一种大比重充填固井用水泥砂浆的研制与应用.pdf

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1、安徽建筑2015年第4期(总204期JDOI：10．16330／j．cnki．1007-7359．2015．03．080种大比重充填固井用水泥剑座TheDevelopmentandApplicationofCementMortarwithaLargeProportionUsedbyFillingandStrengtheningWells魏红兵，付新鹏，亓燕秋(中煤特殊凿井有限责任公司，安徽合肥230001)摘要：对大比重充填用水泥砂浆进行配比及试验，得出了合理配比；拌比重、塌落度、扩展度、结实率等，试验数据见表l。对大比重充填用水

2、泥砂浆物理力学性能进行了试验；在泵送试验成功通过表1的对比，选择SR类型水泥砂浆作为砂选择试验的基础上，在信湖矿风井钻井工程中应用，取得了较好的效果，对今后的水泥浆，进行流变性及泌水性试验，将1和2#不同颗粒形态同类工程有重要的参考价值。的砂加入水泥浆后比重、流动时间、30min泌水情况及率数据关键词：大比重材料；水泥砂浆；钻井工程；中粗砂；充填固井见表2。中图分类号：TU57+8．1文献标识码：A流变性及泌水性表2文章编号：1007—7359(2015)04—0177—021概述我国钻井法凿井综合技术已达到国际领先水平【1]。壁

3、后充从表2中可以看出：3个特征分量较好的砂是对水泥砂浆填固井是钻井法凿井的最后一道工序，即将井壁与岩帮之间的的比重、结实率及泌水时间等有较大的影响。环形空间，充人胶结材料或非胶结材料，使整个钻井井筒牢牢2．3水泥砂浆力学性能试验固定，既不在充填时上浮，也不会在下部开拓时下坠，而且还要建1和2形态的砂加入水泥浆后3d抗折强度和3d抗压强筑在可能范围内减少竖向摩擦力。我国钻井法常用的壁后充填工度数据见表3。材艺一般有两种：一是全井采用水泥浆充填，该工艺简单可靠，但料水泥砂浆的力学性能表3水泥用量大，成本高；二是采用水泥浆与碎石间隔分段

4、充填，分段充填节省了水泥用量，但碎石填充段充填质量较差。为提高壁后充填层的强度和密实度，降低井壁产生破坏的危险性，加大井筒长期使用的安全性，试验研制出一种加入特从表3中可以看出：2#形态砂颗粒级配较好，其配制的水殊添加剂的水泥砂浆代替原有的壁后充填材料，弥补原材料充泥砂浆的3d抗折强度和3d抗压强度较1形态砂的高。填饱和度的不足闭。■从表1~3中可以看出：SR型掺和级配较好的中粗砂的水泥砂浆的强度、塌落度、扩展度及结实率符合要求，且其比重2水泥砂浆试验(2．10～23)g／cm大于水泥浆比重(1．65g／cm1．75roem)，充

5、填材料的比重越大，置换泥浆时的扩散角就越大，充填质量越好。2．1水泥砂浆试验备料2．4水泥砂浆泵送试验作为壁后充填材料的水泥砂浆的主要原材料为：水泥(P．O经过反复的试验最终确定水泥砂浆建议配合比为：水泥：42．5)、粉煤灰、黄砂及泵送剂。砂过细，混凝土用水量将会加粉煤灰：砂：水=1：0．2：1．5：O．35，泵送剂掺量为胶凝材料大，强度降低，容易起砂、开裂；砂过粗，混凝土容易泌水，粘聚性差。试验中要选择砂的骨重料形态及3个特征分量，即角状总量的1．2％。试验材料为：P．042．5水泥，中砂，粉煤灰，泵送剂。泵送试验设备为：1套H

6、ZS40搅拌站，1台HBT60G混凝土(angularity)、表面粗糙度(sui~acetexture)、整体形态(shape)较输送泵，4根125mm、L=3m的输送泵专用管，锥形管好的。有角状的砂能够与水泥浆有较好的咬合力，颗粒的移动(中175_中150mm、150西125ram)各1根，108X6mm外需要克服相互之间的阻力；有一定表面粗糙的砂能够的与水泥注浆管累长55m。试验过程如下。浆结合起来；整体形状是椭圆形的砂能有较好的和易性。故，3①HBT60G输送泵的输出口与锥形管连接，锥形管与种特征分量均较好的中粗砂是水泥砂

7、浆配制中的首选。西12mm管连接，108mm管通过法兰盘变径的方式与2．2水泥砂浆物理性能试验试验时配制了4种类别的水泥砂浆(KB、SR、SB及ZB)分中12mm管连接，中108管之间用法兰盘连接。管路总长约70m。别进行了试验，测出4种类别的水泥砂浆的初凝、终凝时间、新②先泵送清水，检查管路的密封和畅通并湿润管路。按配作者简介：魏红兵(1975一)，男，安徽合肥人，毕业于淮南工业学院，高级合比报告进行配料搅拌，经过60s搅拌的砂浆；用塌落度筒测工程师，主要从事煤矿特殊法凿井技术及施工管理工作。量砂浆塌落度，3次测量结果：270m

8、m、270mm、285mm，取均值2015年第4期(总204期)安徽建筑虽四种试验类别的水泥砂浆数据分析表表1后砂浆的塌落度值为275mm。信湖煤矿风井各段高壁后充填大比重水泥砂浆的量表4③启动HBT60G输送泵，开始缓缓泵送砂浆，3min后在10