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HDD(水平定向钻进)泥浆知识
发布日期:2010-02-05 阅读:2549 字体:[ ] 大
在十年前,HDD (水平定向钻进) 在西方就成为了一项重要的技术。早期,这项技术只是应用于穿越河流铺设管线,而在这些地方,明挖铺设显然是不切合实际的。随着这项技术的进一步发展,HDD技术成为了众多市政管线铺设工程的选择,铺管直径已从几公分发展到一米以上。现在,HDD进技术通常被用于穿越公路、机场跑道、以及地下管线,甚至穿越地下建筑。使用HDD技术可以在不阻断交通的情况下,在繁忙的商业区与工业区施工,从而减少由于阻断交通对这些地区生产力的影响。

    HDD技术被介绍到中国仅仅几年时间。现在中国已经成为这个世界上发展最快的HDD市场。在开始的几年中,Vermeer(威猛)以及一些其他的国外的钻机制造商主导了国内市场,近年来,一些国内的制造商也已经取得了一定的成功,而Vermeer不久将开始在中国组装钻机,以此来对付日益激烈的市场竞争。由此我们相信,在中国,随着HDD技术的日渐成熟,对HDD泥浆材料的要求也会越来越高。


    HDD泥浆概述
        泥浆有几个重要的功能。它可以冷却润滑钻头、钻杆与其他孔内钻具;可以密封钻孔,从而保证钻孔稳定;最后,他们可以携带钻屑,把钻屑运出钻孔。一个好的泥浆系统应包含上述所有的功能。而更加先进的泥浆还应当能够有效抑制土壤的水化膨胀,能够输送更大的钻屑甚至石头。


        在HDD泥浆材料中最广泛被使用的就是膨润土。世界上最好的膨润土是纯天然的西部钠基膨润土,如果BAROIDQUIK-GEL,BORE-GEL,它产自美国西部的一个地区。这些优质的泥浆材料已经通过百莱玛,无锡鼎隆等一些经销商进口到中国。但是大多数施工单位因为对泥浆不甚了解,不管实际需要,只看注重价格,一般使用国内生产的膨润土,甚至有一些施工单位用水去替代泥浆,这往往会发生事故,从而产生更高的施工成本。


    当然,国内生产的泥浆也可以用于一些简单的例如水井钻进等领域。但对于有更高要求的HDD来说,这些材料就不能充分满足了。中国的膨润土矿藏都是较为初级的钙基土,而钙基土的提粘性能较差,同时漏失量很高,并且国内大多数的矿藏都有很高的含沙量,这样的话就会增加设备维护的成本。


    粘度可以被描述为液体流动的能力,使用厘泊作为计量单位。例如,奶油的粘度比水高,而蜂蜜的粘度又比奶油高。良好的粘度性能可以保证泥浆在孔内的适当的流动,从而把钻屑清出钻孔。膨润土的造浆率通常是指一短吨(2000磅)的膨润土可以制造多少桶(42加仑/桶)粘度为40厘泊的泥浆。钙基土的造浆率一般为35-45bbl/ton,标准的西部钠土最小为90bbl/ton,而一些先进的泥浆材料造浆率可达200bbl/ton。表面上看,使用钙土成本较低,但实际上如果比较造浆率的话,使用钙土反而会增加材料成本。


    在HDD钻进中,胶凝强度是泥浆最重要的一项性能。胶凝强度是膨润土形成凝胶体在孔内悬浮钻屑的能力。如果钻屑没有被悬浮起来,它们就不能被携带出钻孔,它们就会沉在钻孔的底部。这样钻屑就会堵塞钻孔,导致泥浆循环失效同时孔内压力会急剧升高,泥浆很有可能会压裂地层溢出到地面。也可能会发生埋钻事故损失钻具。


    一个好的泥浆系统应具有较低的滤失量。如果一种泥浆的滤失量较高,那么有很大部分的泥浆就会渗入到地层中,首先,由于泥浆的损失会增加泥浆材料的成本,而最重要的是,渗入到地层中的泥浆会使地层液化,最终导致钻孔坍塌。而钻孔的坍塌可能会导致钻具的损失并且延误工期。膨润土是由很多的小的板状体组成的,在一种好的泥浆系统里,这些小板会紧密的贴在孔壁上,形成一层又薄又韧的滤饼层,从而防止泥浆过多的漏失到地层中,进而稳定钻孔。


 


                                     引自《非开挖信息技术网》


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