CN103756650A - 地质探矿用钻孔粉及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于地质探矿钻孔领域，涉及一种地质探矿用钻孔粉及其制备方法。地质探矿用钻孔粉，其特征在于，包括以下重量份的原料：膨润土700～750份，乳液聚合物40～60份，磺化褐煤70～100份，水解聚丙烯腈铵盐40～70份，润滑剂20～100份，重晶石40～60份。本发明的产品一剂多效，适用性强，利于环保，配制成本低廉且配制方法简单易于操作。

Description

地质探矿用钻孔粉及其制备方法

技术领域

本发明属于地质探矿钻孔领域，涉及一种地质探矿用钻孔粉及其制备方法。

背景技术

在地质探矿工程、高速公路高铁路基勘察、水利大坝坝基勘察等施工中，均要进行钻孔取芯，以便充分了解所钻地层地质情况，为了确保取芯完好、钻孔孔径规则和钻孔安全快速的钻进，在钻孔过程中需要特定工艺，并要加入各种化学类处理剂，加入的处理剂具有能够有效稳定孔壁，防止孔壁坍塌，润滑钻头等功效。

由于钻孔施工的孔径小，钻进深度浅，对处理剂需求量小但质量要求高，并且因该钻孔工程均在自然条件恶劣、生存环境条件较差的野外作业，现场的交通十分不便利，对所需的材料保存也比较困难，加之该行业现场人员对处理剂知识储备参差不齐，难以保证有效发挥处理剂的功效。钻孔粉针对上述问题，结合实际，发明出适用于不同钻孔深度、不同孔径的产品，现场只需要根据使用说明配制成钻孔液即可，在无需专业技术人员到达现场的前提下便可以顺利快速的完成钻孔作业，节约了施工成本。

目前与该钻孔粉相类似的产品中，要么性能单一，或只注重产品的降失水性能而没有考虑到产品的润滑性能，或只注重产品的泥浆的减阻效果而忽略了产品的降失水效果；要么选用的原材料成本较高，如选用2万/吨左右的正电胶、2万/吨左右的羟丙基甲基纤维素等。除此外，其他产品并没有考虑到现场的可操作性，因为钻孔粉在配制成钻孔泥浆时，要在搅拌状态下加入，由于钻孔粉剂粒径小，极易出现粉尘颗粒，飘散在空气中的粉尘颗粒对现场工作人员的身体健康极为不利。

发明内容

针对上述缺陷问题，本发明提供了一种功能全、成本低、性能优的地质探矿钻孔用钻孔粉及其制备方法。

本发明提供的技术方案是：

地质探矿用钻孔粉，包括以下重量份的原料：

膨润土              700～750份，

乳液聚合物          40～60份，

磺化褐煤            70～100份，

水解聚丙烯腈铵盐    40～70份，

润滑剂              20～100份，

重晶石              40～60份。

具体的，地质探矿用钻孔粉，包括以下重量份的原料：

膨润土              710份，

乳液聚合物          45份，

磺化褐煤            90份，

水解聚丙烯腈铵盐    60份，

润滑剂              40份，

重晶石              55份。

具体的，所述膨润土符合钻井液材料规范GB/T 5005-2010中钻井级膨润土要求。

具体的，所述乳液聚合物为液体高分子聚合物，其分子量在500万以上。

具体的，所述润滑剂为水溶性液体产品，极压润滑系数降低率大于80%。

本发明还提供了一种地质探矿用钻孔粉的制备方法，包括以下步骤：

1）选用如下重量份数的原料：

膨润土              700～750份，

乳液聚合物          40～60份，

磺化褐煤            70～100份，

水解聚丙烯腈铵盐    40～70份，

润滑剂              20～100份，

重晶石              40～60份；

2）将所需要量的膨润土、磺化褐煤、水解聚丙烯腈铵盐、重晶石加入混拌机中搅拌均匀；

3）在搅拌下，向步骤2）中均匀喷洒所需要量的润滑剂、乳液聚合物，喷洒完毕后继续搅拌30～40分钟即可得到地质探矿用钻孔粉。

本发明地质探矿用钻孔粉的技术优势在于：

本发明在使用过程中不会出现粉尘颗粒，便于现场操作。本发明是加入液体类的润滑剂实现低粉尘（加入水也可以实现低粉尘，加水的弊端是膨润土极易结块，同时在现场应用过程中不易分散在钻孔泥浆中）。所添加的液体类润滑剂能够浸润到膨润土中，首先被侵润的膨润土在使用过程中不会出现粉尘颗粒飘散在空气中，便于现场的使用；其次由于膨润土表面侵润了一层润滑剂，配制成钻孔泥浆后，一部分润滑剂分散在水中，可吸附于钻具表面形成一层润滑膜，另一部分粘附于膨润土表面使膨润土也具有一定润滑性，因此在钻孔过程中可有效降低钻进的阻力，缩短施工周期；再次，由于被浸润的膨润土表面形成了润滑膜，从而使膨润土表面光滑，彼此聚结成块的几率降低。

本发明所加入的乳液聚合物同样被膨润土所吸附，该乳液聚合物分子量500万以上，属于大分子聚合物，可包被岩屑、钻屑等有害固体物质，具有良好的包被抑制和携砂效果。与水解聚丙烯腈铵盐配合使用，不仅可以调节钻孔泥浆的流变性能，增强粘土的携砂携岩能力，而且也可以增强其抑制性，从而阻止了孔壁的坍塌，保障了钻孔施工的安全进行。

本发明所加入的磺化褐煤是一种多官能团的阴离子型大分子，吸附基团（如-OH、-CO、-OCH₃）能和膨润土以及润滑剂上的-OH、-COO进行氢键的吸附形成一层水化膜，从而降低滤失量。

本发明配制简单，使用方便，无需技术人员现场指导，只需按照使用说明添加进钻孔即可快速的完成钻孔工程,不仅节约了技术成本,而且也缩短了工程周期。

本发明的产品一剂多效，适用性强，利于环保，配制成本低廉且配制方法简单易于操作。

具体实施方式

实施例1

一种地质探矿用钻孔粉的制备方法，包括以下步骤：

1）选用如下重量份数的原料：

膨润土              710份，

乳液聚合物          40份，

磺化褐煤            90份，

水解聚丙烯腈铵盐    60份，

润滑剂              45份，

重晶石              55份。

其中，所述膨润土符合钻井液材料规范GB/T 5005-2010中钻井级膨润土要求。

其中，所述乳液聚合物为液体高分子聚合物，其分子量在500万以上，优选的采用专利号为“CN201010211669.7”、发明名称“高分子乳液聚合物及其制备方法”所提供的技术方案获得的乳液聚合物。

其中，所述润滑剂为水溶性液体产品，极压润滑系数降低率大于80%，优选的采用专利号为“201010142168.8”、发明名称为“改性脂肪酸酯及其制备方法与应用”所提供的技术方案获得的改性脂肪酸酯。

2）将所需要量的膨润土、磺化褐煤、水解聚丙烯腈铵盐、重晶石加入混拌机中搅拌均匀；

3）在搅拌下，向步骤2）中均匀喷洒所需要量的润滑剂、乳液聚合物，喷洒完毕后继续搅拌30～40分钟即可得到地质探矿用钻孔粉。

实施例2

与实施例1不同的是：

选用如下重量份数的原料：

膨润土              700份，

乳液聚合物          46份，

磺化褐煤            78份，

水解聚丙烯腈铵盐    44份，

润滑剂              43份，

重晶石              55份。

实施例3

与实施例1不同的是：

选用如下重量份数的原料：

膨润土              730份，

乳液聚合物          60份，

磺化褐煤            88份，

水解聚丙烯腈铵盐    66份，

润滑剂              48份，

重晶石              53份。

实施例4

与实施例1不同的是：

选用如下重量份数的原料：

膨润土              750份，

乳液聚合物          51份，

磺化褐煤            93份，

水解聚丙烯腈铵盐    65份，

润滑剂              60份，

重晶石              52份。

    最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (6)

1.地质探矿用钻孔粉，其特征在于，包括以下重量份的原料：

膨润土              700～750份，

乳液聚合物          40～60份，

磺化褐煤            70～100份，

水解聚丙烯腈铵盐    40～70份，

润滑剂              20～100份，

重晶石              40～60份。

2.地质探矿用钻孔粉，其特征在于，包括以下重量份的原料：

膨润土              710份，

乳液聚合物          45份，

磺化褐煤            90份，

水解聚丙烯腈铵盐    60份，

润滑剂              40份，

重晶石              55份。

3.根据权利要求1或2所述地质探矿用钻孔粉，其特征在于，所述膨润土符合钻井液材料规范GB/T 5005-2010中钻井级膨润土要求。

4.根据权利要求1或2所述地质探矿用钻孔粉，其特征在于，所述乳液聚合物为液体高分子聚合物，其分子量在500万以上。

5.根据权利要求1或2所述地质探矿用钻孔粉，其特征在于，所述润滑剂为水溶性液体产品，极压润滑系数降低率大于80%。

6.地质探矿用钻孔粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

1）选用如下重量份数的原料：

膨润土              700～750份，

乳液聚合物          40～60份，

磺化褐煤            70～100份，

水解聚丙烯腈铵盐    40～70份，

润滑剂              20～100份，

重晶石              40～60份；

2）将所需要量的膨润土、磺化褐煤、水解聚丙烯腈铵盐、重晶石加入混拌机中搅拌均匀；

3）在搅拌下，向步骤2）中均匀喷洒所需要量的润滑剂、乳液聚合物，喷洒完毕后继续搅拌30～40分钟即可得到地质探矿用钻孔粉。