泥漿使鉆屑懸浮于鉆孔內(nèi)
討論泥漿之前，讓我們一起來(lái)回顧水平定向鉆的施工流程：
01
測(cè)量放線
02
鉆機(jī)場(chǎng)地布置
03
鉆機(jī)安裝測(cè)試
04
鉆導(dǎo)向孔
05
擴(kuò)孔
06
回拖管道
07
清理場(chǎng)地
在定向鉆施工過(guò)程中，泥漿主要使用于鉆導(dǎo)向孔、擴(kuò)孔和回拖環(huán)節(jié)，起著至關(guān)重要的作用；正確的泥漿配比也是工程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，下面讓我們一起看看吧~
泥漿的功能
水平定向鉆施工用泥漿的作用主要有五個(gè)：攜屑、護(hù)壁、潤(rùn)滑、冷卻、平衡壓力。
泥漿的組成
一般來(lái)講，水平定向鉆用泥漿由三大部分材料組成：粘土（膨潤(rùn)土）、水和泥漿添加劑。
1. 粘土（膨潤(rùn)土）
水平定向鉆進(jìn)泥漿中的粘土主要由很細(xì)（2微米以下）的粘土礦物顆粒組成。它們主要含氧化硅、氧化鋁和水，還有少量的鐵、堿金屬和堿土金屬，粘土礦物的化學(xué)成分是含水鋁硅酸鹽。對(duì)泥漿工藝較為重要的有四種：高嶺石、伊利石、蒙脫石和海泡石。水平定向鉆進(jìn)泥漿中的粘土是以蒙脫石為主的膨潤(rùn)土（又稱(chēng)粘土）。
2. 水
水是最便宜的鉆井材料，也是最重要的材料之一，水平定向鉆穿越配制泥漿用水主要為淡水。
3. 泥漿添加劑
為了保證水平定向鉆進(jìn)泥漿的穩(wěn)定性和提高泥漿的各種工藝性能，以適應(yīng)各種情況下的鉆進(jìn)要求，泥漿中使用著各種各樣的化學(xué)處理劑（泥漿添加劑）。根據(jù)用途不同，泥漿有很多種類(lèi)，總體上主要分為三大類(lèi)：無(wú)機(jī)處理劑、有機(jī)處理劑、表面活性劑。
無(wú)機(jī)處理劑常用的有兩種：純堿和燒堿。
圖為純堿
圖片來(lái)源：Unsplash
純堿能通過(guò)離子交換和沉淀作用使鈣質(zhì)粘土變?yōu)殁c質(zhì)粘土，從而有效改善粘土的水化分散性能，因此加入適量純堿可使泥漿的失水下降，粘度、切力增大。
圖為燒堿
圖片來(lái)源：Unsplash
燒堿是強(qiáng)堿，主要用于控制泥漿的PH值。
有機(jī)處理劑按其作用分為稀釋劑（主要用來(lái)控制泥漿的流動(dòng)性）、降失水劑和增粘劑等�，F(xiàn)場(chǎng)常用的有機(jī)處理劑有：
（1）PAC—主要為降失水劑、有一定的增粘和潤(rùn)滑作用；
圖為PAC(聚合氯化鋁)
圖片來(lái)源：百度百科
（2）正電膠—主要作用是將膨潤(rùn)土的片狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榫W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)攜屑性能。
圖為正電膠干粉
圖片來(lái)源：rshhg
表面活性劑是一種能顯著改變物體界面性質(zhì)（如界面張力）的物質(zhì)。增加表面活性劑能改變鉆具及孔壁泥餅的表面特性，使它們從原來(lái)的親水變?yōu)橛H油，在沒(méi)有加入油的情況下使其表面具有油（碳?xì)滏湥┑男再|(zhì)，有效防止卡鉆和減少摩擦力。
施工階段泥漿用量控制
1. 鉆導(dǎo)向孔階段
定向鉆鉆頭鉆進(jìn)演示圖
圖片來(lái)源：HerrenknechtAG
導(dǎo)向孔鉆進(jìn)階段是管線穿越的關(guān)鍵，因?yàn)楣芫�穿越孔還沒(méi)有貫通，因此在導(dǎo)向孔鉆進(jìn)的過(guò)程中，穿越泥漿是在盲孔中向入土點(diǎn)返出，如果入土點(diǎn)前端孔堵塞，則有可能在穿越沿線冒出泥漿，因此在管線導(dǎo)向孔的前100m，將采取較大的泥漿量，泥漿的流量較大以便于攜帶出破碎的泥土，使孔洞保持暢通。在導(dǎo)向孔的后半段，泥漿壓力應(yīng)盡量減小，因?yàn)榇┰骄嚯x越長(zhǎng)泥漿很難再?gòu)娜胪咙c(diǎn)孔洞內(nèi)返出。
2. 擴(kuò)孔階段
擴(kuò)孔器旋轉(zhuǎn)擴(kuò)孔并噴出泥漿
圖片來(lái)源：HerrenknechtAG
開(kāi)始擴(kuò)孔的前半段，要采取比較大的泥漿量，充分利用泥漿的流動(dòng)把孔內(nèi)的泥土帶到出土點(diǎn)。當(dāng)擴(kuò)孔中段，泥漿量應(yīng)減小。因?yàn)榫嚯x出土點(diǎn)與入土點(diǎn)都比較遠(yuǎn)，泥漿從這兩點(diǎn)返出需要的壓力較大，如果采取大的泥漿壓力可能從沿線位置冒出泥漿。在回?cái)U(kuò)到距離人土點(diǎn)較近時(shí)泥漿排量應(yīng)再次加大，泥漿將從人土點(diǎn)孔洞返出。
3. 回拖階段
管道回拖
圖片來(lái)源：HerrenknechtAG
回拖是定向穿越的最后一步，也是較為關(guān)鍵的步驟。在管線回拖階段，因?yàn)檎麄�(gè)穿越孔內(nèi)已充滿了泥漿，在回拖管線的過(guò)程中，泥漿的排量與壓力均不應(yīng)太大，隨著管線進(jìn)入穿越空洞，孔內(nèi)的泥漿將被管線擠出，因此管線回拖應(yīng)緩慢進(jìn)行。
結(jié)語(yǔ)
在水平鉆進(jìn)施工過(guò)程中，正確適當(dāng)?shù)哪酀{配比對(duì)穿越起決定性作用。選用不同的泥漿配比要根據(jù)具體地質(zhì)情況進(jìn)行選用和調(diào)整。泥漿配制問(wèn)題需要我們不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、摸索規(guī)律，從而促進(jìn)水平定向鉆施工技術(shù)不斷進(jìn)步。
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