Таблица 10 - Результаты определения выхода глинистого раствора Параметры | Образец 1
НПК «Бентонит» | Образец 2
НПК «Бентонит» | Образец 3
ЗАО «Керамзит»
(Серпухов) | | Вязкость, с | 25 | 25 | 25 | | Плотность, г/см3 | 1,035 | 1,042 | 1,05 | | рН | 10,2 | 9,79 | 10,6 | | Динамическое напряжение сдвига, дПа | 38 | 26 | 29 | | Фильтрация, см3/30 мин | 20,0 | 18,0 | 18,5 | | Содержание песка, % | <0,5 | <0,5 | <0,5 | | Выход, м3/т | 18 (марка ПБМБ) | 15 (марка ПБМВ) | 12,6 (марка ПБМВ |
Таблица 11 - Свойства 10% суспензий, приготовленных затворением в горячей воде образцов бентопорошков, набухавших в течение 16 ч Параметры | Образец № 1
НПК «Бентонит» | Образец № 2
НПК «Бентонит» | Образец № 3
ЗАО «Керамзит»
(Серпухов) | | 1 | 2 | 3 | 4 | | Вязкость, с | Не текучая | Не текучая | 34 | | Плотность, г/см3 | 1,065 | 1,07 | 1,07 | | рH | 10,24 | 9,789 | 10,59 | | Пластическая вязкость, мПа•с | 24 | 29 | 6 | | Эффективная вязкость, мПа•с | 60 | 69 | 20 | | Динамическое напряжение сдвига, дПа | 111 | 80 | 28 | | CHC1/10, дПа | 82/87 | 75/97 | 29/36 | | Фильтрация, см3/30 мин | 7,5 | 6,5 | 14,5 | | Толщина корки, мм | 2,0 | 2,0 | 2,0 | | Содержание песка, % | <0,5 | <0,5 | <0,5 | | МВТ, кг/м3 | 80,56 | 73,95 | 47 | | С, об.% | 3,67 | 3,3 | 2,18 | | Фильтрат, мг/л:Са++Сl- | 11,774,3 | 11,773,95 | 17,5659,16 |
Исследования образцов бентопорошков показали, что выход глинистого раствора из образца 1 составил 18 м3/т, образца 2 – 15 м3/т, что по сравнению с выходом раствора из образца 3 выше на 42,8%. В соответствии с ОСТ 39-203-07-86 бентопорошки (образцы 2,3) НПК «Бентонит» относятся к высококоллоидным бентопорошкам марки ПБМБ и ПМБВ. Бентопорошок (образец 3) производства ЗАО «Керамзит» (г. Серпухов) относится к марке ПБМВ, но по сравнению с образцом 2 бентопорошка НПК «Бентонит» аналогичной марки имеет показатель коллоидности глинистого раствора и технологические параметры, значительно уступающие бентонитовым суспензиям производства НПК «Бентонит». Глинопорошки, изготовливаемые на предприятиях НПК «Бентонит», по своим технологическим параметрам полностью отвечают ТУ 39-01470001-105-93 «Глинопорошки для буровых растворов». Они широко применяются для приготовления полимербентонитовых буровых растворов в регионах Западной Сибири. Из глинопорошка, выпускаемого НПК «Бентонит», были разработаны составы ингибированных растворов на основе полимерсиликата натрия и полимерных стабилизаторов Камцел-3, Сайпан, Камцел ПАЦ (К-ПАЦ), результаты которых приводятся в таблице 1 и 2. Из таблиц следует, что на основе бентонитового глинопорошка НПК «Бентонит» можно получать полимерглинистые буровые растворы для промывки скважин в глинисто-песчаных породах с заданными технологическими параметрами. Из таблиц 10, 11 следует, что водные растворы исследуемого бентонита позволяют получить суспензии плотностью 1,03-1,04 г/см3, вязкостью 35-40 с, СНС1/10 = 95,7/133,4 дПа; PV = 9,2 мПа*с, AV = 18,6 мПа*с, YP = 89,2 дПа; толщина фильтрационной корки – 2 мм, липкость — 8,50, рН = 9,3-9,8, что свидетельствует о высокой коллоидности и диспергируемости бентопорошка в водной среде. Для получения аналогичной бентонитовой суспензии на базе производства бентонита ЗАО «Керамзит» необходима добавка в водную фазу 6% глинопорошка, что вдвое больше, чем бентопорошка производства НПК «Бентонит». Лабораторные испытания бентопорошка производства НПК «Бентонит» показали, что его средний расход на приготовление бентонитовых суспензий составляет 30 кг на 1 м3 бурового раствора, тогда как серпуховского бентопорошка требуется в два раза больше.
Суспензии на его основе достаточно хорошо стабилизируются полимерными реагентами карбоксиметилцеллюлозного типа (Камцел-3, К-ПАЦ) и акрилатного типа (Сайпан и др.). Для получения требуемых технологических параметров фильтрации и реологических параметров достаточно добавки реагентов стабилизаторов и гелеобразователей для понижения фильтрации в пределах 0,1-0,2% к объему исходного бурового раствора. В качестве ингибирующей добавки для полимерглинистой системы бурового раствора используется полимерсиликат натрия — реагент К-100 в количестве 0,3-0,5%. На основе глинопорошка НПК «Бентонит» возможно получение полимерглинистых ингибированных буровых растворов с требуемыми технологическими параметрами для промывки наклонно-направленных скважин при бурении в глинисто-песчаном комплексе пород. Добавки 0,2% Камцел-1000-3В и 0,2% полиакрилатного реагента Сайпан обеспечивают необходимые технологические параметры бурового раствора и фильтрационный показатель на уровне 3-4 см3 за 30 мин. Полученный полимерглинистый ингибированный раствор на основе полимерсиликата натрия выдерживает до 15-25% обогащения глинистым шламом, сохраняя рабочие характеристики бурового раствора. Наряду с бентонитовыми глинопорошками для приготовления буровых растворов применяются также составы на основе гидравлической извести. Анализ существующих инъекционных составов, используемых при прокладке коллекторных тоннелей методом бестраншейных технологий, свидетельствует о целесообразности применения следующих систем: - портландцемент – песок-бентонит- вода- зола-унос;
- гидравлическая известь- микрокремнезем- зола-унос- смесь пескового отсева-вода. Данные составы были приняты как наиболее перспективные, позволяющие получать широкий диапазон технологических и эксплуатационных свойств в зависимости от геологических и гидрогеологических условий строительства. Б.В. Ляпидевский, канд. техн. наук, А.В. Никитин, Г.П. Родина, С.О.Бадамшин
ГУП «НИИМосстрой» |
