泥漿性能及測量儀器

1、泥漿性能及其測試方法泥漿的性能是泥漿的組成以及具各組分間相耳物理化沖作川的宏觀反映，它是反映泥漿質(zhì)量的具體參 數(shù)。泥漿性能及其變化，直接影響著機(jī)械鉆速、鉆頭壽命、孔壁穩(wěn)定、孔內(nèi)凈化和預(yù)防孔內(nèi)問題等一系列 鉆井工藝問題。一、比重、固相含量與含砂量泥漿的比重是指泥漿的重量與同體積水的重量之比。泥漿比重的人小主要取決于泥漿屮固和的重量， 而泥漿中固相的重量則是造漿粘土重量和鉆們重量之和。在有加重劑等其他固相物質(zhì)加入的時(shí)候，加重劑 等物質(zhì)的重量也須計(jì)入。泥漿的固相含量是指泥漿中固體顆粒占的重量或體積百分?jǐn)?shù)。泥漿中的固相包括冇用固相和無用固 相，前者如粘土、重晶石等，后者為鉆屑。泥漿的含砂量指泥漿屮砂粒

2、占的重最或體積百分?jǐn)?shù)。采用造漿率高的膨潤土配制泥漿，粘土含量（重量/體積）在46%以下便可達(dá)到要求的粘度，此 時(shí)泥漿比重在1.031.05左右。相反，若用造漿率低的粘土配漿，耍達(dá)到同樣的粘度，粘土用屋要達(dá) 2030%以上，此時(shí)泥漿比重高達(dá)1. 15以上。ii前對優(yōu)質(zhì)輕泥漿，在粘度符合要求時(shí)，泥漿中的固相含 量應(yīng)控制在4%左右（體積含量）,此時(shí)泥漿比重在1.051.08左右。泥漿的比重和固相含量對鉆井有重要意義和影響。二、含砂量的影響泥漿小的無用固相（主要為巖屑）含量會(huì)給鉆進(jìn)造成很人的危害。首先，無用固相含量高，泥漿的流 變特性變壞，流態(tài)變差。不僅使孔內(nèi)凈化不好而引起下鉆阻卡，而11可能引起抽吸

3、，壓力激動(dòng)等，造成漏 失或井塌。其次，泥漿中無用固相含量高，泥餅質(zhì)量變壞（泥餅疏松，韌性低），泥餅厚。這樣，不僅失 水量大，引起孔壁水化崩塌，而h易引起泥皮脫落造成孔內(nèi)事故。第三，泥漿無用固相含量高，對管材、 鉆頭、水泵缸套、活塞拉桿磨損人，使用壽命短。因此，在保證地層壓力平衡的前提下，應(yīng)盡量降低泥漿比重和固相含量，特別是無用固相的含量。三、相關(guān)測量儀器使用1、泥漿比重秤介紹測量泥漿比重的儀器目前用得最多的是比重秤，其結(jié)構(gòu)如圖4-10所示。測量時(shí)，將泥漿裝滿于泥漿 杯小，加蓋后使多余的泥漿從杯蓋屮心孔溢出。擦t泥漿杯表面后，將杠桿放在支架上（主刀口處在主刀 墊上）。移動(dòng)游碼，使杠桿成水平狀態(tài)（

4、水平泡位于中央）。讀出游碼左側(cè)的刻度，即為泥漿的比重值。 可以把這種方法的原理形象地歸結(jié)為“杠桿原理”。泥漿比重秤單位為g/cm3o （泥漿比重不超過1.15）測量泥漿比重前，要用清水對儀器進(jìn)行校正。如讀數(shù)不在10處，可用增減裝在杠桿右端小盒中的 金屬顆粒來調(diào)節(jié)。1.1、泥漿比重秤操作流程（1）、須將泥漿注入泥漿杯中，齊平杯口，不要留冇氣泡，將杯蓋輕輕蓋上，多余泥漿和空氣 即從杯蓋中間小孔屮排出，再將溢出的泥漿揩刷干凈。（2）、然后把杠桿的主刀口放到底座的主刀墊上去，將祛碼緩緩移動(dòng)，當(dāng)水泡位于屮央時(shí)，杠 桿呈水平狀態(tài)，祛碼左側(cè)所示刻度，即為泥漿比重。（3）、如需測得泥漿比重在2-3克/厘米3范

5、圍時(shí)，需將平衡圓柱蓋旋開，然后將平衡重錘放入,旋上螺紋蓋即可測得。（測量方法及步驟同上）儀器使用示應(yīng)沖洗揩刷干凈。2、泥漿含砂量測定組成部分及儀操作流程泥漿含砂量測定由一只裝有200目篩網(wǎng)的濾筒和濾筒直徑相應(yīng)的漏斗及一只有0-100%刻度的玻璃 測管組成。（1）、把泥漿充至測管上標(biāo)有“泥漿”字樣的刻線處，加清水至標(biāo)有“水”的刻線處，堵死管口并搖振。（2）、傾到該混合物于濾筒屮，丟棄通過濾篩的液休，再加清水于側(cè)管屮。搖振后再倒入濾筒屮。反復(fù)之, 直至測管內(nèi)清潔為止。（3）、用清水沖洗篩網(wǎng)上所得的砂子，剔除殘留泥漿。（4）、把漏斗套進(jìn)濾筒，然后慢慢翻轉(zhuǎn)過來，并把漏斗嘴插入測管內(nèi)。用清水把附在篩網(wǎng)上

6、的砂子全部沖 入管內(nèi)。（5）、待砂子沉淀后，讀岀砂子的百分含量。（含砂率w8%）3、泥漿粘度計(jì)泥漿粘度計(jì)是用于測量泥漿粘度的計(jì)疑器，泥漿的粘度是由1006型野外標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)屮流岀5（）（）立 方用米的泥漿所需的時(shí)間來表示，單位為秒so 1006型泥漿粘度計(jì)的流出管為孔徑5毫米，長100毫米的 銅管，清潔的水700立方丿車米注入粘度計(jì)，而流出500立方煙米所需的時(shí)間為15秒，有隔層的量杯其一 端的容量為500立方厘米，另一端的容竝為200立方厘米。3.1、泥漿粘度計(jì)操作流程（1）、在測定粘度之前，先將泥漿粘度計(jì)用水刷干凈,再在化驗(yàn)用的泥漿攪拌機(jī)屮，把泥漿攪拌1分鐘, 量杯將500及200毫升（70

7、0毫升）的泥漿通過篩網(wǎng)注入粘度計(jì)，其流出口用手指堵住不使流岀。（2）、測量時(shí)將500毫升的量杯置于流出口下，當(dāng)放開堵住出口的手指時(shí)，同時(shí)開動(dòng)停表，待泥漿流滿 500毫升量杯，達(dá)到它的邊緣吋，再按動(dòng)停表，記下泥漿流出的時(shí)間,就是這泥漿的粘度假如在測定粘度以前， 沒冇將泥漿按照上法在攪拌機(jī)中充分?jǐn)嚢?，則應(yīng)把泥漿由量杯重新倒入泥漿粘度計(jì)中，璽復(fù)測量，一直到流出 的時(shí)間不再減少為止。（黏度w28s）四、泥漿的失水造壁性1、失水造壁性的概念在井小液體壓力差的作用下，泥漿屮的白由水通過井壁孔隙或裂隙向地層屮滲透，稱為泥漿的失水。失水的同時(shí)，泥漿屮的固相顆粒附著在井壁上形成泥皮（泥餅），稱為造壁（圖4-13

8、） o圖4-13泥漿失水造壁性示意圖泥漿在井內(nèi)的失水處在兩種不同的背景條件下：一種是水泵停止循環(huán)，泥皮不受液流沖刷，井內(nèi)的液 壓力只是泥漿柱靜水壓力，這時(shí)的失水稱為靜失水；另一種是水泵循環(huán)，泥皮受到?jīng)_刷，井內(nèi)的液壓力是 泥漿靜水柱壓力與流動(dòng)阻力損失z和，這時(shí)的失水稱為動(dòng)失水。根據(jù)實(shí)際鉆井工序，這兩種失水是交替進(jìn) 行的。靜失水吋，泥皮逐漸增厚，失水速率逐漸減小。因此吋?jí)毫^小，泥皮較厚，固失水速率比動(dòng)失水小。 動(dòng)失水時(shí)，泥皮不斷在增厚，同時(shí)乂不斷被沖刷掉，當(dāng)增厚速率與被沖刷速率相等時(shí)，泥皮厚度動(dòng)態(tài)恒定, 失水速率也就基本不變。2、失水性對鉆井工作的影響（1）當(dāng)?shù)貙訛槟囗搸r、黃土、粘土?xí)r，失水過大會(huì)引起井壁吸水膨脹、縮徑、剝落、坍塌；（2）對于破碎帶、裂隙發(fā)育的地層，滲入的自由水洗滌了破碎物接觸面之間的粘結(jié)，減小了摩擦阻力, 破碎物易滑入井眼內(nèi)，造成井壁坍塌、卡鉆等事故；（3）厚泥皮會(huì)加大對鉆具的吸附，使鉆桿回轉(zhuǎn)阻力增加；另失水性對鉆井的有利影響是：初失水可以濕潤巖土，使其強(qiáng)度降低，有利于鉆頭對其破碎，提高 鉆進(jìn)速度。常用數(shù)據(jù)序號(hào)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)備注1一般地質(zhì)條件下旋轉(zhuǎn)鉆機(jī)清孔，應(yīng)優(yōu)先采用 反循環(huán)系統(tǒng)清孔一般需20min左右當(dāng)孔內(nèi)泥漿比重1.25, 孔底沉渣厚度w 100mm 時(shí)，清孔為合格。2在粉砂層和淤泥地質(zhì)條件下，采用正循環(huán)系 統(tǒng)清孔清孔-般需2h以上3