Dichte der Bentonit-Aufschlämmung
1. Klassifizierung und Leistung von Gülle
1.1 Klassifizierung
Bentonit, auch Bentonitgestein genannt, ist ein Tongestein mit einem hohen Anteil an Montmorillonit, das oft geringe Mengen an Illit, Kaolinit, Zeolith, Feldspat, Kalzit usw. enthält. Bentonit kann in drei Typen unterteilt werden: Natrium-Bentonit (alkalischer Boden), Calcium-Bentonit (alkalischer Boden) und natürliche Bleicherde (saurer Boden). Calcium-Bentonit kann auch in Calcium-Natrium- und Calcium-Magnesium-Bentonit unterteilt werden.
1.2 Leistung
1) Physikalische Eigenschaften
Bentonit ist in der Natur weiß und hellgelb, kommt aber auch in Hellgrau, Hellgrün, Rosa, Braun, Rot, Schwarz usw. vor. Die Steifigkeit von Bentonit variiert aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften.
2) Chemische Zusammensetzung
Die wichtigsten chemischen Bestandteile von Bentonit sind Siliziumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃) und Wasser (H₂O). Auch der Gehalt an Eisenoxid und Magnesiumoxid ist teilweise hoch, und Calcium, Natrium und Kalium sind häufig in unterschiedlichen Konzentrationen in Bentonit enthalten. Der Gehalt an Na₂O und CaO beeinflusst die physikalischen und chemischen Eigenschaften sowie die Prozesstechnologie.
3) Physikalische und chemische Eigenschaften
Bentonit zeichnet sich durch optimale Hygroskopizität aus, d. h. durch Ausdehnung nach Wasseraufnahme. Die Ausdehnungszahl bei Wasseraufnahme erreicht das 30-Fache. Es lässt sich in Wasser dispergieren und bildet eine viskose, thixotrope und schmierende kolloidale Suspension. Nach dem Mischen mit feinen Partikeln wie Wasser, Schlamm oder Sand wird es formbar und haftend. Es kann verschiedene Gase, Flüssigkeiten und organische Substanzen absorbieren, wobei die maximale Adsorptionskapazität das Fünffache seines Gewichts erreichen kann. Die oberflächenaktive Säurebleicherde kann farbige Substanzen adsorbieren.
Die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Bentonit hängen hauptsächlich von der Art und dem Gehalt des enthaltenen Montmorillonits ab. Natriumbasierter Bentonit weist im Allgemeinen bessere physikalische und chemische Eigenschaften und eine bessere technologische Leistung auf als Calcium- oder Magnesium-basierter Bentonit.
2. Kontinuierliche Messung von Bentonitslurry
DerLängenmeterim EinklangbentoniteslurryDichteMeterist ein OnlineZellstoffdichtemessgerätWird häufig in industriellen Prozessen verwendet. Die Dichte von Schlamm bezieht sich auf das Verhältnis des Schlammgewichts zum Gewicht eines bestimmten Wasservolumens. Die vor Ort gemessene Schlammdichte hängt vom Gesamtgewicht des Schlamms und des Bohrkleins im Schlamm ab. Das Gewicht von Zusatzstoffen sollte ebenfalls berücksichtigt werden, falls vorhanden.
3. Anwendung von Gülle unter verschiedenen geologischen Bedingungen
Es ist schwierig, Löcher in Sand-, Kies- und Kieselschichten sowie in Bruchzonen zu bohren, um die Bindungseigenschaften zwischen Partikeln zu verbessern. Der Schlüssel zur Lösung des Problems liegt in der Erhöhung der Bindungskraft zwischen Partikeln. Schlamm dient in solchen Schichten als Schutzbarriere.
3.1 Einfluss der Schlammdichte auf die Bohrgeschwindigkeit
Die Bohrgeschwindigkeit nimmt mit zunehmender Schlammdichte ab. Die Bohrgeschwindigkeit nimmt insbesondere dann deutlich ab, wenn die Schlammdichte größer als 1,06–1,10 g/cm ist.3Je höher die Viskosität der Aufschlämmung ist, desto geringer ist die Bohrgeschwindigkeit.
3.2 Einfluss des Sandgehalts im Schlamm auf das Bohren
Der Gesteinsanteil im Bohrschlamm birgt Risiken beim Bohren und kann zu unzureichend gereinigten Löchern und späterem Feststecken führen. Darüber hinaus kann er Sog und Druck erzeugen, was zu Leckagen oder Bohrlocheinstürzen führen kann. Der hohe Sandanteil und die dichte Sedimentschicht im Bohrloch führen zum Einsturz der Bohrlochwand durch Hydratation, wodurch sich die Schlammhaut leicht ablöst und Unfälle im Bohrloch verursacht. Gleichzeitig führt der hohe Sedimentanteil zu starkem Verschleiß an Rohren, Bohrkronen, Zylinderlaufbuchsen von Wasserpumpen und Kolbenstangen, was deren Lebensdauer verkürzt. Um den Druckausgleich im Bohrloch sicherzustellen, sollten daher Schlammdichte und Sandanteil so weit wie möglich reduziert werden.
3.3 Schlammdichte in weichem Boden
In weichen Bodenschichten führt eine zu geringe Schlammdichte oder eine zu hohe Bohrgeschwindigkeit zum Einsturz des Bohrlochs. Es ist in der Regel besser, die Schlammdichte bei 1,25 g/cm zu halten.3in dieser Bodenschicht.
4. Gängige Schlammformeln
In der Technik gibt es viele Arten von Schlämmen, die jedoch je nach chemischer Zusammensetzung in die folgenden Typen eingeteilt werden können. Die Dosierung erfolgt wie folgt:
4.1 Na-Cmc (Natriumcarboxymethylcellulose)-Aufschlämmung
Dieser Schlamm ist der am häufigsten verwendete viskositätserhöhende Schlamm. Na-CMC trägt zur weiteren Viskositätssteigerung und Wasserverlustreduzierung bei. Die Formel lautet: 150–200 g hochwertiger Schlammton, 1000 ml Wasser, 5–10 kg Soda und ca. 6 kg Na-CMC. Die Schlammeigenschaften sind: Dichte 1,07–1,1 g/cm³, Viskosität 25–35 s, Wasserverlust weniger als 12 ml/30 min, pH-Wert ca. 9,5.
4.2 Eisen-Chrom-Salz-Na-Cmc-Aufschlämmung
Diese Aufschlämmung weist eine starke Viskositätserhöhung und Stabilität auf. Eisenchromsalz trägt zur Verhinderung der Flockung (Verdünnung) bei. Die Formel lautet: 200 g Ton, 1000 ml Wasser, ca. 20 % Zugabe einer reinen Alkalilösung mit 50 %iger Konzentration, 0,5 % Zugabe einer Ferrochromsalzlösung mit 20 %iger Konzentration und 0,1 % Na-CMC. Die Eigenschaften der Aufschlämmung sind: Dichte 1,10 g/cm³, Viskosität 25 s, Wasserverlust 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Ligninsulfonat-Slurry
Ligninsulfonat wird aus Sulfitzellstoffabfällen gewonnen und üblicherweise in Kombination mit Kohlealkali eingesetzt, um die Flockungshemmung und den Wasserverlust von Schlamm aufgrund der Viskositätserhöhung zu beheben. Die Formel lautet: 100–200 kg Ton, 30–40 kg Sulfitzellstoffabfälle, 10–20 kg Kohlealkali, 5–10 kg NaOH, 5–10 kg Entschäumer und 900–1000 l Wasser für 1 m³ Schlamm. Die Schlammeigenschaften sind: Dichte 1,06–1,20 g/cm³, Trichterviskosität 18–40 s, Wasserverlust 5–10 ml/30 min. Zur weiteren Reduzierung des Wasserverlusts können während des Bohrens 0,1–0,3 kg Na-CMC zugegeben werden.
4.4 Huminsäureaufschlämmung
Huminsäureschlamm verwendet Kohlealkali oder Natriumhumat als Stabilisator. Er kann in Kombination mit anderen Behandlungsmitteln wie Na-CMC verwendet werden. Die Formel zur Herstellung von Huminsäureschlamm besteht darin, 1 m³ Schlamm mit 150–200 kg Kohlealkali (Trockengewicht), 3–5 kg Na₂CO₃ und 900–1000 l Wasser zu versetzen. Schlammeigenschaften: Dichte 1,03–1,20 g/cm³, Wasserverlust 4–10 ml/30 min, pH 9.
Veröffentlichungszeit: 12. Februar 2025
