膨润土
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泥浆膨润土在水平定向钻施工中的应用及特点

2021-06-04 10:38:35

1.1  定向钻技术原理


(1) 钻进。


在管道铺设的一端固定钻机,按照设定的角度,设备驱动钻杆带动钻头旋转前进,并在导向仪的控制下,按施工要求的深度和长度进行钻进,穿过地面障碍物后,穿出地面。在钻进的过程中,为防止钻杆被土层夹紧、抱死,需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆,起到固化通道,防止塌陷,同时也能冷却钻头,润滑钻杆。


(2)回扩。


在钻头带着钻杆穿出地面后,卸掉钻头,将回扩头 于钻杆安装固定,动力头回拖,钻杆带着回扩头反向回拖,扩大管道直径尺寸。


(3)回拖。


在回扩头回拖的冋时,将管道固定在回扩头后,动力头拖动钻杆,带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动,直至将管道拖出地面,完成管道铺设施工。


泥浆膨润土

1.2  泥浆的功用


(1)悬浮和携带泥(岩)屑。


这是泥浆的基本功用之一,是把钻头或扩孔器破碎的泥(岩)屑带出孔道,保持孔道清洁,以利于管道回拖。


(2)稳定孔壁。


孔壁是否稳定和规则是水平定向穿越是否成功的决定性因素,是高速优质进行水平定向穿越的重要基础条件。


(3)润滑。


在钻导向孔和管线回拖过程中泥浆可以起到很好的润滑作用,在坚硬岩石地层扩孔吋对扩孔器的润滑作用更加明显。


(4)冷却钻具。


在导向孔钻进和回扩过程中,钻头和扩孔器旋转破碎泥(岩)层产生一定的热量,钻杆不停地与孔壁摩擦,也产生一定的热量。泥浆能冷却钻头和钻杆,延长钻具使用寿命。


(5)了解地层。


对返出地而的泥浆进行分析,可以了解穿越地层的岩性,适时调整施工工艺。


2. 1  泥浆特点


水平定向钻工程施工中泥浆的指标是变化的,不同的施工条件和底层环境对泥浆的要求不同,因此泥浆的现场配制方法和配方上可能有所不同。但从泥浆的功用上可以看出定向钻泥浆的一般性要求。


(1)粘度。


粘度可以被描述为液体流动的能力,良好的粘度性能保证泥浆在孔内适当的流动,粘度过高,钻头钻进过程中阻力大,降低施工效率;粘度过低,带不出钻屑。应根据现场条件调配适宜的泥浆粘度。


(2)胶凝强度。


胶凝强度是泥浆膨润土的重要指标,是指泥浆在一定时间内形成胶体的能力,膨润土形成凝胶体在孔内悬浮钻屑。如釆钻屑没有被悬浮起來,它们就不能被携带出钻孔,会沉在钻孔的底部。这样钻屑就会堵塞钻孔,导致泥浆循环失效同时孔内压力会急剧升高,泥浆很有可能会压裂地层溢出到地面,也吋能会发生埋钻事故损失钻具。


(3)流动性。


水平定向钻要求泥浆的流动性要好,且泥浆在长时问的养护过程中粘度不能急剧上升,失去流动性,形成果冻状,失去对孔壁的压力。


(4)低滤失量。


水平定向钻泥浆要求较低的滤失量。低滤失量的泥浆会在孔壁上形成一层薄而韧的泥皮,对管壁有保护作用,防止塌孔。且低失水率也能防止岩层因为吸水过多造成膨胀缩颈和塌孔。


(5)触变性。


水平定向钻泥浆要求有较好的触变性。泥浆的触变性是指搅拌后泥浆变稀(切力降低),静置后泥浆变稠(切力升高)的特性。在泥浆停止循环时,切力能较快地变化到某个适当的数值,又不至于静置后重启时泵负荷过高。触变性好的泥浆能减轻泥浆泵的负荷,有利于泥浆的搅拌的输送。


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