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1、ValueEngineering·123·水平定向鉆進(jìn)砂層的泥漿技術(shù)TheTechnologyofHorizontalDirectionalDrillingMudUsedinSandLayer秦磊QINLei(湖北國(guó)土資源職業(yè)學(xué)院,武漢430090)(HubeiVocationalCollegeofNational1.a(chǎn)ndResource,Wuhan430090,China)摘要:砂層為機(jī)械分散地層,顆粒間缺乏膠結(jié),水平定向鉆進(jìn)時(shí)孔壁很容易坍塌。文章分析了砂層特點(diǎn),闡述了泥漿功用和性能,總結(jié)了水平定向鉆進(jìn)砂層的泥漿體系設(shè)計(jì)方法和施工中的注意事項(xiàng)。Abstrac
2、t:Forthelackofbondingbetweenparticlesofsandlayer,theholewallsuffersinstabilityduringtheprocessofhorizontaldirectionaldrillingconstruction.Thispaperanalyzesthecharacteristicsofthesandlayer,explainthefunetionandperformanceofmud,summarizesthedesigningofmudusedintllesandlayerandthekeypoi
3、ntofhorizontaldirectionaldrillingconstruction,關(guān)鍵詞:水平定向鉆進(jìn);砂層;泥漿設(shè)計(jì)Keywords:horizontaldirectionaldriling;sandlayer;designingofmud中圖分類(lèi)號(hào):TU74文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006--4311(2013)21—0123—020引言通無(wú)阻,并保證鉆頭在孔內(nèi)始終接觸和破碎新地層,不造水平定向鉆進(jìn)(英文簡(jiǎn)寫(xiě)HDD)是采用安裝于地表的成重復(fù)切削,保持安全快速鉆進(jìn)。在上卸鉆桿或因故停泵鉆孔設(shè)備,以相對(duì)于地面的較小的入射角鉆入地層形成先時(shí),泥漿可保持其
4、中的鉆屑穩(wěn)定懸浮,防止鉆屑在孔內(nèi)大導(dǎo)孔,然后將先導(dǎo)孔擴(kuò)徑至所需大小并鋪設(shè)管道(線)的一量沉積。項(xiàng)技術(shù),在施工中具有跟蹤和導(dǎo)向功能。該技術(shù)解決了使②穩(wěn)定孔壁和平衡地層壓力。用開(kāi)挖法不能在城區(qū)內(nèi)或在大型天然障礙下鋪設(shè)地下管孔壁穩(wěn)定、鉆孔規(guī)則是實(shí)現(xiàn)安全、優(yōu)質(zhì)、快速施工的基線的問(wèn)題。本條件。性能良好的泥漿可對(duì)松散性地層起到一定的膠結(jié)鉆具在地層中進(jìn)行穿越成孔,孔在空間上處于近乎水作用,并阻止泥漿往地層持續(xù)滲漏,減弱泥頁(yè)巖水化膨脹平狀態(tài),當(dāng)孔周為砂層等松散地層時(shí),極易發(fā)生孔內(nèi)事故和分散的程度,增加孔壁的穩(wěn)定性。與此同時(shí),泥漿的液柱或質(zhì)量問(wèn)題。壓力能夠平衡部分地層壓力,降低孔
5、壁坍塌的風(fēng)險(xiǎn)。1砂層對(duì)穿越施工的不利影響③冷卻和潤(rùn)滑鉆頭、鉆具。由于砂層顆粒之間的粘結(jié)力弱或沒(méi)有粘結(jié)力,地層在在鉆進(jìn)中鉆頭旋轉(zhuǎn)并破碎巖層,產(chǎn)生很多熱量0同時(shí)鉆進(jìn)成孔后,原受力狀態(tài)被打破,在砂層進(jìn)行定性穿越施鉆具也不斷地與井壁摩擦而產(chǎn)生熱量。正是通過(guò)泥漿不斷工最容易出現(xiàn)塌孔事故。鉆進(jìn)過(guò)程中若出現(xiàn)塌孔,直接的地循環(huán),將這些熱量及時(shí)吸收,然后帶到地面釋放到大氣后果是鉆具被埋,造成埋鉆、卡鉆施工;若塌孔發(fā)生在回拖中,從而起到了冷卻鉆頭、鉆具,延長(zhǎng)其使用壽命的作用。過(guò)程,則可能導(dǎo)致拉管阻力過(guò)大甚至失敗。在砂層中,造成由于泥漿的存在,鉆頭和鉆具均在液體內(nèi)旋轉(zhuǎn),因此在很塌孔的
6、原因主要有以下幾個(gè):大程度上降低了摩擦阻力,起到了很好的潤(rùn)滑作用。①地層膠結(jié)少,一旦裸露,失去原有平衡,產(chǎn)生坍塌;④傳遞水動(dòng)力。②泥漿沖刷,在鉆進(jìn)過(guò)程中,泥漿從噴嘴高速射出,對(duì)泥漿在鉆頭噴嘴處以極高的流速?zèng)_擊孔內(nèi),從而提高砂層強(qiáng)烈沖擊造成坍塌;了鉆進(jìn)速度和破巖效率。另外,循環(huán)過(guò)程中的泥漿可為孔③回拉擴(kuò)孔(回拖鋪管)過(guò)快,開(kāi)泵過(guò)猛,孔內(nèi)產(chǎn)生大內(nèi)動(dòng)力鉆具如螺桿、液動(dòng)沖擊器提供驅(qū)動(dòng)力,以應(yīng)對(duì)復(fù)合的壓力激動(dòng):鉆進(jìn)或孔內(nèi)馬達(dá)鉆進(jìn)的需要。④鉆具的不斷碰撞、擠壓孔壁;2_2泥漿主要性能指標(biāo)⑤泥漿壓力過(guò)大,將地層壓裂造成塌孔。對(duì)于HDD泥漿而言,需要關(guān)注的泥漿指標(biāo)主要有:比2泥
7、漿體系選擇重、漏斗粘度、塑性粘度、動(dòng)切力、靜切力、API濾失量、PH2.1泥漿的基本功用泥漿工藝技術(shù)是HDD工程的值、含砂量及固相含量等。重要組成部分。隨著HDD施工難度的逐漸增大,該項(xiàng)技術(shù)2.3泥漿性能指標(biāo)選擇在確保安全、優(yōu)質(zhì)、快速施工中起著越來(lái)越重要的作用。泥①密度:泥漿耍有一定的密度,密度第一是給地層一漿最基本的功用有以下幾點(diǎn):個(gè)回壓力,保持地層穩(wěn)定,不坍塌。①攜帶和懸浮鉆屑。如果孔在地表下20m左右,其地層水也有2kg/cm2泥漿首要和最基本的功用,就是通過(guò)其自身的循環(huán),的壓力,這時(shí)泥漿的密度為1.02g/cm。,在同深度可產(chǎn)生將孔內(nèi)的鉆屑攜至地面,以保
8、持鉆孔清潔,使給進(jìn)回拖暢