本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種巖土鉆挖孔工程聚合物型無固相泥漿配方及制備方法，泥漿配方包括主劑2份～8份、交聯(lián)劑0.4份～1.3份、純堿1份～2份、水996.6份～988.7份。本發(fā)明專利技術(shù)的泥漿性能指標(biāo)優(yōu)良。密度為1.0g/cm3；漏斗粘度18～28s；API失水量（0.7MPa壓差）10～18ml/30min；漿液流型屬于冪律流體，具有良好剪切稀釋性；對松散砂及風(fēng)化破碎巖層具有極強(qiáng)的膠結(jié)護(hù)壁作用，有助于提高此類復(fù)雜地層孔壁的穩(wěn)定性，對見水即散的碎石砂樣放入該沖洗液中久泡不散；抗高溫穩(wěn)定性好，能承受較高的井內(nèi)液柱壓力，適合于5000m左右的深孔鉆進(jìn)要求；具有良好的絮凝鉆屑聚沉的能力，維持體系無固相。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于巖土工程領(lǐng)域，具體涉及。
技術(shù)介紹
近年來，巖土鉆挖孔工程在國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展中發(fā)揮著越來越大的作用，已廣泛應(yīng)用于礦產(chǎn)資源勘探和部分礦產(chǎn)的開采、水文地質(zhì)勘探、工程地質(zhì)和環(huán)境地質(zhì)勘察、地質(zhì)災(zāi)害的防治與環(huán)境治理、工民建和道路橋梁的基礎(chǔ)工程、垃圾填埋場防滲隔離墻等工程領(lǐng)域。在諸領(lǐng)域鉆孔(或鉆挖槽)工程施工中，經(jīng)常遇到風(fēng)化、松散、破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育、礦層蝕變帶、遇水膨脹(水敏性)等復(fù)雜地層，該類巖土層孔壁極不穩(wěn)定，容易發(fā)生坍塌、漏失、掉塊等施工事故。如何確保復(fù)雜地層孔壁的穩(wěn)定性是地下巖土工程施工需要解決的主要技術(shù) 難題之一。實踐證明，選用固壁性能好的泥漿(亦稱之為沖洗液，或鉆井液)是確保復(fù)雜地層孔壁穩(wěn)定性、提高工程施工質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本的最有效途徑之一。自鉆挖孔工程施工方法應(yīng)用以來，該工程所用護(hù)壁泥漿經(jīng)歷了五個發(fā)展階段①清水和自然造漿階段(第一代沖洗液，無任何處理劑)；②細(xì)分散泥漿階段(第二代沖洗液，固相含量高，粘土高度分散)；③粗分散泥漿階段(第三代沖洗液，固相含量適中，粘土適度分散);④不分散低固相泥漿階段(第四代沖洗液，固相含量低，粘土不分散);⑤聚合物無固相泥漿階段(第五代沖洗液，不含粘土固相)。本專利技術(shù)所指的聚合物型無固相泥漿對松散砂及風(fēng)化碎石層膠結(jié)性能將優(yōu)于現(xiàn)有的同類無固相泥漿，起到“下套管”的護(hù)壁作用；其黏度、API失水量、靜切力、流變性、吸附膠結(jié)性、抗高溫穩(wěn)定性、絮凝聚沉鉆屑能力、潤滑性等性能指標(biāo)優(yōu)良，有利于沖孔、碎巖和攜帶鉆屑，經(jīng)濟(jì)成本低，無毒環(huán)保，便于施工現(xiàn)場配制和使用。該種泥漿可用于各類地質(zhì)勘探工程、大口徑樁基工程、地下連續(xù)墻工程、水文水井工程等鉆孔(或鉆挖槽)、垃圾填埋場防滲隔離墻槽孔施工等工程領(lǐng)域。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種低成本且用于巖土鉆挖孔工程中護(hù)壁性能好的聚合物型無固相泥漿及制備方法。實現(xiàn)本專利技術(shù)目的的技術(shù)方案如下 聚合物型無固相泥漿具有下述重量份的組分主劑2份 8份、交聯(lián)劑0. 4份 1. 3份、純堿I份 2份、水996. 6份 988. 7份。所述聚合物型無固相泥漿的主劑優(yōu)選為分子量500萬 1500萬、水解度在20% 40%的水解聚丙烯酰胺與聚合度為1788或2788的聚乙烯醇(或聚合度為300 600的鈉羧甲基纖維素)這兩種水溶性高分子聚合物組合而成，水解聚丙烯酰胺與聚乙烯醇(或鈉羧甲基纖維素)二者的組合重量比為1:1 1:4 ;交聯(lián)劑優(yōu)選為重量份為0.1 0. 4份的硫酸招或氯化鋁、0. 3 0. 8份的硼砂與0 0.1份的碳酸鋰組合而成。按配制Im3泥漿計算，本專利技術(shù)所述聚合物型無固相泥漿的制備方法按以下步驟實施 ①取純堿Ikg 2kg,放入IOOkg 200kg水中常溫下進(jìn)行溶解； ②取主劑2kg 8kg，放入純堿溶液中常溫下進(jìn)行預(yù)溶解，溶解濃度不超過5%，一般應(yīng)往水中邊散入主劑，邊進(jìn)行攪拌，攪拌15min 30min后，靜置5h 8h待用。優(yōu)選在攪拌時間內(nèi)加熱使水溫保持在50°C左右，提高主劑的溶解速度。 ③取交聯(lián)劑0. 4 kg 1. 3kg,溶解于常溫下的水中，溶解濃度不超過10%，待用。④將預(yù)溶解的主劑加入水中進(jìn)行攪拌至均勻后，加入交聯(lián)劑溶液及剩余水量，攪拌至均勻狀態(tài)即可。上述制備方法聚合物型無固相泥漿的主劑優(yōu)選為分子量500萬 1500萬、水解度在20% 40%的水解聚丙烯酰胺與聚合度為1788或2788的聚乙烯醇(或聚合度為300 600的鈉羧甲基纖維素)這兩種水溶性高分子聚合物組合而成，水解聚丙烯酰胺與聚乙烯醇(或鈉羧甲基纖維素)二者的組合重量比為1:1 1:4 ;交聯(lián)劑優(yōu)選為重量份為0.1 0. 4份的硫酸鋁或氯化鋁、0. 3 0. 8份的硼砂與0 0.1份的碳酸鋰組合而成。本專利技術(shù)具有積極的效果 (I)本專利技術(shù)的聚合物型無固相泥漿的主劑與交聯(lián)劑進(jìn)行交聯(lián)之后，能快速地實現(xiàn)對松散巖石(或碎石土)的吸附膠結(jié)作用，確保復(fù)雜地層孔壁的穩(wěn)定性(起到下套管的作用)，提高鉆孔/槽的工程質(zhì)量與施工效率。同時，本專利技術(shù)的泥漿因為沒有固相(指鉆屑等)，孔內(nèi)循環(huán)時攜帶鉆屑能力及在地面靜止時聚沉鉆屑能力都非常強(qiáng)；本專利技術(shù)的泥漿高分子聚合物用量較少，成本低，按目前泥漿處理劑市場價格計算，配制本專利技術(shù)的Im3泥漿成本僅為20 50元，而配制Im3其他聚合物型無固相泥漿成本在70元以上。(2)本專利技術(shù)的聚合物型無固相泥漿的粘度、API失水量、靜切力、流變性、吸附膠結(jié)性等性能指標(biāo)優(yōu)良密度為1. Og/cm3 ;漏斗粘度18 28s ；API失水量(0. 7MPa壓差)10 18ml/30min ;漿液流型屬于冪律流體，600轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)粘度讀數(shù)為10 20格、動切力I 4Pa、動塑比0. 48左右，具有良好剪切稀釋性；對松散砂及風(fēng)化破碎巖層具有極強(qiáng)的膠結(jié)護(hù)壁作用，有助于提高此類復(fù)雜地層孔壁的穩(wěn)定性，對見水即散的碎石砂樣放入該沖洗液中久泡不散，并且該砂樣放入沖洗液中只浸泡Is鐘，取出后立即放入清水中仍然久泡不散；抗高溫穩(wěn)定性好，能承受較高的井內(nèi)液柱壓力，適合于5000m左右的深孔鉆進(jìn)要求；具有良好的絮凝鉆屑聚沉的能力，維持體系無固相。因此，聚合物型無固相泥漿可廣泛用于各類地質(zhì)勘探工程、大口徑樁基工程、地下連續(xù)墻工程、水文水井工程等鉆孔(或鉆挖槽)、垃圾填埋場防滲隔離墻槽孔施工等工程領(lǐng)域。(3)本專利技術(shù)的聚合物型無固相泥漿無毒環(huán)保，便于施工現(xiàn)場配制和使用，且可回收重復(fù)使用。(4)本專利技術(shù)的聚合物型無固相泥漿可與其他類型的泥漿交替使用，當(dāng)鉆進(jìn)松散、破碎、風(fēng)化嚴(yán)重的巖層時，下鉆具至孔底，通過鉆桿將配制好的聚合物型無固相泥漿泵入孔內(nèi)循環(huán)鉆進(jìn)，隨著孔深增加，以及巖粉絮凝沉淀的消耗，需不斷補(bǔ)充所配漿液；當(dāng)鉆進(jìn)穩(wěn)定地層，靜止IOmin左右，可改用正常泥漿或清水鉆進(jìn)，也可繼續(xù)使用聚合物型無固相泥漿鉆進(jìn)，而上部經(jīng)聚合物膠結(jié)過的復(fù)雜地層穩(wěn)定性不會降低。具體實施方式以下通過實施例說明本專利技術(shù)的具體步驟，但不受實施例限制。在本專利技術(shù)中所使用的術(shù)語，除非另有說明，一般具有本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通常理解的含義。下面結(jié)合具體實施例并參照數(shù)據(jù)進(jìn)一步詳細(xì)描述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實施例只是為了舉例說明本專利技術(shù)，而非以任何方式限制本專利技術(shù)的范圍。在以下實施例中，未詳細(xì)描述的各種過程和方法是本領(lǐng)域中公知的常規(guī)方法。實施例1 本實施例的巖土鉆孔/槽工程聚合物型無固相泥漿用各劑組分為 主劑為分子量500萬，水解度在20%水解聚丙烯酰胺I份、聚合度為1788的聚乙烯醇 I份；交聯(lián)劑為0.1份的硫酸鋁和0. 3份的硼砂；純堿I份；水996. 6份。本實施例的巖土鉆挖孔工程聚合物型無固相泥漿的制備方法包括以下步驟按配制Im3泥衆(zhòng)計算， ①將Ikg純堿倒入裝有IOOkg水的容器中常溫下進(jìn)行溶解。②將Ikg分子量500萬，水解度在20%水解聚丙烯酰胺干粉與Ikg聚合度為1788的聚乙烯醇干粉混勻后，放入步驟①的純堿溶液中常溫下進(jìn)行預(yù)溶解，一般應(yīng)往水中邊散入主劑，邊進(jìn)行攪拌，攪拌15min 30min后，靜置5h 8h待用。若要提高主劑的溶解速度，可在攪拌時間內(nèi)加熱使容器內(nèi)的水溫保持在50 0C左右。③將0.1kg硫酸鋁、0. 3kg硼砂混合之后，加入IOkg水中，常溫下完全溶解后的得到的交聯(lián)劑溶液待用。④將步驟②本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種巖土鉆挖孔工程聚合物型無固相泥漿，其特征在于包括下述重量份的組分：主劑2份～8份、交聯(lián)劑0.4份～1.3份、純堿1份～2份、水996.6份～988.7份。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：代國忠，張亞興，李雄威，黃小紅，
申請(專利權(quán))人：常州工學(xué)院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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