泥浆循环系统

6.2.18泥浆循环系统（1）泥水循环原理设计泥水平衡盾构工法的基本原理是：经过合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入盾构机的压力仓，与切削后的泥土混合后被排出，经流体输送设备输送至泥水处理站，分离出泥土，并调整泥浆比重后再次循环使用。

本区间进、排浆管路的直径设计为DN300mm，设计的进浆排量为860m³/h，排浆排量为970m³/h。

泥浆循环原理图如下：图5-30：泥浆循环原理图泥水循环工作模式主要分为旁通模式、推进模式、保压模式和换管模式等。

图5-31：模式转换顺序（2）泥浆循环系统设计计算书1）送排泥流量计算➢出渣量V=60π*D2*ν/4/100≈112m3/h ➢排浆流量V排=V*（ρ-ρ1）/（ρ2-ρ1）≈970m3/h➢进浆流量V进=（V排*ρ2- V*ρ）/ρ1≈858m3/h2）送排泥管道直径计算对应设计流量,设计充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流速。

为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，最好在最大和最小设计流速范围之内。

最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的控制流速。

含有大颗粒的管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。

此流速由临界流速计算可得。

最大设计流速与管材相关，是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的控制流速。

通常，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s。

而通常此流速取值范围为2＜V＜4 m/s，更大的流速不仅没有必要，甚至是有害的，因为管道中的阻力将随速度的平方而增大。

并且管道的磨损也将随速度的提高而显著地加剧起来。

管道阻力的增大，就要提高输送泵的功率，从而增高能源费用。

管道磨损的加剧也将导致折旧费的提高，而且有时造成管道在施工中损坏，以致不得不停止推进，以便更换管道。

根据液体的流量和流速的大小，可按下式计算管路的直径d ≥ • 式中 Q------------流量（L/min ）； • V------------流速（m/s ）。

常用泥浆体系介绍一、聚合物钻井液体系泥浆体系特点：（1）固相含量低；亚微米粒子比例小，剪切稀释性好，卡森极限粘度低，悬浮携带钻屑能力强，洗井效果好，有利于提高机械钻速。

（2）具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型；（3）钻进速度高；（4）稳定井壁能力强，井径比较规则；（5）对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。

固相含量少，可减轻固相的侵入，因而减小了损害程度；（6）可防止井漏的发生，由于钻井液固相含量低，在不使用加重材料的情况下，钻井液的液柱压力低，从而降低了产生漏失的压力；（7）钻井成本低；聚合物钻井液的处理利用量较少，钻井速度高，缩短了完井周期。

二、甲酸盐钻井液体系：1、体系特点：甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐，如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。

甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的，因而除了具有盐水钻井液的特点外，还具有其独特特点：①甲酸盐钻井液由于其强抑制性，可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散，也利于减少钻井液对油气层的损害；②甲酸盐钻井液医药生物降解，不会造成对环境的损害；③钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小，有利于延长金属材料的使用寿命；④不需要加重材料就可配高密度钻井液，甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3，1.60g/cm3，甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3，不仅有利于提高机械速度，而且有利于保护油气层；⑤甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速；⑥甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力，并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。

⑦缺点：费用高。

2、甲酸盐钻井液配方：甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂（低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物）+超细碳酸钙（﹤10ｕｍ，作强降滤失剂）3、甲酸盐钻井液使用范围：①小井眼深井钻井；②水平钻井和连续软管钻井、完井③高温高压钻井、完井和修井④水敏性页岩钻井⑤钻储集层⑥钻盐层和盐膏层三、乙二醇类水基钻井液体系1、乙二醇类水基钻井液体系简介聚合醇大多是聚乙二醇类产品，有丙烯乙二醇，二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。

泥水盾构泥浆处理及循环系统的设计与应用摘要：泥水盾构是通过加压泥水来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水仓，里面充满了泥浆，开挖土渣与泥浆混合由排浆泵输送至地面的泥水分离站，经分离后进入泥浆调整池进行泥水形状调整后，由送泥泵将泥水送往盾构的泥水仓重复使用。

本文将根据广佛线施工四标区间盾构开挖的工程实践，阐述泥浆处理系统的设计与应用。

关键词：泥水盾构循环系统设计应用工程概述广佛线施工4标地铁土建工程为珠江三角洲城际快速轨道交通线的组成部分，该项目共三个区间，全长2489延长米（双线），施工采用2台海瑞克泥水平衡式盾构机掘进。

根据现场施工工况特有条件及提供的施工现场地质资料: 粉细砂占整个地层约为40.6％，主要分布在③1层。

中粗砂，主要分布在③2层。

占整个地层约为22.5％，砾砂占整个地层约为13.0％，主要分布在③3层。

粉土占整个地层约为6.5％，主要分布在④1层。

强风化泥质粉砂岩约为7.0％，主要分布在⑦层。

余下为少量的淤泥质土、粉质奶头、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩，分别占地层的4.3％、0.5％、4.3％和1.3％，分别分布在④2、⑤2、⑥和⑧层。

盾构穿越地层主要粉细砂层、中粗砂层和砾砂层，并有少量的淤泥质土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩等。

Φ6250泥水平衡盾构掘进机主要技术参数盾构机外径：Φ6.25m掘进最大速度v: 5 cm/min每天最高掘进环数：12环进浆流量：800 m3/h出浆流量：1000 m3/h进浆比重：1.1～1.2出浆比重：1.3 ～1.45送排浆管通经：30cm分离粒径：30μm泥水分离系统的技术设计经过多方比较与考察，项目部确定采用台湾伯元公司的泥水分离设备。

规划参考根据现场的实际情况以及海瑞克盾构设备的技术参数，确定泥水分离系统的规划参数即机械设备的机型参考如下：泥浆最大处理量为: 1000m3/h泥浆分离前比重:平均1.3最大1.4泥浆分离后比重:平均1.1最大1.2出碴能力150 m3/h流程规划第一阶段: 先以层式震动筛选机，将浆液中大于4mm的颗粒筛选出,并以输送机堆置。

钻孔桩泥浆配备及泥浆循环系统一、泥浆配备1、泥浆原材料钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。

泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。

（1）膨润土:为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土或采聚合膨润土，不能错用铸造用的膨润土。

（2）纯碱（Na2CO3）:主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，碱用量应使泥浆PH值达到10～12，然后再加入PHP，以增大泥浆粘度。

（3）羟甲基纤维素（CMC）:有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。

它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积的0.005%～0.01%。

（4）聚丙烯酰胺（PHP）:其作用是提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。

其掺用量为泥浆体积的0.003%左右。

（5）制浆用水：地下水，水质满足要求。

2、泥浆拌制（1)制浆设备施工现场设置完善的制浆设备及配套建筑设施，其中包括：制浆原材料储存、堆放称场及棚盖；泥浆搅拌机及高压水流自循环拌制泥浆机；泥浆池；各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。

（2）浆液的用途浓基浆：用来制作高粘度PHP新鲜泥浆。

另外砂性土层钻进时采用浓基浆。

淡基浆：因粘土本身能造浆，故在粘性土层钻进时可采用淡基浆。

通过浓基浆稀释后得到淡基浆。

浓鲜PHP泥浆：在浓基浆中加入PHP浓液后得到，常用在防止护筒底泥浆反穿、不稳定地层塌孔和砾砂层处泥浆漏失等紧急情况处理中。

淡鲜PHP泥浆：一般用在清孔时的“换浆”中，通过浓鲜PHP 泥浆稀释后得到淡鲜泥浆。

二、泥浆循环、净化系统的布置1、钻孔泥浆系统布置钻孔泥浆采用集中拌制、集中供应、集中净化的方式进行。

2、泥浆制备及供应泥浆制备系统设生产区场地内，设置2m3搅拌机6台。

泥浆搅拌好后，储存于制浆池内待用。

泥浆池设置3PN泥浆泵一台，泵送至储浆池内后泵送至各需用点。

泥浆循环系统的工作原理今天咱们来聊一聊特别有趣的泥浆循环系统。

想象一下，有一个超级大的工地，那里要挖一个很深很深的洞，就像我们挖沙坑一样，不过这个坑超级大。

可是呢，挖的时候会有很多土块、石头，还可能有其他的小杂物。

这时候呀，泥浆循环系统就像一个超级英雄出现啦。

这个系统就像是一个长长的、弯弯绕绕的大管道组成的大玩具。

在这个大管道里，有泥浆在跑来跑去。

泥浆就像是一群勤劳的小蚂蚁，不停地在管道里搬家。

那这些泥浆是从哪里来的呢？就像我们做泥巴饼的时候，要用水和泥土混合起来。

在这个系统里，也是把一些特殊的泥土和水混合，就变成了泥浆。

当工人们在挖那个大洞的时候，这个泥浆就被送到洞里面去了。

泥浆到了洞里，就把那些挖出来的土块、石头还有小杂物都包裹起来。

就好像我们用保鲜膜把吃的东西包起来一样。

比如说，有一块尖尖的石头，泥浆就会把它整个包起来，这样石头就不会到处乱划，把挖洞的工具弄坏啦。

然后呢，带着土块、石头和杂物的泥浆就开始往回走啦。

它们沿着管道，就像小朋友们排队回教室一样，规规矩矩地在管道里跑。

在跑的过程中，有一个很神奇的地方，就像一个大筛子一样。

这个大筛子可以把泥浆里的土块、石头和杂物都留下来，只让干净的泥浆继续跑。

这就好比我们淘米的时候，把米留在篮子里，脏水就流走了。

留下来的那些土块、石头和杂物呢，就被清理掉了。

而那些干净的泥浆又可以再被送到洞里去，继续包裹新的土块、石头和杂物。

这样一遍又一遍地循环，就可以让挖洞的工作顺利进行啦。

就像我们玩游戏，要不停地重复一些动作才能赢。

泥浆循环系统也是这样，不停地循环泥浆，让挖洞的地方一直保持干净，让工具不会被弄坏，这样工人叔叔们就能更快更好地把大洞挖好啦。

现在是不是觉得泥浆循环系统很有趣呢？它虽然看起来有点复杂，但是就像我们玩的游戏规则一样，只要弄清楚了，就觉得特别好玩。

泥浆反循环
泥浆反循环（Mud Circulation）是指在钻井作业中，将钻孔废
弃物和泥浆通过悬浮、浮升、旋转等方法，循环回到井口再次利用的过程。

泥浆反循环的目的是减少钻井废弃物的排放，节约钻井液，在一定程度上改善环境保护问题，提高钻井效率。

泥浆反循环系统一般由循环管线、泥浆泵、搅拌器等组成。

在进行泥浆反循环时，首先将钻孔废弃物从钻井井底传送到地面，并经过处理去除固体废弃物后，再通过泥浆泵将泥浆重新注入井内进行循环。

泥浆反循环的优点包括节约成本，提高钻井速度，减少钻井废弃物对环境的污染等。

然而，泥浆反循环也存在一些问题，如泥浆性能的变化、井壁稳定性的影响等，需要加以注意和解决。