ความหนาแน่นของสารละลายเบนโทไนต์
1. การจำแนกประเภทและประสิทธิภาพของสารละลาย
1.1 การจำแนกประเภท
เบนโทไนต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อหินเบนโทไนต์ เป็นหินดินเหนียวที่มีส่วนประกอบของมอนต์มอริลโลไนต์ในปริมาณสูง ซึ่งมักประกอบด้วยอิลไลต์ เคโอลิไนต์ ซีโอไลต์ เฟลด์สปาร์ แคลไซต์ และอื่นๆ ในปริมาณเล็กน้อย เบนโทไนต์สามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ประเภท ได้แก่ เบนโทไนต์ที่มีโซเดียมเป็นองค์ประกอบ (ดินด่าง) เบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ (ดินด่าง) และดินฟอกขาวตามธรรมชาติ (ดินเป็นกรด) เบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบสามารถแบ่งออกได้เป็นเบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ (แคลเซียม-โซเดียม) และเบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมเป็นองค์ประกอบ (แคลเซียม-แมกนีเซียม)
1.2 ประสิทธิภาพการทำงาน
1) คุณสมบัติทางกายภาพ
เบนโทไนต์มีสีขาวและเหลืองอ่อนในธรรมชาติ ในขณะเดียวกันก็ยังมีสีเทาอ่อน เขียวอ่อน ชมพู น้ำตาล แดง ดำ เป็นต้น เบนโทไนต์มีความแข็งที่แตกต่างกันเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพ
2) องค์ประกอบทางเคมี
ส่วนประกอบทางเคมีหลักของเบนโทไนต์ ได้แก่ ซิลิกอนไดออกไซด์ (SiO2), อะลูมิเนียมออกไซด์ (Al2O3) และน้ำ (H2O) บางครั้งปริมาณเหล็กออกไซด์และแมกนีเซียมออกไซด์ก็สูงเช่นกัน และมักพบแคลเซียม โซเดียม และโพแทสเซียมในเบนโทไนต์ในปริมาณที่แตกต่างกัน ปริมาณ Na2O และ CaO ในเบนโทไนต์ส่งผลต่อคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และแม้กระทั่งเทคโนโลยีการผลิต
3) คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี
เบนโทไนต์มีคุณสมบัติเด่นในด้านความสามารถในการดูดความชื้นที่เหมาะสม คือ การขยายตัวหลังการดูดซึมน้ำ ค่าการขยายตัวที่เกี่ยวข้องกับการดูดซึมน้ำสูงถึง 30 เท่า สามารถกระจายตัวในน้ำเพื่อสร้างสารแขวนลอยที่มีความหนืด ไธโซทรอปิก และหล่อลื่น เบนโทไนต์จะอ่อนตัวและเกาะติดได้ดีหลังจากผสมกับเศษผงละเอียด เช่น น้ำ สารละลาย หรือทราย สามารถดูดซับก๊าซ ของเหลว และสารอินทรีย์ต่างๆ ได้หลากหลายชนิด และมีความสามารถในการดูดซับสูงสุดถึง 5 เท่าของน้ำหนัก ดินฟอกสีกรดที่มีฤทธิ์กัดกร่อนสามารถดูดซับสารสีได้
คุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมีของเบนโทไนต์ส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับชนิดและปริมาณของมอนต์มอริลโลไนต์ที่ประกอบอยู่ โดยทั่วไป เบนโทไนต์ที่มีโซเดียมเป็นส่วนประกอบจะมีคุณสมบัติทางกายภาพและทางเคมี รวมถึงประสิทธิภาพทางเทคโนโลยีที่เหนือกว่าเบนโทไนต์ที่มีแคลเซียมหรือแมกนีเซียมเป็นส่วนประกอบ
2. การวัดอย่างต่อเนื่องของสารละลายเบนโทไนต์
การลอนน์มิเตอร์อินไลน์bentโอนิteสลเอ่อyความหนาแน่นเมตรเป็นแบบออนไลน์เครื่องวัดความหนาแน่นของเยื่อกระดาษมักใช้ในกระบวนการอุตสาหกรรม ความหนาแน่นของสารละลาย หมายถึงอัตราส่วนของน้ำหนักของสารละลายต่อน้ำหนักของน้ำปริมาตรที่กำหนด ขนาดของความหนาแน่นของสารละลายที่วัด ณ สถานที่ปฏิบัติงานขึ้นอยู่กับน้ำหนักรวมของสารละลายและเศษวัสดุที่เจาะในสารละลาย ควรรวมน้ำหนักของสารผสมด้วยหากมี
3. การใช้สารละลายภายใต้สภาพทางธรณีวิทยาที่แตกต่างกัน
การเจาะรูในชั้นหินขัด กรวด หินกรวด และชั้นที่แตกหักเพื่อคุณสมบัติการยึดเกาะระหว่างอนุภาคที่ด้อยกว่านั้นเป็นเรื่องยาก กุญแจสำคัญของปัญหานี้อยู่ที่การเพิ่มแรงยึดเกาะระหว่างอนุภาค และใช้สารละลายเป็นเกราะป้องกันในชั้นเหล่านี้
3.1 ผลของความหนาแน่นของสารละลายต่อความเร็วในการเจาะ
ความเร็วในการเจาะจะลดลงเมื่อความหนาแน่นของสารละลายเพิ่มขึ้น ความเร็วในการเจาะจะลดลงอย่างมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อความหนาแน่นของสารละลายมากกว่า 1.06-1.10 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร3ยิ่งความหนืดของสารละลายมาก ความเร็วในการเจาะก็จะยิ่งต่ำลง
3.2 ผลของปริมาณทรายในสารละลายต่อการเจาะ
ปริมาณเศษหินในตะกอนดินเหนียวก่อให้เกิดความเสี่ยงในการเจาะ ส่งผลให้หลุมเจาะที่ทำความสะอาดไม่ถูกต้องและเกิดการติดขัดในภายหลัง นอกจากนี้ อาจทำให้เกิดแรงดูดและแรงดัน ส่งผลให้เกิดการรั่วไหลหรือบ่อยุบตัว ปริมาณทรายในหลุมสูงและมีตะกอนหนา ทำให้ผนังหลุมยุบตัวเนื่องจากความชื้น และทำให้ผิวตะกอนหลุดออกได้ง่ายและเกิดอุบัติเหตุในหลุม ขณะเดียวกัน ปริมาณตะกอนที่สูงยังทำให้เกิดการสึกหรออย่างมากต่อท่อ ดอกสว่าน ปลอกสูบน้ำ และก้านสูบ และมีอายุการใช้งานสั้น ดังนั้น ภายใต้หลักการของการรักษาสมดุลของแรงดันในชั้นหิน ควรลดความหนาแน่นของตะกอนและปริมาณทรายให้มากที่สุด
3.3 ความหนาแน่นของสารละลายในดินอ่อน
ในชั้นดินอ่อน หากความหนาแน่นของสารละลายต่ำเกินไปหรือความเร็วในการเจาะเร็วเกินไป อาจทำให้หลุมยุบได้ โดยทั่วไปควรควบคุมความหนาแน่นของสารละลายไว้ที่ 1.25 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร3ในชั้นดินนี้
4. สูตรสารละลายทั่วไป
ในงานวิศวกรรมมีสารละลายอยู่หลายประเภท แต่สามารถจำแนกตามองค์ประกอบทางเคมีได้ดังนี้ วิธีการแบ่งสัดส่วนมีดังนี้:
4.1 สารละลายโซเดียม-ซีเอ็มซี (โซเดียมคาร์บอกซีเมทิลเซลลูโลส)
สารละลายชนิดนี้เป็นสารละลายเพิ่มความหนืดที่พบได้บ่อยที่สุด และ Na-CMC มีบทบาทในการเพิ่มความหนืดและลดการสูญเสียน้ำ สูตรผสมประกอบด้วยดินเหนียวคุณภาพสูง 150-200 กรัม น้ำ 1,000 มิลลิลิตร โซดาแอช 5-10 กิโลกรัม และ Na-CMC ประมาณ 6 กิโลกรัม คุณสมบัติของสารละลายคือ ความหนาแน่น 1.07-1.1 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืด 25-35 วินาที การสูญเสียน้ำน้อยกว่า 12 มิลลิลิตร/30 นาที ค่า pH ประมาณ 9.5
4.2 สารละลายเหล็กโครเมียมเกลือ-โซเดียม-Cmc
สารละลายนี้ช่วยเพิ่มความหนืดและความเสถียรอย่างมาก และเกลือเหล็กโครเมียมมีบทบาทในการป้องกันการตกตะกอน (การเจือจาง) สูตรผสมประกอบด้วย ดินเหนียว 200 กรัม น้ำ 1,000 มิลลิลิตร เติมสารละลายด่างบริสุทธิ์ประมาณ 20% ที่ความเข้มข้น 50% เติมสารละลายเกลือเฟอร์โรโครเมียม 0.5% ที่ความเข้มข้น 20% และโซเดียม-CMC 0.1% คุณสมบัติของสารละลายคือ ความหนาแน่น 1.10 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืด 25 วินาที การสูญเสียน้ำ 12 มิลลิลิตร/30 นาที ค่า pH 9
4.3 สารละลายลิกนินซัลโฟเนต
ลิกนินซัลโฟเนตสกัดจากของเหลวเสียจากเยื่อซัลไฟต์ โดยทั่วไปจะใช้ร่วมกับสารอัลคาไลถ่านหินเพื่อแก้ปัญหาการตกตะกอนและการสูญเสียน้ำของสารละลายโดยอาศัยการเพิ่มความหนืด สูตรผสมประกอบด้วยดินเหนียว 100-200 กิโลกรัม ของเหลวเสียจากเยื่อซัลไฟต์ 30-40 กิโลกรัม สารอัลคาไลถ่านหิน 10-20 กิโลกรัม โซเดียมไฮดรอกไซด์ 5-10 กิโลกรัม สารลดฟอง 5-10 กิโลกรัม และน้ำ 900-1,000 ลิตร ต่อสารละลาย 1 ลูกบาศก์เมตร คุณสมบัติของสารละลายมีดังนี้: ความหนาแน่น 1.06-1.20 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร ความหนืดของกรวย 18-40 วินาที การสูญเสียน้ำ 5-10 มิลลิลิตร/30 นาที และสามารถเติมโซเดียม-CMC 0.1-0.3 กิโลกรัม ระหว่างการเจาะเพื่อลดการสูญเสียน้ำเพิ่มเติม
4.4 สารละลายกรดฮิวมิก
สารละลายกรดฮิวมิกใช้สารอัลคาไลจากถ่านหินหรือโซเดียมฮิวเมตเป็นสารคงตัว สามารถใช้ร่วมกับสารบำบัดอื่นๆ เช่น Na-CMC สูตรสำหรับการเตรียมสารละลายกรดฮิวมิกคือเติมสารอัลคาไลจากถ่านหิน 150-200 กิโลกรัม (น้ำหนักแห้ง) Na2CO3 3-5 กิโลกรัม และน้ำ 900-1,000 ลิตร ลงในสารละลาย 1 ลูกบาศก์เมตร คุณสมบัติของสารละลาย: ความหนาแน่น 1.03-1.20 กรัม/ลูกบาศก์เซนติเมตร การสูญเสียน้ำ 4-10 มิลลิลิตร/30 นาที ค่า pH 9
เวลาโพสต์: 12 ก.พ. 2568
