[发明专利]一种可循环利用的防塌型聚合物泥浆及其制备方法

说明书

本发明公开了一种可循环利用的防塌型聚合物泥浆及其制备方法，该防塌型聚合物泥浆由下述重量份原料制备得到：增粘剂2.5～5份，降滤失剂4～11份，固相成膜剂70～80份，分散剂0.05～0.1份，润滑剂0.1～0.2份，纯碱30～60份，水70～110份；本发明以植物胶为主要增粘组分，以磺酸盐共聚物为降滤失剂，以植物纤维粉作为主要固相成膜组分的防塌型水基聚合物泥浆，30min滤失量小于15mL，粘度18～30s，泥膜厚度2～4mm，含砂率小于5％，泥膜均匀致密，与普通聚合物泥浆和传统膨润土泥浆相比较，该泥浆解决了水敏性地质钻孔施工存在的缩径和塌孔问题。

技术领域

本发明涉及桩基护壁泥浆技术领域，具体涉及一种可循环利用的防塌型聚合物泥浆及其制备方法。

背景技术

在钻井施工过程中，水敏性地质吸水水化和分散导致的井筒不稳定性引发的许多问题，例如缩小井筒直径，坍塌，卡住管道，甚至导致钻井破坏过程，不仅会带来经济损失，更会导致安全隐患。所以合理地选择钻井液十分必要，油基钻井液始终是缓解井筒不稳定问题的最优选择，但是由于其成本高和对环境伤害大等缺点限制了它的广泛使用。因此，使用与油基钻井液性能相似的水基钻井液来逐渐取代油基钻井液成必然趋势。但是，传统的水基钻井液对水敏性地层的侵蚀能力强，当具有大量粘土的水敏性地质(如：页岩等)暴露于传统的水基钻井液时，页岩立即倾向于从钻井液中吸收水分，因为页岩独特的化学特性，这可能导致页岩的快速膨胀或分散，这可能对钻井作业造成重大安全问题。

粘土是多数水敏性地质的重要组成部分，在遇到水基钻井液的滤液时发生粘土膨胀，这可能是导致井眼不稳定的最根本原因。因此，减少粘土膨胀是防止井筒不稳定的关键。近年来，在水敏性地质钻井施工过程中，已经使用各种材料改性水基钻井液，达到阻止粘土矿物膨胀的目的，而使粘土膨胀最小化的最常用方法是在钻井液中使用堵塞材料或抑制剂。水基钻井液中的堵塞材料，例如超细碳酸钙和弹性颗粒，可以形成薄的固体层，以在一定程度上减少水侵入地层。而且随着科技的发展，纳米材料在减少井筒的不稳定性方面的应用也越来越多，其中页岩抑制剂，如KCl,明胶，聚合物等广泛用于钻井液，以减少井筒附近的粘土膨胀。然而，若单独使用堵塞材料或页岩抑制剂,所产生的效果均无法满足预期，所以一般堵塞材料和页岩抑制剂会混合使用，虽然目前对水基钻井液的研究已经有了许多成果，但是由粘土膨胀引起的井筒不稳定性仍然面临着钻探复杂地层的巨大挑战，所以开发新型水基防塌型钻井液已刻不容缓；并且在对泥浆进行制备的过程中，不便于对输送组件的高度以及输送轨道的宽度进行调节，同时在聚合的过程中，聚合效果差，不能清理设备内壁的泥浆，造成浪费。

发明内容

为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供一种可循环利用的防塌型聚合物泥浆及其制备方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种可循环利用的防塌型聚合物泥浆，该防塌型聚合物泥浆由下述重量份原料制备得到：增粘剂2.5～5份，降滤失剂4～11份，固相成膜剂70～80份，分散剂0.05～0.1份，润滑剂0.1～0.2份，纯碱30～60份，水70～110份；

该防塌型聚合物泥浆通过下述步骤制备得到：

步骤一、称取上述各种重量份原料，然后将水加入到聚合设备的聚合筒中，驱动旋转电机，通过皮带带动同步带轮转动，同步带轮通过齿轮箱减速后，带动第二齿轮转动，第二齿轮带动第一齿轮转动，第一齿轮带动转轴转动，转轴通过连接杆带动第一刮板和第二刮板转动，进行搅拌，然后加入纯碱调节pH值为8-10；

步骤二、将称取的增粘剂通过输送组件输送到进料漏斗中，然后通过送料道输送到聚合筒中，混合搅拌；

步骤三、将固相成膜剂通过输送组件输送到进料漏斗中，然后通过送料道输送到聚合筒中，并向聚合筒加入其它原料，混合搅拌10-30分钟，即可得到防塌型聚合物泥浆；