泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用研究

［關鍵詞］泡沫泥漿；地浸砂巖鈾礦；鉆探施工

隨著地質勘探技術的發展，采用泡沫泥漿進行地浸砂巖鈾礦鉆探施工受到關注，結合土體參數分析和巖性參數分析的方法，采用失效概率分析的方法，建立泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用模型，通過有限元模擬的方法，進行穩定性測試，提高模型修正效率[1]。研究泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工技術，對提高地浸砂巖鈾礦鉆探的效率與安全性及穩定性具有重要意義，技術應用研究受到極大重視。

對地浸砂巖鈾礦鉆探方法主要采用空間邊坡穩定性分析方法、正態變量累積分布方法、可靠度測量方法等，采用薄膜效應機理[2]，建立泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用力學模型，通過理論計算和有限元分析，實現模型構造，本文提出基于穩定性分析和模型構造的泡沫泥漿地浸砂巖鈾礦鉆探方法，根據泡沫泥漿的空間變異性和黏聚力，結合極限平衡方法建立地浸砂巖鈾礦鉆探工藝參數分析模型，通過土體參數空間分析的方法，計算泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的力學參數，采用穩定性分析和模型構造的方法，實現泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用及研究。最后進行實驗測試，展示了本文方法在提高地浸砂巖鈾礦鉆探施工能力方面的優越性能。

1. 地浸砂巖鈾礦鉆探的力學參數分析

為了實現泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用優化，本文提出基于穩定性分析和模型構造的泡沫泥漿地浸砂巖鈾礦鉆探方法，根據泡沫泥漿的空間變異性和黏聚力分析，建立地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的泡沫泥漿雙重或多重孔隙介質分析模型，結合泡沫泥漿的m 重孔隙n 相流體參數分析，在固體相占據空間中，進行地浸砂巖鈾礦鉆探的力學性能測試。采用有效應力表達的方法，構建地浸砂巖鈾礦鉆探的極限平衡分析模型，得到地浸砂巖鈾礦鉆探的應變參數分析模型[3]，得到應變參數見表1。

根據表1的參數設定，進行地浸砂巖鈾礦鉆探工藝參數及力學參數分析，建立地浸砂巖鈾礦鉆探的力學均衡控制模型，基于試驗板荷載-位移關系，得到泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工的有限分布序列：

由此構建了地浸砂巖鈾礦鉆探施工的力學參數分析模型，根據地浸砂巖鈾礦鉆探施工的力學參數分布，進行剛性特征分析。

2. 泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工應用優化

在上述力學參數分析的基礎上，建立泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中有限元分析模型。泡沫固井水泥在不控制失水的情況下，抗壓強度較高。加入減失水劑后，失水控制效果較好，但強度下降較大。它可以通過控制化學藥劑反應產生的氮氣量調節水泥漿的密度，使水泥漿柱靜液壓力不超過地層破裂壓力。其流變性隨著水灰比的增大而提高，且泡沫固井水泥的流變性能隨溫度有明顯的區間變化。由于水泥的不斷水化，水泥漿的流變性能發生了變化。隨著養護時間的延長，剪切應力不斷增大，曲線斜率增大，料漿表觀黏度增大，流變性能逐漸變差。采用彎矩平衡分析的方法，進行泡沫泥漿的板塊間壓力測試，通過單位截面寬度檢測，建立泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工優化線性關系分布如表2所示。

根據表2的泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工優化線性分布，進行泡沫泥漿的極限承載力計算與試驗，得到泡沫泥漿的極限承載力計算值與試驗值如表3所示。

根據上述分析得知，泡沫泥漿應用在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中，能提高地浸砂巖鈾礦鉆探施工的動態極限承載能力。

3. 實驗測試

實驗中，取泡沫泥漿與地浸砂巖鈾礦鉆探區域比ql/qt 最大值為0.82，最大壓應變3.3，地浸砂巖鈾礦鉆探的極限荷載時的x0 和y0分別為0.342和0.892，根據參數設定，測得將泡沫泥漿應用在地浸砂巖鈾礦鉆探施工的可靠性和失效概率，如表4所示。有限元分布如圖1所示。

分析表中結果得知，本文方法進行地浸砂巖鈾礦鉆探施工的失效概率較低，加快了施工進度。

4 . 結語

建立泡沫泥漿在地浸砂巖鈾礦鉆探施工中的應用力學模型，通過理論計算和有限元分析，實現模型構造，本文提出基于穩定性分析和模型構造的泡沫泥漿地浸砂巖鈾礦鉆探方法，該方法能降低失效概率，加快施工進度加大穩定性。