[发明专利]一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液及方法

权利要求书

1.一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于，由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份。

2.一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：由工作液甲和工作液乙组成，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；工作液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量份的1.1-1.15倍、1.01-1.1倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种。

3.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：骨料为硅灰、粉煤灰、石灰石粉和重晶石粉中的一种或多种。

4.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：稀释剂为铁铬木质素磺酸盐、磺化单宁、磺化栲胶和偏磷酸钠中的一种或多种。

5.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：稳定剂为羧甲基淀粉和羟丙基淀粉中的一种或两种。

6.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：保水剂为羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羟乙基纤维素中的一种或多种。

7.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯脂中的一种或多种。

8.根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：pH值调节剂为纯碱和烧碱中的一种或两种。

9.一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a1)通过空心钻杆(1)向冻结孔(5)底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；

(b1)再通过空心钻杆(1)向冻结孔(5)底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量份的1.1-1.15倍、1.01-1.1倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种；

(c1)最后通过空心钻杆(1)向冻结孔(5)底部注入缓凝水泥浆。

10.一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，其特征在于：包括如下步骤：

(a2)通过清洗套管(3)与空心钻杆(1)之间的环形间隙注入工作液甲，同时向上拉清洗套管(3)；清洗套管(3)套装在空心钻杆(1)上并且清洗套管(3)可沿空心钻杆(1)轴向滑动，清洗套管(3)底端与空心钻杆(1)外壁之间密封，在清洗套管(3)底端的外侧壁上且环绕清洗套管(3)的轴线等间距安装有六个或六个以上的工作液流通管(2)，工作液流通管(2)的第一端与清洗套管(3)和空心钻杆(1)之间的环形间隙流体导通，工作液流通管(2)的第二端与环形橡胶管(4)流体导通，环形橡胶管(4)的外径等于冻结孔(5)的内径，环形橡胶管(4)的外圆周壁上开设有溢流豁口(6)，环形橡胶管(4)的内圆周壁一体成型有橡胶支管(7)，橡胶支管(7)远离环形橡胶管(4)的一端套在工作液流通管(2)的第二端上的球形凸起(8)上，工作液流通管(2)通过橡胶支管(7)与环形橡胶管(4)流体导通；工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；

(b2)通过空心钻杆(1)的轴向中孔向冻结孔(5)底部注入工作液乙，在注入工作液乙的时候，工作液乙在冻结孔(5)中的液面上升速度等于向上拉清洗套管(3)的速度；工作液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量份的1.1-1.15倍、1.01-1.1倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍、1.01-1.05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种；

(c2)工作液乙注入完毕，再通过空心钻杆(1)的轴向中孔向冻结孔(5)底部注入缓凝水泥浆，在注入缓凝水泥浆的时候，缓凝水泥浆在冻结孔(5)中的液面上升速度等于向上拉清洗套管(3)的速度。