Бентонит как использовать при бурении

Бурение скважин является одним из обязательных процессов, без которого нельзя обойтись во многих промышленных отраслях. Скважина является неотъемлемым инструментом для добычи нефти и газа, посредством скважины обеспечиваются водой жилые дома, также скважины необходимы во время некоторых строительных работ. Сам процесс бурения очень сложный, требующий определенных знаний, умений, внимания, а также использования специальных инструментов и технологий. Одним из главных компонентов, который является прямым участником в формировании скважины, выступает бентонитовая глина. Она представляет собой минерал глинистого происхождения. Главное ее свойство заключается в многократном увеличении вещества в объеме при взаимодействии с водой. Это обусловлено ее слоистой структурой, попавшая влага в которую дает возможность материалу в несколько раз увеличиться в объеме.

Для бентонитовой глины характерны следующие особенности:

1. Пластичность. При взаимодействии с водой, глина приобретает консистенцию, похожую на пластилин, которой можно придать любую форму путем воздействия небольшого давления.
2. Набухание. Если смешать данную глину с водой, то она увеличится в объеме примерно в 14-16 раз.
3. Сорбционность. Глина поглощает из окружающей среды и удерживает на своей поверхности частицы, ионы, молекулы.
4. Огнеупорность и спекаемость. Она не плавится под воздействием очень высоких температур, а наоборот, приобретает очень твердую структуру.

Бентонитовая глина для бурения скважин является необходимым материалом, так как именно она используется для удержания стенок скважины и предотвращения нежелательных обвалов. Особенно в случаях, когда делается достаточно глубокая скважина, где риск обвала стенок существенно выше. Для того, чтобы правильно сформировать устойчивые стенки скважины, бентонитовая глина смешивается с водой в пропорциях 1 кубометр воды на 50 кг сухой массы, после чего она приобретает гелеобразное состояние и легко распределяется по стенкам, делая их ровными. Также вода, используемая при формировании скважин, благодаря бентонитовой глине остается внутри скважины.

Кроме того, если воздействовать на глину механически, то произойдет переход из состояния геля к твердому состоянию, что является уникальным свойством. Благодаря этому есть возможность формировать стенки скважины одновременно с тем, как бур продвигается вглубь.

Благодаря сорбционным свойствам бентонитовой глины, о которых упоминалось выше, источник остается полностью защищенным от проникновения токсинов и других агрессивных веществ, что позволяет использовать бентонитовую глину при бурении скважин питьевой воды.

Использование бентонитовой глины при бурении скважин имеет следующие преимущества:

1. Благодаря переменности есть возможность изменять свойства глины прямо в ходе рабочего процесса;
2. Гидравлика долота зависит от плотности состава, реологических свойств, которыми он обладает, а также от выхода;
3. С помощью бентонита можно сделать раствор более плотным, тем самым увеличив подъемную силу;
4. На целостность и прочность скважины влияет возможность быстрого удаления осколков породы из ее свола;
5. Экономичность;
6. Сокращаются сроки бурения скважины в связи с ускорением процесса бурения;
7. Позволяет сохранять чистым бур во время работы, а также предотвращает нагревание пилотной головки;
8. Благодаря вязкости шлам выводится значительно легче;
9. Является экологичным материалом, благодаря чему может применяться при бурении скважин питьевой воды;
10. Облегчает работу с неустойчивыми грунтами.

В связи с тем, что бентонитовая глина обладает определенными свойствами и преимуществами, о которых речь шла выше, она отлично себя зарекомендовала во время бурения скважин разного предназначения. То, насколько эффективным будет бурение, во многом зависит именно от свойств бентонитового раствора. В свою очередь, бурение оценивается на основании таких качественных показателей:

1. Выход раствора. Основополагающим фактором успешного приготовления раствора высокого качества является соответствующая модификация, а также фракция помола составляющих его веществ. Для приготовления раствора может понадобиться различное количество бентонита, что и является определением выхода.
2. Увлажнение, качество, а также концентрация взвешенных частиц определяет, насколько вязким будет раствор. Взаимосвязь подъемной силы и вязкости прямопропорционально.
3. Условная вязкость представляет собой гидравлическое противодействие течению;
4. Характеристикой пластической вязкости выступает сопротивление раствора и течения, образованное по причине механического трения.
5. Водонепроницаемая пленка на стенках скважины образуется в соответствии с высотой, которую имеет фильтрационная корка.

Однако, данная глина очень популярный компонент и пользуется большим спросом в различных областях.

Применение бентонитовой глины:

1. Пищевая промышленность (пищевая добавка Е558, которая препятствует на протяжении длительного времени слеживанию продуктов);
2. Сельское хозяйство (удобрение почв);
3. Нефтегазовая промышленность;
4. Металлургия (в частности, литейное дело);
5. При изготовлении керамических изделий;
6. Для осветления различных растворов;
7. Строительная отрасль;
8. Косметическая промышленность;
9. Фармакология;
10. Для оформления жилищ земноводных животных (террариумы, аквариумы и др.).

Как видим, практически отсутствует отрасль, в которой бы не были знакомы с бентонитовой глиной. Такой востребованностью вещество обязано своему составу, содержащему 70% монтмориллонита.

Месторождения бентониовой глины

Среди стран, которые славятся залежами бентонитовой глины, стоит выделить: Россию, Испанию, Украину, Италию, Грецию, США, Канаду. Именно территории этих государств богаты бентонитом, который успешно и непрерывно добывается с помощью открытого способа в карьерах.

Самыми известными месторождениями бентонитовой глины, которые находятся на территории РФ, являются: Курганское, Кудринское, а также Омское, рядом с которыми расположены и крупнейшие ее производители. Сразу после погрузки бентонит подвергается дроблению, после чего сортируется. Некоторые части дробленого бентонита проходят сушку для дальнейшего использования во время приготовления раствора для бурения.

Создание скважин – сложный и трудоемкий процесс, который требует обязательного применения определенных инструментов и строгого соблюдения технологии. Одним из элементов, без которых бурение было бы проблематичным, является бентонитовая глина.

Рассмотрим более подробно, что это за материал, и какую роль он играет во время бурового процесса.

Состав

Бентонит для бурения скважин представляет собой многокомпонентный состав. Его большая часть (около 70%) — минералы группы монтмориллонитов. Эта группа относится к алюмосиликатам, достоинством которых являются повышенные дисперсионные и гидрофильные качества.

Взаимодействуя с водой, бентонитовая глина сильно набухает, образуя достаточно вязкий гелеобразный раствор.

Во время разработки может быть использована бентонитовая глина с различным составом. Например: Бентонит ПБМА 6-7%, сода кальцинированная 0,1-2%, сода каустическая 0,1-0,5%, Гивпан 0,2-0,3%, Лубриол 1%, вода. Другой вариант: 30-72%; сода кальцинированная – 1-2,5%; сода каустическая — 0,2-0,7%; КМЦ (низкой вязкости) – до 3,5%; ИКЛУБ – 3-8%; ИКД — 0,5-3%; ИКСТАБ (ГРИНДРИЛ) — 2,6-4,5%; ИКПАН-SL — 2,5-4,5%; ИКПАН-RL — 1,2-2,5%; вода.

Как правило, состав бентонитового раствора подбирается в соответствии с составом грунта, в котором предстоит бурить. Таким образом, перед бурением необходимо проанализировать состав почвы, купить бентонит для бурения скважин, и дополнить его определенными компонентами, которые нужным образом скорректируют свойства материала.

Применение материала

Основное назначение бентонита во время бурового процесса – формирование стенок скважины и предотвращение осыпания породы. С этим часто сталкиваются, когда проводят бурение на большой глубине.

Как же «работает» бентонитовая глина?

Во время бурения, когда глина соединяется с водой, она значительно увеличивается в размерах.

После набухания состав становится гелеобразным. Он равномерно распределяется по стенкам скважины, защищая их от воды. Таким образом, станки остаются ровными, а вода, необходимая для бурения, остается в скважине.

У бентонитовой глины есть еще одно особое свойство: она может переходить из гелеобразного состояния в твердое. Для изменений необходимо механическое воздействие. Другими словами, при продвижении бура бентонит формирует стенки скважины, позволяет эффективно продолжать работу.

При этом глина защищает бур от налипания кусков земли, охлаждает пилотную головку, делает скольжение инструментов плавным. Благодаря повышенной вязкости слой бентонита упрощает вывод шлама.

Говоря о достоинствах материала, следует упомянуть и о его фильтрационных свойствах.

Являясь продуктом природного происхождения, бентонит прекрасно защищает источник от попадания в него токсинов и некоторых агрессивных веществ. Именно благодаря экологичности материала разрешено использовать бентонит для бурении скважин питьевой воды.

Согласно нормам, для приготовления раствора на 50 килограмм сухой смеси необходимо около 1 кубического метра воды. Смесь необходимо тщательно перемешать и оставить примерно на 20-30 минут.

Покупая бентонит для бурения скважин в Москве, обращайте особое внимание на состав: чем меньше в материале частей глины, тем выше будет его качество.

Ниже на видео показаны преимущества использования бентопорошков для горизонтально-направленного бурения от компании ОТЭКС.

Надеемся, что статья была вам полезна. Будем благодарны, если поделитесь ею в социальных сетях.

Бурение скважин является востребованной процедурой в строительных и добывающих работах. К бурильным услугам прибегают частные домовладельцы, чтобы обеспечить водоснабжение дома. Для технологии применяются различные вспомогательные приспособления и вещества. Бентонит для ГНБ – один из таких материалов. Применяется в жидком состоянии для промывки или в виде бурового раствора. Способствует эффективности бурения.

Бентониты — это универсальные, насыщенные компонентами вещества, которые имеют минералы-, монтмориллониты. Эти минералы, называемые также алюмосиликаты, имеют повышенные водопоглощающие и дисперсионные свойства. При попадании влаги в глину, бентонитовая смесь расширяется, увеличиваясь.

Само по себе вещество используется во многоотраслевом производстве: начиная от парфюмерии, и, заканчивая сталелитейным производством.

• На основе натрия;
• На основе кальция;
• На основе калия.

Во время процедуры бурения применяют разные составы материала. Но по умолчанию должно быть присутствие соды с кальцием, водой. Помимо этого состав полон различными примесями, отличающимися по назначению. Подобное разнообразие зависит от грунтового состава в месте буровых процедур.

Назначение бентонита

Раствор при бурении с полимерами и бентонитом используют не только для подземных прокладок трубопроводов. Средство активно применимо в таких работах:

• при геологических раскопках;
• в процессе бурения проходки к шахтам и рудникам;
• в горизонтальных буровых работах.

Бентонит в ГНБ

Использование бентонитовой смеси для ГНБ составляет основу в буровом растворе. Образуется водоотталкивающая пленка на пробуренной скважине, что осуществляет фильтрацию бура и его смазывание. Исследования показали, что благодаря глинистому бурению сокращаются финансовые расходы на процесс бурения более, чем на 10%.

Помимо этого у материаладля горизонтально направленного буренияимеются такие функции:

• укрепляются и уплотняются стены в пробуренном канале, что гарантирует прочность с устойчивостью скважины;
• снижается крутящий момент буровой штанги;
• выводятся грунтовые излишки из пробуренного канала;
• ускоряется проталкивание трубы внутри скважины (снижено трение).

Отслеживается грунтовая структура при выборе состава раствора для ГНБ, так как при процедурах почвенный состав изменчив. Когда происходят перемены,буровой раствор меняется, чтобы адаптироваться к геологическим условиям.

Качество бентонитовой смеси зависит от хим. составляющей и физических свойств. Имеются у материала такие преимущества:

• Так как у бентонита имеются оригинальные характеристики изменчивости, можно в ходе работы с бурением их изменить, повышая эффективность буровой процедуры и качества скважины.
• Плотный состав с сохранением геологических свойств и выходом с большим значением для гидравлики долота.
• Бентонит увеличивает плотность раствора, что приводит к повышенности силы подъема.
• Особые свойства с большей эффективность освобождают скважинные стволы от осколков породы, обеспечивая прочность с целостностью.
• Денежная экономия.
• Смесь ускоряет буровые процессы, уменьшает сроки процедуры в общем.
• При помощи бентонитовой глины не налипается земля на бур, а также охлаждается головка. Помимо этого, благодаря раствору лучше скользит оборудование в скважине.
• Повышается вязкость бентонита, за счет чего облегчается шламовой вывод.
• Бентонит является лучшим средством в процессе буровых работ водяных скважин, так как гарантируется экологическая чистота и безвредность, защищающие питьевую воду от токсинов и агрессивных компонентов.
• Активно применим во время работы грунтами, которые отличаются повышенной сыпучестью и плывучестью, а также, когда выполняется горизонтальное бурение.

Расход бентонита

Расход бентонита во время горизонтальной направленной буровой работы рассчитывается с учетом грунтовой характеристики – водонепроницаемости почвы. Данный параметр говорит о том, что расходы материала в процессе ГНБ доходят до 50 кг на 1 кв. м. грунта. Помимо этого, буровой раствор зависит от диаметров скважины и скорости прокладывания труб.

От качества использованных компонентов и расчета бентопорошка будет зависеть количество бурового раствора. Если правильно применить данное вещество, будут обеспечены буровые работы высокого качества.