1. Auswahl des Schlammmaterials
(1) Ton: Es ist hochwertiges Bentonit zu verwenden, dessen technische Anforderungen wie folgt lauten: 1. Korngröße: über 200 Mesh. 2. Feuchtigkeitsgehalt: maximal 10 %. 3. Aufschlussrate: mindestens 10 m³/Tonne. 4. Wasserverlust: maximal 20 ml/min.
(2) Wasserauswahl: Die Wasserqualität sollte geprüft werden. Im Allgemeinen sollte der Härtegrad von weichem Wasser 15 Grad nicht überschreiten. Ist er höher, muss es enthärtet werden.
(3) Hydrolysiertes Polyacrylamid: Es sollte sich um ein trockenes, anionisches Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von mindestens 5 Millionen und einem Hydrolysegrad von 30 % handeln.
(4) Hydrolysiertes Polyacrylnitril: Als hydrolysiertes Polyacrylnitril sollte ein trockenes, anionisches Pulver mit einem Molekulargewicht von 100.000-200.000 und einem Hydrolysegrad von 55-65% gewählt werden.
(5) Soda (Na₂CO₃): Bentonit entkalken, um seine Eigenschaften zu verbessern. (6) Kaliumhumat: Schwarzes Pulver mit einer Körnung von 20–100 Mesh ist am besten geeignet.
2. Zubereitung und Anwendung
(1) Grundbestandteile pro Kubikmeter Schlamm: 1. Bentonit: 5–8 %, 50–80 kg. 2. Soda (Na₂CO₃): 3–5 % des Bodenvolumens, 1,5–4 kg Soda. 3. Hydrolysiertes Polyacrylamid: 0,015–0,03 %, 0,15–0,3 kg. 4. Hydrolysiertes Polyacrylnitril-Trockenpulver: 0,2–0,5 %, 2–5 kg hydrolysiertes Polyacrylnitril-Trockenpulver.
Zusätzlich sollten je nach Formationsbedingungen 0,5 bis 3 kg Absetzschutzmittel, Abdichtungsmittel und Mittel zur Reduzierung des Flüssigkeitsverlusts pro Kubikmeter Bohrschlamm hinzugefügt werden. Bei quartären Formationen mit Neigung zum Einsturz und zur Ausdehnung sollten etwa 1 % Absetzschutzmittel und etwa 1 % Kaliumhumat beigemischt werden.
(2) Vorbereitungsprozess: Unter normalen Umständen werden etwa 50 m³ Bohrschlamm benötigt, um ein 1000 m langes Bohrloch zu bohren. Am Beispiel der Vorbereitung von 20 m³ Bohrschlamm gestaltet sich der Vorbereitungsprozess für „Doppelpolymer-Bohrschlamm“ wie folgt:
1. 30–80 kg Soda (Na₂CO₃) in 4 m³ Wasser einrühren und gut vermischen. Anschließend 1000–1600 kg Bentonit hinzufügen, erneut gut vermischen und vor Gebrauch mindestens zwei Tage einweichen lassen. 2. Vor Gebrauch den gefüllten Schlamm in sauberem Wasser verdünnen, um eine Basissuspension von 20 m³ herzustellen. 3. 3–6 kg hydrolysiertes Polyacrylamid-Trockenpulver in Wasser auflösen und zur Basissuspension geben. 40–100 kg hydrolysiertes Polyacrylnitril-Trockenpulver in Wasser auflösen und ebenfalls zur Basissuspension geben. 4. Nach Zugabe aller Zutaten gut verrühren.
(3) Leistungsprüfung Die verschiedenen Eigenschaften des Bohrschlamms sollten vor der Verwendung geprüft werden, und jeder Parameter sollte die folgenden Normen erfüllen: Feststoffgehalt: weniger als 4 %; spezifisches Gewicht (r): weniger als 1,06; Trichterviskosität (T): 17 bis 21 Sekunden; Wasservolumen (B): weniger als 15 ml/30 Minuten; Filterkuchen (K):
Bestandteile des Bohrschlamms pro Kilometer
1. Ton:
Wählen Sie hochwertiges Bentonit mit folgenden technischen Anforderungen: 1. Korngröße: über 200 Mesh 2. Feuchtigkeitsgehalt: maximal 10 % 3. Aufschlussrate: mindestens 10 m³/Tonne 4. Wasserverlust: maximal 20 ml/min 5. Dosierung: 3000–4000 kg
2. Soda (NaCO3): 150 kg
3. Wasserauswahl: Die Wasserqualität sollte geprüft werden. Im Allgemeinen sollte weiches Wasser einen Härtegrad von 15 Grad nicht überschreiten. Ist dies der Fall, muss es enthärtet werden.
4. Hydrolysiertes Polyacrylamid: 1. Es sollte sich um ein trockenes, anionisches Polyacrylamid mit einem Molekulargewicht von mindestens 5 Millionen und einem Hydrolysegrad von 30 % handeln. 2. Dosierung: 25 kg.
5. Hydrolysiertes Polyacrylnitril: 1. Es sollte sich um ein trockenes, anionisches Polyacrylnitril mit einem Molekulargewicht von 100.000–200.000 und einem Hydrolysegrad von 55–65 % handeln. 2. Dosierung: 300 kg.
6. Sonstige Ersatzmaterialien: 1. ST-1-Verdichtungsmittel: 25 kg. 2. 801-Abdichtungsmittel: 50 kg. 3. Kaliumhumat (KHm): 50 kg. 4. NaOH (Ätznatron): 10 kg. 5. Inerte Abdichtungsmaterialien (Sägeschaum, Baumwollsamenhülsen usw.): 250 kg.
Verbund-Antikollaps-Schlamm mit niedrigem Feststoffanteil
1. Merkmale
1. Gute Fließfähigkeit und hohe Transportkapazität für Gesteinsmehl. 2. Einfache Schlammbehandlung, bequeme Wartung, stabile Leistung und lange Lebensdauer. 3. Breites Anwendungsspektrum: Geeignet für lockeres, gebrochenes und eingestürztes Gestein sowie für schlammiges und wasserempfindliches Gestein. Erfüllt die Anforderungen an den Wandschutz unterschiedlicher Gesteinsformationen.
4. Die Zubereitung ist einfach: Ohne Erhitzen oder Vorweichen werden die beiden Suspensionen mit niedrigem Feststoffgehalt lediglich vermischt und gut verrührt. 5. Diese Art von Verbund-Anti-Rutsch-Schlamm besitzt nicht nur eine Anti-Rutsch-Funktion, sondern auch eine Anti-Rutsch-Wirkung.
2. Herstellung eines Komposit-Anti-Slump-Schlamms mit niedrigem Feststoffgehalt: Flüssigkeit A: Polyacrylamid (PAM)-Kaliumchlorid (KCl)-Anti-Slump-Schlamm mit niedrigem Feststoffgehalt: 1. Bentonit 20 %. 2. Soda (Na₂CO₃) 0,5 %. 3. Natriumcarboxykaliumcellulose (Na-CMC) 0,4 %. 4. Polyacrylamid (PAM, Molekulargewicht 12 Millionen Einheiten) 0,1 %. 5. Kaliumchlorid (KCl) 1 %. Flüssigkeit B: Kaliumhumat (KHm)-Anti-Slump-Schlamm mit niedrigem Feststoffgehalt
1. Bentonit 3 %. 2. Soda (Na₂CO₃) 0,5 %. 3. Kaliumhumat (KHm) 2,0 % bis 3,0 %. 4. Polyacrylamid (PAM, Molekulargewicht 12 Millionen Einheiten) 0,1 %. Vor Gebrauch die vorbereitete Flüssigkeit A und Flüssigkeit B im Volumenverhältnis 1:1 mischen und gründlich verrühren.
3. Mechanismusanalyse des Anti-Rutsch-Effekts von Verbund-Lehmwänden mit niedrigem Feststoffgehalt
Bei Flüssigkeit A handelt es sich um einen Polyacrylamid (PAM)-Kaliumchlorid (KCl)-haltigen, niedrigfesten Anti-Rutsch-Bohrschlamm, der sich durch hohe Qualität und gute Anti-Rutsch-Eigenschaften auszeichnet. Die kombinierte Wirkung von PAM und KCl hemmt effektiv die Hydratationsausdehnung wasserempfindlicher Gesteinsformationen und bietet einen sehr guten Schutz beim Bohren in diese Formationen. Der Bohrschlamm hemmt die Hydratationsausdehnung dieser Gesteinsformationen bereits beim ersten Kontakt mit ihnen und verhindert so den Einsturz der Bohrlochwand.
Flüssigkeit B ist ein Kaliumhumat (KHm)-haltiger, feststoffarmer Anti-Absetz-Bohrschlamm von hoher Qualität mit guten Anti-Absetz-Eigenschaften. KHm ist ein hochwertiges Schlammbehandlungsmittel, das Wasserverluste reduziert, verdünnt und dispergiert, das Einstürzen der Bohrlochwand verhindert und die Schlammablagerung an den Bohrwerkzeugen verringert und verhindert.
Zunächst sickern während der Zirkulation des Kaliumhumat-haltigen, feststoffarmen Antikollaps-Bohrspülungsmaterials (KHm) durch die schnelle Rotation des Bohrgestänges im Bohrloch die Kaliumhumate und der Ton in der Spülung unter Einwirkung der Zentrifugalkraft in das lockere und brüchige Gestein. Die lockeren und brüchigen Gesteinsschichten wirken zementierend und verstärkend und verhindern so das Eindringen von Feuchtigkeit in die Bohrlochwand. Anschließend füllen die Tone und das KHm in der Spülung unter Einwirkung der Zentrifugalkraft Hohlräume und Vertiefungen in der Bohrlochwand und verstärken und reparieren diese. Schließlich zirkuliert Kaliumhumat (KHm)-haltiger, feststoffarmer Antikollaps-Bohrschlamm für eine gewisse Zeit im Bohrloch und bildet allmählich eine dünne, zähe, dichte und glatte Schlammschicht an der Bohrlochwand. Diese verhindert das Eindringen und die Erosion von Wasser an der Porenwand und verstärkt gleichzeitig die Porenwand. Die glatte Schlammschicht reduziert den Widerstand des Bohrers und verhindert mechanische Schäden an der Bohrlochwand durch Vibrationen des Bohrwerkzeugs aufgrund übermäßigen Widerstands.
Werden Flüssigkeit A und Flüssigkeit B im gleichen Spülungssystem im Volumenverhältnis 1:1 gemischt, hemmt Flüssigkeit A die Hydratationsausdehnung der strukturell zerklüfteten, schlammigen Gesteinsformation. Flüssigkeit B hingegen dient der Dialyse und Zementierung von lockerem und zerklüftetem Gestein. Durch die Zirkulation der Mischung im Bohrloch bildet Flüssigkeit B allmählich eine Spülungshaut im gesamten Bohrlochquerschnitt und schützt so die Bohrlochwand und verhindert Einstürze.
Kaliumhumat + CMC-Schlamm
1. Schlammrezeptur (1), Bentonit 5 % bis 7,5 %. (2), Soda (Na₂CO₃) 3 % bis 5 % der Bodenmenge. (3), Kaliumhumat 0,15 % bis 0,25 %. (4), CMC 0,3 % bis 0,6 %.
2. Schlammeigenschaften (1), Trichterviskosität 22-24. (2), Wasserverlust 8-12. (3), spezifisches Gewicht 1,15 ~ 1,2. (4), pH-Wert 9-10.
Breitbandiger Schutzschlamm
1. Schlammmischung (1), 5 % bis 10 % Bentonit. (2), Soda (Na₂CO₃) 4 % bis 6 % der Bodenmenge. (3) 0,3 % bis 0,6 % Breitbandschutzmittel.
2. Schlammeigenschaften (1) Trichterviskosität 22-26. (2) Der Wasserverlust beträgt 10-15. (3) Spezifisches Gewicht 1,15 ~ 1,25. (4) pH-Wert 9-10.
Abdichtungsmittel-Schlamm
1. Schlammrezeptur: (1) Bentonit 5 % bis 7,5 %. (2) Soda (Na₂CO₃) 3 % bis 5 % der Bodenmenge. (3) Verstopfungsmittel 0,3 % bis 0,7 %.
2. Schlammverhalten: (1) Trichterviskosität 20–22. (2) Wasserverlust: 10–15. (3) Dichte: 1,15–1,20. 4. pH-Wert: 9–10.
Veröffentlichungsdatum: 16. Januar 2023