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膨潤(rùn)土吸附可以分為物理吸附、化學(xué)吸附和離子交換吸附三種類型。
l)物理吸附。物理吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間分子間引力產(chǎn)生的,即我們常說(shuō)的范德華力產(chǎn)生的。物理吸附是一種可逆的吸附過(guò)程,吸附速度與脫附速度在一定條件下呈動(dòng)態(tài)平衡。產(chǎn)生物理吸附的主要原因是膨潤(rùn)土表面分子其有表面能。由于膨潤(rùn)土在水中高度分散,物理吸附現(xiàn)象十分明顯。
2)化學(xué)吸附?;瘜W(xué)吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學(xué)鍵力而產(chǎn)生的,化學(xué)吸附作用一般不可逆。在鉆井泥漿中應(yīng)用化學(xué)處理劑就是化學(xué)吸附作用的典型例子,如鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽加入到膨潤(rùn)土泥漿中就是利用鉻離子在膨潤(rùn)土晶體的邊緣上發(fā)生整合吸附。這種化學(xué)吸附作用明顯比物理吸附作用要穩(wěn)定。因此用鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽處理的膨潤(rùn)土泥漿具有較高的抗溫能力,可作為地?zé)岷统罹目垢邷啬酀{體系。
3)離子交換吸附。膨潤(rùn)土礦物晶體一般帶負(fù)電荷,因此在膨潤(rùn)土顆粒表面要吸附等當(dāng)量的相反電荷的陽(yáng)離子。吸附的陽(yáng)離子可以和溶液中的陽(yáng)離子發(fā)生交換作用,這種作用稱為離子交換吸附。離子交換吸附的特點(diǎn)是:同號(hào)離子相互交換,等電量相互交換。離子交換吸附的反應(yīng)是可逆的,吸附和脫附的速度受離子濃度的影響,這種影響符合質(zhì)量作用定律。
膨潤(rùn)土的主要用途之一是作為鉆井液材料。一般產(chǎn)品名稱為:鉆井膨潤(rùn)土、鉆井泥漿膨潤(rùn)土、鉆井液用膨潤(rùn)土,API膨潤(rùn)土等等,要知道測(cè)量膨潤(rùn)土造漿性的主要指標(biāo)之一是制漿速度,我們測(cè)試一般選用人工鈉基膨潤(rùn)土作為造漿材料,因?yàn)橐话汊c質(zhì)膨潤(rùn)土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤(rùn)土要好,測(cè)算膨潤(rùn)土造漿率即膨潤(rùn)土的單位重量可以配制成懸浮體積(m3 / t),表觀粘度為15mPa·s。
儀器:高速攪拌器 六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)
方法:配置3份350ml膨潤(rùn)土懸浮液,每份懸浮液含有不同質(zhì)量的土樣。使其視粘度在(10--25)x10-3Pa?s之間。
三個(gè)樣分別高速攪拌20分鐘,靜止24小時(shí)。再攪拌5分鐘。用六速旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)行視粘度測(cè)試。 在半數(shù)坐標(biāo)紙上做視粘度與懸浮液濃度(g膨潤(rùn)土/100ml懸浮液)的半系圖。繪出通過(guò)3點(diǎn)的視粘度直線。確定15mPa?s視粘度的懸浮液濃度。
通過(guò)造漿率對(duì)照表求的相當(dāng)?shù)脑鞚{率。
通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試我們知道鉆井用人工鈉基膨潤(rùn)土的造漿率高,那么膨潤(rùn)土作為鉆井造漿材料的應(yīng)用與作用有哪些呢?
利用膨潤(rùn)土的造漿率一般作為鉆井造漿材料,該產(chǎn)品應(yīng)用的完整名字為“鉆井泥漿膨潤(rùn)土”它的作用有幾下幾個(gè)重要作用:
(1)清理井壁以清除雜物。保持孔壁清潔,抑制鉆頭鉆壓,減少磨損,提高施工效率。
在有些人的認(rèn)知中,對(duì)于膨潤(rùn)土的分類是按照用途來(lái)分的。這種分法也不是問(wèn)題,就如很多人會(huì)問(wèn),我要打樁用的膨潤(rùn)土,或者涂料用膨潤(rùn)土,復(fù)合肥用的膨潤(rùn)土等等。這種分類,對(duì)于廠家來(lái)講,在白度或者使用量上會(huì)有所差別,規(guī)格上也不同。
近有客戶問(wèn)到我們,你們的膨潤(rùn)土是酸性還是堿性?到底哪種好?我們?cè)谶@里說(shuō)明一下,除人工改性鈉基(鈉質(zhì))膨潤(rùn)土,其他都是中性。所以請(qǐng)不要以酸堿性來(lái)評(píng)判膨潤(rùn)土優(yōu)劣或者是您的使用性。
膨潤(rùn)土應(yīng)用到打樁工程有哪些優(yōu)勢(shì)?
而客戶的之前應(yīng)用已經(jīng)不是普通的膨潤(rùn)土造漿產(chǎn)品,令人意想不到的是化學(xué)泥漿。這令許多人感到匪夷所思,純砂層怎么可以用化學(xué)泥漿呢?雖然如此,但是也在情理之中。雖然旋挖鉆機(jī)打樁用化學(xué)泥漿體積小,使用簡(jiǎn)便,但是遇到砂層的地質(zhì)層,打樁膨潤(rùn)土其實(shí)一直是被工程工友用的專用造漿產(chǎn)品,泥漿護(hù)壁能力強(qiáng)。為什么砂層打樁施工不可以是化學(xué)泥漿呢?據(jù)了解正是由于化學(xué)泥漿在純砂層地層打樁施工無(wú)法滿足固井的需求,而膨潤(rùn)土則是專門針對(duì)砂層造漿的產(chǎn)品,相反隨著社會(huì)的發(fā)展,新產(chǎn)品的加入,我們相信會(huì)令膨潤(rùn)土這一產(chǎn)品更有賣點(diǎn)或更具優(yōu)勢(shì)。
膨潤(rùn)土用到打樁工程中有下列優(yōu)勢(shì):
1、造漿力強(qiáng).改性鈉化膨潤(rùn)土,并可以起到迅速溶解、粘結(jié)、造漿,從而注漿固井。
2、率矢量低.可以長(zhǎng)期潤(rùn)滑鉆具,減少因鉆具鉆進(jìn)壓力或鉆具遇到巖石的研磨的效果。
3、鉆井打樁施工的成本低、配漿簡(jiǎn)便、使用方便,一百方水只需要4-6噸膨潤(rùn)土即可,平均每口井大約需要8噸左右的膨潤(rùn)土。