鑽井液的功用有哪些,施工中的泥漿有哪些作用

時間 2021-08-30 10:25:22

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鑽井液被公認為至少有以下作用:

(1) 清潔井底,攜帶岩屑,保持井底清潔,避免鑽頭重複切削,減少磨損,提高效率。

(2) 冷卻和潤滑鑽頭及鑽柱,降低鑽頭溫度,減少鑽具磨損,提高鑽具的使用壽命。

(3) 平衡井壁岩石側壓力,在井壁形成濾餅,封閉和穩定井壁,防止對油氣層的汙染和井壁坍塌。

(4) 平衡(控制)地層壓力,防止井噴,井漏,防止地層流體對鑽井液的。

選用原則:

鑽井迴圈的要求:鑽井迴圈對鑽井液的要求是泵壓低(粘度低),攜砂能力強(動切力高),啟動泵壓低(靜切力低),潤滑效能好,摩擦力低,磨損小(固體顆粒少)。

要保持井眼的穩定:鑽穿的地層要用鑽井液的壓力柱與地層壓力取得平衡,鑽井液密度穩定;鑽井油氣層時要靠鑽井液的壓力柱來平衡油氣的壓力要求鑽井液密度適當。要求鑽井液有克服不穩定地層的效能。

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一、鑽井液的迴圈過程

鑽井液的迴圈是通過鑽井泵(俗稱泥漿泵)來維持的。從鑽井泵排出的高壓鑽井液經過地面高壓管匯、立管、水龍帶、水龍頭、方鑽桿、鑽桿、鑽鋌到鑽頭,從鑽頭噴嘴噴出,然後再沿鑽拄與井壁(或套管)形成的環形空間向上流動,返回地面後經排出管線、振動篩流入泥漿池,再經各種固控裝置進行處理後返回上水池,進入再次迴圈,這就是鑽井液的迴圈過程和迴圈系統。

二、鑽井液的功用

1.攜帶和懸浮岩屑

鑽井液最基本的功用就是通過迴圈,將井底被鑽頭破碎的岩屑攜帶到地面,保持井眼清潔,保證鑽頭在井底始終接觸和破碎新地層,不造成重複切削,保持安全快速鑽進。在接單根、起下鑽或因故停止迴圈時,鑽井液又能將留存在井內的鑽屑懸浮在環空中,使鑽屑不會很快下沉,防止沉砂卡鑽等情況的發生。

2.穩定井壁

並壁穩定、井眼規則是實現安全、優質、快速鑽井的基本條件。效能良好的鑽井液應能藉助於液相的濾失作用,在井壁上形成一層薄而韌的泥餅,穩固已鑽開的地層,並阻止液相侵入地層,減弱泥頁岩水化膨脹和分散的程度。

3.平衡地層壓力和岩石側壓力

在鑽井工程設計和鑽進過程中需要通過不斷調節鑽井液密度,使液柱壓力能夠平衡地層壓力和地層側壓力,從而防止井噴和井塌等井下複雜情況的發生。

4.冷卻和潤滑作用

鑽進時,鑽頭一直在高溫下旋轉破碎岩層,產生大量熱量;鑽具也不斷與井壁摩擦而產生熱量。通過鑽井液的迴圈,將這些熱量及時帶走,從而起到冷卻鑽頭、鑽具,延長其使用壽命的作用。由於鑽井液的存在,使鑽頭和鑽具均在液體內旋轉,因此在很大程度上降低了摩擦阻力,起到了很好的潤滑作用。

5.傳遞水動力

鑽井液在鑽頭噴嘴處以極高的流速噴出,所形成的高速射流對井底產生強大的衝擊力,從而提高了鑽井速度和破巖效率。高壓噴射鑽井就是利用這個原理,顯著地提高了機械鑽速。在使用渦輪鑽具鑽進時,鑽井液由鑽桿內以較高流速流經渦輪葉片,使渦輪旋轉並帶動鑽頭破碎岩石。

6.荻取地下資訊

通過岩屑和鑽井液效能的變化獲得井下各種資訊,為鑽井施工提供製定技術措施的依據。

此外,為了防止和儘可能減少對油氣層的損害,現代鑽井技術還要求鑽井液必須與所鑽遇的油氣層相配伍,滿足保護汕氣層的要求;為了滿足地質上的要求,所使用的鑽井液必須有利於地層測試,不影響對地層的評價;鑽井液還應對鑽井人員及環境不發生傷害和汙染,對井下工具及地面裝備小腐蝕或儘可能減輕腐蝕。

一般情況下,鑽井液成本只佔鑽井總成本的7%~10%,然而先進的鑽井液技術往往可以成倍地節約鑽時,從而大幅度地降低鑽井成本,帶來十分可觀的經濟效益。

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施工中的泥漿有哪些作用?

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1、護壁作用,防滲、防水帷幕。以孔內高於地下水位的泥漿的側壓力平衡孔壁土壓力和孔周圍水壓力,抵抗孔周圍水滲入孔內,維持孔壁穩定。

2、懸浮土渣,攜帶土渣出門樁孔。不使土渣沉入孔底造成鑽孔困難、影響樁底沉渣厚度。

3、對於鑽孔樁有力鑽機鑽進時泥漿迴圈除渣.有利於樁孔內外壓力差,保證坍孔.

4、有利於鑽進鑽孔,起到潤滑和降溫作用

泥漿可謂是在樁基施工中的一個最重要的環節。若泥漿的比重較小時,不能夠平衡地層壓力,易造成鑽孔縮徑,更為嚴重時,會造成塌孔或者斷樁,直接影響了樁基的質量和工程的施工進度,造成了經濟損失;若泥漿的比重較大時,不利於樁基的施工,孔位較近時,易串孔,對於灌注也是不利的,使得灌注困難,灌注時間加長,若加之砼塌落度為上限,測繩由於受到的浮力較大量測不準等多種因素,易造成超灌現象,有甚者,造成斷樁事故;若泥漿池不能夠及時地清理,使得ph值較低,含砂率較高,懸浮能力差時,將直接導致剛成孔不久的樁孔,在灌注前沉渣超過規定標準,要麼拆導管、拔籠子回鑽,要麼進行衝孔,這樣一來,又費工,又費時,嚴重影響了施工進度,且對現場文明施工也帶來了直接的影響。

總之,泥漿貫徹灌注樁基施工的始終,若泥漿的效能指標出現了問題,整個樁基施工工藝過程就會發生紊亂,不僅影響了樁基的施工質量而且影響了施工進度。

因此,泥漿可以說是現澆灌注樁基施工中最重要的一個環節,我們必須控制好泥漿的效能指標,將因泥漿而給工程施工帶來的影響降低到最低限度。

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