Бурение скважины на всю глубину и инъекция восходящими зонами
Бурение скважины на всю глубину и инъекцию восходящими зонами применяют при хорошо изученном состоянии породы, когда необходимую глубину завесы можно установить заранее. Цементацию ведут с помощью тампонов, изолирующих цементируемую зону от вышележащих. Поднимая уплотнитель по ме­ре цементации очередной зоны, обрабатывают всю скважину. Этот способ позволяет полностью использовать возможности бурового оборудования, работать с максимальной производительностью при бурении скважины на всю глубину без многократных перестановок. На новое место буровое обору­дование перемещают во время подготовки скважины к инъекции раствора. Разделение операций бурения и инъекции позволяет специализировать бригады рабочих и сократить до минимума простои оборудования. При этом способе работ отпадает необ­ходимость разбуривать схватившийся раствор, заполняющий скважину после инъекции. Однако инъекция восходящими зона­ми возможна лишь в случае, когда удается установить тампон в необходимых точках скважины. Для этого стенки скважины должны не иметь вывалов и быть в целом устойчивыми. Цемен­тируемая порода должна быть не слишком трещиноватой, ибо в противном случае раствор из цементируемой зоны может пройти в обход тампона в расположенную выше часть скважины и зацементировать ее. Таким образом, этот способ можно при­менять лишь при отсутствии в породе вертикальных или близ­ких к вертикальным трещин. Недостатком способа является расположение над каждой цементируемой зоной неуплотненной породы, в связи с чем инъекция ведется с меньшим, чем при втором способе, давлением.
 
Инъекцию раствора при любом способе следует проводить при наибольшем допустимом давлении без перерыва до тех пор, пока скважина не прекратит поглощение и не наступит отказ. Однако при этом необходимо осуществлять непрерывный конт­роль за состоянием поверхности земли, снижая при малейших признаках начавшегося разрушения пород давление, а иногда устраивая перерывы в нагнетании.
 
Случайные или вынужденные перерывы ухудшают заполне­ние трещин, так как преждевременно выпавший из раствора це­мент образует пробки в трещинах и дальнейший тампонаж их становится невозможным. Поэтому при длительных перерывах в нагнетании (более 20-30 мин), если они произойдут задолго до достижения отказа, а также при больших утечках раствора на поверхность земли, устранение которых не представляется возможным, скважину ликвидируют и бурят рядом новую.
 
При большом удельном водопоглощении породы и наличии в ней только мелких трещин применение густого раствора вы­зовет закупорку их устьев в скважине и дальнейшая цементация станет невозможной. С другой стороны, при малом значении удельного водопоглощения, обуслбвленном единичной, но круп­ной трещиной, применение жидкого раствора для инъекции при­ведет к тому, что весь объем его расплывется и будет бесполезно потерян за пределами проектного контура завесы.
 
Раствор начальной консистенции обычно нагнетают при за­данном давлении в течение 20 мин. Если к концу этого периода давление поднимается или имеется тенденция к его подъему, то сохраняется прежняя консистенция. Если давление инъекции не увеличивается и поглощение раствора не снижается, производят последовательное сгущение раствора до В/Ц=5:1,3:1,2:1 и так далее до получения давления отказа. При этом более густые растворы нагнетают при больших давлениях.
 
При резком снижении поглощения и повышении давления раствор следует разжижать. При возобновлении инъекции, при­остановленной из-за выхода раствора на поверхность земли или по другим причинам, нагнетание начинают с раствора низкой консистенции или даже с чистой воды, а затем переходят к рас­твору консистенции, которая была на момент остановки работ. При нагнетании жидкого раствора или чистой воды заполнен­ные затвердевшим цементом трещины слегка раскрываются, что позволяет инъецировать более густые растворы.
 
Начальный состав раствора и изменение его консистенции во ­время нагнетания следует устанавливать при опытных работах и корректировать в процессе производственной цементации. Раствор для инъекции должен представлять собой однородную массу, поэтому его подвергают непрерывному механическому перемешиванию в течение всего времени использования.