化学浆液(水玻璃)与惰性材料护壁堵漏

化学浆液(水玻璃)与惰性材料护壁堵漏随着我国化学工业的进展，作为地质钻探护壁堵漏用的化学浆可分为无机的、有机高分子的；就其性能可分为固化的、非固化的。子类的代表；常用的水泥则是固化的化学浆液，而粘土、沥青等则为非固化的化学浆液。近年来，从化学浆液的进展趋向看，无机与高分子化合物复合使用，已成为品种繁多、应用广泛的化学浆液。——水泥浆液作为注浆材料，它的材料来源广、本钱较低、固结性好、强度高，是目前普遍慢且难以掌握等。我国20世纪70年月期间，承受高分子化合物、效。其主要优点是：分散时间可调，可实现瞬间固化，渗透力量和流淌性好，能利用专用的灌注器注入到封堵部位，提高了成功率。应当指出这类化学浆液，有一些如氰凝、聚脂等材料来源缺，本钱高，且有肯定的毒性，故在使用上受到了限制，不便推广用于地质钻探；对于一些高分子化合物，如聚丙烯酰胺、脲醛树脂等，用于地质钻探护壁堵漏上有乐观的作用和推广价值。本节重点介绍在钻井护壁堵漏中具有代表性的化学浆液和惰性材料，包括脲醛树脂浆液、水玻璃浆液、聚丙烯酰胺浆液、脲醛树脂水泥球、干性堵漏材料和沥青材料。此外，还有很多品种的化301聚第八章。一、脲醛树脂浆液脲醛树脂是一种水溶性树脂，它在酸性条件下能快速凝固成有肯定机械强度的固结体，是适合于钻孔护壁堵漏的注浆材料。由于脲醛树脂是由原料易得的尿素和甲醛水溶液合成的一种聚合物，故其性能可调，可人为地掌握固化时间，本钱较低，配制简洁，且是低毒的化学注浆材料。近十多年来，用它在钻孔护壁堵漏方面，开展了生产工艺、性能改性、注浆工具等的争论。目前已生产出适合地质钻探用的粉末脲醛，其灌注工具也得到进一步改进，可实现钻孔“快速堵漏”的效果。尿素与甲醛的反响是一个简单的化学反响过程可分为三个阶段，即加成反响阶段、缩聚反响阶段和固化阶段。开头的羟甲基〔—CH2OH〕衍生物；同时进展缩合反响，从而得到缩聚的初产物〔即脲醛树脂〕，在实际使用时，以酸作催化剂〔一般用盐酸〕使树脂固化生成不溶的体型网状构造的固结体。脲醛树脂的固化过程，可分为初凝〔胶化〕和终凝〔硬化〕两个阶段。所谓“初凝”是加催化剂后至失去流淌性这段时间〔称初凝时间〕。所谓“终凝”是加催化剂后至失去弹性所需的时间〔称终凝时间〕。然而，失去弹性并不马上具有肯定强度，所以终凝实际上是一个缓慢的过程，一般凝固后还需在水中养护16～24h后，才具有较高的机械强度。脲醛树脂的固化过程与酸催化剂的种类和用量有直接常用的有盐酸、硫酸、草酸、氯化铵、三氯化铁等。试验说明，强酸的浓度增加，凝固时间缩短；假设酸的浓度肯定时，随加量增加而分散3%～36%，用量为树脂液体的1/10～1/5，初凝时间可在几秒至数格外钟的范围内掌握。在使用时，应留意环境温度的影响，温度高，则并应考虑到孔内的温度。—聚乙烯醇等进展目前，在合成脲醛树脂的同时，常参加苯酚，使羟甲基苯酚参与羟甲基脲的混合接枝与镶嵌，使树脂的机械强度和粘结力得到肯定的改善。表7-2为苯酚改性后树脂物理机械强度性能。表7-2苯酚改性后的树脂物理机械性能苯酚加量

固化剂—盐

〔浓度抗压强度抗冲击强度%〕〔%〕〔%kg/cm2〕〔kg·cm/cm〕0201287.32.211.82012185.53.517.52012277.03.520.82012243.93.6222012289.83.8823.82012243.83.438.2201271.43.1使用脲醛树脂浆液，其灌注方式是承受专用的灌注器。具——ZJ型速凝注浆堵漏工具，它与其他注浆堵漏器相比，有以下②借用现场钻杆盛堵漏浆液，大大简化了工具的构造和操作，并可通水扫孔，实现注浆、透孔、清孔一个回次完成。二、水玻璃浆液水玻璃是化学浆液中无机类的一种注浆材料。由于它的价格低廉，货源较广，适于各种工程的需要以及配制简便等优点，故浆液类型，除了有单一使用的外，大多使用的是水玻璃复合浆液，如水玻璃————稀磷酸等。水玻璃是一种能溶于水的硅酸盐。它是由不同比例的碱Na2O·nSiO2，K2O·nSiO2。通常把水玻璃组成中的二氧化硅和氧化钠〔或氧化钾〕M。140.5的水玻璃〔相当于原硅酸钠〕没有有用价值，而有用价值最大的水玻璃其M在2.0～3.5解的难易程度随模数而定，M为1时能溶于常温水中；M加大，M34×105Pa以上蒸气中胶体组合相对增多，粘结力量也大。我国目前生产的水玻璃模数在1～3.635°B、40°B、45°B56°波美度等。除液体水玻璃外，还有不同外形〔块状、粒状、粉状〕的固体水玻璃。液体水玻璃呈青灰色或黄绿色，以无色透亮为好。它与水可按任意比例混合成不同浓度〔比重〕的溶液。同模数的水玻璃溶液，其浓度越高，则比重越大，粘结力越强。常用的固体水玻璃模2.6～2.81.36～1.50。其浓度常用波美比重计来测定，以波美度〔Be〕表示。工厂生产的水玻璃浓度为50～56波美度，而一般注浆则多承受35～40波美度，故使用时需加水稀释。水玻璃的粘度与模数、浓度和温度关系亲热。通常粘-2℃时，水玻璃会开头冻结。液体水玻璃吸取空气中的CO2，形成无定形硅酸，并渐渐枯燥而硬化。反响式为：为加速水玻璃的硬化，常参加硅氟酸钠Na2SiF6或速析出：硅氟酸钠的适当加量为水玻璃重量的12%～15%，加量越多，分散越快。作为地基灌浆材料使用时，常将水玻璃溶液与氯化钙溶液交替地灌入根底中，其反响式如下：反响生成的硅胶起胶结作用，能包裹上粒并充填于孔隙中，而Ca(