công nghệ thi công dung dịch khoan super mud

c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan super mud

Trêng ®¹i häc kiÕn tróc hµ néi
Khoa ®µo t¹o trªn ®¹i häc
------------***-------------

c«ng nghÖ thi c«ng
c«ng nghÖ sö dông dung dÞch khoan
super mud

thµy gi¸o : pgs.ts lª kiÒu
Soạn và giảng

Hµ néi 12/2005

pgs.ts lª kiÒu

1


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Trong công nghệ khoan cổ truyền dung dịch Bentonite
đợc làm dùng dung dịch khoan. Với các tiến bộ của khoa học kỹ
thuật, từ năm 1984 các hợp cất cao phân tử (Polimer) bắt đầu
đợc sử dụng làm dung dịch khoan. Những dung dịch khoan
cao phân tử của hãng PDSCo đợc gọi dới các tên nh Super Mud,
Super Mud Dry, Super Mud Custom Blend

TM

, Quik Floc

TM



1. Những u điểm của Super Mud.
Super Mud có khả năng củng cố thành tuyệt vời mà không phá
vỡ trạng thái cân bằng tự nhiên của của áp suất tự nhiên cần có
trong những hố khoan đờng kính lớn. Khi trộn Super Mud vào
nớc nó chỉ làm tăng thể tích dung dịch mà không làm thay
đổi khối lợng của dung dịch. Tăng khối lợng dung dịch là việc
có thể dẫn đến nhiều sự cố khi khoan ở vùng đất cát rời , sỏi
hay vùng băng hà.
Trong khi khoan ta phải xây dựng lớp vỏ mỏng ở thành hố
khoan đầu tiên là để chống mất nớc trong các hố khoan. Super
Mud tạo ra một lớp vỏ siêu mỏng và rất bền để chống sự thẩm
thấu. Lớp vỏ này có khả năng uốn cong khi gầu khoan chuyển
động qua bề mặt.
Super Mud làm việc rất tốt ở những vùng nớc mặn, nơi mà
Bentonile bị phá huỷ.
1.1. Tác động môi trờng.
Super Mud không chứa các cất nằm trong danh mục các cất
gây ô nhiễm môi trờng E.P.A
Super Mud là hợp chát không bền, bị phá huỷ ngay lập tức do
các tác dụng của
chlorine , calcium hay khi độ pH nhỏ hơn 4 .

pgs.ts lê kiều

2

công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Hàm lợng sử dụng thấp ( 0,1% theo khối lợng trong khi bentonite
là 10% theo khối lợng.
Không cần các biện pháp phòng hộ, an toàn lao động đặc
biệt.
1.2. Hố khoan làm việc tốt hơn
Thử tải tĩnh chỉ ra rằng, hố khoan dùng Super Mud có công
suất tải lớn hơn hố khoan dùng Bentonile khoảng 15%.
Mùn khoan lắng đọng nhanh trong gầu khoan làm giảm công
tác sàng cát.
Super Mud có tác dụng tốt với các loại đất thịt tạo thành dung
dịch khoan mới.
Super Mud có tác dụng bôi trơn tốt, làm giảm ma sát khi di
chuyển gầu khoan và khi khoan.
Super Mud phá huỷ ngay lập tức khi tác dụng với khoáng chất
calcium trong xi măng và biến đổi thành nớc. Điều này xảy ra
trớc khi bê tông đông kết tạo ra sự dính kết tốt giữa bê tông và
thành hố khoan.
1.3. Tiết kiệm thời gian
Dung dịch Super Mud có thể trộn trực tiếp thay cho việc phải
trộn trớc 24 giờ nh đối với Bentonite.
Giảm đến mức tối đa việc sử dụng máy lọc cát.
Giảm thời gian làm sạch công trờng và Super Mud có thể phá
huỷ trực tiếp vào hệ thống cống rãnh.
1.4. Hiệu quả kinh tế
Giảm rất lớn chi phí vận chuyển.
Giảm diện tích kho bãi.
Khả năng tái sử dụng cao.

pgs.ts lê kiều

3


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Giá thành tổng thể sẽ giảm đợc xuống hơn 25%.
2. Cách chuẩn bị dung dịch khoan.
Có các loại dung dịch khoan hệ Polimer nh sau:
a. Super Mud

TM

cất gây nhớt cao phân tử polycrylamide

loại nhũ tơng.
b. Super Mud Dry

TM

chất gây nhớt cao phân tử

polycrylamide dạng hạt.
c. Super Mud Custom Blend

TM

chất gây nhớt polycrylamide

dạng hạt bổ sung bởi hỗn hợp khoáng để giảm sự mất nớc.

d. Quik Floc

TM

chất keo tụ cao phân tử polycrylamide dạng

lỏng.
Dung dịch khoan từ Super Mud đợc chuẩn bị bằng cách pha
trộn Super Mud, Super Mud Dry với nớc theo một tỷ lệ nhất
định đã đợc tính toán. Nớc để pha trộn dung dịch khoan phải
đạt đợc những yêu cầu nhất định (xem phần sau). Cung cấp
nớc đầy đủ với chất lợng thích hợp để trộn dung dịch Super
Mud là biện pháp tối cần thiết để đảm bảo hoạt động khoan
bình thờng. Nếu nguồn cung cấp nớc là không dồi dào và
không cung cấp đợc liên tục ví dụ nh từ giếng nhỏ, đờng ống
nhỏ hay bằng xe teéc, nên có bể để gom và trữ nớc để đảm
bảo khả năng sản xuất dung dịch liên tục và đúng chất lợng.
2.1. Super Mud có thể đợc trộn trực tiếp trong hố khoan khi
đang khoan hoặc đợc trộn trớc trong các bể mở để hyđrát
hoá hoàn toàn các phân tử polimer. Việc trộn trớc Super Mud
trong bể mở là phơng pháp nên dùng vì nó cho phép kiểm tra
đợc dễ dàng tính chất của dung dịch, tuy nhiên Super Mud
cũng có tể đợc trộn trực tiếp trong lỗ khoan khi khoan lỗ. Tỉ lệ
trộn với nớc sạch là 800:1 (nớc/Super Mud), đối với nớc lợ hoặc
pgs.ts lê kiều

4


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud

mặn là 600:1 để đạt đợc dung dịch Super Mud có độ nhớt
Marsh Funned 35 ữ 45.
Trớc khi trộn, nớc phải đợc kiểm tra và xử lý trớc để đạt độ pH
từ 8 ữ 10. Điều này giúp kéo dài nhất các phân tử polimer để
có độ nhớt lớn nhất, Water Treat là một hoá chất chuyển dịch
độ PH và bột Sô-đa (Natri cacbonat) có thể dùng để làm
đệm pH. Thông thờng 1/4 bảng Anh (0,1kg) chất cải thiện pH
Water Treat cho khoảng 160 lít nớc bổ sung. Chất chuyển dịch
độ pH này có thể chống lại sự phá huỷ dung dịch Super Mud
cho các ion Magiê và Canxi gây ra. Khi xử lý nớc mặn chất
chuyển dịch độ pH đậm đặc hơn. Cần khoảng 0,45 kg chất
cải thiện pH cho 160 lít nớc bổ sung.
Cách thức trộn điển hình:
a. Xử lý nớc bằng Water Treat/Sô-đa để có pH từ 8 ữ 10.
b. Lắc đều xô đựng Super Mud trớc khi đổ vào nớc bổ
sung.
c. Dùng máy trộn cánh khuấy đều kiểu Venturi, nếu trộn
trong thùng mở, thêm Super Mud từ từ (2 phút thêm 4 lít)
cho đến khi đạt tỉ lệ 800:1. Sử dụng hạn chế máy trộn,
cánh, bơm ly tâm có thể làm giảm độ nhớt.
d. Kiểm tra độ nhớt Marsh Funned. Tỷ lệ này cho độ nhớt
khoảng 35 ữ 45.
e. Dung dịch khoan có thể duy trì tối thiểu từ mức 2m bên
trên mặt nớc để đảm bảo tính ổn định của tờng hố
khoan bên. Tham khảo thêm phần 3 của tài liệu này.
f. Độ pH và độ nhớt của dung dịch có thể tiếp tục đợc
khống chế trong quá trình sử dụng. Để tăng độ pH, thêm chất
cải thiện pH, để tăng độ nhớt, thêm Super Mud đến khi đạt
đợc độ nhớt mong muốn.
pgs.ts lê kiều

5


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Khi trộn trực tiếp trong hố khoan , đổ Super Mud từ từ (2 phút
cho 4 lít) trực tiếp vào dòng nớc một cách cẩn thận để dòng
Super Mud chảy vào dòng nớc ở điểm chảy rối. Mũi khoan đợc
cho chuyển động qua lại từ từ trong cột dung dịch Super Mud
để phân tán và làm đồng nhất dung dịch. Có thể dùng cái
gầu vừa quay, vừa chuyển động tịnh tiến từ từ.
Có thể thêm Super Mud qua một ống hoặc một thiết bị cảm
ứng nối trực tiếp vào đầu ra của bơm li tâm đợc dùng để
bơm hỗn hợp nớc/polimer và một bể khuấy. Việc khuấy có thể
thực hiện bằng cách dùng khí nén tổi từ dới đáy, quay vòng
bằng một bơm Moyno hay bơm màng hoặc bằng cánh khuấy
bằng động cơ quay với tốc độ nhỏ hơn 60 vòng/phút, hoặc
bằng các biện pháp thích hợp khác.
Thông thờng sự mất dung dịch khoan nhiều nhất xảy ra ở độ
sâu 3 ữ 4,4m đầu, kinh nghiệm cho thấy nên trộn 50% lợng
Super Mud ớc tính trong vùng này. Từ điểm này đến điểm
cách đáy 1,5 ữ 3m, thêm một lợng còn lại (ớc tính) Super Mud.
Độ nhớt và độ pH của chất nhầy có thể đợc kiểm tra định kỳ
và điều chỉnh bằng cách thêm Super Mud hay chất cải thiện
độ pH.
2.2 Super Mud Dry có thể đợc trộn trực tiếp khi khoan hoặc
trộn trớc trong thùng mở. Khi trộn trực tiếp vào trong lỗ khoan,
điều quan trọng nhất là phải có đợc dòng nớc thổi xoè ra bao
lấy mũi khoan hoặc đợc đi khiển để sai đợc dòng nớc rộng,
và mạnh để rắc polimer. Super Mud Dry đợc thêm từ từ vào

dòng nớc chảy nhanh để tránh vón cục. Mũi khoan khi đó đợc
chuyển động tịnh tiến dần dần trong bột dung dịch Super
Mud Dry để phân tán và làm đồng nhất dung dịch. Có thể
dùng cái gầu vừa quay vừa chuyển động tịnh tiến từ từ.
pgs.ts lê kiều

6


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Khi Super Mud Dry đợc trộn trớc bên ngoài, nó đợc rắc hoặc
rây lên dòng nớc ang chảy ợc xoè ra qua một cái khay ăn vào
thùng khuấy. Khi không đợc khuấy thích hợp trong khi thêm
Super Mud Dry có thể dẫn đến sự lãng phí polimer và tạo ra
một lớp polimer hyđrát hoá một phần ở đáy thùng. Việc khuấy
chỉ yêu cầu trong một thời gian tơng đối ngắn khi polimer đợc trộn cho đến khi có độ nhớt đáng kể. Việc khuấy có thể đợc thực hiện bằng thổi khí nén ở đáy thùng quay vòng bằng
một bơm Moyno hay bơm màng hoặc bằng cánh khuấy bằng
động cơ quay với tốc độ nhỏ hơn 60 vòng/phút, hoặc bằng
các biện pháp thích hợp khác. Sự quay vòng bằng bơm li tâm
nên tránh hoặc chỉ dùng thỉnh thoảng trong điều kiện hạn
chế, vì bơm này có thể cắt nhỏ polimer, làm giảm độ nhớt
và làm hỏng tính năng của nó.
3. Mực dung dịch Super Mud trong hố khoan khi khoan
Mức dung dịch Super Mud đợc duy trì tối thiểu là 2 mét trên
mực nớc ngầm, để cân bằng thuỷ tĩnh và ngăn chặn sự
phân huỷ của các cấu trúc không ổn định. Nếu dung dịch
Super Mud xuống thấp dới quá mức này, nên tạm dừng hoạt
động và điều chỉnh mức dung dịch Super Mud thích hợp
bằng cách thêm nớc sạch và polimer trực tiếp vào lỗ hoặc lấy
dung dịch đợc trộn trong bể cho vào lỗ. Khi mặt nớc ở mức

thích hợp, kéo dài ống vách trên mức này để giữ đủ áp suất
cột áp.
Điểm tham khảo để chọn và duy trì mức dung dịch Super
Mud luôn luôn là mức nớc tĩnh. Điều này đợc áp dụng ngay cả
trong trờng hợp ống vách đợc đặt ngang và thấp hơn mực nớc
ngầm. Sự có mặt của casing này cũng không loại bỏ yêu cầu
giữ mức dung dịch Super Mud cao hơn mực nớc ngầm. Việc cố
pgs.ts lê kiều

7


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
gắng khoan hoặc giữ hố khoan mở trong trờng hợp nền đất
không ổn định hoặc rời hoặc khi chiều cao cột dung dịch
Super Mud không thích hợp thậm chí trong trờng hợp sử dụng
ống casing kéo dài cho đến mực nớc ngầm vẫn có thể xảy ra
sập hố khoan ở dới đáy casing.
Trong một số trờng hợp, sự mất cân bằng áp suất trong hố
khoan có thể dẫn tới việc mất quá nhiều dung dịch Super Mud
vào trong đất dạng hạt. Trong vài trờng hợp điều này có thể
kèm theo sự mất ổn định trong của đất. Vì vậy khi mức nớc
tĩnh đủ thấp để không liên quan đến tính ổn định của tờng bên hoặc không duy trì quá mức áp suất thuỷ tĩnh, chỉ
yêu cầu duy trì mức dung dịch. Trong hầu hết các trờng hợp
giữ dung dịch Super Mud từ khoảng 2 ữ 3m bên trên mặt nớc
là thích hợp nếu đặc tính cảu dung dịch Super Mud nằm
trong phạm vi tiêu chuẩn. Trong trờng hợp đất rất mềm và lỏng,
hoặc trong điều kiện bất thờng của áp suất d của đất, nh rút
ra từ cấu trúc phần sau, chiều cao cột dung dịch Super Mud
phải cao hơn từ 6 ữ 9m bên trên mặt nớc. Khi mực nớc tĩnh

không phụ thuộc, mà đất có khả năng sụp, dùng dung dịch
điền đầy lỗ. Nếu sự mất cân bằng có thể gây vấn đề, xem
xét sử dụng ống vách (casing) trong các tầng đất có thể sụp.
4. Sự mất dung dịch.
Tỷ lệ mất chất lỏng cao là có hại khi đào bởi vì sự thâm nhập
chất lỏng có thể làm giảm tính dính của đất nền, cân bằng
áp suất giữa hố khoan và thành đất, tăng khả năng hyđrát hoá
của các loại đất sét và đá phiến dễ bị trơng nở, có thể gây
ra kết vảy hoặc sụp lỗ khoan.
Khi mất chất dung dịch khoan cần đợc xác định, cần tăng
liều lợng polimer và độ nhớt bằng cách thêm Super Mud hoặc
pgs.ts lê kiều

8


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Super Mud Dry trực tiếp vào lỗ cùng với nớc, hoặc bằng cách lấy
dung dịch polimer độ nhớt cao đã trộn sẵn cho vào lỗ hố
khoan. Các tác nhân kiểm soát sự mất chất lỏng khác nh :
Super Mud Custom Blend

TM

cũng có thể đợc thêm vào dung

dịch Super Mud có sẵn. Khi dùng các phụ gia chống mất chất
lỏng khác, chỉ nên dùng các phụ gia tơng thích với chất lỏng
đang dùng. Khi thêm polimer mới hoặc tác nhân chống mất
chất lỏng vào trên lỗ, dùng mũi khoan phân tán polimer hay

phụ gia xuống dới bằng cách tịnh tiến nhẹ nhàng xuống tận
đáy vài lần trớc khi tiếp tục khoan.
Nếu có sẵn bùn tự nhiên hoặc đợc lấy trong khi đào có thể đợc thêm trực tiếp vào đầu lỗ đào hoặc trực tiếp vào vùng mất
chất lỏng bằng cách bôi bùn này vào mũi khoan. Mũi khoan khi
đó đợc đa xuống từ từ trong cột dung dịch Super Mud đến
độ sâu mà chất lỏng đợc coi là mất ở khu vực đó , ở điểm
này mũi khoan đợc quay để vùng vâtk liệu vào thành hố đào.
Có thể dùng Bentonite dạng hạt để thay thế bùn.
Việc sử dụng nguyên lý của các phần tử lọc dạng API trong xây
dựng nền móng là để đa ra các ý tởng về chất lợng của tấm
lọc mà dung dịch Bentonite có thể sản sinh ra, hoặc để lọc
các mẫu nớc bùn hay dung dịch polimer để có thể thu đợc sản
phẩm lọc sạch để phân tích hoá học. Phần tử lọc dang API đợc thiết kế trớc tiên là để lọc dầu, để mô tả sự mất nớc và tính
chất lọc của dung dịch khoan trên cơ sở Bentonite đợc xử lý
tốt trong khi khoan quay các giếng sâu thành đá có tính
xuyên qua thấp dạng hạt nhỏ sa thạch. Kích thớc của các lỗ của
đá này, và tơng ứng, tính xuyên qua nhỏ hơn hàng nghìn lần
so với đất dạng hạt. Cũng trong khoan dầu, áp suất khác nhau
(sự mất cân bằng) mà gây ra bởi cột dung dịch khoan lên đá
đợc khoan theo thứ tự là khoảng 100 ữ 500 psi.
pgs.ts lê kiều

9


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Trong khoan móng, độ chênh áp thông thờng khoảng 1,5 ữ
15m chiều cao cột nớc. Khi cần tính giá trị chất lỏng bị mất,
chúng đợc tính với phần tử lọc API tiêu chuẩn, nhng nên đợc
tiến hành ở áp suất tơng ứng với áp suất thuỷ tĩnh lớn nhất mà

sẽ gặp trong một trờng hợp bất kỳ nào đó.
Biểu đồ sau đây chỉ ra tổng độ sâu hố đào và áp suất áp
dụng cho cho phần tử lọc ở độ sâu đó.
Độ sâu

áp suất yêu

Độ sâu

áp suất yêu

tính bằng cầu tính bằng

tính bằng

cầu tính bằng

feet
0 25
25 35
35 50
50 60
60 70
70 85
85 95
95 105
105 - 115

feet
115 130

130 140
140 150
150 175
175 200
200 - 230

PSI
55
60
65
75
85
100 max

PSI
10
15
20
25
30
35
40
45
50

5. Chuẩn bị cho việc đổ bê tông
Khi khoan đến đợc độ sâu thiết kế, việc đầu tiên là làm
sạch đáy lỗ bằng một gầu vét bằng hay một dụng cụ thích hợp.
Các mẫu dung dịch Super Mud sẽ đợc tuần tự lấy từng đợt bắt
đầu từ giữa hố cho đến khi cách đáy khoảng 60 cm để xác

định hàm lợng cát, pH và tỷ trọng. Khi hàm lợng cát và chỉ số
tỷ trọng ở điểm giữa và gần đầy ở trong khoảng cực đại đã
đợc chỉ rõ (xem bảng thông số chất lợng dung dịch) hoặc khi
các chỉ số này ổn định và không đổi trong khoảng 30 phút,
trong thời gian đó lỗ hoàn toàn tĩnh và không đa các dụng cụ
vào, đáy lỗ đợc làm sạch và đặt cốt thép và có thể đổ bê
tông.
pgs.ts lê kiều

10


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Nếu các hạt cát trong chất lỏng không lắng xuống hoặc nếu
lắng rất chậm thì có thể thực hiện các biện pháp khác ví
dụ, tích tụ các hạt đất thành các khối mà có thể bóc ra bằng
các dụng cụ đào, thay đổi chất lỏng trong lỗ bằng chất lỏng
sạch, xử lý dung dịch Super Mud bằng các phụ gia để tăng tốc
sự tích tụ hoặc làm đông đặc, hoặc thúc đẩy việc loại bỏ
các hạt đất lơ lửng. Trong phần lớn các trờng hợp việc sử dụng
Quik Floc

TM

(phụ gia làm dung dịch keo tụ) là biện pháp có

hiệu quả nhất để gia tăng sự lắng. Trong đất phù sa, việc hạn
chế sự lắng đọng và hàm lợng phù sa có thể gây ra vấn đề
thậm chí khi hàm lợng cát ở trong mức quy định.
Bất kỳ trờng hợp nào, khi mà chất lắng tích tụ đáng kể sau

khi bắt đầu đặt lồng thép đều nên tránh.
Phơng pháp kiểm tra hàm lợng cát theo tiêu chuẩn API có thể
dẫn đến những kết quả sai lầm trong trờng hợp chất lỏng
polimer có chứa bùn. Trong bớc pha loãng mẫu, keo tụ bùn có thể
hình thành tự phát trong ống kiểm tra hàm lợng cát bởi vì sự
tập trung của polimer bị giảm đi do việc pha loãng mẫu dung
dịch ở nồng độ thấp, polimer có thể làm keo tụ bùn thành
những hạt lớn hơn mà kích cỡ của nó bằng hạt cát (lớn hơn 74
micron). Các keo tụ này đợc giữ trong sàng kiểm tra cát và đợc
đo nh cát, cho một giá trị phóng đại của cát. Kỹ thuật chuẩn
bị mẫu có thể tránh đợc hoặc giảm nhẹ độ lắng đọng tự
phát của bùn mà việc này có thể tạo ra "cát giả" trong khi kiểm
tra. Ví dụ, một phiên bản đã đợc sửa chữa cho việc kiểm tra
hàm lợng cát theo tiêu chuẩn API đã sử dụng hypoclorit (chất
tẩy) hoặc dung dịch hyđrôgen peroxiđe thay nớc để pha
loãng mẫu dung dịch. những kỹ thuật cũng có thể đa ra kết
quả mong muốn là tránh đợc hoặ làm giảm nhẹ việc lắng bùn
một cách tự phát. Các sửa đổi nh vậy đối với việc kiểm tra cát
pgs.ts lê kiều

11


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
theo tiêu chuẩn API sẽ đợc sử dụng khi cần thiết để cung cấp
giá trị hàm lợng cát chính xác với sự chấp thuận của kỹ s. Khi
sửa đổi việc kiểm tra không ngăn cản hoặc loại trừ sự lắng
đọng một cách tự phát thì kỹ s có thể tự quyết định khi đọc
hàm lợng cát trong ống nghiệm, bằng cách phân biệt bằng
mắt cát thật với bùn lắng (hai loại này khác nhau về bề ngoài

cũng nh kết cấu) và bỏ qua bùn lắng khi đọc kết quả kiểm
tra.
Nếu nh mẫu lầy đợc lấy khi đào đã có các hạt bùn lắng (nghĩa
là bùn lắng này không đợc tạo thành nh vật tạo tác của việc
chuẩn bị mẫu mà thực sự tồn tại trong dung dịch), thì bùn
lắng này sẽ đợc đo và coi nh cát. Sự tồn tại của bùn lắng trong
một mẫu lầy khi đợc xác định bằng mắt trớc khi kiểm tra cát.
6. Thu hồi và sử dụng lại Super Mud/Super Mud Dry
Sử dụng lại dung dịch Super Mud/ Super Mud Dry đòi hỏi một
bể có thể chứa đợc lợng dung dịch khi đào. Khi bê tông đợc
bơm vào, dung dịch Super Mud dâng lên đợc bơm từ đỉnh lỗ
khoan vào bể chứa. Cần phải chú ý để không bơm vào bể bất
cứ dung dịch nào có tiếp xúc với bê tông và có can xi gây phá
huỷ dung dịch Super Mud. Sự phá huỷ này rất dễ nhận thấy,
vì nó trông nh hỗn hợp sữa và cháo yến mạch. Sự phá huỷ chỉ
cần xảy ra ở bề mặt tiếp xúc của bê tông và dung dịch Super
Mud.
Dung dịch ở phần 1 mét cuối cùng trên mặt tiếp xúc của bê
tông sẽ đợc bỏ vào bể thải hoặc hố thải. Nếu đợc thu vào bể,
nó có thể đợc phá đi khi công việc kết thúc và đợc thải ra
theo cách mà chính quyền địa phơng cho phép. Nên đổ
xuống hố nó sẽ bay hơi và chỉ để lại cặn can xi/ xi măng nếu
chính quyền sở tại cho phép.
pgs.ts lê kiều

12


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
Dung dịch Super Mud đợc gom vào bể cần phải kiểm tra độ

pH và độ nhớt. Có thể thêm nớc đủ thể tích ban đầu. Thờng
cần khoảng 1/4 Super Mud khi bổ sung lần đầu để khôi phục
dung dịch Super Mud này vể tính chất ban đầu của nó. Có
thể điều chỉnh pH bằng cách thêm một lợng nhỏ chất chuyển
dịch độ pH.
7. Phơng pháp phân huỷ Super Mud
Khi hoàn thành công việc, bất kỳ lợng Super Mud còn lại phải
đợc loại bỏ bằng chất ôxy hoá. Chất ôxy hoá thông dụng nhất là
dung dịch 5% Sodium Hypoclorit (chất tẩy đân dụng) hoặc
dung dịch 3% của Hyđrôgen Peroxide (nồng độ dân dụng).
Dung dịch Hypoclorit cần thêm vào dung dịch Super Mud theo
tỷ lệ 1/4200. Sau khi thêm chất phân huỷ vào, toàn bộ hệ
thống cần đợc lu thông một lần để đảm bảo ôxy hoá tất cả
các phân tử polimer.
Khi việc phân huỷ đợc hoàn chỉnh, tất cả những gì còn lại
chỉ là nớc và các phân tử acrylate. Chất này đợc thải ra một
cách an toàn vào hệ thống nớc thải, từng chứa nớc hoạt đơn
giản là để bay hơi. Thờng xuyên chú ý đến quy định của
địa phơng trớc khi phân huỷ.
8. Kiểm tra dung dịch Super Mud/ Super Mud Dry
Có bốn tính chất chính của dung dịch Super Mud mà phải
kiểm tra và báo cáo
8.1. Độ nhớt Marsh Funnel (MFV)/ Marsh Funnel Viscosity
Việc kiểm tra cần đợc tiến hành cả lúc bắt đầu từng giai
đoạn khi sử dụng dung dịch, việc kiểm tra này cần một phễu
Marsh và một cốc độ nhớt. MFV đợc tính bằng giây, MFV rất
pgs.ts lê kiều

13

công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
có ích trong việc xác định nồng độ của các phân tử polymer
và khả năng của nó trong việc ổn định đất nền.
8.2. pH
Việc kiểm tra đợc thực hiện bằng cách nhúng một mẩu giấy
quỳ vào dung dịch Super Mud và so sánh với màu chuẩn. Kết
quả việc kiểm tra này đợc báo cáo từ số 1 đến số 14. Tính
chất tốt nhất của Super Mud là từ 8 ữ 10. Đây là mức độ mà
tại đó các phần tử polimer có thể hyđrát hoá và kéo dài đầy
đủ nhất, tạo ra nhiều độ nhớt, iôn CO 3= có mặt trong dung
dịch Super Mud pH = 8 ữ 10 có ích trong việc làm chất đệm
cho dung dịch Super Mud chống lại sự ô nhiễm can xi và
magiê. Độ pH dới 7 chỉ mức axít và cần điều chỉnh bằng cách
thêm chất cải thiện pH, ví dụ Water Treat hay Sô-đa vì nớc
axít có thể gây tác hại nghiêm trọng đến dung dịch này.
8.3. Tỷ trọng
Thí nghiệm này đợc tiến hành bằng việc cân bằng dung dịch
chuẩn và đợc đánh giá bằng tỷ trọng. Thí nghiệm này còn đợc
biết nh là khối lợng của dung dịch.
8.4. Thành phần cát.
Thí nghiệm này đợc tiến hành bằng bộ thí nghiệm chuẩn. Kết
quả đợc thể hiện bằng % cát. Thông thờng thí nghiệm này đợc tiến hành sau lúc khoan xong và trớc lúc đổ bê tông. Khi sử
dụng Super Mud thành phần cát thờng hiếm khi lên tới 1%. Bởi
vì tính không dính nối và gây lắng cát trong dung dịch
khoan lắng xuống rất nhanh. Dung dịch khoan hầu nh không
có cát.

pgs.ts lê kiều

14


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
9. Các phơng thức để nâng cao tính năng hữu ích của
dung dịch Super Mud
9.1. Tạo rãnh nghiêng 300 hoặc hơn ở thành gầu có để giảm
sự mút giữa gầu và thành hố khoan khi di chuyển gầu trong
dung dịch khoan.
9.2. Hàn răng bên thành gầu cũng có tác dụng nh trên nhng có
hiệu quả thấp hơn vì gây ra hiệu ứng dòng xoáy dung dịch.
9.3. Đáy gầu khoan phải để lỗ khoảng 15cm cho phép dòng
dung dịch chảy qua.
9.4. Gầu vét phải kín và khe hở với thành hố khoan không nhỏ
hơn 7cm.
10. Các chất gây ảnh hởng tới Super Mud
Hầu hết các chất polimer đều nhạy cảm với các chất gây ô
nhiễm có thể xuất hiện trong nớc bổ sung, nớc nền, đất và xi
măng. Các chất gây ô nhiễm có các chất can xi, các chất quá
kiềm hoặc quá axít. Các chất gây ô nhiễm có thể xuất hiện
trong dung dịch Super Mud do nớc bổ sung, nớc biển và vỉa
thạch cao, đất biển vôi hoá, vữa, bê tông, đất đen, nớc đầm
lầy, nớc thải công nghiệp và các nguồn khác. Cần phải biết,
tính toán và điều chỉnh các ảnh hởng của các chất gây ô
nhiễm đó trong khi làm móng trên nền đất lầy. Trách nhiệm
xác định sự có mặt của chất gây ô nhiễm hay các chất tơng
tự trớc hết thuộc về kỹ s địa chất trong giai đoạn điều tra
hiện trờng và chuyển qua cho tổng thầu và các nhà thầu phụ,
những ngời sẽ kiểm tra mẫu đất và nớc để xác minh sự có
mặt của các chất gây ô nhiễm. Việc lấy mẫu nớc nền và

phân tích các mẫu về độ pH và các chất gây ô nhiễm là bắt
buộc của việc điều tra tầng đất gốc tiến hành bởi các công ty
dịch vụ và khoan thăm dò địa chất.
pgs.ts lê kiều

15


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud
PDSCo sẵn sàng giúp đỡ các nhà thầu để đánh giá thông tin
địa chất và các thông tin khác để nhận định và lập kế hoạch
để quản lý các chất gây ô nhiễm trong xử lý các chất lầy. Hệ
phụ gia và công nghệ xử lý sẽ đợc PDSCo giới thiệu và sử dụng.
Nớc đợc dùng để bổ sung vào chất lầy, cũng nh mẫu nớc nền
lấy từ công trờng sẽ đợc phân tích về độ pH và các chất gây
ô nhiễm. Chính các chất lầy cũng đợc phân tích về độ pH và
các chất gây ô nhiễm trong quá trình khoan khi sự ô nhiễm
bởi axít, kiềm nớc nền bị ô nhiễm hay các nguồn ô nhiễm
khác là có hoặc nghi là có, khi cần phải xác định và xử lý ảnh
hởng của các chất ô nhiễm đó. Các chất gây ô nhiễm và pH sẽ
đợc đo bằng các phơng pháp phân tích tiêu chuẩn và đợc
thừa nhận.
Khi có ô nhiễm, nên sử dụng các phụ gia nh Water Treat

TM

, Sô-

đa cũng có thể đợc dùng để chuyển pH trong khoảng 8 ữ 10
và để làm mềm nớc.

Dung dịch khoan Super Mud và Super Mud Dry đã đợc ứng
dụng rộng rãi khắp thế giới và đa lại hiệu quả lớn.

Hệ thống sử dụng SuperMud
Dùng trực tiếp :
pgs.ts lê kiều

16


công nghệ sử dụng dung dịch khoan super mud

SuperMud
Nguồn nớc

pha trộn
đạt độ nhớt theo ý muốn

Hố
đào tạo cọc nhồi
Dùng gián tiếp:
SuperMud pha trộn theo yêu cầu

Nguồn nớc

Nớc bùn đạt yêu cầu
Bể chứa

Đúc rút từ kinh nghiệm sử dụng tại công trình Nhà Tháp
Trung tâm

Phố Hai Bà Trng Hà nội.
PGS, TS Lê Kiều - Hà nội
- 1993

pgs.ts lê kiều

17