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Das Verhältnis von Schlamm zu verschiedenen Bodenschichten für grabenloses Bauen

Oktober 15, 2021

Der Schlamm, der beim Bau von horizontalen Richtbohrgeräten in China verwendet wird, besteht hauptsächlich aus Bentonit, was leicht zu Lochkollaps und festsitzende Bohrprobleme führt, was zum Ausfall des horizontalen Richtbohrens führt. Auf der Suche nach den Gründen für das Scheitern beim Bohren, gestützt auf die Bohrschlammtechnologie der Erdölindustrie, Kombination der veränderlichen Oberflächenbodenbeschaffenheit und Bauerfahrung vor Ort, eine horizontale Richtbohrschlammformel wurde entwickelt.
Beim Bau von horizontalen Richtbohrungen, Menschen vergleichen den Schlamm mit dem Blut, das gebohrt wird. Wenn der Schlamm aufhört zu zirkulieren, die Bohrarbeiten können nicht fortgesetzt werden. Mit der Verbesserung der Schlammtechnologie, Das Verständnis der Menschen für die Rolle und Bedeutung von Schlamm hat sich allmählich verbessert. Die Rolle und der Status von Schlamm sind prominenter geworden, und Schlamm hat mehr allgemeine Aufmerksamkeit erhalten.

1. Hauptfunktionen von Schlamm

1. Tragen und Aufhängen von Bohrschnitten. Dies ist eine grundlegende Funktion von Schlamm, was den Felsen nehmen soll (Boden) Vom Bohrer gebrochene Trümmer (Reibahle) aus dem Loch, um das Loch sauber zu halten.
2. Stabilisieren der Lochwand. Stabile und regelmäßige Lochwand ist eine wichtige Grundvoraussetzung für hochwertiges und schnelles Bohren, und es ist auch das Grundhalt der schlammtechnischen Maßnahmen.
3. Kühlen und Spülen des Bohrers, Reinigung des Gesteins (Boden) Trümmer im Loch (Unteres). Außerdem, Das spezifische Gewicht des Schlamms kann in einem relativ großen Bereich eingestellt werden, um einen Flüssigkeitssäulendruck zu erzeugen, der mit dem Formationsdruck ausgeglichen wird, um leckagen zu vermeiden, Zusammenbruch, Jamming und andere komplexe unterirdische Bedingungen.
Kurz gesagt, der Schlammtyp sollte entsprechend den Schichteigenschaften richtig ausgewählt werden, Struktur, Bohrmaßnahmen und andere spezifische Bedingungen jeder Stufe jeder Bohrung, und die entsprechenden angemessenen Schlammmaßnahmen sollten festgelegt werden, um den Zweck einer qualitativ hochwertigen und schnellen Bohrung zu erreichen.

2. Über die Schlammformel

(1) Auswahl des Schlammtyps

Zur Zeit, die Grundarten von Schlamm sind: Schlamm auf Wasserbasis, Schlamm auf Ölbasis und Schlamm auf Gasbasis.
1. Schlamm auf Wasserbasis verwendet Wasser als Dispersionsmedium, und seine Grundbestandteile sind Ton, Wasser und chemische Behandlungsmittel;
2. Ölbasierter Schlamm besteht aus Diesel (oder Rohöl), Asphalt (oder organische Erde) und verwandte Behandlungsmittel;
3. Gasbasiertes Schlammgas wird durch chemische Methoden hergestellt, und das Fluid besteht aus zwei Gas- und Flüssigkeitsphasen oder drei Gasphasen, flüssig und fest.
Entsprechend unserer bestehenden Bohranlagenleistung und den geologischen Bedingungen Chinas, wir wählen wasserbasierten Schlamm mit Wasser als Dispersionsmedium und den Grundbestandteilen von Ton, Wasser und chemische Behandlungsmittel.

(2) Zusammensetzung des Schlamms

①Clay (Bentonit)
Der Ton im horizontalen Richtbohrschlamm besteht hauptsächlich aus sehr feinen (unter 2 Mikron) Tonmineralpartikel. Sie enthalten hauptsächlich Kieselsäure, Aluminiumoxid und Wasser, sowie eine kleine Menge Eisen, Alkalimetalle und Erdalkalimetalle. Die chemische Zusammensetzung von Tonmineralien ist wasserhaltiges Aluminosilikat. Es gibt viele Arten von Tonmineralien, und es gibt nur vier häufige, die für den Schlammprozess wichtiger sind: Kaolinit, Illit, Montmorillonit und Sepiolith. Der Ton im horizontalen Richtbohrschlamm ist Bentonit (auch Ton genannt) hauptsächlich aus Montmorillonit.
②Chemical treatment agent
Um die Stabilität des horizontalen Richtbohrschlamms zu gewährleisten und die verschiedene Prozessleistung des Schlamms zu verbessern, um die Bohranforderungen unter verschiedenen Bedingungen zu erfüllen, verschiedene chemische Behandlungsmittel (Schlammzusätze) werden im Schlamm verwendet. Häufig verwendete chemische Behandlungsmittel (Schlammzusätze) für horizontalen Richtbohrschlamm gehören: A. Natriumcarbonat; B. Anti-Collapse-Agent; C. Flüssigkeitsverlustmittel; D. Flockungsmittel; E. Schmiermittel; F. Klebrigmacher
A. Natriumcarbonat
Natriumcarbonat (Na2CO3), auch Soda genannt. Soda ist leicht zu ionisieren und in Wasser zu hydrolysieren. Es wird während der Zubereitung hinzugefügt, um die Hydratations- und Dispersionseigenschaften von Ton effektiv zu verbessern. Daher, Die Zugabe einer angemessenen Menge Soda kann den Wasserverlust des Schlamms reduzieren und die Viskosität und Scherkraft erhöhen.
B. Anti-Collapse-Agent
Hauptsächlich umfassen: Kaliumhumat, Asphaltpulver, sulfoniertes Asphaltpulver, sulfoniertes Phenolharz, Kohlenlye. Unter ihnen, Bitumenpulver hat zwei Eigenschaften, einsetzlich in wasserbasierten Bohrspülungen, kann die Schmierfähigkeit des Schlammkuchens erhöhen, wirkt antihaft, kann die Poren des Schlammkuchens verstopfen und die Kohäsivkraft zwischen den festen Partikeln im Schlammkuchen einstellen. Reduzieren Sie den Flüssigkeitsverlust und den Anti-Kollaps-Effekt.
C. Filtratreduzierer
Das Flüssigkeitsverlustmittel umfasst: Natriumcarboxymethylcellulose (Na-CMC), Polyacrylnitril;
D. Flockungsmittel:
Die polymeren, die wir verwenden, sind: Polyacrylamid (PAM); Polymere haben drei Funktionen: Flockung, Anti-Kollaps und Scheren.
F. Schmiermittel:
Extremdruckschmierstoffe, Stearate, sulfonierter Asphalt, etc.. werden beim horizontalen Richtbohren eingesetzt. Weil die hydrophile Gruppe des Schmierstoffmoleküls an der Oberfläche des Metalls oder Tons adsorbiert wird, es bildet sich ein starker chemischer Film, so dass die Reibung zwischen den Kontaktflächen zwischen den lipophilen Gruppen auftritt, was die Schmierfähigkeit des Schlamms verbessert, Dadurch wird die Reibungskraft reduziert, die Reibung zwischen Bohrwerkzeug und Schlamm wird reduziert, und das Verkleben des Bohrers kann verhindert werden.
③Water
Für das Wasser im Schlamm, Wir entscheiden uns dafür, den pH-Wert von Süßwasser bei 7-8.

(3) Schlammformel

① Selection of mud formula research plan
Nach Schichtcharakteristik, Struktur, Bohrmaßnahmen und andere spezifische Bedingungen, Der Forschungsplan für die Schlammformel gliedert sich in:
A. Durchführung von Schlammformulierungsforschung nach den Eigenschaften, Struktur und Bodenklassifizierung der Schicht;
Entsprechend der aktuellen Situation unseres aktuellen Horizontal-Richtbohrens, kombiniert mit der Verteilung von Oberflächenböden in China, entsprechend den Eigenschaften, Struktur und Bodenklassifizierung der Schicht. Wählen Sie universelle Schlammformulierungen, die für verschiedene Regionen und Bauanforderungen für die Forschung weit verbreitet sind. Die Bodenarten können unterteilt werden in:
ein. Tontyp; b. Sandtyp; c. Kalkbodentyp; d. Verwitterter Schiefertyp; e. Kiesart; f. Schlickart;
Die oben genannten sechs Arten von Böden sind auf der Oberfläche Chinas weit verbreitet (über 30m tief von der Erdoberfläche). Sie sind die Schlammformeln, mit denen wir während des Baus am meisten in Kontakt kommen und die zuerst gelöst werden müssen;
② Mud performance requirements and composition of the clay layer
A. Die geologischen Eigenschaften der Tonschicht: grober Boden, lockere geologische Struktur, Sand, Schwemmsandschicht, Erde pflanzen, Verfüllung erde, Etc., Schlickboden und Schlick. Die feine Bodenstruktur ist härter und hat eine starke Wasseraufnahme, darunter gelber Tonstein und brauner Tonstein die repräsentativsten.
B. Seine Hauptmerkmale: gute Lochbildung, gute Bohrbarkeit, Bohrwerkzeugrotation im Boden, Auslenkung und Aushub können eine bessere Lochbildung sein, nicht leicht zu kollabieren, ist die am besten geeignete Schicht zum Durchqueren.
c. Leistungsanforderungen an Tonschichtschlämme:
Dichte, Viskosität, Scherkraft, PH-Wert, Wasserverlust (Mitteldruck), Schlammkuchen
1.05-1.07 35-40 0-2/2-6 8.5-9 4-7Ml 1.0-1.2
d. Die Zusammensetzung von Schlamm:
Bentonit + Natriumcarbonat + Flüssigkeitsverlustmittel + Schmiermittel
Mischungsverhältnis von Schlamm (Kg/m3):
1: 0.04: 0.06 :0.06
Unter allgemeinen Bedingungen, Verwenden Sie das obige Mischungsverhältnis; während des Baus, entsprechende Anpassungen sollten entsprechend der tatsächlichen Situation vor Ort vorgenommen werden.
③Mud performance requirements and composition of sand layer and fine sand, Kieselsteine, Kies (eine kleine Menge) Formation
A. Die geologischen Struktureigenschaften der Sandschicht: eine kleine Menge Ton oder schlammiger Boden wird mit einer großen Menge gelbem Sand gemischt, die auch eine gewisse Menge Kieselsteine und eine kleine Menge Kies enthält.
B. Seine Hauptmerkmale: allgemeine Porosität, leicht zu kollabieren, leicht undicht, und starke Wasseraufnahmekapazität. Das Pilotloch und das Wiederausdehnungsloch sind leicht zu kollabieren, und der hohe Sandgehalt des Schlamms führt zu einer wiederholten Zerkleinerung der Stecklinge durch die Ausrüstung, und die Ausrüstung und Ausrüstung sind abgenutzt.
c. Leistungsanforderungen an Sandschlamm:
Dichte Viskosität Wasserverlust (Mitteldruck) PH-Wert Schlammkuchen Scherkraft
1.05 50-65″ 4-5ml 8.5-9 1.5 2-4/4-8
K≥11 (Die Erhöhung des K-Wertes ist vorteilhaft, um Leckagen und Kollaps zu verhindern. Der direkteste Weg, den K-Wert im Bereich des Richtbohrens zu erhöhen, ist die Zufüchsung von Bentonit oder Polymer (wie Universalkönig oder Universalkönig, Etc.);
n≤0.55 (Die Verringerung des Wertes von n ist förderlich für das Tragen von Stecklingen und Waschlöchern);
t0 dynamic shear force≥15 (Ertragswert, dyne/cm2)
d. Zusammensetzung des Schlamms:
Bentonit (hoher Gehalt) + Anti-Collapse-Agent (Polymer, angemessene Konzentration) + Schmiermittel
e. Das Mischungsverhältnis von Schlamm (Kg/m3):
1:0.05:0.06
Unter allgemeinen Bedingungen, das obige Mischungsverhältnis kann verwendet werden; während des Baus, entsprechende Anpassungen sollten entsprechend der tatsächlichen Situation auf dem Gelände vorgenommen werden.
④Mud performance requirements and composition of sand layer and fine sand, Kieselsteine, Kies (eine kleine Menge) Formation
A. Geologische Struktureigenschaften: kompletter gelber Sand, Treibsand mit hohem Wassergehalt, inklusive Kies und Kies, Diese Art der Formation ist im Allgemeinen relativ klein.
B. Seine Hauptmerkmale: extrem schlechte Porosität, leicht zu kollabieren, leicht auslaufend schlammige Gülle, leicht einen großen Teil der Brunnenwand zum Einsturz zu bringen, Bohrwerkzeuge oder Werkzeuge umwickeln oder vergraben, langsame Bohrgeschwindigkeit, schwerer Verschleiß von Bohrwerkzeugen und Werkzeugen, und Sandgehalt im Schlamm Groß, wiederholtes Zerkleinern von Bohrwerkzeugen und Maschinen ist schwerwiegend.
c. Anforderungen an die Schlammleistung für Kies- und Kiesschicht:
Dichte Viskosität Wasserverlust (Mitteldruck) PH-Wert Schlammkuchen Scherkraft
1.05-1.10 60-70″ 4-5ml 8.5-9 1.5-2.0 2-6/6-10
K≥15 n =0.57-0.66 t0 =20
d. Die Zusammensetzung des Schlamms:
Bentonit (hoher Gehalt) + Anti-Collapse-Agent (Polymer) + Flüssigkeitsverlustmittel + Schmiermittel
e. Mischungsverhältnis von Schlamm (Kg/m3):
1: 0.03: 0.04: 0.03
Unter allgemeinen Bedingungen, das obige Mischungsverhältnis kann verwendet werden; während des Baus, entsprechende Anpassungen sollten entsprechend der tatsächlichen Situation auf dem Gelände vorgenommen werden.

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