Все о бентонитеБентонит – это природный глинистый материал, относится к классу алюмосиликатов, имеет высокую дисперсность, - размер кристаллов меньше 1 мкН., следствием чего является большая удельная поверхность. Особенности кристаллохимического строения бентонитов обуславливают наличие на их поверхности ионообменных катионов, достаточно сильно влияющих на физико-химические свойства минералов.
Бентонит, в котором главным обменным катионом является Na, получил название натриевого или щелочного бентонита. Бентонит, в котором в обменных катионах преобладает Ca, получил название кальциевого бентонита. Наиболее распространенными в природе являются кальциевые бентониты.
Бентонит нашел применение во многих областях человеческой деятельности, например, он используется при бурении, в том числе при горизонтально направленном бурении, в гражданском строительстве (при возведении объектов ниже уровня грунтовых вод - метод "стена в грунте"), в литейном производстве (для изготовления формовочных смесей), а также в быту, например, как основа наполнителя для туалета домашних животных.
Бентонит используется для приготовления буровых растворов. Такие растворы при бурении скважин обеспечивают удаление из забоя и из ствола скважины обломков разбуриваемых пород, а также препятствует осыпанию скважины. Качество бурения во многом зависит от физических и химических свойств раствора.
Так при горизонтально-направленном бурении от качества бурового раствора зависит: успешность строительства скважины, минимизация затрат времени, предотвращение аварий и осложнений, связанных с устойчивостью разбуриваемых грунтов, экологическая безопасность при применении.
Самые важные характеристики растворов - это плотность, выход раствора и реалогические свойства. Плотностью бурового раствора называют вес единицы его объема, которая обуславливает поддержание частиц бурового раствора во взвешенном состоянии. Чем больше плотность, тем выше несущая способность раствора.
Выход раствора - важный показатель качества бентонита. Его определяют минералогический состав, тонкость помола и технология модификации. Лучше для буровых растворов использовать глины с высоким содержанием монтмориллонита с преобладанием в обменном комплексе ионов калия и натрия.
К реологическим свойствам относят вязкость (влияет на подъемную силу бурового раствора), предел текучести (мера электрохимических сил притяжения в буровом растворе), показатель фильтрации (способность раствора отфильтровываться через стенки скважины), толщина фильтрационной корки (способность к созданию малопроницаемой фильтрационной корки на стенках скважины) и показатель седиментации (показатель стабильности бурового раствора).
По всем вышеперечисленным характеристикам бентонитовые буровые растворы полностью удовлетворяют всем требованиям горизонтально направленного бурения. Они укрепляют стенки канала в сыпучих обваливающихся грунтах, снижают просачивание воды через них путем формирования тонкого водонепроницаемого слоя, обеспечивают скольжение прокладываемого трубопровода по стенкам канала и охлаждение буровой головки и зонда в случае бурения в слежавшихся грунтах.
|