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doi:10.3969/j.isn.16729943.2017.01.048 资源综合利用
能源技术与管理
Energy Technology and Management
2016年第42卷第1期
Vol. 42 No.1
钻井法凿井废弃泥浆的二次应用价值
王璨琛，王坤
（皖北煤电集团卧龙湖煤矿，安徽淮北235100）
[摘要］介绍了钻井法凿井废弃泥浆用作地面预注浆堵水注浆材料原料的方法，其不仅可
以解决传统处理方法对废弃泥浆处理不彻底的问题，同时钻井泥浆在合理配比、适当处理的条件下完全具有二次应用价值，可变废为宝，最终做到无害化、资源化。
[关键词］钻井法凿井；废弃泥浆；地面预注浆堵水；无害化；资源化
［中图分类号］TD745+.26［文献标识码】B［文章编号］1672-9943(2017)01-0138-03
1概述
钻并法凿并是一种高机械化、直接利用大型
钻机钻凿立井的施工方法，也是当前通过深厚冲积层最可靠的方法之一。钻井法凿井采用钻头破碎岩石、用泥浆进行护壁和排渣、在泥浆中漂浮下沉地面预制的并壁，并通过壁后充填、注浆，形成永久支护的特殊施工工艺，全部作业在地面进行，打井不下井，实现了竖井建设的本质安全，劳动强度低、较其他施工方法成井质量也高。
在钻并法凿井过程中及工程结束后，产生大量的废弃泥浆，废弃泥浆量约是井筒钻并法成井体积的2.5~3.0倍。例如，朱集西煤矿研石井钻井深度545m，钻头直径7.7m，一次成并后井筒内存有的钻井泥浆体积约25365.7m3，若是按照产生废弃泥浆2.5倍系数来算，石井在整个钻井过程中将产生63414.3m3废弃泥浆
钻井法凿井时，泥浆一方面将滚刀破岩过程
中产生的热量带走，起到冷却作用同时作为洗并介质，通过压气反循环将钻头破碎下来的岩屑带到地面；另一方面通过调节泥浆密度，建立与地层压力相抗衡的液柱压力，并在压差作用下，在井帮形成泥皮，起到临时护壁的作用。该施工方法的主要缺点是，在凿井过程中产生大量的泥浆，为了维护凿并并帮的稳定性，需要添加处理剂对泥浆进行调制处理，使之保持泥浆的各项性能指标。但是，钻进中地层造浆造成的多余泥浆和下沉井壁时排出的泥浆都要废弃，对废弃泥浆处理的传统方法是采用挖坑排放、借助自然条件蒸发于燥，该处理方法占地面积大，对周边环境生态存在严重的负面影膀数聘时废弃泥浆处理问题已成为钻井
法凿并发展的一大制约因素。对废弃泥浆的无害化、资源化处理成为急需解决的问题，对于钻井法凿并推广应用具有重要的意义。
结合建井工程实际，地面预注浆堵水是建井
不可缺少的一个环节，废弃泥浆用作注浆材料原料将能开发其二次应用价值。通过一系列的室内试验研究，对钻并废弃泥浆的成分、性能进行初步探讨，试验选择粘土水泥浆体系，将废弃泥浆代替粘土浆，所配制浆液性能与粘土水泥浆性能进行了对比试验。现从注浆材料所应有的含砂量、粘度、析水率及塑性强度几个方面，对废弃泥浆的二次应用价值进行全面论证[1-5]。
钻井泥浆二次应用价值论证
2
钻井泥浆含砂量的研究
2.1
取钻井废弃泥浆1000mL，用泥浆含砂测定仪进行细砂测量。测量结果显示，钻并泥浆原浆的含砂量在0.45%左右。钻井泥浆原浆的含砂量虽低，但颗粒直径较大，最大可达3mm，因此使用前必须对钻井泥浆进行除砂处理6]。
钻井泥浆粘度的研究
2.2
取密度为1.13、1.15、1.18、1.21、1.25g/mL(60 目除砂)的钻井泥浆和粘土浆，水泥用量200（或 250)g/L，水玻璃用量20（或30)mL/L，对所配制的浆液进行粘度研究，测试结果如表1所示。
表1不同批次钻井泥浆与粘土浆的粘度
原浆密度1.13 g/mL 1.15 g/mL 1.18 g/mL 1.21 g/mL 1.25g/mL
第1批次第2批次粘土浆
19.84 16.66 18t1
20.06 17.53 15.00
说明：纯水的粘度为14.508。
27.40 17.87 15.09
33.13
19.44 15.46
22.57 16.34