一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方组成比例

本发明专利技术提供了一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下质量份原料制备，水100份、分散成膜剂4‑6份、降滤失剂0.1‑0.2份、提粘剂0.2‑0.4份、润滑减阻剂1‑2份、水敏抑制剂0.4‑0.6份。该适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方具有良好的流变性，在非开挖钻进过程中，泥浆粘度低，钻进阻力小，携岩效果好，在非开挖施工暂停时，泥浆能形成一定强度的空间网状结构，防止孔壁失稳坍塌。

A kind of trenchless mud formula suitable for pebble clay composite stratum

【技术实现步骤摘要】
一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方
本专利技术涉及非开挖泥浆
，特别是一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方及其制备方法
技术介绍
卵砾石地层在我国较为常见，其一般被发现于浅层，是较为常见的一种复杂地层。在砂土层、卵砾石层等破碎地层中进行非开挖施工时，由于卵石颗粒之间几乎没有黏聚力，导致地层强度较低，掘进过程中孔壁易失稳坍塌，极难成孔。当卵砾石颗粒间有胶结物填充时，卵砾石地层有一定的胶结强度，但胶结物一般为水敏性矿物，吸水易膨胀，常规非开挖泥浆没有抑制性，导致胶结物吸水膨胀破坏地层稳定性使孔壁失稳。且在卵砾石地层中进行非开挖施工，由于卵砾石硬度大，进尺效率低，钻头在钻进过程中磨损一般较严重当卵砾石地层与粘土地层复合时，除了因卵砾石层的承载力过小易造成孔壁垮塌外，粘土易附着在钻头造成泥包钻头，钻头的切削刃被粘土包裹，在钻进过程中无法切削地层，以至于打不动钻。粘土附着钻杆上，增加钻具的摩擦阻力，导致拖不动管。非开挖工程现场需要一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，其具有一定的密度、粘度、滤失量等，能“托起”卵砾石层，维持孔壁的稳定。具有一定的润滑能力，加快进尺效率，减缓刀头磨损。具有一定的抑制水敏能力，防止卵石颗粒间的水敏性胶结物吸水膨胀，破坏地层稳定性，导致孔壁失稳。同时具有一定的解泥包能力，防止非开挖钻进粘土地层时过度泥包，钻具和地层摩阻力过大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方。本专利技术的实施例提供一种适用于特大直径隧道盾构泥浆，由以下质量份原料制备，水100份、分散成膜剂4-6份、降滤失剂0.1-0.2份、提粘剂0.2-0.4份、润滑减阻剂1-2份、水敏抑制剂0.4-0.6份。进一步地，所述分散成膜剂为钠基膨润土，分散成膜剂可以水化形成胶体，提高泥浆的黏度，在泥浆正压力作用下渗入孔壁，在开挖面上形成致密的泥膜，使泥浆压力有效的作用于孔壁，起到增强孔壁稳定的作用。进一步地，所述降滤失剂为低黏聚阴离子纤维素，其吸附在膨润土颗粒表面，以阻止膨润土颗粒絮凝变大，不再粘结成大颗粒。使细微颗粒良好的分散在泥浆中，有助于形成致密泥饼，从而起到降滤失效果。进一步地，所述提粘剂为高粘CMC。进一步地，所述润滑减阻剂为复配乳化油，所述润滑减阻剂由十二烷基苯磺酸钠、SP-80、机油和皂化油复配而成，对应质量比为1:2:6:8，所述润滑减阻剂能大幅降低钻具与地层间的摩擦系数，降低钻头的磨损量，同时还能起到预防泥包钻具效果。进一步，所述水敏抑制剂为聚丙烯酰胺和SOLTEX。当卵砾石颗粒间水敏胶结物接触泥浆时，水敏性胶结物表面呈现正电荷，此时泥浆中带负电荷的SOLTEX会被吸附在胶结物上，从而抑制水敏性胶结物的水化膨胀。该适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，具有以下有益效果，1)具有良好的流变性，在非开挖钻进过程中，泥浆粘度低，钻进阻力小，携岩效果好，在非开挖施工暂停时，泥浆能形成一定强度的空间网状结构，防止孔壁失稳坍塌；2)具有极佳的润滑减阻性能，在非开挖钻进卵石地层时，能有效降低钻具与岩石间的摩阻力，加快进尺速度，延长钻头寿命；3)具有一定的水敏抑制性，卵石地层胶结物常为水敏性矿物，遇水膨胀导致卵石地层松动加剧了孔壁失稳，通过调节泥浆使其具有一定的水敏抑制性可以抑制卵石地层胶结物的水敏膨胀，维持卵石地层孔壁的稳定性；4)具有良好的封堵性，能形成致密泥膜，降低失水量，有效平衡地层压力，保持孔壁的稳定性。5)具有一定的预防泥包作用，泥浆的黏附系数低，能在一定程度上预防钻头钻杆的泥包现象。附图说明图1为本专利技术实施例对比数据示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步的说明：一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下质量份原料制备，水100份、分散成膜剂4-6份、降滤失剂0.1-0.2份、提粘剂0.2-0.4份、润滑减阻剂1-2份、水敏抑制剂0.4-0.6份。本专利技术的实施例还提供了一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方的制备方法，包括以下步骤：(1)称取100质量份的水，并在水中加入1-2质量份的润滑减阻剂，在6000r/min转速搅拌条件下搅拌10min，搅拌均匀；(2)在100r/min搅拌条件下向所述步骤(1)中的溶剂中加入4-6质量份分散成膜剂，搅拌16h；(3)在600r/min搅拌条件下向所述步骤(2)中的溶剂中加入0.4-0.6质量份水敏抑制剂，搅拌30min；(4)在6000r/min转速搅拌条件下，依次向所述步骤(3)中的溶剂中加入降滤失剂0.1-0.2质量份、提粘剂0.2-0.4质量份，搅拌均匀得到一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方。实施例1一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下原料制备，水1000ml、钠基膨润土40g、低黏聚阴离子纤维素1g、高粘钠羧甲基纤维素2g、润滑减阻剂10g、水敏抑制剂4g。制备方法：(1)称取1000mL的水，并在水中加入0.59g十二烷基苯磺酸钠(AS-12)、1.18gSP-80、3.53g机油和4.7g皂化油，在6000r/min转速搅拌条件下搅拌10min，搅拌均匀配置10g润滑减阻剂；(2)在100r/min搅拌条件下向所述步骤(1)中的溶剂中加入钠基膨润土40g，搅拌16h；(3)在600r/min搅拌条件下向所述步骤(2)中的溶剂中加入3.33gSOLTEX，搅拌30min，再加入0.67g聚丙烯酰胺，搅拌30min；(4)在6000r/min转速搅拌条件下，依次向所述步骤(3)中的溶剂中加入低黏聚阴离子纤维素1g、高粘钠羧甲基纤维素2g，搅拌均匀得到一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方。实施例2一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下原料制备，水1000ml、钠基膨润土50g、低黏聚阴离子纤维素2g、高粘钠羧甲基纤维素3g、润滑减阻剂15g、水敏抑制剂5g。制备方法：(1)称取1000mL的水，并在水中加入0.88g十二烷基苯磺酸钠(AS-12)、1.76gSP-80、5.29g机油和7.06g皂化油，在6000r/min转速搅拌条件下搅拌10min，搅拌均匀配置15g润滑减阻剂；(2)在100r/min搅拌条件下向所述步骤(1)中的溶剂中加入钠基膨润土50g，搅拌16h；(3)在600r/min搅拌条件下向所述步骤(2)中的溶剂中加入4.17gSOLTEX，搅拌30min，再加入0.83g聚丙烯酰胺，搅拌30min；(4)在6000r/min转速搅拌条件下，依次向所述步骤(3)中的溶剂中加入低黏聚阴离子纤维素2g、高粘钠羧甲基纤维素3g，搅拌均匀得到一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方。实施例3一种本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下质量份原料制备，水100份、分散成膜剂4-6份、降滤失剂0.1-0.2份、提粘剂0.2-0.4份、润滑减阻剂1-2份、水敏抑制剂0.4-0.6份。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，由以下质量份原料制备，水100份、分散成膜剂4-6份、降滤失剂0.1-0.2份、提粘剂0.2-0.4份、润滑减阻剂1-2份、水敏抑制剂0.4-0.6份。


2.如权利要求1所述的一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，其特征在于：所述分散成膜剂为钠基膨润土。


3.如权利要求1所述的一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，其特征在于：所述降滤失剂为低黏聚阴离子纤维素。


4.如权利要求1所述的一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，其特征在于：所述提粘剂为高粘钠羧甲基纤维素。


5.如权利要求1所述的一种适用于卵石粘土复合地层的非开挖泥浆配方，其特征在于：所述润滑减阻剂由十二烷基苯磺酸钠、SP-80、机油和皂化油复配而成...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐晗，乌效鸣，肖一标，赵官慧，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：湖北;42