惰性材料堵漏

1、.高聚物和惰性材料堵漏初探1化學(xué)灌漿防水堵漏新技術(shù)及施工機(jī)具與材料選用簡介3化學(xué)漿液(水玻璃)與惰性材料護(hù)壁堵漏  7高聚物和惰性材料堵漏初探19831984年,我們在川北某礦區(qū)進(jìn)行勘探工作,最初是采用一般的泥槳和魔芋膠堵翻,未能解決鉆孔湯坍問厄,使鉆探施工受到形響,后來改用P HP低固相漿掖和情性材料堵翻,效果很好,臺月效率比原來提高1 .3倍,井故率下降四分之三。 地質(zhì)對鉆探的影響 該區(qū)出耳元古代火山巖系,由于多次受地質(zhì)運(yùn)動形晌,構(gòu)造復(fù)雜,摺皺強(qiáng)烈,巖層片理、節(jié)理、裂隙發(fā)育。主要巖石有白云質(zhì)灰?guī)r、炭質(zhì)灰?guī)r、硅質(zhì)巖和千枚巖,還有泥質(zhì)與炭質(zhì)巖、英安碎屑熔巖、凝灰?guī)r、石英角斑

2、巖、斜長花崗巖等。這種地層水敏性強(qiáng),硬、脆、碎,軟硬不均,傾角70一80。,給鉆進(jìn)帶來了諸多困難。1 983年施工的5個孔,設(shè)計(jì)孔深均在500米以上,由于鉆孔漏失、坍垮、掉塊、燒鉆等原因,迫使其中3個孔中途停鉆。例如2 K1061孔,因井內(nèi)坍垮等事故,開鉆3個月,進(jìn)尺僅225.15米,不得不提前終孔。 通過總結(jié)分析,我們認(rèn)為,在上述地層中鉆進(jìn),孔壁自由裸璐面上會形成密布的滲漏網(wǎng)狀裂隙與空晾。這種結(jié)構(gòu)的孔壁,遇到非優(yōu)質(zhì)洗井液的沖刷,將會隨液體向井壁滲漫、漏失,造成孔壁巖石不穩(wěn)定.尤其會因頗繁升降鉆具而產(chǎn)生激動壓力的沖擊,加劇壓差誦失,加速井壁的破壞?？梢?由此而形成的不完整孔壁,只是井壁坍、垮、

3、掉的前提條件,而水的沖刷和液體向井璧裂縫中的漏滲、浸泡,特別是向井壁深處的翻失與授泡,則是井壁破壞的決定因素。基于上述認(rèn)識,我們決定用優(yōu)質(zhì)漿液洗井,情性材料堵漏。 堵漏措施 一、用P HP低固相泥槳處理滲透性洲失 1.配方與配制方法:向帶有攪拌機(jī)的0.53米,木桶中,倒入清水約0 .5米,在攪拌過程中放入20公斤膨潤土(四川三臺縣產(chǎn).粒度為400目),拌勻后加入1一1.5公斤NaZCO,繼續(xù)攪拌30分鐘后,加入P HP(分子t25o一350萬,水解度25一30“石,濃度1%)漿液10公斤,松香酸鈉2公斤(含量309。的水劑)。如果沒有N卜C MC,可加入水泥1 .5一2.5公斤,繼續(xù)攪拌30分

4、鐘后,放到泥漿池中待用。 2.性能:原漿誦斗枯度19一21秒,池漿21一23秒:失水,9214奄升/30分鐘;比重1 .035一1.04.泥皮厚0 .3一0.5毫米;pH值9一xo;膠體率98%;含砂量少于4%。 3.效果:1984年,采用這種漿液洗井,所施工的9個鉆孔,各項(xiàng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均獲明顯改善,效果較好。 二、用情性材料處理中等和較大潤失 1.強(qiáng)壓封閉法:現(xiàn)以槽子溝礦區(qū)1062孔的堵漏過程為例,介紹強(qiáng)壓封閉法的配方及操作。 第一次漏失發(fā)生在孔深1 27.59米處,孔內(nèi)突然不返泥漿。經(jīng)側(cè)定分析,是套管下部82米深處漏失:7 7 .50米深處孔段由于破碎,在上下鉆的壓力激動的作用下發(fā)生坍漏。

5、針對這種情況,采用每桶(偉升容最)P HP池漿7.5一8.5公斤,膠狀非水解P AM(分子量300一350萬,水解度28%)1一1 .5公斤,膨潤土粉l一2公斤,甘蔗渣0.5一l公斤,核桃殼(1/3中粒,2/3細(xì)物1一1.5公斤,普通水泥(四川峨啟產(chǎn)。425號)1一2公斤,棉子殼粉0.5l公斤,混合配比的堵漏材料7桶,攪拌成粘糊膠狀,用漏斗從井口管慢速倒入井內(nèi),士J子井口最后一級套管異徑接頭,合上立軸,接好機(jī)上鉆桿。把事先準(zhǔn)備好的濃P HP泥漿強(qiáng)壓泵送孔內(nèi)。泥漿配方為:水().5米,膨潤上粉60公斤,1%的P HP液劑8公斤,水泥23.5公斤,堿(Na:CO,、1.5一2.5公斤,松香酸鈉23

6、公斤(本應(yīng)放纖維素,因現(xiàn)場無備料而未放)。泥漿的性能為:漏斗粘度50秒,pH值11。將上述漿液強(qiáng)壓泵入井內(nèi),把已注入井內(nèi)的惰性材料壓注到鉆孔的漏失裂隙中。被壓注在漏失裂隙中的堵漏材料,除防止漏失外,還能在裂隙中對來自液柱的激動壓力起緩沖作用,從而增強(qiáng)了井壁的穩(wěn)定性。所以,在堵漏后能順利掃孔到底,20分鐘后洗井液返出井口,整個過程僅用兩小時(shí)。 第二次漏失發(fā)生在173.12米深處,井內(nèi)只返回1/3的送漿。據(jù)分析,是井深74米處的套管頭漏失和1 73.12米處的裂隙帶漏失造成的。為此,采取以下堵漏配方:每桶(容量15升)用P HP低固相泥漿(池漿)7.5一8.5公斤,膨潤土1一1.5公斤,膠狀非水解

7、P AMI1.5公斤,皮革粉0.5一1公斤,核桃殼(細(xì)粒)l一1 .5公斤,石棉纖維粉或云母粉1一1 .5公斤,棉子殼0.5l公斤,甘蔗渣0.5一1公斤,共配6桶,用上述同樣方法泵注井內(nèi),使鉆孔漏失立即停止,順利地鉆到4 42.77米終孔。 2.巖心管容裝送料堵漏法:該法的操作過程可分為以下幾個步驟:將普通鉆具的巖心管烤干的下頭(鉆頭部位),用膨潤土與P HP泥漿混合的半干封泥糊住;把上述配比的各種堵漏材料,從管子_上頭(卸開異徑接頭)裝入巖心管,上端也用封泥封住,并上好鉆具;將已裝好的巖心管按通常程序下降到漏失部位,開泵用P HP低固相泥漿壓出堵漏材料,使之充填裂縫。當(dāng)泵壓表升高后又開始下降

8、時(shí),即可判定惰性材料已被壓出,這時(shí),慢慢回轉(zhuǎn)幾圈鉆具.待井口返漿時(shí),即可正常鉆進(jìn)。 用這種方法也可灌送其他堵漏材料,而且比較省事。也可從鉆頭口部裝料,即先裝封泥,再裝惰性材料,最后用封泥堵住下口。在操作過程中,應(yīng)根據(jù)泵的壓注能力,控制裝料量。 3.套管隔離配合PHP槳液頂漏鉆進(jìn):實(shí)踐證明,由于復(fù)雜層的偏失坍塌變化多樣,所以,應(yīng)靈活選擇護(hù)壁堵漏方法。如1060孔,從開孔到終孔一直漏垮,并深28一36米漏失尤其嚴(yán)重,下三層套管隔離也未全面奏效,孔內(nèi)只能返回少量漿液。后用35一38秒的P HP液洗井,快速頂漏鉆進(jìn),直達(dá)305.43米終孔。 4.投含惰性材料的泥球充填堵漏:如沖洗液基本偏光,并內(nèi)無水位

9、,則可斷定屬于孔底較大漏失。此時(shí)應(yīng)立即向孔內(nèi)投放含惰性材料的泥球,使其在孔內(nèi)的堆積高度超過裂縫高度,然后用巖心管腦物嫩壓搗實(shí)。在擠壓過程中,要用管鉗慢轉(zhuǎn)鉆具,使之加固。如鉆進(jìn)中仍然無水位?？芍貜?fù)上述工序。選用的堵漏材料,要有膠粘性和膨脹性。對于孔底上部的漏失段,可采用架橋堵翻法。 幾點(diǎn)認(rèn)識 1 .P HP低固相泥漿有絮凝作用,可把巖粉排出孔外,同時(shí)也能攜帶凝積的巖粉進(jìn)入漏失的裂隙,從而起到堵漏作用。其中的C 0 N HZ(酞胺基)能吸附于固相物的表面,形成潤滑減阻膜,減少鉆具運(yùn)動阻力,提高轉(zhuǎn)速和減少振動。當(dāng)其滲漏到井壁裂蜘寸,它能對松散的順垃產(chǎn)生膠結(jié)、吸附作用,形成一層保護(hù)膜,從而減少井壁由于

10、裸礴而引起的翻失、坍塌、掉塊、縮徑等事故。 2.所配用的惰性堵漏材料,由于有輕重之分,如石棉纖維粉、云母粉、核桃皮較重,會沉入底段,另一些較輕的材料則在偏上井段。當(dāng)現(xiàn)場測漏位悅不夠準(zhǔn)確時(shí),能提高堵翻的成功率。 3.石棉纖維粉具有較好的遇水膨脹性,膨脹倍數(shù)可達(dá)到20倍左右。同時(shí),它還有特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),纖維能交聯(lián)貼附在井壁和鉆桿上,形成一層套膜,有利于形成保護(hù)井壁的泥皮。它的細(xì)微光滑性使其易于流滲到孔壁裂縫中,在隙中裂解膨脹.堵塞漏失通道。貼附于鉆具上的光滑纖維膜,對鉆具起到減阻作用。 核挑殼碎粒有較高的抗壓強(qiáng)度.并能及時(shí)沉到井底,隨同漿液進(jìn)入井壁裂隙,起到堵漏作用。 皮革粉、甘蔗渣、棉子殼等均有

11、較好的遇水膨脹性,由于其重量較輕.可以漂浮在液面上,有利于堵住上部的漏失部位,并提高泥漿懸浮巖粉的能力。 4.采用巖心管容裝惰性材料壓入孔內(nèi)的方法,可使干粉材料塞入漏失通道,由于P HP及其他易脹材料遇水膨脹,可明顯提高堵漏效果。隨著時(shí)間的延遲,高聚合物逐漸溶脹,可長時(shí)間保持封堵效果。 5.在此類坍漏地層中鉆進(jìn).如發(fā)現(xiàn)進(jìn)尺突然加快,一般就預(yù)兆著漏失和坍垮的出現(xiàn),很可能立即或一、二個小班后發(fā)生坍漏。 6.鉆進(jìn)中要隨時(shí)注意井內(nèi)泥漿的上返情況.如返漿量減少,要適量加入纖維素或石棉纖維粉等來提高漿液粘度,使之控制在25一50秒左右.并降低失水最,控制孔內(nèi)的微漏。如漿液過濃,孔內(nèi)翻失又不嚴(yán)重,可加0 .

12、5一3%的鐵鉻鹽稀釋,使之復(fù)恢正常。 7.在金剛石鉆孔中,由于孔壁環(huán)狀間隙小,應(yīng)盡量控制上下鉆速度,必要時(shí)應(yīng)進(jìn)行回灌。鉆進(jìn)時(shí),應(yīng)適當(dāng)控制鉆具轉(zhuǎn)速,應(yīng)選擇大水口鉆頭與環(huán)狀間隙較大的級配孔徑。 8.應(yīng)以防為主、防堵結(jié)合的方法治理坍漏。 9·文中所述的惰性材料,具有貨源廣.價(jià)格低廉,對人體無害,易于長期存放的優(yōu)點(diǎn),有實(shí)用價(jià)值。高聚物和惰性材料堵漏初探薛景昆$西南冶金地質(zhì)勘探公司<正> 19831984年,我們在川北某礦區(qū)進(jìn)行勘探工作,最初是采用一般的泥漿和魔芋膠堵漏,未能解決鉆孔漏坍問題,使鉆探施工受到影響,后來改用PHP低固相漿液和惰性材料堵漏,效果很好,臺月效率比原來提高1

13、.3倍,井故率下降四分之三。地質(zhì)對鉆探的影響該區(qū)出露元古代火山巖系,由于多次受地質(zhì)運(yùn)動影響,構(gòu)造復(fù)雜,褶皺強(qiáng)烈,巖層片理、節(jié)理、裂隙化學(xué)灌漿防水堵漏新技術(shù)及施工機(jī)具與材料選用簡介一、化學(xué)灌漿技術(shù)簡介混凝土建筑物裂縫是導(dǎo)致砼建筑物損壞的主要原因，裂縫滲漏水又是最令人頭痛的問題，因?yàn)轫艃?nèi)部的裂縫是完全無規(guī)則的。一般傳統(tǒng)堵漏的方法，是將裂縫或漏水處鑿開，進(jìn)行表面堵漏，但結(jié)果往往是堵住這里，那里又開始滲漏。因?yàn)樗梢栽陧艃?nèi)部裂縫中無規(guī)則運(yùn)動，從相對薄弱部位滲出?；瘜W(xué)灌漿一般是指將由化學(xué)材料配制的漿液，通過鉆孔埋設(shè)灌漿嘴，使用壓力將其注入結(jié)構(gòu)裂縫中，使其擴(kuò)散、凝固，達(dá)到防水、堵漏、補(bǔ)強(qiáng)、加固的目的。常用

14、于修補(bǔ)較深的砼結(jié)構(gòu)裂縫。根據(jù)灌漿的壓力和速度，可分為高壓快速灌漿法和低壓慢速灌漿法。高壓化學(xué)灌漿堵漏技術(shù)就是利用灌漿機(jī)產(chǎn)生的持續(xù)高壓，將化學(xué)料液灌注到砼內(nèi)部的縫隙中，并將縫中的水完全擠走，將縫隙完全填充滿，達(dá)到止水的目的。二、化學(xué)灌漿防水堵漏施工的優(yōu)點(diǎn)1. 壓力高（一般可達(dá)20Mpa以上）且穩(wěn)定可靠，可讓化學(xué)漿液完全進(jìn)入砼結(jié)構(gòu)深層微小裂縫內(nèi)部，止水效果好。2. 灌漿液技術(shù)成熟，品種齊全，基本上都已實(shí)現(xiàn)了單組份成品化生產(chǎn)，不需現(xiàn)場調(diào)配，質(zhì)量穩(wěn)定，開桶即可使用。漿液耐化學(xué)腐蝕，固化后無毒、環(huán)保、可永久防水。3. 施工工藝簡單，易行。施工速度快，止水效果立竿見影，一勞永逸。工人勞動強(qiáng)度小，施工效率是

15、傳統(tǒng)施工方法的510倍，傳統(tǒng)作法無法比擬。4. 施工不受季節(jié)、天氣限制，可用于各種工程，包括檢修、搶修工程，飲用水工程。施工綜合費(fèi)用低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。三、施工工藝高壓化學(xué)灌漿堵漏施工應(yīng)由受過專業(yè)培訓(xùn)的人員且有專業(yè)施工設(shè)備的施工隊(duì)伍進(jìn)行施工。1 清理：詳細(xì)檢查、分析滲漏情況，確定灌漿孔位置及間距。清理干凈需要施工的區(qū)域，鑿除砼表面析出物，確保表面干凈、潤濕。2 鉆孔：使用電錘等鉆孔工具沿裂縫兩側(cè)進(jìn)行鉆孔，鉆頭直徑與注漿嘴（止水針頭）直徑一致,鉆孔角度宜45°，鉆孔深度結(jié)構(gòu)厚度的2/3，鉆孔必須穿過裂縫。但不得將結(jié)構(gòu)打穿（壁后灌漿除外）鉆孔與裂縫間距1/2結(jié)構(gòu)厚度。鉆孔間距20cm30c

16、m.3 埋嘴：在鉆好的孔內(nèi)安裝灌漿嘴（又稱之為止水針頭），并用專用內(nèi)六角扳手?jǐn)Q緊，使灌漿嘴周圍與鉆孔之間無空隙，不漏水。4 洗縫：用高壓清洗機(jī)以6Mpa的壓力向灌漿嘴內(nèi)注入潔凈水，觀察出水點(diǎn)情況，并將縫內(nèi)粉塵清洗干凈。5 封縫：將洗縫時(shí)出現(xiàn)滲水的裂縫表面用水泥基防水材料（抗?jié)B1號 堵漏型）進(jìn)行封閉處理，目的是在灌化學(xué)漿時(shí)不跑漿。6 灌漿：使用高壓灌漿機(jī)向灌漿孔內(nèi)灌注化學(xué)灌漿料。立面灌漿順序?yàn)橛上孪蛏?；平面可從一端開始，單孔逐一連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)相鄰孔開始出漿后，保持壓力35分鐘，即可停止本孔灌漿，改注相鄰灌漿孔。7 拆嘴：灌漿完畢，確認(rèn)不漏即可去掉或敲掉外露的灌漿嘴。清理干凈已固化的溢漏出的灌漿液。

17、8 封口：用水泥基防水材料（抗?jié)B1號 防水型）進(jìn)行灌漿口的修補(bǔ)、封口處理。9 防水：用聚氨酯防水材料將化灌部分涂三遍（底涂、中涂、面涂）寬度1020cm，兩端各長出2030cm。漏水縫處理于縫最底層處左或右鉆孔至止水帶后循序交叉由低至高處鉆每隔鉆至最高處注入針頭針頭注入完后以電動灌注機(jī)由下至上注入材料將由高處針頭流出完成止水工作止水完后除去針頭觀察是否尚在漏水一切沒有問題后再以清水劑將表面清潔干凈結(jié)構(gòu)體龜裂漏水處理于縫最底層左或右鉆孔至以上循序交叉由低至高處鉆孔鉆自高處孔及孔距離再注入針頭針頭注入完后在以電動灌注機(jī)由下至上注入材料將由高處針頭流出完成止水工作止水完后除去針頭觀察是否尚在漏水無問

18、題后再以清水劑將表面清潔干凈蜂巢漏水處理蜂巢范圍內(nèi)哥每隔鉆一個孔深度以上厚度決定漏水孔將其設(shè)置止水針頭注入管固定以電動灌注機(jī)注入材料注入順序從設(shè)置低處注入管開始注入藥物填飽硬化后從表面流出時(shí)再順序由高處進(jìn)行注入止水劑會將細(xì)縫填飽漏水部份即完成止水止水完成藥液硬化后除去針頭再觀察是否尚有在水漏出一切沒問題后以清潔劑將表面清潔干凈即可四、灌漿機(jī)的選用微型電動高壓注漿機(jī)1. 微型電動高壓注漿機(jī)：適用于小型工程或操作不方便的場合。該機(jī)使用220v單相電，整機(jī)重量只有5公斤，灌漿壓力可達(dá)2040Mpa。缺點(diǎn)是不能長時(shí)間連續(xù)工作，機(jī)器較嬌貴，不經(jīng)摔，碰撞不得。灌漿時(shí)需開關(guān)閥門不太方便，且灌漿壓力不易控制。

19、2. 便攜式手動灌漿機(jī)：該機(jī)不用電源，整機(jī)重量2kg，適合于無電源場合，因其灌漿壓力只有0.30.5Mpa，因此僅可用于漏水場合，對于高壓慢滲無能為力。該機(jī)構(gòu)造簡單，使用方便，無需專業(yè)維修，價(jià)格低廉。五、灌漿嘴（止水針頭）的選用工業(yè)化生產(chǎn)的灌漿嘴目前共有四種類型：銅嘴、鋁嘴、鋼嘴、塑料嘴，前三種為環(huán)壓式。分為前止水型，即灌漿嘴進(jìn)料口的逆止閥門設(shè)在進(jìn)口處；后止水型，即進(jìn)料口的逆止閥門設(shè)在出口處，可視具體情況進(jìn)行選擇。前止水型埋設(shè)好嘴后，可將前端擰下來進(jìn)行泄壓排水，待灌漿時(shí)再擰上去；后止水型埋好嘴，就不能排水泄壓了，但施工完畢即可拆除灌漿嘴進(jìn)行下道工序的施工。常用灌漿嘴的橡膠密封部分直徑為1014

20、mm不等,需配相同直徑的鉆頭。對密實(shí)型結(jié)構(gòu)選用長度為78cm的灌漿嘴即可；對松散型結(jié)構(gòu)，可選用長度為1015cm的灌漿嘴。六、灌漿液的選擇最常用的堵漏灌漿液是聚氨酯堵漏劑。分為油溶性和水溶性兩類，適用的場合不同。水溶性聚氨酯固化后膠結(jié)體為彈性體軟泡，可將水包住，但水份流失后將收縮到原體積，優(yōu)點(diǎn)是彈性好抗變形，適用于長期有水場合。油溶性堵漏劑固化后膠結(jié)體為疏水性硬泡，反應(yīng)后形成的膠結(jié)體不收縮，但彈性小，抗變形能力差，適用于變形小的場合。七、常用輔助機(jī)具設(shè)備材料1. 高壓清洗機(jī)：用于洗縫。工作壓力68Mpa，噴槍上需配上牛油頭才可使用。2.電錘、沖擊鉆頭：用于鉆孔，常選用直徑1014mm，長度35

21、40cm的沖擊鉆頭。3.防水電纜：3×2.5，帶電源插座的線盤。4.丙酮：用于清洗灌漿機(jī)等，也可作為灌漿料的稀釋劑。5.水泥基防水材料（防水型、堵漏型）：用于封縫、封口。八、注意事項(xiàng)1.施工時(shí)操作人員必須佩戴防護(hù)眼鏡、橡膠手套等勞動安全防護(hù)用品。2.施工現(xiàn)場嚴(yán)禁煙火。丙酮、灌漿料均為易燃危險(xiǎn)品，施工現(xiàn)場要遠(yuǎn)離火源，通風(fēng)良好。3.鉆孔時(shí)注意電錘傷人，高壓管路保持暢通，防止爆裂。灌漿設(shè)備用完，要及時(shí)清洗干凈。聚胺酯對水氣敏感故需放置于室內(nèi)干燥陰涼處且避免火源工具使用完后請用清潔溶劑清潔干凈請避免眼睛皮膚直接接觸若沾到藥劑請即刻以大量清水沖洗本劑與水混合之比例溫度及水亦會影響反應(yīng)速度快慢化

22、學(xué)灌漿堵漏是砼缺陷修復(fù)的一種有效的施工方法。在水利水電、隧洞、市政、工業(yè)與民用建筑等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。隨著新設(shè)備、新機(jī)具、新材料的大量使用，不但提高了施工質(zhì)量，也大大提高了工作效率，縮短了工期，降低了施工成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。附：上海紅信保溫防水材料有限公司是一家集科研、生產(chǎn)、銷售、施工于一體的科技型建筑材料企業(yè)，成立于1997年。主要生產(chǎn)和銷售“HX”牌高壓灌注機(jī)，止水針頭、聚氨酯發(fā)泡止水劑，防水、堵漏材料等系列產(chǎn)品，并帶領(lǐng)專業(yè)工作團(tuán)隊(duì)致力于防水、止漏、補(bǔ)強(qiáng)工程的方案設(shè)計(jì)和施工，在業(yè)界建立良好的口碑及專業(yè)的形象。 “HX”牌系列防水、堵漏材料被廣泛應(yīng)用于上海F1國際賽車場，上海翔殷

23、路隧道、南京地鐵、天津地鐵隧道工程化學(xué)漿液(水玻璃)與惰性材料護(hù)壁堵漏  隨著我國化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，作為地質(zhì)鉆探護(hù)壁堵漏用的化學(xué)漿液，從其類型、品種以及應(yīng)用上都有了新的進(jìn)展。目前就其漿液成分，可分為無機(jī)的、有機(jī)高分子的；就其性能可分為固化的、非固化的。常用的水玻璃就是無機(jī)類的代表；常用的脲醛樹脂、丙烯酰胺是高分子類的代表；常用的水泥則是固化的化學(xué)漿液，而粘土、瀝青等則為非固化的化學(xué)漿液。近年來，從化學(xué)漿液的發(fā)展趨向看，無機(jī)與高分子化合物復(fù)合使用，已成為品種繁多、應(yīng)用廣泛的化學(xué)漿液。         

24、; 非固化化學(xué)漿液作為注漿材料，不足之處在于向孔內(nèi)灌注后，易被水稀釋而流失。對能固化的化學(xué)漿液水泥漿液作為注漿材料，它的材料來源廣、成本較低、固結(jié)性好、強(qiáng)度高，是目前普遍應(yīng)用的一種注漿材料。其缺點(diǎn)是在沒有固化前易被水稀釋，固化時(shí)間慢且難以控制等。我國 20 世紀(jì) 70 年代期間，采用高分子化合物、合成樹脂等化學(xué)漿液，在地質(zhì)鉆探上用于護(hù)壁堵漏，取得了一定的成效。其主要優(yōu)點(diǎn)是：凝結(jié)時(shí)間可調(diào)，可實(shí)現(xiàn)瞬間固化，滲透能力和流動性好，能利用專用的灌注器注入到封堵部位，提高了成功率。應(yīng)當(dāng)指出這類化學(xué)漿液，有一些如氰凝、聚脂等材料來源缺，成本高，且有一定的毒性，故在使用上受到了限制，不便推廣用于地質(zhì)鉆探；對于

25、一些高分子化合物，如聚丙烯酰胺、脲醛樹脂等，用于地質(zhì)鉆探護(hù)壁堵漏上有積極的作用和推廣價(jià)值。           本節(jié)重點(diǎn)介紹在鉆井護(hù)壁堵漏中具有代表性的化學(xué)漿液和惰性材料，包括脲醛樹脂漿液、水玻璃漿液、聚丙烯酰胺漿液、脲醛樹脂水泥球、干性堵漏材料和瀝青材料。此外，還有許多品種的化學(xué)漿液，如鉻木素漿液、木銨漿液、丙凝漿液、丙強(qiáng)漿液以及 301 聚脂漿液等等，也可以用作鉆井護(hù)壁堵漏漿液。它們的詳細(xì)情況可參閱第八章。一、脲醛樹脂漿液          

26、  脲醛樹脂是一種水溶性樹脂，它在酸性條件下能迅速凝固成有一定機(jī)械強(qiáng)度的固結(jié)體，是適合于鉆孔護(hù)壁堵漏的注漿材料。由于脲醛樹脂是由原料易得的尿素和甲醛水溶液合成的一種聚合物，故其性能可調(diào)，可人為地控制固化時(shí)間，成本較低，配制簡單，且是低毒的化學(xué)注漿材料。近十多年來，用它在鉆孔護(hù)壁堵漏方面，開展了生產(chǎn)工藝、性能改性、注漿工具等的研究。目前已生產(chǎn)出適合地質(zhì)鉆探用的粉末脲醛，其灌注工具也得到進(jìn)一步改進(jìn)，可實(shí)現(xiàn)鉆孔“快速堵漏”的效果。            尿素與甲醛的反應(yīng)是一個復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)過程，整個反應(yīng)可分為三個階段，即

27、加成反應(yīng)階段、縮聚反應(yīng)階段和固化階段。開始階段為尿素與甲醛在弱堿性或弱酸性介質(zhì)中發(fā)生加成反應(yīng)，生成脲的羥甲基（ CH 2 OH ）衍生物；同時(shí)進(jìn)行縮合反應(yīng)，從而得到縮聚的初產(chǎn)物（即脲醛樹脂），在實(shí)際使用時(shí)，以酸作催化劑（一般用鹽酸）使樹脂固化生成不溶的體型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的固結(jié)體。             脲醛樹脂的固化過程，可分為初凝（膠化）和終凝（硬化）兩個階段。所謂“初凝”是加催化劑后至失去流動性這段時(shí)間（稱初凝時(shí)間）。所謂“終凝”是加催化劑后至失去彈性所需的時(shí)間（稱終凝時(shí)間）。然而，失

28、去彈性并不立即具有一定強(qiáng)度，所以終凝實(shí)際上是一個緩慢的過程，一般凝固后還需在水中養(yǎng)護(hù) 16 24h 后，才具有較高的機(jī)械強(qiáng)度。             脲醛樹脂的固化過程與酸催化劑的種類和用量有直接有關(guān)。一般強(qiáng)酸、弱酸以及強(qiáng)酸、弱酸中和生成的鹽類均可作催化劑。常用的有鹽酸、硫酸、草酸、氯化銨、三氯化鐵等。試驗(yàn)表明，強(qiáng)酸的濃度增加，凝固時(shí)間縮短；若酸的濃度一定時(shí)，隨加量增加而凝結(jié)時(shí)間縮短。目前常用的是工業(yè)純鹽酸和硫酸，一般使用濃度為 3% 36% ，用量為樹脂液體的 1/10 1/5 ，初凝時(shí)間可在幾秒至數(shù)十分鐘的范

29、圍內(nèi)控制。在使用時(shí)，應(yīng)注意環(huán)境溫度的影響，溫度高，則固化速度快；溫度低，則固化速度慢。在灌注時(shí)，一定要做地表試驗(yàn)，并應(yīng)考慮到孔內(nèi)的溫度。              為了提高脲醛樹脂的強(qiáng)度，增加韌性，在提高其物理力學(xué)性質(zhì)方面，常采取在脲醛生產(chǎn)過程中加苯酚、苯酚聚乙烯醇等進(jìn)行改性，來改變反應(yīng)生成物的化學(xué)結(jié)構(gòu)，增大樹脂的分子量和內(nèi)聚力。目前，在合成脲醛樹脂的同時(shí)，常加入苯酚，使羥甲基苯酚參與羥甲基脲的混合接枝與鑲嵌，使樹脂的機(jī)械強(qiáng)度和粘結(jié)力得到一定的改善。表 7-2 為苯酚改性后樹

30、脂物理機(jī)械強(qiáng)度性能。表 7-2 苯酚改性后的樹脂物理機(jī)械性能苯酚加量（ % ）固 化 劑鹽 酸物 理 機(jī) 械 性 能濃 度（ % ）加 入 量 （ % ）抗壓強(qiáng)度 （ kg/cm2 ）抗沖擊強(qiáng)度 （ kg · cm/cm ）0201287.32.211.82012185.53.517.52012277.03.520.82012243.93.6222012289.83.8823.82012243.83.438.2201271.43.1             使用脲醛

31、樹脂漿液，其灌注方式是采用專用的灌注器。它應(yīng)能滿足脲醛樹脂與一定酸混合后，在很短時(shí)間內(nèi)能凝固。且能準(zhǔn)確地將已充分混合、但尚未凝固的漿液注射到預(yù)定的孔段上。近幾年來，我國為解決小口徑金剛石鉆探中嚴(yán)重漏失層的快速堵漏問題，基于射流泵原理，設(shè)計(jì)了一種新型的、用于脲醛漿液的孔內(nèi)雙液注漿工具 ZJ 型速凝注漿堵漏工具，它與其他注漿堵漏器相比，有以下特點(diǎn)： 雙液在孔內(nèi)定量地連續(xù)均勻混合，可灌注數(shù)秒凝固的漿液； 借用現(xiàn)場鉆桿盛堵漏漿液，大大簡化了工具的結(jié)構(gòu)和操作，并可實(shí)現(xiàn)大劑量注漿； 孔底動作過程的報(bào)信，由地面水泵壓力表讀數(shù)顯示，信號明顯，操作者可據(jù)此靈活調(diào)整操作工藝；注漿后可不提鉆通水掃孔，實(shí)現(xiàn)注漿、透孔

32、、清孔一個回次完成。二、水玻璃漿液            水玻璃是化學(xué)漿液中無機(jī)類的一種注漿材料。由于它的價(jià)格低廉，貨源較廣，適于各種工程的需要以及配制簡便等優(yōu)點(diǎn)，故目前仍然是一種大量使用的行之有效的化學(xué)漿液。我國所用的水玻璃漿液類型，除了有單一使用的外，大多使用的是水玻璃復(fù)合漿液，如水玻璃氧化鈣、水玻璃鋁酸鈉、水玻璃水泥，水玻璃稀磷酸等。             水玻璃是一種能溶于水的

33、硅酸鹽。它是由不同比例的堿金屬和二氧化硅所組成。最常用的是硅酸鈉水玻璃 Na2O · n SiO2 ，還有硅酸鉀 K2O · n SiO2 。              通常把水玻璃組成中的二氧化硅和氧化鈉（或氧化鉀）的克分子摩爾數(shù)之比，稱為模數(shù) M 。               一般水玻璃的模數(shù)從 1 到 4 之間，模數(shù)為 0.5 的水玻璃（相當(dāng)于原硅酸

34、鈉）沒有實(shí)用價(jià)值，而實(shí)用價(jià)值最大的水玻璃其 M 在 2.0 3.5 。模數(shù)是影響水玻璃的重要因素，水玻璃在水中溶解的難易程度隨模數(shù)而定， M 為 1 時(shí)能溶于常溫水中； M 加大，則只能溶于熱水中；當(dāng) M 大于 3 ，要在 4 × 10 5 Pa 以上蒸氣中才能溶解。低模數(shù)的水玻璃晶體組分較多，粘結(jié)能力較差。模數(shù)高時(shí)，膠體組合相對增多，粘結(jié)能力也大。我國目前生產(chǎn)的水玻璃模數(shù)在 1 3.6 之間都有，一般生產(chǎn)的濃度品種有： 35 ° B 、 40 ° B 、 45 ° B 、 56 ° 波美度等。              除液體水玻璃外，還有不同形狀（塊狀、粒狀、粉狀）的固體水玻璃。液體水玻璃呈青灰色或黃綠色，以無色透明為好。