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水平定向穿越

水平定向穿越固控设备。环保是个敏感的话题,水平定向穿越泥浆回收是业主对施工的首要要求,因此水平定向穿越施工单位纷纷购置泥浆固相控制设备,将废泥浆固相分离后再利用,取得了可观的经济效益,同时也促进国内水平定向穿越泥浆固控系统的大发展。
1、水平定向穿越泥浆固控原理和常用方法
水平定向穿越所谓泥浆固相控制(通常简称固控)工艺就是对泥浆中的固体颗粒进行控制的原理和技术方法。通过固控技术以清除泥浆中的有害固体,保留有用固相,满足穿越工艺对泥浆性能的要求。水平定向穿越泥浆中的有害固相主要是指对设备磨损、影响泥浆流变性能的钻屑。
1.1水平定向穿越固液分离的基本原理
水平定向穿越固相分离遵循斯托克司定理,该定律阐明了球形小颗粒在液体中自由沉降的数学关系。
V=g(ρS-ρ)d2/18η
式中V——颗粒沉降速度,cm/s;     d——颗粒直径,g/cm3
    g——重力加速度,981cm/s2;   η——液体粘度,cP
    ρS——颗粒密度,g/cm3;       ρ——液体密度,g/cm3
  上式即为Stokes定律,这一定律是分析沉淀池、水力旋流器和离心机等凡利用重力场进行分离的基本公式。
1.2国内水平定向穿越泥浆固控的常用方法
水平定向穿越在国内乃至世界发展的时间不长,在钻孔和泥浆方面没有自己的完善体系,目前在很大程度上是将油田的工艺体系改进后吸收应用。在国内水平定向穿越泥浆的固相分离方法与油田有些类似,主要有稀释、沉淀和机械清除三种方法。
A、稀释:将穿越返出的泥浆回收到泥浆罐中,然后加入水、钠土和添加剂调配到穿越所需的泥浆性能,达到降低泥浆固含的目的。优点:方法简单,成本低;缺点:固相清除不彻底。
B、沉淀:在穿越出、入土点各挖一个泥浆池或更多,将返浆导入池内,经过一定时间的自然沉降后,抽取上层液相进入泥浆循环,抛去底层的固相。优点:操作简单,成本低,能耗少;缺点:场地占用大,沉降分离速度慢,并且底层的固相难以清除。
C、机械清除:就是采用固相控制系统分离固相的方法。所谓固控系统,是指振动筛、除砂器除泥器、微型除泥器以及除砂清洁器、除泥清洁器、离心机和循环大罐等,即根据固相控制的要求,组成的一套系统。在大多数情况下以机械清除最有效、最经济。
采用固相控制体系进行水平定向穿越泥浆回收是主要的、常用的方法。但在大型穿越施工中,经常在不知不觉也用到了前面的2种方法。
2、固相控制系统在水平定向穿越中的使用
目前国内使用的水平定向穿越泥浆固控回收系统由国产和进口各占半壁江山,进口的主要是小型的,随钻机进口时配套的;国产的主要是大型的,是根据用户需要配制的。无论是国产的还是进口的,系统的选择主要根据以下原则:
①、需要清除或抑制的颗粒类型和尺寸;
②、穿越需要维护的泥浆的质量;
③、钻机能力的大小、固相清除速率及循环速率。