膨潤土
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泥漿膨潤土在水平定向鉆施工中的應用及特點

2021-06-04 10:38:35

1.1  定向鉆技術原理


(1) 鉆進。


在管道鋪設的一端固定鉆機,按照設定的角度,設備驅動鉆桿帶動鉆頭旋轉前進,并在導向儀的控制下,按施工要求的深度和長度進行鉆進,穿過地面障礙物后,穿出地面。在鉆進的過程中,為防止鉆桿被土層夾緊、抱死,需要由泥漿泵通過鉆桿、鉆頭打出膨化水泥或泥漿,起到固化通道,防止塌陷,同時也能冷卻鉆頭,潤滑鉆桿。


(2)回擴。


在鉆頭帶著鉆桿穿出地面后,卸掉鉆頭,將回擴頭 于鉆桿安裝固定,動力頭回拖,鉆桿帶著回擴頭反向回拖,擴大管道直徑尺寸。


(3)回拖。


在回擴頭回拖的冋時,將管道固定在回擴頭后,動力頭拖動鉆桿,帶著回擴頭和管道同時進行反向回拖運動,直至將管道拖出地面,完成管道鋪設施工。


泥漿膨潤土

1.2  泥漿的功用


(1)懸浮和攜帶泥(巖)屑。


這是泥漿的基本功用之一,是把鉆頭或擴孔器破碎的泥(巖)屑帶出孔道,保持孔道清潔,以利于管道回拖。


(2)穩定孔壁。


孔壁是否穩定和規則是水平定向穿越是否成功的決定性因素,是高速優質進行水平定向穿越的重要基礎條件。


(3)潤滑。


在鉆導向孔和管線回拖過程中泥漿可以起到很好的潤滑作用,在堅硬巖石地層擴孔吋對擴孔器的潤滑作用更加明顯。


(4)冷卻鉆具。


在導向孔鉆進和回擴過程中,鉆頭和擴孔器旋轉破碎泥(巖)層產生一定的熱量,鉆桿不停地與孔壁摩擦,也產生一定的熱量。泥漿能冷卻鉆頭和鉆桿,延長鉆具使用壽命。


(5)了解地層。


對返出地而的泥漿進行分析,可以了解穿越地層的巖性,適時調整施工工藝。


2. 1  泥漿特點


水平定向鉆工程施工中泥漿的指標是變化的,不同的施工條件和底層環境對泥漿的要求不同,因此泥漿的現場配制方法和配方上可能有所不同。但從泥漿的功用上可以看出定向鉆泥漿的一般性要求。


(1)粘度。


粘度可以被描述為液體流動的能力,良好的粘度性能保證泥漿在孔內適當的流動,粘度過高,鉆頭鉆進過程中阻力大,降低施工效率;粘度過低,帶不出鉆屑。應根據現場條件調配適宜的泥漿粘度。


(2)膠凝強度。


膠凝強度是泥漿膨潤土的重要指標,是指泥漿在一定時間內形成膠體的能力,膨潤土形成凝膠體在孔內懸浮鉆屑。如釆鉆屑沒有被懸浮起來,它們就不能被攜帶出鉆孔,會沉在鉆孔的底部。這樣鉆屑就會堵塞鉆孔,導致泥漿循環失效同時孔內壓力會急劇升高,泥漿很有可能會壓裂地層溢出到地面,也吋能會發生埋鉆事故損失鉆具。


(3)流動性。


水平定向鉆要求泥漿的流動性要好,且泥漿在長時問的養護過程中粘度不能急劇上升,失去流動性,形成果凍狀,失去對孔壁的壓力。


(4)低濾失量。


水平定向鉆泥漿要求較低的濾失量。低濾失量的泥漿會在孔壁上形成一層薄而韌的泥皮,對管壁有保護作用,防止塌孔。且低失水率也能防止巖層因為吸水過多造成膨脹縮頸和塌孔。


(5)觸變性。


水平定向鉆泥漿要求有較好的觸變性。泥漿的觸變性是指攪拌后泥漿變稀(切力降低),靜置后泥漿變稠(切力升高)的特性。在泥漿停止循環時,切力能較快地變化到某個適當的數值,又不至于靜置后重啟時泵負荷過高。觸變性好的泥漿能減輕泥漿泵的負荷,有利于泥漿的攪拌的輸送。


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