Densitet af bentonitopslæmning
1. Klassificering og ydeevne af slam
1.1 Klassificering
Bentonit, også kendt som bentonitsten, er en lersten med en høj procentdel af montmorillonit, som ofte indeholder en lille mængde illit, kaolinit, zeolit, feldspat, calcit osv. Bentonit kan kategoriseres i tre typer: natriumbaseret bentonit (alkalisk jord), calciumbaseret bentonit (alkalisk jord) og naturlig blegejord (sur jord). Blandt disse kan calciumbaseret bentonit også kategoriseres som calcium-natriumbaseret og calcium-magnesiumbaseret bentonit.
1.2 Ydeevne
1) Fysiske egenskaber
Bentonit er hvid og lysegul i naturlig form, mens den også forekommer i lysegrå, lysegrøn pink, brunrød, sort osv. Bentonit varierer i stivhed på grund af dens fysiske egenskaber.
2) Kemisk sammensætning
De vigtigste kemiske komponenter i bentonit er siliciumdioxid (SiO2), aluminiumoxid (Al2O3) og vand (H2O). Indholdet af jernoxid og magnesiumoxid er også til tider højt, og calcium, natrium og kalium er ofte til stede i bentonit i forskellige mængder. Indholdet af Na2O og CaO i bentonit har en betydning for de fysiske og kemiske egenskaber og endda procesteknologien.
3) Fysiske og kemiske egenskaber
Bentonit udmærker sig ved sin optimale hygroskopicitet, nemlig ekspansion efter vandabsorption. Ekspansionstallet, der involverer vandabsorption, når op til 30 gange. Det kan dispergeres i vand og danne en viskøs, thixotropisk og smørende kolloid suspension. Det bliver formbart og klæbende efter blanding med fint affald såsom vand, slam eller sand. Det er i stand til at absorbere forskellige gasser, væsker og organiske stoffer, og den maksimale adsorptionskapacitet kan nå 5 gange sin egen vægt. Den overfladeaktive syreblegejord kan adsorbere farvede stoffer.
Bentonits fysiske og kemiske egenskaber afhænger hovedsageligt af typen og indholdet af montmorillonit, den indeholder. Generelt har natriumbaseret bentonit bedre fysiske og kemiske egenskaber og teknologisk ydeevne end calciumbaseret eller magnesiumbaseret bentonit.
2. Kontinuerlig måling af bentonitopslæmning
DeLønnmeterindlejretbentoniteslurrytæthedmålerer en onlinemåler for massedensitetofte anvendt i industrielle processer. Slammets densitet refererer til forholdet mellem slammens vægt og vægten af en specifik mængde vand. Størrelsen af slammets densitet målt på stedet afhænger af den samlede vægt af slammet og borespånerne i slammet. Vægten af tilsætningsstoffer bør også medtages, hvis nogen.
3. Anvendelse af slam under forskellige geologiske forhold
Det er vanskeligt at bore et hul i lag af sandpapir, grus, småsten og brudte zoner for at opnå juniorbindingsegenskaber mellem partikler. Nøglen til problemet ligger i at øge bindingskraften mellem partiklerne, og i sådanne lag anvendes slam som en beskyttende barriere.
3.1 Effekt af slamdensitet på borehastighed
Borehastigheden falder med stigende slamdensitet. Borehastigheden falder betydeligt, især når slamdensiteten er større end 1,06-1,10 g/cm².3Jo højere viskositeten af slammet er, desto lavere er borehastigheden.
3.2 Effekt af sandindhold i slam på boring
Indholdet af stenaffald i slammet udgør en risiko ved boring, hvilket resulterer i ukorrekt rensede huller og efterfølgende fastklemning. Derudover kan det forårsage sugning og trykpåvirkning, hvilket resulterer i lækage eller kollaps af brønden. Sandindholdet er højt, og sedimentet i hullet er tykt. Det får borevæggen til at kollapse på grund af hydrering, og det er let at få slammeskindet til at falde af og forårsage ulykker i hullet. Samtidig forårsager det høje sedimentindhold stort slid på rør, borekroner, vandpumpecylinderhylstre og stempelstænger, og deres levetid er kort. Derfor bør slammedensiteten og sandindholdet reduceres så meget som muligt under forudsætning af at sikre balancen i formationstrykket.
3.3 Gylletæthed i blød jord
I bløde jordlag, hvis slamdensiteten er for lav eller borehastigheden er for høj, vil det føre til hullets kollaps. Det er normalt bedre at holde slamdensiteten på 1,25 g/cm3i dette jordlag.
4. Almindelige opslæmningsformler
Der findes mange typer slam inden for ingeniørvidenskab, men de kan klassificeres i følgende typer i henhold til deres kemiske sammensætning. Proportioneringsmetoden er som følger:
4.1 Na-Cmc (natriumcarboxymethylcellulose) opslæmning
Denne opslæmning er den mest almindelige viskositetsforøgende opslæmning, og Na-CMC spiller en rolle i yderligere viskositetsforbedring og reduktion af vandtab. Formlen er: 150-200 g opslæmningsler af høj kvalitet, 1000 ml vand, 5-10 kg soda og ca. 6 kg Na-CMC. Opslæmningens egenskaber er: densitet 1,07-1,1 g/cm3, viskositet 25-35s, vandtab mindre end 12 ml/30min, pH-værdi omkring 9,5.
4.2 Jern-krom-salt-Na-Cmc-opslæmning
Denne opslæmning har en stærk viskositetsforøgelse og stabilitet, og jern-krom-salt spiller en rolle i at forhindre flokkulering (fortynding). Formlen er: 200 g ler, 1000 ml vand, ca. 20% tilsætning af ren alkaliopløsning ved 50% koncentration, 0,5% tilsætning af ferrokrom-saltopløsning ved 20% koncentration og 0,1% Na-CMC. Opslæmningens egenskaber er: densitet 1,10 g/cm3, viskositet 25s, vandtab 12 ml/30min, pH 9.
4.3 Ligninsulfonat-opslæmning
Ligninsulfonat er udvundet af flydende sulfitmasse og bruges generelt i kombination med et kulalkalimiddel til at løse problemet med flokkulering og vandtab i opslæmning baseret på viskositetsforøgelse. Formlen er 100-200 kg ler, 30-40 kg flydende sulfitmasse, 10-20 kg kulalkalimiddel, 5-10 kg NaOH, 5-10 kg skumdæmper og 900-1000 l vand til 1 m3 opslæmning. Opslæmningens egenskaber er: densitet 1,06-1,20 g/cm3, tragtviskositet 18-40s, vandtab 5-10 ml/30 min, og 0,1-0,3 kg Na-CMC kan tilsættes under boring for yderligere at reducere vandtabet.
4.4 Humussyreopslæmning
Humussyreopslæmning bruger kulalkalimiddel eller natriumhumat som stabilisator. Det kan bruges sammen med andre behandlingsmidler såsom Na-CMC. Formlen til fremstilling af humussyreopslæmning er at tilsætte 150-200 kg kulalkalimiddel (tørvægt), 3-5 kg Na2CO3 og 900-1000 l vand til 1 m3 opslæmning. Opslæmningens egenskaber: densitet 1,03-1,20 g/cm3, vandtab 4-10 ml/30 min, pH 9.
Opslagstidspunkt: 12. feb. 2025
