基桩施工时废弃泥浆的絮凝试验

为了提高基桩施工时废弃泥浆的脱水效果,以雄商高铁站前8标基桩施工为研究对象,阐述了向废弃泥浆中添加絮凝剂、进行烧杯絮凝试验、真空抽滤试验、扫描电镜试验的过程,研究了絮凝剂的种类以及添加量对絮凝过程的影响,结果表明:使用阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)以及它们与聚合氯化铝(PAC)的组合均能促进絮团的大块形成,其滤饼含水率低、颗粒间孔隙占比小、脱水能力强。其中四种效果较好的絮凝剂配比方案为:单独使用0.3%浓度的CPAM(投加量为5%)或0.3%浓度的NPAM(投加量为4%),以及这两种聚丙烯酰胺与5%浓度的PAC(投加量为3%)的组合。得出基桩施工时对废弃泥浆的脱水处理可以采用以上絮凝剂类型及组合,能够促进其资源化利用和环境保护的结论。

“泥科学与应用技术”的提出及研究进展

随着社会经济的发展,以淤泥、污泥为代表的各种泥状物产量巨大,接近于城市垃圾的数量。而各种泥的性状及污染物种类非常复杂、多样,经济、安全地进行各种泥的处理和利用已经成为一个重要的问题。各种泥状物虽然种类不同、成分各异,但具有很多共同的物理、化学性质。在处理方面也具有以脱水为主的减量化、以污染物稳定为主的无害化、以改变性质后进行利用为主的资源化的途径上的一致性。此外,泥所具有的一些特殊性质也能够被利用来解决一些特殊的问题。长期以来,各种泥的科学研究和处理技术分布在各行各业,使用的概念、指标不能统一,技术和方法隔离发展,影响了对于泥的基础理论和技术的发展。针对这些问题,提出了建立"泥科学与应用技术"的学科方向,对于泥的主要种类和问题,处理泥中所遇到的热点问题以及几个典型的研究进行了综述,为解决泥的问题进行了分析和总结。

泥饼抗剪强度研究

介绍了利用动滤失装置测定泥饼抗剪强度的实验原理,该装置主要由过滤介质、泥浆挡板、转速控制系统和数据采集系统几个部分组成。在0.69MPa压力下,9min内,依次做剪切速率为400s^(-1)、100s^(-1)和400s^(-1)的三步实验,测定不同配方泥浆的抗剪强度。分析了基浆、降粘剂、降滤失剂、pH值、压差及实验重复性对泥讲强度的影响。结果表明,抗剪强度s值的范围为0～1,除了加入分散性较强的处理剂的泥浆以外,泥饼的抗剪切性一般都是很好的,而且不同的泥饼抗剪强度差别很大,泥浆的滤失量与泥饼的抗剪強度之间没有必然的联系。

泥饼可压缩性的定量研究

提出了用无量纲泥饼可压缩因子来评价泥饼可压缩性的方法,可压缩性因子是滤失量和滤失压差的函数。实验结果表明,超细碳酸钙是完全不可压缩的,而膨润土具有相当高的可压缩性,将常用钻井液添加剂加至膨润土基浆中,都可改善泥饼的可压缩性,但影响不大。

一种消除裂缝性储层钻井液滤饼的新方法

介绍了强氧化剂二氧化氯的基本性质、制备方法及其与有机聚合物的作用机理 ,利用组合裂缝储层保护评价实验新技术 ,对不同类型的解堵剂进行了解堵效果评价。试验结果表明 ,酸化和氧化相结合的二元复合滤饼消除法的解堵效果较好 。

用冷冻干燥技术研究钻井液及泥饼的微观结构

冷冻干燥枝术是用液氮快速冷冻样品,并在真空状态下抽空干燥,保持样品的微观结构不变,得到的干样可用于电镜分析。采用此项技术分析了膨润土基浆、成水基浆、不同配比的聚合物钻井液及相应泥饼的微观结构。电镜分析表明:在膨润土淡水基浆中,粘土片以端—面和端—端相连形成蜂窝状结构或卡片房子结构;在聚合物钻井液中,聚合物吸附在粘土表面上,并相互连接形成了网状和蜂窝状结构;基浆和聚合物钻井液泥饼也呈蜂窝状结构,蜂窝的孔隙大小及分布随钻井液配比不同而变化,重晶石、超细CaCO_3和磺化沥青可起到封堵泥饼孔隙和降低滤失的作用。

动态滤饼微观结构研究

利用SW—Ⅱ型岩心动态污染仪测定了泥浆在不同条件下所形成动泥饼的渗透率,并对动泥饼进行了电镜和粒度分析。结果表明,随着压差的下降、剪切速率的升高或介质渗透率的提高,动泥饼中粗固相颗粒含量上升、平均粒径变大及孔隙增大等一系列变化,导致其渗透率升高。

钻井液完井液新技术新评价方法

介绍了近期在配制完井液时使用的两项新技术:对钻井液完井液滤饼进行溶蚀实验研究,清除内外滤饼技术研究;国外工作者在研究中得到的一些结论以及酶处理的完井液。同时介绍了两种新评价程序:地层损害评价实验程序(使用动滤失仪CDFC);预制筛网损坏评价程序(使用预制筛网堵塞实验仪器MCDFC)。

钻井液滤饼厚度测量新方法初探

钻井液滤饼厚度是一种十分重要的钻井液性能指标,但目前采用的钻井液滤饼厚度测量方法都是接触式的测量方法,测量时测量头会与滤饼接触,使滤饼变形影响测量精度。因此只有使用非接触法才能准确测量滤饼的厚度。介绍了其它行业成熟的几种非接触式测量技术,对这些方法能否用来测量滤饼的厚度进行了可行性研究,提出了用光、电、机相结合实现非接触测量滤饼厚度的可行性。

压滤泥饼调制泥浆及其在砂层渣土改良中的应用研究

为解决泥水平衡盾构施工中压滤泥饼废弃产生的环保问题,提出一种利用压滤泥饼调制泥浆改良砂层渣土的新方法。从泥浆的密度控制、稳定性控制和粘度控制三个方面,开展压滤泥饼调制泥浆试验,从流动性与渗透性角度,确定改良砂层渣土的适宜泥浆掺量。结果表明:压滤泥饼调制的泥浆密度宜在1. 29~1. 34 g/cm^3之间,掺入泥浆质量3%~5%的钠基膨润土,泥浆具有较高的稳定性和粘度。掺入渣土质量6%~10%的调制泥浆,便能达到与使用纯膨润土改良渣土相近的效果,泥浆用量大为减少。所以利用压滤泥饼调制泥浆并运用于砂层渣土改良是可行的,是一个节能环保的新思路。

赤泥滤饼干法堆存工艺探讨

赤泥滤饼干法堆存工艺由于其产生的滤饼含水率小于液限,显著改善赤泥的物理性状,有利于赤泥堆坝,降低堆场建设成本,提高土地使用效率,目前是赤泥堆场普遍采用的主流工艺。该工艺主要包括:赤泥压滤、赤泥滤饼运输、赤泥滤饼干法堆存等几个方面。通过对技术内容分析,提出实际工程中的重要技术环节,为赤泥滤饼干法堆场设计和建设管理提供参考。

卵石土及泥岩侵入地层中泥浆配比试验研究

泥浆支护是泥水盾构实现安全掘进的关键,泥浆压力是否能快速有效地传递到开挖面将影响地层的稳定性控制,而泥浆的配比将直接影响泥浆压力的转化。为保证泥浆在卵石土及泥岩侵入地层中的支护效率,以成蒲铁路紫瑞隧道工程为依托,开展了一系列泥浆渗透成膜试验以确定泥浆的合理配比。研究结果表明:泥浆的配比对盾构掘进的效率有明显影响,密度和黏度偏小的泥浆会导致泥浆滤失量过大,泥浆压力不能及时形成;而密度和黏度偏大的泥浆会导致刀盘泥饼的产生,降低盾构掘进效率。通过泥浆渗透试验与现场实测,在有效成膜和防结泥饼之间确定了最佳的泥浆配比。该泥浆配比的确定及调整方案在现场取得了良好的效果,为泥水盾构在类似地层中施工提供参考。

衡盾泥泥膜护壁工艺在海底塌陷地层带压开仓中的应用

欧系泥水双仓式盾构机在基岩凸起、海底塌方的上软下硬地层中实施衡盾泥泥膜护壁辅助带压开仓工艺,克服了海水环境下改性黏土类材料性能不稳定问题;通过室内试验,研究衡盾泥成膜及闭气机理,量化压力分级及稳压时间等指标,确保衡盾泥辅助带压开仓闭气效果;现场施工解决了衡盾泥在泥水双仓盾构机中浆气置换困难问题。该工艺对类似工程的施工具有重要的指导作用和借鉴意义。

真空转鼓过滤机的改造设计及其应用

分析转鼓过滤机存在的问题,进行有针对性的改造设计,提高了赤泥浆的过滤效率,降低了滤饼的含碱量。

拜耳法氧化铝生产中水合铝酸钙的应用研究

拜耳法生产氧化铝过程中,粗液添加石灰乳并经叶滤机过滤产生的滤饼(主要成分为水合铝酸钙),通过对其有价成分进行回收应用研究,以期降低石灰消耗,提高氧化铝回收率。试验结果表明,在溶出温度为265℃,溶出时间为50 min条件下,水合铝酸钙中的氧化钙和氧化铝能够得到回收利用。通过分别采用石灰、叶滤机滤饼作为配矿石灰对比,研究结果表明,在实际溶出工艺条件下,溶出赤泥A/S均小于1.2,相对溶出率均大于94%,能够满足生产需要,说明叶滤机滤饼中氧化钙可以代替石灰作为铝土矿溶出反应过程的催化剂使用。同时,根据溶出液中氧化铝浓度结果显示,随着叶滤机滤饼添加量的增加,溶出液氧化铝浓度逐渐升高,说明可以对叶滤机滤饼中的氧化铝进行回收。通过对叶滤机滤饼中氧化钙和氧化铝进行回收利用,不仅可以降低石灰消耗,节约成本,还可以提高氧化铝的回收率,应用价值非常可观。

高压隔膜压滤机在方大特钢的应用

主要介绍了方大特钢科技股份有限公司(简称方大特钢,下同)烟气除尘湿法处理工艺,解析了从污泥浆到污泥、泥饼的应用过程,进一步探究离心脱水(过滤)机、带式压滤机、厢式或板框式压滤机、叠螺式压滤机4种压滤机的工作原理,并对4种压滤机由厢式、板框式发展到第四代高压隔膜压滤机的压滤效果进行比较,最终选用型号为XMAZGFQN350/1600-U的高压隔膜压滤机。采取二用一备方式,通过控制储泥罐罐位高度、压榨压力和时间,使泥饼含水率低于20%,成功完成从污泥到泥饼的转变,实现了泥饼的清洁运输,并满足了客户需求,也为烧结工序自用提供了技术条件。

泥饼对电磁波传播测井的影响

本文导出了电磁波传播测井(EPT)中裂缝天线电磁场的计算公式,并就大庆典型的地层、泥浆状况考察了泥饼对EPT的影响。考察结果表明,在大庆地区,采用EMD—L阵列天线较好。还指出,泥饼厚度h_(mc)≤0.6cm时,其影响可以忽略,为此,在设计EPT仪器时,应着意加入刮泥器。

唐钢120t转炉污泥处理工艺

主要阐述了唐钢一炼钢厂易地大修工程转炉污泥的处理工艺以及污泥脱水机的形式。根据污泥特性，综合国内各种污泥脱水机的性能，着重阐述了带式压滤机的性能和工作原理。结合唐钢实际，分析和描述了系统采用斜板沉淀池和带式压滤机的合理性。

Drilling Operation and Formation Damage

Transport of particle suspensions in oil reservoirs is an essential phenomenon in many oil industry processes. Solid and liquid particles dispersed in the drilling fluid (mud) are trapped by the rock (porous medium) and permeability decline takes place during drilling fluid invasion into reservoir resulting in formation damage. The formation damage due to mud filtration is explained by erosion of external filter cake. Nevertheless, the stabilization is observed in core floods, which demonstrates internal erosion. A new mathematical model for detachment of particles is based on mechanical equilibrium of a particle positioned on the internal cake or matrix surface in the pore space. In the current work the analytical solution obtained to mud filtration with one particle capture mechanism with damage stabilization. The particle torque equilibrium is determined by the dimensionless ratio between the drag and normal forces acting on the particle. The maximum retention function of the dimensionless ratio closes system of governing equations for colloid transport through porous medium.