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不同地质条件下,如何选择最佳的泥浆工艺参数(一)

发布于:2022-09-09 16:09:09 来自:道路桥梁/隧道工程 [复制转发]
导语

在定向钻穿越施工过程中,根据泥浆特性和地层具体条件选择最佳的泥浆工艺参数,是工程顺利进行的保证。本期小编将与您分享在粘性土层、沙质土层、砾砂、卵石层和硬质岩石层中选择最佳的泥浆工艺参数。

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粘性土层

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定向钻在粘性土层中穿越时,首先,粘性土有一定的自造浆能力,使泥浆粘度增大,导致泥浆循环不畅、阻力增大而无法前行;其次,在钻头或切割刀通过后,粘性土将产生一定程度的缩孔;再次,当管顶上覆土体厚度较小时,若泥浆压力过高,超过周围土体允许剪力时,土体将发生变形;最后,粘性土、泥页岩中存在大量的粘土矿物,尤其是蒙脱石粘土矿物的存在,使孔壁粘土层接触到泥浆中的水分时,发生粘土的吸水、膨胀、分散。

因此,尽量降低泥浆的失水量以及增强孔壁粘土的抗水敏感性、抑制粘土分散、控制适当的泥浆粘度和压力尤为重要。

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02 沙质土层

定向钻穿越沙质土层、泥页岩时,一方面泥浆粘度不能太高,需要有良好的流动性;另一方面又要保证泥浆具有一定粘度,使钻屑在孔内呈悬浮状态,防止其沉淀。同时,沙质土层、泥页岩松散的结构也难以使其成孔后保持稳定的状态。因此,可以向泥浆中添加膨润土和长链聚合物,其吸附在环形的钻孔孔壁形成一层薄泥皮,粘附在孔壁上,防止泥浆漏失,泥浆填满孔道停留孔内,对孔壁产生压力,稳定孔壁,防止塌孔、地陷。

因此,要求泥浆能够消除地层沉淀吸附力,且性能稳定,不被土和地下水析稀,防止埋钻、卡钻、埋管事故发生。同时,要求泥浆能够减小沙质地层的摩阻力,降低钻进扩孔扭矩和回拖力,并且能够润滑钻头、钻杆和被铺管,延长钻头、钻杆寿命,使铺管作业顺畅。


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砾砂、卵石层

03

砾砂、卵石层结构极其松散,骨架颗粒较大,自稳能力极差,孔壁的稳定性问题严峻,仅采取泥浆护壁钻进措施难以达到维持孔壁稳定的目的。同时,较大的卵石自孔壁掉落后,可能堵塞钻孔,使定向钻在回拖或扩孔时卡钻。通过提高泥浆粘度,可增加井壁颗粒之间的胶结力。

通过采用高分散度泥浆、增加泥浆中的粘土含量、加入无机或有机增粘剂以及采用高粘化合物钻进粉等措施,可以提高泥浆的粘度。如果通过改善泥浆组分配比、调整泥浆压力等措施难以成功穿越时,可配以套管跟进护壁或注浆局部改良等措施,降低穿越风险。

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04 硬质岩石层

定向钻钻进、扩孔时也经常遇到坚硬的岩石层,如花岗岩、凝灰岩等。就定向钻而言,此类岩石坚硬、摩阻大,钻进时破碎岩石所需能耗大、进尺慢、钻头磨损严重,形成的钻屑颗粒小,形成的孔壁相对稳定。因此,对于硬质岩石层钻进泥浆的设计,应侧重增强其润滑性和冷却性,减少固相含量以利于更好地提高钻速,而对钻屑悬排能力和护壁能力要求不高。

因此,可以选用润滑减阻型泥浆,如聚丙烯酰胺泥浆和乳状液泥浆等。


相关资料推荐:

泥浆护壁回转钻孔灌注桩施工工艺标准

https://ziliao.co188.com/p62907456.html



知识点:泥浆工艺参数


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只看楼主 我来说两句抢沙发
这个家伙什么也没有留下。。。

隧道工程

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