泥漿配方

1、:27|by:kongyaozu]水平導(dǎo)向鉆機(jī)的基本工作原理是：鉆頭、鉆桿等工具先由進(jìn)口端鉆到出口坑，然后帶動(dòng)回?cái)U(kuò)頭將孔擴(kuò)大以便管線可以順利地鋪入鉆道中。對(duì)于一些剛剛有興趣涉獵這個(gè)領(lǐng)域的人們，我們也常常碰到這樣的詰問(wèn)：“回?cái)U(kuò)這么大這么長(zhǎng)的孔，那么多的泥土哪去了？”。同時(shí)，對(duì)于那些剛剛進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域但對(duì)施工尚無(wú)經(jīng)驗(yàn)的人們、或者在最初的施工過(guò)程中尚未碰到困難和復(fù)雜地質(zhì)狀況的人們，常常認(rèn)為推進(jìn)和回拖力是鉆進(jìn)成功的關(guān)鍵；而對(duì)于鉆液的關(guān)鍵作用，卻還

2、沒(méi)有充分的認(rèn)識(shí)。事實(shí)上，推進(jìn)回拖力、旋轉(zhuǎn)扭矩再加上鉆液是水平鉆進(jìn)的具體要素；鉆孔越長(zhǎng)，土質(zhì)條件變化越多，情況就越復(fù)雜，鉆液的作用就越明顯。一、水平導(dǎo)向鉆進(jìn)中使用的鉆液的概念極其相關(guān)術(shù)語(yǔ)的定義為了能是更清楚地理解水平導(dǎo)向鉆機(jī)工作時(shí)孔道中的泥土的去向，首先要了解鉆液的概念極其功能。鉆液又常常被認(rèn)作為泥漿，但事實(shí)上，這兩者是有區(qū)別的，鉆液是指在水平導(dǎo)向鉆進(jìn)施工中用以與鉆孔中切削下來(lái)的土（或沙石）屑混合、懸浮并將這些混合物排除鉆孔的一種液體。在

3、不同的條件下，這種特殊的液體的組成可能不同，但是它的功能卻是相同的，它具有冷卻鉆頭（從而冷卻和保護(hù)其內(nèi)部的傳感器）、潤(rùn)滑鉆具的作用，更重要的是可以懸浮和攜帶鉆屑，使混合后的鉆屑可以成為流動(dòng)的泥漿，順利地排出孔外，既為回拖管線提供足夠的環(huán)型空間又可以減少回拖管線的重量和阻力。而泥漿則是這些鉆液與鉆孔中的鉆屑的混合物，它殘留在鉆孔中部分還可以起到穩(wěn)定鉆孔的作用。鉆液的質(zhì)量越好，與鉆孔中的鉆屑混合越適當(dāng)，所制造的泥漿的流動(dòng)性和懸浮性越好，回?cái)U(kuò)

4、成孔的效果越理想，成功的概率越大。大家都知道，在過(guò)去的豎向鉆或者石油鉆井中有不少關(guān)于鉆液／或泥漿的術(shù)語(yǔ)，但是水平導(dǎo)向鉆進(jìn)工藝畢竟不能等同于豎向鉆或者石油鉆井工藝，為了更好地理解鉆液的概念，理解水平導(dǎo)向鉆進(jìn)工藝中泥鉆液的有關(guān)術(shù)語(yǔ)是很重要的。1、粘性：是鉆液的一種特性，通過(guò)測(cè)定其對(duì)流動(dòng)的阻力來(lái)確定。粘性本身并沒(méi)有用，它并不能將固體從鉆孔中移走，粘性過(guò)高，泵送鉆液很可能需要很高的壓力才能使固體移動(dòng)。同時(shí)泵也可能因此而受到損害。2、濾餅：是圍著

5、鉆道的四周形成的一層鉆液隔離層，其作用是維持鉆道的完整性；濾餅不是糊住鉆道周?chē)?，而是只有在鉆道中的鉆液有壓力時(shí)才會(huì)出現(xiàn)。而且在鉆孔中必須不斷有鉆液流過(guò)其環(huán)形空間并將某些鉆屑帶出。3、膠結(jié)強(qiáng)度：是鉆液的懸浮性能，它指鉆液是所支撐的問(wèn)題懸浮起來(lái)的能力。膠結(jié)強(qiáng)度在將必要的鉆屑特別是粗顆粒的固體帶出鉆道時(shí)非常有用。如果鉆液的膠結(jié)強(qiáng)度不夠，鉆屑會(huì)沉淀到鉆孔的底部，回拖管線時(shí)就可能出問(wèn)題。例如水沒(méi)有膠結(jié)強(qiáng)度，因此它不能將沙土帶出鉆孔。同時(shí)膠結(jié)強(qiáng)度和

6、黏度不完全相同。許多鉆機(jī)的操作新手以為黏度較高的鉆液會(huì)增進(jìn)液體支撐鉆屑的能力，這種想法實(shí)際上是錯(cuò)誤的。到目前為止，水平導(dǎo)向鉆進(jìn)技術(shù)工業(yè)并不十分重視鉆液的黏度。4、含沙量：是指在鉆液中含沙子的多少，雖然有些沙來(lái)自所用的膨潤(rùn)土，但沙子最初是來(lái)自水。沙子會(huì)損壞泥漿混合系統(tǒng)中的泵、水平鉆機(jī)上的鉆液泵以及昂貴的巖石鉆具。做沙含量測(cè)試可以測(cè)得鉆液中的含沙量。水平導(dǎo)向鉆機(jī)所用鉆液的最大允許沙含量是2%，超過(guò)2%的含沙量都會(huì)損壞鉆液泵極其附件。一般，水

7、平導(dǎo)向鉆機(jī)鉆液供應(yīng)商會(huì)提供沙含量測(cè)試工具。二、常用的鉆液的組成和配置原則前已述及，不同條件下，鉆液的組成可能不同，但從大的種類(lèi)上劃分，不外乎三大部分：水、膨潤(rùn)土和聚合物。水是鉆液的主要成分，膨潤(rùn)土和聚合物通常也稱(chēng)之為鉆液添加劑。1、水水是任何鉆液的具體要素，在鋪設(shè)的管線口徑小，鉆進(jìn)條件特別優(yōu)越的時(shí)候，水就是一種很好的鉆液。但是，由于水沒(méi)有膠結(jié)強(qiáng)度，當(dāng)在沒(méi)有密實(shí)性的土中鉆進(jìn)不斷有鉆屑要排出時(shí)，水卻是很糟糕的鉆液，這時(shí)，水的不利因素遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)

8、其有利因素，流動(dòng)狀態(tài)的水并沒(méi)有膨潤(rùn)土鉆液所具有的如果沒(méi)有高聚合物的隔水作用，吸收水分膨脹后的黏土?xí)杆僬吃阢@桿、鉆頭或回?cái)U(kuò)頭上，這時(shí)，粘滿黏土的回?cái)U(kuò)頭可能很難甚至根本無(wú)法起到切割泥土擴(kuò)大孔洞的作用。同樣，鉆道中過(guò)粘的土也就不能隨鉆液流過(guò)回?cái)U(kuò)頭而排出，從而形成所謂液壓鎖現(xiàn)象。同時(shí)，聚合物可以降低鉆桿和管線所受的摩擦。4、鉆液的配置原則鉆液的配置取決于鉆孔時(shí)所面臨的土壤狀況。在水平導(dǎo)向鉆進(jìn)工藝中，通常只是將泥土分成粗土和細(xì)土；粗土有是活動(dòng)的

9、，沒(méi)有吸水性，可以使水自由流過(guò)顆粒；例如沙、礫石等單個(gè)顆粒很容易相互分離；細(xì)土包括黏土和頁(yè)巖，它阻止水滲透到地層，吸水膨脹；當(dāng)然，實(shí)際施工中鉆機(jī)所面臨的土質(zhì)，界限也并不特別明顯，可能變化頻繁或不同土質(zhì)混合出現(xiàn)，因此沒(méi)有哪一種鉆液在任何土質(zhì)中都會(huì)是最好的，我們的目的只能是配置最合適的鉆液；大致的原則是，在粗土中使用膨潤(rùn)土，在細(xì)土中使用聚合物。因?yàn)樵阢@孔中土壤狀況可能隨時(shí)改變，因此通常同一個(gè)工程可能要幾種鉆液結(jié)合起來(lái)用。鉆液添加劑供應(yīng)商可以

10、提供合適的鉆液配比。下面提供了美國(guó)兩家主要的鉆液生產(chǎn)商提供的鉆液配比表，以供參考：表一：美國(guó)捷高公司的鉆液配比表鉆進(jìn)條件鉆進(jìn)條件產(chǎn)品產(chǎn)品劑量劑量(按每按每100加侖水算加侖水算)黏度黏度(1)普通條件普通條件沙土HydraulEZ2530lbs.(磅)4550沙土和礫石HydraulEZSuperPac3035lbs.0.51quart5055黏性泥土HydraulEZInstaVis1015lbs.0.51quart3540不清楚Hy

11、draulEZSuperPac2535lbs.0.51quart4555困難條件困難條件砂礫和鵝卵石HydraulEZSuperPacSuspendIT2535lbs0.51quart12lbs.7090濕脹性泥土在普通條件上加DrillTerge12quarts3540非常黏的黏土在普通條件上加DrillTerge23quarts3540(1)黏度的測(cè)試工具是一個(gè)濕漏斗，以液體流出的速度(秒)計(jì)表二：美國(guó)白路德公司的鉆液配比表土壤狀況

12、土壤狀況加入水中的最小添加劑加入水中的最小添加劑沙土(細(xì))BeGel25磅100加侖沙土(粗)BeGel35磅100加侖砂和頁(yè)巖BeGel50磅100加侖頁(yè)巖BeGel50至75磅100加侖鵝卵石BeGel75磅100加侖#1BeGel25磅100加侖#2沙、鵝卵石和黏土或頁(yè)巖(根據(jù)沙和土的比例改變配比)#2EZMUD1品脫100加侖黏土和膨脹性黏土PolyBe0.5磅100加侖黏土硬PolyBe0.5磅100加侖和ConDet1夸托1