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 hàm lượng 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. Độ cứng của bentonite 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 magie oxit đôi khi cũng cao, và canxi, natri, kali thường có trong bentonit với hàm lượng khác nhau. Hàm lượng Na2O và CaO trong bentonit quyết định tính chất vật lý, hóa học, và thậm chí cả công nghệ xử lý.
3) Tính chất vật lý và hóa học
Bentonite nổi bật với khả năng hút ẩm tối ưu, cụ thể là giãn nở sau khi hấp thụ nước. Hệ số giãn nở liên quan đến hấp thụ nước đạt tới 30 lần. Nó có thể được phân tán trong nước để tạo thành hỗn dịch keo nhớt, có tính lưu biến và bôi trơn. Nó trở nên dẻo 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, với 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 nó. Nhìn chung, bentonit gốc natri có tính chất vật lý, hóa học và hiệu suất công nghệ vượt trội hơn bentonit gốc canxi hoặc gốc magie.
2. Đo liên tục bùn Bentonite
CácMáy đo độ dàinội tuyếnbentonitetrượtừmyTỉ trọngmétlà một trực tuyếnmáy đo mật độ bột giấythường được sử dụng trong các quy trình công nghiệp. Khối lượng riêng của bùn là tỷ lệ giữa khối lượng bùn với khối lượng của một thể tích nước nhất định. Khối lượng riêng của bùn được đo tại hiện trường phụ thuộc vào tổng khối lượng bùn và mùn khoan trong bùn. Khối lượng phụ gia cũng nên được tính đến nếu có.
3. Ứng dụng bùn trong các điều kiện địa chất khác nhau
Việc khoan lỗ trên các lớp cát, sỏi, cuội và các vùng bị vỡ để tạo ra các đặc tính liên kết cơ bản giữa các hạt là rất khó khăn. Chìa khóa của vấn đề nằm ở việc tăng lực liên kết giữa các hạt và sử dụng bùn làm lớp chắn bảo vệ trong các tầng này.
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/cm.3. 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 đá vụn trong bùn khoan 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 hiện tượng kích thích hút và áp suất, dẫn đến rò rỉ hoặc sập giếng. Hàm lượng cát cao và trầm tích trong hố khoan dày, khiến thành hố khoan bị sụp đổ do hydrat hóa, dễ làm bong tróc lớp bùn và gây ra tai nạn trong hố khoan. Đồng thời, hàm lượng trầm tích cao gây mài mòn lớn cho đường ống, mũi khoan, ống lót xi lanh bơm nước và cần piston, và tuổi thọ của chúng ngắn. Do đó, với điều kiện đảm bảo cân bằng áp suất vỉa, mật độ bùn và hàm lượng cát nên được giảm thiểu tối đa.
3.3 Mật độ bùn trong đất mềm
Trong các lớp đất yếu, nếu mật độ bùn quá thấp hoặc tốc độ khoan quá nhanh sẽ dẫn đến sập lỗ khoan. Thông thường, mật độ bùn nên giữ ở mức 1,25g/cm3.3trong 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. Phương pháp định lượng như sau:
4.1 Bùn Na-Cmc (Natri Carboxymethyl Cellulose)
Loại bùn này là loại bùn tăng cường độ nhớt phổ biến nhất, và Na-CMC đóng vai trò quan trọng trong việc tăng cường độ nhớt và giảm thất thoát nước. Công thức như sau: 150-200g bùn sét chất lượng cao, 1000ml nước, 5-10kg soda ash và khoảng 6kg Na-CMC. Đặc tính của bùn là: tỷ trọng 1,07-1,1 g/cm3, độ nhớt 25-35 giây, thất thoát nước dưới 12ml/30 phút, giá trị pH khoảng 9,5.
4.2 Bùn sắt Crom muối-Na-Cmc
Bùn này có độ nhớt và độ ổn định cao, muối sắt crom đóng vai trò ngăn ngừa hiện tượng keo tụ (pha loãng). Công thức: 200g đất sét, 1000ml nước, thêm khoảng 20% dung dịch kiềm tinh khiết nồng độ 50%, thêm 0,5% dung dịch muối sắt crom nồng độ 20% và 0,1% Na-CMC. Các đặc tính của bùn là: khối lượng riêng 1,10 g/cm3, độ nhớt 25 giây, độ mất nước 12ml/30 phút, pH 9.
4.3 Bùn Lignin Sulfonate
Lignin sulfonat được chiết xuất từ dung dịch thải bột giấy sunfit và thường được sử dụng kết hợp với chất kiềm than để giải quyết hiện tượng chống kết bông và mất nước của bùn dựa trên sự gia tăng độ nhớt. Công thức bao gồm 100-200kg đất sét, 30-40kg dung dịch thải bột giấy sunfit, 10-20kg chất kiềm than, 5-10kg NaOH, 5-10kg chất phá bọt và 900-1000L nước cho 1m3 bùn. Các đặc tính của bùn là: tỷ trọng 1,06-1,20 g/cm3, độ nhớt phễu 18-40 giây, độ mất nước 5-10ml/30 phút, và có thể thêm 0,1-0,3kg Na-CMC trong quá trình khoan để giảm thiểu thất thoát nước hơn nữa.
4.4 Bùn axit humic
Bùn axit humic sử dụng chất kiềm than hoặc natri humate làm chất ổn định. Có thể sử dụng kết hợp với các chất xử lý khác như Na-CMC. Công thức pha chế bùn axit humic là thêm 150-200kg chất kiềm than (trọng lượng khô), 3-5kg Na2CO3 và 900-1000L nước vào 1m3 bùn. Đặc tính của bùn: tỷ trọng 1,03-1,20 g/cm3, độ mất nước 4-10ml/30 phút, pH 9.
Thời gian đăng: 12-02-2025
