本发明专利技术提供了一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，包括：从接收井井底向地面输送液态浆液，处理液态浆液得到施工泥浆；将施工泥浆运输到工作井，从工作井向扩孔器附近输送施工泥浆；废切削屑与施工泥浆混合成扩孔废泥浆流向扩孔器周围；将扩孔废泥浆沿着泥浆流道汇入泥浆汇聚容器，泥浆流道位于定向钻管内并沿定向钻管轴向延伸至泥浆汇聚容器，泥浆汇聚容器位于接收井的井底；处理泥浆汇聚容器内扩孔废泥浆得到液态浆液，重复上述过程直至定向钻管穿出工作井。本发明专利技术采用泥浆从工作井输入接收井输出的方式，让扩孔器周围半流体状的废泥浆支撑扩孔器，能预防扩孔器向下偏移，进而避免水平孔洞下沉；重复使用废泥浆有效降低施工成本。效降低施工成本。效降低施工成本。
【技术实现步骤摘要】
一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺
[0001]本专利技术涉及钻进施工
，尤其涉及一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺。
技术介绍
[0002][0003]地面受控定向钻进简称地下定向钻进，其技术原理是在地面上预设一套钻进系统，通过遥控技术控制钻杆、钻头的方向、角度、位移等参数，实现钻进方向的准确控制。地面受控定向钻进施工流程包括：开挖工作坑—测放标志线—安装水平导向钻机—钻导向孔。导向孔完成后进行预扩孔，扩孔时按土层情况配置相应泥浆，扩孔按设计应逐级回扩，直至回扩孔径达到设计要求，且拉力、扭矩在安全范围内时将预制完好的钢管进行回拖。
[0004]地下定向钻进适合于水平铺设管道施工。对于大口径水平管道铺设，随着多次扩孔的扩孔器级别不断增大，扩孔器重量也随之增加。扩孔过程中伴随大重量扩孔器的旋转，水平孔洞下沉趋势也逐渐严重。
[0005]研究过程发现扩孔过程中泥浆对水平孔洞下沉有一定影响，如何利用施工中既有泥浆避免水平孔洞下沉，成为亟待解决的问题。
技术实现思路
[0006]本专利技术提供了一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，采用泥浆从工作井输入接收井输出的方式，让扩孔器周围半流体状的废泥浆支撑扩孔器，能预防扩孔器向下偏移，进而避免水平孔洞下沉；重复使用废泥浆降低新泥浆使用量，有效降低施工成本。
[0007]实现本专利技术目的的技术方案如下：一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，包括：步骤一、从接收井井底向地面输送液态浆液，处理液态浆液得到施工泥浆；步骤二、将施工泥浆从接收井运输到工作井，从工作井井底通过定向孔向扩孔器附近输送施工泥浆，施工泥浆便于扩孔器扩定向孔以产生废切削屑；步骤三、废切削屑与施工泥浆混合成扩孔废泥浆流向扩孔器周围，流动的扩孔废泥浆支撑扩孔器防止水平孔洞下沉；步骤四、位于接收井井底的抽排设备将扩孔废泥浆先抽到定向钻管附近，再沿着泥浆流道汇入泥浆汇聚容器，泥浆流道位于定向钻管内并沿定向钻管轴向延伸至泥浆汇聚容器，泥浆汇聚容器位于接收井的井底；步骤五、处理泥浆汇聚容器内扩孔废泥浆得到液态浆液，液态浆液从接收井井底输送到地面，重复步骤一至步骤五直至定向钻管穿出工作井。
[0008]本专利技术采用泥浆从工作井输入接收井输出的方式，让扩孔器周围半流体状的废泥浆支撑扩孔器，能预防扩孔器向下偏移，进而避免水平孔洞下沉。
[0009]本专利技术既选用重复使用废泥浆方式降低新泥浆使用量，又采用半流体状废泥浆支
撑扩孔器，扩孔紧跟定向钻管铺设，定向钻管支撑扩孔节省了扶正器，有效降低施工成本。
[0010]在一种可能的实现方式中，所述步骤一具体为：接收井井底的扩孔废泥浆一次固液分离出液态浆液后输送到地面；向液态浆液添加絮凝剂让杂质絮凝，二次固液分离出絮凝液；向絮凝液添加添加剂得到施工泥浆。
[0011]在一种可能的实现方式中，一次固液分离去除扩孔废泥浆中固态杂质和粘稠物质；絮凝剂包括硫酸铝或硅酸铝，二次固液分离去除液态浆液中絮凝物；添加剂包括外加剂和膨润土，向絮凝液中添加外加剂满足施工泥浆使用要求，向絮凝液中添加膨润土调整施工泥浆浓度。
[0012]在一种可能的实现方式中，所述步骤二具体为：采用运输车将施工泥浆从接收井附近运输到工作井附近，采用输送管道将施工泥浆从工作井井口输送到工作井井底；定向孔内铺设软管，软管连接扩孔设备，采用软管将施工泥浆输送到扩孔设备；施工泥浆沿扩孔设备内浆液流道流向扩孔器，从靠近扩孔器的泥浆储存器出口喷向定向孔孔壁。
[0013]本专利技术与扩孔设备连接的连接轴沿定向孔延伸到工作井，工作井内动力设备带动连接轴旋转，进而连接轴带动扩孔器旋转，本专利技术借助定向孔向扩孔设备输送施工泥浆，具有输送泥浆便捷的优点。
[0014]在一种可能的实现方式中，扩孔设备包括多级扩孔器和多个泥浆储存器，每个泥浆储存器的外周壁均开设多个泥浆喷口，多个泥浆储存器设置于多级扩孔器前端；每级扩孔器对应的泥浆储存器外径略小于扩孔器的扩孔内径。
[0015]在一种可能的实现方式中，所述步骤三包括：多级扩孔器对定向孔依次扩孔，上一级扩孔器附近的扩孔废泥浆流向下一级扩孔器周围；至少后一级扩孔器后端安装有悬浮筒，至少后一级扩孔器上开设减重孔；扩孔废泥浆承托悬浮筒和开设减重孔的扩孔器，确保扩孔器轴线水平，保证扩孔轴线水平；采用抽排设备及时排出扩孔废泥浆并紧跟扩孔设备施工定向钻管，防止水平孔洞下沉。
[0016]在一种可能的实现方式中，定向钻管紧跟扩孔设备的端部施工钻管帽，钻管帽封堵定向钻管，避免扩孔废泥浆进入定向钻管内部；沿定向钻管内腔轴向分布且用于输送扩孔废泥浆的泥浆流道，从最末级扩孔器加工的扩孔底端贯穿钻管帽，泥浆流道将扩孔内扩孔废泥浆抽排到接收井井底。
[0017]在一种可能的实现方式中，所述步骤四包括：泥浆流道的口径大于定向孔内软管的口径三倍，泥浆流道内抽排压力大于定向孔内软管的施工泥浆输送压力；沿定向钻管内腔轴向分布且用于输送扩孔废泥浆的泥浆流道，从最末级扩孔器加工的扩孔底端贯穿钻管帽，泥浆流道将扩孔内扩孔废泥浆抽排到泥浆汇聚容器。
[0018]在一种可能的实现方式中，所述步骤五包括：泥浆汇聚容器内的扩孔废泥浆经过一次固液分离，分离出包含细微颗粒的液态浆液；液态浆液从接收井的井底输送到井口附近的泥浆存储器；向泥浆存储器中添加絮凝剂，让液态浆液中细微颗粒絮凝后输送到至少一级的二次固液分离，得到泥浆絮凝液；让泥浆絮凝液流入泥浆回收箱，安装于泥浆回收箱内的膨润土添加器和新泥浆液添加器向泥浆絮凝液添加膨润土、外加剂和新泥浆液，泥浆絮凝液、膨润土、外加剂和新泥浆液搅拌均匀得到施工泥浆。
[0019]本专利技术的新泥浆液包括水、膨润土、外加剂、土颗粒，施工泥浆会随着施工过程发生变化。施工泥浆与扩孔屑混合后呈半流体状，新泥浆液具有颗粒细小、级配差、含水率高、粘度大不易脱水等特性，新泥浆液自然干结过程缓慢，施工泥浆与扩孔屑混合后的扩孔废泥浆干结物遇水浸湿后易再度形成钻孔废泥浆样物。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术采用泥浆从工作井输入接收井输出的方式，让扩孔器周围半流体状的废泥浆支撑扩孔器，能预防扩孔器向下偏移，进而避免水平孔洞下沉；重复使用废泥浆降低新泥浆使用量，有效降低施工成本。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提供的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺流程图；图2为本专利技术提供的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工系统示意图一；图3为本专利技术提供的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工系统示意图二；图4为本专利技术提供的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工系统示意图三；图5为本专利技术提供的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工系统示意图四；图6为图5的局部放大图；图中，100
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工作井；200
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接收井；300
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岩土地层；400
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泥浆存储器；500
‑
扩孔废泥浆；600
‑...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，其特征在于，包括：步骤一、从接收井（200）井底向地面输送液态浆液（600），处理液态浆液（600）得到施工泥浆（700）；步骤二、将施工泥浆（700）从接收井（200）运输到工作井（100），从工作井（100）井底通过定向孔（810）向扩孔器（4）附近输送施工泥浆（700），施工泥浆（700）便于扩孔器（4）扩定向孔（810）以产生废切削屑；步骤三、废切削屑与施工泥浆（700）混合成扩孔废泥浆（500）流向扩孔器（4）周围，流动的扩孔废泥浆（500）支撑扩孔器（4）防止水平孔洞（800）下沉；步骤四、位于接收井（200）井底的抽排设备将扩孔废泥浆（500）先抽到定向钻管（900）附近，再沿着泥浆流道（2）汇入泥浆汇聚容器，泥浆流道（2）位于定向钻管（900）内并沿定向钻管（900）轴向延伸至泥浆汇聚容器，泥浆汇聚容器位于接收井（200）的井底；步骤五、处理泥浆汇聚容器内扩孔废泥浆（500）得到液态浆液（600），液态浆液（600）从接收井（200）井底输送到地面，重复步骤一至步骤五直至定向钻管（900）穿出工作井（100）。2.根据权利要求1所述的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，其特征在于，所述步骤一具体为：接收井（200）井底的扩孔废泥浆（500）一次固液分离出液态浆液（600）后输送到地面；向液态浆液（600）添加絮凝剂让杂质絮凝，二次固液分离出絮凝液；向絮凝液添加添加剂得到施工泥浆（700）。3.根据权利要求2所述的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，其特征在于，一次固液分离去除扩孔废泥浆（500）中固态杂质和粘稠物质；絮凝剂包括硫酸铝或硅酸铝，二次固液分离去除液态浆液（600）中絮凝物；添加剂包括外加剂和膨润土，向絮凝液中添加外加剂满足施工泥浆（700）使用要求，向絮凝液中添加膨润土调整施工泥浆（700）浓度。4.根据权利要求1所述的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，其特征在于，所述步骤二具体为：采用运输车将施工泥浆（700）从接收井（200）附近运输到工作井（100）附近，采用输送管道将施工泥浆（700）从工作井（100）井口输送到工作井（100）井底；定向孔（810）内铺设软管（1），软管（1）连接扩孔设备，采用软管（1）将施工泥浆（700）输送到扩孔设备；施工泥浆（700）沿扩孔设备内浆液流道流向扩孔器（4），从靠近扩孔器（4）的泥浆储存器（3）出口喷向定向孔（810）孔壁。5.根据权利要求4所述的一种地下定向钻进铺设施工中泥浆循环施工工艺，其特征在于，扩孔设备包括多级扩孔器（4）...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱其涛，田萌，王锐，王军龙，刘洋，
申请(专利权)人：陕西路桥集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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