Расчет цементирования

При расчете цементирования скважин определяют: 1) количество сухого цемента; 2) количество воды для затворения цементного раствора; 3) количество продавочной жидкости; 4) возможное максимальное давление к концу цементирования; 5) допустимое время цементирования; 6) число цементировочных агрегатов и цементосмесительных машин.

Пример: Так как плотность бурового раствора 1,1г/см 3 , а пластовая температура 90°С принимаем цементный раствор ПЦГ с плотностью 1,83г/см 3 и водоцементным отношением 0,5.

Объем цементного раствора, подлежащего закачке в скважину, определяют по формуле:

где К₁ – коэффициент, учитывающий увеличение объема цементного раствора, расходуемого на заполнение каверн, трещин, и увеличение диаметра скважины против расчетного (номинального).

Значение коэффициента К₁ определяется по квернограмме для каждой конкретной скважины. Обычно К₁ изменяется от 1,1 до 2,5. В нашем случае принимаем К₁ = 1,15.

Цементирование направления и кондуктора будет осуществляться с использованием чистого портландцемента.

Для лучшей прокачивамости тампонажной смеси и для того, чтобы поднять цементный раствор на проектную высоту (до устья), а также с целью экономии портландцемента, эксплуатационная колонна в интервале 0 – 3170 м будет цементироваться раствором плотностью 1,83 г/см 3 . В отношение m = 0,5. Интервал 1500 – 3160 м будет цементировать раствором чистого портландцемента плотностью 1,85 г/см 3 ; водоцементное отношение m = 0,5.

Для колонны диаметром …..мм:

V_ц = 0,785*[1,15*(…… 2 – …… 2 )*….. + …. 2 *20] = …. м 3

Расчет количества сухого цемента

Количество сухого цемента для приготовления цементного раствора определяют из выражения:

где m – водоцементное отношение; ρ_ц – плотность цементного раствора, кг/м 3

Для колонны диаметром …. мм:

Количество сухого цемента, которое необходимо заготовить с учетом потерь при затворении цементного раствора, вычислим по формуле:

где К₂ – коэффициент, учитывающий наземные потери при затворении цементного раствора. Если затворение производится без цементно-смесительных машин, К₂ = 1,054-5-1,15, при использовании цементно-смесительных машин К₂ = 1,01. В нашем случае К₂ = 1,15.

Для колонны диаметром …. мм:

Расчет количества воды

Необходимое количество воды для приготовления цементного раствора 50%-ной консистенции находится из выражения:

Для колонны диаметром ….мм:

Расчет количества продавочной жидкости

Потребное количество продавочной жидкости (в качестве которой часто используют буровой глинистый раствор) определяется по формуле:

где Δ – коэффициент, учитывающий сжатие глинистого раствора (Δ = 1,03 – 1,05).

Подставив значения, получим:

Для колонны диаметром …. мм:

Расчет давления при закачке

Максимальное давление перед посадкой верхней пробки на упорное кольцо определяется из уравнения:

где Р₁ – давление, необходимое для преодоления сопротивления, обловленного разностями плотностей жидкости в трубах и затрубном пространстве;

Р₂ — давление, необходимое для преодоления гидравлических сопротивлений.

Величину Р₂ обычно находят по эмпирическим формулам. Наиболее распространенной является формула Шищенко-Бакланова; для скважин глубиной более 1500 м:

Для колонны диаметром …. мм:

Расчет количества цементировочных агрегатов

Число цементировочных агрегатов определяю, исходя из условия получения скорости подъема цементного раствора в кольцевом пространстве у башмака колонны в момент начала продавки (не менее 15 м/с для кондуктора и промежуточных колонн инее менее 1,8 – 2,0 м/с для эксплуатационных колонн); это условие вытекает из предположения, что увеличение скорости движения цементного раствора в затрубном пространстве способствует более полному вытеснению глинистого раствора и замещению его цементным.

Часто ствол скважины искривлен, имеет локальные расширения, а колонна не строго сцементирована в нем. В подобных случаях целесообразно цементный раствор вытеснять из колонны, поддерживая небольшую скорость подъема цементного раствора в затрубном пространстве (ω = 0,1-0,4 м/с). Так же следует поступать и в том случае, если колонна хорошо центрирована, но создать турбулентный режим течения цементного раствора в затрубном пространстве невозможно. Так как продавка почти всегда начинается на высшей скорости (как правило, на IV), то количество агрегатов из условия обеспечения скорости (м. v/c) подъема цементного раствора в затрубном пространстве определяют по формуле:

Читайте так же:

Пигмент для цемента сурик

где Q IV – производительность цементировочного агрегата на IV скорости, м 3 /с.

Выбираем цементировочный агрегат типа ЦА-320М с установленными в его насосе 9Т цилиндровыми 127-мм втулками (с этими втулками можно работать при р_max в конце цементирования). Максимальная производительность при этом 0,9 м 3 /мин при давлении 6,1 МПа.

Для колонны диаметром 127 мм:

n_ц.а = [0,785*1,2*(…. 2 – …. 2 )*1,5/0,09] + 1 = ….(например — 2 агрегата.)

Расчет цементирования обсадных колонн

При креплении водозаборных скважин металлическими, пластиковыми трубами затрубное пространство обязательно цементируется.

Цементирование затрубного пространства производится с целью изоляции водоносных горизонтов друг от друга, борьбы с поглощением промывочного раствора и обрушениями стенок скважины, а также предохранения обсадных труб от коррозионного влияния подземных вод.

От высокого качества цементирования обсадных колонн зависит срок службы и дебит скважины.

Для направления и кондуктора подъем цементного раствора в затрубном пространстве производят от башмака до устья.

В практике бурения при сооружении скважины глубиной более 200 м наиболее распространен способ одноступенчатого цементирования с двумя пробками [19, с.542].

Контроль качества цементирования осуществляется двумя способами.

Первый способ применяют в том случае, когда тампонажная колонна наполнена жидкостью. Через цементировочную головку в колонну труб нагнетают воду и поднимают давление до 4÷6 МПа. Если в течение 30 мин давление упадет не более чем на 0,5 МПа, то герметичность считается удовлетворительной.

Второй способ заключается в следующем. Промывочную жидкость откачивают из труб, понижая уровень не менее чем на 2/3, и, закрыв скважину, оставляют ее в покое на сутки. Если в течение 24 часов уровень жидкости поднимется не более чем на 1м, герметичность считается удовлетворительной.

Рисунок 26. Схема к расчету цементирования

Требуется провести расчет цементирования эксплуатационной колонны диаметром D=245мм, спущенной в скважину, глубиной L=270 м. Диаметр ствола скважины по всей длине равен =295 мм. Высота подъема цемента за трубами =180 м. Высота цементного стакана в трубах =10м (рис.26). плотность цемента =3100 кг/м³; водоцементное отношение m=0,5; плотность воды =1000 кг/м³; плотность продавочной жидкости =1200 кг/м³.

1. Определим объем цементного раствора, который необходимо закачать в скважину из уравнения:

, м, (31)

где — объем цементного раствора за трубами высотой в м³;

— объем цементного раствора в трубах высотой в м³;

— 1,2÷1,4 – коэффициент, учитывающий заполнение каверн, трещин;

— диаметр скважины в м;

— наружный диаметр обсадных труб в м;

— внутренний диаметр обсадных труб в м;

2. Потребное количество сухого цемента .

Для приготовления 1 м³ цементного раствора с водоцементным отношением m определим из уравнения:

, кг/м³, (32)

3.Определим количество сухого цемента для приготовления цементного раствора объемом, равным из формулы:

,кг, (33)

где =1,05÷1,15 – коэффициент, учитывающий потери цемента;

4. Необходимый объем воды для приготовления цементного раствора составит:

, м³, (34)

5. Определим объем продавочной жидкости.

м,

где: =1,03÷1,05 – коэффициент, учитывающий сжимаемость продавочной жидкости;

L — длина обсадной колонны в м.

6. Определим максимальное давление в конце цементирования.

, МПа,

где — потери давления на гидравлические сопротивления;

— плотность продавочной жидкости в кг/м³,

L – длина обсадной колонны в м;

Читайте так же:

Водоудерживающая способность цементного раствора м100

, МПа,

7. Выбираем по максимальному давлению цементировочный агрегат ЦА-300, который при давлении 7 МПа развивает подачу (прокачивает цемент) 10,3л/с = 10,3·3600/1000 м³/ч = 37,08 м³/ч.

8. Определим продолжительность цементирования из:

, мин,

где – производительность цементировочного агрегата, м³/ч

(15 мин.)*- время, необходимое на установку верхней пробки.

9. Время начала загустевания цементного раствора должно быть больше продолжительности цементирования

, мин.,

где =10÷20мин. – резерв времени.

Тогда минимально необходимый срок начала загустевания цементного раствора составит:

Применяемый при бурении цемент имеет начало схватывания, т.е. начинает терять подвижность, не ранее 2ч после затворения раствора. За период от затворения и до начала схватывания цементного раствора необходимо произвести его закачивание в скважину.

Как рассчитать цемент на фундамент: проще простого

Заливка фундамента — наиглавнейший этап строительства любого сооружения, поэтому расчет цемента и остальных ингредиентов необходимо произвести грамотно. В этом случае вам удастся избежать возможных неприятностей — недостачи или перерасхода стройматериала. Что позволит сэкономить средства, которые так нужны в нелегком деле возведения здания. Как рассчитать цемент на фундамент, чтобы он был прочен и долговечен? Этот вопрос требует всестороннего рассмотрения.

Онлайн-калькуляторы: хитрый в гору не пойдет

Самый легкий способ рассчитать цемент — довериться программному обеспечению. С его помощью можно не только нарисовать проект будущего объекта, но провести подсчеты необходимого строительного материала. Эти онлайн-калькуляторы привлекательны тем, что процедура подвластна всем: для того, чтобы определить искомые цифры, нужно лишь ввести некоторые данные. В данном случае это следующее:

марки бетона и цемента;
размеры фундамента;
число поясов арматуры.

Долго дожидаться результата не придется, он будет выдан практически мгновенно. Но нужно рассказать и про пару ложек дегтя, которые подстерегают вас в этом легком занятии. С точностью возникнут проблемы, так как программы определяют только примерное количество необходимых материалов, а для частного строительства, требующего немало средств только на один фундамент (иногда до 30% от всех затрат), это непозволительная роскошь.

Состав бетонного раствора: выбор лучшего

Существует множество заводов, которые производят бетонную смесь, поэтому заказать можно у них, но целесообразно ли это? Во-первых, отпугивает цена, во-вторых, никто не будет «возиться» с неприлично малым количеством, а заказ большего объема довольно больно ударит по кошельку. Потому приготовление смеси непосредственно на строительной площадке самостоятельно является оптимальным вариантом для частных застройщиков.

Для того, чтобы приготовить раствор, понадобится:

Вода.
Песок без глинистых включений.
Цемент.
Щебень.

Иногда последний заменяют гравием, но такое решение опрометчиво, так как гладкая поверхность не обладает достаточным сцеплением, а это уже скажется на прочности бетона.

Важной является и марка цемента, от которой зависит его прочность и показатель сжатия. Обычно используется строительный материал М200 или М300. Некоторые случаи (например, проблемный грунт) требуют применения более качественного цемента — М400 или М450.

Более высокие марки для частного строительства не применяются из-за их высокой стоимости. Рассчитывают необходимые стройматериалы на 1 м 3 бетона, так как это гораздо удобнее, чем принимать во внимание сразу все количество.

Расчет материалов: без изобретения велосипеда

Как рассчитать цемент на фундамент? Для точности результатов надо учитывать марки бетона и цемента, а также соотношение воды и цемента, которое называется коротко — ВЦ. Таблица, представленная ниже, наглядна, и она не требует от человека ученой степени по математике.

Пользоваться таблицей легко. Например, нам нужно приготовить 2 м 3 бетона марки М250:

Для него нужен цемент М500, значит, 297 кг умножаем на 2, получаем — 594 кг. Теперь это число необходимо разделить на 50, так как таков вес одного мешка цемента: 594/50 = 11,88. Результат округляем в сторону большей величины — получаем 12 мешков цемента М500.
Щебень с зерном 20 мм для нашего бетона будет рассчитываться так: 1188 умножаем на 2, получаем 2376 кг. Если выбрали другую фракцию, то все расчеты придется провести заново.
Песок рассчитывается так же, как и щебень: 1188*2 = 2376 кг.
Воду находим так: 205 л умножаем на 2, получаем в результате 410 л.

Читайте так же:

Марка цемента м300 гост

Действительно, расчеты не должны вызвать затруднений, нужно лишь определиться с требуемыми характеристиками вашего сырья. Если для фундамента будут использоваться пластификаторы, то в расчеты надо внести коррективы, коэффициенты легко можно отыскать в справочниках.

Если ваш фундамент бутобетонный

В этом случае, бутовый камень, засыпанный в траншею, заливается только песчано-цементным раствором, ибо из-за использования гравия или щебня в фундаменте неминуемо образуются пустоты, что в разы снизит прочность конструкции.

В таких расчетах потребуется иная таблица:

Расчет этот также несложен. Например, бутовый фундамент требует 3 м 3 песчано-цементного раствора марки 100. Выбран цемент М400. Справочные данные показывают, что на 1 м 3 смеси его необходимо 300 кг. Поэтому по таблице выходит, что соотношение должно быть 1:3, то найти нужное количество песка легко — это 900 кг. Так как нам необходимо 3 куба, то умножаем цифру на 3, получаем — 2700 кг.

Раствор для бутовых камней предполагает тщательное смешивание цемента с песком и постепенное добавление воды до получения необходимой пластичности. Если в растворе наличествуют и добавки, то их следует предварительно растворить в воде. Вводятся они исключительно в сухую смесь.

От чего зависит качество полученного фундамента?

Самым важным является качество цемента, не менее важен и грамотный подход к расчетам. При замене составляющих обязательно проводите новые вычисления, иначе о долговечности основания речи быть не может. Пропорции должны строго соблюдаться, ведь излишек цемента в растворе скажется на его свойствах крайне негативно: фундамент начнет трескаться, и вся работа пойдет насмарку.

Не надо забывать и о пластификаторах, точное количество которых также важно при расчетах. Если речь идет о холодном времени года, то раствор будет нуждаться и в противоморозных добавках.

Как рассчитать цемент на фундамент? Можете довериться онлайн-калькуляторам, но в этом случае расчеты не будут точны. Лучше подойти к делу более основательно, вооружиться ручкой и бумагой, но сначала посмотреть еще и видео, которые представлены в Рунете в большом ассортименте.

Например, этот ролик:

Сколько цемента в 1 кубе раствора?

Цемент – один из строительных материалов, который используется для приготовления связующего раствора. Существуют различные марки, различающиеся по прочности конечного продукта, который тоже имеет некоторую классификацию.

Качественное строительство требует, чтобы марка раствора была идентична марке строительного материала (цемента). Определить, какое количество цементного порошка необходимо для получения 1 куб. метра смеси при соотношении 1/4 (связующего вещества и заполнителя) очень просто.

Нужно только знать:

Процент заполнителя – количество песка в растворе. Оптимальным решением является использование песка разной величины зерен. Это необходимо для более качественного смешивания их между собой.
Количество вяжущего элемента.
Плотность цемента – меняется в зависимости от времени хранения. Свежий цемент имеет среднюю плотность 1100-1200 кг/куб.м. После долгого хранения она поднимается до 1500-1600 кг/куб.м. Усредненная плотность цемента имеет значение 1300.

Читайте так же:

Договор оказания услуг по перевозке цемента

Если применять соотношение связующего вещества и заполнителя 1:4, то состав будет содержать в себе 20% цемента.

Если учесть его плотность, то расход его на 1 куб раствора можно запросто рассчитать следующим образом:

Средняя плотность (1300)/количество частей в растворе (5) = 260 кг. Это равняется 5 мешкам цемента. Такс подобной формулой провести необходимые вычисления можно с помощь специально для этого разработанного онлайн счетчика в интернете.

Применение цемент очень широко, поэтому и рассчитывать его приходится во многих случаях:

Фундаментные работы – в данном случае необходимо высокое качество раствора;
Для последующего получения железобетона и других строительных изделий;
Кладка кирпича;
Для производства асбестоцементных изделий.

Главное при вычислении нужного объема связующего вещества — не ошибиться в обозначениях и не перепутать килограммы с граммами, например.

В зависимости от областей применения процентное соотношение элементов может разниться. Например, для изготовления кирпичной кладки используется соотношение 1:3 и 1:4.

На практике количество цемента при изготовлении раствора оказывается немного выше предполагаемого. Это связано с тем, что песок имеет больший размер фракций.

Как следствие, цемент очень хорошо заполняет пустоты при смешивании с заполнителем.

На примере вычисления необходимого объема цементного порошка в растворе 1/3 рассмотрим еще один способ расчета.

Для этого требуется знать следующие данные:

В 1 куб. метре пространства содержится 1000 литров;
Масса мешка цемента составляет 50 килограмм;
В 1 мешке содержится 36 литров;

Также, чтобы знать, сколько находится в 1 мешке цемента кубов, необходимо разбираться в его «начинке».

В составе цемента находятся:

Клинкер – промежуточный элемент. Он получается путем достаточно сильного нагревание извести и глины. Затем его измельчают и смешивают с гипсом. В составе цемента он составляет 85%.
Различные добавки, определяющие свойства конечного продукта.

Таким образом, можно рассчитать количество цемента в 1 литре: 50/36=1,4 кг.

Раствор с соотношением 1:3 рассчитывается в соответствии со следующими действиями:

1 куб. метр песка + 1/3 куб. метра связующего вещества (333 литра);
333 литров *1,4 кг/л. Получается 466 кг цемента, которое необходимо для получения 1 куб метра раствора.

Подобным образом можно высчитать необходимое количество цементного порошка при любом его соотношении с песком. Итак, произвести расчет цены 1куб. метра раствора в целом, и связующего вещества в частности, совсем несложно.
1 мешок цемента сколько кубов раствора

Существует такое понятие, как водоцементное соотношение. Оно характеризует процент содержания воды в конечном продукте. Определяется данный параметр в зависимости от объема связующего вещества. Именно оно и характеризует качество получаемого бетона. Если водоцементное соотношение равняется 0,50 – это значит, что объем необходимой воды будет равняться 50% от количества связующего вещества.

Данный показатель может характеризовать бетон, определяя его:

Марку – основной показатель, акцентирующий на себе внимание при покупке строительных изделий. Обозначается марка бетона таким образом: м 70, или м 75. Эти цифры характеризуют прочность готового изделия при сжатии.
Класс – также характеризует прочность материала и имеет прямопропорциональную зависимость от марки. Чем она выше, тем больше значение класса. Обозначается так – В 10.
Морозостойкость – сопротивляемость разрушительному действию низких температур.
Консистенцию;
Пластичность и пр. характеристики.

Полагаясь на вышеописанные расчеты, можно определить, сколько же бетона получается из 1 мешка цемента. Для начала нужно определиться с пропорциями.

Простое вычисление приводит к формуле – 50*(50*2)*(50*3)=300 кг. Плотность полученного в при таком соотношении бетона равняется 2400 кг/куб. метра. Чтобы определить объем изделия, нужно разделить массу на плотность. В итоге получится 0,125 куб. метров.

Читайте так же:

Информация по производству цемента

Что влияет на расход цемента при изготовлении куба раствора?

Подбор составляющих готовой бетонной смеси подчиняется некоторым особенностям. Например, нужно знать, что при повышении марочного значения цемента количество вяжущего вещества будет снижаться. Также в некоторых случаях в раствор привносится каменная пыль. Это надежно сохраняет его структуру.

Расход цемента на 1 куб. метр готового продукта зависит от:

Марки раствора – она показывает степень прочности полученного изделия. Ее значение выбирается в зависимости от конечной цели использования получаемого материала. Растворы максимальной прочности используются при изготовлении опор зданий. Внутренние стены требуют меньшего содержания связующего вещества.
Типа раствора – песчаного, глиняного или известнякового. Они различаются конечной целью использования полученного изделия, и как следствие, требуют разного соотношения в растворе. Так, в случае использования глины цемент используется в соотношении 1:9.
Состав раствора – конкретное соотношение связующего вещества и заполнителя.

Сколько цемента понадобится на куб раствора?

Примерное количество цемента, расходуемое на куб. метр получаемого раствора по нормам изготовления строительных материалов равняется 200 кг связующего вещества. Такой объем необходим в случае использования 100 марки цемента.

Сколько купить мешков цемента?

Приготовление оптимального раствора для фундамента, стяжки и других строительных работ требует точного расчета соотношения цемента и других составляющих готового изделия. Это значение нужно определять исходя из марки связующего вещества.

Например, для кладочного раствора нужно использовать 1 куб. метра песка с третью куб. метра цемента. Здесь указывается количество составляющих раствора без учета включения в его состав воды. Объем песка при этом должен равняться конечному объему изделия.

В зависимости от целей, используется определенное количество раствора, и соответственно, цемента.

Готовое бетонное изделие состоит из основных компонентов:

Связующее вещество – на его основе замешивается раствор. Представляет собой порошковый материал, быстро застывающий и кристаллизующийся после увлажнения.
Балласт – смешанный с гравием песок.
Щебень – материал, представляющий собой крупные рыхлые зерна.
Строительные добавки – улучшают свойства готового изделия.

В большинстве случаев цемент используется в соотношении 1:3, 1:4 и 1:5.

Рецептура для приготовления цементного раствора

Прежде, чем приступать к приготовлению бетонного изделия, нужно ознакомиться с некоторыми полезными советами:

Цемент применяется той марки, которая превышает необходимое значения класса бетона минимум в 2 раза;
Для изготовления 1 куба раствора необходимо гораздо больше сухих материалов, чем в расчетах, ведь при получении смеси она заметно уменьшается в объеме;
Прочность щебня должна в 2 раза превосходить расчетную марку готового изделия;
При замешивании песка и цемента нужно пользоваться мерным ведром, а не лопатой;
Бетон для фундамента лучше замешивать при помощи бетономешалки;
Сам процесс приготовления раствора сводится к следующему алгоритму действий:
- залить в бетономешалку воды;
- засыпать остальные компоненты;
- долить жидкости;
- замешать раствор;
Изготовление цементно-известкового раствора происходит следующим образом:
- в бетономешалку заливают 2/3 воды;
- засыпают известь, затем цемент, делая это попеременно;
- добавляют песок;
- заливают остатками воды.
Такой раствор используется не позднее 5 часов после изготовления. При температуре выше 25 градусов время применения значительно сокращается.
Для большего контакта раствора с ранее выложенной кладкой, ее необходимо смачивать. Если раствор наносится кельмой, не нужно вдавливать готовую смесь в щели блоков, имеющих пустоты. Иначе теплоизоляция стены значительно снизится. При больших перерывах в возведении стен кладка накрывается пленкой, что предотвращает попадание на нее осадков.
голоса
Рейтинг статьи