Densidade da suspensión de bentonita
1. Clasificación e rendemento dos lodos
1.1 Clasificación
A bentonita, tamén coñecida como rocha bentonítica, é unha rocha arxilosa cunha alta porcentaxe de montmorillonita, que a miúdo contén unha pequena cantidade de illita, caolinita, zeolita, feldespato, calcita, etc. A bentonita pódese clasificar en tres tipos: bentonita baseada en sodio (solo alcalino), bentonita baseada en calcio (solo alcalino) e terra decolorante natural (solo ácido). Entre elas, a bentonita baseada en calcio tamén se pode clasificar en bentonitas baseadas en calcio-sodio e calcio-magnesio.
1.2 Rendemento
1) Propiedades físicas
A bentonita é branca e amarela clara no seu estado natural, mentres que tamén aparece en gris claro, rosa verde claro, marrón vermello, negro, etc. A bentonita varía en rixidez debido ás súas propiedades físicas.
2) Composición química
Os principais compoñentes químicos da bentonita son o dióxido de silicio (SiO2), o óxido de aluminio (Al2O3) e a auga (H2O). O contido de óxido de ferro e óxido de magnesio tamén é ás veces elevado, e o calcio, o sodio e o potasio adoitan estar presentes na bentonita en diferentes proporcións. O contido de Na2O e CaO na bentonita inflúe nas propiedades físicas e químicas, e mesmo na tecnoloxía de procesos.
3) Propiedades físicas e químicas
A bentonita destaca pola súa higroscopicidade óptima, concretamente pola expansión tras a absorción de auga. O número de expansión que implica a absorción de auga alcanza ata 30 veces. Pode dispersarse en auga para formar unha suspensión coloidal viscosa, tixotrópica e lubricante. Tórnase maleable e adhesiva despois de mesturarse con residuos finos como auga, lodos ou area. É capaz de absorber diversos gases, líquidos e substancias orgánicas, e a súa capacidade máxima de adsorción pode alcanzar 5 veces o seu peso. A terra branqueadora ácida tensioactiva pode adsorber substancias coloreadas.
As propiedades físicas e químicas da bentonita dependen principalmente do tipo e contido de montmorillonita que contén. En xeral, a bentonita de base sódica ten propiedades físicas e químicas e un rendemento tecnolóxico superiores ás bentonitas de base cálcica ou magnesica.
2. Medición continua da suspensión de bentonita
O/ALonnmeteren liñabentoniteslurrydensidademetroé en liñamedidor de densidade de polpaúsase con frecuencia en procesos industriais. A densidade da lama refírese á relación entre o peso da lama e o peso dun volume específico de auga. O tamaño da densidade da lama medida in situ depende do peso total da lama e dos restos de perforación presentes na lama. Tamén se debe incluír o peso das adicións, se as houber.
3. Aplicación de lodos en diferentes condicións xeolóxicas
É difícil perforar un burato en capas de lixa, grava, seixos e zonas rotas para obter propiedades de unión menores entre as partículas. A clave do problema reside en aumentar a forza de unión entre as partículas e utilízase a lama como barreira protectora neses estratos.
3.1 Efecto da densidade da lama na velocidade de perforación
A velocidade de perforación diminúe ao aumentar a densidade da lama. A velocidade de perforación diminúe significativamente, especialmente cando a densidade da lama é superior a 1,06-1,10 g/cm3Canto maior sexa a viscosidade da lama, menor será a velocidade de perforación.
3.2 Efecto do contido de area na lama na perforación
O contido de restos de rocha na lama supón riscos na perforación, o que resulta en buratos purificados incorrectamente e o posterior atasco. Ademais, pode causar succión e excitación de presión, o que resulta en fugas ou colapso do pozo. O contido de area é alto e os sedimentos no burato son grosos. Isto fai que a parede do burato se colapse debido á hidratación e é doado que a pel da lama caia e provoque accidentes no burato. Ao mesmo tempo, o alto contido de sedimentos provoca un gran desgaste nas tubaxes, brocas, mangas do cilindro da bomba de auga e vástagos de pistón, e a súa vida útil é curta. Polo tanto, baixo a premisa de garantir o equilibrio da presión de formación, a densidade da lama e o contido de area deben reducirse o máximo posible.
3.3 Densidade da lama en solo brando
En capas de solo brando, se a densidade da lama é demasiado baixa ou a velocidade de perforación é demasiado rápida, isto provocará o colapso do burato. Normalmente é mellor manter a densidade da lama en 1,25 g/cm3nesta capa de solo.
4. Fórmulas comúns para lodos
Hai moitos tipos de lamas na enxeñaría, pero pódense clasificar nos seguintes tipos segundo a súa composición química. O método de dosificación é o seguinte:
4.1 Suspensión de Na-Cmc (carboximetilcelulosa sódica)
Esta suspensión é a máis común para aumentar a viscosidade, e o Na-CMC xoga un papel na mellora da viscosidade e na redución da perda de auga. A fórmula é: 150-200 g de arxila de suspensión de alta calidade, 1000 ml de auga, 5-10 kg de carbonato de sodio e uns 6 kg de Na-CMC. As propiedades da suspensión son: densidade 1,07-1,1 g/cm3, viscosidade 25-35 s, perda de auga inferior a 12 ml/30 min, valor de pH aproximado de 9,5.
4.2 Suspensión de sal de ferro e cromo-Na-Cmc
Esta suspensión ten unha forte viscosidade e estabilidade, e a sal de ferrocromo xoga un papel na prevención da floculación (dilución). A fórmula é: 200 g de arxila, 1000 ml de auga, aproximadamente un 20 % de adición de solución alcalina pura a unha concentración do 50 %, un 0,5 % de adición de solución de sal de ferrocromo a unha concentración do 20 % e un 0,1 % de Na-CMC. As propiedades da suspensión son: densidade 1,10 g/cm3, viscosidade 25 s, perda de auga 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Suspensión de sulfonato de lignina
O sulfonato de lignina deriva do líquido residual de polpa de sulfito e xeralmente úsase en combinación cun axente alcalino de carbón para resolver o problema da antifloculación e a perda de auga da lama en función do aumento da viscosidade. A fórmula é de 100-200 kg de arxila, 30-40 kg de líquido residual de polpa de sulfito, 10-20 kg de axente alcalino de carbón, 5-10 kg de NaOH, 5-10 kg de antiespumante e 900-1000 L de auga para 1 m3 de lama. As propiedades da lama son: densidade 1,06-1,20 g/cm3, viscosidade do funil 18-40 s, perda de auga 5-10 ml/30 min e pódese engadir 0,1-0,3 kg de Na-CMC durante a perforación para reducir aínda máis a perda de auga.
4.4 Suspensión de ácido húmico
A suspensión de ácido húmico emprega un axente alcalino de carbón ou humato de sodio como estabilizador. Pode usarse xunto con outros axentes de tratamento como o Na-CMC. A fórmula para preparar a suspensión de ácido húmico é engadir de 150 a 200 kg de axente alcalino de carbón (peso seco), de 3 a 5 kg de Na2CO3 e de 900 a 1000 L de auga a 1 m3 de suspensión. Propiedades da suspensión: densidade de 1,03 a 1,20 g/cm3, perda de auga de 4 a 10 ml/30 min, pH 9.
Data de publicación: 12 de febreiro de 2025
