流沙的“流”是指沙子處于半流體狀態(tài)，水減小了沙粒間的摩擦力，沙子變得非常易“流動(dòng)”。流沙現(xiàn)象主要發(fā)生在細(xì)砂、粉砂及輕亞砂黏土等土層中。那么在流沙層中，控制沙層的松散、提高成孔強(qiáng)度、增加成孔泥皮層的膠結(jié)性、防易滲透等，就是流沙層成孔的關(guān)鍵要素。
對流沙層泥漿配方作用的關(guān)鍵要點(diǎn)是扣住泥漿的護(hù)壁性和攜帶能力。
護(hù)壁要保證在流沙層和孔道間形成有很好粘附力、強(qiáng)度、韌性的泥皮，以阻止流動(dòng)泥漿對它們的相互影響，防止沙層吸取泥漿中的水分，造成塌孔和膨脹縮孔。
攜帶能力是指泥漿對砂屑所表現(xiàn)的懸浮輸送能力，如果泥漿沒有良好的懸浮性能，停鉆時(shí)流沙很容易沉淀堆積在孔底，當(dāng)泥漿泵重新啟動(dòng)時(shí)，鉆孔壓力猛增，孔壁或周邊地層存在被擠壓裂開的可能，引起漏漿或滲漏。
膨潤土作為泥漿基材，它的性能是影響成孔效果和攜帶性能的重中之重，對同一品種、不同批次的膨潤土、不同來源的膨潤土十幾種樣品測試得到一批結(jié)果：
實(shí)驗(yàn)條件：膨潤土：25g，清水：500ml（pH值7.5）
低速攪拌10min，高速攪拌20min
實(shí)驗(yàn)儀器：馬氏漏斗、API標(biāo)準(zhǔn)篩、范氏低溫壓濾機(jī)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/strong>檢測各膨潤土相關(guān)參數(shù)
用膨潤土配泥漿，形成概念上解決流沙層的泥漿配方不難；但要能切實(shí)保證在鉆進(jìn)時(shí)取得持續(xù)、穩(wěn)定的攜沙效果、不塌孔，沒有性能好的膨潤土和有針對性的添加劑那就會(huì)是困難的問題了。
各膨潤土泥漿測試參數(shù)
從上表可以看出，泥漿粘度越高對穿越工程而言，膨潤土需求量就越少；含砂量高會(huì)致使泥漿密度升高，攜帶力弱，形成的泥皮無韌性和粘附力，易沉淀失水，降低機(jī)械鉆速，誘發(fā)沉砂卡鉆；泥漿濾失量指泥漿在孔徑內(nèi)受壓差的作用后，部分水滲入地層，這種現(xiàn)象稱泥漿的失水性能或?yàn)V失特性，濾失量越大說明泥漿護(hù)壁性能差、攜帶能力弱。易引起地層坍塌、泥漿沉淀、漏漿、冒漿等風(fēng)險(xiǎn)。
下面是一個(gè)流沙層合理使用泥漿的實(shí)際案例。工程位于南京市鼓樓區(qū)中山北路與大橋南路交叉口，距離長江僅兩公里，工程分為五擴(kuò)一洗兩托。根據(jù)現(xiàn)場地層調(diào)查，發(fā)現(xiàn)層位主要以流沙（細(xì)沙、粉砂）為主，根據(jù)現(xiàn)場采樣測試：地層含砂量78%，含水率16%，土質(zhì)4%，其他雜質(zhì)2%（小顆粒卵石）。
泥漿方案：用PH >7.5的清水，1m3水加25-30kg Mi-swaco高效膨潤土，0.3kg
Mi-swaco的添加劑：白金派克（泥漿粘度為>60S）
穿越長度：80m
回?cái)U(kuò)至：Φ1100mm
鉆屑量：約75m3
管徑距離地：約2~4
入土點(diǎn)返漿情況
出土點(diǎn)返漿情況
從圖可以看到，返出的砂屑和泥漿形成的攜帶環(huán)，砂屑均勻的被泥漿所包裹，清理和攜帶能力充分；兩邊返漿一致，管徑非常暢通，未發(fā)生任何塌孔及漏失情況，也就是常說的形成了“活孔”，工程總共用時(shí)不足16小時(shí)。
（1）“好泥漿”并不僅僅是粘度。
（2）流沙工程中采用“大排量”、“高泵壓”、“多加”膨潤土等手段比較盲目，不能有效降低風(fēng)險(xiǎn)。
（3）不論是流沙層還是其它地層，一定要有“活孔”的概念，保持孔徑暢通、穩(wěn)定，鉆屑和泥漿可以自由流動(dòng)環(huán)形空間，還可以發(fā)揮鉆機(jī)的最大性能，拉管會(huì)變的無風(fēng)險(xiǎn)和容易，完成更多的工作量，可以獲得更大利潤。
（4）沒有相同的地層，就沒有相同的泥漿配方。任何泥漿配方都應(yīng)根據(jù)地層、施工要求，結(jié)合設(shè)備、工具等一系列因素考慮，不能簡單的依葫蘆畫瓢。
（5）科學(xué)使用膨潤土及添加劑，不可以濫用和混用及不用，對工程來說是增加風(fēng)險(xiǎn)、增加成本。
（6）使用質(zhì)量好的膨潤土和添加劑不是成本增長、而是成本的下降。對工程而言可以說是事半功倍。
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