Densitet av bentonituppslamning
1. Klassificering och prestanda för slam
1.1 Klassificering
Bentonit, även känd som bentonitbergart, är en lerbergart med hög andel montmorillonit, som ofta innehåller en liten mängd illit, kaolinit, zeolit, fältspat, kalcit etc. Bentonit kan kategoriseras i tre typer: natriumbaserad bentonit (alkalisk jord), kalciumbaserad bentonit (alkalisk jord) och naturlig blekjord (sur jord). Bland dessa kan kalciumbaserad bentonit också kategoriseras som kalcium-natriumbaserad och kalcium-magnesiumbaserad bentonit.
1.2 Prestanda
1) Fysiska egenskaper
Bentonit är vit och ljusgul i sin naturliga form medan den även förekommer i ljusgrått, ljusgrönt rosa, brunrött, svart etc. Bentonit varierar i styvhet på grund av dess fysikaliska egenskaper.
2) Kemisk sammansättning
De huvudsakliga kemiska komponenterna i bentonit är kiseldioxid (SiO2), aluminiumoxid (Al2O3) och vatten (H2O). Halten av järnoxid och magnesiumoxid är också ibland hög, och kalcium, natrium och kalium förekommer ofta i bentonit i olika halter. Halten av Na2O och CaO i bentonit påverkar de fysikaliska och kemiska egenskaperna, och även processtekniken.
3) Fysikaliska och kemiska egenskaper
Bentonit utmärker sig genom sin optimala hygroskopicitet, nämligen expansion efter vattenabsorption. Expansionstalen vid vattenabsorption når upp till 30 gånger. Den kan dispergeras i vatten för att bilda en viskös, tixotropisk och smörjande kolloidal suspension. Den blir formbar och vidhäftande efter blandning med fint skräp som vatten, slam eller sand. Den kan absorbera olika gaser, vätskor och organiska ämnen, och den maximala adsorptionskapaciteten kan nå 5 gånger sin vikt. Den ytaktiva sura blekjorden kan adsorbera färgade ämnen.
Bentonits fysikaliska och kemiska egenskaper beror huvudsakligen på typen och innehållet av montmorillonit. Generellt sett har natriumbaserad bentonit överlägsna fysikaliska och kemiska egenskaper och tekniska prestanda än kalciumbaserad eller magnesiumbaserad bentonit.
2. Kontinuerlig mätning av bentonituppslamning
DeLonnmeterinlinebentoniteslurrydensitetmeterär en online-massadensitetsmätareanvänds ofta i industriella processer. Slammets densitet avser förhållandet mellan slammets vikt och vikten av en specificerad volym vatten. Storleken på slammets densitet som mäts på plats beror på den totala vikten av slammet och borrkaxet i slammet. Vikten av tillsatsmedel bör också inkluderas om några.
3. Applicering av slam under olika geologiska förhållanden
Det är svårt att borra ett hål i lager av slipmedel, grus, småsten och trasiga zoner för att uppnå lägre bindningsegenskaper mellan partiklar. Nyckeln till problemet ligger i att öka bindningskraften mellan partiklarna, och slam används som en skyddande barriär i sådana lager.
3.1 Effekt av slamdensitet på borrhastighet
Borrhastigheten minskar med ökande slamdensitet. Borrhastigheten minskar avsevärt, särskilt när slamdensiteten är större än 1,06–1,10 g/cm².3Ju högre viskositeten hos slammet är, desto lägre borrhastighet.
3.2 Effekt av sandinnehåll i slam på borrning
Innehållet av stenrester i slammet utgör risker vid borrning, vilket resulterar i felaktigt renade hål och efterföljande fastkörning. Dessutom kan det orsaka sug- och tryckspänning, vilket leder till läckage eller kollaps av brunnen. Sandhalten är hög och sedimentet i borrhålet är tjockt. Det gör att borrväggen kollapsar på grund av hydratisering, och det är lätt att få slammet att falla av och orsaka olyckor i borrhålet. Samtidigt orsakar det höga sedimentinnehållet stort slitage på rör, borrkronor, vattenpumpcylinderhylsor och kolvstänger, och deras livslängd är kort. Därför bör slammets densitet och sandhalten minskas så mycket som möjligt, med utgångspunkt i att säkerställa balans mellan formationstrycket.
3.3 Slamdensitet i mjuk jord
I mjuka jordlager, om slamtätheten är för låg eller borrhastigheten är för hög, kommer det att leda till att hålet kollapsar. Det är vanligtvis bättre att hålla slamtätheten på 1,25 g/cm²3i detta jordlager.
4. Vanliga uppslamningsformler
Det finns många typer av slam inom teknik, men de kan klassificeras i följande typer beroende på deras kemiska sammansättning. Proportioneringsmetoden är följande:
4.1 Na-Cmc (natriumkarboximetylcellulosa) uppslamning
Denna uppslamning är den vanligaste viskositetshöjande uppslamningen, och Na-CMC spelar en roll i ytterligare viskositetsförbättring och minskning av vattenförlust. Formeln är: 150-200 g högkvalitativ uppslamningslera, 1000 ml vatten, 5-10 kg soda och cirka 6 kg Na-CMC. Uppslamningens egenskaper är: densitet 1,07-1,1 g/cm3, viskositet 25-35s, vattenförlust mindre än 12 ml/30min, pH-värde cirka 9,5.
4.2 Järn-krom-salt-Na-Cmc-uppslamning
Denna uppslamning har stark viskositetsförbättring och stabilitet, och järnkrom-salt spelar en roll för att förhindra flockning (utspädning). Formeln är: 200 g lera, 1000 ml vatten, cirka 20 % tillsats av ren alkalilösning vid 50 % koncentration, 0,5 % tillsats av ferrokrom-saltlösning vid 20 % koncentration och 0,1 % Na-CMC. Uppslamningens egenskaper är: densitet 1,10 g/cm3, viskositet 25s, vattenförlust 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Ligninsulfonatuppslamning
Ligninsulfonat utvinns ur flytande sulfitmassaavfall och används vanligtvis i kombination med ett kolalkalimedel för att lösa problemet med flockulering och vattenförlust i slam baserat på viskositetsökning. Formeln är 100–200 kg lera, 30–40 kg flytande sulfitmassaavfall, 10–20 kg kolalkalimedel, 5–10 kg NaOH, 5–10 kg skumdämpare och 900–1000 l vatten för 1 m3 slam. Slammets egenskaper är: densitet 1,06–1,20 g/cm3, trattviskositet 18–40 s, vattenförlust 5–10 ml/30 min, och 0,1–0,3 kg Na-CMC kan tillsättas under borrning för att ytterligare minska vattenförlusten.
4.4 Humussyrauppslamning
Humussyrauppslamning använder kolalkalimedel eller natriumhumat som stabilisator. Den kan användas tillsammans med andra behandlingsmedel såsom Na-CMC. Formeln för att framställa humussyrauppslamning är att tillsätta 150–200 kg kolalkalimedel (torrvikt), 3–5 kg Na2CO3 och 900–1000 liter vatten till 1 m3 uppslamning. Uppslamningens egenskaper: densitet 1,03–1,20 g/cm3, vattenförlust 4–10 ml/30 min, pH 9.
Publiceringstid: 12 februari 2025
