泥水盾构用泥浆浆液的流变性能研究

用预水化法配制泥浆浆液,通过测量泥浆浆液的漏斗粘度、滤失量和流变性能研究了膨润土含量和CMC掺量对泥浆性能的影响。结果表明:低固含量时,随着膨润土含量的增加,泥浆的漏斗粘度、表观粘度和塑性粘度显著提高,滤失量逐渐降低;而当固含量较高时,随着膨润土含量的增加泥浆的滤失量、粘度等性能趋于稳定。随着CMC掺量的提高,泥浆粘度和抗滤失性能得到明显提高。综合考虑膨润土含量和CMC掺量的影响,当膨润土和CMC配比为3 000:1时泥浆粘度大,泥浆滤失量小,较易形成薄而致密的泥膜,综合性能最佳。     

膨润土种类及黄原胶含量对减阻泥浆性能的影响

减阻触变泥浆在地下综合管廊顶管施工中具有支撑、填充、润滑等重要作用。本文对减阻触变泥浆中主要原材料—膨润土的种类及含量对泥浆性能的影响进行了实验研究。结果表明：减阻泥浆的漏斗粘度、失水量和析水率等性能指标随钠基、有机和钙基3种膨润土含量的变化规律基本相同。由钠基或有机膨润土配制的泥浆失水量性能优于钙基膨润土,但钙基膨润土在泥浆漏斗粘度性能上表现更好;由上述3种类型膨润土分别配制的泥浆析水率性能相当。另外,本文还研究了黄原胶含量对减阻泥浆性能的影响,实验结果表明添加黄原胶能显著降低减阻触变泥浆的失水量,并在一定程度上提高泥浆的漏斗粘度。     

低粘切高密度油基钻井液体系

目前国内对深层页岩气的开发力度越来越大,对高密度、超高密度的钻井液需求愈发明显,由于油基钻井液具有抑制性强、抗高温、润滑性好等优势,在页岩气钻探中占有重要的地位。本文通过研制的主乳化剂EMUL-2及辅乳化剂COAT-2构建低切力高密度、超高密度柴油基钻井液,来满足深井超深井的钻井使用。实验数据表明,在高密度2.20 g/cm³、2.40 g/cm³的情况下,通过实验优选,所构建体系性能良好,粘切低、破乳电压>400 V、高温高压滤失量<5 mL;且抗老浆污染能力强,在混入50%的老浆后,粘度及切 力提升、破乳电压增长至800 V以上、高温高压滤失量<5 mL,具备现场使用前景。加重到超高密度后,2.60 g/cm³、2.65 g/cm³时,通过调整配方加量,依旧可以得到低粘切、破乳电压>700 V、高温高压滤失量<5 mL的油基钻井液体系,但是已无法混合老浆使用;且通过实验数据对比,该种类乳化剂性能远优于其他种类乳化剂;加重到2.70 g/cm³时,体系粘度过大。     

饱和盐水泥浆在盐田对接井中的研究与应用

盐田对接井施工过程中存在缩径、垮塌、盐岩溶蚀、摩阻大等问题。室内通过膨润土优选确定了符合质量要求的造浆土,通过正交试验确定了以LV-PAC,SMP,KPAN和FT-1为主处理剂的饱和盐水配方,并分析了各类处理剂对黏度和失水量等性能的影响规律。通过泥页岩滚动回收试验、膨胀量试验考察了饱和盐水泥浆的抑制性,并探究了温度对其性能的影响。结果表明,LV-PAC和KPAN对泥浆黏度影响较大,降失水能力较强;SMP和FT-1可用来辅助降失水;相比于清水,饱和盐水泥浆热滚回收率提高了2.28倍,膨胀量降低率达到87.5%;在90℃测试范围内,泥浆的综合性能均满足要求。在现场应用过程中通过科学的配制方法,确保了对接井的顺利施工。     

顶管施工用新型膨润土与聚合物润滑减阻浆液的性能研究

顶管施工中润滑减阻可有效降低顶机负荷,提高推进效率。选取6种聚合物作为泥浆性能调节剂,系统研究聚合物种类与掺量对浆液性能的影响。结果表明,羧甲基纤维素(CMC)、黄原胶和2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸-N,N-二甲基丙烯酰胺共聚物(AMPS-NNDMA)可有效提高泥浆性能。其中CMC能有效提高泥浆黏度,黄原胶能有效提高泥浆抗滤失性能,而AMPS-NNDMA的综合性能优良。     

固相含量对盾构泥浆性能的影响研究

泥浆在盾构施工中起着难以替代的作用,而泥浆中的固相成分对泥浆的性能有很大的影响。为研究固相含量对泥浆性能的影响,本文选取湖南省长沙市某盾构施工工程所用泥浆为研究对象,通过X射线衍射实验测定泥浆固相成分及其含量,向基浆中反向加入不同含量的固相,测量分析泥浆性能的变化规律。研究结果表明:泥浆的漏斗粘度等流变参数随固相含量的增加而增加,在固相含量达到20%以后该规律更加明显;固相含量大于10%后会严重影响泥浆润滑性;泥浆滤失量随固相含量增加而持续减小,固相含量在5%~10%之间时,泥饼性能最优。综合分析,盾构泥浆的固相含量应控制在10%以内为宜。该研究成果对于盾构施工中固相控制有重要意义,为其安全性以及经济性提供保障。     

煤层气钻井低密度水基成膜钻井液研制与性能测试

为解决煤层气开采钻井过程中的井壁失稳和储层伤害问题,以硅酸钠和甲酸钾质量比2∶1比例复配,采用正交试验法,实验因素为成膜剂、增黏剂、降滤失剂、絮凝剂,研究出1种煤层气钻井低密度水基成膜钻井液配方即质量分数为5%成膜剂+质量分数为2%增黏剂+质量分数为2%降滤失剂+质量分数为0.3%絮凝剂等。测试了成膜钻井液和未添加成膜剂钻井液的基本流变参数,进行抑制分散性实验、渗透率伤害实验、动滤失实验。实验结果表明:与未添加成膜剂的钻井液相比较,成膜钻井液的剪切稀释性和抑制泥页岩水化性能较好;新型水基成膜钻井液在接触井壁的短时间内在井壁形成半透膜,薄而韧,且稳定时间长;钻井液滤失量相对较小,阻挡液体及聚合物的侵入,能够有效防止地层水化膨胀并封堵地层。     

多刀盘土压平衡矩形顶管隧道土体改良试验研究

采用土压平衡矩形顶管施工的内蒙古科技大学地下通道处于砂性土地层中,分别采用了加水与加聚丙烯酰胺(PAM)溶液+粉土泥浆的土体改良方法,土体改良效果不理想,机头刀盘闭塞、结饼现象严重,实际顶进速度仅为1.5 mm/min;在此基础上,采用现场监控量测、室内试验等研究手段,对原土体改良方案进行了室内优化,确定出PAM溶液最佳浓度为2 g/L,膨润土泥浆质量浓度为9%较为合理,添加剂的最佳配比为泥浆注入比为12%,PAM溶液注入比为17%;采用优化后的土体改良配比方案,顶进速度提升至2.8 mm/min,地表沉降监测值均未超过控制标准,能够满足矩形顶管施工的要求。     

聚丙烯纤维增韧固井水泥浆研究

对于小井眼固井来说,由于环空间隙小、水泥环薄,就要求水泥石具有良好的韧性,以承受射孔、油气层改造等工程作业的冲击力。本文研究了5种增韧剂对水泥石力学及水泥浆流变性的影响,优选出改性聚丙烯纤维XW-5增韧材料,当其掺量为1%以上时,能够有效提高水泥石韧性。对由改性聚丙烯纤维XW-5构建的密度为1.50、1.85和2.0g/cm3水泥浆性能进行的研究表明,该水泥浆的流变性、滤失量控制、浆体稳定性等均较好,且早期抗压强度高,稠化过渡时间短,具有很好的防漏效果,能够满足小井眼固井要求。     

油田钻井废泥浆固化处理研究

文章结合油田的现场实际情况,针对该区钻井废泥浆污染物的特性,研究了固化的最佳工艺条件,并对固化效果进行评价。通过多组固化处理定性对比实验,从多种处理剂中筛选出处理效果较好的水泥、粉煤灰、石灰和黄土作为固化处理废泥浆的固化剂原材料。利用筛选出的固化剂组成,设计正交实验,确定固化剂最佳配方为每100mL泥浆添加10g水泥、20g粉煤灰、8g石灰、15g黄土。影响因素对固化处理效果的影响实验结果表明:当废泥浆固相含量在30%～70%,固化温度在20～40℃之间,固化时间能够满足7d的条件下,固化效果最佳。     

不同阳离子对泥水盾构泥浆稳定性影响试验研究

针对泥水盾构在滨海地区或海底掘进时含盐地层侵入会导致泥浆稳定性下降的问题,通过向泥浆中掺入盐溶液,测试泥浆泌水率、■电位、特征粒径、滤失量等参数变化,利用胶体絮凝机理分析泥浆在不同盐溶液掺入下的稳定性。试验表明:①相较于掺入淡水,向膨水比为1∶15的泥浆中掺入浓度为1%的盐溶液时,泥浆■电位下降、特征粒径增大、滤失量增加;②盐溶液通过降低■电位和稀释作用影响泥浆稳定性。当掺入比超过5%后,继续掺入时,若盐溶液为NaCl则泥浆特征粒径d10继续增大而d50,d85基本不变,泥浆颗粒絮集、不泌水;若盐浓液为CaCl_2、MgCl_2,则特征粒径d_(10),d_(50),d_(85)均基本不变,泥浆出现絮降、泌水;③Ca~(2+)、Mg~(2+)比Na~+对泥浆稳定性影响更大,故在不同海域采用泥水盾构掘进时,应根据地下水盐分含量及种类有针对性地考虑其对泥浆稳定性的影响。     

预加氯量对砂滤池运行效能及其微生物的影响

研究了饮用水预氯化工艺对去除NH+4-N和NO-2-N、滤池功能微生物量及生物活性、滤后水三氯甲烷生成量的影响。当预加氯投量为0.2 mg/L时,对NH+4-N的去除率最高为87.8%,NO-2-N含量均在0.002 mg/L以下,出水水质稳定,不会间歇性出现滤后水含量高于待滤水的现象。在该条件下滤池生物量最大,硝化菌、亚硝化菌的OUR分别达到8 611和2 545μg/g,此时滤池生物量呈现随深度增加而不断减少的层状分布,生物活性则是中层最强,上层次之,下层最弱。此外,预加氯量升高后,滤后水的三氯甲烷生成量随之增加,当投加量为0.2 mg/L时三氯甲烷含量仅为0.016 mg/L。     

除盐水新增纤维过滤器的技术改造过程研究

<正>0引言宁夏神华宁夏煤业集团煤炭化学工业分公司烯烃公司除盐系统(工业水制除盐水)及凝水回收系统,其功能为向动力站锅炉及化工装置提供合格的除盐水。除盐水规模外供除盐水量:正常2782m3/h,最大量3150m3/h。烯烃除盐系统工艺:新鲜工业水-超滤-反渗透-阳床-阴床-混床-供除盐水。新鲜工业水水源地为鸭子荡水库,再经鸭子荡水库水系统混凝沉淀+砂滤处理。鸭子荡水库水系统因受各种因素影响,出水浊度经常超     

砂性地层中植物胶改性泥浆性质及渗透成膜试验研究

目前广泛使用高分子材料和膨润土制作的泥浆存在降解难度大、容易造成环境污染问题，选取琼胶、瓜尔胶天然增稠剂代替传统高分子材料制作新型泥浆，探究新型泥浆在砂性地层中成膜效果。研究结果表明，琼胶、瓜尔胶具有较好的增稠效果、降滤失效果、胶体率更易提升至100%，与传统增稠剂CMC相比瓜尔胶增稠效果更强；琼胶、瓜尔胶可使泥浆从未成膜转变为形成渗透带型泥膜、促进泥浆在地层中成膜，降低泥浆在地层渗透成膜过程中的前期滤失量和泥膜的渗透系数，进而降低在地层中的总滤失量，可以作为一种新型天然泥浆添加剂使用。     

碳纤维表面化学镀镍对水泥基材料压敏特性的影响

为了制备压敏性良好的碳纤维水泥基复合材料,通过对碳纤维表面进行化学镀镍处理,得到镀液的最佳配方和镀镍工艺,并研究镀镍处理对碳纤维水泥基复合材料压敏性的影响。结果表明,当主盐、还原剂、稳定剂和络合剂浓度分别为30 g/L、20 g/L、50 g/L和10 g/L,镀液p H值为10,试镀时间为15 min时,碳纤维的导电性最佳。镀镍层厚度和碳纤维掺量对压敏性的影响规律一致,当镀镍层厚度和碳纤维掺量分别为1μm和0.4%时,碳纤维水泥基复合材料的压敏性最佳。     

生石灰膨润土泥浆土压盾构渣土改良试验研究

土压平衡盾构在砂性地层施工中,常出现盾构刀盘磨损严重、扭矩过大、土压舱土体难形成塑流状态等问题,施工中常使用膨润土泥浆作为土体改良剂对切削渣土进行改良来解决上述问题。本文以膨润土和生石灰为原料配制土体改良剂,通过采用泥浆粘度和相对密度为参考指标优选出合适的泥浆作为土体改良剂对渣土进行改良,并对改良渣土开展坍落度试验和剪切试验来综合评价生石灰含量对渣土改良效果的影响。试验结果表明:对于生石灰掺量为0%~2.8%的膨润土泥浆,随着生石灰含量的增加,泥浆的粘度和相对密度有所增加,改良后渣土的抗剪强度有所降低,在生石灰含量为1.4%时坍落度能较好的满足施工要求。     

延长油田某水处理系统改造及防垢剂筛选

延长油田某水处理系统滤后水质不达标,输水管线结垢严重,无法满足油田规定的低渗透油藏注水水质的标准,采出水无法有效回注。通过对污水站目前水处理现状进行分析,找出了水处理不能达标的原因,将目前工艺流程改造为"一级重力除油+一级气浮+双滤料过滤+多介质过滤+超滤",改造后滤后污水水质达到"含油≤3 mg/L,悬浮物≤2 mg/L,悬浮物中值粒径≤2μm"的注水要求。根据实验结果筛选出满足技术要求的防垢剂,投加量为60 mg/L,防垢率达到86%。     

泥浆粗粒材料对泥水盾构泥膜闭气时间的影响

通过自制仪器,对添加有不同含量粗粒材料的泥浆进行成膜闭气试验,分析泥浆中粗粒含量对泥膜闭气时间的影响,以揭示含粗粒材料泥膜的闭气机理并根据不同含量粗粒材料泥浆成膜效果和闭气性能的差异分析;研究粗粒材料、地层和泥浆颗粒形成的网架结构对泥膜闭气性的影响,以确定提高泥膜闭气性能的粗粒材料合理添加量。结果表明,添加的轻质砂能有效加快泥膜形成及增强泥膜的闭气性能,当泥浆中轻质砂添加量大于1.8g/L时,泥膜的闭气时间有较大的提升,但当添加量达到3g/L时,增加轻质砂添加量对泥膜闭气时间提升效果下降。     

污水处理厂金属盐泥资源化回收及其吸附除磷性能

从污水处理厂末端气浮池回收原始金属盐泥,考察了其对水中磷酸盐的吸附性能,以及吸附剂投加量、再生液pH等因素对吸附性能的影响。结果表明,当盐泥投加量为0.3 g/L时,其释放的磷酸盐浓度也仅为(0.04±0.01)mg/L,远低于城镇污水处理厂一级A排放标准,更远低于城镇污水处理厂一般进水浓度(4～7 mg/L)。随着原始盐泥投加量的增大,对水中磷酸盐的去除率提高。当盐泥投加量为0.5 g/L时,对浓度为1 mg/L的含磷溶液去除率高达89.4%,且吸附过程更符合准二级动力学(R²=0.99)。原始盐泥对生化池进水和气浮池进水中的磷酸盐(分别为2.32、0.52 mg/L)均具有良好的去除效果,去除率分别为(54.5±1.4)%和(26.2±0.8)%,表现出优异的除磷应用潜力。再生液pH显著影响吸附性能,且再生后的金属盐泥(pH=10处理)对磷酸盐的吸附去除率达到87.0%,显著高于原始盐泥(79.6%)。     

钻井液降滤失剂KJC的合成

降滤失剂作为重要的钻井液处理剂,其耐温耐盐能力直接影响水基钻井液的性能。从聚合物结构和官能团出发,选用对苯乙烯磺酸钠(SSS)、丙烯酰胺(AM)、烯丙基聚乙二醇(APEG)进行共聚得到钻井液降滤失剂KJC。以失水量为评价指标,通过单因素实验得到最佳合成条件为:m(APEG)∶m(AM)∶m(SSS)=1∶2∶1,单体质量分数20%,反应温度60℃,引发剂质量分数0.7%,反应时间5h。通过红外分析表明,合成产物结构与设计结构相符。性能评价表明,所合成的聚合物具有较好的抗温能力和抗钙能力。