Bentonit Bulamacının Yoğunluğu
1. Çamurun Sınıflandırılması ve Performansı
1.1 Sınıflandırma
Bentonit, yüksek oranda montmorillonit içeren ve genellikle az miktarda illit, kaolinit, zeolit, feldspat, kalsit vb. de barındıran bir kil kayasıdır. Bentonit üç tipe ayrılabilir: sodyum bazlı bentonit (alkali toprak), kalsiyum bazlı bentonit (alkali toprak) ve doğal ağartma toprağı (asidik toprak). Bunlar arasında kalsiyum bazlı bentonit, kalsiyum-sodyum bazlı ve kalsiyum-magnezyum bazlı bentonitler olarak da sınıflandırılabilir.
1.2 Performans
1) Fiziksel Özellikler
Bentonit doğal olarak beyaz ve açık sarı renktedir, ancak açık gri, açık yeşil, pembe, kahverengi, kırmızı, siyah vb. renklerde de bulunabilir. Bentonitlerin sertliği, fiziksel özelliklerine bağlı olarak değişir.
2) Kimyasal Bileşim
Bentonitin ana kimyasal bileşenleri silisyum dioksit (SiO2), alüminyum oksit (Al2O3) ve sudur (H2O). Bazen demir oksit ve magnezyum oksit içeriği de yüksektir ve bentonitte farklı oranlarda kalsiyum, sodyum ve potasyum da bulunur. Bentonitteki Na2O ve CaO içeriği, fiziksel ve kimyasal özelliklerini ve hatta işleme teknolojisini etkiler.
3) Fiziksel ve Kimyasal Özellikler
Bentonit, su emiliminden sonra genleşme özelliği olan optimum higroskopikliğiyle öne çıkar. Su emilimiyle birlikte genleşme oranı 30 kata kadar ulaşır. Suda dağılarak viskoz, tiksotropik ve kayganlaştırıcı bir koloidal süspansiyon oluşturabilir. Su, çamur veya kum gibi ince taneciklerle karıştırıldıktan sonra şekillendirilebilir ve yapışkan hale gelir. Çeşitli gazları, sıvıları ve organik maddeleri emebilir ve maksimum adsorpsiyon kapasitesi ağırlığının 5 katına ulaşabilir. Yüzey aktif asit ağartma toprağı, renkli maddeleri de adsorbe edebilir.
Bentonitin fiziksel ve kimyasal özellikleri esas olarak içerdiği montmorillonit türüne ve içeriğine bağlıdır. Genel olarak, sodyum bazlı bentonit, kalsiyum bazlı veya magnezyum bazlı bentonite göre üstün fiziksel ve kimyasal özelliklere ve teknolojik performansa sahiptir.
2. Bentonit Bulamacının Sürekli Ölçümü
OLonnmeterÇizgidebentoniteslurryyoğunlukmetreçevrimiçi birhamur yoğunluğu ölçerEndüstriyel süreçlerde sıklıkla kullanılır. Bulamaç yoğunluğu, bulamacın ağırlığının belirli bir hacimdeki suyun ağırlığına oranını ifade eder. Sahada ölçülen bulamaç yoğunluğunun büyüklüğü, bulamacın ve bulamaç içindeki sondaj artıklarının toplam ağırlığına bağlıdır. Varsa, katkı maddelerinin ağırlığı da dahil edilmelidir.
3. Farklı Jeolojik Koşullar Altında Çamur Uygulaması
Kum, çakıl, mıcır tabakaları ve kırık bölgelerde parçacıklar arasındaki bağ özelliklerinin zayıf olması nedeniyle delik açmak zordur. Sorunun çözümü, parçacıklar arasındaki bağ kuvvetini artırmakta yatar ve bu tür tabakalarda koruyucu bir bariyer görevi gören bir çamur kullanılır.
3.1 Bulamaç Yoğunluğunun Sondaj Hızına Etkisi
Sondaj hızı, bulamaç yoğunluğunun artmasıyla azalır. Sondaj hızı, özellikle bulamaç yoğunluğu 1,06-1,10 g/cm³'ten büyük olduğunda önemli ölçüde azalır.3Çamurun viskozitesi ne kadar yüksek olursa, delme hızı da o kadar düşük olur.
3.2 Sondaj İşleminde Çamurdaki Kum İçeriğinin Etkisi
Çamurda bulunan kaya parçacıklarının içeriği, sondajda risk oluşturarak, uygunsuz şekilde temizlenmiş deliklere ve sonrasında tıkanmalara yol açar. Ayrıca, emme ve basınç dalgalanmasına neden olarak sızıntıya veya kuyu çökmesine yol açabilir. Kum içeriği yüksek ve delikteki tortu kalındır. Bu durum, hidrasyon nedeniyle delik duvarının çökmesine ve çamur tabakasının dökülmesine ve delik içinde kazalara neden olabilir. Aynı zamanda, yüksek tortu içeriği borularda, matkap uçlarında, su pompası silindir kovanlarında ve piston kollarında büyük aşınmaya neden olur ve kullanım ömürlerini kısaltır. Bu nedenle, formasyon basıncının dengesini sağlamak koşuluyla, çamur yoğunluğu ve kum içeriği mümkün olduğunca azaltılmalıdır.
3.3 Yumuşak Toprakta Çamur Yoğunluğu
Yumuşak toprak katmanlarında, eğer bulamaç yoğunluğu çok düşükse veya sondaj hızı çok yüksekse, deliğin çökmesine yol açar. Genellikle bulamaç yoğunluğunu 1,25 g/cm³ civarında tutmak daha iyidir.3Bu toprak katmanında.
4. Yaygın Bulamaç Formülleri
Mühendislikte birçok bulamaç türü vardır, ancak kimyasal bileşimlerine göre aşağıdaki türlere sınıflandırılabilirler. Oranlama yöntemi şu şekildedir:
4.1 Na-Cmc (Sodyum Karboksimetil Selüloz) Bulamacı
Bu bulamaç, en yaygın viskozite artırıcı bulamaçtır ve Na-CMC, viskoziteyi daha da artırmada ve su kaybını azaltmada rol oynar. Formülü şöyledir: 150-200 g yüksek kaliteli bulamaç kili, 1000 ml su, 5-10 kg soda külü ve yaklaşık 6 kg Na-CMC. Bulamacın özellikleri şunlardır: yoğunluk 1,07-1,1 g/cm³, viskozite 25-35 s, su kaybı 30 dakikada 12 ml'den az, pH değeri yaklaşık 9,5.
4.2 Demir Krom Tuzu-Na-Cmc Bulamacı
Bu bulamaç, güçlü viskozite artırıcı ve kararlı özelliklere sahiptir ve demir krom tuzu, topaklanmayı (seyreltmeyi) önlemede rol oynar. Formülü şöyledir: 200 g kil, 1000 ml su, yaklaşık %20 oranında %50 konsantrasyonda saf alkali çözeltisi, %0,5 oranında %20 konsantrasyonda demir krom tuzu çözeltisi ve %0,1 Na-CMC. Bulamacın özellikleri şunlardır: yoğunluk 1,10 g/cm³, viskozite 25 s, su kaybı 12 ml/30 dk, pH 9.
4.3 Lignin Sülfonat Bulamacı
Lignin sülfonat, sülfit hamuru atık sıvısından elde edilir ve genellikle viskozite artışı temelinde bulamacın topaklanmayı önleme ve su kaybını giderme amacıyla kömür alkali ajanı ile birlikte kullanılır. Formülü 1 m³ bulamaç için 100-200 kg kil, 30-40 kg sülfit hamuru atık sıvısı, 10-20 kg kömür alkali ajanı, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg köpük giderici ve 900-1000 L sudur. Bulamacın özellikleri: yoğunluk 1,06-1,20 g/cm³, huni viskozitesi 18-40 s, su kaybı 5-10 ml/30 dk ve sondaj sırasında su kaybını daha da azaltmak için 0,1-0,3 kg Na-CMC eklenebilir.
4.4 Hümik Asit Bulamacı
Hümik asit bulamacı, stabilizatör olarak kömür alkali madde veya sodyum humat kullanır. Na-CMC gibi diğer arıtma maddeleriyle birlikte kullanılabilir. Hümik asit bulamacı hazırlama formülü, 1 m³ bulamaca 150-200 kg kömür alkali madde (kuru ağırlık), 3-5 kg Na₂CO₃ ve 900-1000 L su eklemektir. Bulamaç özellikleri: yoğunluk 1,03-1,20 g/cm³, su kaybı 4-10 ml/30 dk, pH 9.
Yayın tarihi: 12 Şubat 2025
