sm植物胶无固相冲洗液在紫坪铺高边坡多点位移计应用.docx

www.zhulong.comSM植物胶无固相冲洗液在xx高边坡多点位移计钻孔施工中的应用概述xxxx水利枢纽属国家西部大开发的重点工程。1号导流兼泄洪排砂洞出口高边坡因地质条件差，为监测高边坡稳定性，在高边坡上增设7个多点位移计观测孔。钻孔总延米393.5米。开孔直径Φ130mm,终孔直径Φ91mm，钻孔倾角为水平下倾5度。钻孔孔深在50.5－60.5米之间。钻孔所遇岩石主要为须家河组中细砂岩及泥质粉砂岩，其中夹有煤质页岩。岩石破碎，裂隙发育。因设计单位缺少该部位的详细地质资料，多点位移计钻孔要求取芯并做地质描述，且取芯率要求较高。SM植物胶无固相冲洗液的引入与配方改进受地质条件影响，钻孔过程中冲洗液渗失特别严重，且多次发生塌孔埋钻现象。钻孔难以达到设计孔深。受孔向影响，钻具磨损严重。同时，为了很好地取出保持地层原始结构和物理力学性状的岩样，施工队采用了双管单动钻具取芯钻进，但效果不明显，岩芯采取率仍难以满足设计要求，为此引进了SM植物胶无固相冲洗液。2.1SM植物胶的成分SM植物胶(含28.8%高聚多糖)是一种多年生草本植物的根加工而成，呈土黄色固体料粉末，无毒、无气味，在干燥的环境下可保持多年不变质。2.2SM植物胶钻井液的原始配方及改进配方原为砂卵石覆盖层的钻井液，为了适用于xx的地质条件，必须重新经试验获得改进配方。2.2.1基本配方SM胶干粉(重量公斤)：水(升)=2：100；Na2CO3加量按SM胶干粉重量的5%。如用NaOH，则按SM胶干粉重量的3%。2.2.2试验配方为取得适应该地质条件的最佳SM植物胶无固相冲洗液配方，我们通过现场试验取得了宝贵的改进配方：水敏性较强，易吸水膨胀缩径的地层，在SM胶无固相冲洗液中加入一定比例（1—3％）的高粘CMC。极松散、渗透性强有丰富的地下水的覆盖层，SM胶加量可提高到3%，Na2CO3加量仍按SM胶干粉重量的5%计算。基岩挤压破碎带，易出现坍塌掉块现象的地层，采用SM胶加入防塌效果较好的腐植酸钾(KHm)及CMC：SM胶粉1—1.5%；Na2CO3加量按SM胶干粉重量的5%；KHm1—1.5%；CMC500-1000ppm(4)SM胶与膨润土配制低固相泥浆：SM胶是多功能的泥浆处理剂，与膨润土配合，可制配低固相泥浆，或超低固相泥浆。它在泥浆中的突出作用是提粘、降失水、保护岩芯、防塌、减振和润滑减阻。它还可以起到稳定泥浆的作用，泥浆中加入SM胶起到保护作用以后，可以防止高聚物对泥浆的絮凝作用，它的护壁效果比单独的SM胶或单纯的膨润土低固相泥浆好。它在松散的覆盖层和基岩破碎地层提高护壁效果，在漏失地层降低钻井液的成本具有适用价值。SM胶配制的低固相泥浆，其功能随SM和膨润土二者的比例不同而异，具体规律是：SM胶比例增加，膨润土加量减少，护芯的效果增加，取芯质量提高；粘弹性减振的作用增强，可以提高转速，从而提高钻进效率。膨润土的比例加大，SM的比例减少，则破碎地层的护壁效果提高，漏失地层的成本降低。但www.zhulong.com护芯的效果变差，取芯质量变低，粘弹性减振的效果下降，钻进转速必须降低。与SM胶复配的膨润土以钠土为好，因为钠土不需要浸泡钠化。如果采用钙质土，则加碱时要把膨润土钠化所需碱量加上去。SM胶处理低固相泥浆用于水敏性地层时，加入适量的CMC，可以提高护壁防塌效果。SM胶与膨润土的适用配方如下：①SM1%+Na2CO35%+钠土3-5%②SM1%+Na2CO35%+钠土3%+CMC0.1%③SM0.5%+Na2CO35%+钠土5%+CMC0.1%以上Na2CO3的加量5%均为SM干粉重量的百分比。2.3SM植物胶钻井液的性能和特殊功能2.3.1SM植物胶钻井液的基本性能SM植物胶在碳酸钠或氢氧化钠的助溶作用下，可以任何比例溶解于水制造无固相钻井液或低固相泥浆。加量越大，粘度越高。漏斗粘度达到10分钟以上仍不影响泵吸性能，不增加泵压。表1是不同浓度SM胶无固相浆液和低固相泥浆不同配方的基本性能对比。表1SM胶土无固相钻井液和低固相泥浆基本性能对比编号配方比重粘度(秒)失水量(ml/30分)初切力(达因/厘米)1SM1%1.003671252SM2%1.0152099153SM1%+CMC0.2%1.00510110.47.54SM1.5%+CMC0.2%1.0081468.8155SM1%+钠土3%1.028610.2156SM1%+钠土4%1.0251149.6257SM1%+钠土5%1.041698.8358SM1%+钠土3%+CMC0.1%1.031108.6159SM0.5%+钠土5%+CMC0.1%1.0351331025附注：(1)SM胶中均加入5%的Na2CO3(2)失水量采用低速滤纸试验。2.3.2SM植物胶钻井液的的流型和流变性：SM植物胶配