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非開挖施工的泥漿配方,不同土層如何配比?

水平定向鑽進已廣泛應用於市政、通訊中的管線穿越。施工的孔徑越來越大,穿越長度越來越長,鑽越不同地質的情況也越來越多。鑽進中的成孔率和孔洞的穩定性對泥漿的配置質量要求越來越高。

一、泥漿的主要功能

1、是攜帶和懸浮鑽屑。這是泥漿的一個基本功能,就是要把鑽頭(擴孔鑽)破碎的巖(土)屑從孔洞中帶出孔眼,保持孔洞淨化。

2、穩定孔壁。孔壁穩定、規則是優質快速鑽進的重要基礎條件,也是泥漿技術措施的基本立足點。

3、冷卻和沖洗鑽頭,清掃孔中(底)巖(土)屑。還有泥漿比重能在比較大的範圍內調節,以建立與地層壓力相平衡的液柱壓力,防止漏、塌、卡等地下複雜情況。

總之,應根據每一次鑽進的各個階段的地層特點,結構、鑽進措施等具體條件,正確選擇泥漿型別,決定相應的合理的泥漿措施,達到優質快速鑽進的目的。

二、關於泥漿配方

(1)泥漿型別的選擇

目前,泥漿基本型別有:水基泥漿、油基泥漿和氣基泥漿。

1、水基泥漿以水為分散介質,其基本組分是黏土、水和化學處理劑;

2、油基泥漿由柴油(或原油)和瀝青(或有機般土)及有關處理劑配成;

3、氣基泥漿氣體的來源於化學法產生,流體是由氣、液兩相或氣、液、固三相組成。

根據我們現有的鑽機效能和我國的地質條件,選擇以水為分散介質,由粘土、水和化學處理劑基本組分的水基泥漿。

(2)泥漿的組成

①粘土(膨潤土)

水平定向鑽進泥漿中的粘土主要由很細(2微米以下)的粘土礦物顆粒組成。它們主要含氧化矽、氧化鋁和水,還有少量的鐵、鹼金屬和鹼土金屬,粘土礦物的化學成分是含水鋁矽酸鹽。粘土礦物的種類很多,常見的和對泥漿工藝較為重要的只有四種:高嶺石、伊利石、蒙脫石和海泡石。水平定向鑽進泥漿中的粘土是以蒙脫石為主的膨潤土(又稱粘土)。

②化學處理劑

為了保證水平定向鑽進泥漿的穩定性和提高泥漿的各種工藝效能,以適應各種情況下的鑽進要求,泥漿中使用著各種各樣的化學處理劑(泥漿新增劑)。水平定向鑽泥漿常用的化學處理劑(泥漿新增劑)有:

A。純鹼;B。防塌劑;C。降失水劑;D。絮凝劑;E。潤滑劑;F。增粘劑

(3) 泥漿配方

1、泥漿配方研究方案的選擇

根據地層特點,結構、鑽進措施等具體條件,泥漿配方研究方案分為:

A.按地層的特點、結構及土壤分類進行泥漿的配方研究:

根據我們現行水平定向鑽進的實際情況,結合我國的地表土壤分佈狀況,按地層的特點、結構及土壤分類。選擇具有普遍性、廣泛適用於各類地區及施工需求的泥漿配方進行研究。

土壤的型別可分為:

a。粘土型;b。砂土型;c。灰土型;d。風化頁岩型;e。礫石型;f。淤泥型;

以上六種土壤是我國地表(距大地表面30m深以上)分佈比較普遍和廣泛的,是我們在施工中接觸最多,需要首先解決的泥漿配方;

2、不同土壤泥漿配比

①粘土層的泥漿效能要求及組成

A.粘土層的地質特點:粗土、地質結構鬆散,砂、沖積砂土層、種植土、回填土等、粉砂土及淤泥。細土地質構造較硬,吸水較強,其中黃色泥岩、褐色泥岩最具有代表性。

B.其主要特點:成孔性好,可鑽性好,鑽具在土中旋轉推進、造斜和出土都能比較好的成孔,不易坍塌,是最適宜穿越的地層。

c。 泥漿的組成:

膨潤土 + 純鹼 + 降失水劑 + 潤滑劑

泥漿的配合比(Kg/m3):

1:0。04 : 0。06 :0。06

在一般的條件下,採用上面的配合比;施工中要根據現場的實際情況進行適當的調整。

②砂層和細砂、卵石、礫石(少量的)地層的泥漿效能要求及組成。

A.砂層的地質構造特點:少量的粘土或粉質土夾雜大量的黃砂,其中還含有一定量的卵石、少量的礫石。

B。 其主要特點:成孔性一般,易塌、易漏失、吸水能力強。導向孔和回擴孔時極易坍塌,泥漿含砂量高造成機具對岩屑的重複破碎,機具和裝置磨損較重。

c。泥漿的組成:

膨潤土(高含量)+ 防塌劑(聚合物、濃度適宜)+潤滑劑

d。泥漿的配合比(Kg/m3):

1:0。05 :0。06

在一般的條件下,可採用上面的配合比;施工中要根據現場的實際情況進行適當的調整。

③砂層和細砂、卵石、礫石(少量的)地層的泥漿效能要求及組成

A.地質構造特點:完全的黃砂、含水量較大的流砂,其中包括卵石、礫石,此種地層一般比較少。

B.其主要特點:成孔性極差、易坍塌、易漏漿,易造成大區段的井壁坍塌包裹或掩埋鑽具或機具,鑽進速度慢,鑽具、機具磨損嚴重,泥漿含砂量大,鑽具、機具重複破碎情況嚴重。

c.泥漿的組成:

膨潤土(高含量)+ 防塌劑(聚合物)+ 降失水劑 + 潤滑劑

d。 泥漿的配合比(Kg/m3):

1:0。03:0。04:0。03

在一般的條件下,可採用上面的配合比;施工中要根據現場的實際情況進行適當的調整。

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