泥浆的配置方法
泥浆的配置方法

法方的配置泥浆旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技术,特别是在旋挖钻孔期间,在复杂地层地段施工中,为了确保施工质量,要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。
在好的地层段施工(如在黄粘土层地段)进行旋挖钻孔施工可采用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。
在特殊地层段施工如砂层(粗砂层和细砂层)、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时,工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。
在使用过程中,还要继续不断地进行泥浆制作,若是遇到含沙量大,砂砾石及流砂的地层施工,这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。
本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。
一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类通常情况下,在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造,造浆时灰尘弥漫,不但污染环境且对人身也有一定伤害,所消耗膨润土最少也得用几十吨甚至上百吨,既是用量这么大但护壁效果还是不理想,孔内沉渣量大,普通地层孔内沉渣量也在米是很常见。
2~3膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。
前两者质量较好,大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。
虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
但对地层适应性较差。
实例:2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工,该地段为粘土层和泥岩层地质,该施工单位当时选用钠基土按1000kg 水:20kg土:8kg碱的配比量进行进场造浆,添加碳酸钠(Na2CO3)进行孔内护壁,受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时,甚至7~10小时才能进行砼灌注,在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10~15cm范围内方可灌注。
由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落,使砼灌注超方大,万元。
完工后直接造成经济损失25目前市面上的造浆材料很多,但钠基土和钙基土在钻孔泥浆上用的较为普遍,其理论﹪,较差~5﹪3的水,对粘质土地层用量可降低100L㎏的膨润土可掺8﹪,即8用量:为的膨润土用量为水的12﹪左右。
现场泥浆使用与配置

现场泥浆使用1。
常用泥浆类型1.1。
不分散体系不分散体系包括开钻泥浆,钻孔自然造浆和其他经过稍加处理的体系,该体系不添加任何降粘剂和分散剂来分散粘土颗粒,通常用于开孔和浅孔作业。
1.2.分散体系分为细分散和粗分散细分散:粘土高度分散,粘土加NaCO3,使Ca粘土变为Na 粘土。
粗分散:指粘土颗粒在泥浆中高度分散,加入适当处理剂使泥浆适度絮凝。
这种泥浆我们使用的也只有钙处理泥浆,也就是石灰、石膏处理泥浆。
1。
3。
聚合物体系泥浆通常用高分子聚合物的絮凝作用封装钻屑、防止钻屑分散,以及覆在页岩上抑制页岩膨胀,还有增加流体粘度并减少流体滤失率。
常用聚合物包括:PAM、PAN、PV A、CMC和天然植物胶产品。
聚合物体系泥浆包括低固相泥浆、无固相泥浆.低固相泥浆低固体的固体总含量不能超出6%~10%(体积含量)的范围,粘土固体含量应控制在3%以下,钻屑和膨润土的比率低于2比1,典型的低固体系是采用聚合物添加剂作为增稠剂或膨润土增量剂,属不分散体系.固相含量%=(所测比重-1)*2*100%无固相泥浆无固相泥浆是指泥浆中不含粘土颗粒.是以高分子聚合物为基础配制而成的水溶液,其主要成份为水、高分子聚合物及天然植物胶和少量无机盐组成。
这种泥浆也叫做第五代泥浆。
目前用作无固相泥浆的水溶性高分子聚合物主要哟普两种,即水解聚丙烯酰胺(PHP)及聚乙烯醇(PV A)。
聚乙烯醇的各项性能均优于聚丙烯酰胺,但价格昂贵.2.常用泥浆的配制2.1钙处理泥浆1立方泥浆:石灰为泥浆体积的0.3~~0。
5%栲胶碱液0。
5~1%烧碱浓度20%,调节PH值11左右石膏体系的pH值范围通常在9~10。
5之间,使用浓度为5。
7~11.4克/升(即钙离子浓度为600~1100毫克/升). 石灰体系分两种典型类型:一是低浓度石灰体系为2.8~5。
8克/升,pH值范围通常在11~12之间。
一种是高浓度石灰体系,石灰的使用浓度为14。
3~42。
8之间。
地下连续墙施工泥浆配置要求

地下连续墙施工泥浆配置要求
1.泥浆配置材料选用膨润土或高分子聚合物材料,配质量为当日计划成槽方量的2倍以上
2.泥浆配合比应按现场土层情况进行试配,对于土层及其松散、土颗粒粒径较大、含盐或受化学污染的应配置专用泥浆
3.泥浆性能指标应符合下表要求:
4.循环泥浆的性能指标:
地下连续墙专项施工方案监理审查要点1.编制总说明:
1.1工程概况
1.2本工程范围及主要施工内容
1.3编制依据
1.4施工目标
1.5工程难特点及针对性措施
2.施工部署
2.1施工流程安排
2.2施工现场平面部署
2.3总进度计划
2.4机械设备配备计划
2.5劳动力配备计划
2.6施工临时用电计划
2.7施工临时用水计划
2.8消防、排污、出土、测量、管线保护方案
2.9施工协调措施
3.地下连续墙施工方案
地下连续墙施工监理旁站要点。
油气田泥浆不落地系统配置方案

油气田泥浆不落地系统配置方案一、系统整体布局1.钻井平台:在钻井平台上设置泥浆处理系统,包括泥浆分离、净化、回收等环节,确保泥浆在钻井过程中得到有效处理。
2.泥浆池:在钻井平台附近设置泥浆池,用于暂时存储处理后的泥浆,待后续处理或利用。
3.泥浆输送管道:将钻井平台与泥浆池连接,实现泥浆的输送。
4.泥浆处理设施:在泥浆池附近设置泥浆处理设施,包括固化、脱水、焚烧等,将泥浆转化为可利用资源。
二、关键技术环节1.泥浆分离技术:采用先进的泥浆分离设备,将泥浆中的固体颗粒、液体和气体分离,提高资源利用率。
2.泥浆净化技术:对分离后的液体进行处理,去除有害物质,达到排放标准。
3.泥浆回收技术:将处理后的泥浆回收利用,降低新泥浆的消耗。
4.泥浆固化技术:将处理后的泥浆进行固化,便于运输和存储。
三、具体实施步骤1.钻井平台:在钻井平台上安装泥浆处理设备,对泥浆进行初步分离和净化。
2.泥浆输送:通过输送管道将处理后的泥浆输送至泥浆池。
3.泥浆处理:在泥浆池附近对泥浆进行深度处理,包括固化、脱水、焚烧等。
4.资源利用:将处理后的泥浆转化为可利用资源,如建筑材料、燃料等。
5.环境保护:对处理过程中产生的废水、废气和废渣进行处理,确保符合环保要求。
四、效益分析1.环境效益:降低油气田钻井过程中的环境污染,保护生态环境。
2.经济效益:提高资源利用率,降低生产成本。
3.社会效益:推动绿色产业发展,提升企业形象。
4.技术效益:提升我国油气田钻井技术水平,为全球油气资源开发提供有力支持。
油气田泥浆不落地系统配置方案的实施,将有助于降低油气田钻井过程中的环境污染,提高资源利用率。
通过技术创新和精细化管理,我们有望实现油气田钻井的绿色可持续发展。
在这个过程中,我们要紧密围绕核心目标,充分发挥团队协作精神,以科技创新为动力,不断提高油气田泥浆不落地系统的处理能力和资源利用率。
相信在不久的将来,油气田钻井行业将迎来一个更加绿色、环保的新时代。
基于地质钻探工程的钻井泥浆设计与配置

中 国矿 业 大学 出版 社 ,0 5 张均仿 . 无线电磁波坑透探测技术 的应用. 煤炭
技 术 ,0 5 2 (1 ) 1 1 0 . 2 0 , 4 2 :0 —12
科技学 院地质工程专业 , 双矿集团新安煤矿, 工程师 。
很 高的准确率 , 是煤 矿生 产 中较 为 可靠 的物探 手段 。 今后还需通过大量 实践 , 结合各 井 田及巷 道揭露 的实 际资料 , 不断总结经 验 , 使坑透成 果更加 准确 可靠 , 为 矿井安全合理生产提供可靠的地质资料 。 参考文献 :
[]李文峰. 线 电波透视 法地 质效果 影 响因素分 析. 3 无 河北 煤炭 ,
2o 0 8,3: 4—3 . 3 5
[] 4 邱增强 , 刘志新. 无线电波透视法在探测隐伏导含水构造 中的应
用. 工程地球物理学报 ,0 5 2 ) 15—10 20 , (3 :8 9. [ ]王琦. 5 层析成 像在巷道无线 电波透视法中的应用. 中国矿业大学 学报 ,0 3 3 (5 :7 2 0 , 2 )5 9—5 2 8.
例如在钻碴粗大4增加比重加土或重晶石量的计算及井壁松散的地层中例如施工大口径瓦斯排放钻配制加重泥浆时加重lm泥浆所需加重剂的重孔泥浆的粘度和切力等流变性指标成为设计重点
16 0
童瞧晨 科技
2 0 第1 0 年 期 1
基 于地 质 钻探 工 程 的钻 井 泥浆设 计 与 配置
程 金 宏
( 双矿 集 团新 安 煤矿 , 龙 江 双 鸭 山 黑 1 50 ) 5 10
漏失较小的硬岩钻进的泥浆 , 简称硬岩钻进 泥浆 ; 于 用 异常低压或异 常高压地层 的低 比重泥浆或 加重泥 浆 ; 用于超深井 、 地热井等 高温条件下的抗高温泥浆 。 配制泥浆用的基本 液体是水 或油 , 别称为 水基 分 泥浆与油基泥浆。大部分钻井场合下 , 使用成本较低 ,
泥浆配置方法

泥浆配置方法
钻液在施工中起着非常重要的作用。
钻液是指在钻进施工中用来与钻孔过程中切削下来的土(或沙石)屑混合,悬浮并将这些混合物排出钻孔的一种液体,而泥浆则是钻液与钻孔中钻屑的混合物。
钻液具有冷却钻头(冷却和保护其内部传感器)、润滑钻具,更重要的是可以悬浮和携带钻屑,使混合后的钻屑成为流动的泥浆顺利地排出孔外,既为回拖管线提供足够的环形空间,又可减少回拖管线的重量和阻力。
残留在孔中的泥浆可以起到护壁的作用。
① 采用清洁的淡水来配制泥浆,用水量为1.5m 3/min 。
② 泥浆由膨润土加泥浆添加剂与水搅拌而成。
③ 泥浆的粘度符合下列要求:
a.根据地质情况和管径大小确定泥浆粘度。
泥浆粘度值表
粘度值(s )
管径φ(mm )
粘
土
亚
粘
土
粉
砂
细
砂
中
砂
粗
砂
软 岩 石
钻孔导向 30~40 35~40 40~45 40~45 45~50 50~55 45~50 273 30~40 35~40 40~45 40~45 45~50 50~55 45~50 273~426 30~40 35~40 40~45 40~45 45~50 55~60 50~55 426~529
40~45
40~45
45~50
45~50
50~55
55~60
50~55
地
质 状 况
大于52945~5045~5050~5555~6555~6565~7055~65 b.采用马氏漏斗测量泥浆粘度,每两小时测一次。
关于泥浆材料的成份造浆率等质量指标参数

关于泥浆材料的成份造浆率等质量指标参数1、成份:水、膨润土、纯碱、钠羧甲基纤维素、水解聚丙烯酰胺、水解聚丙烯腈、重晶石、铁铭盐等。
2、造浆率:膨润土=水为1:12—15,(每吨膨润土可制泥浆12~15吨)3、泥浆质量指标参数:粘度35~40秒(漏斗粘度)相对密度(比重)1.15~1.2含砂量8%左右(指实用时的泥浆、基浆不含砂)。
失水量20~25mm(泥厚度0.5~1mm、用7kg/cm2失水仪测量)胶体率96%PH值8~9.5稳定性0.06左右(上下差值)静切力15—20mgf/cm2关于细化泥浆配制方法、配比及根据不同地层、不同工况调整的原则。
(注意调控泥浆粘度、比重、含砂量、动切力、胶体率、PH)由于郑州黄河顶管的地理位置在黄河主河道两侧,其地质条件为第四纪冲积流砂层,属完全不胶结地层,富水性比较强,施工位置在地面以下23米处平行顶管施工,水头压力较大,为此我们准备使用聚丙烯酰胺泥浆。
1、配制泥浆时,采用优质膨润土作基本造浆材料,水、土配比按12~15:1首先予以水化,按顺序加入1%~3%的纯碱使膨润土颗粒进行分散,提高其粘度,然后加入0.2%~0.3%的纳羧甲基纤维素水溶液,加入量吨泥浆2kg;加浓度1%的水解聚丙烯酰胺水溶液,加量0.5%以下;加入0.6%水解聚丙烯腈水溶液,以提高该泥浆的粘度,降低失水量,使含砂量、PH值、胶体率等指标达到技术要求。
因工况施工所需,泥浆比重应保持在1.15~1.2之间。
在施工前,试验室多次试验说明我们采购的临安膨润土造浆率较高,致使泥浆固相含量少,比重在1.05左右,所以我们按计算公式计算加入重晶石(加重剂)。
使比重达到1.15以上,用来加大泥浆液柱压力,防止水头压力大发生孔壁坍塌,影响顶管施工。
2、在顶管中,我们根据提供的地质资料和沉井施工资料预计可遇到以下几类地层:1)粉细砂层,中砂层我们采用35~40秒的泥浆,比重1.15,失水量20~25mm,胶体率96%含砂量8%,PH值8~9.5,稳定性0.06以下,静切力15~20mgj/cm22) 粘土层(胶泥层)我们准备用铁铬盐(浓度10%)水溶液调整泥浆粘度到22~25秒以防粘糊占头,影响顶进速度。
泥浆作业指导书

泥浆作业指导书引言概述:泥浆作业是石油钻井中不可或缺的环节,它在保持井壁稳定、冷却钻头、运送钻屑等方面起着重要作用。
本文将从泥浆的组成、泥浆的性质、泥浆的使用、泥浆的处理和泥浆作业的安全等五个方面详细介绍泥浆作业的相关内容。
一、泥浆的组成1.1 基础成分:泥浆主要由水、黏土和化学添加剂组成。
水是泥浆的基础,黏土则是泥浆的主要固相成分,化学添加剂用于调整泥浆的性质和功能。
1.2 辅助成分:除了基础成分外,泥浆中还可以添加一些辅助成分,如胶体、聚合物、酸碱等,以提高泥浆的性能和适应不同的钻井环境。
1.3 成分比例:不同的钻井井段和地质条件对泥浆的成分要求不同,需要根据实际情况合理调配各种成分比例,以确保泥浆的性能和效果。
二、泥浆的性质2.1 流变性:泥浆的流变性是指其在外力作用下的变形特性,包括黏度、塑性、流变应力等。
合理控制泥浆的流变性可以保持井壁稳定、减少钻柱卡钻等问题。
2.2 密度:泥浆的密度是指其单位体积的质量,通过调整泥浆的密度可以控制井口压力、防止井喷等危险情况的发生。
2.3 温度稳定性:泥浆在高温环境下容易发生变质,因此需要选用具有良好温度稳定性的泥浆体系,以确保作业的顺利进行。
三、泥浆的使用3.1 钻井液循环系统:泥浆通过钻井液循环系统进入井底,冷却钻头、清除钻屑,并保持井壁稳定。
3.2 钻井液性能监测:在泥浆使用过程中,需要定期对泥浆的性能进行监测,包括流变性、密度、温度稳定性等参数,以及泥浆中固相的含量和粒度分布等指标。
3.3 泥浆的调整和优化:根据监测结果,对泥浆进行调整和优化,以满足钻井作业的需求,提高作业效率和安全性。
四、泥浆的处理4.1 固液分离:泥浆中的固相物质需要进行固液分离处理,以便回收和再利用泥浆中的有用成分,并减少对环境的污染。
4.2。
泥浆配置

水平定向钻进已广泛应用于市政、通信中管线穿越。
施工的孔径越来越大,穿越长度越来越长,钻越不同地质的情况也越来越多。
钻进中的成孔率和孔洞的稳定性对泥浆的配置质量要求越来越高。
本文对水平钻进中泥浆配置的适应性作详细分析。
1 泥浆的分类及性能1.1分类中国膨润土矿资源非常丰富,既有钙基膨润土,又有钠基膨润土,此外还有氢基、铝基、钠钙基和未分类的膨润土。
膨润土(Bentonite)又称膨土岩等,是以蒙脱石(也称微晶高岭石、胶岭石)为主要成分的粘土岩—蒙脱石粘土岩,常含少量伊利石、高岭石及沸石、长石、方解石等。
蒙脱石为少量碱及碱土金属的含水铝硅酸盐矿物,其化学式为Nax(H2O)4{(Al2~xMg0.)[Si4O10](OH)2}。
由于蒙脱石层间水和层间可交换阳离子存在,按蒙脱石所含可交换阳离子种类、含量和结晶化学性质等,可将膨润土划分为钠基膨润土(碱性土)、钙基膨润土(碱性土)和天然漂白土(酸性土)三种。
其中钙基膨润土包括钙钠基、钙镁基等膨润土。
碱性土的主要交换阳离子为Na+(和K+),碱性系数大于或等于1,碱性土主要交换阳离子为Ca2+、Na+或Ca2+、Mg2+等,碱性系数小于1,酸性土主要交换阳离子为H+(Al3+)。
1.2性能1)物理性质膨润土一般为白色,淡黄,因其含铁量不同又呈浅灰、淡绿粉红、褐红、黑杂等色。
膨润土有的松散如土,也有的致密坚硬。
2)化学组成膨润土的主要化学组分是二氧化硅(SiO2),三氧化二铝(Al2O3)和水(H2O)。
氧化铁和氧化镁含量有时也较高,钙、钠、钾等常以不同含量存在于膨润土中。
膨润土中的Na2O和CaO含量对膨润土的物理化学性能和工艺技术性能影响颇大。
3)理化性能膨润土具有极强的吸湿性,吸水后膨胀,膨胀数可达30倍。
在水介质中能分散呈胶体悬浮液,这种悬浮液具有一定的粘滞性、触变性和润滑性。
它和水、泥或砂等细碎屑物质的掺合物有可塑性和粘结性。
有较强的阳离子交换能力。
盐水泥浆的配制

盐水泥浆的配制盐水泥浆是粘土悬浮液中氯化钠含量大于1%,或用咸水(海水)配制的泥浆,它是靠氯化钠的含量而促使粘土颗粒适度聚结并用有机保护胶维持此适度聚结的稳定粗分散泥浆体系。
依含盐量的高低,分为盐水泥浆,一般含盐量3%~7%;海水泥浆,总矿化度一般3.3%~3.7%的饱和盐水泥浆,氯化钠约为33%~36%。
盐水泥浆的粘度低,切力小,流动性好,抗盐侵,抑制岩盐地层的溶解,抗粘土侵的能力强,抑制泥页岩水化膨胀,坍塌和剥落的效果好。
溶蚀性地层以氯化钠盐层最为典型,其他还有钾盐、石膏、芒硝、天然碱等。
这类地层又称为水溶性地层,它遇到钻井液中的水,就会发生溶解,使钻井井壁溶蚀掉,其结果经常导致井眼超径、垮塌。
对付水溶性地层,主要从两方面入手解决:一是降失水;二是降低钻井液对地层的溶蚀性。
盐水泥浆的配制有两种情况:其一是先用淡水制备分散性泥浆,然后加盐转化为盐水泥浆;其二是直接用咸水或海水配制泥浆。
前一种情况相当于盐侵后泥浆的处理,容易配制;后一种情况,由于膨润土和普通粘土在盐水中不易分散,故配浆困难。
为此,对于用盐水或海水直接配浆,宜用抗盐粘土,如凹凸棒土,海泡土等。
1. 由淡水泥浆转为盐水泥浆淡水泥浆中加入NaCl,随NaCl含量的增加,泥浆中Na+增多,这样粘土吸附层中阳离子数目增多,扩散层厚度减小,泥浆由细分散向聚结方向转变,水化膜变薄,粘土颗粒间形成聚结结构,因而粘度、切力上升,由于聚结,水化膜变薄,自由水增多,失水量也上升。
当NaCl超过某一值时(3%左右),粘土颗粒聚结明显,分散度下降,致使粘度切力下降,失水量继续上升。
若配制NaCl含量1%~3%的盐水泥浆,则泥浆处理应着重于降粘度和切力,而配制含盐量大于3%的盐水泥浆,泥浆处理主要应降失水。
pH值下降的原因,是由于Na+从粘土中把氢离子和其他酸性离子交换下来的结果。
淡水泥浆加盐转为盐水泥浆的配制方法为:①粘土(加碱)预水化,制备淡水粘土悬浮液;②加有机处理剂处理,低盐泥浆主要加稀释剂铁铬木质素磺酸盐,高盐泥浆主要加降失水剂CMC;③加盐转为盐水泥浆,并用有机处理剂调节泥浆性能,如加CMC以降失水;④加NaOH以提高pH值到需要的范围;⑤钻进中,随盐的消耗(岩屑和孔壁吸附)需补加盐水溶液(含有机处理剂)。
泥浆的配置方法

泥浆的配置方法旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技术,特别是在旋挖钻孔期间,在复杂地层地段施工中,为了确保施工质量,要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。
在好的地层段施工(如在黄粘土层地段)进行旋挖钻孔施工可采用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。
在特殊地层段施工如砂层(粗砂层和细砂层)、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时,工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。
在使用过程中,还要继续不断地进行泥浆制作,若是遇到含沙量大,砂砾石及流砂的地层施工,这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。
本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。
一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类通常情况下,在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造,造浆时灰尘弥漫,不但污染环境且对人身也有一定伤害,所消耗膨润土最少也得用几十吨甚至上百吨,既是用量这么大但护壁效果还是不理想,孔内沉渣量大,普通地层孔内沉渣量也在2~3米是很常见。
膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。
前两者质量较好,大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。
虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
但对地层适应性较差。
实例:2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工,该地段为粘土层和泥岩层地质,该施工单位当时选用钠基土按1000kg水:20kg土:8kg碱的配比量进行进场造浆,添加碳酸钠(Na2CO3)进行孔内护壁,受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时,甚至7~10小时才能进行砼灌注,在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10~15cm范围内方可灌注。
由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落,使砼灌注超方大,完工后直接造成经济损失25万元。
目前市面上的造浆材料很多,但钠基土和钙基土在钻孔泥浆上用的较为普遍,其理论用量:为8﹪,即8㎏的膨润土可掺100L的水,对粘质土地层用量可降低3﹪~5﹪,较差的膨润土用量为水的12﹪左右。
管道定向钻穿越中的泥浆配制

取 的勘察资料不全 、 不准等 , 因此 , 在施工过程一定
要 结 合现 场 实 际 , 时观察 和 测试 返 出泥浆 的实 际 随
状况( 粘度 、 比重 、 含砂量等)并及 时调整泥浆的配 ,
比及工 艺参 数 , 保施 工过 程 的顺利 。 确
进及 管 线 回拖 提供 有 效 的润 滑 作用 。经过 试 验 , 采 用 清 水 + %的 膨 润 土 配 制 的 泥 浆 ,摩 擦 系 数 为 5 03 ;采用 清 水 + %的膨 润 土 + . . 6 5 05 %润 滑剂 配 制 的 泥浆 , 摩擦 系数 为 015 可 见加 入 润 滑剂 能 显 著 降 . , 7 低摩 擦 系 数 , 特别 是 当穿 越 长 度 较 长 , 以 有 效 降 可 低管线 的回拖 阻力 , 保证 管线 回拖 的安 全性 。
() 2 泥浆 应 该 有 比较 强 的 护壁 作 用 , 孔 壁 形 在
定的造浆功能 , 会使泵人 的泥浆变得粘稠 , 因此 , 在
此 类 地层 条件 下 进行 水 平定 向钻施 工 时 , 浆 配 制 泥 的原 则 是 粘 度要 相对 较 低 , 般 情 况 下 其 漏 斗 ( 一 表 观 ) 度应 控制 在 4 粘 0~5s 5。 某 定 向钻 穿 越 工程 ,地层 条 件 :粉 质 粘 土 、 淤
在穿越河流 、 道路等障碍 的施工 中得到 了广泛 的应
用, 而且 穿 越长 度 越来 越 长 , 越直 径越 来 越 大 , 穿 地 质条 件 越 来越 复 杂 。在 定 向钻 穿越 施 工 中 , 泥浆 的 合 理 配 制 和恰 当使 用 是 影 响水 平 定 向钻 穿 越 施 工
成功率 的一个非常重要 因素 , 尤其是针对不 同地层 条件配制不同参数要求的泥浆几乎对水平定 向钻
水泥浆配比公式

水泥浆配比公式集团文件版本号:(M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988)1、水泥浆量的计算:理论公式: V=π/4×D2HkV-水泥浆体积 m3D-套管内径 mmH-水泥塞长度 mk-附加系数k值一般取1.5-4。
在此范围内,数值的大小由以下因素而定:深井取大些,浅井取值小些;井径小取值大些,井径大取值小些;灰塞短取值大,灰塞长取值小。
一般在现场的计算公式如下:V=q×H×k式中: V―――水泥用量,m3q―――单位长度套管容积, L/mk―――附加系数。
一般为1.3-1.52、干水泥量计算:理论公式:T=V×ρ干水泥(ρ水泥浆-ρ水)/(ρ干水泥-ρ水)其中:ρ干水泥―――干水泥密度;(一般取3.15)ρ水泥浆―――水泥浆密度;ρ水―――水的密度;V ―――水泥浆体积;m3T ―――干水泥质量;t3、清水量计算公式:Q=1.465(1-0.317ρ水泥浆)×V =V-G/3.14 G干水泥重量式中:Q ―――实际配水泥浆的清水量; Kgρ水泥浆―――所用水泥浆相对密度;V――――所用水泥浆的体积;L注:现场实用经验公式配置1方比重为1.85的水泥浆需干水泥25袋,清水0.6方,由此推算出所用干水泥用量及清水用量。
4.顶替量的计算V=π/4×D2HV:顶替量m3D:注塞管柱内径mH:管柱下深与所注水泥浆在套管内的实际高度之差。
注水泥塞工艺1.水泥浆性能、指标1)淡水水泥浆的配制。
淡水水泥浆配制性能指标参数一览表(按干水泥100kg,密度ρ=3.15g/㎝3计算)水泥浆密度g/㎝3、干水泥用量kg、清水用量L、水泥浆配制量V L 1.70 100 65.76 97.571.71 100 64.39 96.20 1.72 100 63.05 94.86 1.73 100 61.75 93.56 1.74 100 60.49 92.30 1.75 100 59.26 91.07 1.76 100 58.06 89.87 1.77 100 56.90 88.70 1.78 100 55.76 87.56 1.79 100 54.65 86.46 1.80 100 53.57 85.38 1.81 100 52.52 84.32 1.82 100 51.91 83.29 1.83 100 50.49 82.29 1.84 100 49.51 81.31 1.85 100 48.55 80.35 1.86 100 47.62 79.42 1.87 100 46.71 78.51 1.88 100 45.52 77.61 1.89 100 44.94 76.741.90 100 44.09 75.892) 密度计算淡水水泥浆密度按下面公式计算:密度ρ=(100+e)÷(100÷3.15+e)=(100+e)÷(31.8+e)清水用量e=100×(1-ρ/3.15)÷(ρ-1)水泥浆配制量V=68.3÷(ρ-1)举例:现有干水泥1000kg(20袋,50kg/袋),需配制密度为1.85g/㎝3的水泥浆,其清水用量和水泥浆配制量分别为多少升才能满足要求清水用量e=1000(1-1.85/3.15)÷(1.85-1)=485.53(L)水泥浆配制量V=(68.3×1000)÷100÷(1.85-1)=803.53(L)泥浆比重配合比一. 水泥浆:水泥浆比重γ=(W/C+1)/( W/C+1/3.15) 水灰比W/C=1:1 水泥浆比重 1.5 水灰比W/C=0.8 水泥浆比重 1.6 水灰比W/C=0.6 水泥浆比重 1.7 水灰比W/C=0.5 水泥浆比重1.8 每方水泥用量=1000*(1-空隙率)/(1/水泥表观密度+水灰比) 水泥浆比重=每方水泥用量*(1+水灰比)/1000 如空隙率取2%,则: 水泥浆比重=0.98*(1+水灰比)/(1/水泥表观密度+水灰比) 1.因水的密度为1g/cm⒊,水泥密度为3.15g/cm⒊(查手册). 那么水灰比为0.8时γ=(0.8+1)/(0.8+1/3.15)≈1.61g/cm⒊水灰比为0.68:1时的水泥浆比重是多少 =(1+0.68)/(1/3.1+0.68)=1.678676 吨/立方米注:不计水与水泥化合、结晶等引起的体积变化 2.水的比重为1,水泥的比重为3,用如下公式可算出每L浆液的含灰量,1/(0.4+1/3)=1.364kg/L,1立方水泥浆含水泥量就是1364kg,其他水灰比也可用这个公式,什么水灰比代在0.4那就可以了,很方便. 3.混凝土配合比为1:2.3:4.1,水灰比为0.60。
水泥浆配比公式

水泥浆配比公式 Prepared on 22 November 20201、水泥浆量的计算:理论公式:V=π/4×D2HkV-水泥浆体积m3D-套管内径mmH-水泥塞长度mk-附加系数k值一般取。
在此范围内,数值的大小由以下因素而定:深井取大些,浅井取值小些;井径小取值大些,井径大取值小些;灰塞短取值大,灰塞长取值小。
一般在现场的计算公式如下:V=q×H×k式中:V―――水泥用量,m3q―――单位长度套管容积,L/mk―――附加系数。
一般为、干水泥量计算:理论公式:T=V×ρ干水泥(ρ水泥浆-ρ水)/(ρ干水泥-ρ水)其中:ρ干水泥―――干水泥密度;(一般取)ρ水泥浆―――水泥浆密度;ρ水―――水的密度;V―――水泥浆体积;m3T―――干水泥质量;t3、清水量计算公式:Q=ρ水泥浆)×V=V-G/3.14 G干水泥重量式中:Q―――实际配水泥浆的清水量;Kgρ水泥浆―――所用水泥浆相对密度;V――――所用水泥浆的体积;L注:现场实用经验公式配置1方比重为的水泥浆需干水泥25袋,清水方,由此推算出所用干水泥用量及清水用量。
4.顶替量的计算V=π/4×D2HV:顶替量m3D:注塞管柱内径mH:管柱下深与所注水泥浆在套管内的实际高度之差。
注水泥塞工艺1.水泥浆性能、指标1)淡水水泥浆的配制。
淡水水泥浆配制性能指标参数一览表(按干水泥100kg,密度ρ=3.15g/㎝3计算)水泥浆密度g/㎝3、干水泥用量kg、清水用量L、水泥浆配制量VL密度计算淡水水泥浆密度按下面公式计算:密度ρ=(100+e)÷(100÷+e)=(100+e)÷(+e)清水用量e=100×(1-ρ/)÷(ρ-1)水泥浆配制量V=÷(ρ-1)举例:现有干水泥1000kg(20袋,50kg/袋),需配制密度为1.85g/㎝3的水泥浆,其清水用量和水泥浆配制量分别为多少升才能满足要求清水用量e=1000(1-)÷-1)=(L)水泥浆配制量V=(×1000)÷100÷(-1)=(L)泥浆比重配合比一.水泥浆:水泥浆比重γ=(W/C+1)/(W/C+1/水灰比W/C=1:1水泥浆比重水灰比W/C=水泥浆比重水灰比W/C=水泥浆比重水灰比W/C=水泥浆比重每方水泥用量=1000*(1-空隙率)/(1/水泥表观密度+水灰比)水泥浆比重=每方水泥用量*(1+水灰比)/1000如空隙率取2%,则:水泥浆比重=*(1+水灰比)/(1/水泥表观密度+水灰比)1.因水的密度为1g/cm⒊,水泥密度为3.15g/cm⒊(查手册).那么水灰比为时γ=+1)/+1/≈1.61g/cm⒊水灰比为:1时的水泥浆比重是多少=(1+/(1/+=吨/立方米注:不计水与水泥化合、结晶等引起的体积变化2.水的比重为1,水泥的比重为3,用如下公式可算出每L浆液的含灰量,1/+1/3)=1.364kg/L,1立方水泥浆含水泥量就是1364kg,其他水灰比也可用这个公式,什么水灰比代在那就可以了,很方便.3.混凝土配合比为1::,水灰比为。
施工泥浆配置公式推导及应用

施工泥浆配置公式推导及应用发表时间:2018-11-19T17:38:35.297Z 来源:《建筑学研究前沿》2018年第22期作者:胜祝明1 周生锦1 刘全锋1 张战胜1 李景涛1[导读] 2016年注册岩土工程师下午的案例考试题中,有一道题涉及泥浆配置计算问题。
1 山东正元建设工程有限责任公司山东济南 250101摘要:注册岩土工程师考试已经进行了15年,从2002年开始的按规范套公式,到2012年以来,考试风格发生了较大转变,目前的考试题很多都贴近实际,使岩土工程师注册考试更加注重实际应用。
本文从2016年注册岩土案例考试一道关于泥浆配置的问题,结合《工程地质手册》相关的公式,理论结合实际,深入浅出地将泥浆配置内涵——及土体的固、液、气三相转换展现给大家,使岩土专业人士及非专业人士对此有更深层次的理解。
关键词:泥浆、密度、体积、质量2016年注册岩土工程师下午的案例考试题中,有一道题涉及泥浆配置计算问题。
很多参加考试的人员都觉得很陌生,包括以往的案例题中也从未出现过这种类型的题目,因此很多考生望之兴叹,无从下笔。
原题如下:取黏土试样测得质量密度为1.80g/cm3,黏土颗粒比重为2.70,含水量w=30%,拟使用该黏土制造密度为1.20g/cm3的泥浆,问制造1m3泥浆需要黏土多少吨?该题按照三相计算,过程比较复杂。
具体计算过程如下:假设粘土试样的孔隙比为e1,其干密度为ρd1;制成比重为1.20 g/cm3的泥浆后其孔隙比为e2,其干密度为ρd2;先求解黏土试样的孔隙比e1:以上就是泥浆配置的内涵所在,实际上就是土体的固、液、气三相的物理转换,均遵循物质守恒定律。
从以上推导可以看出,无论是(式1-1)还是(式2-1),均是《工程地质手册》(第四版)推出的近似计算公式,得出的是近似结果,在满足计算精度的前提下,计算简便快捷。
如果在实际工作中,计算要求的精度较高,则可以采用本文推导的(式1-3)和(式2-2)分别计算黏土质量及加水量,当然也可以类似推导其他非化学反应的物质。
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泥浆的配置方法旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技术,特别是在旋挖钻孔期间,在复杂地层地段施工中,为了确保施工质量,要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。
在好的地层段施工(如在黄粘土层地段)进行旋挖钻孔施工可采用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。
在特殊地层段施工如砂层(粗砂层和细砂层)、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时,工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。
在使用过程中,还要继续不断地进行泥浆制作,若是遇到含沙量大,砂砾石及流砂的地层施工,这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。
本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。
一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类通常情况下,在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造,造浆时灰尘弥漫,不但污染环境且对人身也有一定伤害,所消耗膨润土最少也得用几十吨甚至上百吨,既是用量这么大但护壁效果还是不理想,孔内沉渣量大,普通地层孔内沉渣量也在2~3米是很常见。
膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。
前两者质量较好,大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。
虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。
但对地层适应性较差。
实例:2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工,该地段为粘土层和泥岩层地质,该施工单位当时选用钠基土按1000kg水:20kg土:8kg 碱的配比量进行进场造浆,添加碳酸钠(Na2CO3)进行孔内护壁,受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时,甚至7~10小时才能进行砼灌注,在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10~15cm范围内方可灌注。
由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落,使砼灌注超方大,完工后直接造成经济损失25万元。
目前市面上的造浆材料很多,但钠基土和钙基土在钻孔泥浆上用的较为普遍,其理论用量:为8﹪,即8㎏的膨润土可掺100L的水,对粘质土地层用量可降低3﹪~5﹪,较差的膨润土用量为水的12﹪左右。
为了增强膨润土浆液的护壁效果就得配合外加剂来配制泥浆进行护壁。
针对上述情况现就对泥浆原料及外用添加剂性能要求详解如下:(一)、泥浆原料粘质土的性能要求一般可选用塑性指数大于25,粒径小于的粘粒含量大于50﹪的粘质土制浆,这类地质在我国分布不多,目前土质最好产地是辽宁、山东、河南省份为主。
当采用性能较差的粘质土调制的泥浆其性能指标不符合要求时,可在泥浆中掺入Na2OH3(俗称碱粉或纯碱)、NaOH(氢氧化钠)或膨润土粉末以提高泥浆性能指标。
一般碳酸钠的掺入量约为孔中泥浆土量的﹪~﹪。
(二)、泥浆膨润土的性能、用量和价格1、钠基膨润土性能分析钠基土可用在在机械铸造业,造纸业中,农业当中,因它本身具有优良的分散性和膨胀性,高造浆率,低失水率量及胶体性能和剪切稀释能力所以被广泛用在钻井工程当中。
目前厂家销售价大约350元/吨左右。
2、钙基膨润土性能分析钙基土的性能与钠基土等同,都具有优良的分散性和膨胀性,但它的造浆率略低于钠基土,低失水率量及胶体性能和剪切稀释能力所以也被广泛用在钻井工程当中。
目前厂家销售价大约300元/吨左右。
3.锂基膨润土性能分析锂基膨润土是根据天然锂蒙脱石的结构性质改性合成的产品,状为含锂铝硅酸盐的白色固体粉状,遇水或乙醇、丙酮等极性溶剂中,形成胶体或充分溶胀使涂料的粘度增强,主要用于各种铸造涂料及多种陶瓷彩釉涂料中,用作基料的悬浮剂、触变剂。
用于乳胶漆等日用化工中,用作悬乳体和膏体的触变剂、乳胶稳定剂、增稠剂,还可用作织物上浆料。
(三)、泥浆外加剂的掺量及作用1、CMC(CarboxyMethylCelluose)全名羧甲基纤维素,可增加泥浆粘性,使土层表面形成薄膜而防护孔壁剥落并有降低失水量的作用,掺入量为膨润土的﹪~﹪。
2、FIC,又称铬铁木质素磺酸钠盐,为分散剂,可改善因混杂有土、砂粒、碎卵石及盐分等而变质的泥浆性能,可使上述钻渣等颗粒聚集而加速沉淀,改善护壁泥浆的性能指标,使其继续循环使用,掺入量为膨润土的﹪~﹪。
3、硝酸基腐殖碳酸钠(简称煤碱剂),其作用与FIC相似,它具有很强的吸附能力,在粘质土表面形成结构性溶剂水化膜,防止自由水渗透。
降低失水量。
使粘度增加,可使粘度不上升,具有部分稀释作用。
煤碱剂与FIC这两种分散剂可任选取一种。
4、碳酸钠(Na2CO3)又称碱粉或纯碱,它的作用可使PH值增大到10,泥浆中PH值过小时,粘土颗粒难于分解,粘度降低失水量增加流动性性降低;小于7时,还会使钻具受到腐蚀,若PH值过大,则泥浆将渗透到孔壁的粘土中,使孔壁表面软化,粘土颗粒之间凝聚力减弱,造成裂解而使孔壁坍塌。
PH值以8~10为宜可增加水化膜厚度,提高浆的胶体率和稳定性而降低失水量。
掺入量为膨润土的﹪~﹪。
在施工现场使用较多。
5、PHP,即聚丙烯酰胺絮凝剂。
它的作用是在泥浆循环中能清除劣质钻屑,保存造浆的膨润土粒;它具有低固相,低相对密度,低失水,低矿化,泥浆触变性能强的特点,掺入量为孔内泥浆的﹪。
6、(BaSO4)重晶石细粉.可将泥浆的相对密度增加到~,提高泥浆护壁作用.为提高掺入量重晶石细粉后,泥浆的稳定性降低其失水性,可同时掺入﹪~﹪的橡胶粉,掺入上述两种外加剂后,最适用于膨胀的粘质塑性土层和泥质页岩土层。
7、纸浆、干锯末、石棉等纤维物质,其掺入量为水量的1﹪~2﹪,作用是防止渗水并提高泥浆循环效果。
二、HDD聚合物泥浆调配使用2002年的下半年,捷高公司开始在设在中国的唯科东明工厂进行工厂试生产。
在经过了九个月的工厂试生产与产品工地测试之后,捷高公司最终成功的使用国内钙土作为原料生产出了三种不同的高性能的HDD 泥浆材料:Drill Gel是一种基本型的90bbl造浆率的产品;Hydraul-EZ “易钻”是一种多用途的HDD泥浆材料;Super Gel-X“捷钻”是一种高造浆率的产品。
先进的“多用途”的Hydra ul-EZ“易钻”拥有多种功能,它可以降低HDD工程的施工风险。
这些功能能够对付大多数的地层。
先进的化学添加剂与处理工艺使它们适合于在沙、粘土、粉土、砾石甚至卵石地层中进行钻进施工。
这种技术使得施工单位可以进行长距离、穿越多种地层的施工而不用中途更换泥浆。
同时降低钻屑的膨胀率。
这种包覆作用可使钻屑变为可流动的液态物,并能够随泥浆循环流出桩孔。
2、用量配浆用水PH值调整至8~10后加入~㎏/1000L。
3、使用方法在现场通常按照聚合物泥浆㎏:5立方清水进行配比,在配比过程中,手感稍有粘度起线丝状即可;纯碱或碱粉的配比﹪~﹪。
再利用空气压缩机将气压放入池内进行泥浆充分均和即可。
市场价格1㎏/80元该浆的最大特点是固壁性强,孔内沉渣凝聚力强,沉淀速度快,人员劳动强度低,无污染,制浆快,无浪费,易保存,不易变质,使用简单直接均匀溶解水中即可。
v1.0 可编辑可修改三、无固相泥浆概念无固相泥浆的基本概念清水中不含粘土,只需加入各种化学处理剂就能配出防塌,满足钻探工艺要求性能良好的冲洗液,即无粘土冲洗液。
无粘土冲洗液又称无固相冲洗液,也有人称它为“化学水”。
它是六十年代发展起来的一种新型冲洗液,在国外种类甚多,广为应用,如生物聚合物,羟乙基纤维素,瓜尔胶,РАМ加生物聚合物,РАМ加氯化钾等多种聚合物型无粘土浆液。
无固相钻井液早期用于勘探钻井施工,各地质勘探队用的种类较多,它可以从根本上实现对油气层的保护,解决静态、动态携砂、清洁井眼和减小钻头阻力提高钻速的问题,近年来国内外开发了一系列的无固相钻井液,品牌多种类杂无法一一祥解。
在此,本文只对无固相钻井液的开发应用现状与方向进行阐迷。
国内外泥浆工作的发展先后经历了清水—天然泥浆—细分散泥浆—粗分散泥浆—不分散低固相泥浆—无固相泥浆等几个阶段。
为了进一步消除粘土对泥浆性能的危害,由不分散低固相泥浆发展成生物聚合物无固相泥浆,即在水中加入全絮凝剂控制固相含在l%以下,另外加入一些高性能聚合物产品即成为无固相泥浆,使得钻井速度大幅度提高,目前国内的无固相泥浆体系正在建立和发展。
实例:由上海腾兴工程机械租赁有限公司代理国内某家生产的无固相泥浆在哈尔滨松蒲大桥钻孔中得到应用,该段砂层较多,特别是在细、中砂层地段清渣效果比膨润土好,成孔后在下放钢筋笼导管等灌注工具时,只要不破坏孔壁的情况下,放置3-4小时粘结性能不发生变化,渗水量不大,且不易发生孔壁坍塌缩径现象,由于该桥址桩深量大,跨江面较长,施工场地小等因素,成孔后有时也要等场地平整,钢筋笼转场,砼运输等问题停放长达15-18小时左右,孔内沉渣也未超过10~15cm,有力保障了钻机在砂层段施工难的问题,该泥浆液目前的市场价约~万元/吨左右。
其使用配比可参照前面捷高产品配比方法。
无固相钻井液体系包括各种类型的水溶液和各种高聚物溶液,还包括用酸溶性材料组成的各类钻井液。
钻井液具有低密度和低流动阻力的优点,有利于井下的正常工作和钻头功率的充分发挥。
无固相钻井液具有粘度低,静切力小,利于除砂、除气和挑带岩屑,特别适用于低压、低渗裂缝发育的油气藏,利于发现和保护油气层。
目前,国内外无固相钻井泥浆液主要研究方向为:(l)甲酸盐无固相钻井泥浆液。
该钻井泥浆密度调整范围大,具有稳定性好、无腐蚀、无毒等优点。
其缺点是成本较高,货源缺乏;不能形成泥饼,存在二次沉淀损害油气层的风险。
(2)无固相盐水聚合物钻井泥浆液。
该钻井液完井液性能稳定,易于维护,配制方便,密度可调整,具有特殊的流变性和良好的拼岩效果,综合成本低。
(3)无固相正电性钻井泥浆液。
该钻井泥浆液是一种在正电状态下分散的胶体体系,全部由阳离子处理剂配制而成。
该体系具有独特的性能,(电位大于20mv,具有极强的抑制粘土分散能力,能够最大限度地分散粘土颗粒侵入油气层而造成的损害。
(4)无固相有机盐钻井泥浆液。
有机盐是带杂原子取代的有机酸跟阴离子与金属离子(钾离子、钠离子等所形成的盐,有机盐钻井液的特点是固相含盐低,流变性好,抑制性强,滤失造壁好,对金属无腐蚀,对环境无污染。
从以上分析不难看出,只有科学合理地运好泥浆是成孔质量的保证,是经济效益的根本,是施工效率的保障。
同时也希望通过此次耗时耗力查找资料,搜集整理,能给广大旋挖钻机施工用户带来一些方便及更好地提高经济利益作出点贡献。