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SM植物胶在水电工程中的实践总结
张志平
(四川省水利水电勘察设计研究院勘察分院
郸县犀浦邮编:611731)
摘要:本文主要总结了SM植物胶无固相冲洗液和SM植物胶低固相泥浆十余年来在我省水电
工程中推广应用的配制方法,使用注意事项以及所取得的成效和存在的问题。
关键词:SM植物胶,配制,覆盖层,护壁。
SM植物胶属于成勘院八十年代的科研成果,是植物制成的一种粉剂,正式使用是在
八十年代未期。SM植物胶做为冲洗液的材料,既可直接配制成无固相冲洗液,又可以做
为一种优良的增粘、降失水及提高润滑减阻作用的泥浆处理剂,巸制低固相泥浆,它适用
于不同的复杂地层。我院从90年开始推广SM植物胶和SM植物胶低固相冲洗液先进工
艺技术十余年以米,先后在宝兴小关子电站、理县电站、紫坪铺水库地震孔、清平水库
大桥水库、天龙湖电站等近二十个大、中型工程中进行推广应用,取得了良好的效果,特
别是天龙湖电站成功的钻进了120m的深厚覆盖层。本义就SM植物胶低固相冲洗液和SM
植物胶的配制方法、注意事项在实践后的使用效果进行总结
SM植物胶低固相冲洗液的配制
1SM植物胶低固相冲洗液的配方:膨润土的加量4%~8%;SM植物
胶的加量为0.5~1%:纯碱加量为土粉和SM植物胶总重量的5%~6%;PHP干粉加量为
100~300PM(如已水解至10%,则其加量为0.2%~0.3%)。
2SM植物胶低固相冲沈液的制备:将土粉和SM植物胶粉混合后同
时加入纯碱水溶液中搅拌或先将土粉在纯碱中搅匀后,再加入SM植物胶搅拌20~30分钟,
然后浸泡待稠化后使用。亦可将分别泡好的两和将液按比例混合并加水稀释,搅拌均匀即
可使用。
二SM植物胶无固相冲洗液的配制
配方:SM植物胶干粉加量:2%:纯碱加量5%左右,并将其水化处理;PHP干
粉加量为100~300PPM。
2SM植物胶冲洗液的制备:将SM植物胶粉加入纯碱水溶液中搅拌20-30分钟,
然后浸泡待稠化后使用
三在应用中的注意事项:
1在搅拌冲洗液时,首先应加入搅拌机容量约1/3的水量,开动搅拌机,加入所需
的完全溶解后的砘碱水,再加入SM植物胶干粉(或土粉和植物胶的混合物),否则将影
响植物胶粉的分散,形成大小不一的闭块,降低浆液的性能,堵塞吸水头,给钻进工作带
来障碍。
2搅拌好的浆液必须浸泡24小时,待性能稳定后才能使用。如气温较高,可浸泡
12小时也可使用,但浆液中应加入腐植酸钾,防止浆液变质。
当发现浆液中含砂较高、性能迅速降低时,应立即进行换浆
4为了净化浆液,在泥浆循环系统中至少应有尽有一个沉淀箱,且循环槽的长度
按适当的坡度不得小于10米。否则将影响浆液中岩屑的沉淀,降低浆液循环使用的时间
5钻进过程中,如发现浆液漏失,应立即进行堵漏。如漏失严重,堵漏无效时,
可下套管进行隔离,严禁顶漏钻进。否则,极易造成孔壁垮塌事故
6限制起下钻的速度,减少孔内泥浆的激荡压力对孔壁稳定性造成的影响;每次
起下钻应向孔内回灌泥浆,以维持孔内的压力平衡,保持孔壁的稳定。
7在钻进规程参数选择中,应遵循低压、中转速、小泵量的原则,即钻压应控制
在2.0~3.0Mp范围内,转速在600-700转/分比较适合,而泵量则尽可能的小,以减少泥
浆对孔壁的冲刷力
8在钻进中,应经常清理堵塞在吸水头上的搅散的泥浆团块,以免使吸入孔内的
泥浆浓度降低,而达不到最佳护壁效果
9在钻进砂卵砾石层时,应选用胎体硬度在38~50的热压學镶金刚石钻头。
10经常檢査单动双管钻具的单动性能,尤其是轴承的灵活性,及时拆卸,清洗加
油,更换密封圈,合理调节内、外管间隙,在砂土层中,将卡簧座及钻头的间隙増大到
8~10毫米,以防水路堵塞,卵砾层中控制在3~5亳米为宜。
11回次进尺控制在1.2~1.5米,发现堵心应立即提钻。
四取得的成效和存在的问题
SM植物胶无固相泥浆和SM植物低相泥性能优良,具有很强的护壁防塌能力,
在砂卵石覆盖层钻进中与金刚石双管钻具相配合,大大提高了覆盖层中的钻进效率,取得
明显的经济技术效益。如在理县电站ZK8号钻孔中仅用32个台班就完成了80.34米的深
厚覆盖层钻探任务,宝兴小关子电站中仅用12个台班就完成了50余米的覆盖层钴探任务。
比采用常规清水跟管钻进大提高工效。
2采用SM植物胶金刚石钻进工艺钻进覆盖层,降低了钴探成本,同时岩心采取
得到了保障,特别还取出了常规钻进所无法取得的近似原状的纯砂样,比如在理县电站
ZK8号钻孔的61.75~63.08:67.89-69.32米孔段,共取得总长为2.58米柱纯砂样,为地质
上的论证提供了可靠的依据。宝兴电站ZK2号钻孔,岩芯采取率达到了90%以上,取得
了跟管钻进无法取出的粉土夹碎块石的圆柱状岩体,査清了泥石流堆积体的结构成份。
3在十余年的SM植物胶推广应用中,虽然取得了较人的成效,但在以下两个方
面有待进一步研究和加强,第一:对于较大的漏失,还缺乏有效的手段;今后在堵漏措施
方面进一步加强研究,力求不下或少下套管:第二:单独使用SM植物胶无固相冲洗液
失水量偏人,粘度増加,不适应水敏性強的地层,成本以较高,故在理论上还应加強SM
植物胶低固相泥浆处理剂以及反映机理等方面的研究,通过添加一些适当的如降失水剂和
稀释剂等泥浆处理剂,优化泥浆性能。
作者简介:张志平女(1965-)四川江津人,四川省水利水电勘测设计研究院勘
察分院勘探科副科长,高级工程师。