泥浆--水平定向钻机施工中的血液_论文发表__集群

发布时间：2022-10-05 10:11 热度：

　　泥浆--水平定向钻机施工中的血液
　　秦少佳赵淑娟
　　保定市供水总公司河北保定071000
　　摘要：本文着重从泥浆的性能、应用方面阐述泥浆与水平定向钻机施工法的关系及其重要性。
　　关键词：水平定向钻机、泥浆
　　前言
　　作为一种新兴的朝阳产业，水平定向钻施工在中国经过十几年的发展已经成为管道施工中不可或缺的重要力量。在2009年出版的《给水排水管道工程施工及验收规范》(GB50268-2008)首次加入了水平定向钻施工法，也体现了它的重要性。但是不可否认的是在几年的施工过程中，我们也遇到了很多的麻烦，遭遇了多次施工的失败。特别是在大管道施工、沙质土层施工过程中，失败的几率更高。而其中由于泥浆(也叫钻进液)使用不当造成的失败占了很到的比例，可以说泥浆就像水平定向钻施工中的血液，只有血液的顺畅流动才能保证工程施工的顺利进行。
　　一、泥浆的基本概念：
　　泥浆的基本元素是水，再添加膨润土（Bentonite）、高分子聚合物（Polymer）等材料所组成。在实际应用中泥浆材料种类繁多，比较常用的有以下几种：
　　1、膨润土粉，在石油钻进施工中俗称红土，主要用作增加泥浆的粘度，减少水分在孔洞中的流失。
　　2、各种添加剂
　　（一）、增稠剂：聚丙烯酰胺，简称PAM，白色粉状，高分子材料，分子量80-1800万，分子量越高，越容易水解，搅拌泥浆质量越好。
　　（二）、堵漏剂：植物胶，树叶色粉状，粘性植物叶烘干研磨而成，属于高分子聚合物，具有粘结性好，吸水性强，膨胀率高，溶解后产生网状粘滞，形成高强度、致密的细薄滤饼膜，是一种比较好的泥浆材料。
　　(三)、润滑剂：速钻液，进口材料，棕色浓缩液体，高分子聚合物。可方便的与膨润土混合使用，提高泥浆的粘度和润滑性，防止粘土湿涨，帮助浮流出孔道内的钻屑。
　　（四）、降粘剂：粘土分散剂，在较粘的土层条件中使用，可减少扭矩，减少粘土结团或成球。这种添加剂在较粘的陶土条件中使用很有效，作为一种促薄剂来处理过度的粘况。
　　（五）、清屑剂：增加泥浆对钻屑的悬浮性能，帮助减少孔道内的堆积物，防止形成阻塞，有利孔道的清理和畅通。
　　（六）、PH值调节剂：工业纯碱（NaCO2）。主要用作调节泥浆的酸碱度，从而提高泥浆的作用。
　　二、泥浆的作用：
　　泥浆在孔洞内是流动的，它的基本作用有：
　　1、携带和悬浮钻屑
　　泥浆在孔洞内通过循环将钻头破碎的钻屑带到地面，以保持孔洞内清洁、通畅，同时可以防止因故停钻时沉沙卡钻等事故的发生。
　　2、稳定孔壁和平衡地层压力
　　孔壁稳定是实现安全、高效钻孔的基本条件。性能良好的泥浆借助液相的滤失作用，在孔壁上形成一层薄而韧的泥饼，以稳定已钻开的地层并阻止液相侵入地层，同时孔洞内充满泥浆可以防止坍孔。
　　3、冷却和润滑钻头、钻具
　　钻头不停地切削地层摩擦生热，会影响甚至烧毁信号棒。泥浆可以吸收热量并将之带出，从而起到冷却钻头、钻具，延长其使用寿命的作用。
　　4、降低钻进摩擦力
　　泥浆就是钻进过程的润滑剂，降低钻具与孔壁之间的摩擦力。
　　三、泥浆的品质及测量方法：
　　1、粘度是泥浆浓稠度的计量方法，通常采用马氏漏斗（右图）来测量，以秒数为单位。粘度的测量对水平定向钻来讲有重要性，和垂直钻进不同，悬浮力和滤失性在水平定向钻施工中比粘度还重要，过高的粘度是不利于钻进的，因为泥浆在泵入孔洞时压力很大，造成孔壁冲刷，泥浆在孔洞内必须维持稳定的流动，而“粘度”的定义就是“防止流动”。要达到好的悬浮力以及控制滤失过度有许多方法，不只是添加膨润土，它常常会造成泥浆太粘，所以要调配出具有良好剪切稀释性能的泥浆。
　　2、悬浮力是测量泥浆悬浮性的方法，可以采用旋转粘度仪（下图）测量。悬浮力在水平定向钻施工中非常