Bùn xi măng: đặc tính, quy tắc chuẩn bị, thành phần, tuân thủ các yêu cầu GOST, mục đích và ứng dụng

2024 Tác giả: Howard Calhoun | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:44

Trong quá trình khoan, các dung dịch đặc biệt được sử dụng để loại bỏ các hom và các sản phẩm từ quá trình phát triển của đá địa phương. Thao tác này là cần thiết để tăng hiệu quả tác động cơ học của giàn khoan và khơi thông lỗ đáy. Quá trình rửa được thực hiện bằng cách sử dụng vữa xi măng, được pha chế bằng công nghệ đặc biệt.

Mục đích của dung dịch khoan

Sự lưu thông của nước trong giếng góp phần làm sạch lỗ khoan, giúp quá trình khoan và hoàn thiện. Với điều kiện là một hợp chất hoạt động với các đặc tính hiệu suất bổ sung được sử dụng, một số hiệu ứng khác có thể được mong đợi, trong số đó là những hiệu ứng sau:

• Hình thành bánh bột lọc trên thành của lỗ hở. Kết quả là, các cặn bẩn không ổn định, đá sét và các lớp rời được củng cố.
• Chống lại áp lực lỗ chân lông.
• Nhà máy điện dưới đáy và bit được truyền đitrợ lực thủy lực bổ sung.
• Vữa khoan và vữa xi măng vận chuyển đá đã phát triển và sau khi hoàn thành lưu thông, giữ khối này ở trạng thái lơ lửng.
• Rủi ro biến chứng, dính chênh lệch, rò rỉ dầu khí và mất giếng được ngăn chặn.
• Hang động và thám hiểm được ngăn chặn.
• Cung cấp tác dụng bôi trơn trên thiết bị khoan.
• Cung cấp khả năng làm mát và bôi trơn dụng cụ.

Cơ sở cho thành phần của hỗn hợp xi măng

Để tạo dung dịch khoan, người ta sử dụng nhựa và đất sét phân tán mịn với hàm lượng cát tối thiểu, cùng với nước có thể tạo thành huyền phù nhớt với thời gian lắng lâu. Khi phát triển các giếng dầu và khí đốt, các chuyên gia khuyến nghị sử dụng các loại đất sét montmorillonite có tính kiềm, cũng như bột đất sét. Ngoài ra, thành phần của vữa xi măng bao gồm nước kỹ thuật, hydrogel và các thành phần muối. Hỗn hợp hiện đại bao gồm nhũ tương đảo ngược, bazơ vôi-bitum và các thành phần polyme. Tỷ lệ giữa các thành phần và bộ cụ thể của chúng phụ thuộc vào hiệu quả cần đạt được và điều kiện sử dụng dung dịch. Trong mọi trường hợp, các thành phần không mong muốn bao gồm các tạp chất như thạch cao và các khoáng chất hòa tan, làm giảm độ ổn định của nguyên liệu đất sét nhớt.

Quy tắc tạo giải pháp

Hỗn hợp cắt được chuẩn bị bằng cách sử dụngcác đơn vị trộn xi măng theo đúng chế độ quy định. Tùy thuộc vào nhiệm vụ đặt ra và nguyên liệu thô được sử dụng, các giải pháp công nghệ khác nhau có thể được đưa vào sơ đồ nấu. Ví dụ, nếu sử dụng xi măng cũ, thì cần phải cung cấp để kích hoạt xi măng. Hỗn hợp khô được đưa vào bồn chứa với sự hoạt động ổn định của bơm cấp nước. Việc kết hợp các thành phần lỏng và khô cần được thực hiện trong điều kiện duy trì áp suất ở mức 12-15 MPa. Đây là môi trường tối ưu cho việc chuẩn bị vữa xi măng về trộn và đông kết cấu trúc. Tiếp theo, bạn cần đợi khoảng thời gian ổn định của hỗn hợp, chế độ này được cung cấp trong máy trộn xi măng.

Tính chất của hỗn hợp xi măng

Các đặc tính kỹ thuật và hoạt động của hỗn hợp khoan được xác định bởi công thức đã chọn và trên thực tế xác định chất lượng tương tác với vật liệu của thành tạo giếng. Các đặc tính của vữa xi măng sau đây được tính đến:

• Năng suất nước. Trong điều kiện áp suất giảm, quá trình tách nước ra khỏi pha hoạt động của dung dịch xảy ra. Tùy thuộc vào các thông số của giếng, tốc độ thất thoát chất lỏng có thể khác nhau, nó được điều chỉnh riêng. Ví dụ: nếu nó được lên kế hoạch để tăng cường cấu trúc, thì lượng nước thất thoát của dung dịch phải gần bằng không.
• Khả năng chống lắng cặn. Quá trình tách nước khỏi vữa, trong đó khối xi măng di chuyển xuống và chất lỏng di chuyển lên.
• Dày. Nó được xác định bởi nhiều yếu tố, bao gồm mức độ nghiền của các thành phần của dung dịch và sự hiện diệnvật liệu dẻo dai. Sự gia tăng tỷ lệ nước ảnh hưởng đến sự kích thích của đặc tính này và hiệu ứng nhiệt của bên thứ ba ảnh hưởng đến sự giảm xuống.
• Kẹp. Theo quy luật, các nhà công nghệ luôn cố gắng cải thiện chất lượng này ở mức tối đa trong các điều kiện cụ thể. Để làm được điều này, hãy tăng nhiệt độ bằng áp suất, cũng như cách ly thân cây trong điều kiện có độ ẩm cao.

Sửa đổi đặc tính dung dịch khoan

Không phải lúc nào cũng có thể điều chỉnh các chất lượng nhất định bằng các phương tiện và vật liệu thông thường, do đó, việc sử dụng các chất phụ gia và phụ gia đặc biệt để thay đổi một cách hiệu quả và rõ ràng các đặc tính mong muốn sẽ dễ dàng hơn. Trong số đó, các bổ ngữ sau được chú ý:

• Natri cacbonat. Được sử dụng để giảm thời gian đông kết. Với sự trợ giúp của máy gia tốc này, các giải pháp đông kết nhanh chóng thu được, thích hợp để sử dụng ở nhiệt độ lên đến 55-65 ° С.
• Bentonite. Làm tăng chỉ số về độ lưu động ban đầu của dung dịch xả, tối ưu hóa các biện pháp cho quá trình tiêm của nó. Chất điều chỉnh này được khuyến nghị sử dụng với vữa xi măng có tỷ trọng thay đổi từ 1,5 đến 2,2 g / cm3.
• Huyền phù xi măng thạch cao. Cải thiện khả năng thất thoát nước của dung dịch. Cơ sở trở nên bền hơn để hòa tan trong nước. Đối với các chế phẩm xả nước, việc sử dụng hệ thống treo là vô nghĩa, tuy nhiên, để tăng cường sức mạnh cho thân cây, điều đó hoàn toàn có thể chấp nhận được.
• Phụ gia xi măng-nhựa. Một loại chất hóa dẻo với nhựa epoxy được sử dụng để xảgiếng có biến chứng tầng chứa nước.

Các loại dung dịch khoan

Trong thực tế, các loại hỗn hợp xi măng sau đây thường được phân biệt:

• Khoan than non. Dung dịch gốc kiềm được sửa đổi với chất kết dính.
• Vữa-bitum. Các sản phẩm dầu mỏ được sử dụng làm cơ sở - sự kết hợp của môi trường phân tán từ dầu hoặc nhiên liệu diesel, cũng như bitum và oxit canxi làm pha phân tán.
• Hỗn hợp rửa nhẹ. Đại diện cho dung dịch vữa giảm trọng lượng với các chỉ số tối thiểu về tỷ trọng. Được sử dụng trong việc phát triển các giếng có áp suất bể chứa thấp.
• Dung dịch polyme. Chế phẩm dựa trên nước có chứa các polyme mạch thẳng phân tử cao. Thường được sử dụng trong quá trình khoan đá cứng.

Kiểm tra việc tuân thủ GOST

Theo GOST 26798.1-96, các thông số của dung dịch khoan được xác định mà không tính đến các tác động có thể xảy ra trong quá trình vận hành vật liệu trong điều kiện thực tế với sự kết nối của các dây ống vách. Để tuân thủ các tiêu chuẩn, thời gian đông đặc của hỗn hợp, tỷ trọng và độ nhớt được kiểm tra. Đồng thời, đối với các chế phẩm khác nhau, cả chỉ số kỹ thuật và danh sách tiêu chí đánh giá có thể khác nhau. Vì vậy, để xác định các đặc tính về độ giãn nở và cường độ trong trường hợp vữa xi măng, GOST 1581-96 được sử dụng, yêu cầu các thử nghiệm phải được thực hiện ở nhiệt độ môi trường khoảng +30 ° C. Đang trong quá trình đông đặchỗn hợp đá xi măng với khối lượng hạn chế, các chỉ tiêu cường độ có thể cao hơn so với khi sử dụng khối lượng tương tự về thành phần khi lấp giếng. Ngược lại, độ thẩm thấu của dung dịch giảm.

Công nghệ ứng dụng hỗn hợp xi măng

Đối với việc sử dụng dung dịch khoan, thiết bị đặc biệt được sử dụng để đảm bảo khả năng kỹ thuật của hoạt động lưu thông. Trong quá trình ứng dụng, vữa xi măng thực hiện chu trình công nghệ sau:

• Thành phần được trộn và bảo quản trong một hộp đựng đặc biệt.
• Thiết bị bơm bắt đầu bơm chất lỏng từ bể chứa xuống giếng thông qua dây khoan.
• Hỗn hợp được đưa qua các đường ống đến đáy giếng, nơi phần mũi khoan phát triển lớp đá tiếp theo.
• Bùn trở lại bề mặt, mang theo các hạt đá bị tách ra bởi cái đục.
• Khối lượng tăng dọc theo hình vòng cung, đi qua giữa ống khoan và thành giếng.
• Bề mặt thực hiện thao tác lọc và làm sạch dung dịch khỏi cặn. Để làm điều này, hãy sử dụng một sàng rung.

Kết

Hỗn hợp xi măng là vật liệu tiêu hao cần thiết trong quá trình phát triển và xây dựng giếng. Tuy nhiên, việc sử dụng chúng không đúng cách cùng với những tác dụng tích cực cũng có thể dẫn đến những hậu quả tiêu cực. Đặc biệt, những sai sót trong quá trình sản xuất vữa xi măng trong tương lai có thể dẫn đến đá rơi và thậm chíhư hỏng thiết bị khoan. Do đó, một dự án tuôn ra ban đầu được lập ra, thành phần của nó được tính toán cẩn thận. Nói chung, cần phải xác định thể tích của các thành phần khô, nước, tổng lượng hỗn hợp, đặc tính của các đơn vị xi măng, v.v.