Instant Sealing of Large Voids in Pile Drilling

Abstract

In this work, a product with the potential to seal large voids in pile drilling was developed. To achieve this, it was assessed the sealing ability of a gel composed of xanthan gum (XG) and calcium hydroxide (Ca(OH)2) in both a static and a continuous system. It was added 100 g/Ltotal_mixture of sand to the product to increase its density. It was found that a gel composed of 7,5 g/Ltotal_mixture of XG and 2,5 g/Ltotal_mixture of Ca(OH)2 was able to reduce the drilling fluid’s flow to values below 0,003 cm/s in a 1 cm cavity within 35 s of its application and maintain this flow for 165 min. However, this product was only able to decrease the drilling fluid’s flow by 77,9 % in a 3 cm cavity and resulted in a reduction of the Brookfield and Marsh Funnel viscosity by 40,4 % and 42 %, respectively. Additionally, a gel composed of 12,5 g/Ltotal_mixture of XG, 4,2 g/Ltotal_mixture of Ca(OH)2, and 2,1 g/Ltotal_mixture of sodium hexametaphosphate reduced the drilling fluid’s flow to 0 cm/s in a 1 cm cavity whithin 36 s after its application and maintained this flow for 1020 min. However, this product was only able to decrease the drilling fluid’s flow by 83,6 % in a 3 cm cavity and resulted in a reduction of the Brookfield and Marsh Funnel viscosity by 27,8 % and 29,3 %, respectively.

Neste trabalho, foi desenvolvido um produto com potencial para selar grandes vazios em perfuração de estacas. Para isto, foi avaliada a capacidade de selagem de um gel composto por goma xantana (XG) e hidróxido de cálcio (Ca(OH)2) em sistemas estáticos e contínuos. Foram adicionadas 100 g/Ltotal_mixture de areia ao produto para aumentar a sua densidade. Verificou-se que um gel composto por 7,5 g/Ltotal_mixture de XG e 2,5 g/Ltotal_mixture de Ca(OH)2 conseguiu reduzir o fluxo do fluido de perfuração para valores inferiores 0,003 cm/s numa cavidade de 1 cm em 35 s após a sua aplicação e manteve esse fluxo por 165 min. No entanto, este produto apenas reduziu o fluxo do fluido de perfuração em 77,9 % numa cavidade de 3 cm e provocou uma redução da viscosidade de Brookfield e de Cone de Marsh de 40,4 % e 42 %, respetivamente. Adicionalmente, um gel composto por 12,5 g/Ltotal_mixture de XG, 4,2 g/Ltotal_mixture de Ca(OH)2 e 2,1 g/Ltotal_mixture de hexametafosfato de sódio reduziu o fluxo do fluido de perfuração para 0 cm/s em 36 s após a sua aplicação e manteve esse fluxo por 1020 min. No entanto, este produto apenas reduziu o fluxo do fluido de perfuração em apenas 83,6 % numa cavidade de 3 cm e provocou uma redução na viscosidade no Brookfield e de Cone de Marsh de 27,8 % e 29,3 %, respetivamente.