расход будет очень большим.
  
  
• При тампонировании в пористых грунтах используют асбест, бумагу и волокнистые вещества.
  
  
• Для работы с рыхлыми грунтами в цемент добавляют различные наполнители и вспенивающие средства для повышения герметичности.
  
  
• При определенных условиях для этих целей используют глину, которую подготавливают особым образом.
  

Пошаговая инструкция при ликвидации скважин

В артезианских скважинах вода выходит на поверхность под давлением грунта. Перед началом работы устраните самоизливание воды, приварив к оголовку колено длиной 1 м. Если увеличение высоты ствола не помогает, для тампонирования используйте специальные приспособления для глушения шахт — фонтанную аппаратуру, насос для закачивания жидких растворов, желонку. Все оборудование можно взять в аренду, однако необходимо еще иметь опыт работы с ним.

Тампонаж выполняется следующим образом:

1. Закрепите на торце обсадной трубы фонтанную аппаратуру.
   
   
2. Соедините ее шлангом с нагнетающим насосом. Мощность устройства должна превышать давление водяного столба.
   
   
3. Приготовьте утяжеленный глиняный раствор.
   
   
4. Включите насос и закачайте смесь в скважину. Она перекроет поступление воды на поверхность.
   
   
5. Демонтируйте фонтанную аппаратуру.
   
   
6. Приготовьте цементную смесь.
   
   
7. Опустите в ствол колонную трубу и закачайте в него подготовленный раствор. Вместо цемента скважину можно тампонировать глиной, которую опускают желонкой.
   
   
8. Если фонтанная аппаратура отсутствует, вытекание воды можно прекратить с помощью грязевого насоса. Установите колонну труб в шахту на 1-1,5 м выше дна и через нее закачайте утяжеленный глиняный раствор.
   

Если давление воды в колодце небольшое и жидкость не выходит наружу, выполните следующие операции:

• Очистите скважину от мусора с помощью специальных приспособлений, например, желонки. Промойте шахту дезинфицирующим составом. Для этой цели понадобится хлорированная вода, объем которой равен тройному объему ствола.
  
  
• Насыпьте в скважину песок выше уровня фильтра.
  
  
• Приготовьте глину или цементный раствор для тампонажа с помощью бетономешалки. Для процедуры используйте вязкую глину с содержанием песка 5-6%.
  
  
• Изготовьте из нее шарики, которые на несколько миллиметров меньше диаметра скважины.
  
  
• Высушите заготовки.
  
  
• Бросайте шарики в ствол по одному с интервалом 2-3 секунды.
  
  
• Глину периодически трамбуйте специальным инструментом. Для получения хорошего результата создайте слой, который будет выше фильтра на 1,5-2 м.
  
  
• Заполните все пространство скважины до верху цементным раствором.
  

Для ликвидационного тампонажа скважин можно использовать глиняные цилиндры, изготавливаемые на прессе. Глину на дно колодца опускают желонкой с поршнем. Вместо нее допускается применять специальную трубу, которая устанавливается в скважину и крепится посредине проема.

Процесс выполняется следующим образом:

1. Опустите снаряд с глиняным цилиндром на высоту 1,5 м от дна.
   
   
2. Выдавите поршнем грунт из желонки.
   
   
3. Поднимите инструмент на поверхность.
   
   
4. Утрамбуйте глину специальным приспособлением.
   
   
5. Повторите операцию, чтобы над фильтром образовался слой грунта заданной высоты.
   

Укрепление стен скважины

Для укрепления стенок артезианской скважины зазоры между обсадной трубой и грунтом цементируется по специальной технологии, которую называют обратным заполнением.

Работа выполняется в такой последовательности:

• Подготовьте насос, который способен закачивать жидкие смеси под большим давлением на дно колодца.
  
  
• Установите в обсадную трубу специальный башмак, обеспечивающий подачу раствора в зазор между ней и грунтом. Он не пустит раствор внутрь скважины. Приспособление соедините с насосом с помощью специальных труб.
  
  
• Приготовьте раствор для тампонажа. Для этой цели используется гипсоглиноземистый расширяющийся цемент, который отличается от традиционного портландцемента способностью расширяться и заполнять все пустоты и трещины.
  
  
• Включите насос. Полужидкая смесь начнет поступать в затрубное пространство снизу, выдавливая на поверхность остатки грунта и заполняя все щели.
  
  
• После заполнения всего пространства демонтируйте башмак из ствола.
  

Что такое тампонаж скважины — смотрите на видео:


Тампонаж позволяет сохранить чистоту воды в источнике. Однако процедура укрепления стенок шахты или ее ликвидации очень сложная и трудоемкая, поэтому необходимо серьезно относиться к ней и не отклоняться от проекта ликвидационного тампонажа скважин. Работа ответственная, т.к. ошибки при ее проведении исправить невозможно.