CN103059823A - 一种旋挖钻机钻孔冲洗液及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种旋挖钻机钻孔冲洗液及其制备方法,所述旋挖钻机钻孔冲洗液由以下组分及重量份数的原料制成:膨润土2.0-4.0份;Na2CO30.1-0.2份;NaOH0.05-0.15份;絮凝剂0.1-0.5份;复合堵漏剂FD-12.0份;水100份;该旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法包括等工艺步骤;本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,具有强抑制性,用于地铁桩基工程钻孔井施工时能够保持孔壁稳定,提高岩心采取率;而且该制备方法,操作简便。
Description
技术领域
本发明涉及一种旋挖钻机钻孔冲洗液及其制备方法,属于材料技术领域。
背景技术
我国钻孔桩施工传统采用膨润土泥浆护壁。随着科技进步,聚化合物泥浆技术逐渐地被引入到旋挖钻孔施工作业中,该技术能对孔壁提供压力,防止在不稳定地层中钻孔坍塌,最大化旋挖钻机的装载能力,提高掘进速度,泥浆成本比膨润土泥浆低,具有一定的经济效益。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的是提供一种旋挖钻机钻孔冲洗液及其制备方法。
为达到上述目的,本发明提供一种旋挖钻机钻孔冲洗液,所述旋挖钻机钻孔冲洗液由以下重量份数的原料制成:
膨润土 2.0-4.0份;
Na2CO3 0.1-0.2份;
NaOH 0.05-0.15份;
絮凝剂 0.1-0.5份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
优选地,其中所述旋挖钻机钻孔冲洗液由以下重量份数的原料制成:
膨润土 4.0份;
Na2CO3 0.15份;
NaOH 0.1份;
絮凝剂 0.2份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
优选地,其中所述膨润土为钠基膨润土,该膨润土的造浆率大于20m3/t。
优选地,其中所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM-1、聚丙烯酰胺PAM-2或乳液聚合物DS-309。
本发明还提供上述旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法,将所述重量份数的膨润土、Na2CO3、NaOH、絮凝剂、复合堵漏剂FD-1依次混溶于水中。
本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,其中膨润土,尤其是钠基膨润土的单位结构层间能吸附大量的水,膨胀率高。膨润土水化后形成不透水的可塑性胶体,同时挤占与之接触的土颗粒之间的孔隙,形成致密的不透水的防水层,从而达到防水的目的。
本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,其中Na2CO3使膨润土进一步钠化,提高造浆率,减小滤失量;调节泥浆pH值,提高冲洗液液相粘度,增加稳定性
本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,其中NaOH用于调节PH值。
本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,其中絮凝剂具有以下作用:1)絮凝性:使悬浮物质通过电中和,架桥吸附作用,起絮凝作用;2)粘合性:能通过物理的、化学的作用,起粘合作用;3)降阻性:有效地降低流体的摩擦阻力;4)增稠性:有增稠作用。
本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,其中复合堵漏剂FD-1对孔隙及微裂漏失,堵漏速度快,能迅速形成具有一定强度的非渗透性屏蔽带,显著降低泥浆的滤失量,又不影响泥浆的流变性能,不受电解质污染影响,无毒,无害。
本发明的优点在于:本发明所提供的旋挖钻机钻孔冲洗液,具有强抑制性,用于地铁桩基工程钻孔井施工时能够保持孔壁稳定,提高岩心采取率。而且该制备方法,操作简便,性能优越,价格合理,安全环保,适用性强,通过室内及现场试验的测试,能够满足北京地区砂卵石地层土压平衡盾构施工的要求。
具体实施方式
为详细说明本发明的各种有效组分组成、制备方法,列举如下实施例详细说明。
下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本实施例的旋挖钻机钻孔冲洗液,由以下重量份数的原料制成:
钠基膨润土 4.0份;
Na2CO3 0.15份;
NaOH 0.1份;
聚丙烯酰胺PAM-1 0.2份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
其中钠基膨润土购自山东华潍膨润土有限公司;Na2CO3与NaOH购自天津化学试剂五厂;聚丙烯酰胺PAM-1购自苏州市正成节能环保科技有限公司;复合堵漏剂FD-1购自巴州铭信油田化学助剂公司。
上述旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法为,将4.0份膨润土、0.15份Na2CO3、0.1份NaOH、0.2份聚丙烯酰胺PAM-1、2.0份复合堵漏剂FD-1依次混溶于100份水中。
实施例2
本实施例的旋挖钻机钻孔冲洗液,由以下重量份数的原料制成:
钠基膨润土 4.0份;
Na2CO3 0.15份;
NaOH 0.1份;
聚丙烯酰胺PAM-2 0.2份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
其中钠基膨润土购自山东华潍膨润土有限公司;Na2CO3与NaOH购自天津化学试剂五厂;聚丙烯酰胺PAM-2购自苏州市正成节能环保科技有限公司;复合堵漏剂FD-1购自巴州铭信油田化学助剂公司。
上述旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法为,将4.0份膨润土、0.15份Na2CO3、0.1份NaOH、0.2份聚丙烯酰胺PAM-2、2.0份复合堵漏剂FD-1依次混溶于100份水中。
实施例3
本实施例的旋挖钻机钻孔冲洗液,由以下重量份数的原料制成:
钠基膨润土 4.0份;
Na2CO3 0.15份;
NaOH 0.1份;
乳液聚合物DS-309 0.2份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
其中钠基膨润土购自山东华潍膨润土有限公司;Na2CO3与NaOH购自天津化学试剂五厂;乳液聚合物DS-309购自河南龙翔石油助剂有限公司;复合堵漏剂FD-1购自巴州铭信油田化学助剂公司。
上述旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法为,将4.0份膨润土、0.15份Na2CO3、0.1份NaOH、0.2份乳液聚合物DS-309、2.0份复合堵漏剂FD-1依次混溶于100份水中。
实施例4
测定实验
1.1主要仪器设备
ZNN-D6六速旋转粘度计(青岛海通达专用仪器厂)
SD型多联中压滤失仪(青岛海通达专用仪器厂)
变频四轴搅拌机(青岛海通达专用仪器厂)
FA1004型天平:精确度为0.0001g(青岛海通达专用仪器厂)
1.2流变性测定
按照API钻井液性能评价标准配制和养护冲洗液,冲洗液性能测定方法按照以下步骤进行。
(1)利用直读式ZNN—D6六速旋转粘度计测量钻井液的粘度,以评价钻井液的流变性能。
(2)将刚搅拌好的泥浆倒入样品杯刻度线处(350毫升)立即放置在托盘上,上升托盘使液面至外筒刻度线外,拧紧手轮,固定托盘。
(3)迅速从高速到低速进行测量,待刻度盘读数稳定后分别记录θ600、θ300、θ200、θ100、θ6、θ3的读数。
流变参数的计算:
表观粘度: AV=0.5θ600 (mPa.s)
塑性粘度: PV=θ600-θ300 (mPa.s)
动切力: YP=0.511(θ300-μy) (Pa)
1.3滤失量测定
泥浆滤失量的测定是按美国石油学会标准(API)进行的,即在0.69MPa的气体压力下,记录30分钟时的失水量FLAPI。
(1)用左手拿住泥浆杯,用食指堵住泥浆杯的气接头小孔,倒入被测泥浆,高度以低于密封圈2~3毫米为最好,放好密封圈,铺平一张滤纸,拧紧泥浆杯盖,然后将泥浆杯连接在三通接头上,将20ml量筒放置在泥浆杯下面,对准出液孔。
(2)打开气源,使压力表指示保持在0.69MPa,当见到第一滴滤液时开始计时。
(3)当测量时间在7.5分钟时,如果失水量小于8毫升,可继续测量至30分钟,如果失水量大于8毫升,则用7.5分钟的失水量乘以2作为泥浆30分钟的失水量FLAPI。
(4)当测量时间到时,随意取下量筒,关闭气源,放出余气。待泥浆杯中的空气放尽后,取下泥浆杯并倒转后拧开杯盖,取出滤纸,洗掉泥饼上的浮层,用不锈钢尺测量其厚度,并观察泥饼的特征,记录泥饼的厚度。
按照API标准分别于常温下测定对比组、实施例1、实施例2和实施例3所制备的冲洗液的堵漏性能,结果见表1。
表1 实施例1、实施例2和实施例3及对比组的堵漏性能测定结果
其中:4.0份膨润土浆为4.0份钠基膨润土+0.15份Na2CO3+0.1份NaOH+100份水的混合物;PAM-1为聚丙烯酰胺PAM-1;PAM-2为聚丙烯酰胺PAM-2;DS-309为乳液聚合物DS-309;FD-1为复合堵漏剂FD-1。
从表1实验结果可以看出,在4.0份膨润土浆中,由聚丙烯酰胺PAM-1配制而成的冲洗液,表观粘度与塑性粘度较高,具有较好的流变性能和失水造壁性能,能满足旋挖钻机钻孔施工的要求,具有较好的应用效果。
以上所述,仅为本发明的实施例,应当指出,对于本技术中的普通技术人员来说,在不脱离本发明的核心技术特征的前提下,还可以做若干的改进和润饰,这些润饰和改进也应属于本发明的专利保护范围。
Claims (5)
1.一种旋挖钻机钻孔冲洗液,其特征在于,所述旋挖钻机钻孔冲洗液由以下重量份数的原料制成:
膨润土 2.0-4.0份;
Na2CO3 0.1-0.2份;
NaOH 0.05-0.15份;
絮凝剂 0.1-0.5份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
2.根据权利要求1所述的旋挖钻机钻孔冲洗液,其特征在于,所述旋挖钻机钻孔冲洗液由以下重量份数的原料制成:
膨润土 4.0份;
Na2CO3 0.15份;
NaOH 0.1份;
絮凝剂 0.2份;
复合堵漏剂FD-1 2.0份;
水 100份。
3.根据权利要求1或2所述的旋挖钻机钻孔冲洗液,其特征在于,所述膨润土为钠基膨润土,该膨润土的造浆率大于20m3/t。
4.根据权利要求1或2所述的旋挖钻机钻孔冲洗液,其特征在于,所述絮凝剂为聚丙烯酰胺PAM-1、聚丙烯酰胺PAM-2或乳液聚合物DS-309。
5.根据权利要求1-4任一项所述旋挖钻机钻孔冲洗液的制备方法,其特征在于,将所述重量份数的膨润土、Na2CO3、NaOH、絮凝剂、复合堵漏剂FD-1依次混溶于水中。
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