DZ∕T 0410-2022 地質(zhì)鉆探護(hù)壁堵漏技術(shù)規(guī)程（正式版）

中華人民共和國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2022-08-24發(fā)布中華人民共和國(guó)自然資源部發(fā)布IDZ/T0410—2022前言 1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語(yǔ)和定義 14基本要求 25不穩(wěn)定地層和漏失地層分類 36漏失特征判別 4 4 46.3漏失程度分級(jí) 47沖洗液護(hù)壁 5 5 6 77.4高壓力地層沖洗液防涌與防噴 87.5高地應(yīng)力或蠕變地層沖洗液護(hù)壁 98惰性材料堵漏 9化學(xué)漿液堵漏 9.1復(fù)合凝膠堵漏 9.2水泥一凝膠漿液堵漏 9.3水泥一水玻璃漿液堵漏 10.1適用條件 10.2材料及配制 10.4工藝措施 11套管護(hù)壁堵漏 20 21 Ⅱ 附錄A(資料性)測(cè)漏儀性能參數(shù)與使用方法 26 28Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件由中華人民共和國(guó)自然資源部提出。本文件由全國(guó)自然資源與國(guó)土空間規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC93)歸口。本文件起草單位：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院勘探技術(shù)研究所、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)、中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(武漢)、成都理工大學(xué)、北京探礦工程研究所、中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所、中國(guó)自然資源經(jīng)濟(jì)研究院。1地質(zhì)鉆探護(hù)壁堵漏技術(shù)規(guī)程本文件規(guī)定了不穩(wěn)定地層和漏失地層分類、漏失特征判別、沖洗液護(hù)壁、惰性材料堵漏、化學(xué)漿液堵漏、水泥漿液護(hù)壁堵漏、套管護(hù)壁堵漏及其他護(hù)壁堵漏方法等方面的技術(shù)要求。本文件適用于地質(zhì)巖芯鉆探，其他鉆探工程可參照?qǐng)?zhí)行。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，GB175通用硅酸鹽水泥GB/T10238油井水泥GB/T16950地質(zhì)巖芯鉆探鉆具AQ2004地質(zhì)勘探安全規(guī)程DZ/T0227地質(zhì)巖芯鉆探規(guī)程3術(shù)語(yǔ)和定義堵漏leakageplugging;lossshut-off鉆孔漏失lostcirculation鉆進(jìn)中，沖洗液在壓差作用下漏入地層的情況。鉆進(jìn)中發(fā)生沖洗液漏失的地層。2地層壓力梯度高于靜水柱壓力梯度的地層。高應(yīng)力地層high-stressformation由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素所形成的地應(yīng)力較高的地層。鉆進(jìn)中，沖洗液循環(huán)時(shí)進(jìn)行的堵漏。停鉆加壓堵漏pressureleakagepluggingwhilestop-drilling停止鉆進(jìn)作業(yè)，通過(guò)靜水壓頭、循環(huán)動(dòng)壓、孔口加壓等方式將堵漏漿液送入地層的堵漏?；瘜W(xué)漿液堵漏chemicalslurryleakageplugging使用一種或多種聚合物、無(wú)機(jī)膠凝材料等配制的漿液進(jìn)行的堵漏。膨脹套管expandablecasing可通過(guò)機(jī)械或液壓等方式使其直徑擴(kuò)大至預(yù)期值的套管。替漿水量slurryreplacementquantity為將漿液輸送至鉆孔指定位置而向鉆桿內(nèi)注入的沖洗液量。4基本要求4.1鉆探工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)提出具體的預(yù)防孔壁失穩(wěn)和鉆孔漏失的技術(shù)對(duì)策，制定可行的護(hù)壁堵漏技術(shù)4.2鉆進(jìn)中發(fā)生沖洗液漏失，應(yīng)及時(shí)記錄漏失時(shí)孔深及泵壓變化、漏失量和孔口沖洗液返出情況，分析4.3依據(jù)漏失地層類型和漏失嚴(yán)重程度，分別選用惰性材料堵漏、化學(xué)漿液堵漏、水泥漿液堵漏和套管堵漏等方法。單種堵漏方法不能滿足要求時(shí)，可采用多種堵漏方法。4.5護(hù)壁堵漏時(shí)，應(yīng)優(yōu)先使用綠色環(huán)保材料。4.6鉆遇不穩(wěn)定及易漏失地層時(shí)，應(yīng)優(yōu)化沖洗液性能、控制沖洗液上返流速，降低提下鉆速度，及時(shí)回灌4.7可能鉆遇涌水地層的鉆孔，應(yīng)儲(chǔ)備適量加重材料。34.10作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)宜配備測(cè)定漏失位置與漏失量的儀器和工具。地層舉例高壓力地層地層壓力梯度與靜水壓力梯度相比偏高的地層(氣)、井噴等高地應(yīng)力地層由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)等因素影響，形成較高的地應(yīng)力蠕變地層在地應(yīng)力作用下，塑性變形逐漸增加的地層，表2。地層舉例(溶洞)型主要發(fā)生于碳酸鹽巖等可溶性巖石地層，或46漏失特征判別表3鉆孔漏失位置(層位)測(cè)定方法測(cè)試正反循環(huán)過(guò)程中沖洗液返出孔口的流量和相應(yīng)使用可檢測(cè)孔內(nèi)沖洗液溫度、壓力和流速變化的專p=pg(H?-H?)×10- (1)5表4鉆孔漏失程度分級(jí)漏失級(jí)別IⅡⅢ中等漏失失返性漏失返出量占泵入量的比例(λ)%0宜選用細(xì)分散沖洗液。沖洗液主要材料見表5。主要作用氫氧化鈉(NaOH)或純堿(Na?CO?)調(diào)節(jié)pH值，提高黏土分散性，軟化水質(zhì)降低濾失量，選擇其中一種或多種提高黏度和切力改性瀝青、乳化瀝青等隨鉆循環(huán)堵漏劑、超細(xì)碳酸鈣等降低黏度按需計(jì)算確定c)密度：1.05g/cm3~1.10g/cm3,根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整；6b)鉆遇滲透性較強(qiáng)的松散地層時(shí)，應(yīng)添加CMC-LV、腐植酸鉀等降濾失劑，API濾失量控制在c)有坍塌掉塊現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)提高沖洗液黏度和密度；d)鉆遇滲透性較強(qiáng)的松散地層，應(yīng)加強(qiáng)沖洗液固相控制，防止孔壁形成厚泥皮。7.1.4現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工藝要求對(duì)松散破碎地層進(jìn)行沖洗液護(hù)壁時(shí)，應(yīng)執(zhí)行以下作業(yè)工藝要求：a)控制鉆進(jìn)速度和提下鉆速度；b)小泵量開泵，鉆進(jìn)時(shí)控制沖洗液上返速度；c)鉆遇滲透性強(qiáng)的松散地層時(shí)，回次鉆進(jìn)時(shí)間不宜過(guò)長(zhǎng)，并經(jīng)常掃孔；d)避免在松散破碎地層孔段長(zhǎng)時(shí)間循環(huán)沖洗液。7.2水敏性地層沖洗液護(hù)壁7.2.1沖洗液選型及主要材料宜選用無(wú)固相或低固相聚合物沖洗液。沖洗液主要材料見表6。表6聚合物沖洗液主要材料主要作用氫氧化鈉(NaOH)或純堿(Na?CO?)調(diào)節(jié)pH值，提高黏土分散性，軟化水質(zhì)(80A51)及乙烯基單體多元共聚物(PAC141)等絮凝和包被作用纖維素類，如CMC-HV、PAC-HV等提高黏度和切力腐植酸鉀選擇一種或多種。抑制地層水化膨脹和降低沖洗液濾失量，選擇其中一種或多種改性瀝青、乳化瀝青、磺化瀝青等隨鉆循環(huán)堵漏劑、超細(xì)碳酸鈣等磺化單寧(SMT)、兩性離子聚合物降黏劑(降低沖洗液黏度按需計(jì)算確定7.2.2沖洗液性能要求配制的沖洗液主要性能宜達(dá)到以下要求：7a)漏斗黏度(蘇式):17s～35s;b)API濾失量：小于或等于5mL/30min;c)密度：1.02g/cm3~1.10g/cm3,根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整；7.2.3沖洗液維護(hù)要求沖洗液性能維護(hù)及調(diào)整要求如下：a)鉆進(jìn)黏附性強(qiáng)的黏土層時(shí)，沖洗液應(yīng)維持較低的黏度和良好的潤(rùn)滑性；b)鉆進(jìn)蒙脫石含量較高的泥頁(yè)巖地層時(shí)，可添加氯化鉀、有機(jī)胺等強(qiáng)抑制劑，將原沖洗液轉(zhuǎn)化為鉀基聚合物、有機(jī)胺聚合物等沖洗液，API濾失量控制在5mL/30min內(nèi)；c)鉆進(jìn)孔隙、裂隙發(fā)育的碳質(zhì)千枚巖、綠泥石化等分散剝落地層時(shí)，應(yīng)及時(shí)添加成膜劑等抑制分散性材料、乳化瀝青及隨鉆封堵材料，補(bǔ)充并維持沖洗液中高分子聚合物的含量，使沖洗液保持較高的黏度和密度，API濾失量控制在5mL/30min內(nèi)。7.2.4現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工藝要求對(duì)水敏性地層進(jìn)行沖洗液護(hù)壁時(shí)，應(yīng)執(zhí)行以下作業(yè)工藝要求：a)鉆進(jìn)易縮徑、黏附性強(qiáng)的黏土層時(shí)，采用較大泵量，堅(jiān)持勤掃孔和短起鉆；b)鉆遇進(jìn)尺快、滲透性強(qiáng)的地層時(shí)，控制鉆進(jìn)速度，堅(jiān)持勤掃孔和短起鉆；c)鉆進(jìn)易分散剝落地層時(shí)，采用較小泵量，勤掃孔。7.3溶蝕性地層沖洗液護(hù)壁7.3.1沖洗液選型及主要材料宜選用鹽水沖洗液。沖洗液主要材料見表7。表7鹽水沖洗液主要材料主要作用聚丙烯酸鉀、丙烯酸鹽共聚物(80A51)等包被劑改善沖洗液絮凝和包被作用降低沖洗液濾失量，選擇其中的一種或多種降低沖洗液黏度氯化鈉(NaCl)、氯化鎂(MgCl?)、氯化鈣(CaCl?)等氫氧化鈉(NaOH)消泡劑87.3.2沖洗液性能要求 (2) (3)9 (5)7.4.4現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工藝要求7.5高地應(yīng)力或蠕變地層沖洗液護(hù)壁到平衡時(shí)沖洗液密度為p?,在此基礎(chǔ)上宜增加0.03g/cm3~0.05g/cm3推薦附加值，可作為確定使用的沖洗液密度p?[見公式(6)]:a)加重前，盡可能清除沖洗液中的無(wú)用固相；b)調(diào)整沖洗液的流變性能，確保沖洗液具有穩(wěn)定的懸浮能力；c)地應(yīng)力較高的脆性地層，宜在沖洗液中添加隨鉆封堵材料，黏土層、泥巖等塑性蠕變地層，應(yīng)提高沖洗液的抑制性能，且API濾失量小于或等于5mL/30min;d)加重沖洗液時(shí)，每循環(huán)一周，密度提高0.02g/cm3~0.05g/cm3;e)加重過(guò)程中若發(fā)生漏失，應(yīng)立即停止加重，靜止觀察，必要時(shí)向沖洗液中加入封堵材料，滿足加f)根據(jù)繩索取芯鉆進(jìn)工藝要求，必要時(shí)可選用可溶性鹽或配合重晶石加重。7.5.4現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)工藝要求對(duì)高地應(yīng)力或蠕變地層進(jìn)行沖洗液護(hù)壁時(shí)，應(yīng)執(zhí)行以下作業(yè)工藝要求：b)控制鉆進(jìn)速度和回次進(jìn)尺，回次間勤掃孔。8惰性材料堵漏8.1隨鉆循環(huán)堵漏8.1.1適用條件適用于孔隙型、微裂隙型等輕微漏失的地層，及承壓能力較低的地層。8.1.2材料及配制8.1.2.1隨鉆循環(huán)堵漏使用的惰性材料應(yīng)滿足以下基本技術(shù)要求：a)有效增強(qiáng)孔隙型和微裂隙型地層的承壓能力；b)在孔壁形成良好的屏蔽層(泥皮屏蔽及堵漏材料屏蔽);c)對(duì)沖洗液性能影響較??；d)顆粒尺寸適宜，不影響沖洗液循環(huán)和繩索取芯鉆進(jìn)內(nèi)管總成打撈。8.1.2.2隨鉆循環(huán)常用惰性堵漏材料見表8。表8常用惰性堵漏材料主要作用鋸末、棉纖維、皮革粉、亞麻纖維、棉籽殼、甘蔗渣、8.1.2.3根據(jù)漏失地層巖性、鉆速、巖芯及漏失程度，判斷漏失通道特征，合理選擇堵漏材料顆粒大小、8.1.2.4根據(jù)地層、漏失情況適當(dāng)調(diào)整堵漏材料的加量，隨鉆循環(huán)堵漏材料推薦加量見表9。各類型堵漏材料可單獨(dú)使用，也可復(fù)合使用。表9隨鉆循環(huán)堵漏材料推薦加量16目～20目7目～12目>12目～40目≥16目8.1.2.5可根據(jù)地層漏失情況在現(xiàn)場(chǎng)將不同形狀、粒徑的堵漏材料進(jìn)行合理互配，也可使用生產(chǎn)廠家配制好的成品堵漏材料進(jìn)行隨鉆循環(huán)堵漏。8.1.2.6隨鉆循環(huán)堵漏時(shí)，可在沖洗液中適量添加非惰性的化學(xué)凝膠等堵漏材料。8.1.3操作步驟隨鉆循環(huán)堵漏的主要操作步驟如下：a)確定漏失層位置和漏失程度；b)配制加入20kg/m3~60kg/m3堵漏材料(以中、細(xì)尺寸為主)的隨鉆循環(huán)堵漏漿液；c)將配制好的隨鉆循環(huán)堵漏漿液泵入鉆孔，減小泵量，機(jī)械鉆速降為正常鉆進(jìn)的40%～60%;d)當(dāng)堵漏漿液返出孔口時(shí)，應(yīng)停止使用離心機(jī)等固控設(shè)備，保持2個(gè)～3個(gè)循環(huán)周期；e)返漿正常時(shí)停止堵漏，恢復(fù)正常鉆進(jìn)。8.1.4工藝措施隨鉆循環(huán)堵漏作業(yè)時(shí)，應(yīng)執(zhí)行以下工藝措施：a)鉆遇孔隙型和微裂隙型漏失地層前，通過(guò)增加鈉膨潤(rùn)土含量或加入增黏劑提高沖洗液的黏度、靜切力和動(dòng)切力；b)隨鉆循環(huán)堵漏鉆進(jìn)時(shí)，采用大水口鉆頭，防止憋壓；c)鉆遇高壓地層前，優(yōu)先采用隨鉆循環(huán)堵漏對(duì)上部易漏失地層進(jìn)行封堵，提高其承壓能力；d)若隨鉆循環(huán)堵漏無(wú)效，應(yīng)停止鉆進(jìn)，調(diào)低泵量；循環(huán)1個(gè)～2個(gè)周期后，若漏失量仍不減小，換用其他堵漏方法。8.2停鉆加壓堵漏適用于裂縫型、大裂隙型等漏失地層，以及發(fā)生中等漏失、嚴(yán)重漏失、失返性漏失后隨鉆循環(huán)堵漏無(wú)效時(shí)。8.2.2材料及配制8.2.2.1應(yīng)根據(jù)漏失地層特點(diǎn)合理選擇停鉆加壓堵漏材料，其類型的選擇見表8。8.2.2.2停鉆加壓堵漏材料加量應(yīng)根據(jù)漏速、漏層壓力和漏失地層類型等因素確定，一般為30kg/m3~200kg/m3。堵漏材料的總加量及中粗顆粒、長(zhǎng)纖維類材料的加量應(yīng)隨漏速的增大而增加；沖洗液密度高時(shí)，應(yīng)適當(dāng)降低堵漏材料的加量；沖洗液密度低時(shí)，應(yīng)適8.2.2.3停鉆加壓堵漏材料中的顆粒狀、片狀和纖維狀材料之比宜為5:2:1,推薦加量見表10。其中，片狀和纖維狀材料在堵漏漿液中加量不宜超過(guò)50kg/m3,其他材料加量宜控制在100kg/m3以內(nèi)。表10停鉆加壓堵漏材料加量漏失級(jí)別20目4目~10目4目~12目40目≥4目中等一嚴(yán)重漏失失返性漏失8.2.2.4堵漏漿液的基漿中應(yīng)含有50kg/m3~80kg/m3鈉膨潤(rùn)土，漏斗黏度(蘇氏)宜控制在30s～50s范圍，切力應(yīng)適當(dāng)?；鶟{可采用現(xiàn)有沖洗液或新漿。8.2.2.5惰性材料的添加順序宜為纖維狀—顆粒狀—片狀，惰性材料在基漿中應(yīng)分布均勻、可泵性好。鉆孔體積的3～5倍。8.2.2.7配制的堵漏漿液密度應(yīng)略高于孔內(nèi)沖洗液密度。8.2.3操作步驟停鉆加壓堵漏的操作步驟如下：a)下鉆至漏失層頂部10m～30m位置，立即泵入已配制好的堵漏漿液；b)泵入堵漏漿液至漏失層段后，上提鉆具至堵漏漿液面以上，開泵循環(huán)，觀察漏失情況，若有漏失，c)憋壓作業(yè)時(shí)，應(yīng)關(guān)閉孔口，采用小泵量注入沖洗液，待泵壓穩(wěn)定后，立即停止注入，觀察15min~30min,再次按照同樣方法注入漿液直至達(dá)到正常鉆進(jìn)所需壓力，若無(wú)孔口密封裝置，可采用間歇性循環(huán)加壓，先擠注堵漏漿液量的1/2,靜止30min～60min后，再以小泵量多次擠注。8.2.4工藝措施停鉆加壓堵漏作業(yè)時(shí)，應(yīng)執(zhí)行以下工藝措施：a)停鉆加壓堵漏一般采用孔口加壓法，孔口無(wú)法密封時(shí)，可采用循環(huán)加壓或靜止加壓法；b)堵漏作業(yè)時(shí)，應(yīng)摘除泥漿泵蓮蓬頭的濾網(wǎng)和停用固控設(shè)備；d)同一裸眼孔段存在多個(gè)壓力系統(tǒng)時(shí)，在進(jìn)入高壓地層提高沖洗液密度前，應(yīng)找準(zhǔn)漏失層位，對(duì)上部地層進(jìn)行先期堵漏，待承壓能力達(dá)到預(yù)期值時(shí)，再鉆開高壓地層。9化學(xué)漿液堵漏9.1復(fù)合凝膠堵漏9.1.2材料及配制9.1.2.1復(fù)合凝膠堵漏材料組分及參考加量見表11。表11復(fù)合凝膠堵漏材料組分及參考加量參考加量(每1m3水加量)主要作用與成膠劑交聯(lián)形成凝膠體，促使堵漏漿液膠結(jié)9.1.2.2復(fù)合凝膠堵漏漿液性能應(yīng)符合表12。表12復(fù)合凝膠堵漏漿液性能原料混合后狀態(tài)黏度(室溫)初凝時(shí)間h終凝時(shí)間h50mm×50mm×50mm試塊強(qiáng)度9.1.2.3復(fù)合凝膠堵漏漿液用量一般為漏失層孔段鉆孔容積的3～4倍。9.1.3漿液配制與灌注9.1.3.1復(fù)合凝膠配制步驟如下。a)當(dāng)?shù)孛嫜h(huán)系統(tǒng)配制齊備時(shí)：1)清罐，采用混合漏斗將鈉膨潤(rùn)土和懸浮劑加入清水中，水化4h;3)加入加重劑調(diào)節(jié)堵漏漿液密度；4)充分?jǐn)嚢杈鶆蚝蟮却⑷?。b)當(dāng)?shù)孛嫜h(huán)系統(tǒng)受限時(shí)，在帶攪拌的配制罐中，按照9.1.3.1a)的要求，邊攪拌邊依次加入相關(guān)材料進(jìn)行配制。9.1.3.2復(fù)合凝膠灌注及施工步驟如下：b)將鉆桿中的復(fù)合堵漏漿液和混漿段頂替到一定位置，以復(fù)合堵漏漿液在鉆桿內(nèi)與環(huán)空齊平c)將鉆具提升至堵漏漿液面上方，替漿2m3~5m3,清洗鉆桿并循環(huán)加壓；d)候凝10h～16h,若漏層溫度低，適當(dāng)延長(zhǎng)候凝時(shí)間，其間提下鉆、換鉆頭，候凝時(shí)間滿足后下鉆e)進(jìn)行掃塞作業(yè)。水泥一凝膠漿液材料及配制方法見表13。參考加量(每1m3水加量)攪拌混合均勻有機(jī)凝膠(GNJ-2)隔離液攪拌混合均勻成膜堵漏劑(GCDL)攪拌混合均勻攪拌混合均勻a)將光鉆桿下至漏失層位上部30m～50m處；c)上提鉆具至堵漏漿液面以上50m,大泵量循環(huán)加壓。水泥一水玻璃漿液材料及配制方法見表14。參考加量(每1m3水加量)主要作用水玻璃(質(zhì)量分?jǐn)?shù)為35%)(加入水玻璃溶液中)c)水泥一水玻璃漿液注入量視地層及沖洗液漏失量而定，每次注入量一般為3m3~6m3;10水泥漿液護(hù)壁堵漏10.1適用條件適用于松散破碎地層以及裂縫、大裂隙、溶洞型等中等漏失以上的漏失層。10.2材料及配制10.2.1水泥漿液性能要求如下：a)流動(dòng)性良好，一般要求0.5h～1h內(nèi)的流動(dòng)度為15cm～17cm,孔深長(zhǎng)、灌注量大、溫度高時(shí)，流動(dòng)度指標(biāo)應(yīng)提高10%～30%;b)初凝時(shí)間適當(dāng)、可調(diào)，初凝與終凝時(shí)間間隔較短；c)水泥漿液固結(jié)強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，早期強(qiáng)度高；d)凝固后的水泥漿液，應(yīng)具有低失水、低析水、適當(dāng)?shù)臐B透性以及抗腐蝕性。10.2.2應(yīng)根據(jù)護(hù)壁堵漏要求、地層條件和水質(zhì)等因素確定水泥類型。護(hù)壁堵漏水泥宜采用普通硅酸鹽水泥、硫鋁酸鹽水泥或油井水泥等，其技術(shù)指標(biāo)應(yīng)分別符合GB175和GB/T10238的規(guī)定。10.2.3護(hù)壁堵漏一般使用純水泥漿液；在高溫、低溫地層進(jìn)行護(hù)壁堵漏作業(yè)時(shí)，應(yīng)分別使用抗高溫水泥漿液和抗凍水泥漿液。10.2.4應(yīng)針對(duì)水泥的品種和性能選用外加劑。普通硅酸鹽水泥宜添加高效減水劑和早強(qiáng)劑等；硫鋁酸鹽水泥宜添加減水劑。10.2.5當(dāng)水泥漿液早期強(qiáng)度低時(shí)，可加入早強(qiáng)劑。早強(qiáng)劑可選用氯化鈉、氯化鈣、硫酸鈣、硫酸鈉、亞硝酸鈉、硝酸鈣、碳酸鈉、三乙醇胺、三異丙醇胺、三乙醇胺十氯化鈉、二乙丙醇胺+氯化鈉、三乙醇胺十二水石膏+亞硝酸鈉等。常用早強(qiáng)劑參考加量見表15。表15常用早強(qiáng)劑參考加量參考加量(占水泥質(zhì)量比例)%說(shuō)明氯化鈣(CaCl?)氯化鈉(NaCl)硫酸鈉(Na?SO?)多復(fù)合使用三乙醇胺(TEA)多與無(wú)機(jī)早強(qiáng)劑復(fù)合使用復(fù)合早強(qiáng)劑10.2.6快速堵漏時(shí)，可添加鋁酸鈉或偏鋁酸鈉型粉劑等速凝劑，常用速凝劑及加量見表16。表16常用速凝劑及加量參考加量(占水泥質(zhì)量比例)%711型782型73型%參考加量(占水泥質(zhì)量比例)%磺化煤焦油系 (7) Q水=Q水泥×mQ本混——配制體積為V的水泥漿液所需的水泥質(zhì)量，單位為千克(kg);m——水灰比。f)外加劑用量確定：外加劑用量以占水泥質(zhì)量比例(%)表示，可參考表15至表17推薦數(shù)據(jù)或根10.2.9現(xiàn)場(chǎng)開展水泥漿液護(hù)壁堵漏前，應(yīng)有選擇地進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)確定以下參數(shù)：b)漿液的初凝和終凝時(shí)間；c)漿液的析水率和結(jié)石率；d)水泥石的抗壓強(qiáng)度。10.2.10水泥漿液應(yīng)攪拌均勻。漿液溫度宜保持在5℃~40℃范圍。寒冷季節(jié)施工時(shí)，應(yīng)做好攪拌設(shè)備和管路的防寒保暖工作。10.3水泥漿液灌注10.3.1泥漿泵灌注法泥漿泵灌注法的操作步驟如下：a)根據(jù)公式(11)準(zhǔn)確計(jì)算替漿水量，并用單獨(dú)的水罐存貯備用；b)灌注前沖洗鉆孔；c)灌注時(shí)，鉆桿下放至距孔底0.3m～0.5m時(shí)，泵入清水檢查鉆桿內(nèi)部是否暢通；d)將泥漿泵蓮蓬頭放入水泥漿容器內(nèi)，泵入配好的水泥漿液；e)泵吸水泥漿液完成后，立即將蓮蓬頭放入準(zhǔn)備好的替漿水罐中，開泵替漿，替漿時(shí)可適當(dāng)慢轉(zhuǎn)鉆g)漿液終凝后進(jìn)行掃孔。10.3.2孔口灌注法鉆孔較淺、裂隙寬且孔內(nèi)水位較低時(shí)可采用孔口灌注法，其操作步驟如下：將鉆桿下到灌注的孔段下0.3m～0.5m,用墊叉叉住鉆桿，水泥漿液通過(guò)鉆桿上端的漏斗倒入，每灌注1m3水泥漿液，將鉆桿上10.3.3灌注器灌注法水灰比(0.33～0.35)較小、濃度較大的水泥漿液，或封閉孔段較短，或鉆進(jìn)中遇到多層間斷漏失層時(shí)，可采用灌注器灌注法。操作步驟如下：a)通過(guò)鉆桿將裝有漿液的灌注器下至漏失層位；b)開泵送水，利用水壓將灌注器排漿閥打開，水泥漿液流入孔內(nèi)需要灌注的部位；10.3.4替漿水量的確定方法Qπ——替水泥漿所需壓水量，單位為立方米(m3);地L——鉆桿長(zhǎng)度，單位為米(m);l——孔內(nèi)靜水位離孔口高度，單位為米(m);q——每米鉆桿內(nèi)容積，單位為立方米每米(m3/m);Qm——地面管線及水泵容積，單位為立方米(m3);K——壓水系數(shù)，淺孔取0.9,深孔取0.95。10.4工藝措施10.4.1不應(yīng)帶鉆頭或粗徑鉆具進(jìn)行灌注水泥漿液作業(yè)。10.4.2應(yīng)連續(xù)注水泥漿液，防止?jié){液斷開或被水稀釋。10.4.3泵送水泥漿液過(guò)程中，不應(yīng)上提鉆桿。10.4.4當(dāng)孔內(nèi)無(wú)水或水位很低時(shí)，替漿水量達(dá)到機(jī)上鉆桿后，即停泵，拆開機(jī)上鉆桿，靠鉆桿內(nèi)外液柱壓力差，使水泥漿液繼續(xù)沿鉆桿內(nèi)下降，并從鉆具底部返出鉆桿外，直至鉆桿內(nèi)外壓力平衡。10.4.5當(dāng)水位很高或涌水時(shí)，替漿水量應(yīng)接近鉆具內(nèi)容積加上地面管線容積乘以壓水系數(shù)，以保證水不壓出鉆具底部，這時(shí)鉆桿外的水泥漿液高度比鉆具內(nèi)的水泥漿液高度會(huì)大一些。10.4.6提鉆速度應(yīng)緩慢，防止抽吸作用，并及時(shí)在孔口回灌清水。11套管護(hù)壁堵漏11.1常規(guī)套管護(hù)壁堵漏11.1.1適用條件鉆探施工中遇到下述情況時(shí)，可采用套管護(hù)壁堵漏：a)大裂隙、溶洞、暗河或采空區(qū)；b)松散破碎地層，沖洗液不能有效維持孔壁穩(wěn)定；c)水敏性或蠕變地層，沖洗液不能有效抑制地層膨脹與蠕動(dòng)；d)高應(yīng)力地層，沖洗液不能有效平衡地層應(yīng)力。11.1.2套管類型選擇鉆探施工中，應(yīng)根據(jù)地層情況、套管下入深度、地層壓力等選擇套管類型：a)當(dāng)?shù)貙尤渥兞枯^小、套管下人深度較淺或地層壓力不大時(shí)，宜選用X系列套管；b)當(dāng)?shù)貙尤渥兞枯^大、套管下入深度較深或地層壓力較大時(shí)，宜選用W系列套管。11.1.3套管直徑選擇套管與巖芯管、鉆頭間應(yīng)留有足夠的環(huán)狀間隙。套管與鉆頭、巖芯管的級(jí)配，可按GB/T16950選擇。11.1.4套管要求11.1.4.1準(zhǔn)備工作要求如下。a)下人掃孔鉆具，掃除孔內(nèi)殘留巖芯、修整孔壁，并進(jìn)行充分循環(huán)，清除孔內(nèi)巖屑與巖粉，確?？椎赘蓛?。b)備足套管、套管接箍、專用工具及絲扣油(套管螺紋密封脂)。c)查看停鉆時(shí)最后2個(gè)回次的巖芯，確認(rèn)孔底地層完整。d)檢查準(zhǔn)備下入孔內(nèi)的套管及其接箍的質(zhì)量是否符合要求。f)檢查套管夾板和擰卸工具是否齊全，潤(rùn)滑油、絲扣油或密封膠等是否滿足需求。g)若下入套管深度超過(guò)100m,應(yīng)先采用由3根～4根套管連接成的套管串下孔，探測(cè)鉆孔通徑，確定鉆孔通暢后，進(jìn)行下套管作業(yè)。11.1.4.2下套管作業(yè)要求如下。a)套管柱的連接：應(yīng)用套管自由鉗或鏈鉗擰卸螺紋，不可用管鉗擰卸。對(duì)扣前，螺紋應(yīng)擦洗干凈，表面均勻涂抹密封脂，對(duì)扣時(shí)套管應(yīng)扶正，開始旋合轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)慢，如發(fā)現(xiàn)錯(cuò)扣應(yīng)卸開處b)套管柱下放：按照編號(hào)順序逐一下入套管，并做好記錄，套管柱上提下放應(yīng)平穩(wěn)，套管柱下放速度應(yīng)以環(huán)空返速、地層承壓等參數(shù)確定，下套管過(guò)程中，應(yīng)縮短靜止時(shí)間，如套管靜止時(shí)間超過(guò)5min,應(yīng)活動(dòng)套管，套管活動(dòng)距離不應(yīng)小于套管柱伸縮量的2倍，下入套管質(zhì)量較大時(shí)，應(yīng)封閉套管底部，采用向套管內(nèi)注入沖洗液的方式下放套管。c)套管坐定：套管應(yīng)坐定在完整的基巖上。全部套管下入后，將套管柱吊正并對(duì)中坐定于孔底，用黏土或水泥對(duì)套管底部進(jìn)行封固。11.2跟管護(hù)壁堵漏鉆遇下列地層，鉆進(jìn)深度較淺，且沖洗液護(hù)壁堵漏無(wú)效時(shí)a)松散破碎地層；b)低壓漏失地層；c)蠕變或水敏性地層。11.2.2跟管鉆具規(guī)格選擇采用跟管鉆進(jìn)方法進(jìn)行隨鉆護(hù)壁堵漏時(shí)，可根據(jù)鉆孔直徑大小，按表18選擇鉆具規(guī)格。表18跟管鉆具規(guī)格NHPS11.2.3技術(shù)要求及操作要點(diǎn)11.2.3.1跟管鉆進(jìn)的技術(shù)要求如下。a)按照設(shè)計(jì)，準(zhǔn)備好足夠的套管、套管接箍、專用工具及涂抹套管油(黃油或廢機(jī)油)。小徑套管內(nèi)徑一般應(yīng)大于主動(dòng)鉆桿外徑。b)查看鉆孔所在區(qū)位地層資料，確保套管最終能夠坐在完整硬巖上。c)檢查下入孔內(nèi)的跟管鉆進(jìn)器具、套管接箍及螺紋質(zhì)量，管材及螺紋配合應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。e)檢查套管所用的吊裝工具是否齊全，潤(rùn)滑油、絲扣油或密封膠等是否滿足需求。f)確?？變?nèi)有足夠的沖洗液充滿套管與孔壁之間的間隙。11.2.3.2跟管鉆進(jìn)的操作要點(diǎn)如下。b)下放鉆具至預(yù)定孔深0.7m～1.0m處，開泵、緩慢增加鉆壓和轉(zhuǎn)速至預(yù)定值。c)打完單根、提取巖芯后連接套管繼續(xù)鉆進(jìn)。d)重復(fù)11.2.3.1,至套管鉆達(dá)預(yù)定深度。f)下管中途遇阻，先將套管與主動(dòng)鉆桿連接，開泵循環(huán)沖洗液，同時(shí)緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)鉆具。若無(wú)效，則應(yīng)11.3膨脹套管護(hù)壁堵漏11.3.1適用條件鉆遇需采取套管隔離的松散破碎、漏失的地層，且不可改變鉆孔口徑時(shí)，可采用膨脹套管護(hù)壁堵漏。11.3.2膨脹套管與鉆孔直徑級(jí)配膨脹套管與鉆孔直徑級(jí)配選用見表19。表19膨脹套管與鉆孔直徑級(jí)配選用內(nèi)徑11.3.3膨脹套管配套器具實(shí)施膨脹套管護(hù)壁堵漏，應(yīng)具備和使用專用的配套器具，見表20。表20膨脹套管施工配套器具所選擴(kuò)孔鉆具需滿足鉆孔裸眼要求，到位后開啟擴(kuò)孔模式，將原孔段擴(kuò)下入器具現(xiàn)場(chǎng)泥漿泵無(wú)法滿足膨脹套管所需膨脹壓力時(shí)，通過(guò)增壓工具增壓至所需壓力11.3.4技術(shù)要求和操作要點(diǎn)采用膨脹套管護(hù)壁堵漏工藝，技術(shù)要求和操作要點(diǎn)如下。a)施工準(zhǔn)備：2)分析收集的資料，制定施工技術(shù)方案；3)調(diào)節(jié)沖洗液性能，確保施工期間施工孔段孔壁穩(wěn)定；b)擴(kuò)孔作業(yè)：2)將擴(kuò)孔鉆具下放到鉆臺(tái)面以下合適位置，開泵，泵量由小到大逐漸增加到擴(kuò)孔鉆進(jìn)所需泵量，穩(wěn)定3min后記錄工具壓降，停泵，查看擴(kuò)孔鉆具是否能伸縮自如，上述操作重復(fù)進(jìn)行三次，確定擴(kuò)孔鉆具動(dòng)作靈活后方可入孔；3)所有入孔鉆具與工具均應(yīng)按要求扭矩進(jìn)行緊扣；4)緩慢將擴(kuò)孔鉆具送至預(yù)定擴(kuò)孔孔段；5)擴(kuò)孔鉆進(jìn)初期，應(yīng)采取無(wú)鉆壓或小鉆壓、低轉(zhuǎn)速進(jìn)行鉆進(jìn)，直至擴(kuò)孔鉆具完全張開及擴(kuò)孔臺(tái)階形成，造臺(tái)階時(shí)間應(yīng)根據(jù)地層巖性確定；7)施工完畢或擴(kuò)孔刀翼完全磨損需要提鉆時(shí)，提鉆前應(yīng)充分循環(huán)沖洗液，清洗鉆孔，停泵后，需繼續(xù)回轉(zhuǎn)鉆柱3min～5min,待擴(kuò)孔刀翼完全縮回后方可提鉆。c)膨脹套管施工：2)根據(jù)膨脹套管施工方案，截取相應(yīng)長(zhǎng)度的膨脹套管；3)入孔的膨脹套管應(yīng)在地面取樣檢測(cè)，對(duì)不合格套管進(jìn)行更換；4)根據(jù)技術(shù)要求對(duì)膨脹套管進(jìn)行連接，當(dāng)采用水力膨脹時(shí)需對(duì)套管串上下端口進(jìn)行封堵；5)順序組裝膨脹套管、下入工具、變徑接頭及鉆桿，借助專用夾持工具，吊運(yùn)膨脹套管至鉆孔內(nèi)；6)下鉆應(yīng)平穩(wěn)，下鉆速度小于或等于20m/min,尤其是工具入卡瓦、入喇叭口、過(guò)封井器、過(guò)尾管懸掛器以及過(guò)套管窗口時(shí)應(yīng)緩慢通過(guò)，下鉆遇阻不得硬壓強(qiáng)下，遇阻力超過(guò)50kN時(shí)7)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備情況，對(duì)孔內(nèi)的膨脹套管進(jìn)行膨脹作業(yè)，對(duì)設(shè)備能力不能達(dá)到設(shè)計(jì)膨脹要求的，采用專用增壓器具進(jìn)行膨脹作業(yè)；8)膨脹套管膨脹至設(shè)計(jì)值，借助專用器具將膨脹套管的上下封隔部分切割；9)下入機(jī)械膨脹器具對(duì)膨脹套管進(jìn)行歸圓處理，至機(jī)械膨脹器具順利在膨脹套管內(nèi)通過(guò)；10)下入常規(guī)鉆具，進(jìn)行正常鉆進(jìn)作業(yè)。12其他護(hù)壁堵漏方法12.1脲醛樹脂水泥球護(hù)壁堵漏12.1.1適用條件適用于地下水活動(dòng)劇烈的嚴(yán)重漏失地層、失返性漏失地層。12.1.2材料及配制脲醛樹脂中加入早強(qiáng)水泥或普通水泥后與水混合制成。水泥起固化作用，固化時(shí)間由促凝劑和緩凝劑調(diào)整；加硫鋁酸鹽水泥配制脲醛樹脂水泥球時(shí)，用酒石酸作緩凝劑；加普通硅酸鹽水泥時(shí)，用水玻璃作促凝劑。脲醛樹脂水泥球的配方及強(qiáng)度見表21。表21脲醛樹脂水泥球的配方及強(qiáng)度時(shí)間h酒石酸水玻璃L水L0采用脲醛樹脂水泥球護(hù)壁堵漏時(shí)，操作步驟如下：a)將水泥球投至漏失層孔段，若漏失層孔段不在孔底，先制作人工孔底；b)水泥球投至預(yù)定位置后，用接有魚尾鉆頭或三翼鉆頭的粗徑鉆具將水泥刮到孔壁周圍，并上下擠壓將水泥擠至漏失部位，待水泥凝固后，形成穩(wěn)定的封堵12.1.4工藝措施12.1.4.1根據(jù)漏失地層深度、下鉆時(shí)間等因素選擇水泥球配方。12.1.4.2水泥球直徑一般不應(yīng)超過(guò)鉆孔直徑的1/3。12.1.4.3水泥球投入量以超過(guò)漏失層頂部2.0m為宜。12.2黏土球護(hù)壁堵漏12.2.1適用條件適用于嚴(yán)重漏失地層、失返性漏失地層。12.2.2材料及配制12.2.3操作步驟黏土球堵漏操作步驟