专利名称：一种废弃钻井液的固化方法
技术领域：
本发明涉及煤矿钻井领域用的一种助剂的固化方法，特别是一种废弃钻井液的固化方法。
背景技术：
煤矿立井钻井施工会产生大量的废弃钻井液，每口井大约产生废弃钻井液3～4万方，完井后全部弃之于井场。如龙固矿主井，钻井深度582.75m，钻井直径8.7m，最大循环钻井液量3.5万m3；如果存放池深度是3m，则废弃钻井液便要占地1.2万m2左右。钻井液的主要成分是粘土、水、各种化学添加剂等，含有碱、盐、有机物和岩屑等多种污染物质，目前，钻井废弃钻井液主要是堆放在井场预先挖好的土坑里，借助自然条件蒸发干燥，随后用表层土壤或矸石填埋。这样处理钻井液，通常需要几年甚至几十年的时间才能干，占地面积大，且不利于环保。尤其是在空地少、对环保要求比较高的城镇附近钻井时，废弃钻井液处理问题已成为钻井法凿井发展的一大制约因素。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中煤矿钻井废弃钻井液占地面积大及污染环境的难题，本发明提供一种废弃钻井液的固化方法，用该固化剂处理过的废弃钻井液可以大量节约土地，而且不会对地下水和周围农作物产生影响，可产生明显的环境效益、经济效益和社会效益。
本发明所采用的技术方案是一种废弃钻井液的固化方法，在一定重量的废弃钻井液中添加水泥和水玻璃，三者的重量配比为废弃钻井液100重量份水泥5.8～10.8重量份水玻璃 1.75～2.9重量份。
上述废弃钻井液还可添加0.42～1.25重量份的CaO或0.42～1.25重量份的Al2(SO4)3或0.42～1.25重量的份的NaCl。
本发明的有益效果是向废弃钻井液中加入的水泥和水玻璃是通过消耗废弃钻井液中的水分子并改变粘土的水化状态来达到固结废弃钻井液、固定有毒物质的目的。由于本发明采用的水泥在水化过程中产生氢氧化钙，水玻璃加入后，马上与新生成的氢氧化钙反应，生成具有一定强度的胶凝体—水化硅酸钙；水泥水化后，化学反应连续不断地进行，就在土颗粒周围形成各种水化物结晶，初始时是一种胶质物体，后来形成胶凝体，随着水化反应连续不断进行，胶凝体增大并吸收水分，使其凝固更快，结合更加紧密，进而生出结晶体。随着水泥水化物结晶不断地生长、伸延，特别是钙矾石的针状结晶生长交织在一起形成空间的网络结构，土体被分割包围在这些水泥骨架中间。随着土体逐渐被挤密，自由水逐渐减少消失，形成了水泥—土特殊的骨架结构。随着结晶长大与土颗粒相搭接，形成空间网络结构，这就增加了固结体的强度。而CaO、Al2(SO4)3或NaCl都能起到促凝作用，能将现场的废弃钻井液在24h内固化，使废弃钻井液成固体状态，能够装车运输，7天抗压强度在0.1～0.5MPa之间。24h针入度在2～6mm之间，48h针入度在0.1～1.5mm之间。
针入度是用SZR-5型电脑沥青针入度仪测定，抗压强度是用BC-300D型电液式自动加载压力试验机测定，用来做抗压强度的试块拆模后采用标准养护，养护条件是温度20℃，湿度90％。
固化后泥浆的针入度和抗压强度值
具体实施例方式下面将对本发明作进一步说明该废弃钻井液的固化方法是在一定重量的废弃钻井液中添加水泥和水玻璃，三者的重量配比为废弃钻井液100重量份，水泥5.8～10.8重量份，水玻璃1.75～2.9重量份。
该废弃钻井液还可添加0.42～1.25重量份的CaO或0.42～1.25重量份的Al2(SO4)3或0.42～1.25重量的份的NaCl。上述废弃钻井液为煤矿钻井用废弃钻井液，里面一般含有钻井用钻井液稀释剂、增粘剂、降滤失剂、能提高钻井液稳定性的聚合物等。其密度大于1.18g/cm3，密度越大，固化效果越好。
在使用时将该将上述技术方案中需要的各组分添加到废弃钻井液中搅拌均匀，堆放在闲置地方，固化后即可装车运输了。
实施例1、将100重量份的废弃钻井液里添加5.8重量份的水泥和1.75重量份的水玻璃，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.12MPa，24h针入度为5mm，48h针入度为1.4mm；在上述废弃钻井液里还可再添加0.42重量份的CaO、或者Al2(SO4)3、或者NaCl，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.13MPa，24h针入度为4.8mm，48h针入度为1.3mm。
实施例2、将100重量份的废弃钻井液里添加10.8重量份的水泥和2.9重量份的水玻璃，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.4MPa，24h针入度为2.1mm，48h针入度为0.3mm；在上述废弃钻井液里还可再添加1.25重量份的CaO、或者Al2(SO4)3、或者NaCl，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.42MPa，24h针入度为2mm，48h针入度为0.2mm。
实施例3、将100重量份的废弃钻井液里添加7重量份的水泥和1.9重量份的水玻璃，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.3MPa，24h针入度为4mm，48h针入度为1.3mm；在上述废弃钻井液里还可再添加0.8重量份的CaO、或者Al2(SO4)3、或者NaCl，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.31MPa，24h针入度为3.8mm，48h针入度为1.28mm。
实施例4、将100重量份的废弃钻井液里添加8.9重量份的水泥和2.15重量份的水玻璃，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.32MPa，24h针入度为3.7mm，48h针入度为1.28mm；在上述废弃钻井液里还可再添加1.15重量份的CaO、或者Al2(SO4)3、或者NaCl，进行搅拌均匀，堆放起来，待24小时后废弃钻井液固化，7天抗压强度为0.3MPa，24h针入度为3.6mm，48h针入度为1.26mm。
权利要求
1.一种废弃钻井液的固化方法，其特征是在一定重量的废弃钻井液中添加水泥和水玻璃，三者的重量配比为废弃钻井液100重量份水泥 5.8～10.8重量份水玻璃1.75～2.9重量份。
2.根据权利要求1所述的废弃钻井液的固化方法，其特征是其中还可添加0.42～1.25重量份的CaO或0.42～1.25重量份的Al2(SO4)3或0.42～1.25重量的份的NaCl。
全文摘要
一种废弃钻井液的固化方法。本发明的目的是解决现有技术中煤矿钻井废弃钻井液占地面积大及污染环境的难题。其特征在于在一定重量的废弃钻井液中添加水泥和水玻璃，三者的重量配比为废弃钻井液100重量份，水泥5.8～10.8重量份，水玻璃1.75～2.9重量份。用该固化剂处理过的废弃钻井液可以大量节约土地，而且不会对地下水和周围农作物产生影响，可产生明显的环境效益、经济效益和社会效益。
文档编号A62D3/00GK1824726SQ200610002900
公开日2006年8月30日 申请日期2006年2月13日 优先权日2006年2月13日
发明者孙建荣, 王晓建, 王新, 李英全, 程守业 申请人:北京中煤矿山工程有限公司