Schlammverhältnis von grabenlosen horizontalen Richtbohrungen

1. Klassifizierung und Leistung von Schlamm

1.1 Klassifikation

Chinas Bentonit-Ressourcen sind sehr reichhaltig, einschließlich Bentonit auf Calciumbasis und Bentonit auf Natriumbasis, zusätzlich zu wasserstoffbasiert, auf Aluminiumbasis, Natrium-Calcium-basiertes und nicht klassifiziertes Bentonit. Bentonit, auch bekannt als Bentonit, Etc., ist ein Tongestein mit Montmorillonit (auch bekannt als mikrokristalliner Kaolinit, Kaolinit) als Hauptkomponente – Montmorillonit-Tongestein, oft mit einer kleinen Menge Analphabet, Kaolinit Stein und Zeolith, Feldspat, Calcit, etc.. Montmorillonit ist eine kleine Menge alkalischer und erdalkalimetallischer wasserhaltiger Aluminosilikatminerale, und seine chemische Formel ist Nax(H2O)4{(Al2 ~ xMg0.)[Si4O10](OH)2}. Aufgrund der Existenz von Zwischenschichtwasser und Zwischenschichtaustauschkationen in Montmorillonit, Bentonit kann in natriumbasierten Bentonit unterteilt werden (alkalischer Boden) und Bentonit auf Calciumbasis je nach Typ, Gehalt und kristalline chemische Eigenschaften der in Montmorillonit enthaltenen austauschbaren Kationen. (Erdalkali) und natürliche Bleicherde (saure Erde). Unter ihnen, Bentonit auf Calciumbasis enthält Calcium-Natrium-basierte, Calcium-Magnesium-basierte und andere Bentonite. Die Hauptaustauschkationen alkalischer Böden sind Na+ (und K+), und der alkalische Koeffizient ist größer oder gleich 1. Die Hauptaustauschkationen alkalischer Böden sind Ca2+, Na+ oder Ca2+, Mg2+, Etc., und der alkalische Koeffizient ist kleiner als 1. Die Hauptaustauschkationen saurer Böden sind H+(Al3+).

1.2 Leistung

1) Physikalische Eigenschaften
Bentonit ist im Allgemeinen weiß und hellgelb, und wegen seines unterschiedlichen Eisengehalts, es ist hellgrau, hellgrün pink, braun rot, Schwarz und andere Farben. Einige Bentonite sind locker wie Erde, und einige sind dicht und hart.
2) Chemische Zusammensetzung
Die chemischen Hauptbestandteile von Bentonit sind Siliciumdioxid (SiO2), Aluminiumoxid (Al2O3) und Wasser (H2O). Der Gehalt an Eisenoxid und Magnesiumoxid ist manchmal höher, und Kalzium, Natrium, Kalium, etc.. existieren oft in Bentonit in unterschiedlichen Inhalten. Der Gehalt an Na2O und CaO in Bentonit hat einen großen Einfluss auf die physikalischen und chemischen Eigenschaften und die technologische Leistungsfähigkeit von Bentonit.
3) Physikalische und chemische Eigenschaften
Bentonit hat eine starke Hygroskopizität und dehnt sich nach der Aufnahme von Wasser aus, und die Erweiterungsnummer kann erreichen 30 Mal. Es kann in wässrigem Medium als kolloidale Suspension dispergiert werden, und diese Suspension hat eine bestimmte Viskosität, Thixotropie und Schmierfähigkeit. Es ist formbar und kohäsiv in Beimischungen mit feinen detritalen Substanzen wie Wasser, Schlamm oder Sand. Es hat eine starke Kationenaustauschkapazität. Es hat eine gewisse Adsorptionskapazität für verschiedene Gase, Flüssigkeiten und organische Substanzen, und die maximale Adsorptionskapazität kann erreicht werden 5 multipliziert sein Gewicht. Die saure Bleicherde mit Oberflächenaktivität kann farbige Substanzen adsorbieren.
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Bentonit hängen hauptsächlich von der Art und dem Gehalt des darin enthaltenen Montmorillonits ab.. In der Regel, Bentonit auf Natriumbasis hat überlegene physikalische und chemische Eigenschaften und technologische Leistung im Vergleich zu Bentonit auf Calcium- oder Magnesiumbasis. Hauptsächlich in: Die Wasseraufnahmegeschwindigkeit ist langsam, aber die Wasserabsorptionsrate und das Ausdehnungsverhältnis sind groß; die Kationenaustauschkapazität ist hoch; die Dispergierbarkeit im wässrigen Medium ist gut, und der kolloidale Preis ist hoch; seine kolloidale Suspension hat Thixotropie, Viskosität, und Schmierfähigkeit. Gut, PH-Wert Hoch; gute thermische Stabilität; hohe Plastizität und starke Haftung; hohe Heißnebelzugfestigkeit und Trockendruckfestigkeit. Daher, der Gebrauchswert und der wirtschaftliche Wert von Natriumbentonit relativ hoch sind.

2. Schlamminspektionsmethode

Das Instrument zur Messung der Dichte von Schlamm ist die derzeit am häufigsten verwendete Dichteskala. Beim Messen, Füllen Sie den Schlammbecher in den Schlammbecher, und nach dem Hinzufügen des Deckels, Lassen Sie den überschüssigen Schlamm aus dem mittleren Loch des Tassendeckels überlaufen. Nach dem Abwischen der Schlammbecheroberfläche trocken, Platzieren Sie den Hebel auf dem Ständer (Die Hauptklinge sitzt auf dem Hauptklingenpad). Bewegen Sie den Schieberegler so, dass der Hebel horizontal ist (die horizontale Blase befindet sich in der Mitte). Lesen der Skala auf der linken Seite des ausgeführten Codes, das ist der Dichtewert des Schlamms. Vor der Messung der Schlammdichte, Kalibrieren Sie das Gerät mit sauberem Wasser. Wenn der Messwert nicht bei 1.0, es kann eingestellt werden, indem die Metallpartikel in der kleinen Box am rechten Ende des Hebels erhöht oder verringert werden.
Die Dichte des Schlamms bezieht sich auf das Verhältnis des Gewichts des Schlamms zum Gewicht eines bestimmten Wasservolumens. Die Größe der vor Ort während des Baus gemessenen Schlammdichte hängt hauptsächlich von der Summe des Gewichts des schlammbildenden Tons und des Gewichts der Bohrschnitte im Schlamm ab.. Wenn andere Stoffe wie Beimischungen zugesetzt werden, das Gewicht der Beimischungen muss ebenfalls angegeben werden.

3. Anwendung und Einfluss von Schlamm unter verschiedenen geologischen Bedingungen

Bohren im Sand, Kies, Kieselsteine und gebrochene Zonenformationen, aufgrund der fehlenden Zementation zwischen den Partikeln, die Lochwand lässt sich beim Bohren leicht zusammenklappen, es ist also sehr schwierig, ein Loch zu bilden. Für solche Formationen mit Lehmwandschutz, Der Schlüssel zur Lösung des Problems besteht darin, die Zementationskraft zwischen den Partikeln an der Porenwand zu erhöhen. Der viskosere Schlamm dringt richtig in die Porenwandschicht ein, was offensichtlich die Zementierkraft zwischen Sand und Kies verstärken kann, dadurch erhöht sich die Stabilität der Porenwand. Die Erhöhung der Schlammviskosität wird hauptsächlich durch die Verwendung von Schlamm mit hoher Streuung erreicht (fein verteilter Schlamm), Erhöhung des Tongehalts im Schlamm, Zugabe organischer oder anorganischer Tackifikatoren und anderer Maßnahmen. Fein verteilter Schlamm ist ein dispergierter Schlamm mit einem Salzgehalt von weniger als 1%, Calciumgehalt unter 120ppm, und kein hemmendes Polymer. Neben Ton, Na2CO3 und Wasser, um den Bedürfnissen des Bohrens gerecht zu werden, es wird oft mit viskositätserhöhendem Mittel zugesetzt, Wasserverlust-Reduktionsmittel und Flockungsschutzmittel (Verdünnungsmittel). Entsprechend den verschiedenen Zusätzen, Es gibt verschiedene Typen, wie Natriumcarboxymethylcelluloseschlamm, Eisen-Chrom-Salzschlamm, Lignosulfonatschlamm und Huminsäureschlamm. Es gab viele erfolgreiche Projekte für Bohrungen in Sand- und Kiesformationen, einschließlich Treibsandformationen, mit höherviskosen fein dispergierten Schlämmen.

3.1 Wirkung von Schlamm auf ROP

Mit zunehmender Schlammdichte, der ROP nimmt ab, vor allem, wenn die Schlammdichte größer ist als 1.06-1.10 g/cm3, der ROP nimmt deutlich ab. Die Dichte des Schlamms ist die gleiche, je höher die Viskosität, desto niedriger der ROP.

3.2 Einfluss des Sandgehalts im Schlamm auf das Bohren

Der Gehalt an Stecklingen im Schlamm wird dem Bohren großen Schaden zufügen. Eine schlechte Reinigung im Loch verursacht den Bohrblock, und kann Zusagung verursachen, Druckanregung, Etc., dies führt zu Leckagen oder zum Kollaps des Bohrlochs. Der Sandgehalt ist hoch, und der Niederschlag in den Poren ist dick. Es wird die Hydratation und den Zusammenbruch der Lochwand verursachen, und es ist leicht, die Schlammhaut abfallen zu lassen und Unfälle im Loch zu verursachen. Zur gleichen Zeit, der Gehalt an Sediment ist hoch, und der Verschleiß von Rohren, Bohrer, Pumpenzylinderlaufbuchsen und Kolbenstangen sind groß, und die Lebensdauer ist kurz. Daher, unter der Prämisse, das Gleichgewicht des Formationsdrucks zu gewährleisten, die Schlammdichte und der Sandgehalt sollten so weit wie möglich reduziert werden.

3.3 Dichte von Schlamm in weichen Bodenschichten

In weichen Bodenschichten, zu geringe Schlammdichte oder zu schnelle Bohrgeschwindigkeit führen zum Locheinsturz. Normalerweise ist es besser, die Schlammdichte in dieser Bodenschicht auf 1,25 g / cm3 zu halten.
Wissensaustausch: Grabenloser Schlammanteil

4. Beispiele für gängige Schlammrezepte

Es gibt viele Arten von Schlamm im Ingenieurwesen, aber nach seiner chemischen Zusammensetzung, Es kann in die folgenden Typen eingeteilt werden, und seine Proportionierungsmethode ist wie folgt:

4.1 Na-CMC (Natriumcarboxymethylcellulose) Jauche

Der Schlamm ist die häufigste Art von viskositätssteigerndem Schlamm, und Na-CMC kann die Viskosität weiter verbessern und den Wasserverlust reduzieren. Die Formel lautet: hochwertiger Auflöseton 150-200g, Wasser 1000ml, Soda 5-10Kg, Na-CMC ca. 6kg. Die Schlammeigenschaften sind: Dichte 1,07 ~ 1,1 g / cm3, Viskosität 25 ~ 35s, Wasserverlust weniger als 12ml/30min, pH-Wert von etwa 9.5.

4.2 Eisen ChromSalz-Na-CMC Schlamm

Der Schlamm ist zähflüssig und stabil, und das Eisen-Chrom-Salz spielt die Rolle der Anti-Flockung (Verdünnung). Die Formel lautet: Ton 200g, Wasser 1000ml, Sodalösung mit 50% Konzentration, Hinzufügen von Info 20%, Eisen-Chrom-Salz-Lösung mit 20% Konzentration, addierend 0.5%, und Na-CMC 0.1%. Die Schlammeigenschaften sind: Dichte 1.10 g/cm3, Viskosität 25s, Wasserverlust 12ml/30min, pH-Wert 9.

4.3 Lignosulfonat-Gülle

Ligninsulfonat wird aus Sulfitzellstoffabfallflüssigkeit gewonnen, und wird im Allgemeinen in Verbindung mit Kohlealkalimittel verwendet, um die Anti-Flockungs- und Wasserverlustreduzierung von Schlamm auf der Grundlage einer zunehmenden Viskosität zu lösen. Die Formel ist 100-200kg Ton für 1m3 Schlamm, 30-40kg Sulfitzellstoffabfallflüssigkeit, 10-20kg Kohlealkalimittel, 5-10kg NaOH, 5-10kg Entschäumer, und 900-1000L Wasser. Die Schlammeigenschaften sind: Dichte 1,06 ~ 1,20 g / cm3, Trichterviskosität 18 ~ 40s, Wasserverlust 5 ~ 10ml / 30min, 0.1~ 0,3 kg Na-CMC können hinzugefügt werden, um den Wasserverlust während des Bohrens weiter zu reduzieren.

4.4 Huminsäure-Slurry

Huminsäureschlamm wird mit Kohlealkalimittel oder Natriumhumat stabilisiert, die in Verbindung mit anderen Behandlungsmitteln wie Na-CMC verwendet werden können. Menge), 3~5kg Na2CO3, 900~1000L Wasser. Schlammleistung: Dichte 1,03 ~ 1,20 g / cm3, Wasserverlust 4 ~ 10ml / 30min, pH-Wert 9.