孫占平(吉林省煤田一0二勘探公司,吉林 梅河口 135000)
煤田鉆探泥漿應(yīng)用技術(shù)探討
孫占平
(吉林省煤田一0二勘探公司,吉林 梅河口 135000)
煤礦資源深埋地底,其上的巖層和土層較為復(fù)雜,這給煤田開采造成了極大的困難,尤其是開采工作中鉆探技術(shù)的應(yīng)用,必須要根據(jù)巖層的變化來選取相應(yīng)的泥漿,其技術(shù)施工難度較大。鑒于此,本文將對煤田鉆探泥漿技術(shù)的應(yīng)用做出詳盡的分析,并提出具有可行性和針對性的建議和意見。
煤田鉆探;泥漿應(yīng)用技術(shù);巖層土層
在煤礦資源的開采施工中,鉆探技術(shù)的應(yīng)用起到了巨大的作用,它能夠保證煤田開采的安全的開采工作的質(zhì)量。沉積巖是煤田開采過程中最常見﹑也是覆蓋率最廣的巖石之一,這種巖石本身比較容易被腐蝕,尤其是在地下水和各種物質(zhì)混存的環(huán)境下,其更容易遭受各種化學(xué)和物理侵蝕。在遭受侵蝕后,沉積巖會發(fā)生性質(zhì)上的變化,極不穩(wěn)定且極為松散,給煤礦的開采工作和鉆探工作帶來極大的困難,而這時泥漿的作用就顯得極為重要了,例如在保護(hù)鉆頭免受侵蝕﹑保證鉆探速度﹑隔離腐蝕物質(zhì)以及保護(hù)鉆頭周邊巖壁等等,因此對煤礦資源開采鉆探泥漿技術(shù)應(yīng)用的分析是極其有必要的。
在進(jìn)行煤礦開采鉆探技術(shù)施工時,會根據(jù)鉆探部分下層的巖石狀況來選取不同的泥漿,這種針對性的措施極大的提高了鉆探施工的安全和質(zhì)量。下文將對鉆探施工針對不同巖層常用的幾種泥漿進(jìn)行簡單的介紹。
Ⅰ類: Cao—NaK 粗分散泥漿
以淡水泥漿為基礎(chǔ),在根據(jù)科學(xué)的數(shù)據(jù)比例添加一些氧化鈣和鈉化鉀,靜置一段時間后就能得到此泥漿。根據(jù)上述此泥漿的制作工藝可以看出,此泥漿制作工藝較為簡單﹑制作成本較低,不僅如此,此泥漿對巖壁和鉆頭的保護(hù)效果也是極佳的,因此次泥漿在實際的鉆探施工中使用較為廣泛。
Ⅱ類: PHP—NaK—KHm( BaSO4)高聚泥漿
以粗分散泥漿為基礎(chǔ),增添聚丙烯酰胺干粉等化學(xué)試劑作為凝聚劑,經(jīng)過提煉可以得到高聚泥漿。在經(jīng)過添加劑的作用后,能夠極大的提高此類泥漿的的攜巖能力和壓涌護(hù)壁作用。而且,此泥漿制作工藝相對簡單,方便調(diào)整,在實際的鉆探施工中也具有較大的優(yōu)勢。
Ⅲ類: PHP—NaK—CPAN 低固相泥漿
在這種低固相泥漿中主要是利用了CPAN 對失水量進(jìn)行調(diào)節(jié),CPAN 還能降低塑性粘度,具有攜巖能力和剪切稀釋作用; 配加過篩鋸末或 PAM 干粉,有較好的堵漏護(hù)壁效果。
這幾種類型泥漿的加入可以調(diào)節(jié)鉆探地質(zhì)的粘度和流變性能,大大減少鉆探的阻力和對巖壁的破壞作用,起到固定巖壁和保護(hù)巖壁的作用。泥漿的潤滑和稀釋作用也可使泵的壓力減少,有利于提高泵的使用壽命。
在進(jìn)行鉆探施工選取泥漿時,要格外注重壁孔的穩(wěn)固性,而選取泥漿的具體步驟則主要包括以下幾點:首先,濾液選取前要進(jìn)行多重試驗,并試驗結(jié)果選取適用性最強(qiáng)和效果最好的濾液。其次,在鉆探施工過程中,極有可能出現(xiàn)壁孔因為地下水的作用而導(dǎo)致的坍塌,所以,必須要注意防塌劑的使用。最后,泥漿在鉆探過程經(jīng)常出現(xiàn)因為失水而導(dǎo)致的干燥,極大的降低了泥漿的保護(hù)作用,因此,要注意保證泥漿在鉆探施工中的水分。另外,根據(jù)不同巖層﹑不同情況,選取不同的泥漿,能夠極大的提高鉆探施工的質(zhì)量和施工進(jìn)度,而且還能降低不必要的施工費(fèi)用,減少施工成本。所以,選取泥漿必須實事求是﹑因地制宜,并嚴(yán)格遵守相關(guān)的規(guī)定和要求,只有這樣才能保證泥漿選取的正確性,才能保證鉆探施工的質(zhì)量。
1 初始泥漿的選擇
在進(jìn)行煤礦開采鉆探施工的初始泥漿選擇時,要格外注意初始泥漿的粘性和固相,因為初始泥漿的選取將直接影響后期的鉆探施工質(zhì)量。初始泥漿最好具備低粘性﹑低固相以及穩(wěn)固性較強(qiáng)等性能特點,這樣的泥漿能夠保證初始鉆探時期的鉆頭旋轉(zhuǎn)速度和鉆頭下降速度。膨潤土是配置初始泥漿的第一選擇,這也是因為這種泥土的性質(zhì)特點剛好符合初始泥漿的性質(zhì)要求,而且,此種泥土具有極大的抗污染性,所以在進(jìn)行初始泥土配置的時候,可以將品質(zhì)較佳的膨潤土多放一些。在鉆探施工中,當(dāng)鉆頭開始下降時,選取的泥漿在失水過多的情況下極有可能受到巖層下劣質(zhì)泥漿的侵蝕和混合,若是膨潤土的含量較大,可以大大降低這種侵蝕和污染。最后,要認(rèn)識到低固性對泥漿的重大作用并保證鉆探施工過程中泥漿的低固性。
在當(dāng)前的煤礦開采鉆探施工中,對泥漿的失水量要求已不像過去的那么低,可以適當(dāng)?shù)奶岣吣酀{的失水量,因為失水性較高的泥漿泥漿可以提高鉆探施工的質(zhì)量。但是,在使用繩索取芯鉆探時,要適當(dāng)降低失水量。泥漿過濾液的選取必須要經(jīng)過多重的試驗,并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行選取,這樣不僅能夠提高濾液選取的科學(xué)性,還能夠避免在鉆探過程中巖壁出現(xiàn)坍塌事故。在經(jīng)過科學(xué)試驗選取泥漿后,要積極的測試其相關(guān)抗污性數(shù)據(jù),并根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行再調(diào)試。因為,泥漿在進(jìn)行工作并出現(xiàn)水分降低時,極有可能遭到巖層下劣質(zhì)泥漿的污染,所以必須對泥漿的抗污染性進(jìn)行試驗測試。根據(jù)抗泥漿污染性試驗數(shù)據(jù)來選取抗污染性較高的泥漿配方,一般沉降物較多的配方,抗污性較好。
2 泥漿被污染后的維護(hù)
泥漿會隨著鉆探施工的進(jìn)行而逐漸受到地下物質(zhì)的侵蝕并改變其性質(zhì),若不采取積極的措施進(jìn)行處理,將會導(dǎo)致鉆探施工中斷。而在實際施工中常用的處理方法多為利用機(jī)械進(jìn)行清理以及添加化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行稀釋等方法。前者是利用機(jī)械設(shè)備對鉆探過程中出現(xiàn)的泥漿巖石等物質(zhì)進(jìn)行清理。這種方法的清理效果極為明顯,因此,在實際的施工中被廣泛采用。然而,這種清理方法也有其限制和缺點,對一些混入泥漿中的物質(zhì)成分并不能取得較好的清理效果,因為這種清理方法主要應(yīng)用的是物理上的原理,對這種成分上的雜質(zhì)只能束手無策。但是,這種混入和污染型的雜質(zhì)對泥漿的危害較大,必須將其清理。
3 全孔更換泥漿
采用泥漿處理劑雖然可以控制泥漿的粘度,固相含量,延緩泥皮增厚速度,但卻無法阻止泥皮增厚的趨勢。因此,當(dāng)泥皮增加到一定程度后,只能全孔更換泥漿。這樣做雖然浪費(fèi)了許多泥漿,但從定向經(jīng)濟(jì)效益測算,仍然是合理的方案。
在這個科技日新月異的時代,不僅是煤礦開采鉆探技術(shù),相信其他各項面臨困境的施工技術(shù)都能得到有效的改進(jìn)和提升。因此,我們不能滿足于現(xiàn)狀,要加強(qiáng)對鉆探泥漿技術(shù)的研究,不斷突破和創(chuàng)新,只有這樣才能保證此技術(shù)適應(yīng)時代的發(fā)展。
[1]韓廣德.中國煤炭工業(yè)鉆探工程學(xué)[M].北京:煤炭工業(yè)出版社,2000.
[2]曾祥熹.鉆孔護(hù)壁堵漏與減阻[M].北京:地質(zhì)出版社,1986.
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