水泥浆护壁堵漏若干问题的探讨

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1、248福建地质GeologyofFujian第3期水泥浆护壁堵漏若干问题的探讨李粤南(福建省地质矿产勘查开发局，福州，350003)摘要水泥浆护壁堵漏是目前钻探施工中广泛应用的技术措施之一。在水泥浆护壁堵漏施工中，因各种原因致堵漏失败，根据水泥浆护壁堵漏失败的原因，从灌注工艺方面探讨提高水泥浆护壁堵漏的效果和预防孔内事故的发生应特别注意的若干问题。关键词钻探水泥浆护壁堵漏灌注工艺探讨1概述在钻探施工中，当钻遇构造破碎带、裂隙发育带、溶洞等复杂层位时，通常会引起洗液漏失，水泥护壁堵漏是目前复杂地层钻进广泛应用的技术措施之一。在钻孑L中灌注水泥浆，常常因地层复杂、地下水的运动状态不同、水质

2、和温度各异，或因灌注方法与工艺不当而招致灌注失败。也有出现水泥浆液长期不凝固、候凝时间太长或浆液流失等问题I1]，致使水泥护壁堵漏失败。近年来，福建省地质矿产勘查开发局，在完成大量钻探工程施工过程中，常在灌注水泥护壁堵漏时，人为原因造成孔内事故屡屡出现，并造成了巨大的损失，主要事故现象的典型实例。实例一：大田煤矿桃舟井田某孑L。孔深380m处发生全泵漏失，采用71mm绳钻钻杆泵送水泥浆堵漏，替浆末了泵压急剧升高，钻杆被卡，强力提拔、千斤顶等处理无效，最后采用扩孔的方法处理，造成300余In的钻杆严重损坏。实例二：赤洋埔ZK7002。在处理孔深263m地层接触带全泵漏失引发的严重埋钻事故

3、后，采用水泥浆封堵漏失，发生钻杆被水泥浆抱死的事故，处理时间长达数月。实例三：赤路钼矿区某孑L。孔深160多m时，钻孔漏失，投水泥球堵漏。由于水泥球中途架桥，将未做成水泥球的1包多水泥搅拌成水泥浆倒入孑L内。下钻具捣、扫水泥球时，被卡。由于当天没有及时处理，到第二天打吊锤时，已处理不了。考虑矿区勘查工期紧，最后移孔重新施工。实例四：大田石狮崎矿区ZK1402。孔深394．79m，孔内全泵漏失，灌注水泥3包(加入麻丝)，候凝45h，扫孔下钻差27m到底，开泵扫下9m后。由于扫孔前孔内水位较低，机场水池清水用完时冲洗液尚未返出孔口，提高扫孔钻具18m，等水近2h。再次扫孔时，钻具被卡，强力

4、提拔钻杆脱扣；反钻杆阻力极大，孔内剩余钻杆126m无法反脱，用千斤收稿日期：2011一O4—18作者简介：李粤南(1962一)，男，教授级高级工程师，从事桩基施工、公路工程施工和管理。第3期李粤南：水泥浆护壁堵漏若干问题的探讨249顶也无法顶动钻具。实例五：马坑铁矿ZK7924。孔深324．59～438．28m为碎石、泥包石等，因孔壁严重坍塌，采用水泥固结法护壁。灌注水泥10包，用普通95mm单管扫孔至离孔底1．5m，换95mm绳取钻具扫孔。由于扫孑L速度过快，孔内水泥渣过多，冲孔循环时间不够，且操作不当等原因，下95mm绳取钻头离孑L内水泥面3m左右，泵送泥浆，发现泵压太高，顶起钻具

5、、取出内管后，孔内钻具被沉淀水泥渣卡埋。经过反、割等多种方法处理无效，采取绕的方法处理，从358m处偏出新孔。孔内残留绳索钻杆51．34m及钻具4．72rn，共计56．06m。实例六：梓口ZK301。孔口直接灌浆或替浆过度，扫孔钻具多次脱扣，处理时钻具(杆)被固结。实例七：马坑铁矿ZK7922，于孔深364．42m灌注水泥护孔后，扫水泥时，自孑L深324m偏出新孔。针对上述问题，笔者从水泥的特性人手，结合对实例事故原因的判断，探讨水泥浆护壁堵漏应特别关注的事项。2水泥的主要特性及水泥浆应满足的要求[2]2．1硅酸盐水泥的凝结与硬化过程凝结：水泥加水拌合后，成为可塑状的水泥浆液，然后逐渐

6、变稠并失去塑性，但尚无强度的过程。硬化：水泥“凝结”后，强度逐渐增长并变为坚硬水泥石的过程。2．2影响硅酸盐水泥的凝结与硬化的主要因素水泥熟料的矿物成分：常由水泥的品种和标号决定。硬化龄期：水泥的强度随硬化龄期的增加而增长，一般早期增长较快(3～7d)，往后逐渐减缓。水灰比：水灰比越大，水泥的凝固时间越长，水泥石的强度也越低；水灰比越小，浆液越稠，凝固时间越短。水泥水化时所需的水灰比为0．25左右。环境温度：温度高，凝结和硬化速度快；降低温度，硬化相对减慢。水泥颗粒度：水泥越细，凝结硬化也越快。其它因素：水的化学性质，水泥的储存时间，添加的水泥外加剂等。2．3水泥浆应满足的要求使用水泥

7、护壁堵漏时，必须注意水泥的品种和标号，掌握其性能特点和使用方法，根据具体情况合理选择和使用水泥。对于钻孔护壁堵漏用的水泥浆应满足要求(表1)。3水泥浆液材料、配比与配制3．1水泥浆材料基本材料：水泥一般为32．5～42．5级普通硅酸盐水泥；清洁淡水，其温度一般不要超过30。C；水泥外加剂。特殊材料：砂、惰性材料、纤维材料等，用于配置特殊需要的水泥浆液，如封堵构造破25O福建地质GeologyofFujian第30卷表1钻孔护壁堵漏水泥浆应满足的