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泥漿配比資料

泥漿配比資料

作者:金石恒泰   時間:2018-04-23

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    1)物理性質

    膨潤土一般為白色,淡黃,因其含鐵量不同又呈淺灰、淡綠粉紅、褐紅、黑雜等色。膨潤土有的松散如土,也有的致密堅硬。
    2)化學組成
    膨潤土的主要化學組分是二氧化硅(SiO2),三氧化二鋁(Al2O3)和水(H2O)。氧化鐵和氧化鎂含量有時也較高,鈣、鈉、鉀等常以不同含量存在于膨潤土中。膨潤土中的Na2O和CaO含量對膨潤土的物理化學性能和工藝技術性能影響頗大。
    3)理化性能
    膨潤土具有極強的吸濕性,吸水后膨脹,膨脹數可達30倍。在水介質中能分散呈膠體懸浮液,這種懸浮液具有一定的粘滯性、觸變性和潤滑性。它和水、泥或砂等細碎屑物質的摻合物有可塑性和粘結性。有較強的陽離子交換能力。對各種氣體、液體、有機物質有一定的吸附能力,最大吸附量可達5倍于它的重量,具有表面活性的酸性漂白土能吸附有色物質。
    膨潤土的理化性能主要取決于它所含的蒙脫石種類和含量。一般鈉基膨潤土較之鈣基或鎂基膨潤土的物理化學性質和工藝技術性能優越。主要表現在:吸水速度慢,但吸水率和膨脹倍數大;陽離子交換量高;在水介質中分散性好,膠質價高;它的膠體懸浮液觸變性、粘度、潤滑性好,PH值高;熱穩定性好;有較高的可塑性和較強的粘結性;熱濕拉強度和干壓強度高。所以鈉基膨潤土的使用價值和經濟價值較高。
    2 泥漿的檢驗方法
    測量泥漿密度的儀器目前用得最多的是密度秤。測量時,將泥漿裝滿于泥漿杯中,加蓋后使多余的泥漿從杯蓋中心孔溢出。擦干泥漿杯表面后,將杠桿放在支架上(主刀口坐在主刀墊上)。移動游碼,使杠桿成水平狀態(水平泡位于中央)。讀出游碼左側的刻度,即為泥漿的密度值。測量泥漿密度前,先用清水對儀器進行校正。如讀數不在1.0處,可用增減裝在杠桿右端小盒中的金屬顆粒來調節。
    泥漿的密度是指泥漿的重量與規定體積水的重量之比。施工中現場測定的泥漿密度的大小主要取決于泥漿中造漿粘土重量和鉆屑重量之和。在有外加劑等其他物質加入的時候,外加劑等的重量也須計入。
    3 泥漿在不同地質條件下的應用及其影響
    在砂層、礫石、卵石以及破碎帶地層中鉆進,由于顆粒之間缺乏膠結,鉆進時孔壁很容易坍塌,故成孔的難度很大。對于這類地層用泥漿護壁,解決問題的關鍵是增加孔壁顆粒之間的膠結力。粘性較大的泥漿適當滲入孔壁地層中,可以明顯增強砂、礫之間的膠結力,以此使孔壁的穩定性增強。提高泥漿粘度,主要通過使用高分散度泥漿(細分散泥漿)、增加泥漿中的粘土含量、加入有機或無機增粘劑等措施來實現。細分散泥漿是含鹽量小于1%,含鈣量小于120ppm,不含抑制性高聚物的分散型泥漿。其組成除粘土、Na2CO3和水外,為了滿足鉆孔需要,往往加有提粘劑、降失水劑和防絮凝劑(稀釋劑)。依所加處理劑的不同,可有不同種類,如鈉羧甲基纖維素泥漿、鐵鉻鹽泥漿、木質素磺酸鹽泥漿和腐植酸泥漿等。用較高粘度的細分散泥漿在砂、礫層中鉆進的成功工程很多,包括在流砂地層中鉆進。
    3.1泥漿對鉆速的影響
    隨著泥漿密度的增加,鉆速下降,特別是泥漿密度大于1.06~1.10g/cm3時,鉆速下降尤為明顯。泥漿的密度相同,粘度愈高則鉆速愈低。
    3.2 泥漿中含砂量對鉆進的影響
    泥漿中的巖屑含量會給鉆進造成很大的危害。使孔內凈化不好而引起下鉆阻卡,而且可能引起抽吸,壓力激動等,造成漏失或井塌。砂的含量高,孔內沉淀厚。造成孔壁水化崩塌,而且易引起泥皮脫落造成孔內事故。同時泥沙含量高,對管材、鉆頭、水泵缸套、活塞拉桿磨損大,使用壽命短。因此,在保證地層壓力平衡的前提下,應盡量降低泥漿密度和含砂量。
    3.3在軟土地層中泥漿的密度
    在軟土地層中,泥漿密度過小或鉆進速度過快,都將導致塌孔現象。通常在此土層中泥漿密度保持到1.25g/cm3會更好。
    4 常見泥漿的配方實例
    工程中泥漿種類繁多,但根據其化學成分可歸類為以下幾種,其配比方法如下:
    4.1 Na-CMC(鈉羧甲基纖維素)泥漿
    該泥漿為最普通的提粘型泥漿,Na-CMC起進一步提粘和降失水作用。配方為:優質造漿粘土150~200g,水1000ml,純堿5~10Kg,Na-CMC6kg左右。泥漿性能為:密度1.07~1.1 g/cm3,粘度25~35s,失水量小于12ml/30min,pH值約9.5。
   4.2 鐵鉻鹽-Na-CMC泥漿
    該泥漿提粘且穩定性較強,鐵鉻鹽起防絮凝(稀釋)作用。配方為:粘土200g,水1000ml,純堿液50%濃度加量約20%,鐵鉻鹽溶液濃度20%加量0.5%,Na-CMC0.1%。泥漿性能為:密度1.10 g/cm3,粘度25s,失水量12ml/30min,pH值9。
    4.3 木質素磺酸鹽泥漿
    木質素磺酸鹽取材于亞硫酸紙漿廢液,一般與煤堿劑配合使用,在提粘的基礎上解決泥漿的防絮凝和降失水。配方為1m3泥漿用粘土100~200kg,亞硫酸紙漿廢液30~40kg,煤堿劑10~20kg,NaOH5~10kg,消泡劑5~10kg,水900~1000L。泥漿性能為:密度1.06~1.20 g/cm3,漏斗粘度18~40s,失水量5~10ml/30min,在鉆進過程中為進一步降失水可升加0.1~0.3kg Na-CMC。
    4.4 腐植酸泥漿
  腐植酸泥漿是用煤堿劑或腐植酸鈉做穩定劑的,它可以與其他處理劑如Na-CMC等配合使用,制備腐植酸泥漿的配方是1m3泥漿中加150~200kg煤堿劑(干量),3~5kgNa2CO3,900~1000L水。泥漿性能:密度1.03~1.20 g/cm3,失水量4~10ml/30min,pH值9。 
    5 結語
    在水平鉆進施工過程中,正確適當的泥漿的配置對穿越起決定性作用。而選用不同密度的泥漿要視具體地質情況而定。

 

配方二

大卵石或巖石

一立方米水添加劑加入量:

1.混合45 – 50 公斤(2 - 3包)QUIK-GEL(很好地攪拌)

2.加入3.0 公斤PAC-HV或PAC-LV(緩慢加入)

3.加入3 – 4 公斤BARAZAN D(緩慢加入)

4.加入25公斤N-SEAL(2包)

5.繼續攪拌15 – 30分鐘

6.(備選)加入12公斤DIAMOND SEAL(3桶)

    HDD用泥漿配方--粘土地質

    泥漿配方是要以正確鑒定我們鉆進的土壤地層為基礎的。只有在了解了土壤地層的特點后,我們才能正確配制出合適的泥漿。比如,若是在沙地和卵礫石層中鉆進,就必須要用膨潤土泥漿;若是在粘土和頁巖中鉆進,我們應該添加聚丙烯酰胺(PHPA)在泥漿中。針對不同的土壤和地層,所用的泥漿原料和添加劑都是很有講究的。比如在沙地中,如果有卵石或者礫石層,我們就要考慮是否要添加膠凝強度促進劑來增加泥漿懸浮能力,促進排屑。如果是在極度干燥或是多孔而易滲水的地層,就需要多加些降失水劑的聚合物來加強泥壁。

    我國的地表土壤分布狀況,按地層特點、結構及土壤可簡單分為下列幾大類:

    a.粘土地質 b.砂質地質 c.卵礫石層

    下面介紹基本的幾種HDD泥漿配置方法(產品為BAROID品牌)。

   (1)粘土地質的泥漿性能要求及組成

A. 粘土地質的地質特點:

粗土、地質結構松散,砂、沖積砂土層、種植土、回填土等、粉砂土及淤泥。細土地質構造較硬,吸水教強,其中黃色泥巖、褐色泥巖最具有代表性。

B. 其主要特點:

成孔性好,可鉆性好,鉆具在土中旋轉推進、造斜和出土都能比較好的成孔,不易坍塌,是相對比較適合穿越的地層。但是粘土遇水容易膨脹并使鉆頭粘結和卡鉆,增大扭矩,甚至堵塞鉆頭水眼憋泵的現象。

C. 泥漿性能要求:

中低粘度,增強泥漿流變性,抑制粘土反應,提高潤滑性,減少泥餅圈和鉆頭包泥現象。

D. 泥漿配方組成:

純堿

膨潤土 - BORE-GEL®

孔壁穩定劑 – EZ-MUD®

表面活性劑 - PENTROL®

配方一

低塑性粘土

一立方米水添加劑加入量:

1. 混合45 公斤 BORE-GEL(很好地攪拌)

2. 繼續攪拌15 – 30分鐘

配方二

高塑性粘土

一立方米水添加劑加入量:

1. 混合45 公斤 BORE-GEL(很好地攪拌)

2. 加入1升EZ-MUD(緩慢加入)

3. 加入3.8升PENETROL(緩慢加入)

4. 繼續攪拌15 – 30分鐘

配方三

高塑性粘土

一立方米水添加劑加入量:

1. 混合0.9 公斤 POLYBORE(很好地攪拌)

2. 加入3.8升PENETROL(緩慢加入)

3. 繼續攪拌15 – 30分鐘

    理想HDD泥漿應具備的特性和HDD專用泥漿的組成

    非開挖定向鉆技術2009-12-16 18:47:02閱讀18評論0字號:大中小

    1 理想的HDD用泥漿應具備的特性

    理想的HDD用泥漿應具備下列特性:

    (1)粘度適中

    (2)膠凝強度高

    (3)泥漿密度(比重)低

    (4)濾失量低,濾餅薄且堅韌、光滑

    (5)含砂量低

    (6)摩擦系數低,潤滑性能好

    (7)剪切稀釋性好

    下面就以上特性,詳細說明為何這些特性是理想HDD用泥漿需要具備的特性。

    (1)粘度適中

    水平定向鉆中粘度的測量具有重要的意義,其重要性比在豎井鉆進中要大。但是在水平定向鉆中,并不是粘度越高越好,粘度要適中。與膠凝強度及濾失性相比,后兩者要更為重要。由于粘度就是流體的流動阻力,所以在水平鉆定向鉆中粘度的重要意義就是保持一定的鉆液的流動性。粘度太高容易導致以下幾點:-

    ①會降低泥漿泵的效率(粘度愈高,需要愈高壓力的泵才能保持泥漿的循環流動。)

    ②過濃的泥漿流動性差,會造成鉆孔內壓力過高

    ③導致路面破裂或隆起,導致泥漿流失到路面而造成環境污染和交通不便。

    ④因特殊阻塞造成鉆桿卡彈

    ⑤減低鉆掘速度

    基于上述原因,我們首先要考慮膠凝強度、凝膠生成量以及濾失控制,而不是單憑添加膨潤土來增加粘度。這樣做的目標就是讓設計出來的泥漿流體看起來“很瘦”(不濃),可工作起來“很肥”(運屑能力很強)。

    (2)膠凝強度

    理想的HDD用泥漿必須具備碎屑的支撐、懸浮和運載能力。當泥漿相對于鉆孔地層處于靜態時,必須保持要足夠的膠凝強度來懸浮被鉆下來的固體鉆屑,而且要在這些固體碎屑從鉆孔中排出來時,還要保持其懸浮狀態。最終形成的泥漿(鉆液和固體鉆屑)的功能就好像一條輸送帶來運走固體碎屑,從而為待裝管線留出足夠的空間。如果泥漿不能懸浮鉆屑,鉆屑就會快速沉淀并在水平年井的底部,導致在拉管線時,尤其是大口徑的管線,就無法拉過去而被卡住。

    在粗粒土壤(如果砂土、礫石、鵝卵石)中膠凝強度尤其重要,而在粘土和頁巖層中,尤其是使用大口徑回擴頭時也具有重要意義,因為大口徑回擴頭往往會產生很多碎屑。

    如果只用淡水來鉆,由于淡水根本不具備膠凝強度或者凝膠生成量,因此絕對是不適合用作水平定向鉆泥漿。

    (3)泥漿密度低

    泥漿(也包括鉆進后來自地層的活性固體或者惰性固體與先前配置的泥漿的混合物)密度高,會對泥漿整個鉆進提供造成非常不利的影響,不但可能會阻塞鉆液干流,而且有可能造成泵體過度磨損。一旦發現泥漿密度過高,必須采取下列措施來降低。

    ①趕緊想辦法來去除泥漿中的鉆屑固體來減低泥漿的密度

    ②降低鉆進速度

    ③如果時間允許的話,廢棄當前泥漿,重新配置新的。

    (4)濾失量低/濾餅質量高

    優質的泥漿濾失量低,形成的濾餅又薄又光滑、堅韌并強度較高。泥漿濾失量越高,濾餅越柔軟并且越厚。濾餅厚度增加會減小鉆孔內部的環行空隙,鉆液和碎屑在這個更窄的通道中輸送時,要求的壓力更大。

    在粘土地層中,因為粘土容易遇水反應并膨脹,此時濾失量控制的非常重要。但是要達到較低的濾失量,質量優異的濾餅必不可少。在沙層中,優質的濾餅更具有極其重要的意義。因為如果大量濾液滲入地層會降低地層強度,甚至可能使地層坍塌。此時濾餅作為鉆液的一種密封劑或者穩定劑保持鉆孔的穩定性。

    濾餅最佳厚度應該介于1/32”(0.79MM)至3/32”(2.375MM)之間。

    如果單用清水鉆進,鉆進過程中根本無法很好控制濾失量和形成優質濾餅,最終會為承包商帶來無數的問題,如卡鉆、坍塌,甚至會導致整個工程失敗。

    (5)含砂量低

    含砂量也是判斷一個泥漿是否優良的重要標準。好的泥漿含砂量可控制在2% 至 3%以內。含砂量高對環流系統的效率存在不利影響,并會縮短泵送設備、泥漿馬達等裝置的壽命,也會降低鉆液的效率。

    (6)磨擦系數低,潤滑性能好

    在水平定向鉆施工過程中,如果泥漿摩擦系數低,潤滑性能好,則會降低管道與土壤之間的摩擦阻力,從而有助于管道的安裝。

    (7)剪切稀釋性好

    鉆液的粘度隨減切率的增加而降低。優質的泥漿,剪切稀釋性好,使鉆液在靜止時成膠狀(半固體狀態);而流動時則呈液狀。

    2 HDD專用泥漿的組成

    (1)配制泥漿用的水

    ①水

    水是最便宜的鉆井材料,也是最重要的材料之一。如果先把水處理好,可以省下很多的鉆井材料費用。理想的用來配置泥漿的水,PH值應該控制在8.5-9.5,不含Ca2+, Mg2+,無固體雜質,必要時要進行預處理。

    ②純堿

    即碳酸鈉,又叫蘇打。純堿主要用來軟化水質,降低水的硬度和調節PH值。用純堿處理后的水更適合膨潤土水化,使泥漿更好得發揮好的性能。

    (2)膨潤土

    目前在市面上有各式各樣的膨潤土,其品質參差不齊,給使用者帶來很大的困惑。其實膨潤土的判定標準是這樣的:-

    膨潤土又稱斑脫巖、膨土巖,是以蒙脫石為主要成分的粘土。膨潤土可根據所含蒙皂石族礦物的屬型而相應劃分。蒙脫石以其層間可交換陽離子的種類、含量劃分屬型,當某一陽離子的含量超過陽離子交換容量50%時,即以該陽離子命名。例如鈉基蒙脫石(ENa+/ΣEC≥50%)、鈣基蒙脫石(ECa2+/ΣEC≥50%)。當層間沒有一個陽離子含量超過50%交換容量時,則以含量最多的兩個陽離子命名,如鈣鈉基蒙脫石等。

    鈉基膨潤土又命名堿型土,吸水后高度膨脹,適合用作鉆井泥漿。鈣基膨潤土又名堿土型土,吸水后膨脹不太大,主要用于鑄造行業。目前天然的鈉基膨潤土產地主要在美國懷俄明州;國內所謂的鈉基膨潤土都是鈣基膨潤土改性鈉化而成,各項性能較純天然的鈉基膨潤土要差,穩定性也沒有天然的鈉基膨潤土好。

    膨潤土能吸附8-15倍其體積的水量,吸水后膨脹,好的可以達30余倍。在水介質中能分散呈膠狀,具有一定的粘滯性,觸變性和潤滑性;它和水、泥和砂等碎屑物質的摻合物有可塑性和粘結性。膨潤土的理化性能主要取決于它所含的蒙脫石種類和含量。美國懷俄明州所產的天然鈉基膨潤土中鈉基蒙脫石可高達85%以上。作為懷俄明州天然鈉基膨潤土的主要供應商,BAROID公司對膨潤土有50多年以上的經驗,其膨潤土產品是針對某種特殊鉆井技術的需求而專門生產的。

膨潤土產品(BAROID公司產品)

HDD專用膨潤土(水平井)

BORE-GEL®

高粘膨潤土(垂直井)

QUIK-GEL®

一般API膨潤土

CIVIL-GEL®

    (3)泥漿添加劑

    泥漿添加劑種類繁多,有增加懸浮的,有提高或降低粘度的,有堵塞鉆孔孔壁縫隙有助于成孔的……選擇什么樣的添加劑,要根據現場情況具體確定。HDD泥漿常用的添加劑可簡單分為下面幾類:-

 

HDD常用

泥漿添加劑

主要功能

BAROID公司產品

降濾失劑

主要用來控制濾失,穩定地層,減低泥壁的厚度。

PAC?-R (HV)

PAC?-L (LV)

QUIK-TROL® GOLD

孔壁穩定劑

主要適用于粘土和頁巖中鉆進,防止細土顆粒吸水膨脹和分散,以達到穩定孔壁的作用,同時可防止粘土抱鉆,并起到潤滑的效果。

EZ-MUD® GOLD AP

EZ-MUD® (液體)

EZ-MUD® DP

懸浮促進劑

主要用來提高水基泥漿的懸浮能力,有助于運出更多的鉆屑、粗砂和粗顆粒。尤其適合在鵝卵石和礫石層中鉆進時添加。

NO-SAG®

BARAZAN D®

表面活性劑(潤濕劑,抗粘劑)

用來降低泥漿粘性,抑制粘土膨脹,防止鉆頭沾粘結球。

Drilling Detergent

堵漏材料

可以阻止泥漿從縫隙或膠結力差的地層大量流失。

N-SEAL? (纖維)

DIAMOND SEAL® (聚合物)

HOLEPLUG® (天然鈉基膨潤土粒)

    成功穿越的訣竅--選用合適的泥漿

    摘要本文結合作者多年的實踐經驗和工程事例,再次強調了合適的運用泥漿是HDD鉆孔過程成敗的關鍵。使用恰當設計的鉆液配方和合適的鉆液配置程序,將提高整個工程的效率,最終將節省工程費用。合適的泥漿配方和合理的鉆進工藝的標準,就是要在鉆具周圍形成一個用來容納回拖管線的通敞的孔洞。引用了國內外專家的論述,更進一步的證實了泥漿在整個鉆進過程的重要。

    關鍵詞泥漿泥餅成孔成功

    鉆液(泥漿)是進行各種鉆孔施工包括水平定向穿越項目的關鍵技術,這個問題若擺在石油鉆井工業專家面前是不會產生爭論的,若詢問泥漿材料的供應商和水平導向鉆孔的大多數施工單位,他們會告訴你使用泥漿將使工程進行的順利和輕松、經濟并取得高效。但總有些工程單位在進行鉆孔工程時不重視泥漿,或根本就不使用泥漿,他們在鉆進和回拖過程中只使用水來充當泥漿,他們認為水比較便宜又方便提取,還可以增加在巖層中的切削速度,其實這是一種錯誤的觀念。下面就現場經常遇到的幾種情況和問題,結合本人多年的實際經驗進行分析,并借用國外泥漿專家的觀點進行點評,以便在施工時對照學習和提高:

    我們知道水平導向鉆孔市場競爭是越來越激烈,但若能夠使用合適泥漿的操作者,即使在困難的地質條件和較低的合同價時也肯定能賺大錢。因為,具體的土壤條件將決定你使用的泥漿的具體成分和構成,不要舍不得把錢花在泥漿材料的投入上,其實泥漿材料的成本只占整個工程成本的1?5%之間。否則可能會在工程中花更多的錢去處理鉆孔中的事故或導致工程失敗,造成的損失將大大超過泥漿材料的投入,若失去了相應的市場那就更不值得。

    泥漿在工程中對提高總體的切削速度和懸浮鉆削起著重要的作用,只有使用適合地質條件的泥漿,才能夠確保操作者快速順利的完成一個項目,同時,泥漿材料的工程消耗與占大頭的設備開支以及完成工程項目后的價值相比,相對成本并不高。

    鉆液專家告訴我們:通常所說的使用合適的泥漿,必須是符合地質條件的淡水和泥漿材料的混合物,而不只是清水,由于流動狀態的水不具有的相應的攜帶能力和護壁性能,而且它也會不停地向周圍巖層滲透所以就會導致鉆孔塌方或縮徑,反而會使回拖和旋轉壓力上升,并且造成對鉆桿和鉆具的過度磨損。所以再次提示:僅使用水會產生許多不利的因素,有時水的不利因素遠遠超過其有利因素,甚至會導致工程的失敗。例如:在一個工作現場,在鉆孔時用清水在粘土中鉆進,不用說問題是接踵而來。在導向孔打到大約100m鉆頭準備出土的時候,鉆桿幾乎被粘住了。因為,此時鉆機已經達到最大旋轉壓力,而鉆桿幾乎不轉;乩瓑毫σ策_到了最大,回抽一根鉆桿要花45min到1個小時的時間,當然,此時的機器絕對達到了能力極限,這些粘性的、膨脹了的泥土給設備造成了非常大的磨損和損害。在第二次打導向孔時,根據地質情況,采取了合適的泥漿配方,調整了泥漿性能,然后進行鉆孔和回拖管道,整個過程中旋轉壓力只有最大值的1/3?1/4,并且輕而易舉地拖回了管道。

    以上是一個不使用鉆液導致粘管的例子。美國Sun West泥漿公司的工程經理White說:“這是一個主要問題。如果不使用任何鉆液來將鉆屑清除出鉆孔它們就會留在鉆孔中并擠滿鉆桿、回擴頭和回拖件周圍的空間,從而導致三者都被粘牢,這就是一個因不使用鉆液而導致粘管的事例。原因就是粘土遇水會膨脹并變得非常的粘,以至鉆桿不能轉動或抽出的典型工程”。還有一個場合,“就是在不使用膨潤土或其它添加劑的情況下在沙土中鉆進。沙土會變潮變松,使孔壁塌方或使整個孔壁緊貼在鉆頭或擴孔器的周圍。如果你的鉆具被粘牢且不能挖出,價值成千上萬的設備將會損失掉。”以下就是一個典型的例子:在另一個現場,鉆孔時直接推進的力較大,旋轉鉆進時推力減小,停下來10min,再次鉆進時就不好鉆入,停下來20min后,再想鉆進或抽回時都很困難,原因是鉆進到砂層,只使用水做鉆進液不能夠使鉆孔成型,鉆進的同時鉆孔也隨著塌方,所以,鉆進或抽回都十分困難,費了好多時間和材料才將鉆頭抽回,后來經過使用泥漿材料,使泥漿具有相應的懸浮巖削的能力,鉆進和回拖管道都十分順利。

    針對這類情況,美國捷高CETCO公司東南亞地區經理Jim Piasecki認為,這些情況的原因都是因為“僅僅用水是不能懸浮切屑的,因為鉆液才具有穩定鉆孔,懸浮并將切屑帶至孔外的作用,所以,不使用鉆液鉆孔時,懸浮性將成為一個問題,它將使鉆削留在孔中,從而造成埋鉆和鉆液損失”。

    還要注意:無論什么情況下,都要使用膨潤土配制的泥漿,不能只使用水做鉆進液,只使用水的嚴重結果,是對鉆孔和你的泥漿泵系統的設備造成損害。對鉆孔的損壞的情況就如前述的在粘土和砂層中的鉆進,一邊鉆進一邊破壞原來的孔壁,使鉆孔難以進行或工程失敗。對泥漿系統的損壞,主要體現在機件的磨損上,泥漿具有一定的潤滑性,而水沒有潤滑性,通常說水是發澀的,不能夠提供摩擦副之間的潤滑膜,所以會造成泥漿泵柱塞和缸套和泥漿管路的磨損。所以,要求施工時一定要取用干凈的淡水,不能夠含有雜草,尤其注意不要將河底的沙子一并抽入泥漿罐中,以免造成泥漿系統的過度磨損。

    泥漿專家和有經驗的施工者都認為:使用恰當設計的鉆液配方和合適的鉆液配置程序,將提高整個工程的效率,最終將節省工程費用。我們都有體會:合適的泥漿配方和合理的鉆進工藝,對整個工程的順利是很重要的,關鍵是要在鉆具周圍形成一個用來容納回拖管線的通敞的孔洞,一定要依照地質地層的實際情況,來配制泥漿,必要時還要加入相應性能的化學添加劑,沒有萬能的泥漿配方,同時要注意的是:添加劑一般都具有這樣和那樣的作用,選用時,要根據具體的情況來決定添加比例,不是越多越好,就像再好的藥都有副作用那樣,有時副作用會致人于死地的,泥漿添加劑也一樣。

    例如:有一家穿越公司,每次都采用同樣的幾種添加劑,用在一般粘土或亞粘土等普通地質鉆孔工程,各種材料的比例和加入量基本不變,在幾次工程中沒有出現什么情況,而在換了另一個地區后,還采用自己的“萬能”配方,結果第一次導向孔鉆孔到600m后,無法鉆進,只有抽回鉆桿重鉆,當第二次再鉆到500m后,又無法鉆進了,不得不再次抽回全部鉆桿,并請求我幫助分析原因和提供技術支持,經過了解和分析當地的地質情況,指導他們改變了泥漿添加劑的組成和配方,結合所用鉆機的性能,調整泥漿的壓力和流量,以及鉆進的工藝參數,這次只用了不到30小時就完成了820m的導向孔的鉆進,拖管時也很順利。

    以上是一些經歷的工程事例和簡單分析,下面請聽有關專家的在這些方面的評說:美國捷高CETCO公司的Jim Piasecki說“鉆液是專門用來排除施工中的麻煩的。我們在竭力教會采購我們產品的施工人員,知道在什么時候應該使用哪一種鉆液和添加劑。”“我們希望施工人員能夠將泥漿技術作為一種工具,來完成HDD的工程施工過程”。

    美國Bariod公司的Frank Canon這樣回答了鉆液的重要性問題,“讓我們用一些其它問題來回答這個問題”,他說,“當一個項目進行得很糟時,為什么我們是首先求助的對象?為什么總是詢問鉆液混合是否有問題?難道是因為有特定的鉆液用于控制特定的土壤嗎?”。只能這樣理解:只有使用合適的泥漿,才能夠使工程進行的順利并取得效益。

    美國Wyo?Ben公司的工程師Pac Kelly對使用鉆液的評論是“恰當配制的鉆井液,并不一定意味著是很復雜的鉆液,關鍵是要適合地質狀況,有時只使用高效的膨潤土和一種或幾種聚合物的混合物,通過改變數量就可以處理許多不同土壤的鉆孔,掌握原則和靈活處理,你一定能成功。”

    總之,泥漿(鉆液)專家和我們的經驗都證實:恰當的使用鉆液是成功完成一個鉆進項目的關鍵因素,而且不使用鉆液的承包商所占比例也越來越小,所以,要重視對鉆進操作者的培訓,尤其對新的操作者的培訓更重要。

    一定要牢記:保持泥漿的性能符合地質要求,并使鉆液在流動時具有將更多的物質帶出鉆孔的能力,而且在鉆液停止流動時,泥漿的凝膠懸浮力能夠支撐切屑,保證鉆孔中切屑不會堆積。所用泥漿要求能夠在孔的周圍形成濾餅通常稱為“泥餅”,形成的薄而堅韌的泥餅,將控制鉆液中的水分滲透到鉆進的土層中去,并維持鉆孔在一定的時間內不塌方,直到將整個管道回拖完成。記住以上的專家建議和提示,就可以使你的工程進行的更順利并取得良好的經濟效益和社會效益。

 

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