Плотность бентонитовой суспензии
1. Классификация и характеристики пульпы
1.1 Классификация
Бентонит, также известный как бентонитовая порода, представляет собой глинистую породу с высоким содержанием монтмориллонита, которая часто содержит небольшое количество иллита, каолинита, цеолита, полевого шпата, кальцита и др. Бентонит можно разделить на три типа: натриевый бентонит (щелочная почва), кальциевый бентонит (щелочная почва) и природная отбеливающая глина (кислая почва). Среди них кальциевый бентонит также можно разделить на кальций-натриевый и кальций-магниевый бентониты.
1.2 Производительность
1) Физические свойства
В природе бентонит имеет белый и светло-желтый цвет, а также встречается в светло-сером, светло-зеленом, розовом, коричневом, красном, черном и других цветах. Жесткость бентонита варьируется в зависимости от его физических свойств.
2) Химический состав
Основными химическими компонентами бентонита являются диоксид кремния (SiO2), оксид алюминия (Al2O3) и вода (H2O). Содержание оксида железа и оксида магния также иногда высокое, а кальций, натрий и калий часто присутствуют в бентоните в различных количествах. Содержание Na2O и CaO в бентоните влияет на физико-химические свойства и даже на технологию производства.
3) Физические и химические свойства
Бентонит отличается оптимальной гигроскопичностью, а именно расширением после водопоглощения. Коэффициент расширения при водопоглощении достигает 30 раз. Он может диспергироваться в воде, образуя вязкую, тиксотропную и смазывающую коллоидную суспензию. После смешивания с мелкими частицами, такими как вода, суспензия или песок, он становится пластичным и липким. Он способен поглощать различные газы, жидкости и органические вещества, а максимальная адсорбционная способность может достигать 5 раз его собственного веса. Поверхностно-активная кислотная отбеливающая глина может адсорбировать окрашенные вещества.
Физические и химические свойства бентонита в основном зависят от типа и содержания в нем монтмориллонита. В целом, бентонит на основе натрия обладает лучшими физическими и химическими свойствами, а также технологическими характеристиками, чем бентонит на основе кальция или магния.
2. Непрерывное измерение бентонитовой суспензии
ОнДлинный метрв соответствииbentониteслуррyплотностьметрэто онлайн-сервисизмеритель плотности пульпыПлотность суспензии часто используется в промышленных процессах. Плотность суспензии — это отношение веса суспензии к весу определенного объема воды. Размер измеренной на месте плотности суспензии зависит от общего веса суспензии и бурового шлама в ней. Вес добавок также следует учитывать, если таковые имеются.
3. Применение пульпы в различных геологических условиях
Сложно просверлить отверстие в слоях песка, гравия, гальки и разрушенных участках из-за слабых связей между частицами. Ключ к решению проблемы заключается в увеличении силы сцепления между частицами и использовании суспензии в качестве защитного барьера в таких слоях.
3.1 Влияние плотности пульпы на скорость бурения
Скорость бурения снижается с увеличением плотности суспензии. Скорость бурения значительно уменьшается, особенно когда плотность суспензии превышает 1,06-1,10 г/см³.3Чем выше вязкость суспензии, тем ниже скорость бурения.
3.2 Влияние содержания песка в пульпе на бурение
Содержание обломков горных пород в буровом растворе представляет опасность при бурении, приводя к ненадлежащей очистке скважины и последующему застреванию. Кроме того, это может вызвать всасывание и повышение давления, что может привести к утечкам или обрушению скважины. Высокое содержание песка и толстый слой осадка в скважине приводят к обрушению стенок скважины из-за гидратации, легко может вызвать отслоение пластовой оболочки и привести к авариям в скважине. В то же время высокое содержание осадка вызывает сильный износ труб, буровых долот, гильз цилиндров водяных насосов и поршневых штоков, и срок их службы сокращается. Поэтому, при условии обеспечения баланса пластового давления, плотность и содержание песка в буровом растворе следует максимально снизить.
3.3 Плотность суспензии в мягких грунтах
В мягких грунтах слишком низкая плотность бурового раствора или слишком высокая скорость бурения могут привести к обрушению скважины. Обычно рекомендуется поддерживать плотность бурового раствора на уровне 1,25 г/см³.3в этом слое почвы.
4. Распространенные рецептуры пульпы
В машиностроении существует множество типов суспензий, но в зависимости от их химического состава их можно классифицировать на следующие виды. Метод дозирования следующий:
4.1 Суспензия Na-Cmc (карбоксиметилцеллюлозы натрия)
Эта суспензия является наиболее распространенной суспензией, повышающей вязкость, а Na-CMC играет важную роль в дальнейшем повышении вязкости и снижении потери воды. Формула: 150-200 г высококачественной суспензионной глины, 1000 мл воды, 5-10 кг кальцинированной соды и около 6 кг Na-CMC. Свойства суспензии: плотность 1,07-1,1 г/см³, вязкость 25-35 с⁻¹, потеря воды менее 12 мл/30 мин, значение pH около 9,5.
4.2 Суспензия соли железа и хрома Na-Cmc
Эта суспензия обладает сильным эффектом повышения вязкости и стабильности, а соль железа и хрома предотвращает флокуляцию (разбавление). Состав: 200 г глины, 1000 мл воды, около 20% раствора чистой щелочи 50%-ной концентрации, 0,5% раствора соли железа и хрома 20%-ной концентрации и 0,1% Na-CMC. Свойства суспензии: плотность 1,10 г/см³, вязкость 25 с⁻¹, потеря воды 12 мл/30 мин, pH 9.
4.3 Суспензия сульфоната лигнина
Сульфонат лигнина получают из отходов сульфитной пульпы и обычно используют в сочетании с угольной щелочью для решения проблем, связанных с флокуляцией и потерей воды в суспензии за счет повышения вязкости. Формула: 100-200 кг глины, 30-40 кг отходов сульфитной пульпы, 10-20 кг угольной щелочи, 5-10 кг NaOH, 5-10 кг пеногасителя и 900-1000 л воды на 1 м³ суспензии. Свойства суспензии: плотность 1,06-1,20 г/см³, вязкость в воронке 18-40 с⁻¹, потеря воды 5-10 мл/30 мин, и 0,1-0,3 кг Na-CMC можно добавлять во время бурения для дальнейшего снижения потери воды.
4.4 Гуминовая кислотная суспензия
В качестве стабилизатора для суспензии гуминовой кислоты используется угольно-щелочной агент или гумат натрия. Ее можно использовать в сочетании с другими обрабатывающими агентами, такими как Na-КМЦ. Формула приготовления суспензии гуминовой кислоты: на 1 м³ суспензии добавить 150-200 кг угольно-щелочного агента (сухой вес), 3-5 кг Na₂CO₃ и 900-1000 л воды. Свойства суспензии: плотность 1,03-1,20 г/см³, потеря воды 4-10 мл/30 мин, pH 9.
Дата публикации: 12 февраля 2025 г.
