Mật độ của bùn Bentonite
1. Phân loại và hiệu suất của bùn
1.1 Phân loại
Bentonite, còn được gọi là đá bentonite, là một loại đá sét có tỷ lệ montmorillonite cao, thường chứa một lượng nhỏ illite, kaolinite, zeolit, fenspat, canxit, v.v. Bentonite có thể được phân loại thành ba loại: bentonite gốc natri (đất kiềm), bentonite gốc canxi (đất kiềm) và đất tẩy trắng tự nhiên (đất chua). Trong số đó, bentonite gốc canxi cũng có thể được phân loại thành bentonite gốc canxi-natri và bentonite gốc canxi-magiê.
1.2 Hiệu suất
1) Tính chất vật lý
Bentonite có màu trắng và vàng nhạt trong tự nhiên nhưng cũng có màu xám nhạt, xanh lá cây nhạt, hồng, nâu đỏ, đen, v.v. Bentonite có độ cứng khác nhau tùy thuộc vào tính chất vật lý của chúng.
2) Thành phần hóa học
Thành phần hóa học chính của bentonit là silic dioxit (SiO2), nhôm oxit (Al2O3) và nước (H2O). Hàm lượng oxit sắt và magiê oxit đôi khi cũng cao, và canxi, natri, kali thường có trong bentonit ở các hàm lượng khác nhau. Hàm lượng Na2O và CaO trong bentonit tạo nên sự khác biệt về tính chất vật lý và hóa học, thậm chí cả công nghệ xử lý.
3) Tính chất vật lý và hóa học
Bentonite nổi bật ở khả năng hút ẩm tối ưu, cụ thể là giãn nở sau khi hấp thụ nước. Số giãn nở liên quan đến hấp thụ nước đạt tới 30 lần. Nó có thể phân tán trong nước để tạo thành hỗn dịch keo nhớt, có tính lưu biến và bôi trơn. Nó trở nên dễ uốn và kết dính sau khi trộn với các mảnh vụn mịn như nước, bùn hoặc cát. Nó có thể hấp thụ nhiều loại khí, chất lỏng và chất hữu cơ, và khả năng hấp phụ tối đa có thể đạt tới 5 lần trọng lượng của nó. Đất tẩy trắng axit hoạt động bề mặt có thể hấp thụ các chất màu.
Tính chất vật lý và hóa học của bentonit chủ yếu phụ thuộc vào loại và hàm lượng montmorillonit có trong đó. Nhìn chung, bentonit gốc natri có tính chất vật lý và hóa học cũng như hiệu suất công nghệ vượt trội hơn bentonit gốc canxi hoặc gốc magiê.
2. Đo liên tục bùn Bentonite
CácMáy đo độ dàitrực tuyếnbentonitetrượtừmyTỉ trọngmétlà một trực tuyếnmáy đo mật độ bột giấythường được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Mật độ bùn là tỷ lệ giữa trọng lượng bùn với trọng lượng của một thể tích nước nhất định. Kích thước của mật độ bùn được đo tại chỗ phụ thuộc vào tổng trọng lượng bùn và các mẩu cắt khoan trong bùn. Trọng lượng của phụ gia cũng nên được bao gồm nếu có.
3. Ứng dụng của bùn trong các điều kiện địa chất khác nhau
Thật khó để khoan một lỗ trong lớp cát, sỏi, đá cuội và các vùng bị vỡ để có được các đặc tính liên kết cơ bản giữa các hạt. Chìa khóa của vấn đề nằm ở việc tăng lực liên kết giữa các hạt và sử dụng bùn như một rào cản bảo vệ trong các tầng như vậy.
3.1 Ảnh hưởng của mật độ bùn đến tốc độ khoan
Tốc độ khoan giảm khi mật độ bùn tăng. Tốc độ khoan giảm đáng kể, đặc biệt khi mật độ bùn lớn hơn 1,06-1,10 g/cm3. Độ nhớt của bùn càng cao thì tốc độ khoan càng thấp.
3.2 Ảnh hưởng của hàm lượng cát trong bùn đến quá trình khoan
Hàm lượng mảnh vụn đá trong bùn gây ra rủi ro khi khoan, dẫn đến lỗ khoan được làm sạch không đúng cách và sau đó bị kẹt. Ngoài ra, nó có thể gây ra sự kích thích hút và áp suất, dẫn đến rò rỉ hoặc sụp đổ giếng. Hàm lượng cát cao và trầm tích trong lỗ khoan dày. Nó khiến thành lỗ khoan bị sụp đổ do hydrat hóa và dễ khiến lớp bùn rơi ra và gây ra tai nạn trong lỗ khoan. Đồng thời, hàm lượng trầm tích cao gây ra sự mài mòn lớn cho đường ống, mũi khoan, ống lót xi lanh bơm nước và thanh piston và tuổi thọ sử dụng của chúng ngắn. Do đó, dưới tiền đề đảm bảo sự cân bằng của áp suất thành tạo, mật độ bùn và hàm lượng cát phải được giảm càng nhiều càng tốt.
3.3 Mật độ bùn trong đất mềm
Trong các lớp đất mềm, nếu mật độ bùn quá thấp hoặc tốc độ khoan quá nhanh sẽ dẫn đến sập lỗ. Thông thường, mật độ bùn nên giữ ở mức 1,25g/cm.3trong lớp đất này.
4. Công thức bùn thông dụng
Có nhiều loại bùn trong kỹ thuật, nhưng chúng có thể được phân loại thành các loại sau theo thành phần hóa học của chúng. Phương pháp định lượng như sau:
4.1 Dung dịch Na-Cmc (Natri Carboxymethyl Cellulose)
Bùn này là bùn tăng độ nhớt phổ biến nhất, và Na-CMC đóng vai trò trong việc tăng độ nhớt và giảm mất nước hơn nữa. Công thức là: 150-200g bùn sét chất lượng cao, 1000ml nước, 5-10kg soda ash, và khoảng 6kg Na-CMC. Tính chất bùn là: mật độ 1,07-1,1 g/cm3, độ nhớt 25-35 giây, mất nước ít hơn 12ml/30 phút, giá trị pH khoảng 9,5.
4.2 Muối Sắt Crom-Na-Cmc Bùn
Bùn này có độ nhớt và độ ổn định cao, muối sắt crom có tác dụng ngăn ngừa kết bông (pha loãng). Công thức là: 200g đất sét, 1000ml nước, thêm khoảng 20% dung dịch kiềm tinh khiết ở nồng độ 50%, thêm 0,5% dung dịch muối ferrocrom ở nồng độ 20% và 0,1% Na-CMC. Tính chất của bùn là: khối lượng riêng 1,10 g/cm3, độ nhớt 25 giây, mất nước 12ml/30 phút, pH 9.
4.3 Bùn Lignin Sulfonate
Lignin sulfonat có nguồn gốc từ chất lỏng thải bột giấy sulfite và thường được sử dụng kết hợp với chất kiềm than để giải quyết tình trạng chống kết bông và mất nước của bùn dựa trên sự gia tăng độ nhớt. Công thức là 100-200kg đất sét, 30-40kg chất lỏng thải bột giấy sulfite, 10-20kg chất kiềm than, 5-10kg NaOH, 5-10kg chất chống tạo bọt và 900-1000L nước cho 1m3 bùn. Các tính chất của bùn là: mật độ 1,06-1,20 g/cm3, độ nhớt phễu 18-40 giây, mất nước 5-10ml/30 phút và có thể thêm 0,1-0,3kg Na-CMC trong quá trình khoan để giảm thêm lượng nước mất đi.
4.4 Bùn axit humic
Bùn axit humic sử dụng tác nhân kiềm than hoặc natri humate làm chất ổn định. Có thể sử dụng kết hợp với các tác nhân xử lý khác như Na-CMC. Công thức để pha bùn axit humic là thêm 150-200kg tác nhân kiềm than (trọng lượng khô), 3-5kg Na2CO3 và 900-1000L nước vào 1m3 bùn. Tính chất bùn: tỷ trọng 1,03-1,20 g/cm3, mất nước 4-10ml/30 phút, pH 9.
Thời gian đăng: 12-02-2025
