JPH07509270A - 土壌支持流体組成物とその使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 土壌支持流体組成物とその使用方法 本発明は、基礎掘削工業、地下建造工業及びさく井におけるポーリング作業とト レンチング作業とに用いるための流体に関する。さらに詳しくは、本発明は土壌 支持（ｅａｒｔｈ　５ｕｐｐｏｒｔ）流体、それらの組成、及びそれらを製造し 、使用し、維持するための方法に関する。

建造物、橋、その他の構造物のための基礎及び支保工（ｓｈａｒｉｎｇ）の形成 と、ユーティリティ、バリヤー壁（ｂａｒｒｉｅｒ　ｗａｌｌ）、運搬路及び排 水系の設置のための掘削及び地下ポーリングとには、建造作業中に周囲土壌を支 持するために流体が用いられている。地下建造物を粒状で、不安定な、水飽和し た又はガス充填した土壌中で達成しなければならない場合には、ポーリング孔、 トンネル面又は掘削孔（ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ）に、スラリー又は泥（ｍｕｄ） としても知られる水性土壌支持流体を一時的に満たすことが慣習的に行われてい る。これらのスラリーは本質的に水、増粘剤及び掘削孔からの土壌固体から成る ものである。

これらのスラリーを製造するための通常の物質は例えばベントナイトとアタパル ジャイトのような粘土である。さらに最近では、このような粘土の代わりに又は このような粘土と組合せて、水溶性ポリマーが用いられている。これらの用途に 最も広（用いられる種類の水溶性ポリマーは、２０〜３０モル重量のアニオン電 荷密度を有する主として線状の又は非架橋の長鎖ポリマーとしての部分的に加水 分解したポリアクリルアミド（ＰＨＰＡ）である。この化学物質（ｃｈｅｍｉｓ ｔｒｙ）は液体の油中水滴エマルジョン形と乾燥形の両方で入手可能である。他 のポリマーにはグアーガム、キサンタンガム、セルロースポリマー及びこれらの ブレンドの乾燥形を含む。ＰＨＰＡを含めた、これらのポリマーの全ては完全に 水溶性及び／又は均質化可能性であるように最適化されている。

これらのポリマーは不溶なポリマー又は半水和ポリマーの塊又は微粒を形成せず に混合するように設計される。掘削孔又はポーリング孔中に該流体を導入する前 にこれらの物質を予備水和し、これらの物質の可溶化と均質化とを最大にするこ とが慣習的に行われている。これは、ポリマーの誘導系（ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ　 ５ｙｓｔｅａ＋）、再循環、撹拌及び処理を用いて、かつ流体を掘削孔又はポー リング孔中に導入する前にこの流体の成分の可溶化と均質化とを最大にするため に一定期間、調製した流体を熟成タンクを保持することによって達成されている 。

粘土スラリー又は泥は新鮮水中の約５〜１０重量％のベントナイト又は塩水中の 約５〜ｌＯ重量％のアタパルジャイトによって製造される。従来のポリマーを用 いる場合は、大抵の用途のために用量は一般に非常に少なく、約０．０１〜約３ ．０％の範囲内である。スラリーが粘土又はポリマーのいずれかと配合されると しても、目的は掘削孔の壁を安定化し、支持し、地下水及び掘削孔からのガスを 排除し、建造プロジェクトの進行を促進する粘稠な流体を製造することである。

これらの試みにおいて成功するための鍵は掘削作業中の掘削液（ｅｘｃａｖａｔ ｉｎｇ　ｆｌｕｉｄ）の周囲土壌中への漏出又は浸透を避けることである。この 流体が土壌中へ［例えば、砂質層（ｆｏｒｍａｔｆｏｎ）中へ］ｉ！出し、掘削 孔が充満する流体を保持できない場合には、掘削孔は崩壊し、地下水又はガスが 掘削孔に入る可能性がある。過剰な流体の漏出が層固体の間の自然に生ずる凝集 力をも破壊する可能性がある。この自然の凝集力の破壊は層を不安定にする。

先行技術では、土壌支持スラリーの粘度が＾ｍｅｒｉｃａｎ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕ ｍ　Ｉｎ５ｔｉｔｕｔｅによって規格化された粘度測定方法に従ってＭａｒｓｈ 　Ｆｕｎｎｅｌによって測定して、一般に約３０〜約４５秒／クォートの範囲内 に設計によって維持されている。この範囲の粘度は、先行技術の”工業的知識” によると、最も効果的であり、損傷が最も少ないと考えられた。

粒状の土壌固体の凝集力はスラリーの土壌結合係数（ｅａｒｔｈ　ｂｏｎｄｉｎ ｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）によって支配される。この土壌結合係数は、土壌 支持流体を掘削機上と掘削孔壁土の両方で掘削された土壌（ｅｘｃａｖａｔｅｄ 　ｅａｒｔｈ）に化学的かつ物理的に結合又は付着させる、土壌固体への組成物 の親和力である。この性質は、土壌の粒子が個々の粒子又は小塊に分離するので はな（、−緒に塊状に結合する傾向を保護又は改良する。この性質は粒状土壌固 体の塊が掘削機に低剪断付着することをも改良して、掘削孔からの土壌固体の搬 出をも容易にする。土壌結合能力（ｅａｒｔｈ　ｂｏｎｄｉｎｇ　ｃａｐａｃｉ ｔｙ）は、土壌支持流体が無機固体含有粘土を覆うか又は封入し、それによって 無機固体が水を吸着、吸収又は取り入れる傾向を減する能力としても表される。

粘土又は乾燥形の通常のポリマーを用いてスラリーを製造する場合には、この粘 土又はポリマー（粉状又は粒状）を水中に混入し、撹拌し、この混合物を均質化 し、ポーリング孔又は掘削孔と混合装置との間で該スラリーを運搬し、スラリー を処理して、砂と掘削された固体とを除去するために、特別な装置と方法とが必 要であった。この装置は通常、大きい混合と保持のタンク、撹拌機、ポンプ、ホ ース又は管、サイクロンデサンダ−（ｃｙｃｌｏｎｉｃ　ｄｅｓａｎｄｅｒ）及 び振動式ふるい分は機を含む。このような装置は太き（、比較的複雑であり、費 用がかかる。

幾つかのポリマーによっては、必要な投資を減じて、スラリーの取り扱いを簡単 化するために、混合と取り扱いの装置を簡単化することができた。スラリーの組 成と性質とに依存して、デサンディング装置と関連タンクなしに作業することが 可能である。例えば、非チキソトロープポリマースラリーを用いる場合に、これ が可能になる。しかし、先行技術では全ての乾燥形ポリマーは、ポリマーを上首 尾に予備水和し、均質で完全に溶解した形に混合するために、ある種の特別な装 置を必要としている。このような混合と予備湿潤の装置を用いる方法をここでは “間接的添加”と呼ぶ。

主要なスラリー添加剤として、通常の液体エマルジョンＰＩＩＰ＾（上記）を用 いる場合には、これは場合によってはポーリング孔又は掘削孔中に直接用えられ 、ポーリング孔中で水及び／又は流体と混合するためにドリリングツール（ｄｒ ｉｌｌｉｎｇｔｏｏｌ）又は掘削機が用いられている。しかし、これはエマルジ ョンＰＨＰＡ添加のために工業的に好ましい方法ではない。掘削孔又はポーリン グ孔中に導入する前にポリマーの完全な可溶化を保証するために、抽出装置（ｅ ｄｕｃｔｉｏｎ　ｕｎｉｔ）と水和タンクとが再循環ポンプと共に用いられる。

幾つかの産業において、乾燥ポリマーと比べた場合に、水との混合性と水中への 溶解性とに関して優れていると歴史的に考えられてきた、ＰＨＰＡの液体形では 直接の添加混合が可能であると主張されている。乾燥形ポリマーを充分とは言え ない装置で混合しようと試みる場合に起こりつるよりも小さい、ポリマーの凝集 及び消耗（ｖａｓｔａｇｅ）傾向を有するエマルジョンポリマーが奨励されてい る。直接添加用途においてエマルシコンＰＩ（Ｐ＾とポリマー分散液との完全な 転化（ｉｎｖｅｒｓｉｏｎ）を達成するために不充分な剪断が与えられる。この ことが実際に、先行技術においてポリマーの不完全な転化と不活化とによる添加 ポリマーのかなりの消耗を生じている。

種々な産業界が液体エマルジョンＰＩＩＰ＾の不完全な転化と不活化の問題を広 く認識して、対処しているとは言えない。一部の製造者と消費者とがエマルジョ ンポリマー中に含まれる疎水性界面活性剤と鉱油とによって生ずる水和と可溶化 との問題を報告している。例えば、エマルジョン中の不充分な転化系によるポリ マー転化の遅延と、エマルジョンミセルを完全に破壊して、エマルジョンパッケ ージからポリマー鎖を発達させるには不充分な混合剪断とのような問題も認めら れている。エマルジョン中に含まれる界面活性剤と油とがエマルジョンベースの （ｅａ＋ｕｌｓｉｏｎ−ｂａｓｅｄ）ＰＩＩＰ＾から完全には解離しないことも 認められている。このことは活性ポリマー部位の被覆及び／又は遮蔽（ｂｌｉｎ ｄｉｎｇ）によって性能効力を低下させる。

産業界の一部は完全な均質化と可溶化とを保証するためにエマルジョン形と乾燥 形の両方のＰＩＩＰ＾の予備混合のための、例えばＥｃｈｏｌｓポンプのような 、高剪断ポンプ又は遠心ポンプの使用を薦めている。これらの問題を特に扱って いる１刊行物はカダスター（＾、　Ｇ、　Ｋａｄａｓｔｅｒ）とギルド（Ｇ、　 Ｊ、　Ｇｕｉｌｄ）、＾ｍｏｃｏ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏ、　：　n ン：（Ｇ、Ｉｌ、１Ｉａｎｎｉ）、＾ｍｏｃｏ　Ｎｏｒｗａｙ　Ｏｉｌ　Ｃｏ、 　：及びシュミット（Ｄ、　Ｄ、　Ｓｃｈｍｉｄｔ）、＾−盾■ ｏ　Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　Ｃｏ、による”Ｆｉｅｌｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏ ｎ　ｏｆ　ＰＨＰＡ　Ｍｕｄｓ”　（ＳＰＥ　Ｐｒｅｓｅｎ狽≠狽■ ｏｎ、　１９８９．テキサス州、サンアントニオ）である。

ポーリング孔又は掘削孔中でポリマーを迅速に混合し、生ずることができること は、費用がかかる、厄介な混合処理装置の必要性を除（ので有利である。このこ とはドリルし、掘削して、支柱（ｐｉｅｒ）、檗、パッド、さく井（ｗｅ　１１ 　）等を建造するために要する時間を有意に短縮する。

ポリマーを用いる場合に常に、ポリマーを水中又は土壌掘削流体中に混入するこ とにおける主要な目的は、均質な溶液及び混合物を形成して、できる限り迅速に ポリマーの完全な分散と溶解とを達成することである。水中又は流体中でのポリ マーの完全な溶解と均質化は、最適な性能のための鍵であると考えられている。

凝集塊、ポリマーストリング（ｐｏｌｙｍｅｒ　ｓｔｒｉｎｇ）、“フイッンユ アイ”、ゲル、ミクロゲル、微粒又は塊状物のいずれの形状であるかに拘わらず 、あらゆる種類のポリマーの不完全な均質化は不利益かつ不経済であると見なさ れている。スラリー中の不完全水和ポリマーの存在を回避することが、流体の設 計と混合の実施との第１目的であった。

ベントナイトはスラリー製造に用いられる主要な物質であるが、ベントナイトス ラリーは汚染物質としてますます規制されるようになり、その結果、廃棄費用が 上昇している。現在、ベントナイトスラリーは一般に建造又はドリリング部位か ら取り出して、指定塩め立て地に、又は地方当局と認可に従って廃棄しなければ ならない。この付加的な費用は、ベントナイトスラリーの混合処理装置の高い資 本経貸と複雑さと共に、地下建造産業とドリリング産業におけるポリマー、特に 液体エマルジョンＰＵＰ＾の使用の増加を促進している。

現在の“工業的知識”によると、エマルジョンＰＨＰ＾はプロセス装置（ｅｑｕ ｉｐｍｅｎｔｔｏ　ｐｒｏｃｅｓｓ）をあまり要せず、低汚染性（ｌｅｓｓ　ｐ ｏｌｌｕｔｉｎｇ）と見なされている。しかし、エマルジョンＰＨＰＡは精製炭 化水素油と界面活性剤とを含むので、異なる種類の環境汚染問題を生ずる。この 油と界面活性剤−汚染問題はご（最近認識された又は広（考えられるようになっ た。ＥＰ＾、その他の規制当局は、石油（ｏｉｌ）とガスのドリリングにおける これらの炭化水素の有意な毒性を認識し始めている。

ＰＨＰ＾エマルジョンは、炭化水素を環境中に遊離するのみでなく、現場での火 災の危険性が考えられると認識され始めている。エマルジョンポリマーが貯蔵さ れている現場では、特別なフェンスと警告とが現在要求される。

ポーリング、ドリリング及びトレンチング（非鉱物性（ｎｏｎ−＋ａｉｎｅｒａ ｌ　ｂａｓｅｄ）スラリー中で）においてしばしば経験される問題−ｍ−浸透性 土壌層中への土壌支持流体漏出の問題は殆ど理解されていない、即ちこの問題へ の対応策は殆ど提供されていない。この浸透又は０流体漏出（ｆｌｕｉｄ　１ｏ ｓｓ）”は例えば砂又は砂利のような、粒状の浸透性土壌及び割れて、裂は目が できた層では一般に生ずる。流体漏出は掘削、ドリリング又は建造のプロセスを 重度に妨害する可能性がある。過度の流体漏出は掘削の不安定化、地下水の汚染 、掘削とポーリングのプロジェクトの遅延、安全性問題の増加並びにスラリー、 スラリー添加剤、コンクリート、セメント、グラウト等の消費量の増加の主因に なる。

流体漏出の極端な場合は掘削孔中にベントナイト、シルト及び／又は他の利用可 能なコロイドを投入することによって、又は掘削孔の層界面（ｆｏｒｍａｔｉｏ ｎ　１ｎｔｅｒｆａｃｅ）に鉱物強化（ｍｉｎｅｒａｌ−ｅｎｈａｎｃｅｄ）フ ィルターケーキを形成しようと試みた天然シルト（ｎａｔｉｖｅ　５ｉｌｔ）及 び粘土のポーリングによって対処されている。微粒状砂に鉱物性又は鉱物補充ス ラリーを用いる場合には、土壌中の間隙が小さいので、スラリー中に分散した鉱 物コロイドが流体の制御を改良することができる。しかし、鉱物性又は鉱物補充 スラリーは、それらが形成する厚いフィルターケーキのために、ポーリング孔の ゲージを縮小することになる。このゲージ縮小は掘削孔及びポーリング孔中に設 けられる、形成される構造体又はケーシングの直径を減することになる。同様に 、鉱物性又は鉱物補充フィルターケーキは形成される構造体又はケーシングの形 態に不利な影響を与える可能性がある。さらに、コンクリートと周囲土壌との間 の界面における間断ない反応性かつ水和可能なコロイドのソースとしての鉱物性 又は鉱物補充フィルターケーキは、形成された又は注入された構造体がそれらの 負荷容量（ｌｏａｄ−ｂｅａｒｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔｙ）のために依存する周 面摩擦（ｓｋｉｎ　ｆｒｉｃｔｉｏｎ）を減する可能性がある。摩擦減少はこれ らの構造体上の不安定性、運動及び応力を高め、地下構造体とそれらの上に存在 する地上構造体（ｓｕｐｅｒ−ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を損傷する可能性がある。

ベントナイト又は池のケーキ形成無機コロイドを含まない、ポリマーベースの（ ｐｏｌｙｍｅｒ−ｂａｓｅｄ）スラリーでは、流体漏出の制御が達成されていな いか又は不充分に達成されているにすぎない。溶解した水溶性ポリマーは粒状土 壌中の間隙を閉塞することができず、又はベントナイト及び無機コロイドが形成 することができるようなフィルターケーキを形成することができない。鉱物コロ イド、例えば掘削孔からスラリー中に含まれる天然粘土とシルトのような、同様 なコロイド若しくは微粒状物質を加えずに流体漏出を制御することは不可能であ った。

図１はＭａｒｓｈファンネル粘度（ｆｕｎｎｅｌ　ｖｉｓｃｏｓｉｔｙ）対ＣＤ Ｐ用量のグラフである　ｍＣＤＰ”なる用語は、ＫＢ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅ ｓ　Ｌｔｄによって販売される、本発明の範囲内のポリマーベースの製品の商品 名を意味すると理解すべきである。

図２は本発明の組成物と方法とを用いた、粘度発達効率の比較を示すチャートで ある。

図３は先行技術の組成物と方法に比較した、本発明の組成物と方法による流体漏 出の制御特性のグラフである。図３は本発明の組成物と方法による流体漏出制御 に対する及び先行技術の組成物と方法に対する水和時間の影響をも、両方ともベ ントナイトに比較して示す。

図４は本発明の好ましい実施態様及び先行技術の組成物の等しい水和時間（３０ 分間）における濾過制御性能対時間を示すチャートである。

図５はＣＤＰスラリー下でドリルした微粒状砂の抽出試験からの周囲摩擦／セル 圧力のピーク値のグラフである。

図６は種々な物質の周囲負荷移動係数（ｐｅｒｉｍｅｔｅｒ　１ｏａｄ　ｔｒａ ｎｓｆｅｒ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）のグラフである。

図７は高い用量範囲におけるＣＤＰ対エマルジョンＰＩＩＰ＾の粘度発達係数の グラフである。

図８は２４時間接触時間の平均の標準化した周囲剪断力の比較のグラフである。

本発明は水溶性で、水膨潤性の水和可能性及び／又は水分散性物質と、土壌支持 流体の製造と保持のためのこの物質の使用方法である。この土壌支持流体はその 中に懸濁した、部分的に溶解した、若しくは水和した、若しくは分散性の合成ポ リマー、天然ポリマー若しくは改質天然ポリマー：合成及び天然の樹脂とラテッ クス；並びに上記物質のあらゆるグラフト及びブレンドを、界面活性剤若しくは 水和抑制剤と共に又は界面活性剤若しくは水和抑制剤なしに含む。この土壌支持 流体は商業的な鉱物性コロイドを加えずに製造され、保持されて、流体漏出抑制 を示し、好ましくは下記性質：ポーリング孔又は掘削孔の壁の安定化、土壌固体 の封入、掘削された土壌の凝集性改良、及び掘削孔中に形成される地下構造体の コンクリート対土壌の界面における周囲負荷移動の改良された発生の１つ以上を 示す。本出願のために、“周囲負荷移動”、“周囲剪断”及び“周面摩擦”なる 用語が相互交換可能に用いられることを理解すべきである。

本発明の好ましい実施態様は、本発明のポリマーの分子量とアニオン電荷密度と の組合せによって、掘削された土壌固体、特に砂と砂利の改良された凝集性によ って表現される改良された土壌結合特性を示す。土壌結合性と凝集性のこの改良 は掘削作業、特にオーガードリリング（ａｕｇｅｒ　ｄｒｉｌｌｉｎｇ）を促進 させ、大きな生産性を生ずる。

本発明の物質は、その特性［そのイオン電荷密度、分子量、化学組成、架橋、界 面活性剤処理、物理的粒度分析、粒形、可塑性、水和特性、溶解特性］をひとつ または任意に組み合わせることにより、本願で定義した方法に従って使用する際 に流体漏出制御を提供し得る。本方法では、一部一水和または機能性の不溶粒子 （以後、「微粒（ｐｅａｒｌｓ）Ｊまたは「塊（ｍａｓｓｅｓ）Ｊと称する）を 、掘削またはドリル工程時、常にまたは必要な特定の時間、スラリー中に分散さ せる。

本発明の「ゲル塊（ｇｅｔ　ｍａｓｓｅｓ）Ｊまたは「微粒」は、水和時に形成 される。これらの塊は、平坦な形状（例えば、ポテトチップ状）、楕円形、長い 指状及び変形可能な小球を含むが、これに限定されない種々のサイズ及び形に形 成される。

水和または水和化塊の寸法は、現在使用可能な材料に関しては１００ミフロン〜 １００關を変動し得るが、水和工程時に一緒に融合した複数の個々の塊から形成 されている場合はもっと大きくてもよい。もっと大きい水和または水和化塊は、 水和化塊の前駆体である大きい乾燥粒子を製造するための乾燥組成物の製造時に 変形することにより可能である。一番小さい水和化塊は、大きな水和化塊の解離 または微細分割した乾燥組成物の粒子を直接水和化することにより製造される。

流体中に存在する場合、塊は、一部または完全に水和され得る。塊は変形可能で あるのが好ましい。この変形可能性により、塊は、粒状の浸透性の層の間隙空間 に入り、これを収縮させるかまたは閉塞させ易くなる。この機構により流体漏出 を制御する。

この塊は、完全に水溶性である組成物の場合には、塊が完全に永和及び溶解する のに必要な時間に対応して、流体中で有限の予想寿命を有し得る。水和可能であ るかまたは水−膨潤可能な組成物に関しては、塊は水和相欠いで解離相へ進行し てもよい。水和相にある間、塊は通常太き（なり、次いでそのうち解離し始め、 流体中で多くの小さな水和粒子または水和コロイドを形成し得る。

粒状土壌中の間隙を閉塞させ、それによって周囲の土壌に土壌支持スラリーの浸 出を遅延化させる塊を形成する水和化または一部一水和した天然及び合成ポリマ ーが好ましい。土壌結合能を示すポリマーが好ましい。「周辺負荷移動係数」と しても表現される、層とコンクリートを強（結着し得るポリマーも好ましい。

流体漏出を制御するため、または浸透性層中で最適に間隙を閉塞させるために、 過渡的若しくは分解可能な微粒若しくは塊を形成するため、またはより安定な微 粒若しくは塊を形成するためにポリマー性で樹脂状物質の能力は、物質の製造若 しくは加工時または野外で流体の製造時に於いて、以下の：（ａ）永和を遅延さ せ、溶解性を低下させ及びブランチングを増加させるために物質を一部架橋させ る； （ｂ）水和を遅延させ、及び溶解性を低下させるために物質を高度に架橋させる ：（Ｃ）水和を遅延させるために、界面活性剤、コーティング、ミクロ封入化ま たは物理的加工により物質を（ｉｎ−ｓｉｔｕ同時添加を含む）表面処理する； （ｄ）水和を遅延させる添加助剤（ｃｏ−ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）（例えば、電解 質、二価カチオンなど）と物質をブレンドする； （ｅ）水和可能な物質に関して水和速度及びスラリー中の半一水和化粒子の大き さに影響を与える乾燥物質の粒径を最適化するために造粒、フレーキング、凝集 及び分類し、造粒及びサイズ分類は不溶または可塑性粒子の間隙を閉塞させる性 能にも太き（影響を与える： （ｆ）コポリマー形成可能な界面活性剤は親水性の傾向に影響を与えるポリマー 主鎖中に取り込まれる： （ｇ）両性または両性電解質（ａｍｏｐｈｏｔｅｒｉｃ、　ａｍｐｈｏｌｙｔｉ ｃ）構造を製造するために重合する： （ｈ）最適の目的物質を形成するために一緒に物質をグラフトする。及び（ｉ） 水への溶解を遅延させるために疎水性若しくは半一疎水性または、非水溶性物質 を取り込む 方法のひとつ以上により達成される。

本発明の範囲には、その中に複数の水和または水和化ポリマー塊が存在する連続 液相を含む流体を製造するように製造され、次いで使用されるブレンド及びグラ フトを含む、合成、天然及び改質天然ポリマーが含まれる。このような物質の例 としては、合成ポリマー、多糖、ガム、バイオポリマー及びそれらの組み合わせ が挙げられる。本発明の好ましい態様に於いて、アニオン性のポリアクリルアミ ドコポリマーは、流体中に分散した永和または水和化塊の連続流体相と不連続相 の両方を形成する。池の態様に於いて、天然ポリマーまたは改質多糖の永和また は水和化塊を溶解化アニオン性ポリアクリルアミドコポリマーの連続流体相中に 懸濁させる。

本発明のポリマーは、（特定のフレーク状の製品の場合）０．０１５ｍ〜５ｈａ のサイズを変動する乾燥粒子及び、一般にＯ，Ｏ１ｍ■〜１０．　ｈａ、及び最 も利用可能な製品の場合には、大部分が０．１０＋ｌ■〜２．５ｍ１１の粒子を 固体粒状、フレーク状または凝集状態で添加するのが好ましい。これらの物質は 全て、初期水和が起きるとより大きくなるが、結局、解離により水和化粒径は小 さくなる。

本発明のポリマーは、１クオート当たり約３５〜約３００秒、より好ましくは１ クオート当たり約４０〜約１２０秒を変動するＭａｒｓｈ　Ｆｕｎｎｅｌ粘度を 有する粘稠な流体を形成する。粘度が高いことは、本発明の重要な特徴である。

粘度、ポリマーの選択及びポリマー用量は、土壌層（ｅａｒｔｈ　ｆｏｒｍａｔ ｉｏｎ）の反応性、水和能力、粒度及び間隙率に関連して特定される。得られた スラリーは、約７０ミクロン以上の処理された（ｄｉｓｔｕｒｂｅｄ）土壌の固 形分の沈降並びに追加の新しいポリマーの分散を可能にさせねばならない。

本発明は、流体漏出を制御し、掘削された層を安定化し、掘削機による土壌の掘 り出し及び除去を改善し、コンクリートと層との間の摩擦係数を強めるポリマー を含む土壌支持流体の配合及び使用方法を含む。本方法は、土壌支持流体または ドリル流体が、垂直、傾斜または水平のポーリング孔、トンネル、トレンチまた は他の掘削孔に使用される地下建設作業、掘削、及びさく共時に使用し得る。

この流体組成物中の物質の割合は、水またはスラリーの容積をもとにして物質の 乾燥重量で１．３当たり０．１〜ｌｏｏｋｇを変動し得る。流体のＭａｒｓｈ　 Ｆｕｎｎｅｌ粘度は、好ましくは３５秒〜３００秒／クォート、より好ましくは ４５〜１２０秒／クォート、最も好ましくは５５〜１００秒／クォートを保持す る。図１は、本発明の一態様に関してＭａｒｓｈ　Ｆｕｎｎｅｌ粘度対ポリマー 用量を示すチャートである。

本方法は、その中に水溶性、水−膨潤性、水和可能な及び／または水−分散可能 な組成物を懸濁させた水性スラリーを土壌支持流体として配合することを含む。

この土壌支持流体は、その中に一部溶解させた及び／または水和させた及び／ま たは分散可能な合成または天然ポリマー、樹脂及び／またはラテックス、並びに 上記組成物の全グラフトを懸濁させたものを含む。組成物の分子量は、例えばＩ Ｏ，０００〜４０．０００．０００以上の広範囲を変動し得る。しがしながら本 発明は、分子量が１０ｏ、　ｏｏｏ以上、好ましくは百方以上、最も好ましくは １０．０００．０００を超えるアクリルアミドコポリマーを使用すると、最も有 効であることを知見した。コポリマーのアニオン化度（ａｎｉｏｎｉｃｉｔのは 、重合時のアクリルアミドの加水分解から、またはアクリル酸、メタクリル酸、 マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、ビニル酸若しくはスチレ ンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸（八ＭＰＳ ）など及びそれらの水溶性塩を含むアニオン性モノマーとアクリルアミドとの共 重合から得られる。好ましいアニオン性モノマーは、アクリル酸、メタクリル酸 、マレイン酸、ビニル若しくはスチレンスルホネート及び八ＭＰＳまたはそれら の塩である。アクリルアミド及び／または他の非イオン性モノマーと、１種以上 のアニオン性モノマーとを含むコポリマーは、本発明の範囲内である。

ポリマー中のコモノマーのモル百分率は、全部で１００％までになる条件で、特 定の範囲内を変動し得る。アニオン性電荷密度は、ポリマー巾約５％〜９０％、 好ましくは１０％〜８０％、最も好ましくは３５％〜６５％を変動し得る。コポ リマーの組成物、アニオン化度及び分子量は、所望のドリル、ポーリングまたは 掘削及び土壌支持機能を達成するために、特定の土壌層及び水の条件に関して最 適化され得る。

本発明のアニオン性コポリマーは、両性電解質ポリマーを形成するポリマー中に 特定のカチオン性モノマーを導入することによりさらに改質し得る。カチオン性 モノマーは、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、四級化ジメチルアミノエ チル（メト）アクリレート及びＮ、Ｎ−ジエチルアミノプロピル（メタクリルア ミド）及びそれらの組み合わせからなる群から選択される。四級化剤は、塩化メ チルまたはジメチルサルフェートであり得る。

本発明を実施するのに使用する非イオン性モノマーは、アクリルアミド、メタク リルアミド、Ｎ−ビニルピロリドン、酢酸ビニル、スチレン、Ｎ−ビニルホルム アミド、Ｎ−ビニルアセトアミドまたはこれらの混合物からなる群から選択され る。

アクリルアミドが特に好ましい。

水不溶性／疎水性モノマー（例えば、Ｃ３〜Ｃ！。長鎖アルキレート、ヒドロキ シアルキレート及びＮ−アルキル置換アクリルアミド）の少量を、本発明のコポ リマーに配合することもできる。これらの疎水性基は、水性溶液中で互いに会合 して、分子内／分子性会合を形成する。結果として、溶液粘度は増加し、粘度は 、疎水性基を含まないポリマーと比較して塩に対して比較的非感受性である。

モノマーの重合は、架橋剤の存在により実施し、架橋または分岐組成物を形成す る。架橋剤は、二重結合及び反応性基、２個の反応性基または２個の二重結合の いずれかを有する分子を含む。架橋剤は、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド 、Ｎ、Ｎ−メチレンビスメタクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メト） アクリレート、グリンジルアクリレート、アクロレイン、メチオアクリルアミド 、アルデヒド、グリオキサール、ジアリルアミン、トリアリルアンモニウム塩、 アンモニア、Ｃｌ−Ｃ２５アミン（ジアミンまたはトリアミンを含む）、エビク ロロヒドリン、ノエポキシ化合物など及びこれらの混合物を含む群から選択され 得る。架橋または分岐は、架橋剤を使用する場合、ポリマー鎖中のモノマー単位 の内外分子反応に依存する。架橋剤は、得られるポリマーが水溶性であるかまた は水和可能である限り、架橋または分岐組成物を確実に得るために十分な量で使 用すべきである。

全分子量をベースとして、好ましくは０．００１％〜２０％、より好ましくは０ ．０１％〜１０％を目的として使用する。本出願のこれらの物質の割合は、水ま たはスラリーの容量に対するポリマー乾燥重量でｌ　ｍ３当たり０．０１〜３０ ０ｋｇを変動し得る。

ポリマー流体のレオロン−特性は、架橋の型、度合い及びアニオン化度により強 く影響を受ける。図２は、本発明の組成物及び方法を使用する粘度効果の比較を 示すチャートである。

組成物の微粒または塊は、掘削流体中で有限且つ制限可能な予想寿命を示し得る 。この予想寿命は、掘削流体の組成物の化学的特性、化学的及び物理的特性をベ ースとして、数分〜数週間を変動し得る。組成物の塊の予想寿命は、以下の化学 的機構 （１）架橋及び／または分岐の度合い：（２）架橋及び／または分岐方法； （３）組成物の溶解度、及び／または親水性／疎水性の性質：及び（４）組成物 への添加助剤の添加及び／または表面処理のいずれかひとつまたは組み合わせに より制御され得る。

組成物の塊の予想寿命は、剪断応力への暴露、カチオン若しくは電解質への暴露 、土壌固形分への暴露が続いたり、または経時で水和が継続されたことにより、 積極的または消極的のいずれかに１ｎ−ｓｉｔｕで影響を受け得る。組成物の微 粒または塊は、掘削流体内で独立して存在し、且つ本発明の要約に示されている 特徴を保持する不連続構成成分または要素として定義され得る。これらの微粒ま たは塊は、掘削層に対して流体漏出を減少させる重要な特徴を流体に付与する。

層の界面で層の間隙率を減少させる組成物の微粒または塊の性能は、層の間隙に 微粒または塊を引き込み、完全または部分的に閉塞させて、これらの間隙をシー ルさせることにより達成される。

これらの組成物の微粒または塊が互いに形成されるにつれて、これらは流体漏出 を減少させるための間隙口を収縮または閉塞させる。合成または天然ポリマー及 び／または樹脂のフィルターケーキまたはマトリックスシールが形成される。

このフィルターケーキまたはシールは、水溶性ポリマーまたは樹脂を取り込み、 濾過制御及びフィルターケーキ構築をさらに改善する。これらの微粒または塊の 最適化は、流体またはフィルターケーキの特徴的な特性に対して重要である。合 成または天然ポリマー若しくは樹脂またはそれらの組み合わせのこれらの組成物 の微粒または塊により、本発明の一方法で使用する際に、流体の設計がらベント ナイト、スリット及び／または他のコロイド物質を除去できる。

微粒または塊、ポリマー及び土壌間の相互作用により、流体柱（ｃｏｌｕｍｎ） の壁部上にフィルターケーキが形成する。ポリマーのフィルターケーキは、層中 の安定な側壁の保持を有意に支持する。側壁の安定化は、層への流体漏出の減少 、壁ケーキ及び１ｎ−ｄｅｐｔｈマトリックスシールを介して伝播された静圧示 差（ｈｙｄｒｏｓｔａｔｆｃｐｒｅｓｓｕｒｅ　ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ）、 及び流体の強い土壌結合能により促進される。

本発明により製造されるポリマーフィルターケーキは、周囲の層に対して流体漏 出をかなり減少させる。層への流体漏出は、層を水和し、層の固形物間の自然の 凝集力を崩壊させる。凝集力の損失により、側壁が抜は落ち、陥没する。ポリマ ーのフィルターケーキは、層の水和を減少させ、ケーキ中にわたって静圧示差を 保持することにより従来公知のものよりもかなり安定な掘削を保持する。

図３は、本発明の好ましい態様及び２種類の他の市販の建築ドリル用スラリー製 品の流体漏出制御対水和時間を示す。図３に示されている水和時間は、ポリマー を混合水中に導入してから、濾過試験を開始するまでに経過した時間である。

市販品は、約３．　ＯＯＯＲＰＭで単波形ディスク羽根車で低剪断で混合した。

製品を５〜ｌＯ分間攪拌し、残りの水和時間では攪拌しなかった。ベントナイト を高剪断で混合すると、良好に分散できた。試験は、公称６０ミクロンの孔径で 、透過率２０ダルシー（ｄａｒｃｉｅｓ）を有する、既製の人工サンドストーン ディスク、１／４”厚さに対して５ｐｓｉ示差圧力で実施した。

図４は、両方のポリマーが等しい水和時間を有する際の、従来法のポリマー流体 の濾過制御に対して本発明の好ましい態様の濾過制御性能を比較するチャートで ある。

本発明の好ましい態様において、ポリマー物質は、流体中、ポーリング孔または 掘削孔の孔内に直接添加することにより導入し、掘削機またはドリル工具は、池 の特別な混合若しくは予備混合装置または方法を使用せずに、１ｎ−ｓｉｔｕで 流体を混合するのに使用する。

本発明のもう一つの好ましい態様において、土壌支持スラリーを製造するのに使 用する物質は、１ｎ−ｓｉｔｕで流体を混合するのに排他的に使用する掘削機ま たはドリル工具を使用せずに、ポーリング孔または掘削孔の孔部に間接的に導入 する。

物質は、池の特別な混合、予備混合装置、ホッパーまたは他の間接的方法を使用 して系に添加する。

本発明のポリマーの電荷密度特性は、流体の土壌結合能力の主要な因子である。

土壌結合能力は、ポリマーのまたは物質の性能であり、露出されたまたは掘削さ れた土壌に結合し且つ安定化する能力である。この親和性は、側壁の安定化、ポ ーリング孔のゲージ及び掘削した土壌の除去を改善するように機能する。アニオ ン電荷富度またはポリマー中アニオンに帯電したペンダント単位の割合は、土壌 結合能の度合いに大きく寄与する。

本発明の好ましい一態様に於いて、多量の土壌の積載を保持し且つ除去するため の、掘削運搬能力（ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ　ｃａｒｒｙｉｎｇ　ｃａｐａｃｉｔ ｙ）または掘削機若しくは系の能力は、スラリーの土壌結合能力によりかなり改 良される。改良された土壌結合能力により、従来法による物質を使用したときに 従来成功裏にいかなかった掘削機を使用しても、掘削した固形物または土壌が除 去できる。改良された掘削運搬能力により、掘削作業の効率が上がる。

本発明の好ましい態様において、ポリマーは、水和を遅延させるために疎水性界 面活性剤でさらに処理するか、物質をブレンドすることにより処理した、水溶性 または一部水溶性または水和可能なまたは水−分散可能な、直鎖、分岐、架橋、 −非架橋またはグラフトされた物質である。疎水性界面活性剤は、１ｎ−ｓｉｔ ｕの添加助剤、コーティング、ミクロ封入化または物理的加工により添加し得る 。

本発明のポリマーが非架橋で水溶性、一部水溶性、水和可能であるか、または水 −分散可能である場合、粒度測定、親水性度／疎水性度、分子量、溶解速度及び 他の因子は、流体漏出を抑制するために一時的な水和相（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ 　ｈｙｄｒａｔｉｏｎａｌ　ｐｈａｓｅＸポリマーが、別個に一部溶解している か、または溶解している塊若しくは微粒として流体中に懸濁する期間）を利用す る方法と組み合わせる。

疎水性界面活性剤は、製造時にポリマー中に、ポリマー粒子内部の乾燥した隙間 成分として、または水和を遅延させ且つ任意に架橋した微粒または塊を延長させ るために製造後の表面処理として、導入し得る。疎水性界面活性剤は、約２〜約 ｌＯ１好ましくは８未満の範囲内のＨＬＢ（親水性／親油性バランス）値を有す る界面活性剤を含む。好適な界面活性剤としては、ソルビタンエステル、フタル 酸エステル、脂肪酸、グリセリド、グリセリンエステル並びにアミド及び、これ らのエトキシル化若しくはプロポキシル化したものが挙げられる。本発明の好ま しい態様は、少量の界面活性剤で処理した中程度に架橋したポリマーを包含する 。

本発明の好ましい一態様に於いて、微粒または塊は一時的である。微粒または塊 の一時的な性質は、ポリマーの架橋の型及び量により制御される。ポリマーの架 橋は経時で破壊し、微粒及び塊は分解する。水和、剪断及びイオン化はポリマー 全体を分解し、塊構造を破壊する。溶解性ポリマー、微粒及び塊の崩壊または分 解は、二価及び三価カチオン、酸化剤及び／または塩化物との接触により加速さ れ得る。微粒及び塊のこの崩壊または分解は、コンクリート、グラウト、セメン トまたは他の物質を柱、壁またはトレンチ内に設置する、建築及び他の業界に於 いて重要である。これらの用途において、側壁摩擦または側壁積載支持能力が重 要である。本発明は、側壁特性を有する非常に低い残存緩衝を提供し、これによ り、優れた構造完全性及び荷重支持能力を生み出すものである。

流体中並びに側壁境界での溶解化ポリマー、微粒及び塊９分解により、従来法の ドリル及び掘削流体方法に比して側壁摩擦係数がかなり改良される。図５は、従 来法及び好ましい態様のポリマーを使用してドリルした微細砂試験体用の掘削試 験由来の周辺摩擦／セル圧力をグラフ的に示している。スラリーの分解によって 、汚染物質の侵入、その中の間隙及び／または、最終構造物のコンクリート、セ メント、グラウトなどの直接汚染が減少するため、コンクリート、セメント、グ ラウトなどによる置換が改良され、優れた品質の最終構造物または充填物が得ら れる。

好ましい一態様に於いて、水和化または一部一水和化した天然及び合成ポリマー は、粒状土壌中の間隙を閉塞させる塊を形成し、これにより周囲の土壌中肉で土 壌支持スラリーの浸透が遅延する。土壌結合能を示すポリマーが好ましい。高い 層とコンクリートとの結合を示し、１周辺負荷移動係数」として表されるポリマ ーも好ましい。図６及び８を参照。

図８は、実験的にドリルしたシャフト中での２４時間の接触時間後に於ける本発 明の好ましい態様の周面摩擦の発達を示す。図は、好ましい態様は、周面摩擦の 発達においてベントナイトよりも性能が優れていたことを示す。本図は、図６と 比較した際に、アクパルツヤイト由来の配合されたスラリー及びエマルジョンＰ ＨＰ＾由来のスラリーは、完全流体漏出により実験的にドリルしたシャフト↓こ 於０てスラリーの柱を保持できなかった。本発明のポリマーは、２４時間、実験 的１こドＩＪルした／ヤフトに於いて流体を保持し得たスラリー配合物の最高の 周面摩擦を示した。

本発明のもう一つの好ましい態様に於いて、スラリーを製造するのに使用した物 質の乾燥粒子、フレーク、凝集物または結晶は、これらのサイズの開口部を有す るふるいでスクリーニングすることにより決定したように、Ｏ，０１ｍｍ〜５０ ｍ＋ｓ、好ましくは０．０１ｍｍ−１０，ｈｅ、最も好ましくは０．１０ｍｍ〜 ２．５ｍｍの大きさを変動する、種々のサイズの粒状物またはフレークからなる ように分類且つ製造される。スラリーを製造するために使用した物質の乾燥粒子 、フレークまたは結晶（ま種々のサイズである。物質は、種々のサイズの孔、小 空洞または割れ目を有する特定の型の粒状、小空洞のまたは割れ目の入った土壌 の層において流体漏出制御能を最適化するために、種々の粒径のサブレンジにお いて製造、分類及び選択される。より大きな粒径は、砂、砂利、氷河漂礫土のよ うな多孔質層に必要である。より小さな多孔質層、例えば水和可能な頁岩、粘土 及び沈泥には、より小さな粒径が必要である。粒径の選択は、種々の層に於いて 製品の効率を最大とするのに重要である。本発明の好ましい一態様に於いて、粒 状、フレーク状または凝集状のポリマーの粒径は０．０１ｍｍ〜５ｈｍ、好まし くは０．　Ｏ１ｗ〜１０．０ｍｍ、最も好ましくは０．１１１１Ｉ〜２．５ｍｌ １１を変動し、大部分の粒子は、０．４０ｍａ＋〜２．５市である。

本発明のすべての態様は、液状、即ち、エマルジョン（油連続または水連続）、 懸濁液状、分散状、固体状または溶液状で製造し、使用され得る。好ましい物理 的形態は、乾燥粒子、フレークまたは凝集体である。

本発明の好ましい一態様は、架橋前に測定した分子量が１００．０００を超え、 好ましくは百方を超え、最も好ましくは一千万を超えるアニオン化度が約３５％ 〜約６５％を変動するポリマーであって、アルデヒド、ジアミン及びトリアミン を含む０１〜Ｃ２６アルキルアミン及び／またはメチレンビスアクリルアミドを 使用して０．０１％〜１０％、やや架橋した該ポリマーである。ポリマーは、ア クリルアミドとアクリル酸若しくはマレイン酸、無水マレイン酸、またはフマル 酸、＾ＭＰＳ、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、メトアリルスルホン酸 及びそれらの塩並びにそれらの任意の組み合わせのコポリマーである。これらの 成分のモル比は、特定の層及び水の状態に関して所望のアニオン化度を達成する ために変動し得る。殆どの層の状態に於ける粒状ポリマーの粒径は、０．９１ｍ ｍ〜１０．　ｈａを変動し、大多数の粒子は０．１ｍｍ〜２．５＋ｎｍでなけれ ばならない。粘稠な土壌支持流体は、層の反応性及び間隙率に依存して、約３５ 〜３００秒以上を超えるＭａｒｓｈ　Ｆｕｎｎｅｌ粘度を有するのが好ましい。

すべての流体は、処理した土壌固形分並びに追加の新しいポリマーの分散を安定 させるためにできるだけ非ゲル性（ｎｏｎ−ｇｅｌｌｉｎｇ）でなければならな い。

実施例 本発明の乾燥粒状水溶性ポリマースラリーを、ワシントン州シアトルにおいて野 外試験にかけた。野外試験では、ビルの基礎工事用に２０本のソルジャーパイル を掘削した。新しい乾燥ポリマーは、３０％アニオン化度の平均電荷密度を有し 、従来使用されてきた工業用標準油連続相エマルジョンポリマーと比較して非常 に優れた性能を示し、ポーリング孔に対する流体漏出を制御し、間隙を清浄し、 オーガーを充填し、ポリマーの取り扱い及び添加を容易にし、掘削効率を上昇せ しめ、ポリマー廃棄物及び環境への影響を小さくする点で有利性を示した。ポリ マーのこの初期適用は成功であり、この新規乾燥ポリマーは、基礎工事掘削業界 に於いて非常に有用な新しい道具となり得ることを示している。

本発明の乾燥粒状ポリマー、ＣＤＰ固体の少量及び本発明の流体エマルジョン類 似体、ＣＤＰ液を供給した。１４本のツルジャーパイル孔中、９本を新しい乾燥 ポリマー、ＣＤＰ固体を用いて掘削し、３本は流体類似体、ＣＤＰ液を用いて掘 削し、２本は、工業的に標準の３０％アニオン性ＰＩＩＰ＾エマルジョンポリマ ーを用いて掘削した。

３種類の異なるポリマーで製造したスラリーを使用して掘削したツルジャーパイ ル孔は、直径が３０インチ〜４２インチで、深さが２８フイート〜４２フイート の範囲であった。層は、砂のレンズ状物（ｌｅｎｓｅｓ　ｏｆ　５ａｎｄ）、沈 泥粘度状の砂の層及び、玉石及び砂利を含んだ砂状の沈泥を有するあまり分類さ れていない氷河漂礫土であった。水はポーリング孔内の種々の深度で現れ、幾つ かの穴では強い水流がでた。１つの穴は、現場内の地下水面よりも低くするため に地所上に予め掘削した水抽出用井戸を再掘削するかまたは穴を大きくしたもの であった。

比較試験から、本発明のポリマーは、本発明の乾燥形態のものは使用が容易であ るという点で従来法のエマルジョンポリマーよりも優れていたことを示した。

長所としては、ポーリング孔に対して流体漏出の制御が優れていること、ドリル 工作員による使用が非常に容易であること、製品が少量でよいこと［従来のポリ マーエマルションの代わりに乾燥ポリマーを１．６で使用できるコ、廃棄物が少 ないこと、浸透速度が大きいこと、掘削機でドリルした土壌固形分の凝集力負荷 が強いこと及び環境汚染が少ないことが挙げられる。

本装置の特定の詳細な態様が開示されてきたが、本発明は、好ましい態様の詳細 に限定されるものではない。本発明の趣旨及び範囲を逸脱せずに、設計、構成及 び寸法において多くの変更が可能である。

０．０００　０．００５　０．０１０　０．０１５　０．０２０ＣＤＰ用量、　 ｐｐｇ Ｏ，００００，００５０，０１００，０１５０，０２０固形ビニルポリマーの用 量、Ｐρｇ 図２ 図３ 時間（分） ［Ｘ＋４ 図６ スラリー用量 スラリー用量 補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８） 平成　７年　１月１７日 １、特許出願の表示 ＰＣＴ／ＵＳ　９３１０６２３１ 、発明の名称 土壌支持流体組成物とその使用方法 ３、特許出願人 住　所　アメリカ合衆国テキサス用７７３７９．スプリング。

オータム・ブリーズ・コート　５５１０名　称　ケイビー・チクノロシーズ・リ ミテッド４、代理人 住　所　東京都千代田区大手町二丁目２番１号新大手町ビル　２０６区 ５、補正書の提出日 補正の箇所：請求の範囲を以下の通り補正する。

請求の範囲 １、ａ）水性ベースの連続相を土壌孔中に添加し；ｂ）機能的に有効な電荷密度 を有するアニオン性ポリアクリルアミドコポリマーであって、前記連続相内で一 時的に変形可能な複数の塊を形成する該コポリマーを添加し：次いで Ｃ）前記ポリマーの一部が一時的な一部一水和化した膨潤状態にある間、前記孔 を形成するために掘削する 段階を含む土壌安定化流体の製造及び使用方法。

２、前記ポリマーが前記土壌の孔内で流体漏出の制御を行うのに機能的に有効で ある請求項１に記載の方法。

３、前記ポリマーが孔に隣接する土壌を安定化するのに機能的に有効である請求 項１に記載の方法。

４、前記ポリマーが、土壌固形分の結着を促進して、前記孔がら土壌固形分を除 去し易くするのに機能的に有効である請求項１に記載の方法。

５、前記ポリマーが、前記土壌孔内に形成された構造部材の周囲負荷移動特性を 促進するのに機能的に有効である請求項１に記載の方法。

６、固体の物理的状態で前記ポリマーを前記連続相に添加する請求項１に記載の 方法。

７　前記ポリマー粒子のサイズが０．０１ｏ＋ｍ〜１０．０＋＋＋ｍの範囲であ る請求項６に記載の方法。

８、前記固体ポリマー粒子の大部分のサイズが０．１０ａ＋ｍ〜２．５ａ＋ｍで ある請求項７に記載の方法。

９、水性の連続相と、その中に懸濁された１０ミクロン以上の、機能的に有効な ポリマーから形成された複数の一時的な組成物の微粒または塊とを含む低剪断の 環境で使用するための土壌安定化流体。

１０、ポリマーが１００．０００以上の分子量を有する請求項９に記載の安定化 流体。

１１、ポリマーが百方以上の分子量を有する請求項９に記載の安定化流体。

１２、前記ポリマーがアニオン性である請求項９に記載の安定化流体。

１３、ポリマーが全モノマー重量をベースとして、０．０１％〜１０％架橋して いる請求項９に記載の安定化流体。

１４、前記ポリマーがアニオン性ポリアクリルアミドコポリマーである請求項９ に記載の安定化流体。

１５、前記安定化流体が３５秒を超えるＭａｒｓｈ　ｆｕｎｎｅｌ粘度を有する 請求項９に記載の安定化流体。

１６、前記ポリマーが１％〜９５％の電荷密度を有する請求項９に記載の安定化 流体。

１７　前記ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン 酸、フマル酸、イタコン酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−置換アク リルアミド、アクリロニトリル、メチルアクリロニトリル、ビニル及びスチレン スルホン酸、酢酸ビニル、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸 、メタリルスルホン酸など、それらの水溶性塩及びそれらの組み合わせからなる 群から選択されるモノマーから構成される請求項９に記載の安定化流体。

１８、ポリマーが、Ｎ、Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ、Ｎ−メチレンビ スメタクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メト）アクリレート、グリシ ジルアクリレート、アクロレイン、メチオールアクリルアミド、アルデヒド、グ リオキサール、ジアリルアミン、トリアリルアンモニウム塩、アンモニア、Ｃ１ 〜Ｃｐｓアミン、エピクロルヒドリン、ジエポキシ化合物及びそれらの組み合わ せからなる群から選択される物質を使用して架橋される請求項１４に記載の安定 化流体。

フロントページの続き （８１）指定国　ＥＰ（ＡＴ、ＢＥ、ＣＨ，ＤＥ。

ＤＫ、ＥＳ、ＦＲ，ＧＢ、ＧＲ，ＩＥ、ＩＴ、ＬＵ、ＭＣ，ＮＬ、ＰＴ、ＳＥ） 、０Ａ（ＢＦ、ＢＪ、ＣＦ、ＣＧ、ＣＩ、ＣＭ、ＧＡ、ＧＮ、ＭＬ、ＭＲ，ＮＥ 、ＳＮ。

ＴＤ、　ＴＧ）、　ＡＴ、　ＡＵ、　ＢＢ、　ＢＧ、　ＢＲ，ＢＹ。

ＣＡ、ＣＨ，ＣＺ、ＤＥ、ＤＫ、ＥＳ、ＦＩ、ＧＢ、ＨＵ、ＪＰ、ＫＰ、ＫＲ， ＫＺ、ＬＫ、ＬＵ、ＭＧ、ＭＮ、　ＭＷ、　ＮＬ、　Ｎｏ、　ＮＺ、　ＰＬ、　 ＰＴ、　ＲＯ，ＲＵ。

ＳＤ、ＳＥ、ＳＫ、ＵＡ、ＶＮ

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. １．ａ）土壌中の孔に流体ベースの連続相を添加し；次いでｂ）前記連続相に約 １％〜約９５％のアニオン性電荷密度を有するポリマーを添加する 段階を含む土壌安定化流体の製造方法及び使用方法。
2. ２．前記ポリマーが前記連続相で複数の組成物の微粒または塊を形成し得るよう に機能的に有効である請求項１に記載の方法。
3. ３．前記ポリマーが前記土壌孔における流体漏出を制御できるように機能的に有 効である請求項１に記載の方法。
4. ４．前記ポリマーが孔に隣接する土壌を安定化するのに機能的に有効である請求 項１に記載の方法。
5. ５．前記ポリマーが、土壌固形分の結着を促進して、前記孔から土壌固形分を除 去し易くするのに機能的に有効である請求項１に記載の方法。
6. ６．前記ポリマーが前記土壌孔に形成された構造部材の周囲負荷移動特性を促進 するのに機能的に有効である請求項１に記載の方法。
7. ７．前記流体が３５秒〜３００秒のＭａｒｓｈ　Ｆｕｎｎｅｌ粘度を有する請求 項１に記載の方法。
8. ８．前記ポリマーが水和を阻害するように改質されている請求項１に記載の方法 。
9. ９．ａ）水性ベースの連続相を土壌孔に添加し；次いでｂ）機能的に有効な電荷 密度を有するアニオン性ポリアクリルアミドコポリマーであって、前記連続相内 で複数の組成物の微粒または塊を形成する該ポリマーを添加する 段階を含む土壌安定化流体の製造法及び使用方法。
10. １０．前記ポリマーが前記土壌孔内の流体漏出を制御するのに機能的に有効であ る請求項９に記載の方法。
11. １１．前記ポリマーが孔に隣接する土壌を安定化するのに機能的に有効である請 求項９に記載の方法。
12. １２．前記ポリマーが、土壌固形分の結着を促進して、前記孔から土壌固形分を 除去し易くするのに機能的に有効である請求項９に記載の方法。
13. １３．前記ポリマーが前記土壌孔内に形成された構造部材の周囲負荷移動特性を 促進するのに機能的に有効である請求項９に記載の方法。
14. １４．前記ポリマーが固体の粒状の物理的状態にある場合に前記連続相に添加さ れる請求項９的記載の方法。
15. １５．前記固体の粒状ポリマー粒子の直径は、０．０１ｍｍ〜１０．０ｍｍを変 動する請求項１４に記載の方法。
16. １６．前記固体の粒状ポリマー粒子の大部分の直径が０．１０ｍｍ〜２．５ｍｍ である請求項１５に記載の方法。
17. １７．水性連続相と、その中に懸濁された機能的に有効なポリマーから形成され ている複数の組成物の微粒または塊とを含む土壌安定化流体。
18. １８．ポリマーが１０，０００以上の分子量を有する請求項１７に安定化流体。
19. １９．ポリマーは百万以上の分子量を有する請求項１７に記載の安定化流体。
20. ２０．前記ポリマーがアニオン性である請求項１７に記載の安定化流体。
21. ２１．ポリマーが全分子量をベースとして０．０１％〜１０％が架橋されている 請求項１７に記載の安定化流体。
22. ２２．前記ポリマーがアニオン性ポリアクリルアミドコポリマーである請求項１ ７に記載の安定化流体。
23. ２３．前記ポリマーが、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン 酸、フマル酸、イタコン酸、ビニル若しくはスチレンスルホン酸、２−アクリル アミド−２−メチルプロパンスルホン酸、メトアリルスルホン酸、それらの水溶 性塩及びそれらの組み合わせからなる群から選択される請求項１７に記載の安定 化流体。
24. ２４．ポリマーが一千万以上の分子量を有する請求項２３に記載の安定化流体。
25. ２５．前記安定化流体が３５秒を超えるＭａｒｓｈ　ｆｕｎｎｅｌ粘度を有する 請求項２４に記載の安定化流体。
26. ２６．ポリマーを、Ｎ，Ｎ−メチレンビスアクリルアミド、Ｎ，Ｎ−メチレンビ ルメタクリルアミド、ポリエチレングリコールジ（メト）アクリレート、グリシ ジルアクリレート、アクロレイン、メチオールアクリルアミド、アルデヒド、グ リオキサ−ル、ジアリルアミン、トリアリルアンモニウム塩、アンモニア、Ｃ１ 〜Ｃ２５アミン、エビクロルヒドリン、ジエポキシ化合物及びそれらの組み合わ せからなる群がら選択される物質を使用して架橋する請求項２５に記載の安定化 流体。
27. ２７．前記ポリマーの電荷密度が１％〜９５％である請求項１７に記載の安定化 流体。
28. ２８．多糖、ガム、バイオポリマー及びそれらの組み合わせからなる群から選択 されるポリマーをさらに含む請求項２２に記載の土壌安定化流体。