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《現(xiàn)場泥漿使用與配置》由會員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、現(xiàn)場泥漿使用1.常用泥漿類型1.1.不分散體系不分散體系包括開鉆泥漿,鉆孔自然造漿和其他經(jīng)過稍加處理的體系,該體系不添加任何降粘劑和分散劑來分散粘土顆粒,通常用于開孔和淺孔作業(yè)。1.2.分散體系分為細(xì)分散和粗分散細(xì)分散:粘土高度分散,粘土加NaCO3,使Ca粘土變?yōu)镹a粘土。粗分散:指粘土顆粒在泥漿中高度分散,加入適當(dāng)處理劑使泥漿適度絮凝。這種泥漿我們使用的也只有鈣處理泥漿,也就是石灰、石膏處理泥漿。1.3.聚合物體系泥漿通常用高分子聚合物的絮凝作用封裝鉆屑、防止鉆屑分散,以及覆在頁巖上抑制頁巖膨脹,還有增加流體粘度并減少流體濾失率。
2、常用聚合物包括:PAM、PAN、PVA、CMC和天然植物膠產(chǎn)品。聚合物體系泥漿包括低固相泥漿、無固相泥漿。低固相泥漿低固體的固體總含量不能超出6%~10%(體積含量)的范圍,粘土固體含量應(yīng)控制在3%以下,鉆屑和膨潤土的比率低于2比1,典型的低固體系是采用聚合物添加劑作為增稠劑或膨潤土增量劑,屬不分散體系。精選范本,供參考!固相含量%=(所測比重-1)*2*100%無固相泥漿無固相泥漿是指泥漿中不含粘土顆粒。是以高分子聚合物為基礎(chǔ)配制而成的水溶液,其主要成份為水、高分子聚合物及天然植物膠和少量無機(jī)鹽組成。這種泥漿也叫做第五代泥漿。目前用
3、作無固相泥漿的水溶性高分子聚合物主要喲普兩種,即水解聚丙烯酰胺(PHP)及聚乙烯醇(PVA)。聚乙烯醇的各項(xiàng)性能均優(yōu)于聚丙烯酰胺,但價(jià)格昂貴。2.常用泥漿的配制2.1鈣處理泥漿1立方泥漿:石灰為泥漿體積的0.3~~0.5%栲膠堿液0.5~1%燒堿濃度20%,調(diào)節(jié)PH值11左右石膏體系的pH值范圍通常在9~10.5之間,使用濃度為5.7~11.4克/升(即鈣離子濃度為600~1100毫克/升)。石灰體系分兩種典型類型:一是低濃度石灰體系為2.8~5.8克/升,pH值范圍通常在11~12之間。一種是高濃度石灰體系,石灰的使用濃度為14.3
4、~42.8之間。說明:單純在泥漿中加入生石灰不叫鈣處理泥漿,而叫石灰乳泥漿。精選范本,供參考!鈣處理泥漿是在淡水泥漿中或鈉基泥漿中加入絮凝劑如石灰、石膏、氯化鈣等,并用稀釋劑和降失水劑等調(diào)整泥漿的性能,形成適度絮凝而穩(wěn)定的粗分散體系的泥漿。絮凝劑的主要作用是提供鈣離子,因此不論哪種絮凝劑加入泥漿后都能和粘土吸附的鈉離子進(jìn)行交換,減弱粘土的水化能力,使水化膜變薄,因而使泥漿形成適度的絮凝狀態(tài)。在稀釋劑和降失水劑的配合下,就可以使泥漿性能穩(wěn)定,并使泥漿具有良好的流動(dòng)性。其優(yōu)點(diǎn)在于:①具有較好的穩(wěn)定性和抗粘土浸、鈣浸、鹽浸的能力;②能夠抑制
5、泥頁巖水化膨脹,失水量小、泥皮薄,有利于加固孔壁;③能保持低粘度,小切力,使泥漿具有較好的流動(dòng)性,有利于提高鉆進(jìn)速度。我隊(duì)在煤田施工二疊紀(jì)時(shí),遇一套黑色頁巖、炭質(zhì)泥巖、雜色砂巖及煤層的綜合層段,厚度在一百米左右。由于受構(gòu)造應(yīng)力、傾角、層理等因素的影響,加之?dāng)鄬虞^多,所以巖石十分破碎,極易引起大段剝落和坍塌。有的是先浸泡而后坍塌;有的是一開始鉆進(jìn)就坍塌,塌至一定限度后又恢復(fù)正常,有的是在鉆進(jìn)中突然坍塌。過去從提高泥漿比重上想辦法、打主意,但收效甚微。后來總結(jié)了經(jīng)驗(yàn),采用了鈣處理泥漿—石膏基泥漿,才防止了坍塌,保證了孔內(nèi)安全我隊(duì)在新安鋁土
6、礦區(qū)進(jìn)行施工時(shí),為了克服精選范本,供參考!厚覆蓋層膨脹、縮徑、遇水坍塌等問題,應(yīng)用鈣化泥漿,主要是采用石灰鋸末泥漿鉆進(jìn)。由于石灰中含有鈣離子,所以能使泥漿具有絮凝劑的作用。一方面,抑制造漿,使泥漿保持在絮凝的粗分散體系的性能;第二、可使泥漿保持粘度低、切力小、流動(dòng)性好。具體作法是:鉆進(jìn)時(shí)每立方米泥漿中加入5~15公斤石灰和適量鋸末,循環(huán)均勻后即可進(jìn)行鉆進(jìn)。穿過沖積層進(jìn)入基巖后,再利用其他處理劑使泥漿恢復(fù)應(yīng)有性能,直到適合地層需要為止2.1低固相泥漿PAM的使用方法:配制泥漿時(shí)要了解原料的參數(shù),PAM分子量最好在300萬以上。如果原料不
7、是水解聚丙烯酰胺,在使用時(shí)要先進(jìn)行水解處理,具體處理方法是:1kg干PAM加入170燒堿(NaOH),加水100kg,提前三到四天攪勻,即得到1%濃度的PHP水解溶液,如果現(xiàn)場容器小,可少加水,但對水解的濃度要有數(shù)。PAM常見的加量單位是PPm.1PPm=百萬分之一是濃度單位加水量計(jì)算:加水量=1000000*藥品含量(%)/濃度1%濃度的PAM溶液,每升溶液中PAM含量為100PPm,即PAM固相含量為10g/升,若每立方米泥漿中PAM加量為100PPm時(shí),用量為一升溶液即可。配制1立方PAM溶液,所需PAM的重量可按下式計(jì)算。精選
8、范本,供參考!W=A/B*1000W-所需PAM的重量A-需配PAM的濃度B-PAM膠狀或粉狀的固相含量%2.1.1.低固相PHP泥漿配方:原漿=1立方清水+膨潤土2~4%+純堿1~3kg配成的原漿+濃度1%PHP100