水平定向鉆穿越中冒漿原因及預(yù)防措施全套

水平定向鉆穿越中冒漿原因及預(yù)防措施一、水平定向鉆泥漿泄露的原因1.1地層因素一般而言，水平定向鉆進(jìn)施工會(huì)面對(duì)不同的地層環(huán)境，這是引發(fā)冒漿問題的重要因素之一。例如多層地層組合、河床地層以及上部密閉地層下部滲流地層等。這些地層由于有裂隙存在，因此引發(fā)冒漿的概率較高，再比如一些地層擁有比較發(fā)達(dá)的地下植物根系，也容易引發(fā)冒漿問題。1.2泥漿因素對(duì)于地層冒漿問題而言，泥漿因素也會(huì)產(chǎn)生較大影響，如果泥漿的失水量較大，那么就會(huì)導(dǎo)致地層軟化并坍塌，進(jìn)而改變地層應(yīng)力。再比如泥漿具有較大粘度或者泵量相同時(shí)，泥漿壓力較高，也容易引發(fā)冒漿問題。1.3人為因素對(duì)于水平定向鉆進(jìn)工藝而言，受到人為因素影響，也會(huì)引發(fā)冒漿問題。如泥漿壓力控制不當(dāng)，導(dǎo)致孔壁滲漏。有的地層的土質(zhì)相對(duì)松軟，在鉆進(jìn)施工中如果沒控制好速度就會(huì)對(duì)孔壁造成破壞，進(jìn)而導(dǎo)致冒漿問題發(fā)生。此外，施工人員還需控制好鉆進(jìn)時(shí)間，否則在鉆進(jìn)過(guò)程中，如果地層受到長(zhǎng)時(shí)間泥漿浸泡，也會(huì)遭受破壞，進(jìn)而發(fā)生冒漿問題。二、冒漿現(xiàn)象對(duì)周圍環(huán)境造成的影響冒漿現(xiàn)象一旦發(fā)生，大量的泥漿會(huì)給水源和土壤造成污染；因泥漿保水性能好若在農(nóng)田區(qū)會(huì)造成土地?zé)o法耕種；如穿越部位在城市鄉(xiāng)村等居民住宅區(qū)，會(huì)出現(xiàn)房?jī)?nèi)地面隆起開裂，引起群眾的不滿等，造成不必要的糾紛。三、冒漿預(yù)防措施3.1穿越路徑和設(shè)計(jì)參數(shù)1）設(shè)計(jì)人員應(yīng)根據(jù)不同的地質(zhì)，選擇正確、合適的穿越位置，只有這樣，才能確保成功穿越。定向穿越應(yīng)盡量避開不良的地質(zhì)場(chǎng)地，如：砂土、粉土和軟土等對(duì)定向鉆不利的場(chǎng)地。2）選擇合適的設(shè)計(jì)參數(shù)，確定適宜的出入土角、曲率半徑和埋深。設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)穿越現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況、定向鉆機(jī)的工作能力以及場(chǎng)地要求，選擇適當(dāng)?shù)某鋈胪两呛颓拾霃健?）冒漿的原因是定向鉆孔洞中的泥漿壓力大于其上的水和土壤的自重之和，而水和土壤的自重與定向鉆孔洞的深度成正比，所以定向鉆曲線布置的深度必須滿足水和土壤的自重之和大于定向鉆孔洞中泥漿壓力的要求，使其上覆地層具備足夠的壓力，防止的泥漿的跑冒。3.2擴(kuò)孔器和鉆進(jìn)速度有的工程地質(zhì)條件以黏土為主，在水平定向鉆進(jìn)施工過(guò)程中可能會(huì)因?yàn)榭斩闯霈F(xiàn)憋壓或人為因素而引發(fā)冒漿問題。如果原因?yàn)榍罢撸梢钥紤]更換擴(kuò)孔器。如果土層具有較好的塑形，并且以黏土與粉質(zhì)黏土為主，那么可以選擇刀式擴(kuò)孔器。如果土層塑形較差，且多以淤泥質(zhì)黏土為主，那么可以選擇桶式擴(kuò)孔器。如果是由于人為增壓因素而導(dǎo)致的冒漿，那么就要對(duì)泥漿壓力、鉆具的扭矩以及鉆進(jìn)速度進(jìn)行調(diào)整，促使三者狀態(tài)達(dá)到最佳。3.3泥漿配比泥漿是定向鉆穿越必備的潤(rùn)滑劑，合理選擇泥漿配比，可以保證孔壁不塌方，保持泥漿的飽和度、減小摩擦。在滿足定向鉆施工要求的前提下，泥漿越稠，泥漿顆粒與顆粒之間就不會(huì)有足夠多的自由水，此時(shí)的泥漿實(shí)際上是一種可塑和流動(dòng)狀態(tài)的混合體，冒漿時(shí)，該混合體從定向鉆孔上面的土體的顆粒間隙中通過(guò)，如果泥漿比較稠，它通過(guò)上面土體的顆粒間隙時(shí)就會(huì)受到阻礙和約束，從而可以起到阻止冒漿的作用。通常根據(jù)地質(zhì)情況，考慮護(hù)壁要求，確定泥漿中膨潤(rùn)土和各種添加劑的用量，但同時(shí)還應(yīng)根據(jù)不同地質(zhì)條件與孔中操作壓力，綜合確定泥漿配比成分，避免施工過(guò)程中的冒漿。一般應(yīng)做到：1)保證足夠的泥漿排量，使泥漿返回通道暢通，但也不能盲目提高壓力，以免增加冒漿的危險(xiǎn)性；同時(shí)提高泥漿黏度，保證足夠的支撐力，避免造成塌孔。2)薄弱部位的穿越時(shí)，冒漿現(xiàn)象基本上都是發(fā)生在一些地質(zhì)局部軟弱和出入土端管道埋深較淺的位置。如果把地質(zhì)局部軟弱的部位通過(guò)地基處理等方式進(jìn)行加固，冒漿現(xiàn)象也能得到有效控制。也可以采用在出入土下方套管的方式解決易造成冒漿或有潛在冒漿危險(xiǎn)的地質(zhì)。在穿越段的地面下，可以設(shè)法降低地下水位、減少浮力、提高定向鉆穿越管位處土壤的自重等方法。而在地面上的主要措施是在穿越管道的薄弱部位堆載重物，但是堆載的重物必須均勻，覆蓋所有薄弱部位和冒漿及有冒漿風(fēng)險(xiǎn)的部位。四、結(jié)論由于定向鉆穿越技術(shù)是一種高風(fēng)險(xiǎn)工程，廢棄泥漿量將會(huì)因風(fēng)險(xiǎn)的提高而逐漸增加。為此，定向鉆穿越技術(shù)使用的泥漿材料，必須選擇使用環(huán)保型材料，配比盡量以不傷害農(nóng)作物為原則。尋找泥漿肥效處理劑，將廢棄物變?yōu)橛欣Y源。可以從管道建設(shè)中加強(qiáng)水土保持工作方面的深研究，將廢棄泥漿進(jìn)行有氧堆肥化處理，采用添加肥效處理劑，從而有效促