泥浆工艺 刘菊泉 3
泥浆工艺
一引言在深水遮帘式地连墙板桩码头地下工程施工中，普遍采用的护壁材料为膨润土泥浆，优质的泥浆是保证成槽、吊放钢筋笼和砼浇注时槽壁稳定的关键，故泥浆的制备及运输属于重点施工措施。
二施工工艺流程图泥浆检测——→←——泥浆检测↑↓↑泥浆制备填充泥浆泥浆处理←--优质泥浆的回收←--构件砼浇注↑↓↑施工准备→泥浆池建设液压抓斗成槽→清渣换浆——→检测成槽（孔）后泥浆质量三施工工艺1 施工准备1.1 现场提前做好通水、通电、通路、泥浆供应管及回收管布置等准备工作；1.2 施工前检修工具及设备并完成设备的试运转。
2 泥浆池建设泥浆生产能力为前方成槽挖方能力的1.5～2倍，单天泥浆储备量应满足前方成槽2～3天。
按泥浆储备量设计泥浆池容量，包含蓄水池、制浆池、回环池。
泥浆池断面如下（泥浆池的尺寸根据需用量进行计算）：进行泥浆池场地选址时，基本遵照码头前沿线方向居中布置，码头横向在地连墙、锚碇墙外侧布置。
泥浆供应管线需布置两道，闸阀控制，其一正常供浆，其二做备用。
泥浆回收管线按现场条件布置。
若处于冬期施工，则需对泥浆池进行保温维护，四周及上部使用脚手架搭设保温棚骨架，再用土工布、草帘子覆盖保温挡，泥浆池内部放置取暖设备，管线埋入冻土层以下，外露部分绑扎保温棉。
3 泥浆制备的施工方法及操作要点3.1 泥浆配合比常用泥浆主要材料为钙基膨润土、羧甲基纤维素（增粘剂，须配置成溶液以充分溶解）、纯碱（分散剂，可干掺），单方用量一般控制在以下范围:淡水：1000kg；膨润土:100～120kg；纯碱：3～5kg；羧甲基纤维素：0.5～3kg。
施工中泥浆配合比通过试验确定。
调制泥浆宜使用淡水，在淡水缺乏地区可使用海水，但必须经过试验确定泥浆配合比。
3.2 相关机械配备泥浆搅拌机采用高速回转式搅拌机，单台容量为2m3，生产能力为12～20m3/h，搅拌机叶片转速为200rpm～1000rpm，配备数量按现场施工需求量配置，且须含一台备用设备。
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（2）降失水作用
由于KHm是高分子化合物，分子具有大表面和官能团，它的吸
附力强，能吸附在粘土颗粒表面，形成吸附水化层，从而提高粘
土颗粒的电动电位，增大其机械阻力和静电斥力，提高其聚结稳
定性，使粘土颗粒保持细分散状态，形成薄而致密的泥皮，结果
泥浆失水量大大降低。
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四、泥浆作用机理
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七、堵漏工艺
据以往施工的资料表明，该矿区钻孔漏失
的特点主要表现为长孔段，多层位裂隙性漏失。 漏失量的大小程度不一，既有小裂隙渗漏，也 有溶洞型特大漏失，其中以渗漏和中漏最为突 出。
因此，在选择堵漏措施及堵漏材料时，应
从“高效、低耗”原则出发，选用堵漏材料成 本低、方法简单，堵漏周期短、见效快的堵漏 工艺，尽量避免因堵漏次数多、堵漏周期长等 造成的延误工期、增加钻探成本等多方面的不 利局面。
KHm-PHP低固相泥浆具有良好的防塌、降失水和稀释 作用，具体的作用机理：
（1）提供K+的防塌作用
KHm-PHP中含部分游离K+，而羧甲基（-cook）和酚甲基 （-ok）在水中电离后电可以提供部分K+，据双电层理论，当K+ 浓度大时，进入粘土颗粒表面的吸附机会增加，电动电位降低， 双电层压缩，孔壁上整个粘土颗粒周围的水化膜变薄，降低了水 化膨胀，起到了抑制坍塌的作用。
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七、堵漏工艺
4、灌注工艺
当钻孔漏失量不大，属渗漏、中漏时，一般采用随钻循 环堵漏方法；当漏失严重，属大量漏失时，应配制DTR堵 漏浆ห้องสมุดไป่ตู้专门注浆堵漏。
注浆堵漏的步骤为：先钻穿漏失层然后下钻至孔底，
陶瓷卫浴泥浆制备工艺
泥浆制备工艺一、原料概述：陶瓷工业的制品是属于多相的无机非金属材料所构成的制品，所用原料大部分是天然的矿物原料，其中多为硅酸盐矿物。
陶瓷所用的原料，首先是保证其经加工后能生成制品所需各种晶相和玻璃相等结构物，其次是保证能适应在加工处理过程中所需的各种工艺性能。
具体说来陶瓷制品结构中的晶相和玻璃相的生成，就需要一类能生成晶相的原料，如生成莫来石晶相的粘土，能生成石英晶相的石英原料，另一类是能生成玻璃相的熔剂原料，如长石、滑石等。
而加工过程所需的工艺性能则往往希望陶瓷原料具有能进行塑性加工的可塑性原料，能减少干燥和烧成中收缩的非可塑性原料（也称瘠性原料）。
综合以上要求，陶瓷制品所需的原料可归纳为粘土类原料、瘠性原料和熔剂原料三大类原料。
一般说来，粘土类原料往往是既有加工所需的可塑性，也能在烧成后形成结构晶相的原料。
石英类原料既是非可塑性原料，同时也是生成晶相的原料。
而熔剂原料也具有非可塑性质。
另外，还有一些添加剂，如助磨剂、增塑剂等。
二、泥浆制备工艺：我厂制备泥浆工艺流程如下：原料→进厂检验→拣选→称量入磨→泥浆检验→高搅池（二次加入粘土搅拌）→过筛除铁→陈腐→调试合格→供成型使用（1）我门目前制备泥浆所用原料有长石、石英、佛山粘土、惠阳粘土、飞天燕泥、混和料、青干、熟料、滑石这几种原料，所使用添加剂为纯碱和五水偏硅。
（2）原料进厂后需经检验合格后方可使用，原料检测包括物理性能检测和化学分析这两方面。
物理性能检测通过对原料外观形状、颜色、烧后情况来判定是否符合要求。
化学分析是对原料的化学组成检测，包括SiO2、Al2O3、K2O、Na2O、Fe2O3、TiO2、CaO、MgO、H2O这九项的检测。
（3）我厂制备泥浆所用设备为球蘑机，以鹅卵石做研磨介质（即球石）。
料：球石：水≈1：2：0.45，研磨一定时间后取样检测，经检测细度达要求后方可放入高搅池。
（4）粘土二次加入高搅池搅拌4小时后进行过筛、除铁，泥浆过筛、除铁后入陈腐池，陈腐后供成型使用。
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四、基本流型 “4”膨胀流体：
μ 随γ ↑
“3”塑性流体：
第一阶段：μ 随γ ↓ 第二阶段：μ 随γ -
“2”假塑性流体：
μ 随γ ↓
“1”牛顿流体：
μ 随γ -
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五、塑性流体（流变曲线）
高粘土含量的钻井 液、高含蜡原油和 牙膏、油漆等都属
于塑性流体。
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第一阶段：μ 随γ ↓ 在低剪切速率范围内，为曲线段 第二阶段：μ 随γ 在中、高剪切速率范围内，为直线段 曲线不过原点，在τ 轴上有一截距τ s
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两个牛顿流体的τ γ 关系曲线中： μ 绿 ＞ μ 蓝
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四、基本流型 流型：按照流体流动时γ 与τ 之间的关系， 流体可以划分为不同的类型，即流型
牛顿流体 非牛顿流体：塑性流体 ，假塑性流体，膨胀性 流体等
非牛顿流体的τ -γ 关系曲线不再是直线 ，μ 不再是常数
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三、流变模式和曲线 γ 和τ 是流变学中的两个基本概念 钻井液流变性的核心问题： 研究各种钻井液γ 和τ 之间的关系
遵守τ
= μ γ 的流体称为：牛顿流体
轻质油；低分子化合物溶液等
如：水、酒精等大多数纯液体；Fra bibliotek不遵守τ
= μ γ 的称为：非牛顿流体
如：高分子聚合物的浓溶液；大多数钻井液等
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二、粘度μ μ 的物理意义 产生单位γ 所需要的τ μ 越大，产生单位γ 所需要的τ 越大 μ 是液体的性质，不同的液体有不同的值 20℃下苯：0.6380 mPa•s 20℃下水：1.0050 mPa•s μ 与T有关，液体的μ 随T而↑ 19℃：1.0299 mPa•s 20℃：1.0050 mPa•s 21℃：0.9810 mPa•s
《泥浆三件套试验》课件
操作注意事项
01
遵循操作规程
在进行泥浆三件套试验时，应遵 循实验室的操作规程，确保试验 的准确性和安全性。
02
保持试验区域整洁
03
正确使用仪器
在操作过程中，应保持试验区域 整洁，避免泥浆和其他杂物散落 。
在试验过程中，应正确使用相关 仪器，避免因操作不当导致试验 结果不准确或损坏仪器。
环境注意事项
确保钻井液性能符合工程要求，保障钻井作业安全。
试验过程
在钻井平台上采集泥浆样本，进行三件套试验，评估泥浆的流变性、悬浮性、润滑性等指 标。根据试验结果调整钻井液配方，优化钻井液性能。
试验结果
通过优化钻井液性能，有效降低了钻井作业中的风险，保障了钻井作业的安全。
案例三：某研究机构的泥浆三件套试验
试验目的
泥浆三件套试验
目录
• 泥浆三件套试验简介 • 试验步骤 • 试验结果分析 • 试验注意事项 • 试验案例分享
01
泥浆三件套试验简介
定义与目的
定义
泥浆三件套试验是一种用于评估钻井 液性能的试验方法，主要包括塑性粘 度、表观粘度和静切力三个指标的测 量。
目的
通过泥浆三件套试验，可以了解钻井 液在静态和动态下的流变特性，为钻 井工程提供重要的参考依据，以确保 钻井作业的安全和效率。
研究不同泥浆配方对钻井过程的影响，为钻井液的研发提 供科学依据。
试验过程
在研究机构实验室进行泥浆三件套试验，通过调整泥浆配方，评 估不同配方对泥浆性能的影响。同时进行模拟钻井实验，观察不
同配方对钻井效率的影响。
试验结果
通过对比不同泥浆配方的性能和钻井效率，为研发新型钻 井液提供了科学依据。
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准的球形）
Δ ρ = ρ 分散相 - ρ 分散介质 ：不能改变 g：不能改变 r：固体颗粒半径，即分散相颗粒的半径 r越小，净重力越小，越稳定 钻井液中使用的不溶性固体加重材料必须 尽量磨细的原理
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影响动力稳定性的因素
2）分散介质粘度的影响 根据斯托克斯定律有 v = r2•Δ ρ •g / 4.5μ Δ ρ = ρ 分散相 - ρ 分散介质 ：不能改变 g：不能改变 r：固体颗粒半径，即分散相颗粒的半径 μ ：分散介质粘度 固体颗粒下沉速度与介质粘度μ 成反比， 提高分散介质粘度可以提高体系的动力稳定性 钻井液要求有一定大小粘度的原因之一
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一、体系和相
2、相（phase） 物质体系中物理性质和化学性质都完全相 同的均匀部分 气相（空气相）
Air
Water
液相（水相）
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一、体系和相
3、相界面 相与相之间的接触面，是个真实的过渡面 ，有一定的厚度 气相（空气相）
Air
相界面
Water
液相（水相）
2、胶体的分类 溶胶：分散介质为液体的胶体
气溶胶 固溶胶 13 2014-10-6
三、胶体分散体系
3、钻井液——复杂的胶体体系 钻井液是复杂的胶体分散体系 水基钻井液基本上是溶胶和悬浮体的混合物，本书统 称为胶体（分散体系）（P.43）
【CN109731395A】泥浆处理方法【专利】
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910187081.3(22)申请日 2019.03.13(71)申请人 浙江双金机械集团股份有限公司地址 311115 浙江省杭州市余杭区瓶窑镇南山村(72)发明人 丁春梅 胡建明 韩家济 杜月春 姜洪平 周玲 刘金星 (74)专利代理机构 北京鼎承知识产权代理有限公司 11551代理人 李伟波 韩德凯(51)Int.Cl.B01D 36/04(2006.01)B01D 21/34(2006.01)B01D 21/24(2006.01)B01D 21/30(2006.01)C02F 11/121(2019.01)C02F 11/122(2019.01)(54)发明名称泥浆处理方法(57)摘要本公开提供了一种泥浆处理方法，包括：浓密机或沉淀池每隔一段时间将产生的泥浆送入到污泥存储罐中；对每隔一段时间送入到污泥存储罐中的泥浆进行临时存储；污泥存储罐持续不断的为泥浆压滤机提供泥浆供应。
权利要求书2页 说明书7页 附图2页CN 109731395 A 2019.05.10C N 109731395A权 利 要 求 书1/2页CN 109731395 A1.一种泥浆处理方法，其特征在于，包括：浓密机或沉淀池每隔预定时间将产生的泥浆送入到污泥存储罐中；对每隔预定时间送入到污泥存储罐中的泥浆进行临时存储；污泥存储罐持续不断的为泥浆压滤机提供泥浆供应。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在对每隔预定时间送入到污泥存储罐中的泥浆进行临时存储时，当污泥存储罐中的液面低于第一位置时，浓密机或沉淀池持续向污泥存储罐中输送泥浆，污泥存储罐停止向外供料；当污泥存储罐中的液面高于第一位置且低于第二位置时，浓密机或沉淀池持续向污泥存储罐中输送泥浆，污泥存储罐开始向外供料；当污泥存储罐中的液面高于第二位置时，浓密机或沉淀池停止向存储罐中输送污泥，污泥存储罐持续向外供料；其中，第二位置高于第一位置。
实用泥浆新工艺技术初步应用总结报告
不同地层泥浆配方和维护管理措施一、常用泥浆材料及主要作用抗盐共聚物（ＧＴＱ）：具有提粘、提切力、降失水、抗盐化污染的作用。
可用于配制淡水、盐水泥浆。
包被剂（ＢＢＪ）和水解聚丙烯酰胺（ＰＨＰ）：遇到地层造浆或加入劣质土粉时，该处理剂具有絮凝包被、降失水作用。
可维持钻井液的低密度、低固相。
另外也可用作泥浆流型调节剂。
广谱护壁剂（ＧＳＰ）：可适度增粘的条件，显著降低失水量，防塌加固井壁等作用。
水解聚丙烯腈铵盐（NH4PAN）、改性沥青（GLA）:具有防塌和降失水的作用。
NH4PAN还是抑制剂和稀释剂。
防塌随钻堵漏剂：钻遇裂隙地层可提高地层承压能力，同时具有防坍塌、降失水的作用。
极压润滑剂（GLUB）：抗摩减阻作用。
优质钠膨润土：提粘、提切、降失水、胶结稳定孔壁、净化井眼、防塌。
防漏作用。
加重剂：重晶石粉（BaSo4）、石灰粉（CaCo3）。
粒度要求≤74um(200目)二、正常较稳定地层的泥浆使用（无固相聚合物泥浆）泥浆设计：该类地层井壁稳定性好，泥浆设计以提高钻进效率、配制简单节约成本为宗旨。
泥浆配方：1m3+0.5KgPHP+5KgGSP+(5\10)KgNH4PAN+(5/10)GLA.性能指标：表观粘度Av=(4—10)mpa.s、漏斗粘度为19—20s、泥浆比重为1.02—1.03g/cm3、API失水量≤30ml.泥浆特点：该泥浆为无固相泥浆，整体流动性好，沉沙能力强，钻进效率高，而且配制简单，特别适合绳索取心工艺。
注意事项：使用过程中如有掉块现象，可在泥浆中另外加入2—4％预水化钠膨润土。
复杂不稳定地层的泥浆使用一）泥浆设计要求：一般要求泥浆具有低失水、高矿化度、高滤液粘度、适当的比重和适当的粘度。
亦“一低、二高、二适当”。
在地层破碎、倾角大、地层压力大的钻孔，泥浆比重是重要因素。
这时需要适当提高比重，加大液柱压力才能平衡较大的地层侧压力。
二）泥浆配方：压力地层1m3水 + (20—40)kg钠膨润土+（1—2）kg BBJ+(5—10)kg NH4PAN+(5—10)kg GLA+(5—10)kg GSP+重晶石（按需要添加）+1.5kg润滑剂。
泥浆工艺原理 曹丽文 中国矿业大学(徐州)第6章至第7章
第六章 泥浆体系
二、泡沫泥浆
举例：
第六章 泥浆体系
6.4 其他类型泥浆
三、地热井泥浆 （一）高温对泥浆性能的影响
1、高温对粘土的影响： （1）促使粘土分散； （2）使粘土钝化。
2、高温对泥浆处理剂的影响 （1）高温降解作用； （2）高温交联作用。 3、高温引起的可恢复的影响 （1）高温解吸作用。 （2）高温去水化作用。 （3）高温降粘作用。
2、聚丙烯酰胺-腐植酸钾泥浆 3、聚丙烯酰胺盐水泥浆 4、聚丙烯酰胺氯化钾泥浆
五、不分散低固相泥浆的配制与维护
第六章 泥浆体系
6.4 其他类型泥浆
一、强抑制性泥浆 • 类型： 离子交换法——钾基泥浆 包膜法——PAM-KCL泥浆中PAM的作用、 有机阳离子聚合物泥浆 封堵法——乳化沥青泥浆 活度平衡法——油包水乳化泥浆
第六章 泥浆体系
6.4 其他类型泥浆
二、泡沫泥浆 1、概念：是气泡和粘土颗粒同时分散 在水中形成的多相分散体系。 • 它的稳定是靠存在于气-液界面上的表 面活性剂和有机化合物。 2、性质： （1）比重低，可降低至0.65~0.70左右； （2）机械效率高； （3）粘度和切力较高，携带岩屑能力强；
（4）孔内清洁事故少。
（1）吸附作用在岩层表面微裂隙中形 成吸附薄层，同时束缚住微裂隙中的
自由水，起堵水作用； （2）在小到中等漏失地段，利用
PAM的完全絮凝作用，堵塞 孔壁岩层中的裂隙；
（3）添加高价阳离子或低分子有机物，与 PAM交联，靠交联絮凝物堵塞裂隙。
第六章 泥浆体系 四、聚丙烯酰胺泥浆的种类和配方
1、聚丙烯酰胺-聚丙烯腈泥浆（双聚泥浆）
第六章 泥浆体系 6.4 其他类型泥浆
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固含高的不利影响
降低钻速 改变钻井液流变性（如粘度），影响钻井 液的携岩效果 引起钻井复杂事故，如粘附卡钻，井壁坍 塌
除以上钻井液的基本性能外，钻井液的其它 性能还包括抑制性、润滑性、抗温性、荧光度 以及对生物的毒性等，这些性能将在以后有关 章节中进行讨论。
降低钻井液含砂量量有效的方法： 充分利用振动筛、除砂器、除泥器等设备， 对钻井液的固相含量进行有效的控制
六、钻井液的固相含量 钻井液中全部固相的体积占钻井液总体积 的百分数 固相的组成： 膨润土，石英、长石、重品石，造浆率极 低的粘土 固相含量的高低以及这些因相颗粒的类型、 尺寸和性质均对钻井时的井下安全、钻井速 度及油气层损害程度等有直接的影响
某泥浆比重为1.3，即密度为1.3 g/cm3
一、钻井液密度
1.3 作用 通过调节钻井液的密度，可改变钻井液在井筒内的静 液柱压力 P = ρ gh 1.4 重要性 平衡地层孔隙压力 → 防止井涌（井喷） 平衡地层构造应力 → 避免井塌 因此钻井液密度不能过低，但钻井液密度过高会导致： 井漏；钻速下降；损害油气层等 1.5 意义 钻井液密度是确保安全、快速钻井和保护油气层的一 个十分重要的参数
常用的加重剂
重晶石（BaSO4）(ρ =4.2～4.6) 石灰石（CaCO3）(ρ =2.7～2.9) 菱铁矿（Fe CO3） (ρ =3.7～3.9) 方铅矿（PbS）(ρ =7.5～7.6) 钛铁矿（FeTiO3）或[TiO2· Fe2 O3] (ρ >3.0)
铁矿粉（Fe2 O3）(ρ =4.9～5.3)
二、钻井液的流变性
钻井液的流变性是指钻井液流动和变形的特性。 该特性通常是由不同的流变模式及其参数来表征的，最 常用的流变模式为宾汉模式和幂律模式 宾汉模式的参数： 塑性粘度(Plastic Viscosity)和动切力(Yield Point) 幂律模式的参数： 流性指数(FLow Behavior Index)和稠度系数 (Consistency Index)
钻井液流变性的测量
三、钻井液的滤失造壁性
1 钻井液的滤失性 钻井过程中，当钻头钻过渗透性地层时，由于钻井液 的液柱压力一般总是大于地层孔隙压力，在压差作用下， 钻井液的液体便会渗入地层，这种特性常称为…… 2 钻井液的造壁性 在液体发生渗滤的同时，钻井液中的固相颗粒会附着 沉积在井壁上形成一层泥饼(Mud cake)；随着泥饼的逐 渐加厚以及在压差作用下被压实，会对裸眼井壁有效地 起到稳定和保护作用，这就是……
井漏
厚泥饼
井喷
复杂情况
钻具
卡钻
坍塌
2.钻井液密度的测量
用一种专门设计的钻井液比重秤(Mud Balancer）测得
3.钻井液密度的调整
3.1 增加ρ 的方法 = 加重 加入重晶石等不溶性加重材料 加入可溶性无机盐 如在保护油气层的清洁盐水钻井完井液中，通过加 入NaCl，可将钻开液密度提高至1.20 g/cm3左右 3.2 减小ρ 的方法 清除钻井液中的无用固相（机械方法，化学絮凝） 加水稀释 混油 充气
由于泥饼的渗透率远远小于地层的渗透率， 因而形成的泥饼还可有效地阻止钻井液中 的固相和滤液继续侵入地层。 在钻井液工艺中，通常用滤失量(Water loss 或Filtration Rate)来表征钻井液的渗滤 速率
滤饼质量评价
四、钻井液的pH值
通常用钻井液滤液的pH值表示钻井液的酸碱性 酸碱性的强弱直接与钻井液中粘土颗粒的分散程度有关，因此会 在很大程度上影响钻井液的粘度、切力等
在实际应用中，大多数钻井液的pH值要求控制在 8～11之间，即维持一个较弱的碱性环境。这主要 是由于有以下几方面的原因： 可减轻对钻具的腐蚀； 铁人王进喜跳入泥浆池（碱性）搅拌泥浆 可预防因氢脆而引起的钻具和套管的损坏； 有相当多的处理剂需要在碱性介质个才能充分发 挥其效能，如丹宁类、褐煤类和木质素磺酸盐类处 理剂
调节钻井液pH值的方法： 加入烧碱 有时也使用纯碱或石灰
五、钻井液含砂量
钻井液中不能通过200目筛网，即粒径大于74微米的砂 粒占钻井液总体积的百分数 在现场应用中，该数值越小越好，一般要求控制在0.5 ％以下 含砂量过高的危害： 使钻井液密度增大，对提高钻速不利； 使形成的泥饼松软，导致滤失量增大，不利于井壁稳定， 并影响固井质量 增加对钻头和钻具的磨损，缩短其使用寿命 ……
钻井液性能及其测试
钻井液常规性能包括：
密度、pH值、含砂量、固相含量 流变性（漏斗粘度、表观粘度、塑性粘度、动切
力、静切力等）
滤失造壁性（滤失量、滤饼厚度、滤饼性能等）
….1 密度（Density） 单位体积钻井液的质量 最常用符号：ρ 最常用单位：g/cm3 1.2 泥浆比重(Mud Weight) 在钻井工程上，钻井液密度 = 泥浆比重
二、钻井液的流变性
此外，漏斗粘度(Funnel Viscosity、表观粘度 (Apparent Viscosity)和静切力(Gel Strength)等也是钻 井液的重要流变参数 由于钻井液的流变性与携岩、井壁稳定、提高机械钻速 和环空水力参数计算等一系列钻井工作密切相关，因此它 是钻井液最重要的性能之一。有关内容将在后面的教学工 作中重点阐述。