冻结孔泥浆置换中缓凝水泥浆及混合浆的性能劣化规律

冻结孔泥浆置换已成为岩层冻结法凿井的必需环节,但冻结管下放易遭遇浆液黏滞阻力过大,甚至被“抱死”导致钻孔报废。为深入掌握深孔环境中水泥浆及其与泥浆混合浆的性能劣化规律,以表观黏度作为衡量指标,考虑养护时间、温度、失水状态及混合浆的体积比等因素,分别开展缓凝水泥浆、混合浆的室内试验研究。结果表明:养护时间20 h内,水泥浆和混合浆的黏度均随养护时间延长而增长,但混合浆黏度值及增长速率远超过水泥浆;二者黏度与温度之间呈非线性变化关系;失水状态加速浆液的黏度增长,尤其是对混合浆的黏度影响更大;混合浆的黏度与体积比之间呈现为非线性关系;与缓凝水泥浆相比,混合浆的黏度剧增等性能劣化现象,受养护时间、温度及失水状态的影响都更为显著。分析认为,水泥与泥浆的混合浆液的黏度骤升、流动性大幅下降甚至丧失,是冻结管下沉阻力过大甚至被“抱死”的关键原因;因此,控制浆液混合段高度,抑制混合浆的黏度增长,是保证冻结管安全顺利下沉的关键。