Gęstość zawiesiny bentonitowej
1. Klasyfikacja i właściwości zawiesiny
1.1 Klasyfikacja
Bentonit, znany również jako skała bentonitowa, to skała ilasta zawierająca wysoki procent montmorylonitu, który często zawiera niewielką ilość illitu, kaolinitu, zeolitu, skalenia, kalcytu itp. Bentonit można podzielić na trzy typy: bentonit sodowy (gleba alkaliczna), bentonit wapniowy (gleba alkaliczna) i naturalna ziemia wybielająca (gleba kwaśna). Spośród nich bentonit wapniowy można również podzielić na bentonity wapniowo-sodowe i wapniowo-magnezowe.
1.2 Wydajność
1) Właściwości fizyczne
Bentonit w stanie naturalnym ma kolor biały i jasnożółty, a także występuje w kolorze jasnoszarym, jasnozielonym, różowym, brązowoczerwonym, czarnym itp. Bentonit różni się sztywnością ze względu na swoje właściwości fizyczne.
2) Skład chemiczny
Głównymi składnikami chemicznymi bentonitu są dwutlenek krzemu (SiO2), tlenek glinu (Al2O3) i woda (H2O). Zawartość tlenku żelaza i tlenku magnezu jest czasami również wysoka, a wapń, sód, potas są często obecne w bentonicie w różnych stężeniach. Zawartość Na2O i CaO w bentonicie ma wpływ na właściwości fizyczne i chemiczne, a nawet technologię procesu.
3) Właściwości fizyczne i chemiczne
Bentonit wyróżnia się optymalną higroskopijnością, a mianowicie rozszerzalnością po absorpcji wody. Liczba rozszerzalności związana z absorpcją wody osiąga wysoki poziom do 30 razy. Może być rozproszony w wodzie, tworząc lepką, tiksotropową i smarującą zawiesinę koloidalną. Staje się plastyczny i klejący po zmieszaniu z drobnymi zanieczyszczeniami, takimi jak woda, szlam lub piasek. Jest w stanie absorbować różne gazy, ciecze i substancje organiczne, a maksymalna zdolność adsorpcji może osiągnąć 5-krotność jego masy. Powierzchniowo czynny kwas bielący może adsorbować kolorowe substancje.
Właściwości fizyczne i chemiczne bentonitu zależą głównie od rodzaju i zawartości montmorylonitu, który zawiera. Ogólnie rzecz biorąc, bentonit na bazie sodu ma lepsze właściwości fizyczne i chemiczne oraz wydajność technologiczną niż bentonit na bazie wapnia lub magnezu.
2. Ciągły pomiar zawiesiny bentonitowej
TenLonnmetrw liniibentoniteslurrrrrygęstośćmetrjest onlinemiernik gęstości miazgiczęsto używane w procesach przemysłowych. Gęstość szlamu odnosi się do stosunku ciężaru szlamu do ciężaru określonej objętości wody. Wielkość gęstości szlamu mierzona na miejscu zależy od całkowitej masy szlamu i wycinków wiertniczych w szlamie. Należy również uwzględnić ciężar domieszek, jeśli takie występują.
3. Zastosowanie szlamu w różnych warunkach geologicznych
Trudno jest wywiercić otwór w warstwach piaskowca, żwiru, otoczaków i strefach pęknięć, aby uzyskać właściwości wiązania juniorów między cząstkami. Kluczem do problemu jest zwiększenie siły wiązania między cząstkami, a w takich warstwach szlam jest barierą ochronną.
3.1 Wpływ gęstości zawiesiny na prędkość wiercenia
Prędkość wiercenia maleje wraz ze wzrostem gęstości szlamu. Prędkość wiercenia spada znacząco, zwłaszcza gdy gęstość szlamu jest większa niż 1,06-1,10 g/cm3Im wyższa lepkość szlamu, tym niższa prędkość wiercenia.
3.2 Wpływ zawartości piasku w zawiesinie na wiercenie
Zawartość gruzu skalnego w szlamie stwarza ryzyko podczas wiercenia, co skutkuje niewłaściwie oczyszczonymi otworami i późniejszym zakleszczeniem. Ponadto może powodować podniecenie ssące i ciśnieniowe, co skutkuje wyciekiem lub zapadnięciem się odwiertu. Zawartość piasku jest wysoka, a osad w otworze jest gruby. Powoduje to zapadnięcie się ściany otworu z powodu uwodnienia i łatwo jest spowodować odpadnięcie powłoki szlamu i spowodowanie wypadków w otworze. Jednocześnie wysoka zawartość osadu powoduje duże zużycie rur, wierteł, tulei cylindrów pomp wodnych i tłoczysk, a ich żywotność jest krótka. Dlatego też, w celu zapewnienia równowagi ciśnienia formacji, gęstość szlamu i zawartość piasku powinny zostać zredukowane tak bardzo, jak to możliwe.
3.3 Gęstość zawiesiny w miękkim gruncie
W miękkich warstwach gleby, jeśli gęstość zawiesiny jest zbyt niska lub prędkość wiercenia jest zbyt duża, doprowadzi to do zapadnięcia się otworu. Zazwyczaj lepiej jest utrzymać gęstość zawiesiny na poziomie 1,25 g/cm3w tej warstwie gleby.
4. Popularne wzory zawiesin
Istnieje wiele rodzajów szlamu w inżynierii, ale można je podzielić na następujące typy według ich składu chemicznego. Metoda proporcjonowania jest następująca:
4.1 Na-Cmc (karboksymetyloceluloza sodowa) zawiesina
Ta zawiesina jest najpowszechniejszą zawiesiną zwiększającą lepkość, a Na-CMC odgrywa rolę w dalszym zwiększaniu lepkości i redukcji utraty wody. Wzór jest następujący: 150-200 g wysokiej jakości gliny zawiesinowej, 1000 ml wody, 5-10 kg sody kalcynowanej i około 6 kg Na-CMC. Właściwości zawiesiny to: gęstość 1,07-1,1 g/cm3, lepkość 25-35 s, utrata wody mniejsza niż 12 ml/30 min, wartość pH około 9,5.
4.2 Żelazo-chromowa sól-Na-Cmc zawiesina
Ta zawiesina ma silne wzmocnienie lepkości i stabilności, a sól chromowo-żelazowa odgrywa rolę w zapobieganiu flokulacji (rozcieńczaniu). Wzór jest następujący: 200 g gliny, 1000 ml wody, około 20% dodatku czystego roztworu alkalicznego o stężeniu 50%, 0,5% dodatku roztworu soli żelazochromowej o stężeniu 20% i 0,1% Na-CMC. Właściwości zawiesiny są następujące: gęstość 1,10 g/cm3, lepkość 25 s, utrata wody 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Zawiesina ligninosulfonianu
Ligninosulfonian jest otrzymywany z ciekłego odpadu pulpy siarczynowej i jest ogólnie stosowany w połączeniu z alkalicznym środkiem węglowym w celu rozwiązania problemu antyflokulacji i utraty wody z zawiesiny na podstawie wzrostu lepkości. Wzór to 100-200 kg gliny, 30-40 kg ciekłego odpadu pulpy siarczynowej, 10-20 kg alkalicznego środka węglowego, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg środka przeciwpieniącego i 900-1000 l wody na 1 m3 zawiesiny. Właściwości zawiesiny to: gęstość 1,06-1,20 g/cm3, lepkość lejka 18-40 s, utrata wody 5-10 ml/30 min, a 0,1-0,3 kg Na-CMC można dodać podczas wiercenia w celu dalszego zmniejszenia utraty wody.
4.4 Zawiesina kwasu huminowego
Szlam kwasu huminowego wykorzystuje alkaliczny środek węglowy lub humat sodu jako stabilizator. Może być stosowany w połączeniu z innymi środkami do obróbki, takimi jak Na-CMC. Wzór na przygotowanie szlamu kwasu huminowego to dodanie 150-200 kg alkalicznego środka węglowego (masa sucha), 3-5 kg Na2CO3 i 900-1000 l wody do 1 m3 szlamu. Właściwości szlamu: gęstość 1,03-1,20 g/cm3, utrata wody 4-10 ml/30 min, pH 9.
Czas publikacji: 12-02-2025
