Densitatea suspensiei de bentonită
1. Clasificarea și performanța nămolului
1.1 Clasificare
Bentonita, cunoscută și sub denumirea de rocă bentonitică, este o rocă argiloasă cu un procent ridicat de montmorillonit, care conține adesea o cantitate mică de ilit, caolinit, zeolit, feldspat, calcit etc. Bentonita poate fi clasificată în trei tipuri: bentonită pe bază de sodiu (sol alcalin), bentonită pe bază de calciu (sol alcalin) și pământ decolorant natural (sol acid). Printre acestea, bentonita pe bază de calciu poate fi clasificată și în bentonite pe bază de calciu-sodiu și bentonite pe bază de calciu-magneziu.
1.2 Performanță
1) Proprietăți fizice
Bentonita este albă și galben deschis în stare naturală, în timp ce apare și în gri deschis, roz verde deschis, roșu maro, negru etc. Bentonita variază în rigiditate datorită proprietăților sale fizice.
2) Compoziție chimică
Principalele componente chimice ale bentonitei sunt dioxidul de siliciu (SiO2), oxidul de aluminiu (Al2O3) și apa (H2O). Conținutul de oxid de fier și oxid de magneziu este, de asemenea, uneori ridicat, iar calciul, sodiul și potasiul sunt adesea prezente în bentonită în diferite conținuturi. Conținutul de Na2O și CaO din bentonită influențează proprietățile fizice și chimice și chiar tehnologia de procesare.
3) Proprietăți fizice și chimice
Bentonita se remarcă prin higroscopicitatea sa optimă, și anume prin expansiunea după absorbția apei. Numărul de expansiune care implică absorbția apei ajunge la 30 de ori. Poate fi dispersată în apă pentru a forma o suspensie coloidală vâscoasă, tixotropă și lubrifiantă. Devine maleabilă și adezivă după amestecarea cu particule fine precum apa, suspensia sau nisipul. Este capabilă să absoarbă diverse gaze, lichide și substanțe organice, iar capacitatea maximă de adsorbție poate ajunge la 5 ori greutatea sa. Pământul decolorant acid tensioactiv poate adsorbi substanțe colorate.
Proprietățile fizice și chimice ale bentonitei depind în principal de tipul și conținutul de montmorillonit pe care îl conține. În general, bentonita pe bază de sodiu are proprietăți fizice și chimice superioare și performanțe tehnologice superioare bentonitei pe bază de calciu sau magneziu.
2. Măsurarea continuă a suspensiei de bentonită
Cel/Cea/Cei/CeleLonnmeterîn liniebentoniteslurrydensitatemetrueste onlinedensmetru de pulpăutilizat frecvent în procesele industriale. Densitatea suspensiei se referă la raportul dintre greutatea suspensiei și greutatea unui volum specificat de apă. Mărimea densității suspensiei măsurate la fața locului depinde de greutatea totală a suspensiei și a deșeurilor de foraj din suspensie. De asemenea, trebuie inclusă greutatea adaosurilor, dacă există.
3. Aplicarea nămolului în diferite condiții geologice
Este dificil să se foreze o gaură în straturi de nisip, pietriș, pietricele și zone sparte pentru a obține proprietăți de legătură inferioare între particule. Cheia problemei constă în creșterea forței de legătură dintre particule și utilizarea nămolului ca barieră protectoare în astfel de straturi.
3.1 Efectul densității suspensiei asupra vitezei de foraj
Viteza de găurire scade odată cu creșterea densității suspensiei. Viteza de găurire scade semnificativ, în special când densitatea suspensiei este mai mare de 1,06-1,10 g/cm3.3Cu cât vâscozitatea suspensiei este mai mare, cu atât viteza de foraj este mai mică.
3.2 Efectul conținutului de nisip din nămol asupra forajului
Conținutul de resturi de rocă din nămol prezintă riscuri la foraj, rezultând în găuri purificate necorespunzător și blocarea ulterioară. În plus, poate provoca aspirație și agitație a presiunii, rezultând scurgeri sau prăbușirea sondei. Conținutul de nisip este ridicat, iar sedimentul din gaură este gros. Acest lucru provoacă prăbușirea peretelui găurii din cauza hidratării, iar pelicula de nămol se desprinde ușor și provoacă accidente în gaură. În același timp, conținutul ridicat de sedimente provoacă o uzură mare a țevilor, burghielor, manșoanelor cilindrului pompei de apă și tijelor pistonului, iar durata lor de viață este scurtă. Prin urmare, sub premisa asigurării echilibrului dintre presiunea de formațiune, densitatea nămolului și conținutul de nisip ar trebui reduse cât mai mult posibil.
3.3 Densitatea nămolului în sol moale
În straturile de sol moale, dacă densitatea suspensiei este prea mică sau viteza de foraj este prea mare, aceasta va duce la prăbușirea găurii. De obicei, este mai bine să se mențină densitatea suspensiei la 1,25 g/cm3.3în acest strat de sol.
4. Formule comune pentru suspensie
Există multe tipuri de nămol în inginerie, dar acestea pot fi clasificate în următoarele tipuri în funcție de compoziția lor chimică. Metoda de proporționare este următoarea:
4.1 Suspensie de Na-Cmc (carboximetilceluloză sodică)
Această suspensie este cea mai comună suspensie care crește vâscozitatea, iar Na-CMC joacă un rol în creșterea suplimentară a vâscozității și reducerea pierderii de apă. Formula este: 150-200 g de argilă de suspensie de înaltă calitate, 1000 ml de apă, 5-10 kg de sodă calcinată și aproximativ 6 kg de Na-CMC. Proprietățile suspensiei sunt: densitate 1,07-1,1 g/cm3, vâscozitate 25-35 s, pierdere de apă mai mică de 12 ml/30 min, valoare a pH-ului de aproximativ 9,5.
4.2 Suspensie de sare de fier și crom-Na-Cmc
Această suspensie are o vâscozitate puternică și o stabilitate sporită, iar sarea de fier-crom joacă un rol în prevenirea floculării (diluției). Formula este: 200 g argilă, 1000 ml apă, aproximativ 20% soluție alcalină pură la o concentrație de 50%, 0,5% soluție de sare de ferocrom la o concentrație de 20% și 0,1% Na-CMC. Proprietățile suspensiei sunt: densitate 1,10 g/cm3, vâscozitate 25s, pierdere de apă 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Suspensie de sulfonat de lignină
Sulfonatul de lignină este derivat din lichidul rezidual din celuloză cu sulfit și este utilizat în general în combinație cu un agent alcalin al cărbunelui pentru a rezolva problema antifloculării și a pierderii de apă din suspensie, pe baza creșterii vâscozității. Formula este 100-200 kg argilă, 30-40 kg lichid rezidual din celuloză cu sulfit, 10-20 kg agent alcalin al cărbunelui, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg antispumant și 900-1000 l apă pentru 1 m3 de suspensie. Proprietățile suspensiei sunt: densitate 1,06-1,20 g/cm3, vâscozitate în pâlnie 18-40 s, pierdere de apă 5-10 ml/30 min și 0,1-0,3 kg Na-CMC pot fi adăugate în timpul forajului pentru a reduce și mai mult pierderea de apă.
4.4 Suspensie de acid humic
Suspensia de acid humic utilizează agent alcalin de cărbune sau humat de sodiu ca stabilizator. Poate fi utilizată împreună cu alți agenți de tratare, cum ar fi Na-CMC. Formula pentru prepararea suspensiei de acid humic este de a adăuga 150-200 kg de agent alcalin de cărbune (greutate uscată), 3-5 kg de Na2CO3 și 900-1000 l de apă la 1 m3 de suspensie. Proprietățile suspensiei: densitate 1,03-1,20 g/cm3, pierdere de apă 4-10 ml/30 min, pH 9.
Data publicării: 12 februarie 2025
