钻探施工中泥浆的应用分析

陈春

摘 要：在钻探施工阶段应严格控制泥浆质量及使用，以保证施工的顺利进行。在技术层面，泥浆材料选择与处理剂配比直接影响着泥浆的最终性能，为此，应做好制浆工作，进而保证泥浆的性能，确保泥浆施工效果。

关键词：钻探;施工;泥浆

钻探施工中的危险系数较高，容易因为浆料使用不当、操作不规范等出现坍塌问题，因此需要在钻探施工中使用泥浆护壁方式，避免坍孔的产生，提高工程施工质量。而泥浆护壁方式的应用需要对泥浆质量展开科学管控，做好泥浆调配及性能检测作业，进而增大施工的安全系数。下面就对钻探施工中泥浆的应用进行细致分析和说明。

1 规范泥浆的质量

在钻探施工中，泥浆的质量会影响到钻孔质量及桩基的承载能力。因泥浆质量不合格引发的问题有：泥浆护壁粘膜质量得不到保障，进而导致钻孔孔壁上的泥浆出现不同程度的脱落现象，钻孔的稳定性也会受到影响，出现塌孔或缩孔问题;如果泥浆过于粘稠，在护壁泥浆处理中，形成的泥皮内含有较多的细沙材料，粘结力降低，钻孔壁厚度增加，测模阻力下降;由于泥浆粘稠度的增加，在钢筋笼下放及混凝土灌注后，两者间的融合性会有所降低，增大灌浆助力，从而降低施工质量，产生各种危险事故。鉴于此，在钻探施工中，工程人员必须对泥浆质量实行科学把控，检查泥浆性能和施工效果，加强施工的有效性。

2 钻探施工中泥浆的应用

2.1 制作材料选择

泥浆制作所需材料以水、粘土和一定量的处理剂为主。要想保证泥浆制作质量，做好原材料的把控是非常重要的。

2.1.1 水

泥浆调配中的水以自来水为主，不过对于钻探工程来说，施工环境一般集中在山区或田野内，这些区域无法对接自来水管道，在水源供应上会存在一定的困难，要求工作人员做好现场区域水源的开发、检验和利用。为此，工作人员要做好施工区域勘察工作，对周边水源或地下水分布实行详细了解和掌握，选择酸碱性呈中性的水作为泥浆搅拌的主要水源，以确保泥浆质量。如果水源不够充足，工作人员需要对其他类型的水展开分析和检验，选择符合要求的水源应用到泥浆搅拌中，控制搅拌过程的化学反应，以此提高泥浆质量。需要格外注意的是，泥浆搅拌时禁止使用海水，以免发生安全事故。

2.1.2 粘土

粘土的各项性能决定了泥浆的整体质量。在泥浆调配中，当粘土质量出现问题时，为改进泥浆质量，会添加较多的处理剂，进而增加泥浆材料的化学反应，不符合钻探施工要求。目前市面上可供选择的粘土種类较多，可根据钻探环境及地质结构特征科学选择。常见的泥浆种类以普通粘土泥浆和油田泥浆这两种为主。钻探工程一般是在山区或田野开展的，对于泥浆的抗剪能力有较高要求。所以在粘土材料选择上，应注重其水化性、吸附性和膨胀性，这样制作出来的泥浆才能具有较高的强度和抵抗性能，提高钻孔质量，增强桩基的稳定性。

2.1.3 处理剂

虽然在泥浆调配中，不使用处理剂或少量使用处理剂是最理想的保证泥浆质量的措施，但工作人员还是要对处理剂有所了解，以备不时之需。随着建筑市场的发展，目前处理剂的种类较多，且不同处理剂针对的情况也不相同，在钻探施工中，需要根据现场环境情况及规划要求，科学选择处理剂类型。常见的泥浆处理剂有加重剂、降粘剂、增年降失水剂这三种。工作人员要从技术、施工要求、工程量、经济效益等多方面展开综合分析。

工程人员需科学选用处理剂。在常用的处理剂中，加重剂是在泥浆中融入一些重晶石粉，提高泥浆密度和胶粘度的一种方式，对处理涌水钻孔压涌有着显著作用;降粘剂是以纯碱、铁铬盐、腐殖酸钾这三种形态出现的，目的是调节酸碱值、增强粘结性及水化分散力，以维持泥浆性能的稳定性，减少施工中病害问题的产生。

2.2 性能指标

泥浆属于塑性流体，其各项性能指标，如化学稳定性、物理性、流变性等均具有塑性流体的特征。所以在泥浆调配中，应结合塑性流体特征要求，对各项性能指标参数加以确定和控制，使其符合钻探施工要求，维持工程建设稳定性。泥浆性能指标及相关参数为：

2.2.1 密度

泥浆密度的确定需要从现场情况、地下水承压情况及钻进速率等方面展开综合分析，这样才能加强泥浆使用中静压力值的合理性。通常情况下，泥浆密度会控制在每米1.05-1.15t之间。不过由于钻探施工复杂性较强，泥浆密度会因为粘土质量不达标、钙侵问题的产生而出现超标现象，这时需要加入适量的水解度为30%左右的聚丙烯酰胺，进行选择性絮凝沉淀。采用除沙器、低频振动筛等泥浆净化设备，清除泥浆中的劣质粘土颗粒及岩粉。

2.2.2 粘度

泥浆粘度指的是材料分子间、固相颗粒间、液相和固相间的摩擦系数，粘度越高，摩擦系数越大，结构间的稳固性越强。在钻探施工中，因地质结构及环境的影响，泥浆粘度会控制在18-22s之间，过高则易出现糊钻、岩粉不能及时沉淀问题，最终密度升高影响钻进效率，水泵负荷增大;过低则对携带岩粉、护壁不利，还极易冲刷破坏井壁泥皮。如果在施工中出现不稳定现象，可在泥浆中加入适量的降粘剂或增加泥浆数量。

2.2.3 失水量

失水量指的是泥浆中自由水的含量，是在一定压力作用下释放或渗透的水的数值。泥浆中含有水分，所以失水情况无可避免，不过可以通过控制失水量来优化泥浆性能，保证钻探施工中，钻孔成型效果，加大孔壁保护，避免脱落、塌孔等问题的产生。经试验证明，失水量一般在l8-30mL/30rain较为适宜。浆失水是多种化学材料共同作用的结果，不可单一使用某一种处理剂，以免造成其他指标的不平衡。

2.2.4 含沙量

含沙量是泥浆检测中无法通过规定筛网尺寸的沙子的含量，其对泥浆性能及施工安全性有着直接影响。含沙量越大，相应的孔壁泥皮的性能越低，孔洞安全性越低。另外，含沙量的增加，对钻进设备也会带来影响，加大磨损率，增加材料使用量，还易造成断、脱钻具等事故，或钻具因停泵在孔内滞留，岩粉沉淀造成埋钻。所以，要求含沙量不得超过3%。可加入PHP进行选择性絮凝沉淀或实行机械、人工除沙。必要时，可利用沉浆排放来降低含沙量。

2.2.5 酸碱值

钻探施工中，泥浆酸碱值应控制在8-9之间，过高或过低都会增加泥浆中水化反应的能力，降低造浆率。

2.3 净化与调节

2.3.1 粘稠处理

钻探施工中经常会遇到粘土层，这时将已经调配好的泥浆灌入到土层内，会增加泥浆的粘稠度，对施工作业质量造成不利影响。为保证施工质量，应根据现场实际情况，采取有效措施实施泥浆的粘稠处理。一般情况下，会利用对水的方式稀释泥浆，降低粘稠度。稀释过程中需做好沉渣清除，且控制稀释效果。如果发现水量添加过多，则要利用沙泵加以搅拌，注重泥浆质量，防止不均匀或胶体流失现象的产生。另外，钻探深层出现大量泥岩时，泥浆也会变粘稠，解决的方法是用腐植酸钾兑水。以确保泥浆稀释度，避免失水过多，影响泥浆的密度。

2.3.2 沉渣处理

钻探中一旦碰到砂土层或流沙层，则钻探中泥浆的含渣量会增多，这时要通过腐植酸钾溶液的使用对多余沉渣展开处理，再借助网纱过滤的方式来保证施工质量，切忌不可使用人工捞取的方式。

2.3.3 完善班组施工方案

钻探施工本来就是一项较为复杂的工作，要求各班组间通力配合，制定完善的施工方案，明确各班组作业内容及目标要求，且科学选择施工材料和设备，以此加强泥浆作业的稳定性、合理性，推动工程施工的顺利开展。

综上所述，泥浆在钻探施工中起到非常重要的作用，工程人员应加强泥浆材料选择的合理性、性能指标规划的科学性，方案编制的有效性，以此改善钻探施工效果，减少坍孔、涌水等病害问题的产生，最终全面维护施工现场的安全性，促进工程建设的高质量完工。

参考文献：

[1]窦小龙.钻探施工中泥浆的应用研究[J].科技创新与应用，2019，000（023）：173-174.

[2]赵留华，张成楠，张准.红层钻探施工中护壁堵漏泥浆的选取[J].西部探矿工程，2018，030（001）：80-81.

[3]杨少峰.泥浆护壁成孔灌注桩施工技术探讨[J].中国金属通报，2019，1001（02）：293-293.