泥浆循环系统
泥水盾构泥浆循环系统泵站距离计算
6.2.18泥浆循环系统（1）泥水循环原理设计泥水平衡盾构工法的基本原理是：经过合理调整比重、压力和流量的泥浆被送入盾构机的压力仓，与切削后的泥土混合后被排出，经流体输送设备输送至泥水处理站，分离出泥土，并调整泥浆比重后再次循环使用。
本区间进、排浆管路的直径设计为DN300mm，设计的进浆排量为860m³/h，排浆排量为970m³/h。
泥浆循环原理图如下：图5-30：泥浆循环原理图泥水循环工作模式主要分为旁通模式、推进模式、保压模式和换管模式等。
图5-31：模式转换顺序（2）泥浆循环系统设计计算书1）送排泥流量计算➢出渣量V=60π*D2*ν/4/100≈112m3/h ➢排浆流量V排=V*（ρ-ρ1）/（ρ2-ρ1）≈970m3/h➢进浆流量V进=（V排*ρ2- V*ρ）/ρ1≈858m3/h2）送排泥管道直径计算对应设计流量,设计充满度的管道内的水流平均速度叫做设计流速。
为了防止管道中产生淤积或冲刷，设计流速不宜过小或过大，最好在最大和最小设计流速范围之内。
最小设计流速是保证管道内不致发生淤积的控制流速。
含有大颗粒的管道，其最小设计流速宜适当加大，其值要根据试验或调查研究决定。
此流速由临界流速计算可得。
最大设计流速与管材相关，是保证管道不因长期剧烈冲刷而缩短运行寿命的控制流速。
通常，金属管道的最大设计流速为10m/s，非金属管道的最大设计流速为5 m/s。
而通常此流速取值范围为2＜V＜4 m/s，更大的流速不仅没有必要，甚至是有害的，因为管道中的阻力将随速度的平方而增大。
并且管道的磨损也将随速度的提高而显著地加剧起来。
管道阻力的增大，就要提高输送泵的功率，从而增高能源费用。
管道磨损的加剧也将导致折旧费的提高，而且有时造成管道在施工中损坏，以致不得不停止推进，以便更换管道。
根据液体的流量和流速的大小，可按下式计算管路的直径d ≥ • 式中 Q------------流量（L/min ）； • V------------流速（m/s ）。
常用泥浆体系介绍
常用泥浆体系介绍一、聚合物钻井液体系泥浆体系特点：（1）固相含量低；亚微米粒子比例小，剪切稀释性好，卡森极限粘度低，悬浮携带钻屑能力强，洗井效果好，有利于提高机械钻速。
（2）具有良好的流变性，主要表现为较强的剪切稀释性和适宜的流型；（3）钻进速度高；（4）稳定井壁能力强，井径比较规则；（5）对油气层的损害小，有利于发现和保护产层。
固相含量少，可减轻固相的侵入，因而减小了损害程度；（6）可防止井漏的发生，由于钻井液固相含量低，在不使用加重材料的情况下，钻井液的液柱压力低，从而降低了产生漏失的压力；（7）钻井成本低；聚合物钻井液的处理利用量较少，钻井速度高，缩短了完井周期。
二、甲酸盐钻井液体系：1、体系特点：甲酸盐钻井液体系就是将甲酸与氢氧化钠、氢氧化钾在高温高压反应下制成碱性金属盐，如甲酸钾、甲酸钠、甲酸铯配制成甲酸盐类水基钻井液。
甲酸盐钻井液体系是甲酸盐与盐水钻井液和完井液的基础上发展起来的，因而除了具有盐水钻井液的特点外，还具有其独特特点：①甲酸盐钻井液由于其强抑制性，可较好的抑制泥页岩水化膨胀和分散，也利于减少钻井液对油气层的损害；②甲酸盐钻井液医药生物降解，不会造成对环境的损害；③钻具、套管等金属材料在这种钻井液中的腐蚀性小，有利于延长金属材料的使用寿命；④不需要加重材料就可配高密度钻井液，甲酸钠、甲酸钾类的水溶液密度分别为1.24g/cm3，1.60g/cm3，甲酸铯水溶液的密度更高达2.3g/cm3，不仅有利于提高机械速度，而且有利于保护油气层；⑤甲酸盐钻井液的低粘度、高动态瞬时滤失量有利于提高机械钻速；⑥甲酸盐钻井液具有良好的抗高温、抗污染能力，并可降低所使用的各种添加剂在高温条件下的水解和氧化降解进度。
⑦缺点：费用高。
2、甲酸盐钻井液配方：甲酸盐盐水+生物聚合物+降滤失剂（低粘聚阴离子纤维素和烷基丙烯磺酸盐—AMPS聚合物的混合物）+超细碳酸钙（﹤10ｕｍ，作强降滤失剂）3、甲酸盐钻井液使用范围：①小井眼深井钻井；②水平钻井和连续软管钻井、完井③高温高压钻井、完井和修井④水敏性页岩钻井⑤钻储集层⑥钻盐层和盐膏层三、乙二醇类水基钻井液体系1、乙二醇类水基钻井液体系简介聚合醇大多是聚乙二醇类产品，有丙烯乙二醇，二丙烯丙二醇、三丙烯乙二醇、及聚丙烯乙二醇、聚乙烯乙二醇和聚甘油。
泥水循环系统及设备
P LF V01
V03
V02
V04
V05
V06
P HMT6,6 5
P
V07
V09
V08
V10
V11
V12
P
V14 P
V16 V15
V13
V17
P P.2.1 P
M
FD
F
D
Depuis l'usine de production de boue From the bentonite plant
掘削面的稳定机理
泥膜的形成机理： 在泥水平衡理论中，泥膜的形成是至关重要
的，当泥水压力大于地下水压力时，泥水渗入土 壤，形成与土壤间隙成一定比例的悬浮颗粒，被 捕获并集聚与泥水的接触表面，泥膜就此形成。 随着时间的推移，泥膜的厚度不断增加，渗透抵 抗力逐渐增强。当泥膜抵抗力远大于正面土压时， 产生泥水平衡效果。
• 调整P2.2泵的转速，用以校正排渣流量达到所要求的排渣
模式的值，同时确保沿程的下一个泵的超载压力要大于所 要求的净吸压头。P2.2泵的转速必须能确保排渣的流体能 被泵送到地面的分离厂。调整P2.2泵的转速以便在泥浆分 离厂入口处达到必要的压力。
反循环模式
• 这个模式使开挖室里的泥浆逆向流动。仅用于一 些特别的情况，特别是在开挖室内发生阻塞，或 用于清理盾构内的排渣管道。为了不让泥浆充满 开挖室，气垫压力与泥浆\气垫界面液位的控制仍 需维持。
隔离模式
• 这个模式使隧道里的泥浆管道系统与地面系统处于完全隔 离的状态，但此时设在地面的分离厂和制备厂之间的回路 仍保持连通。特别是，这种模式是用于隧道泥浆管道延伸 时的情况。
• 各排渣泵（P2.1，P2.2）停止运转。而P1.1仍保持运行， 以保持制备厂和分离厂之间回路的循环。始发井中的旁通 阀V18控制着这个回路。
泥水盾构泥浆处理及循环系统的设计与应用
泥水盾构泥浆处理及循环系统的设计与应用摘要：泥水盾构是通过加压泥水来稳定开挖面，其刀盘后面有一个密封隔板，与开挖面之间形成泥水仓，里面充满了泥浆，开挖土渣与泥浆混合由排浆泵输送至地面的泥水分离站，经分离后进入泥浆调整池进行泥水形状调整后，由送泥泵将泥水送往盾构的泥水仓重复使用。
本文将根据广佛线施工四标区间盾构开挖的工程实践，阐述泥浆处理系统的设计与应用。
关键词：泥水盾构循环系统设计应用工程概述广佛线施工4标地铁土建工程为珠江三角洲城际快速轨道交通线的组成部分，该项目共三个区间，全长2489延长米（双线），施工采用2台海瑞克泥水平衡式盾构机掘进。
根据现场施工工况特有条件及提供的施工现场地质资料: 粉细砂占整个地层约为40.6％，主要分布在③1层。
中粗砂，主要分布在③2层。
占整个地层约为22.5％，砾砂占整个地层约为13.0％，主要分布在③3层。
粉土占整个地层约为6.5％，主要分布在④1层。
强风化泥质粉砂岩约为7.0％，主要分布在⑦层。
余下为少量的淤泥质土、粉质奶头、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩，分别占地层的4.3％、0.5％、4.3％和1.3％，分别分布在④2、⑤2、⑥和⑧层。
盾构穿越地层主要粉细砂层、中粗砂层和砾砂层，并有少量的淤泥质土、粉质粘土、全风化泥质粉砂岩和中风化泥质粉砂岩等。
Φ6250泥水平衡盾构掘进机主要技术参数盾构机外径：Φ6.25m掘进最大速度v: 5 cm/min每天最高掘进环数：12环进浆流量：800 m3/h出浆流量：1000 m3/h进浆比重：1.1～1.2出浆比重：1.3 ～1.45送排浆管通经：30cm分离粒径：30μm泥水分离系统的技术设计经过多方比较与考察，项目部确定采用台湾伯元公司的泥水分离设备。
规划参考根据现场的实际情况以及海瑞克盾构设备的技术参数，确定泥水分离系统的规划参数即机械设备的机型参考如下：泥浆最大处理量为: 1000m3/h泥浆分离前比重:平均1.3最大1.4泥浆分离后比重:平均1.1最大1.2出碴能力150 m3/h流程规划第一阶段: 先以层式震动筛选机，将浆液中大于4mm的颗粒筛选出,并以输送机堆置。
泥浆循环系统
2016.02
报告内容
一、泥浆循环系统
二、泥浆循环路线图
三、总结
一、泥浆循环系统
将钻井比喻成人的身体，那么泥浆就相 当于人的血液。血液只有循环才能实现其作 用，同样，泥浆也只有循环起来才能实现其 作用。
泥浆循环系统就是泥浆实现 其作用而循环所经过的路径。
小循环
大循环
一、泥浆循环系统
谢 谢！
肾脏
高压立管 水龙带 顶驱 回流槽 筛房 泥浆池
二、泥浆循环路线图
灌注泵 泥浆泵 混合泵 泥浆池 漏斗、缓冲罐 灰罐 钻头 高压立管 水龙带 顶驱
钻杆内部
筛房
绞轮
岩屑回收
环空
回流槽
高架槽Biblioteka 三、总结 泥浆性能固然重要，但是泥浆循环也同样重要。 所以保证泥浆正常循环也是钻井工作的重要工作。 1、在钻井过程中，泵房时刻要有人值班，及时修 泵，保证始终要有一台泥浆泵备用； 2、在钻井过程中，筛房时刻要有人值班，严防跑 浆，保证振动筛正常工作。
小循环
何为小循环？
泥浆要实现预计的作用必须达到预设的性能，所以加药是必不可少 的。因为加药泥浆循环走的路径短，而且在地面实现，所以我称其 为小循环。
小循环泥浆路线：
泥浆池 管线 混合泵 管线 漏斗 管线 泥浆池
一、泥浆循环系统
大循环
何为大循环？
泥浆实现其价值所走的循环路径称为大循环。 大循环关键设备： 泥浆泵 心脏 泥浆净化设备（振动筛、除砂、除泥和除气设备等） 大循环泥浆路线： 泥浆池 管线 灌注泵 泥浆泵 钻柱内部 钻头 环空 高架槽
钻孔桩泥浆配备及泥浆循环系统
钻孔桩泥浆配备及泥浆循环系统一、泥浆配备1、泥浆原材料钻孔泥浆选用不分散、低固相、高粘度的PHP优质膨润土化学泥浆。
泥浆由优质膨润土、碱（Na2CO3）、羟甲基纤维素（CMC）和聚丙烯酰胺（PHP）等原料组成。
（1）膨润土:为泥浆胶体质的主要来源，采用以蒙脱石为主的钠质膨润土或采聚合膨润土，不能错用铸造用的膨润土。
（2）纯碱（Na2CO3）:主要作用是增大PH值，使粘土颗粒进行分散，纯碱掺量为泥浆体积的0.3%～0.5%左右，碱用量应使泥浆PH值达到10～12，然后再加入PHP，以增大泥浆粘度。
（3）羟甲基纤维素（CMC）:有使土壁表面形成化学膜泥皮和降低失水量的功能。
它常作为膨润土基浆的改性剂，掺用量为泥浆体积的0.005%～0.01%。
（4）聚丙烯酰胺（PHP）:其作用是提高泥浆的粘度，降低泥浆的失水量。
其掺用量为泥浆体积的0.003%左右。
（5）制浆用水：地下水，水质满足要求。
2、泥浆拌制（1)制浆设备施工现场设置完善的制浆设备及配套建筑设施，其中包括：制浆原材料储存、堆放称场及棚盖；泥浆搅拌机及高压水流自循环拌制泥浆机；泥浆池；各种泥浆进出口管道、龙头、阀门。
（2）浆液的用途浓基浆：用来制作高粘度PHP新鲜泥浆。
另外砂性土层钻进时采用浓基浆。
淡基浆：因粘土本身能造浆，故在粘性土层钻进时可采用淡基浆。
通过浓基浆稀释后得到淡基浆。
浓鲜PHP泥浆：在浓基浆中加入PHP浓液后得到，常用在防止护筒底泥浆反穿、不稳定地层塌孔和砾砂层处泥浆漏失等紧急情况处理中。
淡鲜PHP泥浆：一般用在清孔时的“换浆”中，通过浓鲜PHP 泥浆稀释后得到淡鲜泥浆。
二、泥浆循环、净化系统的布置1、钻孔泥浆系统布置钻孔泥浆采用集中拌制、集中供应、集中净化的方式进行。
2、泥浆制备及供应泥浆制备系统设生产区场地内，设置2m3搅拌机6台。
泥浆搅拌好后，储存于制浆池内待用。
泥浆池设置3PN泥浆泵一台，泵送至储浆池内后泵送至各需用点。
固控系统基础知识
真空除气器具备真空抽吸和形成薄层絮流两种功能，主要通过喷射器或真空泵 从真空罐(室)中抽出气体，使罐内保持真空，以便吸入气侵泥浆，尔后进行除 气。这类除气器通常具有以下设备： 1）喷射器或真空泵：用以保持真空罐适当的真空度，将待处理的泥浆吸入， 并排出分离气； 2）特定的锥形挡板：泥浆流经挡板时扩散成薄膜状，从而易于气体逸出； 3）特定型式的离心泵或喷射泵：将脱气泥浆从真空除气室中排出；
1-泥浆进口；2-泥浆盒；3-筛网； 4-筛除固相颗粒；5-底座 6弹簧；7-筛箱；8-液体和细固 相颗粒
小拓展： 筛网的目数
目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一 般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。比如，400目的筛网的孔径 为38微米左右；500目的筛网的孔径是30微米左右。由于存在开孔率的 问题，也就是因为编织网时用的丝的粗细的不同，不同的国家的标准也 不一样，目前存在美国标准、英国标准和日本标准三种，其中英国和美 国的相近，日本的差别较大。我国使用的是美国标准。目数的大小决定了 筛网孔径的大小。而筛网孔径的大小决定了所过筛粉体的最大颗粒Dmax。
3.
除砂器和除泥器
除砂器和除泥器主要由水力旋流器，处理旋流器第六并回收钻 井液的细目振动筛组成。除砂器用来清除30-70μm的固体颗 粒，除泥器用来清楚10-30μm的固体颗粒。为了满足处理全 部钻井液的需求，除砂器和除泥器必须有若干的旋流锥筒组成。 津液压力是0.2-0.4Mpa之间。虚拟器旋流锥筒多，管线长， 进液压力比较大，除砂器锥筒少，管线短，津液压力比较小。
离心机照片
世界著名的固控设备厂商:BRANDT、SWACO、DERRICK 等
国内的固控设备厂商：河北冠能 ，西部石油，西安科迅，中 油固控，华油飞达，艾普固控，TSC等
泥浆循环系统的工作原理
泥浆循环系统的工作原理今天咱们来聊一聊特别有趣的泥浆循环系统。
想象一下，有一个超级大的工地，那里要挖一个很深很深的洞，就像我们挖沙坑一样，不过这个坑超级大。
可是呢，挖的时候会有很多土块、石头，还可能有其他的小杂物。
这时候呀，泥浆循环系统就像一个超级英雄出现啦。
这个系统就像是一个长长的、弯弯绕绕的大管道组成的大玩具。
在这个大管道里，有泥浆在跑来跑去。
泥浆就像是一群勤劳的小蚂蚁，不停地在管道里搬家。
那这些泥浆是从哪里来的呢？就像我们做泥巴饼的时候，要用水和泥土混合起来。
在这个系统里，也是把一些特殊的泥土和水混合，就变成了泥浆。
当工人们在挖那个大洞的时候，这个泥浆就被送到洞里面去了。
泥浆到了洞里，就把那些挖出来的土块、石头还有小杂物都包裹起来。
就好像我们用保鲜膜把吃的东西包起来一样。
比如说，有一块尖尖的石头，泥浆就会把它整个包起来，这样石头就不会到处乱划，把挖洞的工具弄坏啦。
然后呢，带着土块、石头和杂物的泥浆就开始往回走啦。
它们沿着管道，就像小朋友们排队回教室一样，规规矩矩地在管道里跑。
在跑的过程中，有一个很神奇的地方，就像一个大筛子一样。
这个大筛子可以把泥浆里的土块、石头和杂物都留下来，只让干净的泥浆继续跑。
这就好比我们淘米的时候，把米留在篮子里，脏水就流走了。
留下来的那些土块、石头和杂物呢，就被清理掉了。
而那些干净的泥浆又可以再被送到洞里去，继续包裹新的土块、石头和杂物。
这样一遍又一遍地循环，就可以让挖洞的工作顺利进行啦。
就像我们玩游戏，要不停地重复一些动作才能赢。
泥浆循环系统也是这样，不停地循环泥浆，让挖洞的地方一直保持干净，让工具不会被弄坏，这样工人叔叔们就能更快更好地把大洞挖好啦。
现在是不是觉得泥浆循环系统很有趣呢？它虽然看起来有点复杂，但是就像我们玩的游戏规则一样，只要弄清楚了，就觉得特别好玩。
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三、总结
泥浆性能固然重要，但是泥浆循环也同样重要。 所以保证泥浆正常循环也是钻井工作的重要工作。
1、在钻井过程中，泵房时刻要有人值班，及时修 泵，保证始终要有一台泥浆泵备用；
2、在钻井过程中，筛房时刻要有人值班，严防跑 浆，保证振动筛正常工作。
谢 谢！
心脏
泥浆净化设备（振动筛、除砂、除泥和除气设备等）
肾脏
大循环泥浆路线： 泥浆池 管线 灌注泵 泥浆泵 高压立管 水龙带 顶驱 钻柱内部 钻头 环空 高架槽 回流槽 筛房 泥浆池
二、泥浆循环路线图
灌注泵 泥浆池
泥浆泵 混合泵
高压立管
水龙带
漏斗、缓冲罐
灰罐
筛房
绞轮
岩屑回收
回流槽
高架槽
顶驱 钻杆内部
钻头 环空
小循环
何为小循环？
泥浆要实现预计的作用必须达到预设的性能，所以加药是必不可少 的。因为加药泥浆循环走的路径短，而且在地面实现，所以我称其 为小循环。
小循环泥浆路线： 泥浆池 管线 混合泵 管线 漏斗 管线 泥浆池
一、泥浆循环系统
大循环
何为大循环？
泥浆实现其价值所走的循环路径称为大循环。
大循环关键设备： 泥浆泵
泥浆循环系统简单介绍
2016.02
报告内容
一、泥浆循环系统 二、泥浆循环路线图 三、总结
一、泥浆循环系统
将钻井比喻成人的身体，那么泥浆就相 当于人的血液。血液只有循环才能实现其作 用，同样，泥浆也只有循环起来才能实现其 作用。
泥浆循环系统就是泥浆实现 其作用而循环所经过的路径。
小循环
大循环
一、泥浆循环系统