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万能王在非开挖复杂情况的创新应用

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万能王在非开挖复杂情况的创新应用

发布日期:2014-10-25 11:42 来源:http://www.jplangley.com 点击:


万能王在非开挖复杂情况的创新应用

一、万能王的作用

    万能王是乳液状速溶性高分子多元共聚物,粘均分子量大于700万。长链的分子结构和多种水化、吸附基团,能强力吸附于粘土、钻屑表面,包被钻屑,堵塞钻屑上的微裂缝,阻止自由水进入钻屑内部,减缓钻屑的水化膨胀和散裂速度,从而有效地控制泥浆中低密度固含的增长。万能王为浅色乳状液体,有轻淡油味,用作强包被抑制剂。能有效地包被钻屑,抑制粘土分散、造浆,控制钻井液的滤失量,提高钻井液粘度,防止钻头泥包,减轻拔卡程度,改善钻井液的润滑性,控制低密度固含的增长。可以控制流体压力以确保钻孔的稳定,保护周遭(特别是施工区段)的土壤结构,冷却钻齿以及润滑整个钻掘系统,节省工时和成本。

二、产品特点

1. 分子量大,吸附基团和水化基团分布均匀合理,分子量分布集中,是一种强包被剂和抑制剂,产品性能达到了国际先进水平,与美国的百瑞得易用王、捷高万用王属于同类型产品。

2. 与固体聚合物相比较,分散性好,溶解速度快,效用高。与固控设备的使用不相冲突,性价比高,成本低。

3. 在拥有强包被抑制性的同时,兼具降滤失能力、井壁稳定能力、润滑钻具能力。

4。 使用方便、快捷,便于随时补充和维护。无粉尘污染和配制胶液的麻烦,有利于工人的卫生状况改善和身体健康,更加环保。

三、与固体聚丙烯酰胺粉末比较

    聚丙烯酰胺PAM是有聚丙烯酰胺单体引发聚合而成的水溶性链状(线型)高聚物。聚丙烯酰胺在碱性溶液里(如膨润土浆)水解成部分水解聚丙烯酰胺(PHPA)。PHPA是PAM分子中一部分酰胺基(CONH2)水解变成羧钠基(—COONa)的产物。羧钠基是一个亲水性强的极性基,使PHPA能吸附水分子,形成厚的水化层而提高泥浆粘度。而PHPA中的酰胺基则具有吸附粘土颗粒的能力,起吸附基的作用。万能王和聚丙烯酰胺都能提高泥浆的粘度和抑制粘土膨胀,但是万能王处理泥浆滤失量小、形成的泥饼致密、薄而滑,防塌性能好,同时具有润滑性,托管阻力小;而聚丙烯酰胺处理的泥浆滤失量比较大、泥饼疏松而厚,同时容易糊钻泥包,不容易把钻进过程中有害的固体颗粒带出来。

四、改善泥浆工艺

用淡水和膨润土配泥浆。膨润土的最重要的3项指标是造浆性、含砂量和水分。造浆性差和水分多,配出的泥浆粘度小,滤失量大,膨润土用量也大,而含沙量过高对泵和钻具的摩损大,对拖管不利。加合适量的纯碱粉,使泥浆的pH值达9为宜,加过量会起反作用。纯碱粉的作用是除去泥浆中的钙离子,提高膨润土的造浆能力。

此外,是要有足够的时间(16小时以上)浸泡,使膨润土充分水化,分散成泥浆。

按照经常遇到的地层分述如下:

A:粘土层:

商南天和泥浆有限公司粘土层易遇水膨胀,易包裹钻头钻杆回扩器,使钻头钻进速度低下,扭矩增大,严重时造成泥包卡钻。钻屑会自动在泥浆中分散,易被带出,泥浆粘度可以较低。万能王的目的是抑制粘土膨胀与缩径,防塌,使泥浆润滑性好,防止粘土泥包钻头增加扭矩。

B.砂层、粉砂层

成孔难,易漏失、坍塌冒浆,磨损钻头和回扩器。这些地层常出现沉砂问题,并且因砂层渗透性较好,孔壁上泥饼较厚,易卡钻。首先要加入润滑王,加强钻具的润滑性。防止沙磨损。再加入万能王是为了提粘带砂、降失水和增加润滑性。

C.砂砾层、流砂层

沉砂问题更严重,除加入润滑王、万能王外,需要增加粘土用量,提高泥浆比重才能奏效。需要时,加入更高粘度的添加剂如增粘王 FHV添加剂。加入润滑王,提高润滑系数达90%以上,防卡钻。由于砂砾层中成孔难,里面碎石有可能在钻进过程中迸出,卡住钻具。其次加入万能王和增粘王 FHV来增加泥浆流变性,提高粘度来提高泥浆比重。

D.含盐地层

万能王主要目的在于抗盐,使泥浆保持适当的粘度和降失水。如含盐地层中有盐水或海水,则泥浆比重要提高,使泥浆柱压力高于盐水或海水的压力。

商南天和泥浆有限公司万能王的用量视穿过地层的性质、孔径、扩孔次数、孔眼长度等因素而定。万能王加量很少。以实例来说:一桶万能王25kg倒入10个泥浆泵里,每个泥浆泵约2。5kg,每个泥浆泵覆盖150平方米,则每一平方米的加量约0。016kg。通常在下列情况要及时加万能王,以保障工程的顺利进行:钻孔时扭矩增大或蹩钻、提钻时阻力大或卡死、开始扩眼、准备拉管。

五、扩大万用王在非开挖工程中的应用

用顶管法铺设长距管道时,为了减小摩擦阻力、保证管道顺利顶进,在管道顶进过程中向管道外侧和土层之间注入润滑泥浆。在泥水平衡顶管施工法和泥水加压顶管施工法中都用泥浆进行循环,将被挖削的土渣排出,同时平衡地下水压力。所有这些情况,使用万能王都将提高顶管作业的效率和保障工程的顺利进行。因为:

1)万能王使泥浆的润滑性好,顶管作业阻力减小。

2)万能王使泥浆失水量减少,泥饼薄而滑,即使顶进中断的时间长,也不致在重新启动时出现“楔紧”现象。

3)万能王对泥层有抑制性,防止周边泥土水化膨胀,这对顶管作业尤为重要,因为顶管与周围土层的间隙很小。

4)有助于解决顶管顶进的某些难题。例如遇膨胀性泥岩,万能王有抑制作用;钻遇流砂层,万能王提高泥浆粘度和砂粒间的粘结力,有利带砂和成孔。

通过总结经验、完善泥浆工艺和扩大万能王的应用范围,充分发挥万能王的潜力,为我国非开挖技术的发展作出更大的贡献。

注意事项:

1. 主要用于易水化分散地层的钻井预处理及维护,首次加量要达到0.4%以上,加入时应控制膨润土含量和加入速度。膨润土含量高则提粘幅度大,加入速度太快则易形成塞流。

2. 由于产品分子量大,在固相含量高的体系中粘度效应大,建议不要在高密度、高固相的泥浆体系中使用,如需要加入,应在现场进行试验,具体加量根据现场试验结果而定。

六、产品业绩

中国有色金属国际矿业股份有限公司最大股东科瑞索有限公司所承接的国外项目也是用的我公司的万能王产品,起到很大的作用,缩短了工程时间,提高了整体工程效率。

张家口澳龙井下工程公司在贵州的取芯开矿项目中,采用的我公司的万能王助剂效果不错,也取得了良好的合作。产品被广泛运用在非开挖项目工程之中。

直接和间接出口的国家有:土库曼斯坦、蒙古人民共和国、哈萨克斯坦、缅甸、伊拉克、埃及等国家。

 


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