水平定向钻穿越中冒浆原因及预防措施全套.docx

水平定向钻穿越中冒浆原因及预防措施一.水平定向钻泥浆泄露的原因1.1 地层因素一般而言，水平定向钻进施工会面对不同的地层环境，这是引发冒浆问题的重要因素之一。例如多层地层组合、河床地层以及上部密闭地层下部渗流地层等。这些地层由于有裂隙存在，因此引发冒浆的概率较高，再比如一些地层拥有比较发达的地下植物根系，也容易引发冒浆问题。1.2 泥浆因素对于地层冒浆问题而言，泥浆因素也会产生较大影响，如果泥浆的失水量较大，那么就会导致地层软化并坍塌，进而改变地层应力。再比如泥浆具有较大粘度或者泵量相同时，泥浆压力较高，也容易引发冒浆问题。1.3 人为因素对于水平定向钻进工艺而言，受到人为因素影响，也会引发冒浆问题。如泥浆压力控制不当，导致孔壁渗漏。有的地层的土质相对松软，在钻进施工中如果没控制好速度就会对孔壁造成破坏，进而导致冒浆问题发生。此外，施工人员还需控制好钻进时间，否则在钻进过程中，如果地层受到长时间泥浆浸泡，也会遭受破坏，进而发生冒浆问题。二.冒浆现象对周围环境造成的影响冒浆现象一旦发生，大量的泥浆会给水源和土壤造成污染；因泥浆保水性能好若在农田区会造成土地无法耕种；如穿越部位在城市乡村等居民住宅区，会出现房内地面隆起开裂，引起群众的不满等，造成不必要的纠纷。三、冒浆预防措施3.1 穿越路径和设计参数1 ）设计人员应根据不同的地质，选择正确、合适的穿越位置，只有这样，才能确保成功穿越。定向穿越应尽量避开不良的地质场地，如：砂土、粉土和软土等对定向钻不利的场地。2）选择合适的设计参数，确定适宜的出入土角、曲率半径和埋深。设计人员应当根据穿越现场的地质情况、定向钻机的工作能力以及场地要求，选择适当的出入土角和曲率半径。3）冒浆的原因是定向钻孔洞中的泥浆压力大于其上的水和土壤的自重之和，而水和土壤的自重与定向钻孔洞的深度成正比，所以定向钻曲线布置的深度必须满足水和土壤的自重之和大于定向钻孔洞中泥浆压力的要求，使其上覆地层具备足够的压力，防止的泥浆的跑冒。3.2 扩孔器和钻进速度有的工程地质条件以黏土为主，在水平定向钻进施工过程中可能会因为空洞出现憋压或人为因素而引发冒浆问题。如果原因为前者，可以考虑更换扩孔器。如果土层具有较好的塑形，并且以黏土与粉质黏土为主，那么可以选择刀式扩孔器。如果土层塑形较差，且多以淤泥质黏土为主，那么可以选择桶式扩孔器。如果是由于人为增压因素而导致的冒浆，那么就要对泥浆压力、钻具的扭矩以及钻进速度进行调整，促使三者状态达到最佳。3.3 泥浆配比泥浆是定向钻穿越必备的润滑剂，合理选择泥浆配比，可以保证孔壁不塌方，保持泥浆的饱和度、减小摩擦。在满足定向钻施工要求的前提下，泥浆越稠，泥浆颗粒与颗粒之间就不会有足够多的自由水，此时的泥浆实际上是一种可塑和流动状态的混合体，冒浆时，该混合体从定向钻孔上面的土体的颗粒间隙中通过，如果泥浆比较稠，它通过上面土体的颗粒间隙时就会受到阻碍和约束，从而可以起到阻止冒浆的作用。通常根据地质情况，考虑护壁要求，确定泥浆中膨润土和各种添加剂的用量，但同时还应根据不同地质条件与孔中操作压力，综合确定泥浆配比成分，避免施工过程中的冒浆。一般应做到：1）保证足够的泥浆排量，使泥浆返回通道畅通，但也不能盲目提高压力，以免增加冒浆的危险性；同时提高泥浆黏度，保证足够的支撑力，避免造成塌孔。2）薄弱部位的穿越时，冒浆现象基本上都是发生在一些地质局部软弱和出入土端管道埋深较浅的位置。如果把地质局部软弱的部位通过地基处理等方式进行加固，冒浆现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决易造成冒浆或有潜在冒浆危险的地质。在穿越段的地面下，可以设法降低地下水位、减少浮力、提高定向钻穿越管位处土壤的自重等方法。而在地面上的主要措施是在穿越管道的薄弱部位堆载重物，但是堆载的重物必须均匀，覆盖所有薄弱部位和冒浆及有冒浆风险的部位。四.结论由于定向钻穿越技术是一种高风险工程，废弃泥浆量将会因风险的提高而逐渐增加。为此，定向钻穿越技术使用的泥浆材料，必须选择使用环保型材料，配比尽量以不伤害农作物为原则。寻找泥浆肥效处理剂，将废弃物变为有利资源。可以从管道建设中加强水土保持工作方面的深研究，将废弃泥浆进行有氧堆肥化处理，采用添加肥效处理剂，从而有效促进植物的生长，可用将处理后的废弃泥浆用来场站区内的绿化实验。寻找安全地层和环形空间，运用就地固化深埋技术。这种方法适用于远距离拉运处理，可以与当地政府配合，寻找使用无公害化处理等方法。