1. Sélection du matériau de boue
(1) Argile : Utiliser de la bentonite de haute qualité, dont les exigences techniques sont les suivantes : 1. Granulométrie : supérieure à 200 mesh. 2. Teneur en humidité : inférieure ou égale à 10 %. 3. Taux de pulpage : minimum 10 m³/tonne. 4. Perte d’eau : inférieure ou égale à 20 ml/min.
(2) Sélection de l'eau : La qualité de l'eau doit être vérifiée. En général, la température de l'eau douce ne doit pas dépasser 15 degrés. Si elle est supérieure, elle doit être adoucie.
(3) Polyacrylamide hydrolysé : Le choix du polyacrylamide hydrolysé doit être une poudre sèche, anionique, avec un poids moléculaire d'au moins 5 millions et un degré d'hydrolyse de 30 %.
(4) Polyacrylonitrile hydrolysé : Le choix du polyacrylonitrile hydrolysé doit être une poudre sèche, anionique, de poids moléculaire 100 000 à 200 000 et de degré d'hydrolyse 55 à 65 %.
(5) Carbonate de sodium (Na₂CO₃) : Décalcifier la bentonite pour améliorer ses performances. (6) Humate de potassium : La poudre noire de granulométrie 20-100 mesh est optimale.
2. Préparation et utilisation
(1) Ingrédients de base de chaque cube de boue : 1. Bentonite : 5 % à 8 %, 50 à 80 kg. 2. Carbonate de sodium (Na₂CO₃) : 3 % à 5 % du volume de terre, 1,5 à 4 kg de carbonate de sodium. 3. Polyacrylamide hydrolysé : 0,015 % à 0,03 %, 0,15 à 0,3 kg. 4. Polyacrylonitrile hydrolysé en poudre sèche : 0,2 % à 0,5 %, 2 à 5 kg de polyacrylonitrile hydrolysé en poudre sèche.
De plus, selon les caractéristiques de la formation, ajouter de 0,5 à 3 kg d'agent anti-affaissement, d'agent de colmatage et d'agent de réduction des pertes de fluide par mètre cube de boue. Si la formation quaternaire est sujette aux affaissements et aux variations d'expansion, ajouter environ 1 % d'agent anti-affaissement et environ 1 % d'humate de potassium.
(2) Procédé de préparation : Dans des conditions normales, environ 50 m³ de boue sont nécessaires pour forer un puits de 1 000 m. Prenons l’exemple de la préparation de 20 m³ de boue ; le procédé de préparation de la « boue à double polymère » est le suivant :
1. Dissoudre 30 à 80 kg de carbonate de sodium (Na₂CO₃) dans 4 m³ d'eau et bien mélanger. Ajouter ensuite 1000 à 1600 kg de bentonite, bien mélanger et laisser tremper pendant au moins deux jours avant utilisation. 2. Avant utilisation, diluer la boue dans de l'eau propre pour obtenir 20 m³ de suspension de base. 3. Dissoudre 3 à 6 kg de polyacrylamide hydrolysé en poudre dans de l'eau et l'ajouter à la suspension de base. Dissoudre également 40 à 100 kg de polyacrylonitrile hydrolysé en poudre dans de l'eau et l'ajouter à la suspension de base. 4. Bien mélanger après l'ajout de tous les ingrédients.
(3) Test de performance Les différentes propriétés de la boue doivent être testées et vérifiées avant utilisation, et chaque paramètre doit répondre aux normes suivantes : teneur en phase solide : moins de 4 % ; densité (r) : moins de 1,06 ; viscosité à l’entonnoir (T) : 17 à 21 secondes ; volume d’eau (B) : moins de 15 ml/30 minutes ; gâteau de boue (K) :
Ingrédients de la boue de forage par kilomètre
1. Argile :
Sélectionner une bentonite de haute qualité, répondant aux exigences techniques suivantes : 1. Granulométrie : supérieure à 200 mesh ; 2. Taux d’humidité : inférieur ou égal à 10 % ; 3. Rendement en pâte : minimum 10 m³/tonne ; 4. Perte d’eau : inférieure ou égale à 20 ml/min ; 5. Dosage : 3 000 à 4 000 kg.
2. Carbonate de sodium (NaCO3) : 150 kg
3. Sélection de l'eau : La qualité de l'eau doit être vérifiée. En général, la température de l'eau douce ne doit pas dépasser 15 degrés. Si elle est supérieure, elle doit être adoucie.
4. Polyacrylamide hydrolysé : 1. Le polyacrylamide hydrolysé choisi doit se présenter sous forme de poudre sèche, anionique, de masse moléculaire supérieure ou égale à 5 millions et de degré d’hydrolyse supérieur à 30 %. 2. Dosage : 25 kg.
5. Polyacrylonitrile hydrolysé : 1. Le polyacrylonitrile hydrolysé choisi doit se présenter sous forme de poudre sèche, être anionique, de masse moléculaire comprise entre 100 000 et 200 000 et de degré d’hydrolyse de 55 à 65 %. 2. Dosage : 300 kg.
6. Autres matériaux de rechange : 1. Agent anti-affaissement ST-1 : 25 kg. 2. Agent de colmatage 801 : 50 kg. 3. Humate de potassium (KHm) : 50 kg. 4. NaOH (soude caustique) : 10 kg. 5. Matériaux inertes pour le colmatage (sciure de bois, coques de coton, etc.) : 250 kg.
boue anti-effondrement composite à faible phase solide
1. Caractéristiques
1. Excellente fluidité et forte capacité de transport de poudre de roche. 2. Traitement simple de la boue, entretien aisé, performances stables et longue durée de vie. 3. Large applicabilité : utilisable dans les strates meubles, fracturées et effondrées, ainsi que dans les strates rocheuses fracturées et boueuses et les strates rocheuses sensibles à l’eau. Répond aux exigences de protection des parois de différentes formations rocheuses.
4. Sa préparation est simple : sans chauffage ni trempage préalable, il suffit de mélanger les deux suspensions à faible teneur en solides et de bien remuer. 5. Ce type de boue anti-affaissement composite possède non seulement une fonction anti-affaissement, mais aussi une fonction anti-affaissement.
2. Préparation d'un mortier anti-affaissement composite à faible teneur en solides : Liquide A : mortier anti-affaissement à faible teneur en solides à base de polyacrylamide (PAM) et de chlorure de potassium (KCl) : 1. Bentonite 20 %. 2. Carbonate de sodium (Na₂CO₃) 0,5 %. 3. Carboxycellulose de sodium et de potassium (Na-CMC) 0,4 %. 4. Polyacrylamide (PAM, masse moléculaire de 12 millions d'unités) 0,1 %. 5. Chlorure de potassium (KCl) 1 %. Liquide B : mortier anti-affaissement à faible teneur en solides à base d'humate de potassium (KHm).
1. Bentonite 3 %. 2. Carbonate de sodium (Na₂CO₃) 0,5 %. 3. Humate de potassium (KHm) 2,0 % à 3,0 %. 4. Polyacrylamide (PAM, masse moléculaire de 12 millions d'unités) 0,1 %. Lors de l'utilisation, mélanger les liquides A et B préparés dans un rapport volumique de 1:1 et bien agiter.
3. Analyse du mécanisme de protection des murs de soutènement en terre crue à faible teneur en solides
Le liquide A est une boue anti-affaissement à faible teneur en solides, composée de polyacrylamide (PAM) et de chlorure de potassium (KCl). Cette boue de haute qualité offre d'excellentes performances anti-affaissement. L'action combinée du PAM et du KCl inhibe efficacement l'expansion d'hydratation des formations hydrosensibles et assure une protection optimale lors du forage dans ces formations. Elle inhibe efficacement l'expansion d'hydratation de ce type de formation rocheuse dès sa mise à nu, prévenant ainsi l'effondrement des parois du forage.
Le liquide B est une boue anti-affaissement à faible teneur en solides, à base d'humate de potassium (KHm). Il s'agit d'une boue de haute qualité offrant d'excellentes propriétés anti-affaissement. L'humate de potassium est un agent de traitement de boue performant qui permet de réduire les pertes d'eau, de diluer et de disperser la boue, de prévenir l'effondrement des parois du puits et de limiter l'entartrage des outils de forage.
Tout d'abord, lors de la circulation de la boue anti-effondrement à faible teneur en solides d'humate de potassium (KHm) dans le puits, la rotation à grande vitesse du train de tiges permet à l'humate de potassium et à l'argile contenus dans la boue de s'infiltrer dans la formation rocheuse meuble et fracturée sous l'effet de la force centrifuge. Les strates rocheuses meubles et fracturées jouent un rôle de cimentation et de renforcement, empêchant ainsi l'humidité de pénétrer et d'inonder la paroi du puits. Ensuite, aux endroits où se trouvent des fissures et des creux dans la paroi du puits, l'argile et le KHm contenus dans la boue les comblent sous l'effet de la force centrifuge, renforçant et réparant ainsi la paroi du puits. Enfin, la boue anti-effondrement à faible teneur en phases solides d'humate de potassium (KHm) circule dans le puits pendant un certain temps et forme progressivement une pellicule de boue mince, résistante, dense et lisse sur la paroi du puits. Cette pellicule empêche les infiltrations d'eau et l'érosion de la paroi des pores, tout en la renforçant. Elle réduit également la résistance de la tige de forage, évitant ainsi les dommages mécaniques causés à la paroi du puits par les vibrations de l'outil de forage dues à une résistance excessive.
Lorsque les liquides A et B sont mélangés dans un même système de boue à un rapport volumique de 1:1, le liquide A peut, dans un premier temps, inhiber l'expansion par hydratation des formations rocheuses « argileuses à structure fracturée », tandis que le liquide B peut, dans un premier temps, jouer un rôle dans la dialyse et la cimentation des formations rocheuses « fragmentées et instables ». Au fur et à mesure que le mélange circule dans le forage, le liquide B forme progressivement une pellicule de boue sur toute la surface du forage, assurant ainsi progressivement la protection des parois et prévenant les effondrements.
Humate de potassium + boue de CMC
1. Formule de boue : (1) bentonite 5 % à 7,5 % ; (2) carbonate de sodium (Na₂CO₃) 3 % à 5 % de la masse du sol ; (3) humate de potassium 0,15 % à 0,25 % ; (4) CMC 0,3 % à 0,6 %.
2. Performance de la boue (1), viscosité de l'entonnoir 22-24. (2), la perte d'eau est de 8-12. (3), densité 1,15 ~ 1,2. (4), valeur du pH 9-10.
Boue protectrice à large spectre
1. Formule de boue (1), 5 % à 10 % de bentonite. (2), carbonate de sodium (Na2CO3) 4 % à 6 % de la masse du sol. (3) 0,3 % à 0,6 % d'agent protecteur à large spectre.
2. Performance de la boue (1), viscosité à l'entonnoir 22-26. (2) La perte d'eau est de 10-15. (3), densité 1,15 ~ 1,25. (4), valeur du pH 9-10.
boue d'obturation
1. Formule de boue (1), bentonite 5 % à 7,5 %. (2), carbonate de sodium (Na2CO3) 3 % à 5 % de la masse du sol. (3), agent de colmatage 0,3 % à 0,7 %.
2. Performances de la boue : (1) viscosité à l’entonnoir : 20-22 ; (2) perte d’eau : 10-15 ; (3) densité : 1,15-1,20 ; 4. pH : 9-10.
Date de publication : 16 janvier 2023