Буровые растворы для ГНБ. Бентонит

Горизонтально направленное бурение — это метод, используемый для прокладки трубопроводов и кабелей под землей без необходимости вскрытия поверхности. Этот способ позволяет минимизировать воздействие на окружающую среду и сокращает время на выполнение работ.

Что такое бентонит?
Бентонит — это натуральная глина, состоящая в основном из монтмориллонита. Он широко используется в буровых растворах благодаря своим уникальным свойствам.
Преимущества бентонита:

1. Высокая адгезия: Обеспечивает отличное сцепление с стенками скважины, что способствует их стабильности.
2. Гелеобразование: При смешивании с водой образует вязкий гель, который помогает удерживать шлам и предотвращает его оседание.
3. Поглощение воды: Бентонит способен впитывать значительное количество воды, увеличивая объем раствора и его эффективность.
4. Понижение трения: Снижает коэффициент трения между буровым инструментом и стенками скважины, что улучшает производительность бурения.
5. Экологичность: Бентонит является природным материалом и безопасен для окружающей среды.

Бентонитовые растворы используются для различных типов проектов ГНБ, включая:

• Прокладка водопроводов
• Укладка кабелей связи и электроэнергии
• Строительство систем дренажа

Буровые растворы на основе бентонита — это надежное и эффективное решение для горизонтально направленного бурения. Они обеспечивают высокую производительность и стабильность процесса, минимизируя риски и затраты. Если у вас есть вопросы или требуется консультация по выбору бурового раствора, не стесняйтесь обращаться!

Бентонитовые структурообразователи и вспомогательные реагенты для бурения являются неотъемлемой частью процесса горизонтально-направленного бурения (ГНБ). В комплексе с индивидуальным подходом и грамотным технологическим сопровождением, они позволяют более рационально и эффективно осуществлять работы методом ГНБ, минимизировать риски аварий, значительно сократить срок строительства и избежать технологических осложнений.

Бентонит представляет собой природную глину, на 70% (и более) состоящую из минерала монтмориллонита. Если в составе глины количество монтмориллонита меньше 70%, такая глина относится к бентонитоподобным глинам и не используется в качестве основы бурового раствора для ГНБ.

В качестве основы бурового раствора для ГНБ используются следующие виды бентонитов:

1. Модифицированный бентонит: природный кальциевый или натриевый бентонит, обработанный кальцинированной содой, полимерами или другими химикатами, улучшающими качество суспензии.
2. Немодифицированный бентонит: природный кальциевый или натриевый бентонит, не обработанный химическими методами либо обработанный в незначительной для ГНБ степени.

Буровой раствор служит для следующих целей:

• Размыв грунта на забое скважины.
• Поддержание бурового шлама во взвешенном состоянии и удаление его из кольцевого пространства.
• Охлаждение буровой головки, излучателя и расширителя в процессе работы.
• Временное закрепление внутренних стенок скважины от обрушения в процессе производства работ.
• Снижение величины трения трубопровода о стенки скважины при его протаскивании.

Несоблюдение технологии ГНБ и использование некачественного бентонита и полимеров может привести к необратимым последствиям:

• Ускоренный износ деталей насосов высокого давления буровых машин, двигателей, оборудования и инструмента при увеличении рабочих нагрузок.
• Обжим трубы или бурового инструмента при потере циркуляции раствора в скважине.
• Обрыв трубы или поломка бурового инструмента вследствие критических нагрузок.
• Выброс бурового раствора на поверхность из буровой скважины («грифоны»).

Приготовление бурового раствора производится в растворном узле, входящем в состав буровой установки. Буровой раствор готовится в смесителе (гидроворонке), где техническая вода смешивается с глинопорошком и полимерами в необходимых количествах. Глины — сложные по составу полидисперсные породы, представляющие собой природную смесь глинистых (монтмориллонит, каолинит, гидрослюда и др.) и неглинистых (кварц, кальцит, полевой шпат) минералов. Глина является безвредным природным материалом.

Для приготовления бурового раствора необходимо использовать пресную или слабоминерализованную воду (жесткость до 15 мг-экв/л), имеющую температуру выше 4 °С. Вода затворения должна иметь концентрацию водородных ионов или водородный показатель рН 8-9. рН в полевых условиях определяется с помощью лакмусовой индикаторной бумаги. В случаях, когда жесткость воды превышает норму, необходимо добавлять кальцинированную соду.

Вода затворения проверяется на вязкость с помощью воронки Марша. Воронка наполняется водой через сито до верхней калибровочной линии (0.946353 дм³ – кварта) и засекается время полного ее истечения. Время истечения должно составлять 26 секунд. Если это время больше или меньше указанной величины, необходимо использовать другую воду.

На стадии приготовления бурового раствора и в ходе бурения методом ГНБ контролируются следующие параметры:

• Плотность, кг/м³ – ареометром
• Условная вязкость, с – воронкой Марша
• Водоотдача, см³/30мин. – прибором ВМ-6
• Толщина глинистой корки, мм
• Статическое напряжение сдвига (СНС), Па
• Динамическое напряжение сдвига (ДНС), Па
• Содержание песка, %
• Концентрация водородных ионов, рН

Значения основных технологических показателей бурового раствора должны быть в следующих пределах:

• Плотность: 1020-1100 кг/м³
• Вязкость: 25-90 сП
• Водоотдача: 5-8 см³/30мин.
• Липкость глинистой корки (коэффициент трения): 0.2-0.9
• Динамическое напряжение сдвига: 15-30 Па
• Содержание абразивных включений: 0.2 %
• Концентрация водородных ионов: 8-9 рН
• Выход бурового раствора при вязкости 25 сП: не менее 15 м³/т

Технология приготовления бурового раствора заключается в следующем:

1. Сначала в воде замешивается глинопорошок (бентонит) на протяжении 20 минут до полного распускания.
2. Затем добавляется полимер РНРА и перемешивается 10-15 минут до полного растворения.
3. После этого добавляется полимер РАС и перемешивается еще 10-15 минут до полного растворения.

Технический отдел и руководство компании обеспечивает поддержку в части соблюдения стандартов оказания услуг, а также контролирует их качество и сроки.