Тампонаж скважины: что это такое, особенности процедуры

Тампонаж скважины
Что это такое тампонирование скважины на воду? Тампонирование источника представляет собой ряд мер, которые нацелены защитить скважину от загрязняющих веществ различного происхождения. Тампонирование проводят у артезианских источников. Во время процедуры отделяется водоносный слой воды от почвы.

Особенности понятия тампонажа. Земля в скважине содержит различные микробы с грязью, которыми могут загрязниться чистая вода. Чтобы исключить загрязнение жидкости, создается специальный воздушный слой с помощью пластика, либо цемента.

Эти материалы, уложенные пластом, отделяют грунт и воду в скважине. Так, тампонаж обеспечивает герметичность изоляции слоя, дающего воду от внешней среды в скважине. Данный вид работы выполняют строительные фирмы.

Особенности процесса

Тампонирование скважины при ликвидации — это совокупность работ по заполнению трещин в грунте при помощи цементного раствора или другого вяжущего вещества. Желательно для этих целей использовать материал, который способен быстро затвердеть. В ином случае требуемого результата не будет.

Тампонаж и ликвидация артезианских скважин не позволяет просачиваться внутрь колодца (водозаборной конструкции) таким примесям:

1. Нефтяным компонентам.
2. Твёрдым частицам из почвы.
3. Грунтовой жидкости.

Цементизация позволяет герметизировать пространство, которое образуется возле обсадной колонны и стен проходки. Такой процесс требует подачи какого-либо вяжущего вещества вокруг обсадной трубы или же внутрь ствола.

Тампонажные работы делятся на такие виды:

1. Ликвидационные. Такая процедура выполняется, если старая скважина несёт опасность при её использовании или же грозит обрушением. В этом случае от неё избавляются при помощи цементирования. Ликвидационный тампонаж позволяет значительно снизить вероятность загрязнения подземных вод вредными веществами.
2. Защитные. Этот метод позволяет избежать проникновения грунтовых вод внутрь родника. Подбашмачное цементирование предотвращает просачивание верховодки, которая опасна для здоровья человека.

Перед тампонированием в обязательном порядке выполняется экспертиза скважины и берутся пробы воды внутри конструкции. Если есть показания для проведения работ, начинается подготовка документов (составляется акт, разрабатывается проект).

После утверждения документации начинают тампонировать стенки конструкции. Этим могут заниматься только эксперты специальных служб, у которых имеется достаточный опыт и соответствующее оборудование.

Категории ликвидируемых скважин

Инструкция из РД 08-347-00 устанавливает следующие категории скважин, которые с закрытием ликвидируются:

1. Выработанные. Скважина, отработавшая положенный срок эксплуатации, должна быть ликвидирована, в эту категорию входят источники после длительной эксплуатации с низким дебитом, в которых профилактические работы по прокачке не дают положительный результат.
2. Геологически неэффективные. К группе относятся пробуренные шахты, не дошедшие до водоносного слоя, неэффективные в дальнейшей эксплуатации из-за низкого дебита (с пылевидной геологической структурой песка) или источники, заиленные по различным причинам. Иногда скважины становится непригодными к использованию из-за загрязнения водоносного пласта отходами расположенных неподалеку предприятий, свалок, хранилищ вредных химических веществ или иных промышленных объектов.
3. Вышедшие из строя по техническим причинам. К этой группе относятся скважины, где произошел коррозионный или физический износ, повреждение обсадной колонны в результате стихийных бедствий (землетрясений, оползней). Одной из причин закрытия является падение погружного электронасоса в канал, в результате чего дальнейшая эксплуатация источника неэффективна или опасна для здоровья.
4. Наносящие вред экологии, смонтированные с нарушением технологии. К группе относятся источники с некачественными обсадными колоннами, истекшим сроком консервации, размещенные в запретных зонах (санитарно-защитных, водоохранных) без согласования с природоохранными органами. Скважинные источники, работающие в зонах, где произошло изменение экологической обстановки, вызвавшее несоответствие экологических и санитарных требований к новому статусу зоны.

Преимущества выполнения процедуры

Цементирование гидроконструкций имеет массу преимуществ. Это позволяет не только улучшить качество воды, но и продлить эксплуатационный срок сооружения. При помощи тампонажа можно добиться:

1. Дополнительной гидроизоляции конструкции.
2. Сокращения вероятного риска деформаций во время монтажа дополнительных крепежей на колонну.
3. Повышения защиты от разгерметизации конструктивных швов.
4. Полной герметизации водных ресурсов, которые добываются из скважины.

У ликвидационного вида работ также есть свои достоинства. При помощи такого тампонажа можно обеспечить защиту грунтовых вод от загрязнения и обезопасить аварийные колодцы. Пришедшие в негодность скважины опасны тем, что могут привести к травмированию человека или даже к несчастному случаю.

Процедура стоит довольно дорого, но польза полностью это оправдывает. Особенно когда речь идёт о колодце, которым пользуются несколько домов.

Защита от верховодки

Для абиссинских колодцев и скважин на песке не применяется ликвидационный тампонаж. Это обусловлено тем, что данные сооружения недостаточно глубокие, чтобы была опасность возможного заражения артезианских вод.

Такие конструкции тампонируют непосредственно при сооружении. Главная цель всего процесса заключается в защите водоносного слоя от попадания верховодки. Для этого необходимо затампонировать пространство возле трубы.

Применяется несколько методов:

1. Использование бетонного раствора. Существуют более простые способы изоляции, поэтому бетон применяется довольно редко. Вокруг трубы засыпается щебень, а потом пространство заливается цементно-песчаным раствором.
2. Применение подсыпки. Иногда можно использовать наиболее простую гидроизоляцию. Этот способ подразумевает, что вокруг колодца стелется плёнка, а затем засыпается землёй.
3. Обустройство глиняной прослойки. Сначала в пространство вокруг трубы засыпается слой щебня, а верхние несколько метров заполняются глиной. Это является довольно эффективным и экономичным способом герметизации, так как образуется плотный водонепроницаемый слой.

Эти методы позволяют быстро выполнить тампонирование абиссинских и песчаных скважин. Для выполнения работ не требуется привлечение специалистов.

В каком случае нужно ликвидация скважин

Ликвидация скважины на воду может быть вызвана следующими причинами:

1. При бурении не был обнаружен водоносный пласт (отсутствие или слишком большая глубина залегания), непреодолимое препятствие или геологическая структура почвы делает устройство скважины невыгодным (мелкодисперсный пылевидный песок).

2. Скважины, отслужившие свой срок. Скважинный источник на песке может функционировать от 5 до 15 лет, после чего его дебит снижается и эксплуатация становится нерентабельной.

Основным фактором, влияющим на срок службы скважины, является состав песка — при мелкофракционной структуре запесочивание произойдет довольно быстро, если фракции крупные — скважина будет служить намного дольше (срок работы на пылевидном песке — несколько дней).

3. Невозможность дальнейшей эксплуатации ввиду сильного загрязнения (заиливания) водоносного слоя. Данная проблема возникает только в песчаных скважинах при следующих обстоятельствах:

• Неправильный монтаж скважины при бурении. В результате нижняя труба с фильтром в обсадной колонне разместится не в водоносном слое, а слишком углубится в песчано-илистое дно. В итоге вода будет поступать в источник только через верхнюю часть фильтра (нижняя будет находиться в породе), и со временем песчаный осадок перекроет входные отверстия.
• Ошибки при подборе скважинного фильтра. Фильтрующая обсадная труба со слишком крупными отверстиями приведет к попаданию внутрь канала большого количество песчаных фракций и его заиливанию.
• Низкое водопотребление. Малый расход воды приведет к тому, что мелкие песчаные или глинистые частицы, не выкачанные из источника на поверхность, будут постепенно оседать на дно, уменьшая скважинный дебит. Если не будет своевременно проводиться прокачка, толщина донных отложений со временем увеличится, они станут слишком плотными в нижней части и дальнейшая эксплуатация источника станет невозможной.
• Использование поверхностных электронасосов. Если источник имеет глубину, значительно превышающую максимальную высоту подъема самовсасывающих поверхностных насосов в 9 метров, то в результате забора воды с его поверхности, а не в придонной области, со временем произойдет заиливание дна, приводящее к снижению статического уровня и скважинного дебита.
• Применение вибрационного электронасоса. В результате вибраций придонные отложения постепенно уплотняются и скважинный источник быстро заиливается. Если вибрационный электронасос имеет верхний забор воды или слишком высоко расположен, процесс еще более ускоряется.

4. Технические проблемы. В индивидуальных скважинах может произойти повреждение пластиковых обсадных труб (трещины при монтаже и в процессе эксплуатации, разрушение поверхности при использовании бракованных материалов). Распространенные причины ликвидации скважин — падение электронасоса или его частей в скважинный канал в результате неправильного монтажа. Если не получится извлечь его на поверхность, он перекроет входные отверстия фильтров или будет загрязнять воду в результате коррозии внутренних деталей или масла, которое может просачиваться в водный источник.

Рис. 2 Ликвидационный тампонаж скважины — схема

Необходимость применения

Тампонаж — это специфический технологический процесс, который необходим для перекрытия и отделения водоносного пласта специальной подушкой. Цементируется пространство между земляной шахтой и водоразборным стволом. Для этого может использоваться бетон, глина и расплавленный пластик.

Назначение технологического процесса заключается в предотвращении вероятного попадания загрязнений химического и биологического характера в потребляемую и залегающую воду. Процедура выполняется в следующих случаях:

1. Требуется повысить гидроизоляцию сооружения, так как качество воды снизилось.
2. Водоразборная точка больше не будет использоваться.
3. Обнаружены дефекты в конструкции скважины или выявлены проблемы геологического характера.
4. Снизилась производительность, но нет возможности восстановить сооружение.
5. Необходимо исключить риск загрязнения воды, если бурение или использование колодца выполнялось с нарушениями.
6. Нужно предотвратить смешивание разных водных горизонтов.
7. Конструкция сильно деформировалась или разрушилась.

Кроме всего перечисленного, процедура цементирования выполняется при поиске новых водоносных горизонтов. Если бурение оказалось безрезультатным, необходимо затампонировать скважину.

Описание разновидностей тампонажа

Если более подробно рассматривать геологические причины, можно сказать, что в данном случае водозабор может попросту перестать выполнять свою роль, что довольно часто становится следствием геологических процессов. Технические причины – это тот случай, когда водозабор в течение длительного времени не поддерживался в рабочем состоянии.

В качестве альтернативного варианта может выступить нарушение технических норм во время бурения. Работы могли вестись с использованием несоответствующих материалов, долгое время не проводился ремонт, и не осуществлялось обслуживание. Тампонаж скважин осуществляется еще и в том случае, когда водозабор выстраивался для временного использования.

Типы вяжущих растворов

Тампонирование является довольно трудозатратным процессом, которому необходима правильная подготовка. Поэтому сначала нужно выполнить предварительные расчёты. В них учитывается следующее:

1. Расстояние между землёй и гидросооружением.
2. Глубина залегания водоносного пласта.
3. Количество и состав грунта.
4. Возможные нарушения при сооружении и эксплуатации конструкции.
5. Наличие примесей в воде.

Подбираются вяжущие вещества исходя из состава почвы и её типа. Это является наиболее важным фактором. Для работ применяют такие растворы:

1. Цементный раствор с добавлением волокнистых компонентов, асбеста или бумаги. Такое вещество используется для скважин, которые располагаются на плывучих или пористых грунтах.
2. Смесь портландцемента и песка. Этим раствором цементируются конструкции, обустроенные в глине и суглинках.
3. Жидкий пластик и вспененные растворы. Их применяют для сооружений, которые располагаются в твёрдых грунтах. С их помощью можно добиться максимальной гидроизоляции конструкций.

Растворы для выполнения тампонажных работ всегда делаю жидкими для повышения удобства и снижения нагрузки на насосное оборудование. Перекачка осуществляется через входящую трубу.

Подготовительные работы

Перед выполнением тампонажа в обязательном порядке идёт подготовительный этап. Если внутри водонапорной скважины находятся насосы или другое оборудование, то его нужно отключить и поднять на поверхность. Желательно, чтобы за выполнением всех работ наблюдал непосредственно владелец колодца, так как именно он будет отвечать за все возможные негативные последствия.

Также перед применением цементно-песчаного раствора обязательно нужно получить одобрение от санэпидемстанции. В ином случае может последовать большой штраф.

После завершения тампонажа владельцу скважины придётся сделать анализы воды, чтобы получить заключение о её безопасности. Также необходимо будет отнести все подтверждающие бумаги в санэпидемстанцию и коммунальные службы.