以往非開挖泥漿固控系統存在的問題非開挖管道定向鉆穿越均為距地表15~30m地層,巖性多為疏松、表面含水飽和度高的沖積和淤積而形成的沙、泥及混合物,屬未成巖地層,易塌、易串漏,少數地區含姜結石,易造成卡鉆或卡管。又因定向穿越施工的孔徑比石油鉆井的孔徑大得多,泥漿排量小,環空間隙大,連續配漿作業,返流能力差,所以在非開挖定向鉆中返回的泥漿有以下特點:1.泥漿中含泥砂量大;2.泥漿粘度高;3.泥漿供給是連續的,返回是間斷性的,返出的泥漿不足以滿足鉆進的要求;4.穿越的兩側都返回泥漿。
由于大口徑、長距離的定向鉆穿越在我國是.近幾年才發展起來的。國內對泥漿凈化與回收系統缺少相應的研究,加上大型非開挖定向鉆機的數量少,因此往往把石油鉆井用的泥漿凈化系統簡單使用在非開挖定向鉆上。有些定向鉆機配置了固控系統,存在的主要問題是:
(1) 由于返回的泥漿含砂量大,粘度高,石油鉆井固控系統的振動篩滿足不了要求,出現跑、冒泥漿現象,大量的砂泥鋪滿振動篩網上,導致振動篩無法工作。
(2) 目前國內沒有適合非開挖定向鉆處理量的除砂器和除泥器。石油鉆井用的固相控制設備一般處理量在200m3/h左右,而定向鉆返回的泥漿只是鉆井泵泵入泥漿的一部分,因此需處理量一般在90m3/h左右。
(3) 非開挖定向鉆一般沒有進行泥漿回收利用,配置的泥漿都是純凈的,對鉆井泵的磨損較少,所以鉆機配套的鉆井泵不像石油鉆機配置備用的鉆井泵。因此,目前的凈化與回收系統由于泥漿中細小的砂泥處理不干凈,影響到鉆井泵的使用。
一套用于非開挖定向鉆穿越的泥漿凈化與回收裝置,該系統流程設計合理,系統功能齊全,性能先進,既可回收處理返回的泥漿,又可配制定向鉆工程所需的泥漿,且處理后的泥漿主要性能符合定向鉆穿越工程施工對其性能的要求,尤其是解決了以前系統在泥土層穿越不能解決的除砂、除泥及回收的問題,泥漿材料節省了40%以上。該系統主要優點有:
(1) 裝置的...級處理振動篩采用工程用的割縫篩網,孔隙大、強度高,對于含砂量大、粘度高的返回泥漿液能夠處理。
(2) 除砂器和除泥器的處理量在100m3左右,適合非開挖定向鉆穿越工程應用。
(3) 使用鉆井液離心機,可以除去系統中的細小顆粒,避免鉆井泵的磨損。
(4) 使用了快速渦旋混漿裝置,保證了穿越鉆進泥漿供給的連續性。
(5) 整個裝置流程合理,可以實現非開挖定向鉆穿越工程的固相控制、泥漿配制和回收。