24 октября 201915:57

Давним-давно, в одній далекій-далекій галактиці ... втім, не так вже й далеко. У цій статті я хочу повернутися до основ і розповісти про найбільш значущі характеристики натрієвого бетоніта, що видобувається в Вайомінгу.

Найчастіше при проведенні робіт нам було досить просто розкрити мішок і засипати речовину в змішувач. Чарівні властивості цієї глини стали для нас чимось самим собою зрозумілим. Заінтриговані? Я розповім, у чому її унікальність і особливість.

Натрієвий бентоніт сформувався в крейдяний період близько 65 ... 145 мільйонів років тому в нинішньому басейні Бигхорн на заході США.

Басейн Бигхорн (англ. Bighorn Basin) - це плато і Міжгірський басейн шириною приблизно 160 кілометрів на північ від штату Вайомінг, США. З початку XX століття в басейні добувають нафту. Східна частина басейну прославилася як місце знахідки численних копалин. Також були виявлені поклади урану в північній частині.
Своїм народженням бентоніт зобов'язаний вулканічному попелу, і довгий час був прихований під водами внутрішнього моря. Поклади цього матеріалу обмежені, також існує кілька його різновидів. Більшість великих компаній з виробництва бентоніту ведуть видобуток в цьому районі. Як відомо, бентоніт використовується в багатьох галузях промисловості: металургії, виробництві товарів для тварин (наприклад, котячого наповнювача), косметики і так далі.

Найважливіші властивості натрієвого бентоніту з Вайомінгу:

Уявіть три кубика вайомінгского натрієвого бентоніту розміром в один кубічний дюйм. При правильній обробці ці кубики можуть покрити 66 футбольних полів. Структура натрієвого бентоніту є тонкі пластинки. Вони негативно заряджені, і тому постійно намагаються відштовхнути один одного - в цьому і полягає причина такої величезної площі покриття.
У вайомінгского натрієвого бентоніту високий ступінь набухання. Він може увібрати кількість води в двадцять разів більше власного об'єму. Більш поширений кальцієвий бентоніт має голчату структуру, що призводить до зниження в'язкості, міцності гелю, якості суспензії і слабкого поглинання розчину.


Чи знайомі ви з ситуаціями, подібними описаним нижче?

  • Бентоніт погано перемішується, або потрібна більша кількість бентоніта для отримання необхідної в'язкості.
  • Ви виключаєте змішувач, і бентоніт осідає на дні, залишаючи на поверхні чисту воду.
  • Насос видає дивні звуки при перекачуванні розчину, або полімери стають тягучими.

Якщо ви зіткнулися з будь-якої з цих поширених проблем, то вам може здатися, що це чудовий бентоніт не вартував своїх грошей. Зробіть собі послугу і перевірте склад води. Вода становить від 95 до 99% бурової рідини, тому, швидше за все, саме вона винна в низькій якості розчину.

Можливі проблеми:

Низький pH (менше 8) і / або жорстка вода (з високим вмістом кальцію), які не дозволяють пластинкам бетоніта відштовхуватися один від одного.
Кальцій руйнує іонний заряд бентонітових пластинок, через що вони злипаються. Цей ефект називають флокуляцією.
Флокуляція (від лат. Flocculi - шматки, пластівці; англ. Flocculation; ньому. Flockung, Flocken; франц. Floculation, соagulation; ісп. Floculacion) - різновид коагуляції, створення пухких пластівцевих агрегатів (флокул) з дрібних частинок дисперсної фази, що знаходяться у підвішеному стані в рідкому або газовому середовищі.
При хорошому змішуванні бентонітової суспензії взаємодія між частинками буде мінімальною: пам'ятайте, що пластинки повинні відштовхувати один одного. Пластинки відштовхуються настільки, що формують міцний, тонкий і щільний осад навколо свердловини, створюючи стабільне середовище.

Як чинять бурильники при флокуляції або злипанні бентоніту? Відповідь проста: в першу порцію води слід додати кальцинованої соди. Як правило, вистачає чверті або половини фунта на галон (в звичних нам одиницях виміру приблизно 25 ... 50 г / л). Перевірити рН води можна за допомогою простої тестової смужки.

Якщо виникають сумніви, використовуйте кальциновану соду в рекомендованому дозуванні - і продовжуйте роботу, знаючи, що з буровим розчином буде все в порядку. Саме такий склад найкраще підходить для полімерів з рН від 8,5 до 9,5.

Чому варто використовувати бентонітовий буровий розчин?

  • Він охолоджує і змащує бурове долото.
  • Він ефективно очищає свердловину від шламу
  • Він запобігає обваленню свердловини
  • Він контролює поглинання, його ліквідацію і гідророзриви
  • Він зменшує крутний момент в липкому грунті
  • Він контролює підповерхневий тиск

Бентоніт - це дивовижний мінерал, з якого виходить дивовижний буровий розчин. При правильному дозуванні і складі води з ним не зрівняється жодна інша речовина. Він входить у виробничий стандарт, як для горизонтального, так і для вертикального буріння.

Особлива краса цього розчину в тому, що в поєднанні з різними полімерами і добавками він може забезпечити роботу в будь-яких грунтових умовах і при будь-яких ускладненнях. Я вважаю, що бентоніт чудовий - і, сподіваюся, ви зі мною погодитеся.

10 октября 201914:36

Сотні інженерних технологій вийшли з американських гаражів. ГНБ побачило світ завдяки кмітливості та спостережливості американського підрядника Мартіна Черрінгтон, який одним прекрасним і сонячним днем прокладав траншейним методом телефонний кабель і помітив одну цікаву річ ...

Мартін Черрінгтон був спадковим будівельним підрядником, і працював разом зі своїм батьком: прокладав комунікації на греблях, брав участь в будівництві тунелів, прокладання трубопроводів, телефонних та електричних кабелів. Думка, що риття траншей - це брудно і довго, оселилася в голові американського винахідника ще на початку 60-их.

Влітку 1963 року народження, працюючи головним бригадиром по прокладці телефонних кабелів в траншеях житлового району Лос-Анджелеса, Мартін Черрінгтон зауважив, що на сусідній вулиці інший підрядник виконує аналогічні роботи. Черрінгтон вразив той факт, що підрядник, який прибув на пару тижнів пізніше бригади Черрінгтон, виконав роботу на дві тижня раніше. Крім того, його ділянка була значно чистіше як під час будівництва, так і після. Розмір і довжина кабелю підрядника також були ідентичні. Різниця була лише в тому, що цей підрядник використав вертикальну бурову установку для горизонтального буріння замість риття траншей. Черрінгтон відразу зрозумів переваги безтраншейних технологій і вирішив, що за ними майбутнє.

Заснувавши в 1964 році свою фірму Titan Contractors, Черрінгтон створив першу бурову установку для горизонтального направленого буріння. Влаштувавшись в штаті Каліфорнія (в місті Сакраменто) компанія Черрінгтона дала початок справжньому будівельному буму в Америці, проте не відразу.

Перші великі замовлення компанія Черрінгтон отримала завдяки дружині президента США Ліндона Джонсона, яка свого часу працювала над національним рухом з облагороджування зовнішнього вигляду міст. Леді Джонсон віддала розпорядження перенести всі існуючі види комунікацій під землю, щоб звільнити житлові квартали від кабелів і стовпів. Стовпи були в кожному американському дворі, вони просто набридли жителям, до того ж повітряні лінії електропередач представляли реальну небезпеку в разі стихійних лих: ураганів і землетрусів.

Місцева енергетична компанія одразу уклала контракт з Titan Contractors на безтраншейну прокладку своїх кабелів протягом всієї зони обслуговування. Обсяг робіт компанії Черрінгтон виявився настільки великий, що довелося будувати нові бурові установки, щоб встигати за попитом.

Незважаючи на успіх компанії Черрінгтон, місцеві органи управління все ще ставилися з недовірою до безтраншейної технології. Titan Contractors була змушена конкурувати з компаніями, які виконують послуги «відкритим» траншейним методом.

Близько двох років компанія з горизонтального буріння трималася лише на ентузіазмі Мартіна, і тільки 1971 році знову отримала велике замовлення. На цей раз від газової компанії PG & E. Потрібно було перетнути широку річку з дуже крутим і високим берегом 6 - 8 метрів заввишки. Нижня половина ґрунту складалася з піску, а верхня з шару грунту. Звичайні траншейні методи не впоралися б із цим нелегким завданням.

Саме тут Черрінгтон вперше застосував метод похилого буріння. Прокладка труб проходила прямо під річкою. При сліпому горизонтальному бурінні, бур періодично з'являвся на поверхні, після чого змінювався кут буріння, і прокладка тривала. Ділянки з'єднувалися в суцільну свердловину 232 метра завдовжки і 116 мм діаметром. Так з'явилося горизонтальне буріння із заданою траєкторією прокладки свердловини - ГНБ!

Робота пройшла успішно. Технологія повністю виправдала себе, і потім по всій території Америки почалася експлуатація горизонтально направленого буріння. ГНБ почала стрімко і лавиноподібно поширюватися по всьому світу, не дивлячись на те, що в 1971 році ще була відсутня локаційна апаратура, а замість розчину бентоніту застосовувалася звичайна вода.

Вже до кінця 80-х років ХХ століття в США більше 90% річкових прокладань інженерних комунікацій проводилося з використанням ГНБ. 

З тих пір процес буріння став більш надійним і точним: модернізувалися системи локації, покращилася якість промивних рідин. Сьогодні ГНБ - це провідний метод прокладання підземних комунікацій, широко застосовуваний по всьому світу.