膨润土浆性能指标的确立和控制.doc

PAGE  PAGE 10 PAGE  PAGE 10 钻孔灌注桩及防渗墙施工 造孔固壁泥浆技术要求 目 录 造孔固壁泥浆施工技术基本要求： （一）、制浆材料 （二）、新制泥浆配合比及性能指标 （三）、泥浆拌制方法 （四）、钻进中和清孔换浆的槽内泥浆性能指标和处理方法 （五）、泥浆质量检测和控制要求 （六）、其它 二、造孔固壁泥浆性能特点 （一）、泥浆的作用 （二）、低固相优质固壁泥浆 （三）、膨润土浆性能指标的确定和控制 一、造孔固壁泥浆施工技术基本要求： 采用旋挖钻机及进行钻孔灌注桩施工及采用抓斗建造防渗墙槽孔，由于钻进速度的提高，钻具运动各排碴方式的变化，对泥浆的固壁和悬浮、输送等功能提出了更高的要求。目前，国际上普通采用环保型超泥浆（Supermud），和低固相膨润土泥浆固壁，现着重国内通用的膨润土泥浆固壁工艺，草拟本技术基本要求，供施工人员参考。 （一）、制浆材料： 膨润土 该土应达到石油工业部部级标准《钻井液用膨润土》（SY-5060-85）所规定的二级膨润土的指标。 水 水是泥浆的分散相，在泥浆中水的用量最大，应当对水的质量予以足够的重视。水中的杂质或PH值不同，泥浆的性质也大不相同。在使用含有大量盐类（Ca2+、Na+、Mg2+）的海水、河水，或性质不明的水时，应先进行化验。 当水中的钙离子浓度达到100?g/L以上时，膨润土就会聚集和沉降分离。当水中的钠离子浓度达到500?g/L以上时，膨润土的湿胀性就会极度下降；达到接近于海水的浓度（3400?g/L）时，就要产生凝集。因此在配制泥浆时最好使用钙离子浓度不超过100?g/L，钠离子浓度不超过500?g/L和PH值为中性的水。超出此范围就要考虑使用处理剂。 分散剂 工业用纯碱（Na2CO3），可选用天津红三角牌工业纯碱，其质量指标见表1。 表1 工业纯碱质量指标 总碱量 （％?）氯化物 （％?）Fe含量 （％?）硫酸盐 （％?）水不溶于物（％?）烧失量 （％?）981.20.010.151.3 增粘剂 选用中粘度羧???基纤维素（CMC）,其性能指标如下： 表2 CMC性能指标 粘度（厘泊）代替度有效成份（％）含NaC1(%)水份（％）PH值备注300~8000.6~0.8?85?8?106~8溶媒法 絮凝剂 选用聚丙烯酰胺，其功能是有选择性絮凝作用，对劣土絮凝，对膨润土护胶，维持泥浆的低固相，同时能提高泥浆的流变性能，提高剪切稀释能力。 防漏剂 选用锯末作防漏剂，如有必要，可用碎核桃皮代替。 （二）新制泥浆配合比及性能指标： 对于一般砂砾石层，可用下表内的两种配合比制浆。而其它地层，可参照配比，并根据试用情况加以调整。 表3 泥浆配合比 地层配合比（％）膨润土纯碱CMC聚丙烯酰胺水一般6~80.3~0.50.05~0.10~0.05100漏失100.3~0.50.1~0.2100 根据上述配比，泥浆应达到的性能指标如下表： 表4 膨润土泥浆性能指标 地层性能指标比重漏斗粘度 （S）失水量 (ml/30min)泥皮厚 (mm)塑性粘度 (cp)10分钟静切力 (N/m2)动切力 (N/ m2)PH值一般1.0425~30151.5152~44~88.5~10.0漏失1.0635~45152.0204~86~158.5~10.0 说明： 1. 10分钟静切力亦称胶凝强度，动切力亦称屈服值 2. 因使用膨润土制浆，新制泥浆的稳定性、胶体率和含砂量均能达到防渗墙施工规范的要求，所以未提出指标，在拌制浆液时也不进行试验和检测。 3.塑性粘度与动切力之比值是衡量泥浆剪切稀释性能的重要指标。所以在测得上述二者数值后，要计算其比值并进行分析。 （三）、泥浆拌制方法 泥浆拌制应选用高效、低噪音的高速回转搅拌机。 搅拌时间：高速搅拌机每槽搅浆时间控制在5~10分钟。 应按规定的配合比配制泥浆，各种材料的加量误差不得大于5％。 泥浆处理剂如纯碱、CMC和聚丙稀酰胺使用前宜配制成一定水溶液，以提高其效果。纯碱水溶液浓度为20％，CMC和聚丙稀酰胺水溶液均为1.5％ 拌制泥浆的加料顺序： 先加水，依次加膨润土、CMC（M）和Na2CO3,由于CMC(M)溶解会妨碍膨润土的溶胀，所以要在膨润土之后投入 新制膨润土浆需存放24小时，经充分水化溶胀后方能使用。 储浆池内的泥浆应经常搅动，保持指标均一并避免沉淀或离析。 （四）、钻进中和清孔换浆的槽内泥浆性能指标和处理方法： 1.在钻进过程中，槽内泥浆由于地层中土碴的混入、膨润土及泥浆处理剂的消耗，泥浆性能浆逐渐恶化，以至影响