泥浆指标

泥浆性能是指泥浆物理化学性质的反映。泥浆的性能用性能指标来考核。泥浆性能主要包括以下几项指标。

(一)泥浆密度

单位体积泥浆的质量称为泥浆密度。计算式

地勘钻探工：初级工、中级工、高级工

泥浆密度的单位为g/cm3。

泥浆密度γ的大小,主要取决于泥浆中固相(黏土、岩粉、加重剂)的含量。

泥浆密度应针对不同地层进行调节。在正常钻进中应尽可能采用密度较小的泥浆。工程地质钻探常用泥浆的密度一般控制在1.03～1.20g/cm3范围内。

(二)泥浆固相含量

泥浆中所含有用(黏土)、无用(岩粉、沉砂)固相(体)颗粒占泥浆总量的百分率(多用体积比,少用质量比),称为泥浆固相含量。泥浆固相含量越低越好,低固相泥浆要求固相含量＜4%。

(三)泥浆的流变性能

1.泥浆黏度

泥浆黏度是指泥浆流动时,其内部的液体分子间,固相颗粒间和液固相间所具有的内摩擦力表现。它是泥浆流动难易程度的一种表现指标。黏度的大小对钻进、排粉、保持孔底清洁和安全施工影响很大。工程钻探用泥浆黏度一般用漏斗黏度表示,控制在18～30s范围内。

钻探施工现场通常用1006型漏斗黏度计测定(所测出之值为相对黏度,它反映泥浆的表观黏度);有条件的施工机台,可采用ZNN-D2型或ZNN-D6型旋转黏度仪测定泥浆的绝对黏度和视黏度。

2.泥浆的触变性

泥浆被搅动时,其内部结构受到破坏,但在静止时其又恢复形成网状结构的特点,称为泥浆的触变性。

3.泥浆的静切力

泥浆静止时,受外力影响而开始流动所需的最小剪切应力称为静切力。一般采用1007型泥浆静切力计或ZNN-D6型旋转黏度仪测定。

(四)泥浆失水量与造壁性

1.泥浆失水量

当泥浆承受压差作用后,一部分自由水渗入孔壁岩层的数量,称为泥浆失水量,一般用B表示。

2.泥浆的造壁性

泥浆在失去自由水的同时,浆液中的黏土等固相颗粒在孔壁上形成泥皮的能力称为泥浆的造壁性。泥浆的造壁性一般用泥皮厚度(单位:mm)表示。

泥浆失水量要求:一般控制在B＜15mL/30min(在0.7MPa压力下)。

泥皮厚度要求:＜2mm。

现场多用1009型和ZNS型泥浆失水仪测定。

(五)泥浆含砂量

泥浆中不能通过200目筛孔(即直径大于0.074mm)砂粒占泥浆体积的百分数,称为泥浆含砂量。计算式为

地勘钻探工：初级工、中级工、高级工

泥浆含砂量要求:一般不大于4%。对于金刚石钻进,宜控制在小于1%。现场多用1004型或ZHN型含砂量测定仪测定。

(六)泥浆pH值

泥浆pH值是反映泥浆酸碱性强弱的指标。pH值为7时,泥浆为中性;pH值＜7,泥浆呈酸性;pH值＞7,泥浆呈碱性。

泥浆pH值一般应控制在8～10之间,呈微碱性;现场多用比色法(即广泛pH值试纸)进行测定。

(七)泥浆的胶体率与稳定性

1.泥浆的胶体率

表示泥浆中黏土颗粒分散和水化程度的指标称为泥浆的胶体率。

2.泥浆的稳定性

表示泥浆中黏土颗粒分散均匀程度的指标,称为泥浆的稳定性。

一般要求:泥浆胶体率应＞95%;浆液下部分与上部分的相对密度差值＜0.02。

(八)泥浆的润滑性与泥皮的黏滞性

此项指标对钻进工艺关系很大,特别是金刚石钻进,可用其改善泥浆润滑性,降磨减阻,提高机械转速。由于钻探机台测试条件不具备,因此现场通常不测此项指标。

三大指标是指比重、含砂量、粘度。

1. 泥浆比重也即是泥浆密度，一般用相对密度的方式来表示：即相对于水的密度，水的密度为1.0g/cm3，有专门的泥浆密度计来测量。

2. 泥浆含沙量是指泥浆中含固体颗粒的量，以泥浆经筛网过滤后体积的变化来确定，用百分比来表示。

3.泥浆的粘度是泥浆流变性的主要指标。作用于牛顿流体单位面积上的切向力(剪应力)与产生的形变(流速梯度或剪率)之比例常数称动力黏度或有效黏度。