Preparando barro
1. Función del lodo
El lodo se utiliza como fluido de lavado (o fluido estabilizador) durante la construcción del pozo. Su función principal es estabilizar la pared del pozo, transportar y suspender la perforación. escoria.
(1) Estabilizar la pared del pozo
El lodo mantiene una cierta altura de cabeza de agua en el pozo para formar presión hidrostática en la pared del pozo para evitar que la pared del pozo colapse. En estratos permeables como arena y grava, se puede usar lodo para formar una capa de lodo en la superficie de la pared del hoyo, lo que puede prevenir efectivamente la filtración mutua entre el interior y el exterior de la pared del hoyo y estabilizar el nivel del agua en el hoyo. , mantiene la presión hidrostática en la pared del orificio y logra el efecto de protección de la pared.
(2) Transporte y suspensión de la escoria de perforación
Al hacer circular el lodo en el pozo, la escoria de perforación en el fondo del pozo se retira del pozo a tiempo, lo que reduce el aplastamiento repetido. y desgaste de la broca y mejora la eficiencia de la perforación. Un ajuste razonable de la densidad del lodo, la fuerza de corte, la viscosidad y otros indicadores de rendimiento pueden mejorar la capacidad del lodo para transportar y suspender la escoria de perforación.
2. Preparación del lodo
El lodo se prepara mezclando arcilla, agua y agente de tratamiento químico del lodo en una proporción determinada. Debido al gran diámetro de los pilotes perforados, se requiere una gran cantidad de lodo. Teniendo en cuenta consideraciones económicas, la arcilla del estrato perforado generalmente se puede utilizar para crear lodo natural mediante perforación con agua limpia. Cuando es necesario se añade cierta cantidad de bentonita para mejorar las propiedades del lodo. Si la formación que se está perforando es arenosa, tiene poca estabilidad, está suelta y es propensa a colapsar, se debe seleccionar arcilla o polvo de bentonita con buen rendimiento de hidratación, alta tasa de pulpa y bajo contenido de arena para preparar el lodo. Generalmente se requiere que la arcilla utilizada para la fabricación de pulpa tenga una tasa de coloide de no menos del 95%, un contenido de arena de no más del 4% y una tasa de pulpa de al menos 8 m3/t.
Al preparar el lodo, además de las condiciones de formación, también se deben considerar los requisitos de rendimiento del lodo de los diferentes procesos de formación de pozos, consulte la Tabla 3-1. Y durante la construcción, el rendimiento del lodo se mantiene y se ajusta en función de la estabilidad de la pared del pozo, el sedimento en el fondo del pozo y las condiciones de trabajo de la unidad de bombeo.
Tabla 3-1 Indicadores básicos de desempeño del lodo
3. Sistema de circulación de lodo
El sistema de circulación de lodo generalmente incluye un tanque de lodo, un tanque de sedimentación, un tanque de almacenamiento o tanque de mezcla Piscinas, tanques de circulación, etc. Al diseñar el sistema de circulación de lodo, se deben considerar exhaustivamente factores como las condiciones del sitio, la distribución de la ubicación de los pilotes, el volumen de los orificios de los pilotes, las condiciones del estrato, los métodos de proceso, la eliminación y el transporte de la escoria de perforación y los lodos de desecho.
El volumen de la piscina de lodo generalmente no es inferior a 1,2 veces el volumen real de los orificios de los pilotes construidos al mismo tiempo para garantizar que el lodo no se desborde cuando se construyen los orificios de los pilotes al mismo tiempo. vertido con hormigón. El volumen del tanque de sedimentación se puede determinar multiplicando el desplazamiento total por minuto de las bombas de lodo operadas simultáneamente por el tiempo de sedimentación. El tiempo de sedimentación se determina mediante experimentos y generalmente es de 20 minutos. Por ejemplo, dos pozos construidos al mismo tiempo utilizan un sistema de circulación de lodo. El desplazamiento de las dos bombas de lodo es de 850 l/min. El volumen requerido del tanque de sedimentación es V = 2 × 850 l/min × 20 min. =34000L=34m3
Si el sitio lo permite, se pueden instalar dos tanques de sedimentación para rotación. El tamaño de la sección transversal y la longitud del tanque de circulación deben determinarse en función del proceso de perforación, las condiciones del sitio y los métodos de tratamiento de lodos residuales. Debido a la gran capacidad de la bomba, el método de circulación inversa utiliza un tanque de circulación con una sección transversal más grande (generalmente 500 mm × 300 mm (ancho × alto)). Debido al pequeño volumen de la bomba, el método de circulación positiva puede utilizar un tanque de circulación con una sección transversal más pequeña (opcional 300 mm × 250 mm (ancho × alto)).
4. Purificación del lodo
Durante el proceso de perforación, la escoria de perforación se mezcla continuamente con el lodo, provocando cambios en la densidad relativa, la viscosidad, el contenido de arena y otras propiedades del lodo. Por lo tanto, es necesario que una vez que el lodo regrese a la superficie, se eliminen los residuos de perforación en el lodo, lo que se denomina purificación del lodo. Los métodos de purificación de lodo incluyen el método de sedimentación natural, el método de purificación mecánica y el método de purificación química.
(1) Método de asentamiento natural
Cuando el lodo fluye a través del tanque de circulación y el tanque de sedimentación, los residuos de perforación en el lodo se asientan bajo la acción de su propio peso y el lodo está purificado. Desde la perspectiva de mejorar el efecto de purificación del lodo, se pueden instalar deflectores en el tanque de circulación para cambiar el patrón de flujo y destruir la estructura del lodo para facilitar la precipitación de la escoria de perforación.
(2) Método de purificación mecánica
Es decir, se utiliza un equipo mecánico especial para separar y procesar la escoria de perforación en el lodo. Los dos equipos de purificación de lodo más utilizados son las cribas vibratorias de alta frecuencia y los desarenadores ciclónicos. Generalmente, se utiliza una criba vibratoria de alta frecuencia para filtrar partículas grandes de residuos de perforación superiores a 0,5 mm en el lodo. El lodo restante mezclado con partículas de arena inferiores a 0,5 mm se puede purificar aún más utilizando un desarenador ciclónico.
(3) Método de purificación química
Se agrega floculante químico al lodo para agregar las partículas de escoria de perforación y acelerar la sedimentación para lograr el propósito de purificar el lodo.
Los floculantes químicos de uso común incluyen poliacrilamida hidrolizada, sal sódica de lignosulfonato de hierro y cromo, etc. Los métodos de purificación química se pueden utilizar junto con métodos de purificación mecánica.