Metnn.ru

Строй портал
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Насыпная плотность цемента: таблица сухого в мешках

Насыпная плотность цемента: таблица сухого в мешках

Цемент – это строительный материал, который активно задействуется при выполнении различных отделочных и ремонтных работах. Кроме этого, цемент очень часто добавляют в состав строительных смесей. Характерно чертой этой продукции остается тот факт, что с течением определенного времени плотность продукта меняется.

Для чего нужен цементно песчаный раствор марки 100 указано здесь.

Для того чтобы материал правильно хранился, необходимо точно подобрать пропорции всех компонентов, когда осуществляется хранение смеси. Рассмотрим технические характеристики цемента М400.

От чего она зависит

Представленная марка изделия идеально подходит для строительства многоэтажных домов, в результате чего удается добиться прочностных характеристик. Кроме этого, популярность этого продукта объясняется следующими положительными свойствами:

  1. Невысокая требовательность к твердению и регламенту строительства.
  2. Представленный материал можно применять непосредственно для кладки и оштукатуривания поверхности, возведения основания и многое другое.
  3. Следующим преимуществом считается отсутствие трещин, если процесс приготовления отличался от технологии.
  4. Кроме этого, цемент М400 стоит намного дешевле, благодаря чему вы сможете сэкономить свой бюджет.

Какой состав цементного раствора для штукатурки стен лучше всего использовать указано в статье.

Если рассматривать недостатки, то главным минусом продукции остается ее прочность. В результате чего его не рекомендуют применять при возведении высотных домов. Ну а по остальным характеристикам эта марка только выигрывает.

Главной характеристикой любого строительного материала остается его прочность.

На этот параметр оказывают влиянию следующие критерии:

  1. Дата производства. Если изделие было изготовлено недавно, то его прочностные показатели выше. Причина в том, что в ходе изготовления отдельные гранулы получают конкретный статический заряд. В результате этого появляются силы, которые их отталкивают друг от друга, а это приводит к возникновению большого количества пустот, наполняющихся воздухом. Показатель плотности для сухого материала будет составлять 1100 кг/м3. Если цемент долго храниться, то за это время он уплотняется, а показатель прочности достигает 1500-1600 кг/м3.
  2. Технология изготовления. В этом случае учитывается такой показатель, как степень измельченности материала, ведь именно от него и зависит размер гранул и общий объем формирующихся пустот. При выборе материала определить такой параметр невозможно, поэтому стоит ориентироваться на величину 1300 кг/м3.
  3. Марка и тип изделия. На строительном рынке цемент представлен в широком ассортименте. Здесь можно увидеть гидрофобный, пластифицированный, глиноземный и другие виды. Марка показывает твердость итогового продукта, но без принятия во внимание остальных факторов невозможно утверждать, что она конкретно определяется плотностью.
  4. Условия, при которых выполняется хранение изделия. Если это происходит в месте, где повышенный уровень влажности, то результатом такого процесса становится вытеснение воздуха из пустот, что прибавляет цементу веса.

Чтобы измерит плотности необходимо подготовить такие устройства, как воронка, мерный цилиндр и весы. Процесс измерения осуществляется таким образом: в мерный цилиндр, вместительность которого составляет 1л, помещают цемент. Состав выравнивают, устраняют излишки, а затем осуществляют взвешивание. Но здесь нельзя встряхивать цемент или трамбовать.

Какой расход цемента и песка на 1м3 раствора, можно узнать из данной статьи.

Удельный вес

А теперь стоит поговорить непосредственно о самой плотности или удельном весе. Этот термин предполагает отношение веса материала в занимаемому объему. Более просто представленная формулировка называется насыпной плотностью. Удельная масса цемента М400 очень важна при составлении точных пропорций для приготовления строительных смесей, изготовляемых на цементной основе.

Узнать состав цемента м500 можно в данной статье.

Минимальной плотностью обладает свежемолотый цемент после его отгрузки из специальной автоцистерной при помощи пневмопродувки. В результате получается изделие, обладающее электростатическими свойствами, ведь в этом случае каждая частичка намагничивается по причине быстрого трения друг об друга.

Результатом всевозможных вибраций, которые формируются во время транспортировки, дальнейшее пересыпке или в ходе длительного хранения, становится формование электростатического заряда. Со временем он теряется, а цемент становится плотнее. Кроме этого, это способствует возрастанию удельной массы.

Насыпная плотность в таком случае для М400 составит:

  1. Свежий материал – 1100-1200 кг/м3.
  2. Цемент, который длительное время хранился – 1500-1600 кг/м3.
  3. Удельная масса белого цемента составит 3,05-3,10 г/м3.

Сколько весит? Как уже стало понятно, удельная масса зависит от марки и может варьироваться в пределах 1000-1500 кг/м3. То есть куб цемента весит примерно 1000-1500 кг. Кроме этого на этот критерий влияет состояние материала: рыхлый, слегка слежавшийся, уплотненный в ходе транспортировки. Все это будет в будущем влиять на удельный вес железобетона.

Где и при каких условиях используется цемент м400 гост 31108 2003 года можно узнать из статьи.

Рассуждая более банально, можно прийти к такому выводу: при транспортировки материала в мешках, происходит его уплотнение. После он полежал некоторое время и опять уплотнился.

Для чего нужен цемент марки 1000, указывается в данной статье.

Применение материала

Цемент М400 может классифицироваться на различные виды, каждый из которых обладает своим составом и областью применения:

  1. М400 Д0. Этот материал относится к быстро затвердевающим, обладает отличными свойствами стойкости к воде, благодаря чему пользуется широким спросом при строительстве подземных и подводных конструкций. Кроме этого, материал задействуют при изготовлении конструкций из бетона и железобетона, а еще при создании специальных строительных составов.
  2. М400 Д20. В составе этого продукта содержится 20% активных минеральных добавок. Используется материал при возведении домов жилого, промышленного или сельскохозяйственного назначения. Благодаря этому материалу удается производить различные строительные смеси. Кроме этого, такой цемент получил широкое применение в работе с различными балками, перекрытиями и плитками. Процесс затвердения наступает по прошествии 11 часов. Отличительными особенностями М400 Д20 остаются морозостойкость и водостойкость.
  3. М400 Д20Б. Такой материал активно задействуют при производстве промышленных железобетонных конструкций и изделий. Для этого материал характерны высокие показатели прочности, что заметно уже после первых минут затвердения.
Читайте так же:
Как определить что цемент испортился

О том какие есть марки цемента, можно узнать прочитав данную статью.

Стоимость

Цена цемента М400 за тонну, куб может достигать 3300 рублей. Но для каждого типа материала стоимость может быть своя.

Таблица 1 – Примерная стоимость цемента М400.

Тип цементаВес мешка, кгЦена за мешок, в рублях
М400 Д20Б50195
Евроцемент М400 Д2050205
М400 Д2040159

Цемент М400 – очень популярный строительный материал, который обладает такими уникальными качествами, как стойкость к воде и морозу.

О том каков вес мешка цемента, рассказывает данная статья.

Применяют его при приготовлении строительных смесей или строительстве различного рода конструкций. При покупке данного материала необходимо обращать внимание на такие параметры, как удельный вес, прочность и стойкость к влиянию окружающей среды.

ПЛОТНОСТЬ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА

Плотность сухого цемента составляет 3140 кг/м 3 , воды— 1000 кг/м 3 . Плотность смеси цемента и

воды (иногда называемой плотностью чистого цементного раствора) можно установить следующим образом:

Если 100 кг цемента смешивают с 50 л воды, то плотность цементного раствора определяется из соотношения

где объем 100 кг цемента— (100/3140) м 3 ; масса 50 л воды— 1000 • 50 • 10 -3 кг; плотность цемента и воды—3140 и 100 кг/м 3 соответственно.

Большая плотность может быть получена путем уменьшения объема воды затворения или добавлением материалов с высокой плотностью. Низкая плотность раствора иногда требуется для уменьшения опасности поглощения, которое может быть вызвано избыточным гидростатическим давлением столба цементного раствора. Раствор низкой плотности готовят путем добавления добавок с малой плотностью. Цементный раствор без добавок называется чистым цементным раствором.

Для уменьшения и увеличения плотности цементного раствора существуют различные добавки.

Все облегчающие добавки приводят к снижению прочности схватившегося цемента по сравнению с чистым цементным раствором. Необходимо понимать, что основной реагент — понизи — тель плотности—

вода, а также другие материалы (бентонит и т. д.) помогают связать добавочное количество воды и тем самым облегчить раствор.

Применяют следующие облегчающие добавки.

Бентонитовая глина. Эту глину, имеющую плотность 2650 кг/м 3 , широко используют как добавку

для снижения плотности цементного раствора главным образом вследствие ее свойства связывать большое количество воды. Для цемента класса G плотность может быть снижена от 1890 до 1510 кг/м 3

путем добавления 12 % бентонитовой глины.

Диатомовая глина. Добавление этого материала также приводит к снижению плотности цементного раствора за счет увеличения количества связываемой воды. Диатомовые материалы характеризуются высокой площадью поверхности.

Гильсонит. Это легкий, инертный материал асфальтового типа, имеющий низкую плотность — 1070 кг/м 3 , который при смешивании с цементом снижает плотность смеси. Благодаря своим

закупоривающим свойствам этот материал также используется для борьбы с поглощением. Характерная особенность гильсонита—увеличивать объем, а не массу цементного раствора.

Пуццолан. Это кремнистый материал вулканического происхождения с плотностью 2500 кг/м 3 . При

смешивании этого материала с портландцементом в отношении 50:50 и добавлении 2 % бентонитовой глины получают цементный раствор с плотностью 1600 кг/м 3 . Пуццолан связывает больше воды, чем

цемент, таким образом снижая конечную плотность раствора. Это приводит к экономии затрат, так как пуццолан дешевле цемента. Пуццолан имеет преимущества — он может peal продать с гидроксидом кальция, создавая цементный камень, стойкий к выщелачиванию. Следует учитывать, что гид — роксид

кальция — основной продукт реакции между водой и компонентами цемента.

Утяжеляющие добавки

Утяжеляющие добавки бывают следующих видов: барит— имеет плотность 4250 кг/м 3 ; ильменит— оксид железа и титания плотностью 4600 кг/м 3 ;

гематит— имеет плотность 5020 кг/м 3 и обычно предпочтительнее ильменита из — за своей низкой

поглощающей способности и менее вредного влияния на другие свойства цементного раствора. Добавление гематита обеспечивает цементному камню высокую прочность на сжатие.

ПРОЧНОСТНЫЕ СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА

Прочность цемента определяется как прочность схватившегося цементного раствора на растяжение и сжатие. Прочность на сжатие—это наиболее широко используемый параметр для количественного определения прочности цемента. Цемент, имеющий прочность на сжатие 3,5 МПа, обычно считается применимым для большинства операций. Прочность на сжатие зависит от содержания воды в растворе и времени выдержки.

До спуска обсадной колонны образец предложенной цементной смеси смешивают с водой при лабораторных условиях, соответствующих ожидаемым скважинным температуре и давлению. Цементный раствор наливают в емкость соответствующего объема и оставляют для твердения на определенный период времени. Затем кубики схватившегося раствора разрушают в испытательной машине для определения прочности на сжатие образцов. За величину прочности на сжатие схватив —

шегося цемента принимают среднее значение прочности четырех или пяти образцов.

Прочность цемента можно также устанавливать способом разрыва кольца [4]. Цементное кольцо в измерительном приборе (рис. 11.2) нагружают аксиально через внутреннюю оболочку, имитирующую обсадную колонну, пока цементный камень не даст трещины. Отношение разрушающей нагрузки к площади поверхности между цементом и трубой дает значение прочности цементного кольца на разрыв

(касательные напряжения) [4]. Значение этого параметра повышается с увеличением прочности на сжатие или растяжение, но значительно уменьшается, если поверхность трубы смочена буровым рас —

Рис. 11.2. Прибор для определения прочности цемента способом разрыва кольца.

1 — обсадные трубы; 3 — цемент; 3 — контейнер

Несущая способность (Н) цементной оболочки (или разрушающая нагрузка) может быть определена из следующего уравнения:

где 5с—прочность на сжатие цементного камня, МПа; d — наружный диаметр

обсадной колонны, м; Н— высота цементного столба (кольца), м.

Пример 11.1. Определить высоту цементного столба, который необходимо поместить вокруг обсадной колонны длиной 2743 м и диаметром 244,5 мм, чтобы выдержать нагрузку 9,07 — Ю 6 Н.

Читайте так же:
Клей для печей состав цемента

Считаем, что прочность на сжатие цементного камня 3,515 МПа. Решение. По формуле (11.1) находим

Н — 9,07.10 в /(80250•3,515 — 0,2445) = 131 м.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ОСНАСТКА ОБСАДНЫХ КОЛОНН

При цементировании обсадных колонн используют следующее оборудование: колонные (направляющие) башмаки, обратные клапаны, муфты ступенчатого цементирования (дифференциальные клапаны), центраторы и скребки, цементировочные пробки.

Колонные башмаки предназначены для направления обсадной колонны по стволу скважины. Башмаки изготовлены в виде простой муфты—переводника. Башмаки могут содержать обратный клапан шарового или тарельчатого типа (с заслонкой).

Когда башмак содержит клапанный элемент, то его называют башмаком с обратным клапаном. Такой башмак предотвращает обратный переток цементного раствора в обсадную колонну после вытеснения его в кольцевое пространство.

Обратные клапаны обеспечивают движение потока в одном направлении и устанавливаются через одну — две обсадные трубы от башмака. Они выполняют следующие функции:

а) предотвращают самозаполнение обсадной колонны буровым раствором при спуске ее в скважину, тем самым обеспечивая «всплывание» колонны при ее движении вниз, что в конечном счете уменьшает нагрузку на вышку;

б) препятствуют обратному перетоку цементного раствора, вытесненного в кольцевое пространство, в обсадную колонну;

в) служат при необходимости посадочным местом для цементировочных пробок.

МУФТЫ СТУПЕНЧАТОГО ЦЕМЕНТИРОВАНИЯ (ИЛИ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ КОЛОННЫ)

Муфты ступенчатого цементирования (МСЦ) используют при цементировании обсадных колонн большой длины, чтобы предотвратить воздействие избыточного гидростатического давления на слабые пласты. Муфты МСЦ изготовляют из стали той же марки, что и обсадную колонну. Муфта МСЦ снабжена двумя втулками: верхней и нижней, которые удерживаются внутри нее срезными шпильками. В корпусе муфты выполнены боковые сквозные отверстия. Первоначально отверстия закрыты и открываются за счет продавливания нижней втулки вниз с помощью пробки. Отверстия закрываются вновь пуском пробки, которая продавливает верхнюю втулку в соответствующее положение.

СКРЕБКИ И ЦЕНТРАТОРЫ

Одна из основных функций бурового раствора—предотвратить проникновение пластовых флюидов в скважину путем формирования глинистой корки на стенках. Однако глинистая корка препятствует контакту цементного раствора со стенкой скважины, что ухудшает качество цементирования. Скребки используют для удаления корки бурового раствора путем ее механического разрушения вращением или возвратно — поступательным движением скребка на обсадной колонне. Скребки устанавливают на

наружной поверхности обсадной колонны, их число зависит от скважинных условий.

Практический опыт показал, что вытеснение бурового раствора можно значительно улучшить, если центрировать обсадную колонну. Если последняя не отцентрирована в скважине, то цементный раствор не вытесняет буровой раствор по всей площади кольца, а оставляет застойные зоны бурового рас —

Рис. 11.3. Типичная схема расстановки центраторов и скребков на обсадной колонне:

/ — стоп — кольцо; 2 — центратор; 3 — скребок

Рис. 11.4. Цементировочная пробка [1]:

а — нижняя с резиновой диафрагмой; б — верхняя с алюминиевым сердечником

твора. Центратор представляет собой устройство, центрирующее обсадную колонну в скважине, способствуя таким образом образованию более равномерной цементной оболочки вокруг колонны. Центраторы наиболее эффективны в интервалах ствола скважины, диаметр которых близок к номинальному, и обычно устанавливаются против продуктивных горизонтов. Центраторы производят различных размеров, соответствующих разным размерам скважины и обеспечивающих достаточный зазор для прокачивания флюидов.

Необходимое число центраторов определятся в зависимости от искривления скважины, длин и количества интервалов установки [5]. Там, где качественная

изоляция особенно важна, применяют специальные схемы расстановки на обсадной колонне скребков, центраторов, стоп — колец (рис. 11.3).

При этом типичное расстояние между двумя соседними сторными кольцами составляет 762 мм.

СТОПОРНЫЕ КОЛЬЦА (ИЛИ МУФТЫ)

Стопорные кольца устанавливают на обсадной трубе для ограничения движения скребка или центратора при вращении или расхаживании обсадной колонны.

Цементировочные пробки применяют для ограничения загрязнения цементного раствора буровым и разделяют цементный раствор снизу и сверху при движении по обсадной колонне. Пробки изготовляются литыми из алюминия или из резины и легко разбуриваются [I]. Корпус пробки имеет ребристую форму, чтобы удалять с внутренней поверхности обсадной колонны пленку бурового или цементного раствора. Пробки делятся на нижние и верхние.

Нижние пробки (рис. 11.4, а) перемещаются по обсадной колонне перед цементным раствором и удаляют буровой раствор из внутреннего пространства колонны. Нижняя пробка имеет полый центральный сердечник, закрытый диафрагмой, и пускается с устья до закачивания цементного раствора. Первой порцией цементного раствора нижняя пробка продавливается до посадки на обратный клапан или стоп — кольцо, которые установлены в соединении обсадных труб. Посадка пробки отмечается на

поверхности ростом давления нагнетания. Последующий рост давления приведет к разрыву диафрагмы в нижней пробке, позволяя прокачивать цементный раствор через пробку и далее в кольцевое пространство.

Когда полный объем цементного раствора закачан в обсадную колонну, пускается верхняя пробка (рис. 11.4, б) путем ее установки в колонну или освобождением из цементировочной головки за счет отвинчивания соединительных фланцев. Верхняя пробка разделяет цементный и буровой растворы и

удаляет цементный раствор из внутреннего пространства обсадной колонны.

Когда полный объем цементного раствора вытеснен в кольцевое пространство, верхняя пробка доходит до обратного клапана и садится на нижнюю пробку. В этот момент отмечается рост давления нагнетания. Затем давление над пробкой снижается до среднего и до нуля в случае, если нет перетока цементного раствора из кольцевого пространства. Если переток имеет место, то давление поддерживается внутри колонны до того, как цемент будет иметь прочность приблизительно 3,5 МПа.

Положение нижней и верхней пробок в момент посадки показано на рис. 11.5.

Рис. 11 5 Положение пробок в момент посадки [1] / — разрыв диафрагмы, 2,3 — верхняя и нижняя пробки, 4 — обратный клапан

Рис 11.6. Стадии перемешивания бурового и цементного растворов

ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЦЕМЕНТНОГО РАСТВОРА

Загрязнение или смешение цементного раствора с буровым оказывает негативное влияние на время схватывания цемента, что в свою очередь ведет к ухудшению свойств схватившегося цемента Обычно загрязнение ведет к уменьшению прочности, а в крайнем случае к образованию непрокачиваемой смеси.

Читайте так же:
Инструкция по охране труда для фасовщика цемента

Загрязнение обычно происходит, когда цементный раствор контактирует с буровым при вытеснении последнего в кольцевом пространстве за обсадной колонной. Вследствие разных физических свойств бурового и цементного растворов поверхность раздела между двумя жидкостями нестабильна и изменяется во времени. Как показано на рис. 11. 6, малые объемы цементного раствора 2 отделяются от края основного потока и смешиваются с буровым раствором 2

Степень смешения цементного раствора с буровым в значительной мере зависит от центрирования обсадной колонны в стволе скважины, типа потока и разности плотностей. При эксцентричном расположении обсадной колонны в скважине цементный раствор при вытеснении бурового движется по более широкому участку кольца, в котором сопротивление потоку минимально. В этом случае в кольцевом пространстве могут остаться застойные зоны бурового раствора и впоследствии может возникнуть сообщение между пластами

При большой эксцентричности расположения колонны вращение более эффективно для уменьшения загрязнения цементного раствора, тогда как расхаживание более подходит для хорошо отцентрированной колонны. Расхаживание особенно эффективно, когда перед цементным раствором закачивается водная буферная жидкость.

Загрязнение цементного раствора буровым может быть значительно снижено, если между ними закачивать буферную жидкость. В качестве буферной жидкости наиболее широко применяют воду вследствие малой вязкости, что позволяет создавать турбулентный поток при значительно меньших давлениях нагнетания по сравнению с более вязкими жидкостями Вода также имеет низкую плотность, что помогает ей образовывать каналы в буровом растворе при закачивании, а также разрушать структуру бурового раствора за счет турбулентности потока С водой смешивают реагенты разжижители для снижения вязкости и диспергирования бурового раствора, что способствует более эффективному вытеснению последнего из скважины

Пример 11.2. В скважину диаметром 215,9 мм спущена обсадная колонна диаметром 177,8 мм на глубину 3048 м Плотность бурового раствора pm=1600 K R ‘ U 3 , воды рв==1000 кг/м 3 . Рассчитать объем

буферной жидкости для закачивания перед цементным раствором, чтобы снизить гидростатическое давление в кольцевом пространстве на 2,1 МПа

Решение Уменьшение гидростатического давления равно

Максимальное уменьшение гидростатического давления в кольцевом пространстве возникает, когда весь объем воды заполняет кольцевое пространство площадью

Объем 1 м кольцевого пространства составляет 1,178 -10 -2 м 3 , поэтому требуемый объем воды

Свойства цементного раствора (ЦР)

Водоудерживающая способностьопределяет пределы водосодержания цементного раствора, в которых его свойства удов­летворяют технологическим требованиям. Верхний предел водосодержания ограничивается потерей седиментационной устойчи­вости, нижний предел— ухудшением подвижности ниже допу­стимой для прокачивания при существующих технико-техноло­гических условиях цементирования.

Пределы допустимого водосодержания зависят от химиче­ской природы компонентов цементного порошка, степени его дисперсности, величины и конфигурации смачиваемой поверх­ности.

Плотность цементного раствора — функция плотностей су­хого цементного порошка, вводимых добавок (средневзвешен­ной плотности твердой фазы цементного раствора рт), жидко­сти затворения рж и относительного содержания жидкой и твердой фаз Ж/Т, которое представляет собой отношение массы жидкости к массе твердой части тампонажного раствора. При этом

где ρцр — плотность цементного раствора.

Подвижность цементного растворахарактеризуется растекаемостью по конусу АзНИИ, консистенцией, измеряемой в специальном приборе — консистометре с нормиро­ванными геометрическими размерами стакана и мешалки и реологическими параметрами вязкопластичного тела по Шведову — Бингаму — динамическим напряжением сдвига и пластической вязкостью.

Консистенция – это эффективная вязкость, измеренная при неизвестных, но ограниченных градиенте скорости деформации и напряжении сдвига и неопределенной степени разрушения структуры. В течение инкубационного периода для большинства ТР перемешивание в консистометре обеспечивает, вероятно, степень разрушения структуры, близкую к практически полному разрушению. Однако если структурообразование происходит достаточно быстро, то степень ее разрушения уменьшается и становится неопределенной.

Подвижность свежеприготовленного цементного раствора за­висит от Ж/Т, удельной поверхности твердой фазы, вязкости жидкой фазы и интенсивности перемешивания при приготовле­нии тампонажного раствора.

Подвижность цементного раствора уменьшается во времени, причем первое время в течение инкубацион­ного периода медленно, затем быстро. Скорость ухудшения подвижности увеличивается с повышением температуры.

Седиментационная устойчивостьтампонажного цементного раствора зависит от разности плотностей твердой и жидкой фаз, вязкости жидкой фазы, концентрации твердой фазы в жид­кости (В/Т), степени дисперсности твердой фазы. Для ТЦ Sуд = 320 м 2 /кг, ρ = 3200 кг/м 3 , Ж/Т = 0.45 и u ≈ (1 ÷ 5 ) 10 -6 м/с.

Предельное водоотделение ТР зависит от химико-минералогического состава и дисперсности твердой фазы цементного раствора, а также от температуры и продолжительности перемешивания.


Загрузка.

Водоотдача ТЦР в пористую среду. ТЦР обладают значительно худшей водоудерживающей способно­стью, чем глинистые растворы, и значительно большей водоот­дачей. Условная, измеренная на приборе ВМ-6 и экстраполиро­ванная на 30 мин водоотдача составляет для обычных тампо­нажных цементных растворов 400—900 см 3 . Фактически вся спо­собная к отделению вода отделяется за несколько секунд.

Предельная водоотдача и скорость водоотделения зависят от тех же факторов, что и седиментационное водоотделение, и, кроме того, от перепада давления и плотности упаковки частиц в фильтрационной корке, которая связана с дисперсностью и конфигурацией частиц.

Скорость загустевания и схватывания. Скорость схватывания, измеряемая в покое с помощью иглы Вика, может быть как выше, так и ниже скорости загустевания, измеряемой при непрерывном перемешивании в консистометре. Это зависит от типа процесса структурообразования. При пре­обладании кристаллизационного структурообразования загустевание при перемешивании наступает позднее, чем сроки схваты­вания. При преобладании коагуляционного структурообразования (за счет появления большого количества гидросиликатов кальция) загустевание наступает быстрее, чем сроки схваты­вания.

Свойства цементного камня

Цементным камнем называется пористое твердое тело, об­разующееся при затвердевании ТР.

Разнообразные тампонажные материалы образуют цемент­ные камни с различными свойствами, однако общим для них является изменчивость свойств во времени. При затвердевании всех тампонажных материалов образующийся цементный ка­мень с той или иной скоростью проходит стадии структурообразования и затем деструкции, в ходе которых все свойства це­ментного камня непрерывно изменяются.

Читайте так же:
Технология производства цемента стадии

Свойства цементного камняявляются функцией пористости,прочности элементов твердой фазы и контактов между ними, дисперсности и морфологии частиц твердой фазы.

Пори­стость зависит от исходного водоцементного отношения, со­става новообразований, их удельного объема и степени гид­ратации.

Прочность элементов твердой фазы, прочность контактов между ними, дисперсность и морфология их частиц зависят от их состава и условий образования в твердеющем цементном камне.

Зная степень гид­ратации, удельные объемы соответственно продуктов гидратации, исходного цемента, инертного наполни­теля и жидкости затворения, отношение химически связанной воды к массе цемента, а также отношение массы инертного наполнителя и массы жидкости затворения к массе цемента можно рассчитать пористость или коэффициент пористости.

К эффективной пористости, доступной для фильтрации жид­костей и газов, относятся поры размером более 20 нм.

Прочность цементного камня.Эта характеристика ЦК нестабильна во времени, особенно в условиях повышенных температур. В зависимости от минералогического состава, тонкости помола, исходного водосодержания суспензии кинетика роста прочности ЦК до максимальной величины, максимальная его прочность, момент начала снижения прочности, кинетика снижения прочности изменяются в довольно широких пределах.

Затвердевший цементный камень из базового ТЦ состоит из непрореагировавших остатков ча­стиц ПЦ клинкера, продуктов гидратации, ча­стиц инертных или не вступивших в реакцию остатков частиц активных добавок, воды и пузырьков вовлеченного воздуха. Всегда в том или ином количестве содержится карбонат каль­ция, как продукт карбонизации — реакции взаимодействия про­дуктов гидратации с газообразным или растворенным оксидом углерода (углекислым газом). Могут содержаться также про­дукты взаимодействия продуктов гидратации с другими химиче­ски активными веществами окружающей среды, обычно назы­ваемые продуктами коррозии.

Прочность ЦК на стадии ее роста может быть рассчитана по формуле, учитывающей ко­эффициент, отражающий прочность монокристаллов или их сро­стков, эмпирические коэффициенты, связанные с составом, дисперсностью и морфологией частиц новообразо­ваний, степень гидратации, удельные объемы соответственно исходного цемента, жидкости затворения и инертного наполнителя, а также отношение массы жидкости затвердевания и массы инертного наполнителя к массе цемента. При кавернозной поверхности наполнителя (типа керам­зита), длинноволокнистом армирующем наполнителе, рассчитать прочность по такой формуле невозможно, поскольку в таком случае необходимо введение дополнительных коэффициентов.

Если известен количественный вещественный состав ТЦ, то расчет ожидаемой прочности может быть произведен более точно в соответствии с эмпирическими коэффициентами для главной структурообразующей фазы. Другие новообразования следует относить к наполнителю.

Водопроницаемость цементного камняможет быть ориенти­ровочно вычислена по формуле:

где k коэффициент водопроницаемости, м 2 ; εэф — коэффи­циент эффективной пористости, доли единицы; Rэф — средняя полуширина (средний радиус) эффективных пор, м.

Усадка и набухание в процессе твердения. Цементный ка­мень при твердении в воде несколько увеличивается в объеме, при твердении на воздухе или в другой среде пониженной от­носительной влажности дает усадку.

Как капиллярно-пористое тело ЦК чувствителен к изменению влажности ОС. При неограниченном поступлении воды извне в поровое пространство ЦК в процессе твердения наблюдается некоторое увеличение внешнего объема ЦК, называемое набуханием. Удаление воды из пор ЦК при водит к уменьшению его объема, называемому усадкой. Она связана с капиллярными явлениями, а также сжатием слоистых минералов при удалении межслоевой воды. Усадка, как и набухание, зависит от минералогического состава клинкера и содержания добавок. Склонность к этим деформациям возрастает при увеличении содержания алюмоферритных минералов и тонкодисперсных наполнителей, таких, как глина, диатомит, опока, трепел. В отличие от контракции изменения внешнего объема ЦК больше связаны с явлениями физического, чем химического, характера.

С повышением температуры твердения способность ЦК к усадке и набуханию уменьшается. Некоторые цементы при повышенных температурах твердеют с усадкой даже в воде. Усадочные деформации ЦК тампонажных цементов нежелательны ввиду особой важности его изоляционных функций.

Плотность сухого раствора цементного

Цемент — это общее название вяжущего материала в строительной отрасли, Цемент — один из важнейших строительных материалов. При затворении водой цемент сначала представляет собой пластичную массу, затем твердеет до состояния камня. Цемент используется совместно с наполнителями, в виде щебня и песка.Цемент тампонажный (портландцемент тампонажный) — это разновидность портландцемента, предназначенного для цементирования нефтяных и газовых скважин. Данный цемент изготовляют совместным тонким измельчением клинкера и гипса.

По температурному режиму применения цемент тампонажный выпускается в двух видах:

  • для низких температур до 50°С, например ПЦТ-I-50;
  • для умеренных температур до 100°С, например ПЦТ-I-100.

Цемент тампонажный облегченный (портландцемент тампонажный облегченный) — представляет собой сухую смесь цемента тампонажного и облегчающей добавки. Отсюда и характеристика «облегченный» в наименовании. Если у цемента тампонажного плотность составляет 1,7 г/см3, то у облегченного 1,4-1,6 с погрешностью 0,04 г/см3. Значение плотности зависит от количества в цементе облегчающей добавки. По требованиям ГОСТ 1581-96, ее количество в процентном соотношении не должно превышать 70%.

Цемент тампонажный облегченный, аббревиатура

Аббревиатура ПЦТ в современном производстве ничто иное как ПортландЦемент Тампонажный. Имея много марок заглавие цемента остается неизменным — ПЦТ. «Oil-well portland cement» — тампонажный портландцемент (Англо-русский словарь нефтегазовой промышленности, Большой англо-русский и русско-английский словарь)

Аббревиатура ПЦТ может скрывать за собой и пылеуловитель циклонного типа и первичный цифровой тракт, но в нашей отрасли ПЦТ — прежде всего востребованный тампонажный материал высокого качества. ПЦТ может быть облегченный, армированный, арктический, утяжеленный, длительного хранения.

Рассмотрим аббревиатуру цемента тампонажного облегченного на примере ПЦТ-III-об-4-50. Аббревиатура ПЦТ — это сокращение портландцемент тампонажный. Об- облегченный. Как вариант, есть еще УТ-утяжеленный. Но в нашем случае цемент облегченный. III- обозначает цемент с минеральными добавками, регулирующими плотность цементного теста. Добавка, как указано выше комплексная облегчающая. Цифра 4 и является значеним плотности- 1,4. Последняя цифра 50 (могут быть врианты 100 или 150) это обозначение режима для низких, умеренных и повышенных температур.

Читайте так же:
Что такое опока как добавка для цемента

Марки тампонажного портландцемента

Завод производит и поставляет цемент тампонажный марок:

Упаковка, хранение и отгрузка цемента тампонажного облегченного

Упаковка цемента производится в МКР по 1 тн со вкладышем. Отгрузка навалом обсуждается в каждом случае индивидуально. Хранится цемент тампонажный на крытом складе на паллетах. Отгрузка цемента тампонажног производится авто и жд транспортом, по России, странам СНГ и странам дального зарубежья. Гарантийный срок хранения 60-90 суток со дня изготовления.

Расчет сухого цемента для цементирования обсадных колонн и приустьевой части скважин

Для обеспечения надежной изоляции водоносного горизонта в конструкции скважины предусматривается затрубная цементация обсадной колонны. Для затрубной цементации применяется цементный раствор, приготовляемый из сухого тампонажного портландцемента (ГОСТ-158-78) с водоцементным отношением В/ц=0,45 и плотностью цементного раствора j =1,9 т/м 3 . Количество цемента, необходимого для цементации одной колонны труб, рассчитывается по формуле:

где Dс — диаметр бурения, м;

Dк — наружный диаметр обсадной колонны, м;

L — длина интервала затрубной цементации, м;

dк — внутренний диаметр обсадной колонны, м;

h — высота цементного стакана, остающегося внутри обсадной колонны после цементации, м;

gц — масса цемента в т, необходимая для приготовления 1 м 3 раствора ==1,23

k — коэффициент, учитывающий увеличение объема цементного раствора за счет каверн и трещин (в расчетах, исходя из опыта работ, принимается k = 1,3)

n – количество скважин.

Q1 = 0,785∙1,23[1,3(0,395 2 — 0,325 2 )10 + 0,305 2 ∙5]х2 = 2,82 т

Q2= 0,785х1,23 [1,3 (0,295 2 — 0,219 2 )10 + 0,2095 2 х5]х2 = 1,44 т

Кроме этого, для защиты водоносных горизонтов от загрязнения с поверхности необходимо произвести цементацию приустьевой части скважины. Количество цемента, необходимого для выполнения этой работы, определяется по формуле:

Q2 = ,

где V — объем приустьевого шурфа (1,2х1,2х0,5 = 0,72 м 3 ),

значения gц и k указаны выше

Q3 = 0,785∙1,23∙1,3∙0,72 = 0,9 х 2=1,8 т

Общее количество сухого цемента, необходимого для цементации обсадной колонны и приустьевой части скважин, составит 6,06 т.

Оборудование скважин оголовком

Герметизация устья скважин обеспечивается устройством специального оголовка, предотвращающего посторонний доступ в стволы скважин и попадание загрязнения в водоносный горизонт.

ГЕОФИЗИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В СКВАЖИНЕ

Геофизические исследования в первой скважине проводятся для уточнения геологического разреза, определения интервалов установки фильтра, установления эффективной мощности водоносных горизонтов и величины допустимого понижения уровня воды при эксплуатации.

В данной скважине предусматривается выполнение стандартного комплекса каротажа, который включает следующие методы:

Геофизические исследования будут выполняться каротажной станцией. Кривые регистрируются в масштабе глубин 1:200. По окончании работ каротажная диаграмма и ее интерпретация с заключением прилагаются к паспорту скважины.

ОПЫТНО-ФИЛЬТРАЦИОННЫЕ РАБОТЫ

В сложных гидрогеохимических условиях при бурении разведочно-эксплуатационных скважин рекомендуется проводить фильтрационное и гидрогеохимическое опробование целевого водоносного горизонта.

По окончании бурения и оборудования скважины выполняется комплекс гидрогеологических работ, включающих проведение прокачки и пробной откачки.

Прокачка скважин

Прокачка скважины, как и ее разглинизация, входит в комплекс работ по восстановлению естественной проницаемости пород в прискважинной зоне. Перед прокачкой скважина промывается водой. Продолжительность прокачки определяется временем осветления откачиваемой воды и прекращением незакономерных колебаний уровня и дебита. По опыту предыдущих работ ООО «Татарстангеология» продолжительность прокачки принимается равной 1 бр/см. В процессе прокачки производятся замеры уровня и дебита, для определения оптимальной глубины установки насоса при проведении пробной откачки, ведутся наблюдения за осветлением воды. Для повышения эффективности прокачка проводится в режиме «пуск-остановка» для лучшей разглинизации ствола скважины и улучшения водопритока. После полного осветления воды прокачку прекращают. Далее необходимо провести наблюдения за уровнем подземных вод до полного его восстановления. Исходя из опыта работ, уровень воды после прокачки восстанавливается в течение 0,5 бр/см. Прокачку рекомендуется выполнить эрлифтом с одним компрессором. Глубина загрузки смесителя 55 м.

Данные прокачки используются для предварительной оценки водообильности водоносного горизонта.

Пробная откачка

Пробная откачка проводится с целью ориентировочной оценки величины водопроводимости и гидрогеохимического опробования.

Продолжительность пробной откачки определяется временем получения исходных данных для обоснования оптимального режима эксплуатации и выполнения представительного гидрохимического опробования для оценки качества подземных вод. Пробная откачка выполняется в течение 3 бр/см. Согласно рекомендациям Л.С.Язвина /1 / периодичность замеров в процессе собственно откачки и восстановление уровня следующая:

15 минут – через 1 минуту, 1 час – через 5 минут, 2 часа – через 30 минут и далее до конца опыта – через один-два часа (через 2 часа замеры ведутся при наступлении стационарного или квазистационарного режима фильтрации). Откачка ведется при одной ступени понижения и постоянном дебите. Откачка выполняется электропогружным центробежным насосом марки ЭЦВ 8-25-110. Оборудование для откачки подбирается, исходя из положения статического уровня, ожидаемого дебита и динамического уровня на конец проведения опытных работ.

Для замера динамического уровня в оголовке скважины необходимо предусмотреть отверстие для спуска пьезометрических трубок диаметром 25 мм, глубина спуска которых составляет 65 м. Замеры уровня проводятся электроуровнемером, дебита — с помощью мерной емкости и секундомера. При эксплуатации скважины в качестве расходомера применяется турбинный водомер, который устанавливается на горизонтальном участке водовода (рис. 6.1).

После окончания пробной откачки необходимо провести наблюдение за уровнем подземных вод до полного его восстановления. Исходя из опыта работ, уровень воды после откачки восстанавливается в течение 1 бр/см. В конце откачки отбирается проба воды.

Отвод откачиваемых вод

В процессе откачки предполагается отвод откачиваемых вод за границы первого пояса зоны санитарной охраны (ЗСО) для защиты подземных вод от загрязнения с поверхности. Протяженность водовода должна составлять не менее 50 м.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector