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充氣泡沫泥漿
發(fā)布時間：2025-05-11 16:21:32
充氣泡沫泥漿是一種低密度泥漿。它是在達(dá)到一定指標(biāo)要求的原漿中加入發(fā)泡劑、穩(wěn)泡劑經(jīng)充氣而成,現(xiàn)場應(yīng)用時,其密度可降至0.7g/cm3左右。這種低密度泥漿特別有利于減輕或解決地質(zhì)鉆探中泥漿漏失問題。漏失的處理在鉆進中進行,而不需要停鉆來進行專門的堵漏,加之其低密度特性也能提高機械鉆速。
充氣方法:如果條件允許,最好采用壓縮空氣充氣法,把空氣壓縮機用充氣管線與高壓送水膠管連接在一起,對泥漿進行充氣,且風(fēng)壓要大于泵壓,便可獲得密度很低的充氣泡沫泥漿。其次是用泥漿攪拌機進行充氣。即攪拌泥漿時加入發(fā)泡劑,通過攪拌過程攪入空氣,使泥漿發(fā)泡。同時輔以泥漿噴槍向泥漿池中充氣。
發(fā)泡劑有陰離子型或非離子型兩種類型。雖然陰離子型發(fā)泡劑有最強的發(fā)泡能力,但泥漿遇鈣、鹽侵影響時,它會減效或失效,加之鉆出的巖粉也會吸附大量的陰離子型發(fā)泡劑。從這個意義上說,采用非離子型發(fā)泡劑是合適的。泥漿中除加入發(fā)泡劑外,還需要有穩(wěn)泡劑,而且有一定黏度和切力的泥漿就具有穩(wěn)泡作用。清水中很難穩(wěn)泡,但在其中加入Na-CMC之類具有高分子鏈的聚合物,就能起到穩(wěn)泡的作用。發(fā)泡劑往往具有乳化劑的作用,而在小口徑金剛石鉆進的泥漿中,又需要加入乳化劑對泥漿進行乳化,因此,充氣泡沫泥漿更適于小口徑金剛石鉆進。
發(fā)泡劑的加量視不同的發(fā)泡劑而不同,如脂肪醇硫酸鈉、十二烷基磺酸鈉等只加入0.05%～0.1%即可,而洗滌劑、皂油等加量為0.25%～1%才行,使用亞硫酸鹽酒精廢液時,加入量為0.7%～0.8%,同時可加入0.5%～0.7%的水玻璃和0.3%的食鹽。
配制充氣泡沫泥漿時對原漿的要求是:其密度不大于1.1g/cm3,黏度25～30s,失水量不超過20mL/30min,為了抗腐蝕,泥漿應(yīng)具有較大的堿性(pH=11.5～12)。充氣后泥漿的黏度和切力還會增加而密度降低。由于充氣泡沫泥漿具有可壓縮性,因此測定泥漿失水量時要用氣壓法或真空法(負(fù)壓法),測出的數(shù)據(jù)才準(zhǔn)確。而測定密度時,需用密度瓶或固定體積的瓶子稱重的方法來測定。
由于充氣泡沫泥漿的可壓縮性,用活塞泵泵送時,由于泵的工作特性,輸送介質(zhì)產(chǎn)生變化使泵的工作能力受到一定的限制,用現(xiàn)有的BW250型、BW200型往復(fù)式活塞泵泵送充氣泡沫泥漿,其相對密度不能低于0.7,即便如此,泥漿泵的排量也要大打折扣。
配制時,先在泥漿攪拌機中配好原漿,體積為攪拌機容積的2/3左右,然后加入發(fā)泡劑(穩(wěn)泡劑),再攪拌15～20min即成,或者配好泥漿后,在泥漿池中用泥漿噴槍進行專門充氣。
鉆探生產(chǎn)中需要的是細(xì)泡沫泥漿而不是粗泡沫泥漿。泡沫(氣泡)直徑小在泥漿中才穩(wěn)定。而目前常配制的泡沫泥漿,泡沫直徑達(dá)200μm,還是偏大。
鉆進過程中,由于地下水的稀釋,加之巖粉對發(fā)泡劑的吸附,泥漿中的氣體會逐漸失去,泥漿也就失去了原有性能。因此,需適時進行恢復(fù)性的工作,即補充發(fā)泡劑(穩(wěn)定劑)及利用泥漿噴槍直接在泥漿池中充氣。
充氣泡沫泥漿攜帶鉆屑能力強,但由于其黏度較大,凈化有些困難,這時,可以加大泥漿槽的坡度,使泥漿在循環(huán)槽中的速度放緩至0.3～0.35m/s以下,其自動沉砂效果好(這可能是充氣泡沫泥漿返出地表后,由于壓力釋放,泡沫變粗,密度變小,有利于巖粉沉淀)。若再配以除砂器除砂那就更好了。
