膨润土泥浆在水平定向钻施工中的应用及特点
非开挖水平定向钻孔中的泥浆作用机理研究
非开挖水平定向钻孔中的泥浆作用机理研究I. 前言非开挖水平定向钻孔技术在我们的生活中扮演着越来越重要的角色，它可以在不破坏地面的情况下进行管道、电缆等设施的安装和维护。
然而这项技术的成功与否很大程度上取决于泥浆的作用机理，泥浆是钻孔过程中必不可少的一部分，它不仅可以保护钻头，还可以冷却钻头、输送介质、平衡地层压力等。
因此研究泥浆在非开挖水平定向钻孔中的工作原理对于提高施工效率和安全性具有重要意义。
介绍非开挖水平定向钻孔技术的应用和发展现状非开挖水平定向钻孔，简称NPSWD,是一种现代工程技术，它在我们的城市建设中发挥着越来越重要的作用。
这种技术的主要优点是可以在不破坏现有地下设施的情况下进行管道、电缆等的铺设和维修工作，大大提高了工作效率，降低了工程成本。
随着科技的进步和社会的发展，非开挖水平定向钻孔技术也在不断创新和发展。
从最初的简单手动操作到现在的全自动设备，从单一的地下管线铺设到现在的多元化应用，NPSWD已经走进了我们生活的各个角落。
在石油、天然气、电力、通信等行业，NPSWD都发挥着重要的作用。
然而任何技术的进步都不是一帆风顺的。
NPSWD技术在应用过程中也遇到了一些挑战，比如复杂的地质条件、施工环境的变化、设备的维护和更新等。
但这些问题并没有阻止我们对这项技术的热爱和追求，我们相信只要我们不断努力，NPSWD技术一定能够更好地服务于社会，为我们的生活带来更多的便利。
引出泥浆作用机理研究的重要性和必要性泥浆在非开挖水平定向钻孔中起着至关重要的作用，它不仅能保护钻头，还能冷却和清洗孔壁，提高钻孔效率。
因此研究泥浆在非开挖水平定向钻孔中的机理显得尤为重要。
首先了解泥浆作用机理有助于我们更好地选择合适的泥浆配方。
不同的地质条件和施工要求需要不同类型的泥浆，通过研究泥浆作用机理，我们可以找到最适合特定条件的泥浆配方，从而提高钻孔质量和效率。
其次研究泥浆作用机理有助于我们预测泥浆性能，在实际施工中，泥浆的性能可能会受到多种因素的影响，如压力、温度、流速等。
水平定向钻施工的特点及应用
水平定向钻施工的特点及应用摘要：伴随着非开挖技术的不断发展、创新，新的非开挖工法—水平定向钻施工应运而生。
此工艺施工占地少、速度快、可回退，适用于油气、水利水电以及市政等各行业在砂层、淤泥、黏土、卵砾石、岩石等地层的管道穿越施工作业。
基于此本文主要对水平定向钻施工的特点及应用进行了简要的分析，以供参考。
关键词：水平定向钻施工；特点分析；应用研究引言水平定向钻大部分都运用工程当中，保证了工程施工质量，加快了工程施工进度，具有广泛的应用前景。
1水平定向钻施工特点水平定向钻进技术作为一种新型的地下管线施工技术，目前已在铺设供水管道、排水管道、石油和天然气管道、电信管线、城市燃气管道、城市集中供暖管道以及电力、有线电视网等市政工程中有了广泛的应用。
该技术具有不影响地面交通，不影响人们的正常生活，对土体的结构破坏小，安全可靠，周期短，穿越精度高、环境污染小等优点。
与一般同情况下其他技术相比，采用水平定向钻穿越技术进行的河流穿越施工可以节省大量的人力物力，综合成本大大降低，而且管直径越大、埋深越深，效益就越明显。
2水平定向钻施工要点2.1工作井与接收井施工1）降排水。
由于施工区地下水位埋深较浅，需进行降排水。
根据现场土壤特性，拟采用管井降水方案，降水井布置在工作井和接收井周边，数量各为3眼，井深为20m，井径为600mm，每眼井出水管接至汇水总管，由汇水总管排至公路路边排水沟内。
2）工作井制作。
工作井和接收井分别设置在公路一侧，工作井采用挖掘机配合人工进行开挖。
工作井底板尺寸7.5m×5.0m，接收井底板尺寸为5.0m×5.0m，深度根据管线埋深而定。
水位降到基坑开挖底标高1.0m以下时，进行土方开挖作业。
基坑开挖上部采用挖掘机开挖，挖至底部30cm时，采用人工进行开挖至设计标高。
工作井的支护形式为工作井的四角设置型钢剪力支撑，并加设横向钢管支撑，防止塌方。
工作井左右两侧进行放坡处理，两侧边坡需保证稳定，对于土质松散处可加大边坡。
钻井泥浆膨润土介绍
钻井泥浆膨润土介绍膨润土外观特征是适当粒度的粉末，因含杂质的不同，有白色、灰色、灰黄色和紫红色等颜色，易吸潮，吸潮后结块。
一般要求膨润土的造浆率为16米3。
钠膨润土的造浆率较高，而钙膨润土需要经过改造处理才能使用。
目前我国水基钻井液所用的粘土分为三个等级：一级为符合API标准的钠膨润土；二级土为改性土，经过改性符合OCMA（Oil Compang Materials，Association）标准要求；三级为较次的配浆土，仅用于性能要求不高的钻井液。
如堵漏用的钻井液等。
为了保证膨润土的质量，在使用之前应先进行鉴定。
室内测定标准为：将膨润土和蒸馏水配成浓度为6%的泥浆（在100克蒸馏水中加入6克膨润土），用1200转/分的速度强烈搅拌15分钟，不加任何处理剂，测定其性能应达到如下要求。
1、塑性粘度应大于15毫帕秒；2、有效粘度应大于18毫帕秒；3、动切力应大于1.9帕；4、静切力为0—15帕；5、滤失量小于15毫升；6、含砂量小于0.5%；7、pH值为7左右；8、细度要求通过200目筛；9、粘土密度小于2.70克/厘米3。
现场测定标准为：若现场无上述实验设备。
可将膨润土与清水配制成密度为1.05克/厘米3的钻井液，再加0.5%左右的Na2CO3，钻井液的漏斗粘度应大于20秒，滤失量小于10毫升，这种膨润土即可作为配制钻井液的原材料。
膨润土是基础配浆材料，适用于淡水和矿化度小于2000毫克/升的咸水钻井液，也可以作为降滤失剂、增粘剂和堵漏剂。
钻井泥浆膨润土具有良好的悬浮性、触变性，滤失量小、造浆性能好，配制方便、易调整钻井液比重等特点，是深井及海洋钻井工程必不可少的理想基础材料。
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(总4页)-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除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。
膨润土造泥浆
膨润土造泥浆膨润土是一种重要的土壤改良剂和工程材料，其在泥浆工程中的应用也十分广泛。
本文将从膨润土的特性、制备方法、泥浆性能以及应用领域等方面来探讨膨润土在泥浆中的作用。
膨润土是一种含有高比表面积的粘土矿物，主要成分为蒙脱石和伊利石。
膨润土具有较大的离子交换容量和吸附性能，能够吸附并固定泥浆中的有害物质，提高泥浆的稳定性和流变性能。
此外，膨润土还具有良好的膨胀性和胶结性，能够形成致密的膜状结构，有效阻止泥浆中的固相颗粒溢出和漏失，提高钻井液的封隔性能。
膨润土的制备方法主要有机械激发法、酸处理法和碱处理法等。
其中，机械激发法是最常用的制备方法。
该方法通过机械剪切和振荡等作用，使膨润土的层间距增大，从而实现膨胀效果。
酸处理法和碱处理法则通过酸碱溶液的作用，改变膨润土的结构和化学性质，使其膨胀性能得到改善。
膨润土在泥浆中的应用主要体现在以下几个方面。
首先，膨润土可以作为一种重要的泥浆增稠剂使用。
在钻井过程中，将膨润土加入泥浆中，能够有效增加泥浆的黏度和承载能力，提高泥浆的悬浮能力和携带能力，减少固相颗粒的沉降和沉积。
其次，膨润土还可以作为一种重要的泥浆稳定剂使用。
膨润土的胶结性能能够形成一层致密的膜状结构，阻止固相颗粒的溢出和漏失，提高钻井液的封隔性能。
此外，膨润土还可以作为一种重要的泥浆滤失控制剂使用。
膨润土具有较大的比表面积和吸附性能，能够吸附并固定泥浆中的有害物质，形成一层致密的滤饼，有效控制泥浆的滤失量和滤失速度。
膨润土泥浆在石油钻井、地下工程和环境工程等领域都有广泛的应用。
在石油钻井中，膨润土泥浆能够满足不同井况的需求，提供稳定的钻井液性能，保证钻井作业的顺利进行。
在地下工程中，膨润土泥浆能够形成一层厚实的膜状结构，有效阻止地下水和土壤颗粒的溢出和漏失，提高地下工程的封隔性能和稳定性。
在环境工程中，膨润土泥浆能够吸附并固定有害物质，减少污染物的扩散和迁移，保护环境的安全和健康。
膨润土在泥浆工程中发挥着重要的作用。
膨润土泥浆与一般泥浆的区别 钻孔灌注桩为什么要用膨润土泥浆
内容介绍
二、组成不同 1、膨润土泥浆：用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘 粒特性，通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的。 2、泥浆：粘土和水是组成泥浆的基本原料，而粘土是泥浆最主要的组成部分。粘土和水的质量， 尤其是粘土质量对泥浆性能的变化及化学处理的效果均有直接的影响。 三、作用不同 1、膨润土泥浆：旋转钻孔过程中孔内要一直保持泥浆，泥浆通过中空的钻杆由泵达到孔底，从 钻头的空隙流出再经过井壁与钻杆的环形空间升到地表并流入泥浆池。 2、泥浆：泥浆于1901年在钻井中应用。当时美国的哈米尔兄弟在德克萨斯的“纺锤顶”钻井， 寻找石油。为应对钻井过程中的沙层等难题，运用泥浆加固支撑钻井壁，这一做法被沿用至今。
内容介绍
钻孔灌注桩用膨润土泥浆的原因： 膨润土遇水就膨胀，这种自然现象产生的主要原因是膨润土矿物晶层间距加大，水分子进入了矿 物的晶层，另外引起膨润土膨胀的原因还有膨润土矿物的阳离子交换作用。 膨胀性与膨润土的属性和蒙脱石含量关系极大，钠质膨润土的膨胀性明显比钙质膨润土要强，另 外纯度较高、蒙脱石含量高的膨润土的膨胀性要强。 因此，在实际应用时，如果我们主要想利用膨润土矿物的膨胀性，那么我们在考虑膨润土矿物的 种类时首先要选择钠质膨润土矿，其次要考虑蒙脱石含量高的钠质膨润土，在机械铸造和铁矿球 团工作中，对膨胀性要求较高。
膨润土泥浆与一般泥浆的区别？ 钻孔灌注桩为什么要用膨润土
泥浆
名词解释：钻孔灌注桩
钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并 在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、 钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
内容介绍
膨润土泥浆与一般泥浆的区别： 一、概念不同 1、膨润土泥浆：以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产，蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一 层铝氧八面体组成的2：1型晶体结构。 由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子，如Cu、Mg、Na、K等，且这些阳离子与蒙脱石 晶胞的作用很不稳定，易被其它阳离子交换，故具有较好的离子交换性。 2、泥浆：泥浆是粘土的微小颗粒在水中分散、并与水混合形成的半胶体悬浮液。
水平定向钻进中泥浆浅析与应用探讨
不同的穿越长度、孔径及地质情况，对泥浆 的配制有不同要求，在定向钻穿越施工前就需要 根据定向钻穿越三要素 : 长度、孔径、地质情况， 设计出导向、扩孔、回拖管道不同施工阶段的泥 浆配制方案。在具体施工过程中还要根据返浆情 况以及钻进、扩孔、回拖时钻机的推拉力、运行 速度和扭矩进行必要的调整。
配制泥浆的水应选用中性软水，水中钙、镁 及其它金属离子含量较低，pH 值在 7 左右 ( 中性 ) 最好。泥浆主要材料膨润土的选择很重要，一般 选用性能优良的的钠基膨润土，其次也可选用用 钠离子置换过的钙基膨润土。膨润土中含砂量是 一重要指标，一般 200 目筛选通过率应在百分之 九十五以上。膨润土中的砂对泥浆系统损害较大， 它会加速泥浆泵等泥浆运行系统的磨损，增加维 修费用及耽误施工时间。为改善、增加以膨润土 为主要材料的泥浆的性能，更好的适应定向钻穿 越的需要，在配制泥浆中常使用化学聚合物作为 添加剂，添加剂的作用主要有以下几方面 :
1）增加润滑性，降低钻机在运行中的负荷， 主要是减小旋转扭矩。再其次，钻孔内润滑性好了， 非常有利于泥浆在钻孔内运动，极有利于排出钻 屑。
2）增加钻孔壁泥皮强度，同时促进泥皮的快 速形成，降低泥浆滤失量，减少泥浆中水的流失 同时也更好隔离地下水对钻孔的侵蚀。
2. 泥浆体系作用
1）稳定钻孔壁，对松散地层起到一定的胶结作 用，阻止泥浆的渗漏同时隔离地下水对钻孔的侵 蚀，减弱泥页岩水化膨胀和分散。同时泥浆的液
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会使泥浆泵柱塞磨损。
一般泥浆的含沙量应≤4%。
（2）动切力。
动切力是泥浆处于层流时泥浆中网状结构强度的度量。
静切力是泥浆开始流动时所需的最低切力。
动切力应≥30。
（3）塑性粘度。
塑性粘度不随剪切力发生变化。
穿江定向钻膨润土的回收技术研究与应用
穿江定向钻膨润土的回收技术研究与应用摘要：水平定向钻，属于非开挖技术，源于20世纪70年代，并于90年代传入我国，目前被广泛应用于给排水、电力、通信、燃气等领域的管道建设。
穿江定向钻，是指穿越江河的水平定向钻施工，具有穿越距离长、孔径大、埋地深等特点，施工过程需要使用大量的泥浆。
膨润土，是泥浆中的主要成份，是定向钻施工必不可少的耗材。
因泥浆在使用过后会夹杂碎屑，无法重复使用。
在以往的工程中，膨润土作为一次性耗材，历时约100天的施工周期，消耗了数千吨的膨润土材料，并且需要每天使用泥浆罐车把废弃泥浆外运处理，不仅花了大量的材料成本及处理弃浆的费用，而且还对环境造成影响。
为了节约成本、提高效益、减少排污，从废弃泥浆中回收膨润土的设想由此萌生。
关键词：定向钻；回收；膨润土0 前言在2015年，泥浆回收技术原理在非开挖行业中被剖析，在各个领域的定向钻施工开始增加设备，对废弃泥浆中有用部分进行分离。
针对穿江工程中，穿越隧道内含砂量高的特点，结合行业中同类工程的施工经验，我司自2017年初展开穿江定向钻膨润土回收技术的专题研究，于河源110kV方红至中心线路工程中，在胜利桥北侧穿越东江定向钻施工时，成功将一系列的先进技术组合起来运用：采用旋流器、泥浆振动筛等设备组合，迎合多级预扩孔的穿江定向钻施工所需，实现从弃浆中实现膨润土的回收，并在施工过程中反复循环利用，比以往的一次性耗材的传统施工方法，更经济和实效。
1 主要用途穿江定向钻膨润土的回收技术，其主要的作用是：通过回收系统，净化处理穿江定向穿越过程中从地下返回的泥浆，将膨润土分离出来，重新掺入少量粉量调配，在泥浆输送过程中循环使用。
在大型管道穿越江河工程的定向钻施工中，通过抽浆、旋流、隔砂、除泥、回罐等步骤，实现膨润土回收目的。
2 技术原理2.1穿江定向钻技术及泥浆作用穿江定向钻技术，是指利用水平定向钻进技术，对江河进行穿越施工。
其施工过程，先将水平定向钻机锚固在入土点处，然后依据设计的轨迹曲线，通过定位系统，向出土点处钻出一个导向孔，作为预扩孔和管线回拖的引导，再从出钻点装上扩孔器回拖进行预扩孔，经过多次预扩孔完成回拖所需孔径，最后将管道从出钻点侧拖入孔中，从入钻点处拖出，实现敷设路径的穿越，如图2.1所示。
膨润土在油井钻探中的应用
膨润土在油井钻探中的应用在石油开采工作中，油井的钻探是至关重要的一个环节。
而在钻探中，膨润土是非常常见的一种物质。
它不但可以用于一些基础工程项目中，也可以用于油井钻探。
它的应用不仅仅是为了填充孔洞，还可以起到其他的作用。
在这篇文章中，我们将为您详细介绍膨润土在油井钻探中的应用。
一、膨润土的基本特性首先，我们需要了解一下膨润土的基本特性。
膨润土是一种含有钙、镁、铝的天然粘土矿物，具有吸附、吸水、膨胀等性质，常温下属于固体。
当膨润土受水分作用或其他物质的影响时，其体积会大幅度增大，这也是膨润土这个名字的由来。
膨润土可以用于土木工程、土石方工程、地基处理、油井钻探等领域，在油井钻探中的应用较为广泛。
二、膨润土在油井钻探中的应用有很多，以下是其中比较常见的一些。
1. 暂时封堵漏失油井钻探中经常会发生漏失，需要暂时封堵。
这时可以用膨润土进行临时封堵。
将膨润土和水混合后放入漏失孔道，等待其干燥凝固后可以达到较好的封堵效果。
膨润土临时封堵不仅可以节省成本，而且还具有良好的耐高压、耐高温性能。
2. 清洁井眼油井钻探过程中，井眼内很容易产生一些沉积物和杂质。
这些沉积物和杂质会导致井眼变窄，钻杆牢固不稳，增加了钻井难度。
用水或泥浆冲洗井眼清洗固然有效，但效果常常不够理想。
在这种情况下，膨润土可以作为辅助清洁井眼的材料。
将膨润土和泥浆混合后注入井口，它会进入到井眼中将里面的杂质吸附出来从而达到清洁井眼的效果。
3. 稳定井壁在钻探过程中，井壁的稳定性至关重要。
井壁过大容易导致浪费时间和资源，而井壁过小则会导致地层塌陷，从而危及井壁的稳定性。
为了保持井壁的稳定性，可以用膨润土进行填充。
膨润土的给水能力较强，能够吸附周围的水分，从而增加井壁的稳定性，并将堆积物颗粒间的空隙填充起来，增加井眼的强度。
4. 保湿在油井钻探中，保持井眼的湿度非常重要。
保持适当的湿度有利于降低钻头的磨损程度，减少井壁塌陷的发生频率。
而膨润土可以起到保湿作用。
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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
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。
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
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，钻头钻进过程中阻力大，降低施工效率；粘度过低，带不出钻屑。
应根据现场条件调配适宜的泥浆粘度。
(2)胶凝强度。
胶凝强度是膨润土泥浆的重要指标，是指泥浆在一定时间内形成胶体的能力，膨润土形成凝胶体在孔内悬浮钻屑。
如果钻屑没有被悬浮起来，它们就不能被携带出钻孔，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。
(3)流动性。
水平定向钻要求泥浆的流动性要好，且泥浆在长时间的养护过程中粘度不能急剧上升，失去流动性，形成果冻状，失去对孔壁的压力。
(4)低滤失量。
水平定向钻泥浆要求有较低的滤失量。
低滤失量的泥浆会在孔壁上形成一层薄而韧的泥皮，对管壁有保护作用，防止塌孔。
且低失水率也能防止岩层因为吸水过多造成膨胀缩颈和塌孔。
(5)触变性。
水平定向钻泥浆要求有较好的触变性。
泥浆的触变性是指搅拌后泥浆变稀(切力降低)，静置
后泥浆变稠(切力升高)的特性。
在泥浆停止循环时，切力能较快地变化到某个适当的数值，又不至于静置后重启时泵负荷过高。
触变性好的泥浆能减轻泥浆泵的负荷，有利于泥浆的搅拌和输送。
泥浆指标要求
不同地层施工对泥浆性能要求见右表。
(1)粘土层。
粘土层一般为冲积砂土层、粉砂土和淤泥。
土质构造较硬实，吸水较强，其中以黄色泥岩、褐色泥岩最具有代表性。
在粘土层钻孔具有可钻性好，成孔性好，钻具在土中旋转推进、造斜和出土都能比较好的成孔，不易坍塌，是最容易穿越的地层.
(2)细砂层。
砂层地质构造特点一般是少量的粘土或粉质土夹杂大量的黄砂，其中还含有一定量的卵石和砾石。
在砂层钻孔具有成孔性一般，易塌、易漏失、吸水能力强，导向孔和回扩孔时极易坍塌。
(3)粗砂层。
粗砂层往往含有大量的黄砂、含水量较大的流砂，其中包括卵石、砾石，此种地层一般比较少。
在粗砂层钻孔具有成孔性极差、易坍塌、易漏浆，易造成大区段的井壁坍塌或掩埋钻具或机具，钻进速度慢，钻具、机具磨损严重。
3泥浆用膨润土特点
膨润土是以蒙脱石为主要成分的粘土。
蒙脱石以其层间可交换阳离子的种类、含量一般又划
分为钠基和钙基两种膨润土。
作水平定向钻用膨润土具有以下几个特点：
(1)钠基膨润土为主。
钠基膨润土具有吸水量大、膨胀倍数高、造浆率高的特点，在水介质中能分散呈胶状，具有一定的粘性，触变性和润滑性。
美国的膨润土公司的泥浆膨润土一般选用美国怀俄明州的天然钠基膨润土，国内一般选用人工钠化膨润土。
(2)高蒙脱石含量。
膨润土的理化性能主要取决于它所含的蒙脱石种类和含量，蒙脱石含量越高，造浆率也一般更高。
美国怀俄明州所产的天然钠基膨润土中钠基蒙脱石可高达85%以上，国内质量较好的造浆膨润土蒙脱石含量也在80%以上。
(3)低含砂率。
用于造浆材料的膨润土一般要求含砂量小于3%。
(4)高胶凝强度。
膨润土具有高胶凝强度，在作造浆材料时能悬浮住颗粒较大的钻屑。
当泥浆相对于钻孔地层处于静态时，必须保持足够的胶凝强度来悬浮被钻下来的固体钻屑，而且要在这些固体碎屑从钻孔中排出来时，还要保持其悬浮状态。
(5)具有一定的水适应性。
施工地往往都是在荒郊野外，配浆用水也是五花八门，所以水中难免会含较高的钙镁离子和水质偏酸等情况，很多厂家生产的造浆膨润土遇到钙镁离子水时会产生絮凝分层，粘度大幅度降低，这都是不合格的泥浆材料。
与长石等杂质矿物Zeta电位的不同，硫酸为调整剂、采用混合捕收剂，在pH值=2～3的酸性环境中进行的反浮选试验，磨矿—分级—重选—磁选—擦洗后的精砂为浮选试验入料。
试验主要探索浮选药剂用量对精砂指标影响。
捕收剂用量对精砂中Fe2O3影响见图3。
由图3可知，捕收剂用量增大，精砂产率降低，精砂中Fe2O3含量降低，捕收剂用量为t 时，精砂中Fe2O3为%，最终精砂的多元素分析结果(%)：SiO2 、Al2O3 、TiO2 、、、、、。
由此可知，陕西某地脉石英岩矿经磨矿、分级、重选、磁选、擦洗、浮选组合工艺流程选别后，精砂各项化学指标和粒度组成均满足太阳能光伏玻璃对硅质原料质量要求。
4结语
(1)磨矿—分级作业能够有效控制石英砂粒度，同时磨矿起到一定的擦洗作业，有利于石英颗粒表面胶结物、粘土矿物的分离。
(2)对含钛铁矿的石英砂，重选、磁选作业有较好的提纯效果。
(3)擦洗、浮选作业可以大幅度降低石英砂Fe2O3和Al2O3含量，最佳的擦洗介质用量为t，擦洗时间10min，浮选捕收剂用量t。
(4)通过对选矿提纯工艺试验探索，采用磨矿、分级、重选、磁选、擦洗、浮选组合工艺可获得满足太阳能光伏玻璃对硅质原料的要求。
(5)擦洗、浮选作业中的药剂可考虑循环利用，最终用碱石灰中和以减少污染。