钻探施工中泥浆的应用研究

1 现场泥浆使用

1。常用泥浆类型

1.1。不分散体系 不分散体系包括开钻泥浆，钻孔自然造浆和其他经过稍加处理的体系，该体系不添加任何降粘剂和分散剂来分散粘土颗粒，通常用于开孔和浅孔作业。

1.2.分散体系 分为细分散和粗分散

细分散：粘土高度分散，粘土加NaCO3,使Ca粘土变为Na粘土。

粗分散：指粘土颗粒在泥浆中高度分散，加入适当处理剂使泥浆适度絮凝。这种泥浆我们使用的也只有钙处理泥浆,也就是石灰、石膏处理泥浆。

1。3。聚合物体系 泥浆通常用高分子聚合物的絮凝作用封装钻屑、防止钻屑分散，以及覆在页岩上抑制页岩膨胀，还有增加流体粘度并减少流体滤失率。常用聚合物包括:PAM、PAN、PVA、CMC和天然植物胶产品。

聚合物体系泥浆包括低固相泥浆、无固相泥浆.

低固相泥浆

低固体的固体总含量不能超出6％～10％（体积含量）的范围，粘土固体含量应控制在3％以下，钻屑和膨润土的比率低于2比1，典型的低固体系是采用聚合物添加剂作为增稠剂或膨润土增量剂，属不分散体系. 2

固相含量％=（所测比重-1）＊2*100％

无固相泥浆

无固相泥浆是指泥浆中不含粘土颗粒.是以高分子聚合物为基础配制而成的水溶液，其主要成份为水、高分子聚合物及天然植物胶和少量无机盐组成。这种泥浆也叫做第五代泥浆。目前用作无固相泥浆的水溶性高分子聚合物主要哟普两种，即水解聚丙烯酰胺（PHP)及聚乙烯醇(PVA）。聚乙烯醇的各项性能均优于聚丙烯酰胺，但价格昂贵.

2.常用泥浆的配制

2.1钙处理泥浆

1立方泥浆:石灰为泥浆体积的0.3～～0。5％ 栲胶碱液0。5～1％ 烧碱浓度20％，调节PH值11左右

石膏体系的pH值范围通常在9～10。5之间，使用浓度为5。7~11.4克/升（即钙离子浓度为600～1100毫克/升）.

石灰体系分两种典型类型：一是低浓度石灰体系为2.8～5。8克/升，pH值范围通常在11～12之间。一种是高浓度石灰体系，石灰的使用浓度为14。3～42。8之间。

矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置及其应用

FANG Jun;GU Shuancheng;SHI Zhijun;LI Quanxin

【摘 要】针对采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道的有线随钻测量装置存在的钻杆结构复杂、机械性能受限、抗干扰能力差等问题,研制了一种矿用泥浆脉冲无线随钻测量装置.该装置由防爆计算机、防爆键盘、防爆数据存储器、防爆测量探管、防爆压力变送器等组成,采用间歇模式工作:防爆测量探管中的测量短节检测到泥浆泵停泵信号后,采集钻孔轨迹参数、定向钻具状态参数等静态数据并进行编码;当检测到泥浆泵开泵信号后,防爆测量探管中的驱动短节依次发送静态数据、测量并发送动态数据,同时控制脉冲发生器调整水力通道的流道面积;防爆压力变送器采集泥浆泵压力信号并将其发送至防爆计算机;数据传输完成后,防爆测量探管停止工作,脉冲发生器内部流道恢复,泥浆泵压力变为正常值,开始定向钻进.试验结果表明,该装置工作稳定,测量数据准确,传输可靠,提高了定向钻进效率和安全性,满足煤矿井下各类煤层孔和岩层孔定向钻进需要,且可实现常规钻孔轨迹随钻测量.

【期刊名称】《工矿自动化》

【年(卷),期】2019(045)002

【总页数】6页(P12-17)

【关键词】煤矿井下定向钻进;钻孔轨迹随钻测控;随钻测量;无线随钻测量装置;泥浆脉冲;防爆测量探管;测量短节;驱动短节

【作 者】FANG Jun;GU Shuancheng;SHI Zhijun;LI Quanxin

【作者单位】 【正文语种】中 文

【中图分类】TD712

0 引言

钻孔轨迹随钻实时测控是煤矿井下坑道近水平定向钻进的关键技术之一。随钻测量装置作为钻孔轨迹随钻测控工具，是煤矿井下定向钻进装备的核心设备[1-2]。

随钻测量装置按信息传输介质可分为有线式和无线式两类[3]。目前国内外煤矿井下坑道定向钻进大多采用有线随钻测量装置，如澳大利亚VLD公司的DGS定向钻进监测系统、中煤科工集团西安研究院有限公司的YHD系列有线随钻测量装置。有线随钻测量装置采用中心通缆式钻杆作为信号传输通道，存在以下问题：① 钻杆结构复杂，生产和使用成本高；② 因钻杆内环空间中布设通信组件，钻杆需设计为大通孔结构，导致钻杆整体机械性能受到限制，故障或损坏较多；③ 适用于煤层内滑动定向钻进，限制了煤层瓦斯抽采定向孔的孔深提高，无法满足水害防治定向孔、顶板高位瓦斯抽采定向孔等岩层孔高效钻进需要；④ 对钻杆的绝缘性和连接性能要求较高，抗干扰能力差，当绝缘不好或连接电阻较大时，随钻测量信号传输衰减大，通信故障频繁[4-9]。

东北石油大学本科毕业设计（论文）

摘 要

在石油钻井完井作业中，钻头钻进时避免不了会产生各种摩擦，造成设备磨损。为了减少机械零部件在运行中因摩擦而产生的能量损失及设备损坏，世界各国积极研制各种用以降低摩擦阻力、减缓其磨损的润滑介质，即钻井液润滑剂，以达到润滑减阻的目的。本论文系统地对钻井液润滑剂的作用、分类、测试评价、应用以及近年国内外的油田应用研发动态进行研究讨论，为钻井液润滑剂的研发提供进一步的依据。

近年来，随着石油勘探开发技术的不断发展，为保证钻井液的润滑及抗磨性能适应各种不同的钻井条件和工艺技术，对钻井液润滑性提出了更高的要求。我国正在积极开展“安全、健康、高效”的钻井液润滑剂的基础理论和应用技术的研究，并且取得了一系列的研究成果。相信随着钻井液润滑剂技术的进一步发展，这一技术必将更好地应用于钻井工艺中，产生更大的经济效益。

关键词：钻井液；减阻；润滑剂；钻井工艺

东北石油大学本科毕业设计（论文）

I Abstract

In the oil drilling and completion operations，drill bit can not be avoided a variety

of caused by the device friction and wear. To reduce the friction loss and equipment

damage caused by friction in the operation of drilling，various countries around the

world are making active study on the wear of lubricating medium to reduce friction，that

is，drilling fluid lubricant，in purpose of the reducing the friction. This thesis

泥 浆 的 配 置 方 法

旋挖钻孔灌注桩是一项隐蔽性地下连续作业一次性完成的施工技术，特别是在旋挖钻孔期间，在复杂地层地段施工中，为了确保施工质量，要向孔内不断添加在钻孔开工前制作的泥浆来确保使孔壁不发生坍塌。在好的地层段施工（如在黄粘土层地段）进行旋挖钻孔施工可采用清水成孔作业或干成孔作业即成本低而且施工效率高。在特殊地层段施工如砂层（粗砂层和细砂层）、粉砂层、砂岩层、粉质土层、流砂层等等时，工地开工之前都要进行大量膨润土采购进行先期泥浆调制。在使用过程中，还要继续不断地进行泥浆制作，若是遇到含沙量大，砂砾石及流砂的地层施工，这就要求现场管理工人员必须具有良好尽业素质及丰富的施工经验。本文只针对旋挖钻机钻孔泥浆和不同而选用不同地层情况进行论述。

一、旋挖钻孔灌注桩护壁泥浆分类

通常情况下，在施工现场大多是通过人工利用搅拌机械进行膨润土泥浆制造，造浆时灰尘弥漫，不但污染环境且对人身也有一定伤害，所消耗膨润土最少也得用几十吨甚至上百吨，既是用量这么大但护壁效果还是不理想，孔内沉渣量大，普通地层孔内沉渣量也在2~3米是很常见。

膨润土分为钠基土、钙基土和锂基土三种。前两者质量较好，大量用于旋挖钻孔泥浆配制和炼钢铸造中。虽然膨润土泥浆具有相对密度低、粘度低、含砂量少、失水量小、泥皮薄、稳定性强、固壁能力高、钻具回转阻力小、钻进率高、造浆能力大等优点。但对地层适应性较差。 实例：2008年9月两台NCB钻机在某高铁线上施工，该地段为粘土层和泥岩层地质，该施工单位当时选用钠基土按1000kg水：20kg土:8kg碱的配比量进行进场造浆，添加碳酸钠（Na2CO3）进行孔内护壁，受现场其它因素的影响成孔后需等待3~5小时，甚至7~10小时才能进行砼灌注，在现场技术员的严格把关下孔内经过多次清孔后沉渣量控制在10~15cm范围内方可灌注。由于泥岩地层浸泡时间长常造成孔壁踏落，使砼灌注超方大，完工后直接造成经济损失25万元。