Densidade da pasta de bentonita
1. Classificação e desempenho da polpa
1.1 Classificação
A bentonita, também conhecida como rocha bentonítica, é uma rocha argilosa com alta porcentagem de montmorilonita, que frequentemente contém pequenas quantidades de ilita, caulinita, zeólita, feldspato, calcita, etc. A bentonita pode ser categorizada em três tipos: bentonita à base de sódio (solo alcalino), bentonita à base de cálcio (solo alcalino) e terra branqueadora natural (solo ácido). Entre elas, a bentonita à base de cálcio também pode ser categorizada em bentonitas à base de cálcio-sódio e bentonitas à base de cálcio-magnésio.
1.2 Desempenho
1) Propriedades físicas
A bentonita é branca e amarelo-claro na forma natural, mas também pode aparecer em cinza-claro, verde-claro, rosa-claro, marrom-avermelhado, preto, etc. A rigidez da bentonita varia devido às suas propriedades físicas.
2) Composição Química
Os principais componentes químicos da bentonita são dióxido de silício (SiO2), óxido de alumínio (Al2O3) e água (H2O). O teor de óxido de ferro e óxido de magnésio também é, por vezes, elevado, e cálcio, sódio e potássio estão frequentemente presentes na bentonita em diferentes teores. O teor de Na2O e CaO na bentonita influencia as propriedades físicas e químicas, e até mesmo a tecnologia do processo.
3) Propriedades físicas e químicas
A bentonita se destaca por sua ótima higroscopicidade, ou seja, expansão após absorção de água. O índice de expansão envolvendo absorção de água chega a 30 vezes. Pode ser dispersa em água para formar uma suspensão coloidal viscosa, tixotrópica e lubrificante. Torna-se maleável e adesiva após mistura com detritos finos, como água, lama ou areia. É capaz de absorver diversos gases, líquidos e substâncias orgânicas, e sua capacidade máxima de adsorção pode chegar a 5 vezes o seu peso. A terra branqueadora ácida, com atividade superficial, pode adsorver substâncias coloridas.
As propriedades físicas e químicas da bentonita dependem principalmente do tipo e do teor de montmorilonita que ela contém. Em geral, a bentonita à base de sódio apresenta propriedades físicas e químicas e desempenho tecnológico superiores aos da bentonita à base de cálcio ou magnésio.
2. Medição contínua de lama bentonítica
OLonnímetroem linhabentoniteslurrydensidademetroé um onlinemedidor de densidade de polpaFrequentemente utilizado em processos industriais. A densidade da lama refere-se à razão entre o peso da lama e o peso de um volume específico de água. A densidade da lama medida no local depende do peso total da lama e dos cascalhos de perfuração presentes na lama. O peso dos aditivos também deve ser incluído, se houver.
3. Aplicação de lama em diferentes condições geológicas
É difícil perfurar camadas de areia, cascalho, seixos e zonas quebradas para obter propriedades de ligação júnior entre partículas. A chave para o problema está em aumentar a força de ligação entre as partículas, e a lama é usada como barreira protetora nesses estratos.
3.1 Efeito da densidade da polpa na velocidade de perfuração
A velocidade de perfuração diminui com o aumento da densidade da polpa. A velocidade de perfuração diminui significativamente, especialmente quando a densidade da polpa é superior a 1,06-1,10 g/cm3Quanto maior a viscosidade da pasta, menor a velocidade de perfuração.
3.2 Efeito do teor de areia na polpa na perfuração
O conteúdo de detritos rochosos na lama apresenta riscos à perfuração, resultando em furos purificados de forma inadequada e, consequentemente, em furos presos. Além disso, pode causar excitação por sucção e pressão, resultando em vazamentos ou colapso do poço. O alto teor de areia e o sedimento no furo são espessos. Isso causa o colapso da parede do furo devido à hidratação, facilitando a queda da película da lama, causando acidentes no furo. Ao mesmo tempo, o alto teor de sedimentos causa grande desgaste em tubos, brocas, camisas de cilindros de bombas d'água e hastes de pistão, e sua vida útil é curta. Portanto, sob a premissa de garantir o equilíbrio da pressão da formação, a densidade da lama e o teor de areia devem ser reduzidos ao máximo.
3.3 Densidade da lama em solo mole
Em camadas de solo mole, se a densidade da lama for muito baixa ou a velocidade de perfuração muito alta, isso levará ao colapso do furo. Geralmente, é melhor manter a densidade da lama em 1,25 g/cm3nesta camada do solo.
4. Fórmulas comuns de polpa
Existem muitos tipos de polpa na engenharia, mas elas podem ser classificadas nos seguintes tipos, de acordo com sua composição química. O método de dosagem é o seguinte:
4.1 Suspensão de Na-Cmc (Carboximetilcelulose de Sódio)
Esta pasta é a pasta mais comum para aumento de viscosidade, e o Na-CMC desempenha um papel importante no aumento da viscosidade e na redução da perda de água. A fórmula é: 150-200 g de argila de alta qualidade, 1000 ml de água, 5-10 kg de carbonato de sódio e cerca de 6 kg de Na-CMC. As propriedades da pasta são: densidade 1,07-1,1 g/cm³, viscosidade 25-35 s, perda de água inferior a 12 ml/30 min e pH em torno de 9,5.
4.2 Suspensão de sal de ferro e cromo-Na-Cmc
Esta pasta apresenta forte aumento de viscosidade e estabilidade, e o sal de ferro-cromo desempenha um papel na prevenção da floculação (diluição). A fórmula é: 200 g de argila, 1000 ml de água, adição de aproximadamente 20% de solução alcalina pura na concentração de 50%, adição de 0,5% de solução de sal de ferro-cromo na concentração de 20% e 0,1% de Na-CMC. As propriedades da pasta são: densidade 1,10 g/cm³, viscosidade 25 s, perda de água 12 ml/30 min, pH 9.
4.3 Suspensão de sulfonato de lignina
O sulfonato de lignina é derivado do líquido residual da polpa de sulfito e geralmente é usado em combinação com agente alcalino de carvão para resolver a antifloculação e a perda de água da polpa com base no aumento da viscosidade. A fórmula é de 100-200 kg de argila, 30-40 kg de líquido residual da polpa de sulfito, 10-20 kg de agente alcalino de carvão, 5-10 kg de NaOH, 5-10 kg de antiespumante e 900-1000 L de água para 1 m³ de polpa. As propriedades da polpa são: densidade de 1,06-1,20 g/cm³, viscosidade de funil de 18-40 s, perda de água de 5-10 ml/30 min e 0,1-0,3 kg de Na-CMC podem ser adicionados durante a perfuração para reduzir ainda mais a perda de água.
4.4 Suspensão de Ácido Húmico
A pasta de ácido húmico utiliza agente alcalino de carvão ou humato de sódio como estabilizante. Pode ser usada em conjunto com outros agentes de tratamento, como Na-CMC. A fórmula para preparar a pasta de ácido húmico consiste em adicionar 150-200 kg de agente alcalino de carvão (peso seco), 3-5 kg de Na2CO3 e 900-1000 L de água a 1 m³ de pasta. Propriedades da pasta: densidade 1,03-1,20 g/cm³, perda de água 4-10 ml/30 min, pH 9.
Horário da publicação: 12 de fevereiro de 2025
