水平定向穿越

原理和方法

水平定向穿越固控原理和常用方法

水平定向穿越所謂泥漿固相控制（通常簡稱固控）工藝就是對泥漿中的固體顆粒進行控制的原理和技術方法。通過固控技術以清除泥漿中的有害固體，保留有用固相，滿足穿越工藝對泥漿性能的要求。水平定向穿越泥漿中的有害固相主要是指對設備磨損、影響泥漿流變性能的鑽屑。

1，水平定向穿越固液分離的基本原理

水平定向穿越固相分離遵循斯托克司定理，該定律闡明了球形小顆粒在液體中自由沉降的數學關係。

V=g(ρS-ρ)d2/18η

式中V——顆粒沉降速度，cm/s； d——顆粒直徑，g/cm3

g——重力加速度，981cm/s2； η——液體粘度，cP

ρS——顆粒密度，g/cm3； ρ——液體密度,g/cm3

上式即為Stokes定律，這一定律是分析沉澱池、水力旋流器和離心機等凡利用重力場進行分離的基本公式。

2，國內水平定向穿越泥漿固控的常用方法

水平定向穿越在國內乃至世界發展的時間不長，在鑽孔和泥漿方面沒有自己的完善體系，目前在很大程度上是將油田的工藝體系改進後吸收套用。在國內水平定向穿越泥漿的固相分離方法與油田有些類似，主要有稀釋、沉澱和機械清除三種方法。

A、稀釋：將穿越返出的泥漿回收到泥漿罐中，然後加入水、鈉土和添加劑調配到穿越所需的泥漿性能，達到降低泥漿固含的目的。優點：方法簡單，成本低；缺點：固相清除不徹底。

B、沉澱：在穿越出、入土點各挖一個泥漿池或更多，將返漿導入池內，經過一定時間的自然沉降後，抽取上層液相進入泥漿循環，拋去底層的固相。優點：操作簡單，成本低，能耗少；缺點：場地占用大，沉降分離速度慢，並且底層的固相難以清除。

C、機械清除：就是採用固相控制系統分離固相的方法。所謂固控系統，是指振動篩、除砂器、除泥器、微型除泥器以及除砂清潔器、除泥清潔器、離心機和循環大罐等，即根據固相控制的要求，組成的一套系統。在大多數情況下以機械清除最有效、最經濟。

採用固相控制體系進行水平定向穿越泥漿回收是主要的、常用的方法。但在大型穿越施工中，經常在不知不覺也用到了前面的2種方法。

目前國內使用的水平定向穿越泥漿固控回收系統由國產和進口各占半壁江山，進口的主要是小型的，隨鑽機進口時配套的；國產的主要是大型的，是根據用戶需要配製的。無論是國產的還是進口的，系統的選擇主要根據以下原則：

①、需要清除或抑制的顆粒類型和尺寸；

②、穿越需要維護的泥漿的質量；

③、鑽機能力的大小、固相清除速率及循環速率。