RU2726086C1 - Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation - Google Patents

Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2726086C1
RU2726086C1 RU2019141745A RU2019141745A RU2726086C1 RU 2726086 C1 RU2726086 C1 RU 2726086C1 RU 2019141745 A RU2019141745 A RU 2019141745A RU 2019141745 A RU2019141745 A RU 2019141745A RU 2726086 C1 RU2726086 C1 RU 2726086C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
hose
waterproofing
annular space
grouting
Prior art date
Application number
RU2019141745A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Владимирович Глухов
Сергей Иванович Ермоленко
Александр Георгиевич Иванов
Дмитрий Александрович Иванов
Original Assignee
Андрей Владимирович Глухов
Сергей Иванович Ермоленко
Александр Георгиевич Иванов
Дмитрий Александрович Иванов
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Андрей Владимирович Глухов, Сергей Иванович Ермоленко, Александр Георгиевич Иванов, Дмитрий Александрович Иванов filed Critical Андрей Владимирович Глухов
Priority to RU2019141745A priority Critical patent/RU2726086C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2726086C1 publication Critical patent/RU2726086C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/50Compositions for plastering borehole walls, i.e. compositions for temporary consolidation of borehole walls
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B33/00Sealing or packing boreholes or wells
    • E21B33/10Sealing or packing boreholes or wells in the borehole
    • E21B33/13Methods or devices for cementing, for plugging holes, crevices or the like
    • E21B33/138Plastering the borehole wall; Injecting into the formation

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)

Abstract

FIELD: mining.SUBSTANCE: group of inventions relates to mining and can be used in construction and repair of wells for various purpose. Method of waterproofing of annular space consists in that a hose is pumped into the annular space between the well wall and the casing pipe and a backfill mixture is pumped through the hose. For pumping two-channel hose with mixing chamber is used at the end, in process of pumping hose is lifted with rate of rise of level of formed material of waterproofing in annular space. When pumping into one channel of hose one component of grouting mixture is supplied – mixture of fly ash and water in weight ratio of 1:1 to 1.6:1, and another channel is supplied with another component of plugging mixture – hydroactive polyurethane resin, with following ratio of components, wt%: mixture of fly ash and water 88–94, hydroactive polyurethane resin 6–12.EFFECT: improved quality and reduced duration of waterproofing of annular space and reduced consumption of grouting mixture and reduced fire hazard.6 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при сооружении и ремонте скважин различного целевого назначения.The invention relates to mining and can be used in the construction and repair of wells for various purposes.

Известен способ гидроизоляции заколонного пространства скважин цементным раствором с использованием цементосмесительных машин и цементировочных агрегатов по схеме одноступенчатого цементирования, включающий закачивание в обсадную колонну цементного раствора, герметизацию колонны цементировочной головкой с установленной в ней разделительной пробкой, продавливание цементного раствора этой пробкой до постановки ее на упорное кольцо, установленное выше нижнего конца обсадных труб, ожидание затвердевания цементного раствора и разбуривание разделительной пробки и столба цементного раствора внутри нижнего участка обсадной колонны [Калинин А.Г., Ошкордин О.В., Питерский В.М., Соловьев Н.В. Разведочное бурение: Учеб. Для вузов. - М. ООО «Недра-Бизнесцентр», 2000, стр. 587]. Недостатки известного способа заключаются в низком качестве гидроизоляции из-за смешивания цементного раствора с буровой жидкостью в заколонном пространстве, что приводит к изменению состава цементного раствора по сравнению с исходным и ухудшению вследствие этого параметров отвержденного материала, а также в длительности выполнения работ из-за длительного - не менее 24 часов - ожидания окончания затвердевания цементного раствора.A known method of waterproofing the annulus of a well with cement using cement mixing machines and cementing units according to a one-stage cementing scheme, including pumping cement mortar into the casing, sealing the column with a cement head with a separation plug installed in it, forcing the cement mortar through this plug until it is put on the ring installed above the lower end of the casing, waiting for the cement to solidify and drill the separation plug and the cement column inside the lower section of the casing [Kalinin A.G., Oshkordin O.V., Pitersky V.M., Soloviev N.V. Exploratory Drilling: Textbook. For universities. - M. LLC Nedra-Business Center, 2000, p. 587]. The disadvantages of this method are the low quality of waterproofing due to mixing of the cement with drilling fluid in the annulus, which leads to a change in the composition of the cement compared to the original and the deterioration of the parameters of the cured material, as well as the duration of the work due to the long - at least 24 hours - waiting for the completion of the hardening of the cement mortar.

Наиболее близким к предложенному способу является способ гидроизоляции заколонного пространства, выполняемый путем спуска заливочных трубок в заколонное пространство обсадной колонны, по которым в заданный интервал подается материал гидроизоляции, в качестве которого применяется цементный раствор [Сергиенко И.А., Мосев А.Ф., Бочко Э.А., Пименов М.К. Бурение и оборудование геотехнологических скважин. М.: Недра, 1984, стр. 107-108]. При этом в качестве заливочных трубок может применяться полиэтиленовый шланг, закрепленный на обсадных трубах и спускаемый в скважину одновременно вместе с ними. Данный способ принят за прототип предложенного способа.Closest to the proposed method is a method of waterproofing annular space, performed by lowering the filling tubes into the annular space of the casing, through which a waterproofing material is supplied at a predetermined interval, which is cement mortar [Sergienko I.A., Mosev A.F., Bochko E.A., Pimenov M.K. Drilling and equipment of geotechnological wells. M .: Nedra, 1984, pp. 107-108]. At the same time, a polyethylene hose fixed to the casing and lowered into the well simultaneously with them can be used as filling pipes. This method is adopted as a prototype of the proposed method.

Недостатки известного способа заключаются в сложности операции совместного спуска обсадных труб и полиэтиленового шланга, возможности повреждения его при спуске и неизвлекаемости после окончания работ по гидроизоляции, низком качестве гидроизоляции цементным раствором из-за низкой скорости подачи раствора по сравнению со скоростью подачи по бурильным трубам, в которых создаются высокие давления и скорости его подачи. При высоких скоростях подачи в полиэтиленовом шланге создаются разрушающие давления.The disadvantages of this method are the complexity of the joint descent of casing pipes and a polyethylene hose, the possibility of damage during descent and non-recovery after completion of waterproofing, low quality of waterproofing with cement mortar due to the low feed rate of the mortar compared to the feed rate of the drill pipe, which creates high pressures and feed rates. At high feed rates, destructive pressures are created in the polyethylene hose.

Известен тампонажный состав для локальной герметизации затрубного и межколонного пространства, который содержит углеводородный растворитель из ряда С316 - 50-25 мас. ч., аминоспирт из ряда С24 - 2,5-5,5 мас. ч., нейтральный мелкодисперсный порошок - 6-9 мас. ч., воду - 3-5 мас. ч., а также уретановый полимер - полиуретановый клей марки ВИЛАД-17 - 30-60 мас. ч. (RU 2132448 С1, 27.06.1999). Данный состав принят за прототип предложенного состава.Known grouting composition for local sealing of the annulus and annulus, which contains a hydrocarbon solvent from the range of C 3 -C 16 - 50-25 wt. hours, amino alcohol from the range of C 2 -C 4 - 2.5-5.5 wt. hours, neutral fine powder - 6-9 wt. hours, water - 3-5 wt. hours, as well as urethane polymer - polyurethane adhesive brand VILAD-17 - 30-60 wt. h. (RU 2132448 C1, 06/27/1999). This composition is taken as a prototype of the proposed composition.

Недостатком данного состава является наличие в нем пожароопасных компонентов - углеводородного растворителя и аминоспирта, а также большая длительность процесса закачки данного состава и большой его расход для обеспечения гидроизоляции, обусловленные тем, что при его закачке в скважину не происходит увеличения объема материала.The disadvantage of this composition is the presence of fire hazardous components in it - a hydrocarbon solvent and amino alcohol, as well as the long duration of the injection process of this composition and its high consumption to ensure waterproofing, due to the fact that when it is pumped into the well, there is no increase in the volume of material.

Технической проблемой, решаемой изобретением, является повышение качества и снижение продолжительности гидроизоляции заколонного пространства и снижение расхода тампонажной смеси и снижение ее пожароопасности.The technical problem solved by the invention is to improve the quality and decrease the duration of waterproofing annular space and reduce the consumption of grouting mixture and reduce its fire hazard.

Техническая проблема решается составом тампонажной смеси для гидроизоляции заколонного пространства, содержащим два компонента, один из которых представляет собой смесь золы-уноса и воды в массовом соотношении от 1:1 до 1,6:1 и другой - гидроактивную полиуретановую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical problem is solved by the composition of the grouting mixture for waterproofing the annulus, containing two components, one of which is a mixture of fly ash and water in a mass ratio of 1: 1 to 1.6: 1 and the other is a hydroactive polyurethane resin, in the following ratio of components wt. %:

смесь золы-уноса и водыa mixture of fly ash and water 88-9488-94 гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 6-126-12

Техническая проблема решается также способом гидроизоляции заколонного пространства, заключающимся в том, что спускают в заколонное пространство между стенкой скважины и обсадной трубой шланг, закачивают через шланг тампонажную смесь, при этом, согласно изобретению, для закачки используют двухканальный шланг со смесительной камерой на конце, в процессе закачки поднимают шланг со скоростью подъема уровня образующегося материала гидроизоляции в заколонном пространстве, при закачке в один канал шланга подают один компонент тампонажной смеси - смесь золы-уноса и воды в массовом соотношении от 1:1 до 1:6, а в другой канал подают другой компонент тампонажной смеси - гидроактивную полиуретановую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас. %:The technical problem is also solved by the annular space waterproofing method, which consists in the fact that the hose is lowered into the annular space between the borehole wall and the casing, the grout mixture is pumped through the hose, and according to the invention, a two-channel hose with a mixing chamber at the end during the injection process, the hose is raised at a rate of rise of the level of the resulting waterproofing material in the annulus; when injected, one component of the grouting mixture is fed into one hose channel - a mixture of fly ash and water in a weight ratio of 1: 1 to 1: 6, and is fed into another channel another component of the grouting mixture is a hydroactive polyurethane resin, in the following ratio of components, wt. %:

смесь золы-уноса и водыa mixture of fly ash and water 88-9488-94 гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 6-126-12

Кроме того, решению технической проблемы способствует то, что используют смесительную камеру с выходными отверстиями, обеспечивающими выход расходящихся струй вверх под острым углом к вертикали при спуске и подъеме шланга, спуск шланга осуществляют при подаче в него сжатого воздуха, который при выходе из отверстий образует реактивные струи с обеспечением вертикальности шланга при его спуске, а при закачке компонентов тампонажная смесь при выходе из отверстий также образует реактивные струи с обеспечением вертикальности шланга при его подъеме.In addition, the solution to the technical problem is facilitated by the use of a mixing chamber with outlet openings that allow the diverging jets to exit upward at an acute angle to the vertical when lowering and raising the hose, the hose is lowered by supplying compressed air to it, which forms reactive air when leaving the holes jets to ensure the verticality of the hose during its descent, and when components are pumped in, the grouting mixture at the exit from the holes also forms jet jets to ensure the verticality of the hose when it is raised.

Кроме того, целесообразно закачку тампонажной смеси в скважину осуществлять до глубины Нп=Нвг/(1,2÷1,6), где:In addition, it is advisable to pump the cement mixture into the well to a depth of Нп = Нвг / (1,2 ÷ 1,6), where:

Нп - глубина, на которой прекращают закачку тампонажной смеси;Np - the depth at which the injection of cement mixture is stopped;

Нвг - глубина, на которой должна находиться верхняя граница материала гидроизоляции, образуемого тампонажной смесью после ее расширения;Нвг - the depth at which the upper boundary of the waterproofing material formed by the grouting mixture after its expansion should be;

1,2÷1,6 - коэффициент увеличения объема материала гидроизоляции по сравнению с исходным суммарным объемом компонентов тампонажной смеси.1.2 ÷ 1.6 is the coefficient of increase in the volume of waterproofing material compared to the initial total volume of the components of the grouting mixture.

В одном варианте реализации способа закачку тампонажной смеси осуществляют непрерывно с образованием в заколонном пространстве сплошной гидроизоляции.In one embodiment of the method, the injection of grouting mixture is carried out continuously with the formation of continuous waterproofing in the annular space.

В другом варианте реализации способа закачку тампонажной смеси осуществляют порционно с образованием в заколонном пространстве поясов гидроизоляции.In another embodiment of the method, the grouting mixture is injected portionwise with the formation of waterproofing belts in the annular space.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в обеспечении получения расширяющегося быстросхватывающегося безусадочного после окончания протекания реакции вспенивания многокомпонентного негорючего материала гидроизоляции с мелкоячеистой закрытой пористой структурой, устойчивой к воздействию агрессивных растворов в диапазоне рН=2-12, а также в обеспечении возможности увеличения скорости подачи тампонажного раствора через шланг вследствие более высокой его текучести по сравнению с цементным раствором.The technical result achieved by the invention is to provide an expanding quick-setting non-shrinking after the completion of the foaming reaction of a multicomponent non-combustible waterproofing material with a finely meshed closed porous structure, resistant to aggressive solutions in the pH range of 2-12, and also to provide the possibility of increasing the flow rate of grouting mortar through the hose due to its higher fluidity compared to cement mortar.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации предлагаемого способа.In FIG. 1 shows a schematic diagram of the implementation of the proposed method.

На фиг. 2 показана конструкция двухканального грузонесущего шланга, поперечное сечение.In FIG. 2 shows the construction of a two-channel load-carrying hose, cross section.

На фиг. 3 показана смесительная камера, закрепленная на конце шланга.In FIG. 3 shows a mixing chamber mounted on the end of a hose.

На фиг. 4 показан вариант выполнения нижней части смесительной камеры.In FIG. 4 shows an embodiment of the lower part of the mixing chamber.

Схема реализации предлагаемого способа (фиг. 1) включает следующее оборудование. В скважину 1 с обсадной колонной 2 спускается двухканальный грузонесущий шланг 3 с размещенной на нижнем конце цилиндрической смесительной камерой 4. На поверхности установлена емкость 5, в которой производится перемешивание элементов компонента I тампонажной смеси: золы-уноса и воды. Компонент II тампонажной смеси размещается в емкости 6. Всасывающие магистрали емкостей 5 и 6 снабжены запорно-регулировочными устройствами 7 и 8 и нагнетательными насосами 9 и 10. Двухканальный грузонесущий шланг 3 размещен на барабане лебедки 11 с регулируемым электроприводом. Ввод нагнетательных магистралей для компонентов I и II и соединение со шлангом выполнено в оси 12 вращения лебедки. Для обеспечения вертикального спуска грузонесущего шланга 3 со смесительной камерой 4 в состав необходимого для реализации способа оборудования входит компрессорная станция 13 с нагнетательным воздуховодом, подведенным к оси 12 вращения лебедки, подключенным к каналам подачи в скважину компонентов I и II и снабженным запорным устройством 14.The implementation scheme of the proposed method (Fig. 1) includes the following equipment. A two-channel load-carrying hose 3 with a cylindrical mixing chamber 4 located at the lower end is lowered into a well 1 with a casing 2. A container 5 is installed on the surface, in which elements of the cement slurry component I are mixed: fly ash and water. Component II of the cement mixture is placed in the tank 6. The suction lines of containers 5 and 6 are equipped with shut-off and control devices 7 and 8 and pressure pumps 9 and 10. A two-channel load-carrying hose 3 is placed on the winch drum 11 with an adjustable electric drive. The input of the delivery lines for components I and II and the connection with the hose are made in the axis of rotation of the winch 12. To ensure vertical descent of the load-carrying hose 3 with the mixing chamber 4, the equipment necessary for the implementation of the method includes a compressor station 13 with a discharge duct connected to the winch rotation axis 12, connected to the supply channels to the well of components I and II and equipped with a shut-off device 14.

Грузонесущий шланг 3 (фиг. 2) состоит из армированного гидроканала 15 большого диаметра и армированного гидроканала 16 малого диаметра, помещенных оболочку 17 из полиэтилена низкого давления.The load-carrying hose 3 (Fig. 2) consists of a reinforced hydrochannel 15 of large diameter and a reinforced hydrochannel 16 of small diameter, placed a sheath 17 of low pressure polyethylene.

Смесительная камера 4 (фиг. 3) состоит из цилиндрического корпуса 18, имеющего в верхней части корпуса штуцер 19 большого диаметра для подачи компонента I и штуцер 20 малого диаметра для подачи компонента II, и наконечника 21 с отверстиями 22. Внутри корпуса 18 расположены разнонаправленно ориентированные лопасти 23, изменяющие направления потока 24 для обеспечения смешивания компонентов I и II. Отверстия 22 направлены вверх таким образом, что поток выходит из них под острым углом к оси скважины для создания реактивной силы при спуске шланга 3 в скважину 1 и поддержания его прямолинейной формы при выполнении работ. На фиг. 4 показан вариант выполнения нижней части смесительной камеры 4 с отверстиями 22. При спуске камеры 4 в скважину резиновое кольцо 25 отжимается (положение I) в стороны, и поток выходит из отверстий 22 под острым углом к оси смесительной камеры 4. при подъеме камеры 4 резиновое кольцо сжимается (положение II) и отверстия 22 закрываются. Возможны другие выполнения нижней части камеры 4 с отверстиями 22.The mixing chamber 4 (Fig. 3) consists of a cylindrical body 18 having a large diameter fitting 19 for supplying component I in the upper part of the housing and a small diameter fitting 20 for supplying component II, and a tip 21 with holes 22. Inside the housing 18 are multidirectionally oriented blades 23, changing the direction of flow 24 to ensure mixing of components I and II. The holes 22 are directed upward so that the flow exits from them at an acute angle to the axis of the well to create reactive force when lowering the hose 3 into the well 1 and to maintain its rectilinear shape when performing work. In FIG. 4 shows an embodiment of the lower part of the mixing chamber 4 with holes 22. When lowering the chamber 4 into the well, the rubber ring 25 is squeezed (position I) to the sides, and the flow exits the holes 22 at an acute angle to the axis of the mixing chamber 4. When lifting the chamber 4, the rubber the ring is compressed (position II) and the holes 22 are closed. Other embodiments of the lower part of the chamber 4 with holes 22 are possible.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом (фиг. 1). В пробуренный до проектной отметки ствол скважины 1 спускается до конечной глубины обсадная колонна 2. После спуска обсадной колонны 2 до конечной глубины и выполнения необходимых геофизических исследований в скважину 1 спускается двухканальный грузонесущий шланг 3 с цилиндрической смесительной камерой 4. Спуск производится с продувкой каналов 15 и 16 шланга 4 (фиг. 2) сжатым воздухом для обеспечения вертикальности шланга 4 в заколонном пространстве за счет реактивной струи, вытекающей из отверстий 22 наконечника 21 смесительной камеры 4 (фиг. 3), и для сохранения внутренних поверхностей шланга 4 в сухом состоянии. Параллельно в емкости 5 для компонента I готовится смесь золы-уноса и воды в соотношении от 1:1 до 1,6:1, а емкость 6 для компонента II заполняется однокомпонентной гидрофильной гидроактивной полиуретановой смолой. После спуска цилиндрической смесительной камеры 4 на расчетную глубину включаются насосы 9 и 10 подачи к смесительной камере 4 компонентов I и II и далее в заколонное пространство смеси этих компонентов для формирования в заколонном пространстве композитного материала. Подача компонентов I и II производится в соотношении (88÷94)%:(6÷12%). Процесс подачи компонентов сопровождается подъемом шланга 4 в соответствии с зависимостью (1). Поданная в заколонное пространство смесь вступает в реакцию с образованием и набором прочности в течение не более 5 минут расширяющегося безусадочного после окончания реакции вспенивания 3-компонентного композитного материала.The proposed method is implemented as follows (Fig. 1). Casing 2 is lowered to the final depth drilled to the design mark. After the casing 2 is lowered to the final depth and the necessary geophysical surveys are carried out, the two-channel load-carrying hose 3 with the cylindrical mixing chamber 4 is lowered. The channels 15 and 8 are purged. 16 of the hose 4 (Fig. 2) with compressed air to ensure the verticality of the hose 4 in the annular space due to the jet stream flowing out of the holes 22 of the tip 21 of the mixing chamber 4 (Fig. 3), and to keep the inner surfaces of the hose 4 in a dry state. In parallel, in the container 5 for component I, a mixture of fly ash and water is prepared in a ratio of 1: 1 to 1.6: 1, and the container 6 for component II is filled with a one-component hydrophilic hydroactive polyurethane resin. After the descent of the cylindrical mixing chamber 4 to the calculated depth, the pumps 9 and 10 are turned on to feed the mixing chamber 4 of components I and II and then into the annular space of a mixture of these components to form a composite material in the annular space. The supply of components I and II is carried out in the ratio (88 ÷ 94)% :( 6 ÷ 12%). The process of supplying components is accompanied by a rise in the hose 4 in accordance with the dependence (1). The mixture fed into the annular space reacts with the formation and set of strength for no more than 5 minutes expanding non-shrinking after the end of the foaming reaction of the 3-component composite material.

Процесс закачки тампонажной смеси сопровождается подъемом шланга 3, при этом скорость его подъема зависит от режима подачи компонентов и объема заколонного пространства и выражается следующим соотношением:The injection process of the grouting mixture is accompanied by the rise of the hose 3, while the speed of its rise depends on the feed mode of the components and the volume of annular space and is expressed by the following ratio:

Figure 00000001
Figure 00000001

где: V - скорость подъема шланга, м/мин;where: V - hose lifting speed, m / min;

Q - суммарная объемная подача компонентов I и II композитного материала, м3/мин;Q is the total volumetric feed of components I and II of the composite material, m 3 / min;

S - площадь кольцевого зазора между стенками скважины и обсадными трубами, м2;S is the area of the annular gap between the walls of the well and the casing, m 2 ;

1,2÷1,6 - коэффициент увеличения объема композитного материала по сравнению с исходным суммарным объемом компонентов I и II, зависит от величины интервала гидроизоляции и определяется опытным путем.1.2 ÷ 1.6 - the coefficient of increase in the volume of the composite material compared to the initial total volume of components I and II, depends on the size of the waterproofing interval and is determined empirically.

Рассчитанная таким образом скорость подъема шланга соответствует скорости подъема уровня закачиваемой тампонажной смеси.The hose lifting speed calculated in this way corresponds to the lifting speed of the injected grouting mixture.

Подача компонентов производится до глубины, определяемой по зависимости:The components are supplied to a depth determined by the dependence:

Figure 00000002
Figure 00000002

где: Нп - глубина прекращения подачи компонентов I и II в скважину 1,where: NP - the depth of the termination of the supply of components I and II into the well 1,

м;m;

Нвг - требуемая глубина верхней границы материала гидроизоляции в заколонном пространстве, м;Нвг - the required depth of the upper boundary of the waterproofing material in the annulus, m;

1,2÷1,6 - коэффициент увеличения объема композитного материала по сравнению с исходным суммарным объемом компонентов I и II, зависит от величины интервала гидроизоляции и определяется опытным путем.1.2 ÷ 1.6 - the coefficient of increase in the volume of the composite material compared to the initial total volume of components I and II, depends on the size of the waterproofing interval and is determined empirically.

Возможны два варианта реализации предложенного способа. Согласно первому варианту закачка тампонажной смеси ведется непрерывно с образованием сплошной гидроизоляции заколонного пространства.There are two options for implementing the proposed method. According to the first variant, the cement mixture is injected continuously with the formation of continuous waterproofing annular space.

Согласно второму варианту подача тампонажной смеси производится порционно с образованием в заколонном пространстве поясов гидроизоляции из композитного материала по общему интервалу гидроизоляции.According to the second variant, the grouting mixture is supplied portionwise with the formation in the annular space of the waterproofing belts of composite material over the total waterproofing interval.

Способ осуществлялся с использованием следующих соотношений компонентов I и II.The method was carried out using the following ratios of components I and II.

Состав 1:Composition 1:

смесь золы-уноса и воды (1:1)a mixture of fly ash and water (1: 1) 88 мас. %88 wt. % гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 12 мас. %12 wt. %

Состав 2:Composition 2:

смесь золы-уноса и воды (1,3:1)a mixture of fly ash and water (1.3: 1) 91 мас. %91 wt. % гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 9 мас. %9 wt. %

Состав 3:Composition 3:

смесь золы-уноса и воды (1,6:1)a mixture of fly ash and water (1.6: 1) 94 мас. %94 wt. % гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 6 мас. %6 wt. %

Все вышеуказанные составы обеспечивали образование в заколонном пространстве расширяющегося безусадочного после окончания реакции вспенивания композитного материала, негорючего, имеющего мелкоячеистую структуру с закрытым поровым пространством, устойчивого к воздействию агрессивных растворов в диапазоне рН=2-12, плотностью 0,9-0,95 г/см3, с растяжением не менее 120%, механической прочностью 0,3-0,5 МПа, твердостью по прибору Шора в водонасыщенном состоянии 20-25 и в воздушно-сухом состоянии 65-70, имеющего объем не менее чем в 1,6 раза больший по сравнению с исходным суммарным объемом компонентов I и II.All of the above compositions provided for the formation in the annular space of expanding non-shrinking after the end of the foaming reaction composite material, non-combustible, having a fine-meshed structure with a closed pore space, resistant to aggressive solutions in the pH range of 2-12, with a density of 0.9-0.95 g / cm 3 , with a tensile strength of at least 120%, mechanical strength of 0.3-0.5 MPa, a Shore instrument hardness of 20-25 in the water-saturated state and 65-70 in the air-dry state, having a volume of not less than 1.6 times larger than the initial total volume of components I and II.

Предложенное изобретение обеспечивает высокое качество гидроизоляции заколонного пространства за счет подачи компонентов гидроизоляционного материала непосредственно в каждую точку подлежащего гидроизоляции интервала и сокращением времени затвердевания поданного в заколонное пространство материала, причем скорость протекания отверждения каждой порции материала не превышает 5 минут после смешивания компонентов, а реакция вспенивания и отверждения производится одновременно с подачей следующих порций компонентов конечного материала гидроизоляции.The proposed invention provides high quality annular space waterproofing by feeding components of the waterproofing material directly to each point of the interval to be waterproofed and by reducing the solidification time of the material fed into the annular space, the curing rate of each portion of the material not exceeding 5 minutes after mixing the components, and the foaming reaction curing is carried out simultaneously with the supply of the following portions of the components of the final waterproofing material.

Claims (11)

1. Состав тампонажной смеси для гидроизоляции заколонного пространства, содержащий два компонента, один из которых представляет собой смесь золы-уноса и воды в массовом соотношении от 1:1 до 1,6:1 и другой - гидроактивную полиуретановую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас. %:1. The composition of the grouting mixture for waterproofing the annulus, containing two components, one of which is a mixture of fly ash and water in a mass ratio of 1: 1 to 1.6: 1 and the other is a hydroactive polyurethane resin, in the following ratio of components, wt. %: смесь золы-уноса и водыa mixture of fly ash and water 88-9488-94 гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 6-126-12
2. Способ гидроизоляции заколонного пространства, заключающийся в том, что спускают в заколонное пространство между стенкой скважины и обсадной трубой шланг, закачивают через шланг тампонажную смесь, отличающийся тем, что для закачки используют двухканальный шланг со смесительной камерой на конце, в процессе закачки поднимают шланг со скоростью подъема уровня образующегося материала гидроизоляции в заколонном пространстве, при закачке в один канал шланга подают один компонент тампонажной смеси - смесь золы-уноса и воды в массовом соотношении от 1:1 до 1:6, а в другой канал подают другой компонент тампонажной смеси - гидроактивную полиуретановую смолу, при следующем соотношении компонентов, мас. %:2. A method of waterproofing annular space, namely, that the hose is lowered into the annular space between the borehole wall and the casing, grouting mixture is pumped through the hose, characterized in that a two-channel hose with a mixing chamber at the end is used for injection, the hose is raised during the injection process with the rate of rise of the level of the resulting waterproofing material in the annulus, when injected into one hose channel, one component of the grouting mixture is fed - a mixture of fly ash and water in a weight ratio of 1: 1 to 1: 6, and another component of the grouting mixture is fed into the other channel - hydroactive polyurethane resin, in the following ratio of components, wt. %: смесь золы-уноса и водыa mixture of fly ash and water 88-9488-94 гидроактивная полиуретановая смолаhydroactive polyurethane resin 6-126-12
3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что используют смесительную камеру с выходными отверстиями, направленными вверх при спуске и подъеме шланга, спуск шланга осуществляют при подаче в него сжатого воздуха, который при выходе из отверстий образует реактивные струи с обеспечением вертикальности шланга при его спуске, а при закачке компонентов тампонажная смесь при выходе из отверстий также образует реактивные струи с обеспечением вертикальности шланга при его подъеме.3. The method according to p. 2, characterized in that a mixing chamber is used with outlet openings directed upward when lowering and raising the hose, the hose is lowered by supplying compressed air to it, which forms jet jets when leaving the openings, ensuring the verticality of the hose when its descent, and when components are pumped in, the grouting mixture at the exit from the holes also forms jet streams with ensuring the verticality of the hose when it is raised. 4. Способ по п. 2, отличающийся тем, что закачку тампонажной смеси в скважину осуществляют до глубины Нп=Нвг/(1,2÷1,6), где:4. The method according to p. 2, characterized in that the grouting mixture is injected into the well to a depth of Hp = Nvg / (1.2 ÷ 1.6), where: Нп - глубина, на которой прекращают закачку тампонажной смеси;Np - the depth at which the injection of cement mixture is stopped; Нвг - глубина, на которой должна находиться верхняя граница материала гидроизоляции, образуемого тампонажной смесью после ее расширения;Нвг - the depth at which the upper boundary of the waterproofing material formed by the grouting mixture after its expansion should be; 1,2÷1,6 - коэффициент увеличения объема материала гидроизоляции по сравнению с исходным суммарным объемом компонентов тампонажной смеси.1.2 ÷ 1.6 is the coefficient of increase in the volume of waterproofing material compared to the initial total volume of the components of the grouting mixture. 5. Способ по п. 2, отличающийся тем, что закачку тампонажной смеси осуществляют непрерывно с образованием в заколонном пространстве сплошной гидроизоляции.5. The method according to p. 2, characterized in that the injection of the cement mixture is carried out continuously with the formation in the annular space of a continuous waterproofing. 6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что закачку тампонажной смеси осуществляют порционно с образованием в заколонном пространстве поясов гидроизоляции.6. The method according to p. 2, characterized in that the cement mixture is injected portionwise with the formation of annular waterproofing belts in the annular space.
RU2019141745A 2019-12-16 2019-12-16 Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation RU2726086C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141745A RU2726086C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141745A RU2726086C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2726086C1 true RU2726086C1 (en) 2020-07-09

Family

ID=71510526

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141745A RU2726086C1 (en) 2019-12-16 2019-12-16 Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2726086C1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU883336A1 (en) * 1980-01-30 1981-11-25 Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Plugging composition
DE3033266A1 (en) * 1980-09-04 1982-04-01 Rolf Hebben GmbH, 4630 Bochum Foaming polyurethane pump for underground rock injection - where two reagents are fed equally by rigidly coupled twin pistons
FR2689562A1 (en) * 1992-04-01 1993-10-08 Inst Francais Du Petrole Plugging well filled with fluid - by injecting soln. off polymerisation material with adjustment of bulk wt., viscosity and solidification rate of soln.
RU2132448C1 (en) * 1997-07-30 1999-06-27 Предприятие "Кубаньгазпром" Plugging compound for producing wells
RU2445203C1 (en) * 2010-08-09 2012-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Стромнефтемаш" Oil or gas well cementing plant
RU2015155288A (en) * 2013-05-24 2017-06-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. METHODS FOR CONSERVATION OF LAYER DIVISIONS IN THE UNDERGROUND WELL
CN110482968A (en) * 2019-09-30 2019-11-22 中煤第一建设有限公司 One kind being used for the working extended slurry of freeze-wellboring

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU883336A1 (en) * 1980-01-30 1981-11-25 Карагандинский Ордена Трудового Красного Знамени Политехнический Институт Plugging composition
DE3033266A1 (en) * 1980-09-04 1982-04-01 Rolf Hebben GmbH, 4630 Bochum Foaming polyurethane pump for underground rock injection - where two reagents are fed equally by rigidly coupled twin pistons
FR2689562A1 (en) * 1992-04-01 1993-10-08 Inst Francais Du Petrole Plugging well filled with fluid - by injecting soln. off polymerisation material with adjustment of bulk wt., viscosity and solidification rate of soln.
RU2132448C1 (en) * 1997-07-30 1999-06-27 Предприятие "Кубаньгазпром" Plugging compound for producing wells
RU2445203C1 (en) * 2010-08-09 2012-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Стромнефтемаш" Oil or gas well cementing plant
RU2015155288A (en) * 2013-05-24 2017-06-30 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. METHODS FOR CONSERVATION OF LAYER DIVISIONS IN THE UNDERGROUND WELL
CN110482968A (en) * 2019-09-30 2019-11-22 中煤第一建设有限公司 One kind being used for the working extended slurry of freeze-wellboring

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
СЕРГИЕНКО И.А., Мосев А.Ф. и др. Бурение и оборудование геотехнологических скважин. М.: Недра, 1984, с. 107-108. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4422805A (en) Method of grouting offshore structures
US3878687A (en) Grouting of offshore structures
CN103993863B (en) The non-mixed phase air water of low-permeability oil deposit is handed over note fluctuation step-down augmented injection device and method
CN109798140B (en) Splitting grouting reinforcement support method for kilometer deep well soft rock
US20240093607A1 (en) Plug for a Void, System and Method
US3832857A (en) Pressure grouting
RU2726086C1 (en) Method of waterproofing well annular space and composition of grouting mixture for its implementation
KR100656142B1 (en) The foundation grouting construction method of having used foundation digging and the equipment for grout material and this
CN111254923B (en) Micro-disturbance foundation reinforcing device and underground tunnel enclosure construction method
RU2720025C1 (en) Casing string cementing method in well
RU2743123C1 (en) Method of isolation of absorption zones during well drilling
CN111140252A (en) Circulating layering slip casting device
CN103015428A (en) Double-pump pipe inserting and grouting adjusting and controlling device and double-pump pipe inserting and grouting adjusting and controlling method
CN204825911U (en) Biliquid type high pressure jet machine
CN112502633A (en) Sealing method and sealing device for conduit in loess layer well bore
CN201635076U (en) Static pressure type forming device for underground water-intercepting curtain of cement soil
RU2153060C1 (en) Method of controlling density of cement mortars from various plugging materials
CN113266302B (en) Double-liquid grouting hole packer
RU2823955C1 (en) Method of cementing casing string in well
KR101231426B1 (en) System for contruction in the water and device for rising control and movement for being used to the same
RU2494226C1 (en) Mixing device of reagents of two-component composition in well
CN117145440A (en) Integrated method for fracturing and protecting long drilling holes of coal seam
JP7277157B2 (en) Method for removing earth retaining members and method for containing contaminated soil
RU2605856C1 (en) Method of cementing casing string
CA1158447A (en) Method of grouting offshore structures