國內水平定向穿越泥漿固控的常用方法
國內水平定向穿越泥漿固控的常用方法
水平定向穿越(HDD)技術在油氣管道穿越河流、湖泊、交通干線、鐵路樞紐等障礙和重要區域時具有明顯的優越性。水平定向穿越的最終擴孔直徑一般為管道直徑的1.3~1.5倍。
1、水平定向穿越固控原理和常用方法
水平定向穿越所謂泥漿固相控制(通常簡稱固控)工藝就是對泥漿中的固體顆粒進行控制的原理和技術方法。通過固控技術以清除泥漿中的有害固體,保留有用固相,滿足穿越工藝對泥漿性能的要求。水平定向穿越泥漿中的有害固相主要是指對設備磨損、影響泥漿流變性能的鉆屑。
1.1水平定向穿越固液分離的基本原理
水平定向穿越固相分離遵循斯托克司定理,該定律闡明了球形小顆粒在液體中自由沉降的數學關系。
V=g(ρS-ρ)d2/18η
式中V——顆粒沉降速度,cm/s; d——顆粒直徑,g/cm3
g——重力加速度,981cm/s2; η——液體粘度,cP
ρS——顆粒密度,g/cm3; ρ——液體密度,g/cm3
上式即為Stokes定律,這一定律是分析沉淀池、水力旋流器和離心機等凡利用重力場進行分離的基本公式。
1.2國內水平定向穿越泥漿固控的常用方法
水平定向穿越在國內乃至世界發展的時間不長,在鉆孔和泥漿方面沒有自己的完善體系,目前在很大程度上是將油田的工藝體系改進后吸收應用。在國內水平定向穿越泥漿的固相分離方法與油田有些類似,主要有稀釋、沉淀和機械清除三種方法。
A、稀釋:將穿越返出的泥漿回收到泥漿罐中,然后加入水、鈉土和添加劑調配到穿越所需的泥漿性能,達到降低泥漿固含的目的。優點:方法簡單,成本低;缺點:固相清除不徹底。
B、沉淀:在穿越出、入土點各挖一個泥漿池或更多,將返漿導入池內,經過一定時間的自然沉降后,抽取上層液相進入泥漿循環,拋去底層的固相。優點:操作簡單,成本低,能耗少;缺點:場地占用大,沉降分離速度慢,并且底層的固相難以清除。
C、機械清除:就是采用固相控制系統分離固相的方法。所謂固控系統,是指振動篩、除砂器、除泥器、微型除泥器以及除砂清潔器、除泥清潔器、離心機和循環大罐等,即根據固相控制的要求,組成的一套系統。在大多數情況下以機械清除最有效、最經濟。
采用固相控制體系進行水平定向穿越泥漿回收是主要的、常用的方法。但在大型穿越施工中,經常在不知不覺也用到了前面的2種方法。
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