Электронный тахеометр: что это такое и для чего он нужен?

Тахеометр. Виды и устройство. Работа и характеристики. Особенности

Тахеометр – это специализированный геодезический прибор, применяемый для сверхточного измерения расстояния, а также углов по вертикали и горизонтали. Он используется при выполнении геодезических изысканий, при разметке площадок под строительство, вынесении на местности точек координат и для решения прочих задач.

Что делает тахеометр
В зависимости от комплектации они могут применяться для выполнения:
  • Плана рельефа объекта съемки.
  • Выноса осей здания при его возведении.
  • Мониторинга деформации или смещения крупных объектов недвижимости и природных образований по контрольным точкам.
  • Подсчета площади.

Чем шире спектр задач, которые можно выполнить определенным тахеометром, тем выше его стоимость. Поэтому с целью удешевления в основном производятся узкоспециализированные приборы под конкретные задачи. Тахеометры являются строго профессиональным оборудованием, не используемым в частных любительских целях. Поэтому узкое профильное направление определенных моделей полностью обосновано. Организациями, занятыми земляными работами на местности, применяются одни устройства, строительными компаниями используются другие.

Виды тахеометров по принципу работы
Существует 3 группы тахеометров по способу ведения измерения. Они бывают:
  1. Оптические.
  2. Цифровые.
  3. Роботизированные.

Оптические – это полностью механические приборы с ручным управлением. По сути, они являются теодолитами со сложным монограммным кипрегелем.

Цифровой отличается наличием электронной составляющей. Она автоматически выполняет многие расчетные операции, сохраняет данные в собственной памяти. Это делает использование цифровой техники очень продуктивной.

Роботизированные приборы имеют электрический привод, поэтому настраиваются на цель без ручного наведения. Они очень эффективные и точные, но в связи с дороговизной применяются редко. При их использовании координаты точек получаются в разы быстрее, что важно при масштабных изысканиях.

Устройство цифрового тахеометра

Наиболее востребованными являются электронные тахеометры. В отличие от более простых устройств, они точнее и удобней. Если разбирать строение цифрового тахеометра по блокам, то можно выделить следующие его части:

  • Оптическая.
  • Механическая.
  • Электронная.

Оптическая часть отвечает за процесс съемки, механическая позволяет проводить наведения, а электронная собирает данные, проводит их расчет и выводит информацию на экран. Механическая часть устройства представлена трегером. Это платформа с пузырьковым уровнем, отвечающая за крепление составляющих и наведение оптики. Каждое устройство имеет систему автоматических компенсаторов. Они самостоятельно компенсируют отклонение положения устройства в пространстве.

Основные характеристики тахеометров
В связи со сложностью устройств, для определения их функционала применяется оценка по десяткам характеристик. Самыми важными среди них выступают:
  • Угловая и линейная точность.
  • Максимальная дальность выполнения измерения.
  • Объем памяти (у электронных и роботизированных устройств).
  • Допустимый температурный режим использования.
  • Количество и разнообразие модулей подключения.
  • Наличие GPS.
  • Время автономной работы.
  • Наличие возможности дистанционного управления.
Оценка угловой и линейной точности устройства

Угловая точность – это уровень погрешности при измерении углового значения. К устройствам премиум класса относятся приборы с угловой точностью в пределах 0,5-1 сек. Зачастую это излишне высокий показатель, переплата за который является необоснованной. При выполнении строительства обычно выбирают тахеометр, дающий погрешность в пределах 2-3 сек. Самыми продаваемыми, в связи с доступностью, выступают приборы с уровнем точности 5 сек.

Погрешность до 5 сек по факту дает на местности отклонение на 1-2 мм на 1 км в обе стороны. Тахеометр с отклонением 5-9 сек имеет погрешность 2-3 мм на 1 км.

Указанный в техническом описании к прибору уровень погрешности зачастую на практике достигается крайне редко. Дело в том, что тестирование приборов проводится в идеальных условиях, которые на улице сложно воссоздать. На величину погрешности может повлиять температура, влажность, атмосферное давление. Поэтому нужно выбирать устройство с запасом точности.

Уровень дальности измерения

Определяющей характеристикой любого тахеометра выступает дальность измерения, на которую тот способен. Это значение зависит от применяемого в конструкции дальномера. Они могут быть безотражательными, что делает работу по измерению максимально простой, или требовать применение призм. Последние устанавливаются в дальней точке, относительно которой проводятся замеры, и устройство на них фокусируется. При работе в сложных условиях установка призм может быть невозможной, к примеру, на скалистой местности.

Дальность измерений исчисляется метрами. Ее уровень в технических характеристиках прибора обычно выше реального. Если тахеометр работает по безотражательному методу, то его функциональность во многом зависит от типа поверхности, на которой выполняется фокусировка. Максимальная дальность без использования призм возможна при прицеливании на гладкий светлый объект. На темной рельефной поверхности дальность замеров сокращается.

Тахеометр с дальностью измерения до 500 м может использоваться при археологических исследованиях, в строительстве, разбивки местности в городской черте и пригороде. Приборы способные делать замеры свыше 500 м самые универсальные. Помимо стандартных задач, они подходят для выполнения топографической съемки. Приборы для картографии совместно с призмой могут проводить замеры на дистанцию до 5000-7000 м. Также они применяются при строительстве трасс.

Читайте также:
Теплица для винограда: виды и их особенности
Объем памяти

Тахеометры способны сохранять результаты своих замеров в собственной памяти. Это исключает необходимость в применении внешних носителей данных, и периодически копировать замеры на компьютер. Такой уровень памяти считается оптимальным и зависит от частоты применения оборудования. В среднем приборы запоминают 10-60 тыс. строк. При этом многие из них поддерживают функцию установки карты SD. В отличие от обычного USB накопителя, такая карта не выпирает из корпуса, поэтому не может зацепиться при переноске тахеометра и выпасть, тем самым вызвав безвозвратную потерю данных.

Допустимые температурные условия работы

Тахеометр может применяться в широком температурном диапазоне. Прибор используется как в условиях мягкого климата, так и в северных широтах. Важно, чтобы устройство могло функционально переносить те температуры, в которых им пользуются. К примеру, обычные тахеометры рассчитаны на холод до -20°С. При их использовании на севере в -50°С, приборы отключаются. В первую очередь страдает источник питания. Аккумулятор неадаптированных к сильному морозу тахеометров быстро разряжается, он может испортиться. Многие производители делают приборы с подогревом экрана и клавиатуры, поэтому те перемерзают.

Виды интерфейса

Удобство работы с тахеометром во многом зависит от наличиствуемого у него интерфейса. Обычно на корпусе имеются разъемы для подключения кабеля USB и WLAN. Кроме этого нормой является поддержка беспроводной связи Bluetooth и WiFi.

Данные разъемы необходимы для передачи данных или подключения тахеометра к геодезическому приемнику. Поддержка Bluetooth исключает необходимость использования проводов, что очень удобно и ускоряет установку прибора на точках.

Тахеометр более высокого ценового сегмента имеет встроенный GPS модуль. Он позволяет передавать координаты по спутниковой связи на любое расстояние. Важно, чтобы прибор поддерживал конкретную спутниковую систему, имеющую лучшее покрытие в регионе, где обычно выполняется работа. В противном случае передача данных будет невозможна в определенное время суток, когда нужный спутник располагается к поверхности Земли под острым углом. В это время толща атмосферы препятствует движению сигнала. Он сможет проникать, когда спутник окажется сверху.

Меню панели управления
Панель управления цифровых тахеометров представлена в виде сенсорного или обычного дисплея с кнопками. Она позволяет регулировать все рабочие процессы устройства:
  • Ввод данных.
  • Обработка информации.
  • Запись во внутренней памяти.
  • Переключение между режимами.
Стандартная панель управления имеет набор кнопок:
  • Включения и отключения.
  • Буквенно-цифровая клавиатура.
  • Стрелки вверх, вниз, влево, вправо.
  • F1,F2,F3,F4 – клавиши изменения режимов.

На самом дисплее отображаются строчки горизонтальных и вертикальных углов. Также на экране имеется строка горизонтальных проложений, постоянный коэффициент призмы.

Приобретение подержанного тахеометра

Тахеометр достаточно дорогой прибор, поэтому с целью экономии его можно приобрести с рук. Подержанные устройства могут иметь ряд неисправностей, делающих невозможным их применение. При покупке б/у устройства важно наличие на него документов. На рынке можно встретить краденые приборы, находящиеся в розыске.

При осмотре тахеометра следует в первую очередь обратить внимание на его целостность. На нем не должно быть внешних повреждений в виде вмятин, потертостей, глубоких царапин. Винты должны быть с целой резьбой, вращаться плавно, что важно для точной регулировки.

При осмотре оптики важно, чтобы изображение было одинаково ярким по всему полю. Не должно быть царапин и пятен. Стоит также проверить непосредственную работу, хотя бы по тем функциям, которые обычно используются чаще всего.

Электронный тахеометр: описание прибора и рейтинг лучших моделей

Точное вычисление перепадов ландшафта – важный подготовительный этап любых строительных и изыскательных работ. На небольших участках можно обойтись традиционными геодезическими приборами. Но если предстоит освоение больших площадей, процесс измерений может затянуться на длительное время. Значительно ускорить получение результатов поможет электронный тахеометр. Этот современный электронный прибор позволяет произвести съемку и получить все необходимые вычисления быстро и точно.

История разработки и описание

Первые схожие по функциям с тахеометром приборы изобретены 50 лет назад. Это были полумеханические и полуэлектронные устройства, снабженные светодальномерами и теодолитами. Позже устройства усовершенствовали, встроив панель для введения значений углов.

Первый тахеометр изобретен в Швеции. Отсчет углов в нем был заменен с оптического на электронный, что позволило автоматизировать работы геодезиста.

Современный тахеометр – прибор, осуществляющий высокоточную съемку участка с анализом рельефа. Он совмещает функции нескольких инструментов:

  • светодальномера;
  • теодолита;
  • вычислителя;
  • электронного регистратора.
Читайте также:
Хранение вещей в маленькой квартире: рекомендации, идеи

Принцип работы прибора

В основе функционирования тахеометра, в зависимости от модели, лежит один из следующих методов:

  1. Фазовый. Измеряет разницу между проецируемым и возвращаемым лучом.
  2. Импульсный. Измеряет время, за которое луч лазера проходит от тахеометра к отражателю и возвращается к прибору.

Дистанция, на которой может работать прибор в безотражательном режиме, зависит от окраса тестируемой поверхности. Светлые и гладкие объекты увеличивают расстояние, на котором качественно функционирует прибор, в несколько раз по сравнению с тёмными. Линейная дальность измерений в режиме отражения не менее 5000 м.

Преимущества тахеометра

Измерения традиционным теодолитом предполагает фиксирование данных в журнал. Использование электронного тахеометра избавляет оператора от этого. Прибор фиксирует и хранит в памяти данные. Оператору достаточно только вести абрис участка. При изменении местоположения тахеометра нужно задать новую станцию и пикет, затем навести луч на отражатель и получить расчеты нажатием на одну кнопку.

В автоматическом режиме прибор ведет расчеты горизонтальных дистанций. На мониторе демонстрируются наклонное расстояние, положения по горизонтали и превышения, или наклонное расстояние и углы — отображение одного из двух вариантов данных управляется вручную оператором.

Не заменимо устройство при проведении выноса в натуру. Оператор устанавливает тахеометр в точке с известными координатами, задает точки ориентирования и выставляет точку для выноса. На мониторе отображается угол поворота и дистанция, которую нужно отмерить в данном направлении.

Явное преимущество устройства – способность противостоять неблагоприятным условиям работы. Ему не страшны пыль, вода, снег, перепады температуры. Есть тахеометры для работы при экстремально низких температурах и других специфических погодных условиях.

Виды приборов

По особенностям применения все тахеометры делятся на:

  1. Технические. Оборудуются только отражательным дальномером и требуют участия в измерении 2 операторов – реечника и управляющего прибором.
  2. Строительные. Оснащаются безотражательным дальномером. Этим прибором можно вести отражательную и безотражательную съемку. В конструкции этих приборов отсутствует Алидада.
  3. Инженерные. Оборудованы фотокамерой для построения трехмерных моделей местности, цветным дисплеем, процессором и удобным ПО. Для хранения информации к прибору можно подключить flash-карту. Информацию можно передавать по Wi-Fi, Bluetooth.

По строению корпуса тахеометры делятся на следующие виды:

  1. Модульные. Состоят из отдельных элементов и оснащаются сервоприводом, который получает данные со съемок приборами из разных точек.
  2. Интегрированные. В них устройства соединены в одном корпусе и представляют цельный механизм. Это роботизированные геодезические центры, рассчитанные на проведение измерений одним оператором.

По характеристикам съемки приборы делятся на:

  • круговые – оснащены нитяным дальномером и цилиндрическим уровнем на вертикальном круге алидады;
  • номограммные – вычисляют превышения и горизонтальные проложения дистанций по номограмме, различаемой в трубе прибора при ведении наблюдения;
  • авторедукционные – фиксируют превышения и горизонтальные проложения дистанций в которых определяются по горизонтальной рейке дальномером двойного изображения;
  • внутрибазные – их база находится при тахеометре и предназначена для вычисления горизонтального проложения, а измерения вертикальных углов позволяют вычислить превышения;
  • электрооптические – снабжены дополнительным электронным прибором, допускающим автоматизацию съемки.

Обзор производителей

Самые известные и надежные производители электронных тахометров:

(Япония) Компания известна продукцией для строительства и геодезии уже 100 лет. Приборы отличаются точностью и стабильной работой.

(Швейцария). Образована в 90 годах прошлого века путем слияния мелких предприятий. Оборудование бренда Leica широко применяется в наземной и спутниковой геодезии.

(Швеция). С самого момента основания эта фирма составила достойную конкуренцию Leica Geosystems. Линейка геодезического оборудования компании отличается высоким качеством и точностью измерений.

(США). Старейшая компания, начинавшая свою деятельность с производства навигационных систем для морского судоходства. С началом развития космического позиционирования специалисты Trimble Navigation приступили к созданию GPS-навигаторов, с 2003 года и после приобретения брэнда Nikon — начали производство широкого перечня геодезического оборудования.

(США). Компания была образована в 1997 году после слияния нескольких производителей геодезических приборов и технологий. В настоящее время это крупнейшая марка геодезического оборудования, известная инновационными технологиями.

Рейтинг лучших моделей

Среди продукции этих компаний масса достойных внимания специалистов приборов.

По отзывам специалистов самыми лучшими являются приборы:

Trimble S5 3′′

Профессиональный прибор с сервоприводом и технологией MagDrive, благодаря которым точность измерения повышается, поскольку происходит плавный ход подвижных элементов, трущихся элементов в приборе практически нет. Технология Trimble DR Plus позволяет геодезисту получать точные данные без использования линзы на 1.3 км.

Nikon XF 3′′ LP

Инженерный тахеометр, который нашел свое применение у профессионалов. В безотражательном режиме работает до 800 метров. Автоматическая фокусировка, две эргономичные панели управления делают работу прибора максимально точной.

Читайте также:
Фактура и текстура обоев в интерьере

Leica TS02plus R500

Модель предназначена для работы в строительной сфере. Подойдет для измерения любого участка местности, решит задачи сельского хозяйства, применяется для кадастровых съемок, дорожных работ. Тахеометр имеет фирменное программное обеспечение. При использовании стандартного набора открывается возможность разбивки и выноса в натуру, точное определение площади и высоты, съёмка.

Topcon DS-205i

Тахеометр использует специальную технологию XPointing. Имеется четкая подсветка нитей, на случай, если работа осуществляется в сумерках. Максимальная дальность в отражательном режиме – 6 км, без призмы – 1 км. Автоматическая фокусировка позволяет работать без помощника: для измерений достаточно навести аппарат на цель и включить соответствующую функцию.

Устройство обладает большой встроенной памятью в 500 Мб.
Дополнительно поддерживается установка флешки до 8 Гб.

Sokkia CX-102 LNL

Прибор профессионального уровня, способный упростить работу оператора максимально. Чаще всего тахеометры этой марки используют инженеры горной промышленности. Устройство без отражателя может измерить местность до 2 км. Тахеометр снабжен несколькими дополнительными приложениями, которые помогают сделать измерения максимально точными.

Внутренняя память прибора 10 тысяч точек, чего хватает на 5 рабочих смен. Пользователи отмечают качественный антибликовый экран, облегчающий работу

Немного о цене приборов

Между верхними и нижними ценовыми сегментами электронных тахеометров дистанция в сотни тысяч. Особенно пугают стоимостью потребителя роботизированные приборы. При переводе в деньги любому бухгалтеру и хозяйственнику милее Topcon GTS-105N по цене 170 000 руб., нежели Sokkia NET1200 по средней стоимости в 1,3 млн руб.

Но с точки зрения геодезиста преимущества автоматических роботов, управляемых дистанционно, по сравнению с менее дорогими полуавтоматами очевидны. Многократное наведение и фокусировка не оснащенного сервомотором тахеометра отнимает массу времени. Плюс к этому, через несколько часов работы в полевых условиях сосредоточенность оператора падает. Сказывается усталость, начинают слезиться глаза. В результате страдает точность измерений.

Выбирая электронный тахеометр или его производителя, стоит сотрудничать с опытным поставщиком. Специалисты подберут модель, отвечающую нуждам заказчика. Современные приборы сложны и не дешевы, поэтому тщательность в выборе устройства с оптимальным набором функций важна.

Видео-совет: как пользоваться электронным тахеометром

Тампонажный цемент: характеристики и применение

Этот строительный материал является разновидностью портландцемента. Состав предназначен для выполнения работ по изоляции скважин от давления грунтовых вод при добыче нефти и газа. Он обладает хорошими техническими и строительными характеристиками. Требования к такому цементу определены государственными стандартами 1581-96.

Состав

В состав тампонажного цемента входит измельченная основа клинкера с гипсом. Применяют и компоненты, которые воздействуют на определенные свойства материала. На рынке представлены различные подвиды раствора для нефтяных и газовых скважин:

  1. Песчанистые. В состав смеси входит кварцевый песок с гипсом. Соотношение компонентов для «холодных» скважин — 20%. Для «горячих» — 50%.
  2. Гигроскопический с добавкой триэтаноламина.
  3. Солестойкий. Применяется в местах с высокой концентрацией солей в грунтовых водах. Кварцевый песок, входящий в состав цементного раствора, предупреждает появление коррозии.
  4. Утяжеленный. При производстве перемешивают клинкер и утяжеляющие добавки: железную руду в форме магнетитов, гематитов, шпальтов.

В горячей скважине цемент затвердевает быстрее, характеризуется повышенной прочностью благодаря низкому проценту СзА.

По химико-минералогическому составу тампонажный цемент схож с портландцементом. Но минералогическая клинкерная основа на разных производствах отличается. Клинкеры для холодных скважин обладают следующими характеристиками:

  1. Высоким содержанием трехкальциевого силиката (57-60%) при низкой концентрации СзА (4-7%). Тонко измельченный клинкер обеспечивает высокую активность цемента на стадии отвердевания и необходимую скорость схватывания.
  2. Повышенным содержанием трехкальциевого алюмината (12-13%). Это способствует быстрое схватывание и затвердевание состава.

Тампонажный цемент, затворенный водой на 50%, дает подвижную пульпу, которую накачивают насосами в скважины. Нужно, чтобы твердый камень из портландцемента обладал высокой начальной прочностью. Чтобы регулировать сроки застывания, в состав включают гипс. Его дозировку подбирают исходя из компонентов клинкерной основы и степени помола.

Тампонажный портландцемент обладает рядом особенностей:

  • водостойкость — возможность застывания под водой;
  • сочетание с различными наполнителями;
  • быстрое затвердевание.

Вне зависимости от условий окружающей среды он сохраняет свою целостность и прочность длительное время.

Маркировка

На пакетах со строительным составом указаны обозначения типа: ПЦТ III-Об 5-100-ГФ ГОСТ 1581-96. По этим показателям определяется маркировка:

  • ПЦТ — портландцемент тампонажный;
  • III-Об — третий вид уплотнителя облегченного, вяжущего;
  • 5 — показатель прочности;
  • 100 — температура для укладки и использования, тип умеренный;
  • ГФ — гидрофобизированное вяжущее, устойчивое к влаге;
  • ГОСТ 1581-96 — стандарт, установленный государством.

Производство материала должно производиться строго по ГОСТу и техническому регламенту.

Параметры

Тампонажный цемент по своему составу классифицируются на различные виды:

  • песчанистые (П50);
  • с добавками (Д20);
  • без добавок (Д0);
  • с добавками (утяжеляющими или облегчающими), регулирующими плотность смеси.
Читайте также:
Современная детская комната для девочек и мальчиков

По плотности цементного раствора выделяют:

  • утяжеленный (У);
  • облегченный (О);
  • с нормальной плотностью.

По температуре использования:

  • для высоких (150);
  • низких и нормальных (50);
  • умеренных (100).

По степени сульфатостойкости:

  • сульфатостойкий (ССТ);
  • обыкновенный (требований не устанавливают).

Производитель гарантирует соответствие портландцементов принятым государственным стандартам при соблюдении условий транспортировки и хранения в упаковке.

Основные технические характеристики

Свойства тампонажного портландцемента строго регламентированы государственным стандартом, которым должны руководствоваться производители вяжущей смеси.

Основными техническими показателям ТП по ГОСТу 26798.1-96 являются:

  • Удельная насыпная плотность — 800 -1200 кг/м.
  • Насыпная поверхность — 250-1500 м2/кг (зависит от тонкости помола, минералогического состава раствора и добавок, включенных в раствор).
  • Подвижность около 18-25 см при в/ц=0,5. Нижний уровень — 16 см, когда смесь сохраняет пластичность.
  • Водосодержание — 0,35 -0,4 (практически). Теоретически — 0,2 — 0,25. Чтобы получить пластичный раствор, нужно добиться 18 см расплыва материала по АзНИИ-конусу. Это означает, что для каждой партии цемента и раствора количество жидкости больше нормы.
  • Сроки схватывания на начальной стадии — не раньше 1 часа 45 минут. Окончание затвердевания — не позднее 10 часов.
  • Прочность — 27-62 кг/см2.
  • Усадка — не допускается.
  • Водоотделение — не больше 7,5-10 мл.

Указанные технические характеристики должны содержаться в сертификате наряду со сведениями о партии и дате изготовления.

Как и у обыкновенного, у тампонажного сохраняются все свойства в течение 6 месяцев. Активность раствора теряется при взаимодействии с влагой и контакте с открытым воздухом. Сроки затвердевания после затворения жидкостью зависят от температурного режима в скважине, количества натрия хлора, хлористого калия в составе смеси. Если температура выше 60 °С, диапазон колеблется от 10 минут до 10 часов. Если ниже — от 2 до 12 часов.

Области применения

Главное назначение строительного материала — тампонирование нефтяных и газовых скважин. При бурении температура горных пород сильно воздействует на статическое напряжение сдвига, водоотдачу и вязкость раствора для бурения. Чем больше температура горных пород, тем труднее удерживать заданные параметры на уровне. При серьезной разности температур требуется применение тампонажного портландцемента.

Процесс представляет собой заделку цементным раствором пространства между обсадной трубой и стенками. Когда состав затвердеет, полученная прослойка будет способствовать надежной защите от грунтовых вод. Заполнять свободное пространство можно частично или полностью, принимая во внимание параметры грунта.

Тампонажный цемент при жилом строительстве не применяется. Исключение — закладка буровых свай под фундамент в тяжелых условиях.

Применение

Тампонажный цемент не заливают вручную. Его закачивают с помощью насосов. Поэтому состав должен быть жидким — 1 часть воды на 2 части сухого порошка. Полученную субстанцию называют пульпой. Зазор между стволом скважины при глубине на сотни и тысячи метров должен быть 15-50 мм. Требования к цементному составу строгие: сохранение первоначальной подвижности при скорости поступления в шахту около 1,5 м/с. Когда процесс завершится, прочность будет возрастать.

Высокие показатели твердости обеспечиваются, если использован качественный цемент. Чтобы в этом убедиться, крошку просеивают через сито. Если порошка осталось на 3/4, то состав считается высококачественным.

Таким образом, тампонажный цемент — продукт, получаемый путем измельчения цементного клинкера гипса и различных добавок. Смесь используется для цементирования нефтяных и газовых скважин для защиты свободного пространства между обсадной колонной и стволом скважины от воздействия подземных вод. В сфере строительства его не применяют. Раствор реализуют навалом и в мягких мешках весом 50 кг.

Применение тампонажного цемента, его классификация и маркировка

Одним из уникальных подвидов портландцемента является тампонажный цемент. Он используется в тампонажных работах, цель которых — исключить влияние агрессивных газов и сред на трубы при бурении скважин, снизить давление на них и гарантировать их безопасную эксплуатацию.

  1. Особенности и состав
  2. Технические характеристики
  3. Классификация и маркировка
  4. Область и технология применения

Особенности и состав

К специфическим особенностям тампонажного цемента можно отнести такие его свойства, как:

  • Быстрый период затвердевания, при том, что достаточно долгое время перемешанная с водой смесь сохраняет свои подвижные и вязкие свойства;
  • Устойчивость к воздействию влаги — затвердевает даже в воде;
  • Совмещение с различными добавочными веществами.

Тампонажный цемент прочен и целостен длительное время, независимо от влияния вредных окружающих сред.

Основной состав строительного материала представлен измельченным клинкером и гипсом. Также для воздействия на те или иные свойства применяют минеральные добавочные вещества. Для цементирования буровых скважин при нефте- и газодобыче производятся разные виды растворов, а именно:

  1. Гигроскопический. К основной смеси добавляют триэтаноламин.
  2. Утяжеленный. В клинкеро-гипсовую основу вводят утяжеляющие добавки, одной из которых могут быть железорудные минералы (тяжелые шпальт, гематит, магнетит).
  3. Песчанистый. Основной состав смешивают с гипсом и кварцевым песком, при этом соотношение компонентов должно быть для использования в горячих скважинах не больше 50% и менее 20% в холодных.
  4. Солестойкий. В раствор добавляют кварцевый тонкоизмельченный песок, противостоящий коррозии, которая образуется в результате воздействия на трубы грунтовых вод с высокой концентрацией соли.
Читайте также:
Цветущая сакура фотообои в интерьере

Кроме обычного тампонажного портландцемента производят сульфатостойкую смесь, которая не поддается воздействию агрессивной среды, долговечный низкогигроскопичный цемент, а также волокнистую смесь для прочного цементирования путей утечки раствора.

Технические характеристики

Тампонажный цемент характеризуется следующими техническими параметрами:

  • Быстрым периодом загустения цементного раствора – не более 90 ед. консистенции;
  • Расслоением затвердевшей массы либо водоотделением: для холодной — в пределах 3,5%, для горячей — около 4%;
  • Малым объемом растекаемости раствора – максимум 0,4 см;
  • Началом затвердевания – не более 120 минут (после затворения);
  • Окончанием затвердевания – для холодного материала – не более 18 часов и для горячего — не более 8 часов (после затворения).

Помимо этого, нормируется также тонкость измельчения клинкера и лимит прочности на изломе макета из затвердевшей смеси.

Классификация и маркировка

Строительный материал можно классифицировать в зависимости от следующих критериев:

  1. Состав цементного вещества:
  • I — без добавок;
  • I-G — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,44;
  • I-H — без добавок, с нормой требования соотношения воды и цементной смеси — 0,38;
  • II — с минеральными добавками;
  • III — с добавлением специальных веществ, которые регулируют плотность цемента.
  1. В свою очередь, портландцемент тампонажный III-го типа делится по плотности:
  • Ут — утяжеленного типа;
  • Об — облегченного типа.
  1. Температура использования цементного теста:
  • в пределах 15°С — 50°С — низкие и нормальные температуры;
  • от 51°С до 100°С — умеренные;
  • от 101°С до 150°С — повышенные.
  1. Степень противостояния разрушающим действиям сульфат-ионов:
  • типы I, II, III — СС — сульфатоустойчивые и обычные (так как нормы по поводу сульфатоустойчивости не фиксируются);
  • типы I-G и I-H — СС-1 — с высокой степенью противостояния сульфатам и СС-2 — с умеренной степенью сульфатопротивостояния.

Маркировка материала включает:

  • Буквенное обозначение: ПЦТ — портландцемент тампонажный;
  • Тип — I (I-G, I-H), II, III;
  • Сульфатостойкость — СС, СС-1, СС-2;
  • Среднюю плотность для III-го — Об, Ут;
  • Максимальную температуру использования вещества — 50, 100, 150 °С;
  • Пластификацию, либо гидрофобизацию цемента — ПЛ либо ГФ;
  • Обозначение госстандарта.

Пример маркировки и ее расшифровка

Марка ПЦТ II-СС-50 ГОСТ 1581-96 означает, что эта смесь называется тампонажным портландцементом, в состав которого входят минеральные добавки. Это вещество с сульфатоустойчивыми параметрами, используется при температурах в диапазоне от низкой до нормальной.

Область и технология применения

Отличительной особенностью тампонажного цемента является высокая степень крепости с самого начала затвердения. Это качество и обусловило главную сферу применения данного материала — цементирование (либо тампонирование) нефтегазовых скважин при одновременном вытеснении буровой смеси. В жилищном строительстве этот вид цемента не применяется. Исключение составляет установка буровых свай в сложных условиях.

Тампонажный цемент закачивается насосами, поэтому раствор используют в достаточно жидком виде: к сухой цементной смеси добавляется вода в пропорции 2:1. После затворения большими объемами жидкости цемент преобразуется в подвижную массу, именуемою пульпой, ее и закачивают в скважину. По окончании этапа транспортировки масса затвердевает и становится безусадочным плотным монолитом, который хорошо скреплен со стенками ствола скважины и обсадной трубой.

Полученный слой надежно защищает от грунтовых вод, либо сдвижек пластов разной плотности. Учитывая свойства грунта, заполнение бывает либо полным, либо частичным. Кроме обеспечения защиты, тампонажный цемент может сократить глубину и укрепить дно скважины, а также ликвидировать повреждения на обсадных колоннах.

Подбор каждой конкретной марки ПЦТ осуществляется с учетом условий использования и глубины скважины. Бурение на болоте или в песчаном грунте, либо закладка скважин глубже 2000 м предполагает применение облегченных видов (в данной ситуации — рекомендована марка ПЦТ-III-об-5-100).

Важное значение при работе с ПЦТ имеет температура в шахте. При высокой температуре, пульпа затвердевает в период от 90 минут до 10 часов. Более горячая температура способствует быстрейшему схватыванию раствора. При использовании в холодной скважине (либо если материал применяется для гидроизоляции при возведении сооружений зимой) затвердение начинается по истечении 120-180 минут и может завершиться через двадцать часов. Более длительный период застывания у солестойкого цемента.

Читайте также:
Устройство для поиска скрытой проводки

Тампонажный цемент – свойства и сферы применения

На заключительном этапе работ по обустройству скважин пространство вокруг обсадной колонны заполняют специальным цементным раствором. При затвердевании он образует монолитную рубашку для защиты трубы от агрессивных сред и газов. Для приготовления состава используется тампонажный цемент ПТЦ – особый подвид портландцемента.

  • Особенности тампонажного цемента
  • Cостав
  • Маркировка тампонажного цемента
  • Сферы применения
  • Заключение

Особенности тампонажного цемента

Раствор для тампонажных работ приготавливают из цемента со специфическими свойствами. Материал:

  • имеет тонкий помол;
  • затвердевает в короткие сроки, при этом смесь цемента с водой долго сохраняет текучесть, что позволяет ее свободно закачивать;
  • схватывается и затвердевает, несмотря на контакт с водой;
  • совместим с разнообразными добавками.

Монолитная конструкция, выполненная из тампонажного раствора, на протяжении многих лет сохраняет целостность и не теряет прочности благодаря устойчивости к влиянию окружающих сред, в том числе агрессивных.

Cостав

Основой для производства тампонажного цемента служит измельченный клинкер (от 80%) и гипс (2-3,5%). К ним добавляются различные минеральные вещества для приготовления рабочих смесей с заданными свойствами. Применяется несколько видов тампонажных растворов:

  • Гигроскопический. Добавкой служит триэтаноломин.
  • Песчанистый. К основному составу добавляют гипс, кварцевый песок.
  • Утяжеленный. В число утяжеляющих добавок входят железнорудные минералы (магнетит, гематит, шпальт).
  • Солестойкий. Тонкоизмельченный кварцевый песок, добавленный в раствор, позволяет создать материал, защищающий трубы от коррозии под воздействием грунтовых вод с высоким содержанием соли.

К специальным тампонажным портландцементам относят сульфатостойкую смесь, устойчивую к агрессивным средам.

В сложных геологических условиях, в том числе если в разрезе имеются пласты поглощающие или склонные к гидроразрыву, цементирование глубоких скважин осуществляется с использованием облегченных растворов. Облегченный тампонажный цемент изготавливается путем введения добавок, снижающих плотность состава – золы, трепела, диатомита, алюмосиликатных микросфер и т.д.

Еще ниже плотность легких тампонажных цементов, предназначенных для работ на большой глубине и для ремонта разрушенных участков оболочки. Такие материалы проще закачивать, они обладают высокой адгезией и хорошо сцепляются со старой цементной оболочкой трубы, способны заполнять пустоты и трещины. Добавками служит каолин, полые алюмосиликатные микросферы и т.д.

Отличие тампонажного и расширяющегося цемента. При цементировании скважин в пористых и рыхлых горных породах требуется создать оболочку из цементного камня, не склонного к усадке.

Расширяющийся цемент содержит добавки, благодаря которым в цементном растворе происходят химические реакции с образованием кристаллических продуктов. Таким образом, раствор в процессе застывания увеличивается в объеме, при этом получившийся камень имеет плотную структуру. Обычные тампонажные цементы не расширяются при твердении.

Маркировка тампонажного цемента

Тампонажный цемент производится в соответствии с ГОСТ 1581-96. Материал имеет маркировку ПТЦ (портландцемент). В зависимости от характеристик и свойств, тампонажный цемент бывает:

  • Бездобавочным (I, I-G, I-H), с добавлением минеральных веществ (II), с примесями, регулирующими плотность состава (III).
  • Утяжеленным (Ут), облегченным (Об);
  • Для применения при низких и нормальных (15-50°С), умеренных (51-100°С) и повышенных (101-150°С) температурах;
  • Обычным и сульфатостойким (СС).

В стандартной маркировке указывается тип цемента, его сульфатостойкость, средняя плотность, максимально допустимая температура применения, степень пластификации (ПЛ) или гидрофикации (ГФ), номер ГОСТа.

Рабочие характеристики зависят от марки тампонажного цемента и особенностей его изготовления. В таблице ниже приведены пределы, в которых могут варьироваться показатели материала.

Остаток на сите с сеткой №008, %, не более

Данные характеристики тампонажного цемента приводятся в сертификате на продукцию вместе с информацией о дате изготовления и объеме партии материала.

Сферы применения

Применение тампонажного цемента обусловлено его главным качеством: материал имеет высокие показатели прочности с самого начала затвердевания. Данный вид цемента в первую очередь предназначен для тампонирования нефтегазовых скважин. В процессе цементирования одновременно вытесняется буровая смесь.

Тампонажный цемент для скважин закачивается с помощью насосного оборудования – чтобы обеспечить текучесть раствора объем воды должен превышать объем сухих компонентов в два раза. Получившаяся масса (пульпа) характеризуется высокой подвижностью, после затвердевания она образует плотный монолит, не склонный к усадке, между обсадной трубой и стенками скважины. При этом материал плотно сцеплен как с трубой, так и со стенками пробуренного в горных породах ствола.

Цементная оболочка служит защитой обсадной трубы от сдвижек пластов, от контакта с грунтовыми водами, агрессивными газообразными средами. Тампонажный цемент применяется для укрепления дна скважины и сокращения ее глубины, для устранения повреждений самой обсадной колонны.

Читайте также:
Стиральные машины Atlant: ТОП-7 лучших моделей, отзывы, на что смотреть перед покупкой

В строительстве данный вид цемента практически не используется. Исключением служит применение тампонажного цемента для фундамента из буровых свай, которые устанавливаются на сложных грунтах.

Заключение

Производители тампонажных цементов выпускают материалы с различными характеристиками для применения в любых условиях.

При подборе марки ПТЦ учитывается:

  • глубина скважины;
  • характеристики геологических пластов;
  • уровень температуры в шахте (влияет на сроки затвердения раствора);
  • показатель содержания соли в грунтовых водах и т.д.

Чтобы готовый монолит отвечал всем требованиям, важно использовать свежий тампонажный цемент, который хранился в герметичной упаковке.

Тампонажный цемент в строительстве: что это такое, где применяют, состав, технические характеристики

Тампонажный цемент представляет собой один из видов структурных материалов. Это разновидность портландцемента. Материал предназначен для строительства и возведения различных скважин, например, для добычи природных жидких источников топлива от давления подземных вод.

Состав и особенности

Тампонажный цемент представляет собой вяжущий состав, который почти не имеет отличий от портландцемента. Однако присутствуют повышенные требования к содержанию клинкера. В тампонаже доля клинкера может достигать 100%. Обязательная примесь — до 3,5% молотого гипса.

Чтобы улучшить свойства материала, можно дополнять его различными минеральными элементами, которые в сумме будут составлять не более 12% от общей массы. Должно быть не больше 10% известняка, шлаков — до 20%.

Условия, нормы веществ и предназначение для тампонажного цемента записаны в ГОСТ 1581. Тип веществ определяется процентной долей огнеупорных примесей и остальных компонентов. Рецепт готового цемента может варьироваться в зависимости от производителя.

  • мельчайший помол;
  • ускоренный процесс затвердевания;
  • повышенная механическая прочность и жесткость;
  • при разбавлении водой консистенция отличается от таковой у других видов цемента.

К показателю текучести есть повышенные требования в строительных нормах и правилах. Скорость перемещения раствора цемента должна достигать 1,5 м/с при небольших размерах технологических отверстий. Из-за чрезвычайно высокого давления в местах использования такого состава песок, арматура, опалубка, щебень не добавляются. Поэтому вяжущее является единственным компонентом.

Особенности применения такого состава обусловливают высокие требования к нему как к строительному материалу. Он должен понижать оказываемое давление на трубопровод или другую часть, которая подвергается изоляции. Кроме того, тампонажный раствор должен обладать большей скоростью застывания, которая достигается за счет ввода различных добавок во время изготовления.

Основные технические характеристики

  1. Механическая прочность спустя 8 часов достигает 2,1-10,3 МПа в зависимости от температуры. Максимальный показатель наблюдается при 60 °С.
  2. Жесткость на изгиб варьируется в диапазоне 0,7-3,5 и зависит от производителя и марки.
  3. Остаточная масса на сите с сетью №0,08 — не более 15%.
  4. Удельная поверхность — не больше 270 м²/кг.
  5. Показатель отделения влаге не должен превышать 10.
  6. Растекаемость под действием влаги варьируется в зависимости от вида. Непластифицированный тампонажный цемент может растекаться со скоростью до 200 мм. Пластифицированный — до 220.
  7. Состав застывает до консистенции 30 за 90 минут и больше.

Все характеристики должны быть приведены в пометке изготовителя вместе с информацией о дате производства. Портландцемент теряет свойства через полгода или под действием воздуха.

Скорость затвердевания будет зависеть от температурных показателей в скважине и процента щелочных веществ в составе. Если температура превышает 60 °С, время застывания может меняться.

Классификация тампонажных цементных смесей

Согласно показателям плотности условно выделяют 2 типа:

  1. Облегченный тип — нормальная смесь.
  2. Утяжеленный, содержащий примеси, увеличивающие массу.

В зависимости от температурного режима есть такие типы:

Номенклатурное наименование Диапазон температур, °С
Низкие и нормальные 15-50
Умеренные 51-100
Повышенные 101-150

Виды составов по степени устойчивости веществ к химикатам, которые содержатся в грунтовых водах:

  • без повышенной устойчивости;
  • устойчивые к сульфатам, включающие специальные добавки.

Классификация.

Для некоторых типов выделяют 2 уровня устойчивости к сульфатам: умеренный и повышенный.

По состоянию цементного теста материал разделяют на:

  1. Непластифицированный;
  2. Гидрофобизированный.

Маркировка и ее расшифровка

Каждый вид тампонажного цемента обладает собственным номенклатурным наименованием, которое соответствует свойствам.

Маркировка тампонажа состоит из 5 обозначений:

  1. ПЦТ — тампонажный портландцемент.
  2. Тип вяжущего и пометка об облегченном или утяжеленном составе.
  3. Третье числовое значение соответствует уровню прочности изделия. Этот показатель определяется изготовителем.
  4. Следующее число определяет уровень температур и состояние цементного теста. Например, 150-ПЛ — для работы с повышенными температурами. Пластифицированное тесто.
  5. Последняя пометка — нормативный акт, которому соответствует произведенный продукт.

Маркировка.

Добавки для улучшения тампонажных растворов

Чтобы улучшить эксплуатационные качества раствора,

  1. Хлорид кальция и карбонат натрия ускоряют время схватывания цемента. При добавлении в жидкость получается смесь быстрого схватывания, может применяться при температурных показателях до 65 °С. Для расширительных свойств добавляют до 30% гипсоглиноземистого цемента.
  2. Если добавить гипс, существенно сокращается срок затвердевания, в результате камень с повышенной прочностью формируется спустя 3-4 часа после закачки раствора. Чтобы не допустить застывания в самих бурах, добавляются ингибиторы процесса.
  3. Бентонит повышает начальную подвижность раствора, что особенно важно при его закачке.
  4. Составы с включением глины дополнительно улучшают вязкость материала во время его продавливания, что позволяет обеспечить последующее затвердение раствора с повышением пластической прочности.
  5. Цементно-смолистый состав с добавлением пластических веществ, в основном эпоксидных алифатических смол, применяется, если рядом со скважиной расположены водоносные пласты.
  6. Если требуется закачать раствор на глубину более 100 м, добавляют дизтопливо. Цемент полностью инертен к органическим углеводородам, а раствор становится намного более вязким. Прочность приобретается после того, как углеводороды заменятся водой.
Читайте также:
Теплица для винограда: виды и их особенности

Технология и область применения

Этот вид цемента не участвует в строительстве жилых зданий из-за слишком быстрого застывания. В основном используются такие бетонные блоки в нефтегазовых скважинах. Раствор можно применять для заливки свай в сложных условиях.

Он заливается полностью за счет воды при помощи специальных помп, жидкость добавляется к составу в соотношении 2:1. Затем, когда цемент станет подвижным тестом (это состояние, которое получило название «пульпа»), можно закачивать его в отверстие. После полного затвердевания материал становится монолитным и надежно защищает от грунтовых вод.

Тампонажный цемент в строительстве: что это такое, где применяют, состав, технические характеристики

Тампонажный цемент представляет собой один из видов структурных материалов. Это разновидность портландцемента. Материал предназначен для строительства и возведения различных скважин, например, для добычи природных жидких источников топлива от давления подземных вод.

Состав и особенности

Тампонажный цемент представляет собой вяжущий состав, который почти не имеет отличий от портландцемента. Однако присутствуют повышенные требования к содержанию клинкера. В тампонаже доля клинкера может достигать 100%. Обязательная примесь — до 3,5% молотого гипса.

Чтобы улучшить свойства материала, можно дополнять его различными минеральными элементами, которые в сумме будут составлять не более 12% от общей массы. Должно быть не больше 10% известняка, шлаков — до 20%.

Условия, нормы веществ и предназначение для тампонажного цемента записаны в ГОСТ 1581. Тип веществ определяется процентной долей огнеупорных примесей и остальных компонентов. Рецепт готового цемента может варьироваться в зависимости от производителя.

Особенности тампонажного цемента:

  • мельчайший помол;
  • ускоренный процесс затвердевания;
  • повышенная механическая прочность и жесткость;
  • при разбавлении водой консистенция отличается от таковой у других видов цемента.

К показателю текучести есть повышенные требования в строительных нормах и правилах. Скорость перемещения раствора цемента должна достигать 1,5 м/с при небольших размерах технологических отверстий. Из-за чрезвычайно высокого давления в местах использования такого состава песок, арматура, опалубка, щебень не добавляются. Поэтому вяжущее является единственным компонентом.

Особенности применения такого состава обусловливают высокие требования к нему как к строительному материалу. Он должен понижать оказываемое давление на трубопровод или другую часть, которая подвергается изоляции. Кроме того, тампонажный раствор должен обладать большей скоростью застывания, которая достигается за счет ввода различных добавок во время изготовления.

Особенности тампонажного цемента

Раствор для тампонажных работ приготавливают из цемента со специфическими свойствами. Материал:

  • имеет тонкий помол;
  • затвердевает в короткие сроки, при этом смесь цемента с водой долго сохраняет текучесть, что позволяет ее свободно закачивать;
  • схватывается и затвердевает, несмотря на контакт с водой;
  • совместим с разнообразными добавками.

Монолитная конструкция, выполненная из тампонажного раствора, на протяжении многих лет сохраняет целостность и не теряет прочности благодаря устойчивости к влиянию окружающих сред, в том числе агрессивных.

Основные технические характеристики

Они будут зависеть от типа вяжущего вещества, производителя и наличия или отсутствия добавок.

  1. Механическая прочность спустя 8 часов достигает 2,1-10,3 МПа в зависимости от температуры. Максимальный показатель наблюдается при 60 °С.
  2. Жесткость на изгиб варьируется в диапазоне 0,7-3,5 и зависит от производителя и марки.
  3. Остаточная масса на сите с сетью №0,08 — не более 15%.
  4. Удельная поверхность — не больше 270 м²/кг.
  5. Показатель отделения влаге не должен превышать 10.
  6. Растекаемость под действием влаги варьируется в зависимости от вида. Непластифицированный тампонажный цемент может растекаться со скоростью до 200 мм. Пластифицированный — до 220.
  7. Состав застывает до консистенции 30 за 90 минут и больше.
Читайте также:
Стиральные машины Atlant: ТОП-7 лучших моделей, отзывы, на что смотреть перед покупкой

Все характеристики должны быть приведены в пометке изготовителя вместе с информацией о дате производства. Портландцемент теряет свойства через полгода или под действием воздуха.

Скорость затвердевания будет зависеть от температурных показателей в скважине и процента щелочных веществ в составе. Если температура превышает 60 °С, время застывания может меняться.

Сфера применения

Главным назначением этого портландцемента является тампонирование газовых и нефтяных скважин. Данный процесс представляет заделку раствором свободного пространства между стенками ствола и обсадной трубой, после застывания полученная прослойка обеспечивает надежную защиту от подземных вод или подвижек слоев с разной плотностью. Заполнение может быть частичным или полным, в зависимости от параметров грунта. Слой бетона на их основе также защищает сталь от коррозийных и агрессивных воздействий. В индивидуальном и жилом строительстве использование нецелесообразно, исключение делается лишь при закладке буровых свай под фундаменты в особо сложных условиях. Помимо защиты труб ПЦТ помогает уменьшить глубину скважины, укрепить ее дно или устранить повреждения обсадных колон.

Конкретная марка подбирается исходя из условий эксплуатации и глубины сверления. При бурении скважины на болотистых или песчаных участках, или при закладке их глубже 2 км предпочтение отдается облегченным видам (в этом случае рекомендуется купить ПЦТ-III-об-5-100).

Одним из ключевых ориентиров также служит температура в шахте. Условно все скважины разделятся на холодные и горячие, использование ПЦ в каждом случае должно быть оправданным и целевым.

В отличие от обычного бетона в тампонажные смеси не вводится песок или какой-либо крупный наполнитель, снижающий их текучесть. Чем глубже закладывается скважина, тем выше требования к пластичности. Доля воды достигает 50 % от веса тампонажного цемента, получаемое тесто имеет очень жидкую консистенцию и заливается в зазоры или на дно незамедлительно. Марочный продел прочности на сжатие достигается через 8 часов, на изгиб – 1-2 суток. Качество ПЦТ можно проверить заранее путем просеивания сквозь сито, остаток в решете не должен превышать нормируемую величину.

Цемент чаще всего поставляется россыпью железнодорожным или автомобильным транспортом, или упакованным в биг-бег весом от 1 т и выше, фасовка в мягких бумажных мешках по 50 кг встречается реже. Изготовлением вяжущего, соответствующего требованиям ГОСТ 1581, занимаются многие российские производители, лучшие отзывы имеет продукция УК Востокцемент (ОАО Спасскцемент), ГК Минерал Ресурс, ОАО Сухоложскцемент, Горнозаводскцемент, Холсим (рус), филиал ООО Хайдельбергцемент рус, ООО Дюккерхофф Коркино Цемент и ЗАО Жигулевские Стройматериалы.

Основная линия расположена в Уральском регионе, среди проверенных временем дилеров, предлагающих купить материал по доступным ценам и работающих непосредственно с изготовителями, выделяют фирмы ООО Восток-ПермТехКомплект, Уралметснаб и Стройснаб, ГК Бесто. Оптовые партии обходятся в разы дешевле, ориентировочная стоимость приведена в таблице:

Маркировка Производитель Цена за тонну, рубли
Опт Розница
ПЦТ I-50 Минерал Ресурс 4750 4800
ПЦТ I-100 4900 4950
ПЦТ III-Об 5-50 5430 5490
ПЦТ I-G-CC-1 6200 6250
ПЦТ II -50 ОАО Сухоложскцемент 5200 5500
ПЦТ I-50 ОАО Спасскцемент 5000 5200

Классификация тампонажных цементных смесей

Все требования, которые предъявляются к такому виду цемента, нормированы по ГОСТу. Существует несколько видов цемента в зависимости от характеристик.

Согласно показателям плотности условно выделяют 2 типа:

  1. Облегченный тип — нормальная смесь.
  2. Утяжеленный, содержащий примеси, увеличивающие массу.

В зависимости от температурного режима есть такие типы:

Номенклатурное наименование Диапазон температур, °С
Низкие и нормальные 15-50
Умеренные 51-100
Повышенные 101-150

Виды составов по степени устойчивости веществ к химикатам, которые содержатся в грунтовых водах:

  • без повышенной устойчивости;
  • устойчивые к сульфатам, включающие специальные добавки.


Классификация.

Для некоторых типов выделяют 2 уровня устойчивости к сульфатам: умеренный и повышенный.

По состоянию цементного теста материал разделяют на:

  1. Непластифицированный;
  2. Гидрофобизированный.

Маркировка и ее расшифровка

Каждый вид тампонажного цемента обладает собственным номенклатурным наименованием, которое соответствует свойствам.

Маркировка тампонажа состоит из 5 обозначений:

  1. ПЦТ — тампонажный портландцемент.
  2. Тип вяжущего и пометка об облегченном или утяжеленном составе.
  3. Третье числовое значение соответствует уровню прочности изделия. Этот показатель определяется изготовителем.
  4. Следующее число определяет уровень температур и состояние цементного теста. Например, 150-ПЛ — для работы с повышенными температурами. Пластифицированное тесто.
  5. Последняя пометка — нормативный акт, которому соответствует произведенный продукт.


Маркировка.

Добавки для улучшения тампонажных растворов

Чтобы улучшить эксплуатационные качества раствора, можно использовать дополнительные добавки:

  1. Хлорид кальция и карбонат натрия ускоряют время схватывания цемента. При добавлении в жидкость получается смесь быстрого схватывания, может применяться при температурных показателях до 65 °С. Для расширительных свойств добавляют до 30% гипсоглиноземистого цемента.
  2. Если добавить гипс, существенно сокращается срок затвердевания, в результате камень с повышенной прочностью формируется спустя 3-4 часа после закачки раствора. Чтобы не допустить застывания в самих бурах, добавляются ингибиторы процесса.
  3. Бентонит повышает начальную подвижность раствора, что особенно важно при его закачке.
  4. Составы с включением глины дополнительно улучшают вязкость материала во время его продавливания, что позволяет обеспечить последующее затвердение раствора с повышением пластической прочности.
  5. Цементно-смолистый состав с добавлением пластических веществ, в основном эпоксидных алифатических смол, применяется, если рядом со скважиной расположены водоносные пласты.
  6. Если требуется закачать раствор на глубину более 100 м, добавляют дизтопливо. Цемент полностью инертен к органическим углеводородам, а раствор становится намного более вязким. Прочность приобретается после того, как углеводороды заменятся водой.
Читайте также:
Хранение вещей в маленькой квартире: рекомендации, идеи

Рекомендации специалистов

Цементируется скважина только раствором с тщательно подобранным составом, который будет зависеть от структуры грунтовых слоев. Для того чтобы более плотно была произведена цементация затрубного пространства, необходимо применять увеличивающийся в объеме раствор. Если скважина обустроена в толще пористой горной структуры, то при ее цементировании нельзя использовать обычный цементный раствор, так как он станет поступать в толщу геологической структуры, и это станет причиной большого перерасхода материала. По этой причине, если при предварительном геологическом обследовании были обнаружены пористые слои грунта, следует использовать смесь, которая имеет в составе волокнистый наполнитель на базе тростника, асбеста, бумаги и иных материалов волокнистого типа.

Схема заканчивания скважины открытым забоем.

Обычную цементно-песчаную смесь необходимо применять в случае обнаружения глинистой почвы, которая способна гарантировать надежное сцепление. Кроме того, жидкая смесь позволяет выполнить разобщение слоев грунта, то есть организуется хорошая межпочвенная герметизация.

Подготовительный этап цементирования должен предполагать не только выбор метода заполнения затрубного пространства и состава смеси, но и подготовку оборудования, что предусматривает проверку наибольшего рабочего давления и производительности подачи смеси.

Необходимо произвести качественную промывку скважины и самого затрубного пространства обычной водой, что позволит очистить пространство от буровых остатков почвы. Если пренебречь этим этапом, то это может стать причиной недостаточного заполнения смесью нужного пространства. В дальнейшем это приведет к перемещению почвы и повреждению обсадной трубы.

При подготовке тампонажной смеси следует обязательно добавить в нее коррекционные составляющие, которые станут регулировать пластичные характеристики смеси и сроки ее схватывания, так как процесс заполнения затрубного пространства предполагает трату значительного времени.

Технология и область применения

Этот вид цемента не участвует в строительстве жилых зданий из-за слишком быстрого застывания. В основном используются такие бетонные блоки в нефтегазовых скважинах. Раствор можно применять для заливки свай в сложных условиях.

Он заливается полностью за счет воды при помощи специальных помп, жидкость добавляется к составу в соотношении 2:1. Затем, когда цемент станет подвижным тестом (это состояние, которое получило название «пульпа»), можно закачивать его в отверстие. После полного затвердевания материал становится монолитным и надежно защищает от грунтовых вод.

Ликвидация скважин разного назначения

Правила ликвидационного тампонажа скважин различного назначения предполагают использование разных методик. Например, если скважина оказалась сухой, то ее можно залить глинистым раствором или забросать глиной на всю глубину. Инженерно-геологические, гидрогеологические, картировочные и геолого-поисковые скважины, которые уже выполнили свое назначение, а также не дали положительных результатов, могут быть ликвидированы методом извлечения обсадных труб.

Если после завершения работ осуществить такие манипуляции нет возможности, то ствол скважины следует засыпать чистым песком, а вышележащую часть забросать глиной, залить глинистым или цементным раствором. Ликвидационный тампонаж скважин различного назначения в этом случае предполагает соблюдение требований органов санитарно-эпидемиологической службы.

Согласно им, тампонированию подлежат скважины и выработки, которые существуют довольно длительно. Они могут бездействовать, оказаться заилены или засорены. В этом случае промывка может осуществляться глинистым раствором или водой с помощью бурильного инструмента. Затем скважина заливается хлорированной водой, объем которой должен быть равен тройному объему ствола скважины.

Если водозабор находится в пределах водоносного слоя, то его следует засыпать чистым песком, объем которого должен быть равен объему ствола скважины в пределах водоносного слоя. Верхняя часть заливается глинистым раствором, забрасывается глиной и трамбуется, в качестве альтернативного решения может использоваться цементный раствор.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: