泥浆土是定向钻穿越工程中非常重要的因素,可以说,泥浆的质量,很大程度上,决定了定向钻施工的成败。泥浆一般由水、穿越膨润土及泥浆添加剂等配成,根据穿越工程的实际情况,泥浆的成分配比需要适当调整。
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泥浆的质量,主要从以下三个方面来控制1、水。泥浆用水,宜用碱性的水。
2、膨润土。用钠基膨润土3、配置好的泥浆PH值控制在8-10.
如果地质情况复杂、穿越直径和长度较大,对泥浆的性能要求就比较高,相应要采取不同的措施,通过添加泥浆添加剂改善泥浆性能,以确保能够穿越成功。在定向穿越工程中,膨润土泥浆起到冷却钻头、清除碎屑、保护井壁及平衡地压的作用。
穿越膨润土还可用于穿越河流、湖泊、铁路、公路和山体或建(构)筑物等障碍物,敷设大口径、长距离的石油和然气管道,进行油、气钻井、顶管等非开挖行业。改性膨润土组合物主要含有SiOz68-71%,Al2O314-16%,Fe2O31-2.5%,FeO0.2-0.3%,Na2O1.2-2.4%,K2O1%,胺盐0.3-0.8%,改性天然大分子化合物0.01-0.005%.
组合物其pH为9-9.7,胶质价99-100,膨胀系数15-17,吸水率160-200/小时,吸兰量30-32g/100g,比表面42-50m2/g,粒度<300目占75%,>300目占25%.
其生产方法改性工序用1-2%浓度的胺盐喷洒,重量比例是1∶0.5-1(膨润土∶铵盐水溶液),然后添加天然大分子化合物,0.01-0.005%.
一种改性膨润土组合物,主要含有SiO↓[2],Al↓[2]O↓[3],Fe↓[2]O↓[3],FeO等成份,其特征是SiO↓[2]含量在68-71%,Al↓[2]O↓[3]含量在14-16%,Fe↓[2]O↓[3]含量在1-2.5%,FeO含量在0.2-0.3%,Na↓[2]O1.2-2.4%,K↓[2]O1%.
此外含有胺盐0.3-0.8%,改性天然大分子化合物0.01-0.005%;成品改性膨润土组合物其PH为9-9.7,胶质价99-100,膨胀倍数15-17,吸水率160-200/小时,吸兰量30-32g/100g,比表面积42-50m↑[2]/g粒度〈300目占75%,〉300目占25%.
以上是一个不使用钻液导致粘管的例子。美国Sun West泥浆公司的工程经理White说:"这是一个主要问题。如果不使用任何钻液来将钻屑清除出钻孔它们就会留在钻孔中并挤满钻杆、回扩头和回拖件周围的空间,从而导致三者都被粘牢,这就是一个因不使用钻液而导致粘管的事例。原因就是粘土遇水会膨胀并变得非常的粘,以至钻杆不能转动或抽出的典型工程"。还有一个场合,"就是在不使用膨润土或其它添加剂的情况下在沙土中钻进。沙土会变潮变松,使孔壁塌方或使整个孔壁紧贴在钻头或扩孔器的周围。如果你的钻具被粘牢且不能挖出,价值成千上万的设备将会损失掉。"以下就是一个典型的例子:在另一个现场,钻孔时直接推进的力较大,旋转钻进时推力减小,停下来10min,再次钻进时就不好钻入,停下来20 min后,再想钻进或抽回时都很困难,原因是钻进到砂层,只使用水做钻进液不能够使钻孔成型,钻进的同时钻孔也随着塌方,所以,钻进或抽回都十分困难,费了好多时间和材料才将钻头抽回,后来经过使用泥浆材料,使泥浆具有相应的悬浮岩削的能力,钻进和回拖管道都十分顺利。
针对这类情况,这些情况的原因都是因为"仅仅用水是不能悬浮切屑的,因为钻液才具有稳定钻孔,悬浮并将切屑带至孔外的作用,所以,不使用钻液钻孔时,悬浮性将成为一个问题,它将使钻削留在孔中,从而造成埋钻和钻液损失"。