一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液及方法
【专利摘要】本发明公开了一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液及方法，由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4.5份、稀释剂0.8-6份、稳定剂1.5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1.5-4.5份和pH值调节剂5-15份；其方法包括如下步骤：(a1)通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液甲；(b1)再通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液乙；(c1)最后通过空心钻杆向冻结孔底部注入缓凝水泥浆。本发明对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率大于80％，工作液甲和工作液乙在缓凝水泥浆置换泥浆工序中配合使用，可实现稀释泥浆、冲洗冻结孔壁上致密泥皮、隔离缓凝水泥浆与造孔泥浆，避免缓凝水泥浆被泥浆污染、改善冻结孔壁和冻结管界面性能、增强缓凝水泥浆与冻结孔壁和冻结管胶结质量的作用。
【专利说明】一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液及方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及冻结施工【技术领域】，特别涉及一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆 的工作液。
【背景技术】
[0002] 在现有技术中的冻结施工中，为了避免冻结管与围岩之间的环状空间出现导 水问题，通常采用缓凝水泥浆置换环形空间中的泥浆。中国专利文献CN101225740A和 CN102536248A均公开了利用缓凝水泥浆置换环形空间中泥浆的方法，虽然现有技术中置换 方法能够很好地将环形空间中的泥浆顺利置换出来，但是对于冻结孔壁上附着的一层致密 泥皮却无能为力。冻结孔壁上附着的泥皮（厚度约为1-2毫米）的存在导致缓凝水泥浆与 冻结孔壁胶结质量变差，破坏缓凝水泥浆对冻结管环形空间的封堵。另外，泥皮对缓凝水泥 浆性能具有破坏作用，缓凝水泥浆与致密泥皮的直接接触造成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致 缓凝水泥浆封堵作用变差。
【发明内容】
[0003] 有鉴于此，本发明在于提供一种能够将冻结孔壁上附着的致密泥皮清洗掉并隔离 缓凝水泥浆与泥浆的冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆用工作液。
[0004] 为解决上述问题，本发明采用如下技术方案：一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换 泥浆的工作液，由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定 齐[J 1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份。
[0005] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，由工作液甲和工作液乙组 成，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定 齐[J 1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份；工作液乙由水、骨 料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入 相应组分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜 尔胶中的一种或两种。
[0006] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，骨料为硅灰、粉煤灰、石灰 石粉和重晶石粉中的一种或多种。
[0007] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，稀释剂为铁铬木质素磺酸 盐、磺化单宁、磺化栲胶和偏磷酸钠中的一种或多种。
[0008] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，稳定剂为羧甲基淀粉和羟 丙基淀粉中的一种或两种。
[0009] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，保水剂为羧甲基纤维素、 聚阴离子纤维素和羟乙基纤维素中的一种或多种。
[0010] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚、 油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙烯脂中的一种或多种。
[0011] 上述一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，pH值调节剂为纯碱和烧碱 中的一种或两种。
[0012] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：
[0013] (al)通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组分 组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定剂1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂 1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份；
[0014] (bl)再通过空心钻杆向冻结孔底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释剂、 稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中加入 骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重量 份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍， 并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种 或两种；
[0015] (cl)最后通过空心钻杆向冻结孔底部注入缓凝水泥浆。
[0016] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：
[0017] (a2)通过清洗套管与空心钻杆之间的环形间隙注入工作液甲，同时向上拉清洗 套管；清洗套管套装在空心钻杆上并且清洗套管可沿空心钻杆轴向滑动，清洗套管底端与 空心钻杆外壁之间密封，在清洗套管底端的外侧壁上且环绕清洗套管的轴线等间距安装有 六个或六个以上的工作液流通管，工作液流通管的第一端与清洗套管和空心钻杆之间的环 形间隙流体导通，工作液流通管的第二端与环形橡胶管流体导通，环形橡胶管的外径等于 冻结孔的内径，环形橡胶管的外圆周壁上开设有溢流豁口，环形橡胶管的内圆周壁一体成 型有橡胶支管，橡胶支管远离环形橡胶管的一端套在工作液流通管的第二端上的球形凸 起上，工作液流通管通过橡胶支管与环形橡胶管流体导通；工作液甲由如下重量份的组分 组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定剂1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂 1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份；
[0018] (b2)通过空心钻杆的轴向中孔向冻结孔底部注入工作液乙，在注入工作液乙的 时候，工作液乙在冻结孔中的液面上升速度等于向上拉清洗套管的速度；工作液乙由水、骨 料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入 相应组分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜 尔胶中的一种或两种；
[0019] (c2)工作液乙注入完毕，再通过空心钻杆的轴向中孔向冻结孔底部注入缓凝水泥 浆，在注入缓凝水泥浆的时候，缓凝水泥浆在冻结孔中的液面上升速度等于向上拉清洗套 管的速度。
[0020] 本发明的有益效果是：对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率大于80%，工作 液甲和工作液乙在缓凝水泥浆置换泥浆工序中配合使用，可实现稀释泥浆、冲洗冻结孔壁 上的致密泥皮、清洁冻结管、隔离缓凝水泥浆与泥浆，避免缓凝水泥浆被泥浆污染、改善冻 结孔壁和冻结管界面性能、增强缓凝水泥浆与冻结孔壁和冻结管胶结质量的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0021] 图1为实施例1至实施例3中冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法的施工原 理示意图；
[0022] 图2为实施例4至实施例6中冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法的施工原 理示意图；
[0023] 图3为实施例4至实施例6中清洗套管与空心钻杆的安装在一起的结构示意图；
[0024] 图4为环形橡胶管的横截面图。
[0025] 图中，1-空心钻杆，2-工作液流通管，3-清洗套管，4-环形橡胶管，5-冻结孔， 6_溢流豁口，7-橡胶支管，8-球形凸起，9-泥浆，10-工作液甲，11-工作液乙，12-缓凝水泥 浆。
【具体实施方式】
[0026] 实施例1
[0027] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：
[0028] (al)通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组 分组成：水100千克、骨料4. 5千克、稀释剂6千克、稳定剂4千克、保水剂5千克、乳化剂 4. 5千克和pH值调节剂15千克；骨料为硅灰，稀释剂为铁铬木质素磺酸盐，稳定剂为羧甲 基淀粉，保水剂为羧甲基纤维素，乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚，pH值调节剂为纯碱。
[0029] (bl)再通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释 齐U、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重 量份的1. 1倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍、1. 01倍【即工作液乙中加入骨料的质量 为工作液甲中加入骨料质量的1. 1倍，即工作液乙中加入稀释剂的质量为工作液甲中加入 稀释剂质量的1. 01倍，即工作液乙中加入稳定剂的质量为工作液甲中加入稳定剂质量的 1. 01倍，即工作液乙中加入保水剂的质量为工作液甲中加入保水剂质量的1. 01倍，即工作 液乙中加入乳化剂的质量为工作液甲中加入乳化剂质量的1.01倍，即工作液乙中加入pH 值调节剂的质量为工作液甲中加入pH值调节剂质量的1. 01倍；本发明专利申请中其它地 方关于工作液乙中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂的量的含义与 此相同，不再一一赘述】，并且每1〇〇千克水中还加入增粘剂5千克，增粘剂为黄原胶，骨料 为硅灰，稀释剂为铁铬木质素磺酸盐，稳定剂为羧甲基淀粉，保水剂为羧甲基纤维素，乳化 剂为蓖麻油聚氧乙烯醚，pH值调节剂为纯碱。
[0030] (cl)最后通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入缓凝水泥浆。
[0031] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为100米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米深的工作液甲和100米深的工作 液乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为80%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附 着致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔离 工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而造 成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0032] 实施例2
[0033] -种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：
[0034] (al)通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组 分组成：水100千克、骨料1千克、稀释剂〇. 8千克、稳定剂1. 5千克、保水剂1千克、乳化 剂1. 5千克和pH值调节剂5千克；骨料为重晶石粉，稀释剂为磺化单宁，稳定剂为羟丙基淀 粉，保水剂为聚阴离子纤维素，乳化剂为油醇聚氧乙烯醚，pH值调节剂为烧碱。
[0035] (bl)再通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释 齐U、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重 量份的1. 15倍、1. 1倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍，并且每100千克水中还加入增粘 剂12千克，增粘剂为羟丙基瓜尔胶，骨料为重晶石粉，稀释剂为磺化单宁，稳定剂为羟丙基 淀粉，保水剂为聚阴离子纤维素，乳化剂为油醇聚氧乙烯醚，pH值调节剂为烧碱。
[0036] (cl)最后通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入缓凝水泥浆。
[0037] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为100米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为86%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附着 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔离 工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而造 成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0038] 实施例3
[0039] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤：
[0040] (al)通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组 分组成：水100千克、骨料3千克、稀释剂3. 5千克、稳定剂3千克、保水剂4千克、乳化剂4 千克和pH值调节剂10千克。骨料为1千克粉煤灰、1千克石灰石粉和1千克重晶石粉中的 混合物。稀释剂为1千克磺化单宁、0. 5千克磺化栲胶和2千克偏磷酸钠的混合物。稳定 剂为1千克羧甲基淀粉和2千克羟丙基淀粉中的混合物。保水剂为1千克羧甲基纤维素、 1千克聚阴离子纤维素和2千克羟乙基纤维素的混合物。乳化剂为1千克蓖麻油聚氧乙烯 醚、1千克油醇聚氧乙烯醚、1千克脂肪醇聚氧乙烯醚和1千克脂肪酸聚氧乙烯脂的混合物。 pH值调节剂为5千克纯碱和5千克烧碱的混合物。
[0041] (bl)再通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释 齐U、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100千克水中加 入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分重 量份的1. 1倍、1. 1倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍、1. 05倍，并且每100千克水中加入增粘剂 8千克，增粘剂为4千克黄原胶和4千克羟丙基瓜尔胶的混合物。骨料为1. 1千克粉煤灰、 1. 1千克石灰石粉和1. 1千克重晶石粉中的混合物。稀释剂为1. 1千克磺化单宁、〇. 55千 克磺化栲胶和2. 2千克偏磷酸钠的混合物。稳定剂为1. 05千克羧甲基淀粉和2. 1千克羟 丙基淀粉中的混合物。保水剂为1. 05千克羧甲基纤维素、1. 05千克聚阴离子纤维素和2. 1 千克羟乙基纤维素的混合物。乳化剂为1. 05千克蓖麻油聚氧乙烯醚、1. 05千克油醇聚氧乙 烯醚、1. 05千克脂肪醇聚氧乙烯醚和1. 05千克脂肪酸聚氧乙烯脂的混合物。pH值调节剂 为5. 25千克纯碱和5. 25千克烧碱的混合物。
[0042] (cl)最后通过空心钻杆1向冻结孔5底部注入缓凝水泥浆。
[0043] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为100米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为89%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附着 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔离 工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而造 成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0044] 实施例4
[0045] 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，包括如下步骤（本实施例中工作 液甲和工作液乙的配方与实施例1相同）：
[0046] (a2)通过清洗套管3与空心钻杆1之间的环形间隙注入工作液甲，同时向上拉清 洗套管3 ;清洗套管3套装在空心钻杆1上并且清洗套管3可沿空心钻杆1轴向滑动，清洗 套管3底端与空心钻杆1外壁之间密封，在清洗套管3底端的外侧壁上且环绕清洗套管3的 轴线等间距安装有六个或六个以上的工作液流通管2,工作液流通管2的第一端与清洗套 管3和空心钻杆1之间的环形间隙流体导通，工作液流通管2的第二端与环形橡胶管4流 体导通，环形橡胶管4的外径等于冻结孔5的内径，环形橡胶管4的外圆周壁上开设有溢流 豁口 6,环形橡胶管4的内圆周壁一体成型有橡胶支管7,橡胶支管7远离环形橡胶管4的 一端套在工作液流通管2的第二端上的球形凸起8上，工作液流通管2通过橡胶支管7与 环形橡胶管4流体导通。环形橡胶管4和橡胶支管7由于具有弹性，能够自适应钻孔直径 的变化，这样可以更好地将钻孔壁上的致密泥皮清洗掉。
[0047] (b2)通过空心钻杆1的轴向中孔向冻结孔5底部注入工作液乙，在注入工作液乙 的时候，工作液乙在冻结孔5中的液面上升速度等于向上拉清洗套管3的速度。
[0048] (c2)工作液乙注入完毕，再通过空心钻杆1的轴向中孔向冻结孔5底部注入缓凝 水泥浆，在注入缓凝水泥浆的时候，缓凝水泥浆在冻结孔5中的液面上升速度等于向上拉 清洗套管3的速度。
[0049] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为100米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米深的工作液甲和100米深的工作 液乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为84%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附 着的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔 离工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而 造成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0050] 实施例5
[0051] 本实施例一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法与实施例4的区别在于： 工作液甲和工作液乙的配方与实施例2相同。
[0052] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为1〇〇米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为90%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附着 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔离 工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而造 成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0053] 实施例6
[0054] 本实施例一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法与实施例4的区别在于： 工作液甲和工作液乙的配方与实施例3相同。
[0055] 本实施例中冻结孔5的孔径为210毫米，在冻结孔5中注入工作液甲和工作液乙 的深度均为1〇〇米，即沿冻结孔5深度方向分别有100米的工作液甲和100米深的工作液 乙，对冻结孔5内壁上附着的致密泥皮清除率为94%。工作液甲起到对冻结孔5壁上附着 的致密泥皮的浸泡、清洗作用；工作液乙的粘度和密度都比工作液甲的要大，主要起到隔离 工作液甲与缓凝水泥浆的作用，防止进入到工作液甲中的致密泥皮与缓凝水泥浆接触而造 成缓凝水泥浆絮凝、沉淀，导致缓凝水泥浆封堵作用变差。
[0056] 实施例4至实施例6与实施例1至实施例3相比，节约了工作液甲的使用量，并且 对致密泥皮的清洗效果好。
[0057] 上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明创造所作的举例，而并非对本发明创造具 体实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出 其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的 精神和原则之内所引伸出的任何显而易见的变化或变动仍处于本发明创造权利要求的保 护范围之中。
【权利要求】
1. 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于，由如下重量份的组 分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定剂1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂 1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份。
2. -种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特征在于：由工作液甲和工作 液乙组成，工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、 稳定剂1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份；工作液乙由水、 骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重 量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入 相应组分重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、 1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜 尔胶中的一种或两种。
3. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：骨料为硅灰、粉煤灰、石灰石粉和重晶石粉中的一种或多种。
4. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：稀释剂为铁铬木质素磺酸盐、磺化单宁、磺化栲胶和偏磷酸钠中的一种或多种。
5. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：稳定剂为羧甲基淀粉和羟丙基淀粉中的一种或两种。
6. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：保水剂为羧甲基纤维素、聚阴离子纤维素和羟乙基纤维素中的一种或多种。
7. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：乳化剂为蓖麻油聚氧乙烯醚、油醇聚氧乙烯醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和脂肪酸聚氧乙 烯脂中的一种或多种。
8. 根据权利要求1或2所述的一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的工作液，其特 征在于：pH值调节剂为纯碱和烧碱中的一种或两种。
9. 一种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，其特征在于：包括如下步骤： (al)通过空心钻杆（1)向冻结孔（5)底部注入工作液甲，工作液甲由如下重量份的组 分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定剂1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂 1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份； (bl)再通过空心钻杆（1)向冻结孔（5)底部注入工作液乙，工作液乙由水、骨料、稀释 齐U、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙中：每100重量份水中 加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工作液甲中加入相应组分 重量份的 1. 1-1. 15 倍、1. 01-1. 1 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍、1. 01-1. 05 倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄原胶和羟丙基瓜尔胶中的 一种或两种； (cl)最后通过空心钻杆（1)向冻结孔（5)底部注入缓凝水泥浆。
10. -种冻结法施工中缓凝水泥浆置换泥浆的方法，其特征在于：包括如下步骤： (a2)通过清洗套管（3)与空心钻杆（1)之间的环形间隙注入工作液甲，同时向上拉清 洗套管（3);清洗套管（3)套装在空心钻杆（1)上并且清洗套管（3)可沿空心钻杆（1)轴 向滑动，清洗套管（3)底端与空心钻杆（1)外壁之间密封，在清洗套管（3)底端的外侧壁上 且环绕清洗套管（3)的轴线等间距安装有六个或六个以上的工作液流通管（2)，工作液流 通管（2)的第一端与清洗套管（3)和空心钻杆（1)之间的环形间隙流体导通，工作液流通 管（2)的第二端与环形橡胶管（4)流体导通，环形橡胶管（4)的外径等于冻结孔（5)的内 径，环形橡胶管（4)的外圆周壁上开设有溢流豁口 ￠)，环形橡胶管（4)的内圆周壁一体成 型有橡胶支管（7)，橡胶支管（7)远离环形橡胶管（4)的一端套在工作液流通管（2)的第 二端上的球形凸起（8)上，工作液流通管（2)通过橡胶支管（7)与环形橡胶管（4)流体导 通；工作液甲由如下重量份的组分组成：水100份、骨料1-4. 5份、稀释剂0. 8-6份、稳定剂 1. 5-4份、保水剂1-5份、乳化剂1. 5-4. 5份和pH值调节剂5-15份； (b2)通过空心钻杆（1)的轴向中孔向冻结孔（5)底部注入工作液乙，在注入工作液乙 的时候，工作液乙在冻结孔（5)中的液面上升速度等于向上拉清洗套管（3)的速度；工作 液乙由水、骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂、pH值调节剂和增粘剂组成；在工作液乙 中：每100重量份水中加入骨料、稀释剂、稳定剂、保水剂、乳化剂和pH值调节剂分别为工 作液甲中加入相应组分重量份的1. 1-1. 15倍、1.01-1. 1倍、1.01-1. 05倍、1.01-1. 05倍、 1. 01-1. 05倍、1. 01-1. 05倍，并且每100重量份水中加入增粘剂5-12重量份，增粘剂为黄 原胶和羟丙基瓜尔胶中的一种或两种； (c2)工作液乙注入完毕，再通过空心钻杆（1)的轴向中孔向冻结孔（5)底部注入缓凝 水泥浆，在注入缓凝水泥浆的时候，缓凝水泥浆在冻结孔（5)中的液面上升速度等于向上 拉清洗套管（3)的速度。
【文档编号】E21D5/04GK104045312SQ201410274150
【公开日】2014年9月17日 申请日期:2014年6月18日 优先权日:2014年6月18日
【发明者】冯旭海, 叶建民, 王建平, 管增伦, 宋雪飞, 田乐, 徐润, 高晓耕, 刘书杰, 孙光, 吴莹, 陈慧, 肖炜, 王志晓, 贺文, 贺宏伟, 邵晨霞, 强晓宇 申请人:天地科技股份有限公司