Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Zastosowanie terpolimeru poli(KAMPS-co-AAm-co-VAm) do regulacji filtracji zaczynu uszczelniającego

Stryczek S., Wiśniowski R., Wysocki S., Złotkowski A.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

984--988

PL

Zaczyny uszczelniające przeznaczone do cementowania kolumn rur okładzinowych w głębokich otworach muszą odznaczać się ściśle określonymi parametrami technologicznymi, pozwalającymi na skuteczne zastosowanie ich w danych warunkach otworowych. Jednym z takich parametrów jest filtracja zaczynu uszczelniającego, która powinna odznaczać się jak najmniejszą wartością. Domieszki chemiczne służące do regulacji filtracji oferowane są przez Serwisy Cementacyjne. Mechanizm ich działania w zaczynach uszczelniających jest złożony i w większości przypadków oprócz ograniczenia filtracji dodatkowo powodują pogorszenie właściwości reologicznych zaczynu. Przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu nowo syntezowanego w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie polimeru obniżającego filtrację zaczynu, który nie ingeruje w sposób istotny na wzrost parametrów reologicznych w porównaniu z domieszkami stosowanymi dotychczas.

EN

The title polymer and a com. additive for reducing rate of filtration were sep. introduced into the sealing slurries used for cementing the casing in deep wells. Filtration rate and rheol. parameters of both types of suspensions were detd. according to the relevant std. The tested polymer was recommended for making slurries.

2

Zaczyny uszczelniające ograniczające ekshalacje gazu ziemnego z przestrzeni pierścieniowej otworu wiertniczego

Ziaja J., Stryczek S., Jamrozik A., Knez D., Czarnota R., Vytyaz O.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 5

990--992

PL

Opracowano oryginalne receptury cementowych zaczynów uszczelniających pozwalające na minimalizację pozarurowych ekshalacji gazu. Zastosowano materiał zwiększający objętość kamienia cementowego DR 100 oraz lateks w celu zmniejszenia jego przepuszczalności dla gazu. Badania wykonano w laboratoriach AGH i na Ukrainie. Na podstawie wyników badań doświadczalnych sformułowano warunki stosowania przebadanych dodatków i zalecane ich zawartości.

EN

Cement slurries were modified by addn. of a dispersing agent (Ca silicate) 6-8% and a butadiene-styrene-amide latex (15-20%) to decrease the permeability of the sealing. The optimum contents of the agent and latex were 6% and 20% by mass, resp.

3

Ograniczenie ekshalacji gazu w otworach wiertniczych poprzez modyfikację receptur oraz kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających

Kremieniewski M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2016

|

nr 199

1--400

PL

Najważniejszym zadaniem zabiegu cementowania każdej kolumny rur okładzinowych jest uszczelnienie przestrzeni pierścieniowej pomiędzy zapuszczanymi rurami a ścianą otworu wiertniczego oraz poprzednio zacementowaną kolumną rur. W trakcie uszczelniania gazowych otworów wiertniczych często dochodzi do migracji gazu, powodującej nieszczelności płaszcza cementowego. Stanowi to zagrożenie dla środowiska oraz dla życia i zdrowia ludzi. Zjawisko migracji stwarza również problemy natury technicznej podczas przygotowywania otworu do eksploatacji. W książce przedstawiono mechanizmy powstawania migracji i ekshalacji gazu oraz omówiono zagadnienia ograniczenia ekshalacji gazu w otworach wiertniczych. Zmniejszenie ekshalacji gazu można było uzyskać poprzez modyfikację receptur zaczynów uszczelniających. Opisana została innowacyjna metodyka badań zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów wiertniczych o podwyższonym ryzyku wystąpienia migracji gazu. W pracy omówiono wyniki badań migracji gazu przez wiążący i związany zaczyn cementowy na urządzeniu umożliwiającym symulację warunków otworowych oraz śledzenie zjawisk zachodzących w zaczynie podczas wiązania. Celem pracy było ograniczenie ekshalacji gazu poprzez modyfikację receptur zaczynów uszczelniających oraz analizę wpływu dokonanych modyfikacji na kształtowanie się struktury stwardniałych zaczynów uszczelniających. W związku z powyższym w pracy poruszone zostały również zagadnienia dotyczące mikrostruktury stwardniałych zaczynów cementowych. Problematyka w dużym stopniu przyczynia się do ograniczenia migracji i ekshalacji gazu w otworach wiertniczych oraz pozwala na zminimalizowanie tego zjawiska poprzez zastosowanie innowacyjnych zaczynów uszczelniających.

EN

The most important function of the cementing operations in each casing string column, is to seal the annular space between the installed pipes and the walls of the well, as well as the previously cemented casings. What often occurs in a well during the cement job is gas migration, which causes leaks in the cement sheath. It poses a threat to the environment and human life and health. Moreover, gas migration causes certain technical problems while preparing the borehole for exploitation. This book shows the mechanisms forming the migration and exhalation of gas and the problems connected with the suppressing of gas exhalation in wells. The suppression could be achieved by modifying slurry designs. This work presents an innovative methodology of analyzing cement slurries, designed to seal boreholes with a higher risk of gas migration occurrence. The work also reports the results of research into gas migration in a setting, as well as already set cement slurry, which was conducted in a simulator modelling well conditions, where all the slurry solidifying effects could be closely observed. The aim of the work was to reduce gas exhalation, by modifying slurry designs and analyzing the effects of the modifications, on the formation of the structure of the solidified slurries. On account of this, the work also discusses some questions concerning the microstructure of solidified cement slurries. This problem contributes considerably, to the suppressing of gas migration and exhalation in wells, and helps to minimalize this process by applying innovative slurry designs.

4

Metoda uszczelniania otoczenia głowicy szybu Kościuszko w Kopalni Soli „Wieliczka”

Gonet A., Stryczek S., Jaśkowski W., Źróbek M.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2016

|

nr 7

3--9

PL

Dopływ wody do każdej kopalni, a zwłaszcza kopalni soli stanowi poważne zagrożenie. W artykule przedstawiono technologię doszczelniania górotworu otaczającego obudowę szybu Kościuszko w Kopalni Soli „Wieliczka”, gdzie zastosowano iniekcję strumieniową, jako zasadniczą metodę wykonania ekranu przeciwfiltracyjnego na zewnątrz obudowy szybu, i iniekcję klasyczną, jako metodę uzupełniającą doszczelnienia nasypu antropogenicznego, znajdującego się pod posadzką piwnicy szybowej. Do prac uszczelniających zastosowano zaczyny geopolimerowe i superplastyfikator, dzięki czemu znacznie poprawiono właściwości reologiczne zaczynu i zwiększono odporność na korozję. Podczas prac prowadzono ciągły monitoring telemetryczny i wizyjny obudowy szybu, który specjalnie zaprojektowano i zainstalowano do tego celu.

EN

As part of the Kościuszko shaft sealing project implemented at the Wieliczka Salt Mine, works with the application of the jet-grouting method and traditional method were carried out in order to create an anti-filtration screen to the depth of 15.0 m under the level of the shaft basement. The formulations for the injection grouts used were developed in order to provide correct rheological parameters and properties of hardened cement rock, with a particular focus on resistance to chemical and physical corrosion. In order to provide appropriate monitoring of the injection process, a system for monitoring the displacement of the shaft lining and visual monitoring were put in place. For the jet-grouting injection, the applied pressure was in the range of 5.0 – 30.0 MPa. As a result of the sealing works, a significant reduction of water inflow to the shaft was observed. The technical solutions applied during the implementation of the project can be used in the course of the future operation of the mine and of other mining plants.

5

Influence of polycarboxylate superplasticizers on rheological properties of cement slurries used in drilling technologies

Stryczek S., Wiśniowski R., Gonet A., Złotkowski A., Ziaja J.

Archives of Mining Sciences

|

2013

|

Vol. 58, no. 3

719--728

EN

Sealing slurries, mainly the cement-based ones, are concentrated dispersive systems, containing solid particles of considerably developed specific surface. Rheologically, such systems are very complex. This also stems from the fact that the rheological properties have a significant effect on: additives and admixtures modifying technological properties of fresh and set slurries, chemically complex mechanism of hydration in a slurry in a function of time. Special attention should paid to plasticizing (plasticizers PL) and liquefying (traditional and new- -generation superplasticizers SP) admixtures affecting the modification and optimization of rheological properties of fresh cement slurries as far as providing efficiency of sealing of casing pipes is concerned. Laboratory analyses were focused on proving the following thesis: properly selected type of superplasticizer [by BASF Polska Sp.z o.o. (The Chemical Company) - Admixtures for Concrete Division] advantageously affects the rheological parameters of sealing slurry based on metallurgical cement CEM III /A 32,5. The following variables were used in the analyses: type of superplasticizer, type of batch fluid. The laboratory experiments were made on superplasticizers produced by BASF: SKY 501, SKY 503, SKY 591, ACE 430, Glenium 115. The superplasticizer concentration in the slurry was 0.5 wt% (as compared with mass of dry cement). Water to cement ratio for the analyzed sealing slurries was equal to 0.5. The sealing slurries were made of metallurgical cement CEM III/A 32,5 N-LH/HSR/N Lafarge Cement S.A. in Małogoszcz.

PL

Zaczyny uszczelniające, a zwłaszcza typu cementowego, są skoncentrowanymi układami dyspersyjnymi, zawierającymi cząstki stałe o znacznie rozwiniętej powierzchni właściwej. Układy takie pod względem reologicznym należą do niezwykle złożonych. Wynika to między innymi z faktu, że na właściwości reologiczne w sposób istotny wpływają: dodatki i domieszki modyfikujące właściwości technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów, złożony chemicznie mechanizm reakcje hydratacji zachodzące w zaczynie w funkcji czasu. Na szczególną uwagę ze względu na zapewnienie skuteczność uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych zasługują domieszki uplastyczniające (plastyfikatory PL) i upłynniające (superplastyfikatory SP typu tradycyjnego oraz nowej generacji) wpływające na modyfikację oraz optymalizację cech reologicznych świeżych zaczynów uszczelniających. Przeprowadzone badania laboratoryjne miały na celu udowodnianie następującej tezy: odpowiednio dobrany rodzaj superplastyfikatorów [firmy BASF Polska Sp.z o.o. ( The Chemical Company) - Dział Domieszek do Betonu], wpływa korzystnie na parametry reologiczne zaczynu uszczelniającego sporządzanego na osnowie cementu hutniczego CEM III /A 32,5. W przeprowadzanych badaniach zmiennymi były: rodzaj superplastyfikatora, rodzaj cieczy zarobowej. W badaniach laboratoryjnych zastosowano następujące superplastyfikatory firmy BASF: SKY 501, SKY 503, SKY 591, ACE 430, Glenium 115. Koncentracja superplastyfikatora w zaczynie wynosiła: 0,5% wagowo (w stosunku do masy suchego cementu). Współczynnik wodno-cementowy dla badanych zaczynów uszczelniających wynosił: 0,5. Do sporządzania zaczynów uszczelniających stosowano cement hutniczy klasy CEM III/A 32,5 N-LH/ HSR/NA - Cementownia Małogoszcz, Grupa Lafarge Cement S.A. w Małogoszczy.

6

Badania zaczynów cementowych przeznaczonych do uszczelniania otworów wiertniczych

Kremieniewski M., Rzepka M.

Wiadomości Naftowe i Gazownicze

|

2012

|

R. 15, Nr 4 (168)

9--13

PL

Świeże i stwardniałe zaczyny cementowe przeznaczone do uszczelniania rur okładzinowych w otworach wiertniczych muszą spełniać szereg parametrów technologicznych. W Instytucie Nafty i Gazu w Krakowie w Oddziale w Krośnie od wielu lat prowadzi się specjalistyczne badania i modyfikacje stosowanych oraz proponowanych do stosowania w przemyśle zaczynów cementowych. W tym celu używana jest wysokiej klasy aparatura kontrolno-pomiarowa umożliwiająca zaprojektowanie odpowiedniej receptury zaczynu cementowego do użycia w otworze wiertniczym. INiG dysponuje m.in. konsystometrami ciśnieniowymi, prasami filtracyjnymi, lepkościomierzami, aparatem do badania przepuszczalności i migracji gazu, porozymetrem rtęciowym, ultradźwiękowym analizatorem cementu, maszyną wytrzymałościową. Badania zaczynów cementowych wykonywane w INiG przyczyniają się do ciągłej poprawy jakości zacementowania kolumn rur okładzinowych w naszym kraju.

EN

Fresh and hardened cement slurries for sealing casing in wellbore should implement a number of technological parameters. In the Oil and Gas Institute branch in Krosno, for many years have performed specialised research and modifications applicable and proposed to use in industry cement slurries. For this purpose is used high quality equipment, that allows to design of appropriate cement slurries formulas to used in wellbore. The Oil and Gas Institute has inter alia: HTHP Consistometers, HTHP Filter Presses, Viscometers, Permeability and Migration Tester, Mercury Porosimeter, Ultrasonic Cement Analyzer, Compressive Strength Tester. Cement slurries tests performed in the Oil and Gas Institute contribute to continuous improvement of quality casing cementation in our country.

7

Modyfikacje składów zaczynów uszczelniających w celu zminimalizowania porowatości kamienia cementowego

Kremieniewski M.

Prace Naukowe Instytutu Nafty i Gazu

|

2012

|

nr 182 wyd. konferencyjne

707--712

PL

Podczas uszczelniania kolumn rur okładzinowych w otworach gazowych oraz przeznaczonych do sekwestracji CO2 bardzo ważnym czynnikiem jest otrzymanie jednolitego, pozbawionego mikronieszczelności płaszcza cementowego. Objętość i rozmiary porów określają przydatność zaczynu cementowego do zastosowania w otworze wiertniczym w celu uszczelnienia danego rodzaju złoża. Na porowatość kamieni cementowych już w początkowym etapie projektowania zaczynu wpływa szereg czynników. Badanie struktury stwardniałego zaczynu uszczelniającego w trakcie hydratacji w warunkach otworopodobnych pozwala dobrać skład zaczynu, który po związaniu charakteryzuje się minimalną porowatością i przepuszczalnością. Działanie takie podejmowane jest w celu wyeliminowania niepożądanego zjawiska przechodzenia gazu przez matrycę kamienia cementowego. W publikacji przedstawione zostały badania laboratoryjne stwardniałych zaczynów uszczelniających, których matryca cementowa została doszczelniona w celu zminimalizowania porowatości oraz przepuszczalności. Badania struktury porowej kamieni cementowych przeprowadzone zostały za pomocą porozymetru rtęciowego.

EN

During the sealing of the casing in the gas boreholes and wellbore intended to CO2 sequestration very important factor is obtaining a uniform, devoid of micro-leaks cement coat. Volume and pore size determines the suitability of cement slurry used in the boreholes to seal the given deposit. The porosity of the cement stone in the early design stage is affected by number of factors. The structure study of the hardened cement slurry during hydration in conditions similar to those that occur in boreholes allows to choose the composition of the slurry, which after setting is characterized by a minimum porosity and permeability. Such action shall be taken to eliminate the undesirable effect of gas passing through the matrix of cement stone. The publication presents the laboratory tests of hardened sealing slurries, which had sealed cement matrix to minimize the porosity and permeability. Tests of pore structure of cement stone were carried out using a mercury porosimeter.

8

The stabilization of the rock mass of the Wieliczka salt mine through the backfilling of the Witos chamber with the use of injection methods

d'Obyrn K.

Archives of Mining Sciences

|

2012

|

Vol. 57, no. 1

93--105

EN

The Wieliczka Salt Mine is the most famous and the most visited mining industry monument in the world and it requires modern methods to ensure rock mass stability and tourists’ security. Both for conservation and tourism organization reasons, the group of Warszawa-Wisla-Budryk-Lebzeltern-Upper Witos Chambers (Photo. 1, 2. 3) located the Kazanów mid-level at a depth of 117 m underground is extremely important. Discontinuous deformation occurring in this Chamber complex was eliminated by comprehensive securing work with anchor housing, but their final securing and stability is conditioned by further backfilling and sealing the Witos Chambers situated directly beneath. In the 1940s and 1950s, the Witos Chamber was backfilled with slag from the mine boilerhouse. However, slags with 80% compressibility are not backfilling material which would ensure the stability of the rock mass. The chambers were exploited in the early nineteenth century in the Spizit salts of the central part of the layered deposit. The condition of the Upper Witos, Wisla, Warszawa, Budryk, and Lebzeltern Chambers is generally good. The western part if the Lebzeltern Chamber (Fig. 1), which was threatened with collapse, was backfilled with sand. In all the chambers of the Witos complex, local deformation of ceiling rock of varying intensity is observed as well as significant destruction of the side walls of pillars between chambers. No hydrogeological phenomena are observed in the chambers. It has been attempted to solve the problem of stability of the rock mass in this region of the mine by extracting the slag and backfilling with sand, erecting concrete supporting pillars, backfilling the voids with sand, anchoring the ceiling and the side walls, the use of the pillar housing. The methods have either not been applied or hale been proved insufficient to properly protect the excavation situated above. In order to select the optimal securing method, a geomechanical analysis was conducted in order to determine the condition of the chambers with particular emphasis on the pillars between the chambers. The analysis demonstrated the need to backfilling the Witos Chambers in order to improve the strength parameters of the pillars and the cross-level ledge. The next step consisted of selecting the sealing mix and testing how the additional burden and improving the slag strength parameters shall affect the stability of the excavations of the Kazanów mid-level. In order to determine the optimal composition of the backfilling mixtures, formulas of sealing brine slurries have been developed. Laboratory tests were also conducted concerning the strain parameters specifications of slags extracted from the Witos Chamber. Taking into account the slurry tests, and in particular, the density, strength and strain parameters, the optima composition of the sealing mix was selected. The analysis of the results of numerical recalculations demonstrate that even the use of highest-density mixtures, backfilling(sealing) of the Witos Chambers should not cause significant disturbance of the current tension in the surrounding rock mass. The longterm impact of sealing should lead to improvement of the strain levels on the ledges between Level III and Kazanów mid-level chambers. The positive results of applying in the Mine of injection slurries for sealing and stabilizing the rock mass and the construction of the injection node on the surface of the Kosciuszko shaft area have allowed resuming work in the Witos Chambers. The main injection over 1,000 m long pipeline was constructed from the injection node through the Kosciuszko Shaft and along Level III of the mine. The sealing of the Witos Chambers complex was divided into three areas (Fig. 2) separated by backfilling dams. Each region was connected to an injection and venting pipeline, and areas of possible injection material off-flow from backfilling locations were secured. Once that the Chambers are sealed with the use of the pipeline seven bore holes will be drilled from excavations situated above through which the sealing slurry will be administered. The operation will serve to eliminate any voids and re-seal the slag, and it will be conducted until pressures of approximately 0.5 MPa on the bore hole collar is achieved. As past experience indicates, injection slurry formula can be regularly adjusted adequately to the changing geomechanical parameters and the type of sealing work at the Wieliczka Mine. Once that the backfilling and sealing process in the Witos Chambers complex is completed, it shall be necessary to conduct monitoring activities in order to determine the processes occurring in the rock mass after the backfilling. The properties of sealing mixtures qualify those for use in the environment both of salt mines and other mineral ore mines to stabilize the rock mass in the mining-geomechanical context precluding the possibility of weakening the rock mass strength parameters and at the same time sealing the rock mass and the loose material deposited in the excavation.

PL

Kopalnia Soli „Wieliczka” będąca najbardziej znanym i najliczniej odwiedzanym zabytkiem górniczym na świecie wymaga najnowocześniejszych metod zapewniających stabilność górotworu i bezpieczeństwo zwiedzających. Niezwykle ważny ze względów konserwatorskich jak i organizacji ruchu turystycznego jest zespół komór Warszawa-Wisła-Budryk-Lebzeltern-Witos Górny (Fot. 1-3) zlokalizowany na międzypoziomie Kazanów na głębokości 117 m p.p.t. Występujące w tym zespole komór deformacje nieciągłe zniwelowane zostały poprzez kompleksowe zabezpieczenie ich obudową kotwową jednak ich docelowe zabezpieczenie i stabilność warunkowana jest dosadzeniem i doszczelnieniem leżących bezpośrednio pod nimi komór Witos. Zespół komór Witos został w latach 40 i 50. XX wieku podsadzony żużlem z kotłowni kopalnianej. Żużle o ściśliwości 80% nie stanowią podsadzki, która zapewniałaby stabilizację górotworu. Komory zostały wyeksploatowane na początku XIX wieku w solach spizowych łuski centralnej złoża pokładowego. Stan komór Witos Górny, Wisła, Warszawa, Budryk, Lebzeltern jest na ogół dobry. Zachodnia część komory Lebzeltern (Rys. 1) była w stanie zawałowym i z tego względu została podsadzona piaskiem. We wszystkich komorach zespołu Witos obserwuje się lokalne deformacje skał stropowych o różnym natężeniu oraz znaczne niszczenie ociosów filarów międzykomorowych. W komorach nie występują zjawiska hydrogeologiczne. Problem stabilizacji górotworu w tym rejonie kopalni starano się rozwiązać poprzez wybranie żużla i podsadzenie piaskiem, budową podporowych słupów betonowych, dosadzenie pustek piaskiem, kotwienia stropu i ociosów, zastosowanie obudowy podporowej. Metod tych nie zastosowano lub okazały się nieskuteczne dla prawidłowego zabezpieczenia wyrobisk nadległych. W celu wyboru optymalnej metody posłużono się analizą geomechaniczną, której celem było określenie stanu komór ze szczególnym uwzględnieniem filarów międzykomorowych. Na tej postawie stwierdzono konieczność wypełnienia komór Witos w celu poprawy parametrów wytrzymałościowych filarów i półki międzypoziomowej. Kolejnym krokiem był dobór mieszaniny doszczelniającej i sprowadzenie jak dodatkowe obciążenie i poprawa parametrów wytrzymałościowych żużli wpłynie na stateczność wyrobisk międzypoziomu Kazanów. W celu określenia optymalnego składu mieszanin podsadzkowych opracowano receptury solankowych zaczynów doszczelniających. Przeprowadzono również badania laboratoryjne własności parametrów odkształceniowych żużli pobranych z komór „Witos”. Biorąc pod uwagę badania zaczynów, a w szczególności gęstość oraz parametry odkształceniowe i wytrzymałościowe wybrano optymalny skład mieszaniny doszczelniającej. Z analizy wyników ponownych obliczeń numerycznych wynika, że nawet w przypadku stosowania mieszanin o największej gęstości podsadzenie (doszczelnienie) komór Witos nie powinno spowodować istotnego zaburzenia stanu naprężenia panującego w górotworze otaczającym. W dłuższej perspektywie czasowej wpływ doszczelnienia powinien przejawiać się w poprawie stanu naprężenia w półkach pomiędzy poziomem III a komorami międzypoziomu Kazanów. Pozytywne wyniki stosowania w Kopalni zaczynów iniekcyjnych wykorzystywanych do uszczelniania i stabilizacji górotworu oraz budowa na powierzchni w rejonie szybu Kościuszko węzła iniekcyjnego stworzyły warunki do ponownego podjęcia prac w komorach Witos. Od węzła iniekcyjnego poprzez szyb Kościuszko oraz III poziomem kopalni został doprowadzony główny rurociąg iniekcyjny o długości ponad 1000 m. Doszczelniany zespół komór Witos podzielono na trzy pola (Rys. 2) oddzielone tamami posadzkowymi. Do poszczególnych pól doprowadzono rurociągi iniekcyjne i odpowietrzające oraz zabezpieczono miejsca możliwego odpływu iniektu z pól podsadzkowych. Po doszczelnieniu komór rurociągami odwiercone zostanie z wyrobisk nadległych siedem otworów przez które również będzie podawany zaczyn uszczelniający. Podawanie zaczynu otworami będzie miało na celu likwidację ewentualnych pustek i ponowne doszczelnienie żużli, a prowadzone będzie do osiągnięcia ciśnienia ok. 0,5 MPa. Jak wynika z dotychczasowych doświadczeń, receptury zaczynów iniekcyjnych mogą być na bieżąco korygowane adekwatnie do zmiennych w warunkach KS „Wieliczka” parametrów geomechanicznych i rodzaju prac doszczelniających. Po zakończeniu procesów podsadzkowo-doszczelniających w zespole komór „Witos” konieczne jest prowadzenie monitoringu w celu określenia procesów zachodzących w górotworze po zakończeniu podsadzania. Właściwości mieszanin doszczelniających predysponują je do wykorzystania w warunkach kopalni soli jak i innych kopalniach surowców mineralnych celem zarówno stabilizacji górotworu w warunkach górniczo-geomechanicznych wykluczających możliwość osłabienia parametrów wytrzymałościowych górotworu jak i równoczesnego doszczelniania górotworu oraz materiału luźnego zalegającego wyrobiska.

9

Badania świeżych zaczynów uszczelniających do wypełniania otworowych wymienników ciepła

Sapińska-Śliwa A., Stryczek S., Gonet A., Mimier Ł., Śliwa T.

AGH Drilling, Oil, Gas

|

2012

|

Vol. 29, no. 1

271-283

PL

Badania świeżych zaczynów cementowych obejmowały dostępne na polskim rynku mieszanki do cementowania otworowych wymienników ciepła. Badania przeprowadzone w Laboratorium Płynów Wiertniczych na Wydziale Wiertnictwa, Nafty i Gazu AGH w Krakowie, wykonano na takich produktach jak: ThermoCem Plus, Hekoterm, Stuwa Therm 2000. Przygotowano różne receptury tych produktów oraz testowano ich gęstość, rozlewność, lepkość umowną, pH filtratu, filtrację rzeczywistą (właściwą), odstój oraz właściwości reologiczne takie jak lepkość pozorna, lepkość plastyczna i granica płynięcia. Najlepsze wyniki uzyskano dla ThermoCem Plus. Dwie pozostałe mieszanki, które najprawdopodobniej bazują na piasku kwarcytowym, cechowały się słabą przetłaczalnością. Za pomocą numerycznego programu komputerowego Rheo Solution dobrano optymalny model reologiczny dla ThermoCemu Plus, gdyż tylko ten zaczyn spełniał kryteria zaczynu cementu wiertniczego. Program dopasował do badanego zaczynu model Herschleya-Bulkleya.

EN

Research on fresh cement slurries, included mixtures available on Polish market. Tests made in laboratory of Drilling Fluids on Drilling, Oil and Gas Faculty AGH in Cracow. Cement slurries which were testing were: ThermoCem Plus, Hekoterm and Sffiwa Therm 2000. Various recipes were prepared. Focused on the testing density, fluidity, pH of the filtrate, conventional viscosity, effective filtration, sedimentation and rheological properties. ThermoCem Plus best met all the parameters. The other products, which probably based on quartz sand, were characterized by pour flow properties. Only ThermoCem could be classified as drilling cement. Special computer program - Rheo Solution was used for choose the best rheological model. The best model was Herschley-Bulkley's model.

10

Wpływ solanki na właściwości reologiczne zaczynów uszczelniających z domieszką superplastyfikatorów

Stryczek S., Wiśniowski R., Gonet A., Złotkowski A.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 1-2

401-409

PL

Poprawa właściwości fizyko-mechanicznych górotworu solnego wymaga zastosowania zaczynu uszczelniającego sporządzonego w oparciu o solankę o pełnym zasoleniu oraz charakteryzującego się dobrymi właściwościami reologicznymi. Jednym ze sposobów poprawy parametrów reologicznych jest zastosowanie domieszki w postaci superplastyfikatora, którego działanie należy sprawdzić laboratoryjnie, indywidualnie dla każdej opracowanej receptury zaczynu uszczelniającego. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu pięciu rodzajów superplastyfikatorów firmy Basf na parametry reologiczne zaczynów uszczelniających stosowanych do uszczelniania i wzmacniania górotworu solnego.

EN

The improvement of properties of salt-rock command to use cement slurry to receive with brine and characterize high fluent. One with ways improvement rheological parameters is adding superplasticizer, which working was should check for every worked recipe. In paper describe laboratory investigation influence of five kind superplasticizer of Basf Company on rheological parameter cement slurry.

11

Model stanowiska laboratoryjnego przeznaczonego do pomiarów przepuszczalności stwardniałego zaczynu uszczelniającego, zbudowany w oparciu o dynamiczną prasę filtracyjną HTHP

Hendel J., Złotkowski A., Stryczek S.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2011

|

T. 28, z. 4

681-690

PL

Określanie przepuszczalności stwardniałego zaczynu uszczelniającego jest długotrwałym trudnym pomiarem, którego powodzenie zależy od dobrego uszczelnienia aparatu pomiarowego i poprawnego zmierzenia objętości cieczy przepływającej przez badany rdzeń. Niska przepuszczalność stwardniałych zaczynów uszczelniających wymaga użycia do badania odpowiednio wysokiego ciśnienia, przy którym uzyska się rzetelny pomiar objętość cieczy przepływającej przez rdzeń. W tym celu w oparciu o prasę filtracyjną HPHT wykonano stanowisko laboratoryjne umożliwiające przeprowadzenie tego pomiaru przy ciśnieniu do 8 MPa.

EN

The qualification of permeability cement rock is very difficult process, which success depends from good tightening and correct measuring value of liquid by sample filtration. Lower permeability, typical for cement rock, requires use high pressure. Investigation then will be exact, if the volume of liquid filtration will be considerable. Therefore to get high volume liquid to measurement was adapted filtration press HPHT (High Pressure, High Temperature), which give possibility to make this research in pressure 8 MPa.

12

Wpływ wybranych superplastyfikatorów na właściwości reologiczne zaczynów uszczelniających sporządzanych na osnowie cementu hutniczego

Stryczek S., Wiśniowski R., Gonet A., Połowniak Ł.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2010

|

T. 27, z. 1--2

425-435

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki badań laboratoryjnych wpływu superplastyfikatorów nowej generacji opartych na osnowie eterów polikarboksylanowych o nazwie handlowej Glenium/R produkcji BASF, na właściwości reologiczne zaczynów uszczelniających sporządzanych z cementu hutniczego CEM III/A 32,5R. Zaczyny te charakteryzowały się różnymi współczynnikami wodno-cementowymi oraz rodzajami i koncentracjami wprowadzonych do nich superplastyfikatorów. Z uzyskanych badań wynika, że modelem reologicznym opisującym sporządzone zaczyny jest model Herschella-Bulkleya. Określone parametry reologiczne dla tego modelu pozwolą na wykonanie dokładnych obliczeń oporów przepływu zaczynu uszczelniającego bądź to w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych w otworach wiertniczych lub podczas uszczelniania ośrodka gruntowego lub masywu skalnego.

EN

The results of laboratory analyses of influence of new-generation superplastifiers based on polycarboxyl ethers Glenium/R by BASF on rheological properties of sealing slurries based on metallurgical cement CEM III/A 32,5R are presented in the paper. These slurries had different water-to-cement ratios as well as different types and concentrations of applied superplastifiers. The researches reveal that the prepared models are governed by the Herschel-Bulkley model. With definite rheological parameters this model can be used for accurate calculating of flow resistivity either when cementing the casing or the ground or the rock mass.

13

Wpływ rodzaju cementu na właściwości reologiczne zaczynów uszczelniających stosowanych w technologiach wiertniczych

Stryczek S., Wiśniowski R., Gonet A., Złotkowski A.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2010

|

T. 27, z. 4

721-739

PL

Prawidłowe zacementowanie kolumn rur okładzinowych w otworze wiertniczym uwarunkowane jest między innymi optymalnym zaprojektowaniem hydrauliki przepływu zaczynu uszczelniającego w systemie cyrkulacyjnym. W tym celu konieczne jest określenie parametrów reologicznych zaczynu oraz dopasowanie modelu reologicznego, który najlepiej przedstawia charakterystykę reologiczną uzyskanej mieszaniny. Zarówno rodzaj użytego cementu, jak i ilość dodanej wody zarobowej wpływa na zmianę właściwości fizykochemicznych, co wiąże się z koniecznością określenia dla każdego ilorazu w/c modelu reologicznego i wielkości dla niego charakterystycznych. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych pomiarów parametrów reologicznych czterech popularnie używanych cementów w technologii wiertniczej oraz dopasowano do uzyskanych wartości pomiarowych modele reologiczne wraz z podaniem wartości opisujących stopień dopasowania modelu.

EN

Right and optimality design hydraulic of flow cement slurry has influence on good grouting drill casing in wellbore. For this purpose is necessary definite rheological parameter cement slurry and checking in rheological fluid model, which best represented characteristic this composition. Type of used cement and quantity water of concrete mix effected on physic-chemical property and command for each case water-cement ratio rheological model and his mathematic parameter. In paper presentation result laboratory studies measurement rheological parameter four popular used cement in technology of drill casing grouting and command for each rheological model and mathematic value for him.

14

Możliwości wykorzystania pyłów cementowych z cementowni do sporządzania zaczynów uszczelniających do prac geoinżynieryjnych

Stryczek S., Gonet A., Wiśniowski R.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2009

|

z. 287

243-254

PL

Zagadnienia ochrony środowiska zyskują coraz to większe znaczenie, a zatem korzystne jest poszukiwanie potencjalnych dodatków do zaczynów uszczelniających spośród produktów odpadowych z różnych gałęzi przemysłowych, jak choćby w przemyśle produkującym cement. Ogólnie przyjęto, że nowoczesny proces produkcji cementu jest procesem bezodpadowym, gdyż produkty uboczne, uzyskiwane w postaci alkalicznych pyłów, są w niewielkich ilościach wykorzystywane w różnych etapach tego procesu. A zatem, uzasadnione wydaje się pytanie, czy wykorzystanie ubocznego produktu, jakim są pyły cementowe w postaci dodatków do zaczynów uszczelniających, pozwoli na kształtowanie właściwości technologicznych zaczynów do uszczelniania i wzmacniania ośrodka gruntowego i masywu skalnego. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu różnych koncentracji pyłów cementowych na parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów uszczelniających o współczynniku wodno-mieszaninowym 0,5 i różnych koncentracjach pyłów cementowych. Szczególnie zwrócono uwagę na kształtowanie się właściwości Teologicznych badanych zaczynów. W tym celu stosowano program numeryczny Rheosolution opracowany w Katedrze Wiertnictwa i Geoinżynierii, Wydziału Wiertnictwa, Nafty i Gazu Akademii Górniczo - Hutniczej w Krakowie. W wyniku przeprowadzonych badań ustalono optymalne koncentracje dodatku popiołów cementowych w zaczynach, mogących mieć aplikacje do prac geomżynieryjnych związanych z uszczelnianiem i wzmacnianiem ośrodka gruntowego i masywu skalnego, a zwłaszcza metodami iniekcji otworowej.

EN

This paper is showing analyses from laboratory investigation on cement slurry with addition of different cement ashes. Results are showing influence of different cement ashes for technological parameters of fresh and hardened cement slurry having water - mixture coefficient 0,5. The sealing slurries were analyzed in view of the most optimum Theological model for a given cement ash concentraition. Accordingly a numerical program Rheosolution worked aut at the Department of Drilling and Geoengineering AGH-UST has been used. As a result, optimum concentration of cement ashes were established for sealing slurries to be used in geoengineering works related to sealing and strengthening rock ground especially with well injection methods.

15

Wpływ pyłów cementowych z cementowni Chełm na właściwości technologiczne zaczynów uszczelniających

Stryczek S., Gonet A., Wiśniowski R., Biskup T.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2009

|

T. 26, z. 4

677-687

PL

Zagadnienia ochrony środowiska zyskują coraz to większe znaczenie, a zatem korzystne jest poszukiwanie potencjalnych dodatków do zaczynów uszczelniających pośród produktów odpadowych powstających podczas wytwarzania różnorodnych materiałów, jak choćby cementu. Ogólnie przyjęto, że nowoczesny proces produkcji cementu jest procesem bezodpadowym, gdyż produkty uboczne powstające podczas wytwarzania cementu są wykorzystywane w różnych etapach tego procesu. Ze względów technologicznych nie wszystkie produkty uboczne są w pełni wykorzystane. Zatem uzasadnione wydaje się pytanie, czy wykorzystanie ubocznego produktu, jakim są pyły cementowe, w postaci dodatków do zaczynów uszczelniających, pozwoli na racjonalne kształtowanie właściwości technologicznych zaczynów do uszczelniania i wzmacniania ośrodka gruntowego i masywu skalnego. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych wpływu różnych koncentracji pyłów cementowych z cementowni Chełm na parametry technologiczne świeżych i stwardniałych zaczynów uszczelniających o różnych współczynnikach wodno-mieszaninowych sporządzanych na osnowie cementu hutniczego CEM III/A 32,5. W wyniku przeprowadzonych badań ustalono optymalne koncentracje dodatku popiołów cementowych w zaczynach, mogących mieć zastosowanie w pracach geoinżynieryjnych związanych z uszczelnianiem i wzmacnianiem ośrodka gruntowego i masywu skalnego, zwłaszcza metodami iniekcji otworowej.

EN

The environmental protection issues grow in significance, therefore looking for potential additives of sealing slurries among waste products generated by various branches of industry, e.g. cement industry is fully justifiable. It was generally accepted that the contemporary process of cement production is waste-free as by-products of cement production are utilized at various stages. However, not all by-products are fully technologically utilized. Therefore it seem justifiable to analyze whether or not the cement dust by-product can be used as an additive of sealing slurries for modifying their technological properties so that they can be applied for sealing and reinforcing ground and rock mass purposes. The results of laboratory analyses of influence of various concentrations of cement dust generated by cement plant in Chełm on technological parameters of fresh and set sealing slurries of different parameters of water mixtures based on metallurgical cement CEM III/A 32,5. In the course of the analyses there were established optimum concentrations of cement ash additives in slurries, applicable to such geoengineering works as sealing and reinforcing ground and rock mass, with special emphasis on hole injection methods.

16

Wpływ superplastyfikatora na parametry technologiczne zaczynów uszczelniających sporządzonych na osnowie cementów portlandzko-popiołowych

Stryczek S., Wiśniowski R., Kumala B.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2008

|

T. 25, z. 2

717-731

PL

Przedmiotem pracy związanej z realizacją artykułu był wybór spoiwa hydraulicznego, a następnie wykonanie badań laboratoryjnych, w wyniku których dokonano oceny wpływu superplastyfikatora Arpoment P na parametry technologiczne zaczynów uszczelniających ze szczególnym uwzględnieniem parametrów reologicznych. Uzyskane wyniki z badań pozwoliły na określenie wpływu plastyfikatora na rodzaj modelu reologicznego. Przyjęcie właściwego modelu reologicznego wpływać będzie na dokładność obliczenia oporów przepływu zaczynu uszczelniającego w procesie cementowania kolumn rur okładzinowych.

EN

The paper is devoted to the selection of a hydraulic binder, followed by laboratory analyses, in the course of which the influence of the superplastifier Arpoment P on technological parameters of sealing slurries is measured, with special emphasis on rheological parameters. The obtained results enabled determining the influence of the plastifier on the type of the rheological model. With properly selected rheological model it is possible to accurately calculate the flow resistivity of sealing slurry in the process of cementing casing pipes.

17

Wpływ odpadów z fluidalnego spalania paliw na parametry technologiczne zaczynów uszczelniających sporządzonych na osnowie cementu portlandzkiego

Stryczek S., Gonet A., Wiśniowski R., Dvorak J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2008

|

T. 25, z. 2

695-706

PL

Na podstawie uzyskanych wyników z badań określono optymalne receptury zaczynów uszczelniających, które mogą być zastosowane zarówno w technologiach wiertniczych (cementowanie kolumn rur, likwidacja odwiertów, wykonywanie korków) jak i w pracach geoinżynieryjnych związanych z uszczelnieniem i wzmocnieniem ośrodka gruntowego lub masywu skalnego. Badania laboratoryjne przeprowadzono na zaczynach sporządzonych na osnowie cementu portlandzkiego CEM I 32,5 R o współczynnikach wodno-mieszaninowych 0,4; 0,5; 0,6 i 0,7, zaś koncentracja popiołu fluidalnego w zaczynach wynosiła 5, 7 i 10%.

EN

The recipes of sealing slurries for were optimized on the basis of experimental results in view of such drilling applications as cementing of casing pipes, closing of wells, performing cement plugs, as well as for geoengineering works related with sealing and reinforcing ground and rock mass. Laboratory analyses were performed on sealing slurries based on Portland cement CEM I 32.5 R having water-mixture properties 0.4; 0.5; 0.6 and 0.7; the fluidal ash content in the slurries was 5, 7 and 10%.

18

Modyfikowanie parametrów technologicznych zaczynów uszczelniających sporządzonych na osnowie cementów portlandzko-popiołowych popiołami fluidalnymi

Stryczek S., Gonet A., Zieliński J.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2008

|

T. 25, z. 2

707-716

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki badań wpływu koncentracji dodatku jakim jest popiół fluidalny na parametry technologiczne świeżego i stwardniałego zaczynu uszczelniającego sporządzonego na osnowie cementu portlandzko-popiołowego. Szczegółowa analiza uzyskanych wyników z badań laboratoryjnych sugeruje aplikacje tego typu zaczynów do likwidacji stref chłonnych górotworu.

EN

The results of analyses of influence of additive (fluidal ash) concentration on technological parameters of fresh and set sealing slurry based on Portland cement and ash are presented in the paper. A detailed analysis of the obtained laboratory results suggests that this type of slurry could be used for liquidating absorptive zones on the rock mass.

19

Zaczyny uszczelniające nowej generacji o wysokiej trwałości zawierające zeolity sodowe

Stryczek S., Gonet A., Wiśniowski R.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2007

|

T. 24, z. 2

879-894

PL

Jednym z najbardziej istotnych czynników wpływających na skuteczność kosztownych prac związanych z uszczelnieniem bądź to ośrodka gruntowego bądź masywu skalnego jest dobór zaczynu uszczelniającego o odpowiednio wysokiej trwałości. Jak wykazują wieloletnie doświadczenia krajowe i zagraniczne, szczególnie istotną rolą aplikacyjną w ostatnich latach spełniają zaczyny na spoiwach żużlowo-alkalicznych, których wysoka trwałość eksploatacyjna została potwierdzona wykonanymi pracami. Właściwości świeżych i stwardniałych zaczynów mogą być regulowane w szerokim zakresie za pomocą dodatków mineralnych i domieszek chemicznych między innymi za pomocą takich dodatków mineralnych jak naturalne zeolity klinoptilolitowe. W artykule przedstawione zostały wyniki badań stwardniałych zaczynów żużlowo-alkalicznych z dodatkami słowackich zeolitów klinoptilolitowych dojrzewających w warunkach naturalnych charakterystycznych dla prac geoinżynieryjnych związanych z uszczelnianiem gruntów i skał oraz hydrotermalnych w przypadku cementacji kolumn rur okładzinowych w głębokich otworach wiertniczych.

EN

One of the most important factors influencing the efficiency of costly sealing operations of ground or rock mass is the properly selected durable sealing slurry. Many years' application experience reveals that hardened slurries used for sealing-reinforcing operations are exposed to extreme exploitation conditions. This mainly results from the aggressive character of their immediate environment. It follows from Polish and World's experience that special application role is played by alkaline-slag slurries, the high durability of which has been confirmed in practice. The properties of fresh and set slurries can be regulated in a vast range with mineral and chemical additives, e.g. klinoptilolite zeolites. The results of analyses of set alkaline-slag slurries admixed with Slovak klinoptilolite zeolites, maturing in natural conditions characteristic of geoengineering works lying in sealing of ground and rocks as well as hydrothermal works in the case of casing cementation in deep wells, are presented in the paper.

20

Zaczyny geopolimerowe do uszczelniania górotworu metodami iniekcji otworowej

Stryczek S., Wiśniowski R., Gonet A.

Wiertnictwo, Nafta, Gaz

|

2007

|

T. 24, z. 2

895-900

PL

Podczas prowadzenia prac wiertniczych, górniczych oraz w budownictwie hydrotechnicznym i inżynieryjnym często występują problemy natury geotechnicznej wymagających wzmacniania i uszczelniania zarówno ośrodka gruntowego jak i masywu skalnego. Podstawowe prace pozwalające na osiągnięcie założonego celu zazwyczaj realizowane są metodami iniekcji otworowej z zastosowaniem odpowiedni dobranych zaczynów uszczelniających. Zaczyny uszczelniające sporządzone na osnowie cementu portlandzkiego wykazują wiele wad: długi czas wiązania, nieodpowiednie właściwości reologiczne. Te niekorzystne właściwości zaczynów cementowych można w sposób istotny poprawić poprzez wprowadzenie do cementu powszechnego użytku odpowiednio dobranych dodatków mineralnych. W związku z powyższym, w ostatnich latach prowadzane są intensywne badania nad dalszym rozwojem spoiw i zaczynów uszczelniających w celu uzyskania nowej generacji spoiw specjalnych zwanych geopolimerami. Zaczyny na osnowie geopolimerów oparte są wyłącznie na składnikach pochodzenia nieorganicznego.

EN

Drilling, mining, hydrotechnical and engineering operations are frequently related with geotechnical problems requiring reinforcing and sealing of the ground and the rock mass. The basic works are usually carried out with the borehole injection methods and the properly applied sealing slurries. Portland cement sealing slurries have a number of shorcomings, e.g.: long time of setting, incorrect rheological properties. These disadvantages can be significantly improved by admixing selected mineral additives. Hence, recently this problem has been intensely investigated in view of further development of binders and sealing slurries to obtain a new generation of the so-called geopolymer slurries. Geopolymer slurries are based solely on inorganic components.