HDD(水平定向钻进)泥浆知识

2008-06-25 17:31:05 作者：lieyaner 来源：浏览次数：728 网友评论0条文字大小：【大】【中】【小】评分等级：

在十年前，HDD (水平定向钻进) 在西方就成为了一项重要的技术。早期，这项技术只是应用于穿越河流铺设管线，而在这些地方，明挖铺设显然是不切合实际的。随着这项技术的进一步发展，HDD技术成为了众多市政管线铺设工程的选择，铺管直径已从几公分发展到一米以上。现在，HDD进技术通常被用于穿越公路、机场跑道、以及地下管线，甚至穿越地下建筑。使用HDD技术可以在不阻断交通的情况下，在繁忙的商业区及工业区施工，从而减少由于阻断交通对这些

地区生产力的影响。

HDD技术被介绍到中国仅仅几年时间。现在中国已经成为这个世界上发展最快的HDD市场。在开始的几年中，Vermeer（威猛）以及一些其他的国外的钻机制造商主导了国内市场，近年来，一些国内的制造商也已经取得了一定的成功，而Vermeer不久将开始在中国组装钻机，以此来对付日益激烈的市场竞争。由此我们相信，在中国，随着HDD技术的日渐成熟，对HDD泥浆材料的要求也会越来越高。

HDD泥浆概述

泥浆有几个重要的功能。它可以冷却润滑钻头、钻杆及其他孔内钻具；可以密封钻孔，从而保证钻孔稳定；最后，他们

可以携带钻屑，把钻屑运出钻孔。一个好的泥浆系统应包含上述所有的功能。而更加先进的泥浆还应当能够有效抑制土壤的水化膨胀，能

够输送更大的钻屑甚至石头。

在HDD泥浆材料中最广泛被使用的就是膨润土。世界上最好的膨润土是纯天然的西部钠基膨润土,如果BAROID的QUIK-GEL,BORE-GEL，它产自美国西部的一个地区。这些优质的泥浆材料已经通过百莱玛,无锡鼎隆等一些经销商进口到中国。但是大多数施工单位因为对泥浆不甚了解,不管实际需要,只看注重价格,一般使用国内生产的膨润土，甚至有一些施工单位用水去替代泥浆，这往往会发生事故，从而产生更高的施工成本。

当然，国内生产的泥浆也可以用于一些简单的例如水井钻进等领域。但对于有更高要求的HDD来说，这些材料就不能充分满足了。中国的膨润土矿藏都是较为初级的钙基土，而钙基土的提粘性能较差，同时漏失量很高，并且国内大多数的矿藏都有很高的含沙量，这

样的话就会增加设备维护的成本。

粘度可以被描述为液体流动的能力，使用厘泊作为计量单位。例如，奶油的粘度比水高，而蜂蜜的粘度又比奶油高。良好的粘度性能可以保证泥浆在孔内的适当的流动，从而把钻屑清出钻孔。膨润土的造浆率通常是指一短吨（2000磅）的膨润土可以制造多少桶（42加仑/桶）粘度为40厘泊的泥浆。钙基土的造浆率一般为35－

45bbl/ton，标准的西部钠土最小为90bbl/ton，而一些先进的泥浆

材料造浆率可达200bbl/ton。表面上看，使用钙土成本较低，但实际上如果比较造浆率的话，使用钙土反而会增加材料成本。

在HDD钻进中，胶凝强度是泥浆最重要的一项性能。胶凝强度是膨润土形成凝胶体在孔内悬浮钻屑的能力。如果钻屑没有被悬浮起来，它们就不能被携带出钻孔，它们就会沉在钻孔的底部。这样钻屑就会堵塞钻孔，导致泥浆循环失效同时孔内压力会急剧升高，泥浆很有可能会压裂地层溢出到地面。也可能会发生埋钻事故损失钻具。

一个好的泥浆系统应具有较低的滤失量。如果一种泥浆的滤失量较高，那么有很大部分的泥浆就会渗入到地层中，首先，由于泥浆的损失会增加泥浆材料的成本，而最重要的是，渗入到地层中的泥浆会使地层液化，最终导致钻孔坍塌。而钻孔的坍塌可能会导致钻具的损失并且延误工期。膨润土是由很多的小的板状体组成的，在一种好的泥浆系统里，这些小板会紧密的贴在孔壁上，形成一层又薄又韧的滤饼层，从而防止泥浆过多的漏失到地层中，进而稳定钻孔。

完整版水平定向钻施工方法

本工程水平定向钻施工，非开挖穿越管材选用DN500PE管。 4.3.1水平定向钻穿越施工工艺流程 4-4 水平定向钻施工工艺流程图图水平定向钻施工场地布置4.3.2管水平定向钻穿越部位，在管道的起点设置一个工作坑，在管道的终点设置一个接PE 收坑，并在管道发送一端布置泥浆制作系统及管道发送系统。

坑水平定向钻施工布置图图4-5 测量放线4.3.3）根据施工图要求的入土点、出土点坐标放出钻机安装位置线，入土点、出土点位1（20cm，沿管轴线方向误差不超过40 cm，并做出明显标记。置放线时左右偏差不超过（2）从出土点到回拖管线路必须保持直线。4.3.4工作坑开挖开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施。以及砼垫层的厚度计依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸，工作坑或接收坑开挖的深度，算确定，施工时用水准仪测量控制。钻机就位4.3.5钻机就位后，根据穿越中心线及入土角，由拖车头牵引钻机进入工作场，调整钻机就位，控向室相应就位。钻钻孔机安装在工作坑旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定，此时根据现场测得的井位深确定拉管机方位后，固定好钻孔机。杆中心与管道轴线应一致。。度以及钻孔机位置，确定钻杆造斜度，入土角不超过150借以检查钻机安钻机安装好后，试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化，因此装的稳固性和固定可靠程度。钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键，必须认真细致的反复进行，直至符合要求后进入下道工序。4.3.6泥浆系统泥浆系统主要由回收循环罐、储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁器、泥浆除泥器、卧式

沉降离心机、搅拌器、射流剪切混浆等装置组成，为钻机设备提供满足要求的的泥浆。将泥浆设备按工作流程顺序和使用说明书依次摆放在一起，并连接其管路、走道、护栏、电源线等。进行设备全面检查，防止运输过程出现问题，检查完成后逐个进行单机试运。用清水进行泥浆系统整体联合试运，并调试直至正常。 4.3.7泥浆配置搭设膨润土棚。棚内地面要高出地面0.2m，并铺上防湿塑料布。膨润土用量主要根据管径、穿越长度及地质情况确定，并准备足够的余量，泥浆人员对上述情况详细了解和分析。先对配置泥浆的用水进行选择和化验，水采用没有污染的清水，并化验水的PH值，以便确定添加剂的用量。对于粘土、粉质粘土的普通土质，在水质合格的情况下直接用一级钻井膨润土，只有当地质及水质不良时才使用添加剂。合格的泥浆标准：比重为1.02～，含沙量≤1%，PH 值=7～10；失水率<15%。31.05g/cm泥浆在循环过程中因失水，携带钻销而变稠，随时过滤及稀释。为此要对泥浆粘度用马式漏斗进行测定，一般每两小时测一次。遇有复杂地质和异常情况，随时测定。地质较好的位置，减少测定次数，测定结果做好记录。泥浆的处理：首先通过泥浆回收循环系统装置对泥浆池中的泥浆进行回收处理，达到节约泥浆材料，降低穿越成本，减少废弃泥浆量的目的。穿越完成后，对无法回收的泥浆用重力沉降法进行沉淀，晒干水份并将剩余的泥浆用泥浆罐车运到指定地点进行深埋处理。 4.3.8导向孔钻进导向孔钻进时钻具头部只安装略大于钻杆外径尺寸4cm的矛式钻头，对正既定孔位，检测对中

水平定向钻泥浆拖拽阻力对回拖力的贡献权重

水平定向钻泥浆拖拽阻力对回拖力的贡献权重颜道根1，王聪2 (1.西安石油大学机械工程学院，陕西西安710065；2.西安交通大学机械工程学院，陕西西安710049) 摘要：泥浆拖拽阻力对回拖力贡献的权重问题是研究水平定向钻管道穿越回拖力时一项重要的内容。在目前的计算模型中，泥浆拖拽阻力的贡献权重不一致。针对这一问题，文中采用了与实际工程较接近的ASTM法进行计算研究，提出了新的权重计算公式，并结合3个工程实例，对泥浆拖拽阻力的权重进行计算分析。结果表明，泥浆拖拽阻力引起的回拖力计算结果差值为10%左右，泥浆拖拽阻力在回拖力中贡献的权重不能忽略。关键词：水平定向钻; 回拖力；泥浆拖拽阻力；贡献权重；管道；泥浆0 引言泥浆拖拽阻力是指管道回拖过程中泥浆作用在管道上的动切力，泥浆拖拽阻力对回拖力的影响大小需研究[1-2]。G. Duyvestyn[2]对回拖载荷的影响因素进行研究，提出将泥浆拖曳阻力纳入分析，可以更准确地预测回拖载荷的动态变化过程。泥浆拖曳阻力的贡献权重有3种模型(AGA 模型[3]、ASTM 模型[4]、Polak 模型[5-6])。M. E. Baumert[7]进行的水平定向钻穿越管道安装实验中监测模拟出的泥浆拖拽阻力占总回拖力的很大部分，最高可达77%，然而与此对应的Polak模型实例计算得出的泥浆拖拽阻力仅占整个回拖力的0.11%[5]。主要

原因是泥浆流变参数选取不一致，导致回拖力计算波动较大，孔底泥浆的剪切速率在较大范围内波动，而计算所用流变参数则基于特定剪切速率的实验数据回归而得[8]。S. T. Ariaratnam 等开展HDD 泥浆的流变特性检测研究，着重分析钻屑含量的影响规律[9]；所得数据在随后的HDD 导向孔泥浆压降研究中得以运用，但分析中并未采纳W. C. Chin 的建议[10]。M. E. Baumert[11]等继续W. C. Chin[8]的工作，基于S. T. Ariaratnam[9]的成果，分别采用高剪切速率(300、600 r/min)与低剪切速率(6、100 r/min)下的剪切数据回归流变参数，结果显示2次计算的压降值相差70%，分析认为低剪切速率下的流变参数更适合在回拖载荷的计算中应用。 1 泥浆拖拽阻力计算泥浆是典型的非牛顿流体，确定其流变特性是进行泥浆拖曳阻力计算的前提。目前，泥浆拖拽阻力的计算主要存在2种思路：经验法确定，即根据现场施工经验直接确定管道外表面所形成的泥浆剪切应力值(D. P. Huey[12]，J. S. Puckett[13]等的相关研究)，根据管道外表面积大小确定整个流体阻力值，或是根据活塞效应，基于孔底压力的监测数据反算出流体阻力(I. D. Moore等[14]的相关研究)；解析法确定，该方法主要是基于流体力学推导而来，分析泥浆流体在管道与孔壁间的流动规律，推导出管道与泥浆界面之间的剪切应力的计算公式[5]。解析法的基础为假定泥浆流动符合幂律流体在同心环形空间中的稳定流动，如图

膨润土泥浆在水平定向钻施工中的应用及特点

膨润土泥浆在水平定向钻施工中的应用及特点在几十年前，水平定向钻技术在西方就成为了一项重要技术。早期，这项技术只是应用于穿越河流铺设管线，而在这些地方，明挖铺设显然是不切合实际的。随着这项技术的进一步发展，水平定向钻技术成为了众多市政管线铺设工程的选择，应用范围逐渐扩大，被用于穿越公路、机场跑道以及地下管线，甚至穿越地下建筑。近年来水平定向钻技术发展很快，穿越纪录不断被打破，铺管直径已从几公分发展到一米以上 [1]泥浆是定向钻工程的血液，泥浆质量往往是决定工程成败的关键。随着水平定向钻市场需求的不断扩大，泥浆材料也拥有巨大的市场需求，而膨润土是水平定向钻泥浆的主要造浆材料。 1定向钻技术及泥浆功用 1.1 定向钻技术原理 (1)钻进。在管道铺设的一端固定钻机，按照设定的角度，设备驱动钻杆带动钻头旋转前进，并在导向仪的控制下，按施工要求的深度和长度进行钻进，穿过地面障碍物后，穿出地面。在钻进的过程中，为防止钻杆被土层夹紧、抱死，需要由泥浆泵通过钻杆、钻头打出膨化水泥或泥浆，起到固化通道，防止塌陷，同时也能冷却钻头，润滑钻杆。 (2)回扩。在钻头带着钻杆穿出地面后，卸掉钻头，将回扩头于钻杆安装固定，动力头回拖，钻杆带着回扩头反向回拖，扩大管道直径尺寸。 (3)回拖。在回扩头回拖的同时，将管道固定在回扩头后，动力头拖动钻杆，带着回扩头和管道同时进行反向回拖运动，直至将管道拖出地面，完成管道铺设施工。 1.2 泥浆的功用 (1)悬浮和携带泥(岩)屑。这是泥浆的基本功用之一，是把钻头或扩孔器破碎的泥(岩)屑带出孔道，保持孔道清洁，以利于管道回拖。 (2)稳定孔壁。孔壁是否稳定和规则是水平定向穿越是否成功的决定性因素，是高速优质进行水平定向穿越的重要基础条件。 (3)润滑。在钻导向孔和管线回拖过程中泥浆可以起到很好的润滑作用，在坚硬岩石地层扩孔时对扩孔器的润滑作用更加明显。 (4)冷却钻具。在导向孔钻进和回扩过程中，钻头和扩孔器旋转破碎泥(岩)层产生一定的热量，钻杆不停地与孔壁摩擦，也产生一定的热量。泥浆能冷却钻头和钻杆，延长钻具使用寿命。 (5)了解地层。对返出地面的泥浆进行分析，可以了解穿越地层的岩性，适时调整施工工艺[2]。 2水平定向钻泥浆特点及指标要求 2.1 泥浆特点水平定向钻工程施工中泥浆的指标是变化的，不同的施工条件和底层环境对泥浆的要求不同，因此泥浆的现场配制方法和配方上可能有所不同。但从泥浆的功用上可以看出定向钻泥浆的一般性要求。 (1)粘度。粘度可以被描述为液体流动的能力，良好的粘度性能保证泥浆在孔内适当的流动，粘度过高，

水平定向钻穿越施工方案

滨河西路（迎宾桥）中压燃气管工程水平定向钻施工方案编制日期：2016年5月 1、工程概况本工程为滨河西路（迎宾桥）中压燃气工程，φ219的钢管，直线距离84米，定向钻穿越拖拉管施工。 2、施工准备计划 2.1、临时设施、水源、动力准备

a．现场施工人员的办公、住宿房采用临时租用民房； b．施工用电采用市电或部分地段采用自带发电机（50KW）； c．施工用水就近取河水； d．泥浆处置：水平定向钻进施工会产生大量的泥浆，泥浆处理租用灌车外运弃泥。 2.2、材料准备本工程采用水平定向钻方式敷设管道，由于水平定向钻进为长距离穿越铺管，工程开工前，拖管设备、管材、各种焊材需提前进场。 2.3、设备准备拟采用DH-450/900-L非开挖导向铺管钻机，本钻机为履带式全液压铺管钻机，具有机动性能好、质量可靠、结构紧凑、整体性强、扭矩大、效率高、自动化程度高、操作简单可靠、装卸钻杆方便省力等特点。特别适合复杂地形，大口径、长距离管道穿越施工。性能参数见下表，以DH-450/900-L型为例。动力头输出速度：0～100rpm 最大输去扭矩：21000N.m 最大推拉力：450/900KN 主机自重：20T外形尺寸：7200*2400*2600mm 泥浆循环系统容量：5~10m3 DH-450/900-L型非开挖导向铺管钻机性能参数 3、水平定向钻施工工艺及方案 3.1、水平定向钻进铺管施工程序设计水平定向钻孔轨迹→开挖拉管工作坑施工→配制钻液→钻进导孔→回拉扩孔→清孔→回拉铺管→清场。拖管施工对场地的要求主要是在管道焊接时，需要有场地摆放管道，无障碍物，方能满足施工段的正常拖拉。 3.2、施工工艺水平定向钻进铺管的施工顺序为：地质勘探、规划和设计钻孔轨迹、配制钻液、钻导向孔、回拉扩孔、回拉铺管。 3.3、关键技术（1）、地层勘探及地下管线探测

定向钻施工中的泥浆控制

浅析定向钻施工中的泥浆控制【摘要】水平定向钻穿越是管道建设当中非开挖穿越一种施工方法，在城镇、野外的特殊地域经常使用，定向钻穿越施工中泥浆是必然产物，废弃泥浆有着控制困难、泄露的随机性、污染水源、占地时间长等特点，对环境造成不利影响。随着社会不断进步，越来越多的人们将对泥浆来源逐渐认知和熟悉，为此控制减少泥浆使用量、排放量，采取科学的泥浆回收处里措施将成为定向钻施工中环境保护工作重点。【关键词】定向钻；泥浆；泄露；处理【 abstract 】 horizontal direction drill is pipeline construction through the excavation of a construction method, in towns, the special field regional often use, direction drill in construction of the mud is inevitable product, abandoned mud has a difficult control, reveal the randomness of the water pollution, covers an area of time, long, etc, adverse effects to the environment. as the society progresses, more and more people will gradually for the mud source familiar with cognitive and, for this control to reduce consumption, mud emissions, adopt scientific mud recycling disposal measures will be directional drilling environmental protection work in construction of the key. 【 keywords 】 directional drilling; the mud; leak;

水平定向钻施工方法

本工程水平定向钻施工，非开挖穿越管材选用DN5０0PE管。 4．3.1水平定向钻穿越施工工艺流程图４－4 水平定向钻施工工艺流程图 4．3.2水平定向钻施工场地布置 PE管水平定向钻穿越部位,在管道的起点设置一个工作坑,在管道的终点设置一个接收坑，并在管道发送一端布置泥浆制作系统及管道发送系统. ?

工作坑图４-5 水平定向钻施工布置图４。3。3测量放线（1）根据施工图要求的入土点、出土点坐标放出钻机安装位置线，入土点、出土点位置放线时左右偏差不超过20cm，沿管轴线方向误差不超过４０cm，并做出明显标记。（2)从出土点到回拖管线路必须保持直线. 4.3.４工作坑开挖开坑前要认真调查了解地上地下障碍物，以便开坑时采取妥善加固保护措施。工作坑或接收坑开挖的深度,依据管道高程、所用扩孔钻机尺寸，以及砼垫层的厚度计算确定,施工时用水准仪测量控制。 4．3。5钻机就位由拖车头牵引钻机进入工作场,根据穿越中心线及入土角，调整钻机就位,钻机就位后，控向室相应就位。钻孔机安装在工作坑旁边，管道轴线可根据设计图纸及现场条件进行桩位放线确定,钻杆中心与管道轴线应一致.确定拉管机方位后，固定好钻孔机。此时根据现场测得的井位深度以及钻孔机位置,确定钻杆造斜度,入土角不超过1５0。钻机安装好后，试钻运转并检测运转后的机座轴线及坡度是否有变化,借以检查钻机安装的稳固性和固定可靠程度。钻机的安装质量和稳固性的好坏是成孔质量好坏的关键,因此必须认真细致的反复进行,直至符合要求后进入下道工序. ４．3。6泥浆系统泥浆系统主要由回收循环罐、储浆配浆罐、砂泵、泥浆除砂清洁器、泥浆除泥器、卧式

水平定向钻施工工艺

水平定向钻施工工艺水平定向钻进技术又称HDD技术（Horizontal Directional Drilling），是近年发展起来的一项高新技术，是石油钻探技术的延伸。主要用于穿越道路、河流、建筑物等障碍物，它与传统大开挖埋管施工方式相比，具有施工速度快、精度高、成本低等优点，广泛应用于供水、煤气、电力、电讯、天然气、石油等管线铺设工程中。一、施工工艺简介水平定向钻机由钻机系统、动力系统、导向系统、泥浆系统、钻具及附助机具组成。使用水平定向钻机进行管道穿越施工，首先按照设计曲线尽可能准确的钻一个导向孔，然后将导向孔进行来回扩孔，扩孔完成后将待铺管材沿着扩大了的导向孔进行拖拉，最终完成管线穿越工作，具体工艺如下图所示。水平定向钻穿越施工需要两个分离的工作场地：钻机设备场地（钻进入土点工作区）和管线预制场地（钻孔出土点工作区）。每个场地的主要施工工序如下：钻机设备场地：测量放线→三通一平→钻机设备进场→钻机组装调试→控向系统调试→钻导向孔→预扩孔→回拖→设备退场→恢复地貌。管线预制场地：测量放线→三通一平→设备进场→运管布管→组装焊接等→设备退场→恢复地貌。二、水平定向钻施工的优、缺点及适用范围（一）水平定向钻施工的优点 1．采用定向钻穿越施工时，地上功能能够正常使用。例如穿越公路、铁路时，可不阻断交通；穿越河流时，可保证河流畅通，不阻断通航、排洪。 2．由于采用了非开挖施工，减少了大量工程土的开挖、运输和堆放，有利于环境保护。同时，也相应的减少了基础埋设、地面恢复等的费用。

3．施工周期短、作业安全迅速、综合成本低，社会效益显著。在开挖施工无法进行或不允许开挖施工的场合，可用定向钻从其下方穿越。在城市建设高速发展的今天，避免重复开挖、修复所造成的道路拉链工程，具有较高的社会及经济效益。（二）水平定向钻施工的缺点 1．由于水平定向钻施工是一项新的生产工艺技术，目前我国尚无统一的技术标准和施工验收规范，造成对工程设计、施工质量的把控没有官方依据。一旦发生质量事故，对责任方的认定也造成一定难度。 2．由于采用定向扩孔拖拉，施工结束时，管材与回扩孔之间的空隙处理，不能像开槽敷设施工那样进行回填夯实。因此，对管材沉降要求比较高的工程在实际使用中存在着一定的风险。（三）水平定向钻施工的适用范围水平定向钻适用于城市道路、公路、铁路、河流及其它不宜在大开挖施工地段的管道穿越工程。可敷设天然气、热力、自来水、雨污水、电力、电信、有线电视、网络等各类地下管线，管材主要可分为钢管、PE管、铝塑管、铜塑管、电缆、光缆等。三、水平定向钻施工造价构成及主要影响因素由于水平定向钻施工的应用范围较广，因此涉及到的专业工程计价依据也较多。例如，市政定额、交通定额和石油天然气定额中均有相关的定额子目。由于施工工艺不同，计价的方法和内容均有所不同，但涉及到报价时所需考虑计价要素基本类似，笔者根据多年来工作经验，以石油天然气工程报价为例简要介绍如下。石油天然气工程水平定向钻施工报价主要包括管线预制、定向钻穿越、土石方工程、三通一平、泥浆处理等费用，有的还包括了过渡段管线敷设及其他零星工程。招标文件及图纸一般只标明或说明定向钻穿越的材质、规格、及穿越的长度，预算人员还需要根据水平定向钻施工组织设计和施工方案，并结合施工现场实际情况计算分部、分项工程量，以保证报价的准确性和合理性。（一）水平定向钻穿越主要工程量 1．安装部分接桩测量放线：按设计图纸（自然地面入土点到出土点）计算穿越长度套用相应专业定额。钻机安拆、调试：不分土质，套用相应专业定额，分大、中、小三种钻机。钻具安拆：导向孔、扩孔、回拖的钻具安拆，不分土质，按钻机类型和穿越管径划分套用相应专业定额。钻导向孔：按土质、钻机类型和穿越长度套用相应专业定额。预扩孔：按土质、钻机类型套用相应专业定额。管线回拖：按土质、钻机类型套用相应专业定额。

HDD(水平定向钻进)泥浆知识

HDD(水平定向钻进)泥浆知识 2008-06-25 17:31:05 作者：lieyaner来源：浏览次数：728 网友评论0条文字大小：【大】【中】【小】评分等级：0 在十年前，HDD (水平定向钻进) 在西方就成为了一项重要的技术。早期，这项技术只是应用于穿越河流铺设管线，而在这些地方，明挖铺设显然是不切合实际的。随着这项技术的进一步发展，HDD技术成为了众多市政管线铺设工程的选择，铺管直径已从几公分发展到一米以上。现在，HDD进技术通常被用于穿越公路、机场跑道、以及地下管线，甚至穿越地下建筑。使用HDD技术可以在不阻断交通的情况下，在繁忙的商业区与工业区施工，从而减少由于阻断交通对这些地区生产力的影响。 HDD技术被介绍到中国仅仅几年时间。现在中国已经成为这个世界上发展最快的HDD市场。在开始的几年中，Vermeer（威猛）以及一些其他的国外的钻机制造商主导了国内市场，近年来，一些国内的制造商也已经取得了一定的成功，而Vermeer不久将开始在中国组装钻机，以此来对付日益激烈的市场竞争。由此我们相信，在中国，随着HDD技术的日渐成熟，对HDD泥浆材料的要求也会越来越高。 HDD泥浆概述泥浆有几个重要的功能。它可以冷却润滑钻头、钻杆与其他孔内钻具；可以密封钻孔，从而保证钻孔稳定；最后，他们可以携带钻屑，把钻屑运出钻孔。一个好的泥浆系统应包含上述所有的功能。而更加先进的泥浆还应当能够有效抑制土壤的水化膨胀，能够输送更大的钻屑甚至石头。在HDD泥浆材料中最广泛被使用的就是膨润土。世界上最好的膨润土是纯天然的西部钠基膨润土,如果BAROID的QUIK-GEL,BORE-GEL，它产自美国西部的一个地区。这些优质的泥浆材料已经通过百莱玛,无锡鼎隆等一些经销商进口到中国。但是大多数施工单位因为对泥浆不甚了解,不管实际需要,只看注重价格,一般使用国内生产的膨润土，甚至有一些施工单位用水去替代泥浆，这往往会发生事故，从而产生更高的施工成本。当然，国内生产的泥浆也可以用于一些简单的例如水井钻进等领域。但对于有更高要求的HDD来说，这些材料就不能充分满足了。中国的膨润土矿藏都是较为初级的钙基土，而钙基土的提粘性能较差，同时漏失量很高，并且国内大多数的矿藏都有很高的含沙量，这样的话就会增加设备维护的成本。粘度可以被描述为液体流动的能力，使用厘泊作为计量单位。例如，奶油的粘度比水高，而蜂蜜的粘度又比奶油高。良好的粘度性能可以保证泥浆在孔内的适当的流动，从而把钻屑清出钻孔。膨润土的造浆率通常是指一短吨（2000磅）的膨润土可以制造多少桶（42加仑/桶）粘度为40厘泊的泥浆。钙基土的造浆率一般为35－45bbl/ton，标准的西部钠土最小为90bbl/ton，而一些先进的泥浆材料造浆率可达200bbl/ton。表面上看，使用钙土成本较低，但实际上如果比较造浆率的话，使用钙土反而会增加材料成本。

水平定向钻原理

在水平定向钻机施工过程中，需要使用与钻机功率相匹配的泥浆液搅拌装置，对于钻头的钻进和壳壁的支撑保护有着十分重要的作用。下面，中国矿山机械网为您公布水平定向钻机工作原理及结构图一览。水平定向钻机工作原理 1.1水平定向钻机结构配套的新型泥浆搅拌装置的结构该新型搅拌装置结构简单，分为以下几大系统;汽油机泵与搅拌罐间通过软管连接系统，该系统由汽油机泵、软管、Y型过滤器、弯头等组成，其特点为：汽油机泵不断地将泥浆液通过Y型过滤器不停地搅拌;罐顶部喷管系统，该系统由内外丝接头、喷管、圆柱连接体、弯头、过滤罩、三通、管道内文丘里喷嘴、弯头、垫圈、锁紧螺母、塑料管、内衬喷嘴组成，内外丝接头固定在喷管上，喷管固定在三通上，弯头、过滤罩固定在圆柱连接体上，圆柱连接体固定在三通上，内衬喷嘴固定在管道内文丘里喷嘴上，管道内文丘里喷嘴、弯头固定在塑料管上，垫圈、锁紧螺母固定在搅拌罐上等组成，固定在搅拌罐的上面，其特点为：一方面对搅拌罐内的混合液不断搅拌，另一方面在系统循环的同时通过罐顶部喷管系统内的文丘里喷嘴而形成的负压，经进料塑料软管将膨润土自动吸入搅拌罐内，可迅速完成搅拌罐内泥浆的配比要求;下部喷管系统，该系统由罐内文丘里喷嘴、加强筋、罐内喷嘴、内锁紧螺母、软垫圈、外锁紧螺母、弯头、水管、外垫圈组成，其特点为：罐内文丘里喷嘴焊在加强筋上，由大小头、直圆管、管径扩大管组成，罐内喷嘴一端焊在加强筋上，另一端固定在内锁紧螺母上，其头端为大小头，内锁紧螺母、软垫圈、外锁紧螺母、外垫圈固定在搅拌罐上，水管固定在弯头上，弯头固定在外锁紧螺母上。 1.2水平定向钻机配套的新型泥浆搅拌装置的结构的工作原理先将水通过加水口10注入罐内，汽油机泵将水从底部胶管1吸入并打入进水胶管3，经Y型过滤器5过滤，分为两路：一路经罐顶部喷管系统9 从罐体11顶部喷下;另一路经四通阀14和胶管15从底部喷管系统2喷出，以此可大大地增加搅拌效率;同时罐顶部喷管系统9利用系统内的文丘里喷嘴产生的负压将膨润土从塑料管7内吸入并与水液混合搅拌，混合液在罐体11内得到不断循环搅拌，从而达到配制泥浆液的目的。另外，水与膨润土的配比可通过膨润土的吸入量来控制。一般十分钟左右即可完成1700L液体的配制。水平定向钻机结构： 2.1水平定向钻机结构——底盘的结构水平定向钻机的底盘是指机体与行走机构相连接的部件，它把机体的重量传给行走机构，并缓和地面传给机体的冲击，保证水平定向钻机行驶的平顺性和工作的稳定性，底盘是水平定向钻机的骨架，用来安装所有的总成和部件，使整机成为一个整体。水平定向钻机底盘目前的结构一般为液压驱动，刚性连接式车架，底盘主要包括车架及行走装置，车架为框架焊接结构，上面有发动机、油水散热器、燃油及液压油箱、操纵装置等的安装支架;底盘的行走装置主要包括驱动轮、导向轮、支重轮、托链轮、履带总成、履带涨紧装置及行走减速机、纵梁等组成、行走装置中左、右纵梁分别整体焊接后，与中间整体框架式

泥浆在定向钻施工中的作用

泥浆在水平定向钻施工过程中的作用泥浆素来具有“定向钻血液”之称，在定向钻施工过程中起着重要的作用。泥浆的质量往往决定着工程的成败。现在越来越多的队伍开始注重泥浆的性能。一、泥浆的作用。泥浆在定向钻施工中的作用有以下几个方面：（1）悬浮和携带钻屑。定向钻施工中产生的废渣、钻屑会悬浮在泥浆中，泥浆在循环过程中将这些钻屑带出孔道，保持孔道干净，防止卡钻，有利于管道回拖。（2）稳定孔壁。孔壁是否稳定和规则是水平定向钻是否成功的决定性因素。泥浆在孔壁上形成一层比地层渗透性低得多的滤饼，一方面巩固井壁，一方面阻止泥浆进入地层。（3）冷却和润滑钻头及钻杆。钻头在破碎障碍物时会因为摩擦生热，泥浆恰好可以冷却钻头。具有良好润滑性能的泥浆，可以减少摩擦，减少扭矩，延长钻头寿命，提高转速。（4）控制地层压力。控制泥浆的压力，使之与地层压力相平衡，防止地下水渗入泥浆或者泥浆渗入地层。（5）循环停止时悬浮钻屑，防止下沉。泥浆停止流动时应具有继续悬浮钻屑的能力，防止钻屑下沉堆积造成卡钻和反复研磨的事故，循环恢复时泥浆又以液体形态携带钻屑流动。（6）从钻屑了解地层结构。泥浆携带出来的钻屑可以帮助我们了解所钻地层的结构及组成。（7）辅助钻进，提供辅助动力。泥浆在钻头出以高速射流喷出，具有一定的动力，可以辅助破碎岩石。在泥浆的众多作用中悬浮携带钻屑和稳定孔壁是泥浆的基本功能。二、泥浆的性能参数。水平定向钻的泥浆没有像石油钻井泥浆那么复杂，但是定向钻的泥浆也必须具有一定的性能参数。这些参数有：含沙量、比重、动切力、塑性粘度、初静切力、终静切力、动塑比、表观粘度、剪切稀释性、滤失量等等。（1）含沙量。含沙量是泥浆中沙粒占的体积百分比。泥浆中沙粒含量过高