Тампонаж (или тампонирование) скважин представляет собой комплекс специальных работ, основная цель которых — обеспечить защиту гидротехнического сооружения, такого как артезианская скважина. Эти мероприятия предотвращают биологическое и химическое загрязнение водоносного пласта, а также защищают обсадные кольца от разрушения. Поскольку артезианские скважины широко применяются в системах автономного водоснабжения, их регулярное тампонирование является важным условием долговечности и безопасности источника.
Назначение и определение тампонажа скважин
В процессе тампонирования заполняется пространство вокруг обсадной трубы.
По своей сути, тампонирование — это технологический процесс, ключевая задача которого заключается в создании надежного барьера, изолирующего водоносный горизонт. Этот защитный слой, или «тампон», чаще всего формируется из цементного раствора, который закачивается в пространство между стенкой пробуренной шахты и водозаборной колонной. В качестве альтернативных материалов могут использоваться специальные глинистые смеси или даже расплавленный пластик.
Главная цель процедуры — предотвратить загрязнение водоносного слоя патогенными микроорганизмами и вредными веществами. Тампонаж необходим в ряде случаев:
- Ухудшение качества воды из-за недостаточной изоляции водоносного пласта.
- Появление деформаций или разрушение бетонных обсадных колец.
- Консервация или полная ликвидация скважины, которая больше не эксплуатируется.
- Необходимость разобщения разных водоносных горизонтов для предотвращения смешивания, например, соленых вод с пресными.
- Выявление технических неисправностей или геологических аномалий в стволе скважины.
- Нужда в исправлении ошибок, допущенных при первоначальном бурении и обустройстве, чтобы исключить риски загрязнения.
- Существенное падение производительности скважины при невозможности сооружения новой.
Кроме того, тампонирование часто проводят при разведочном бурении, а также для защиты источника от проникновения верховодки (поверхностных вод).
Виды и технология проведения тампонажа
На практике выделяют два основных вида тампонажа:
- Постоянный. Предполагает заполнение затрубного пространства цементным раствором для создания долговечной изоляции.
- Временный. Выполняется с применением глинистых смесей, которые впоследствии могут быть удалены или заменены.
Постоянный тампонаж применяется для скважин, рассчитанных на длительную эксплуатацию (например, артезианских, срок службы которых может превышать 50 лет). Временный метод используют при испытании новых скважин или для изоляции конкретных промежутков между пластами на этапе разведки. Этот же способ часто служит ликвидационным для неглубоких безнапорных источников.
Технология проведения тампонажа и ликвидации скважины
При полной ликвидации скважины весь ее ствол заполняют цементной смесью.
При полной ликвидации источника в шахту заливается цементный раствор. Это не только предотвращает смешивание водоносных горизонтов, но и обеспечивает устойчивость ствола, исключая его обрушение.
Существуют различные методики цементирования, а составы растворов могут значительно отличаться в зависимости от гидрогеологических условий конкретной скважины.
Основным материалом является портландцемент. При затворении водой он образует подвижную суспензию, которую удобно закачивать насосом. Раствор относительно быстро схватывается, образуя прочный и водонепроницаемый монолит. Стандартно смесью заполняют забой на высоту около трех метров. Для регулирования свойств и экономии в раствор могут добавлять песок и гравий. Если в разрезе присутствуют подвижные пласты, раствором тщательно заполняют все полости между трубами.
Еще один эффективный метод — использование глиняного пресса. Столб из уплотненной глины помещают в забой с помощью специального снаряда, а затем выдавливают под высоким давлением с использованием насосного оборудования. Снаряд имеет отводные отверстия для контроля давления и удаления излишков раствора.
Таким образом, суть технологии тампонирования сводится к герметичному заполнению глиняной или цементной смесью кольцевого зазора между обсадной колонной и стенками скважины. Работы ведутся на глубине залегания целевого водоносного горизонта. Для дополнительной дезинфекции в раствор иногда вводят хлорную известь.
Преимущества и недостатки тампонирования
Данная технология получила широкое распространение благодаря ряду значимых преимуществ:
- Повышение герметичности соединений обсадных колец и общее укрепление конструкции скважины.
- Создание дополнительного надежного гидроизоляционного барьера.
- Эффективная защита артезианского источника от проникновения загрязненных стоков и верховодки.
К основным недостаткам можно отнести существенные затраты: финансовые, временные и трудовые. Специалисты настоятельно рекомендуют доверять работы по ликвидационному тампонированию профессионалам, так как они требуют применения специальной техники и оборудования. В то же время некоторые защитные (профилактические) работы при наличии навыков можно выполнить самостоятельно.