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膨潤土吸附可以分為物理吸附、化學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,即我們常說的范德華力產(chǎn)生的。物理吸附是一種可逆的吸附過程,吸附速度與脫附速度在一定條件下呈動態(tài)平衡。產(chǎn)生物理吸附的主要原因是膨潤土表面分子其有表面能。由于膨潤土在水中高度分散,物理吸附現(xiàn)象十分明顯。
2)化學吸附。化學吸附是靠吸附劑與吸附質(zhì)之間的化學鍵力而產(chǎn)生的,化學吸附作用一般不可逆。在鉆井泥漿中應(yīng)用化學處理劑就是化學吸附作用的典型例子,如鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽加入到膨潤土泥漿中就是利用鉻離子在膨潤土晶體的邊緣上發(fā)生整合吸附。這種化學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土泥漿具有較高的抗溫能力,可作為地熱和超深井的抗高溫泥漿體系。
3)離子交換吸附。膨潤土礦物晶體一般帶負電荷,因此在膨潤土顆粒表面要吸附等當量的相反電荷的陽離子。吸附的陽離子可以和溶液中的陽離子發(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是:同號離子相互交換,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:鉆井膨潤土、鉆井泥漿膨潤土、鉆井液用膨潤土,API膨潤土等等,要知道測量膨潤土造漿性的主要指標之一是制漿速度,我們測試一般選用人工鈉基膨潤土作為造漿材料,因為一般鈉質(zhì)膨潤土的造漿性能比鈣質(zhì)膨潤土要好,測算膨潤土造漿率即膨潤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
方法:配置3份350ml膨潤土懸浮液,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。
三個樣分別高速攪拌20分鐘,靜止24小時。再攪拌5分鐘。用六速旋轉(zhuǎn)粘度計進行視粘度測試。 在半數(shù)坐標紙上做視粘度與懸浮液濃度(g膨潤土/100ml懸浮液)的半系圖。繪出通過3點的視粘度直線。確定15mPa?s視粘度的懸浮液濃度。
通過造漿率對照表求的相當?shù)脑鞚{率。
通過實驗測試我們知道鉆井用人工鈉基膨潤土的造漿率高,那么膨潤土作為鉆井造漿材料的應(yīng)用與作用有哪些呢?
利用膨潤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“鉆井泥漿膨潤土”它的作用有幾下幾個重要作用:
(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。
在有些人的認知中,對于膨潤土的分類是按照用途來分的。這種分法也不是問題,就如很多人會問,我要打樁用的膨潤土,或者涂料用膨潤土,復合肥用的膨潤土等等。這種分類,對于廠家來講,在白度或者使用量上會有所差別,規(guī)格上也不同。
近有客戶問到我們,你們的膨潤土是酸性還是堿性?到底哪種好?我們在這里說明一下,除人工改性鈉基(鈉質(zhì))膨潤土,其他都是中性。所以請不要以酸堿性來評判膨潤土優(yōu)劣或者是您的使用性。
膨潤土應(yīng)用到打樁工程有哪些優(yōu)勢?
而客戶的之前應(yīng)用已經(jīng)不是普通的膨潤土造漿產(chǎn)品,令人意想不到的是化學泥漿。這令許多人感到匪夷所思,純砂層怎么可以用化學泥漿呢?雖然如此,但是也在情理之中。雖然旋挖鉆機打樁用化學泥漿體積小,使用簡便,但是遇到砂層的地質(zhì)層,打樁膨潤土其實一直是被工程工友用的專用造漿產(chǎn)品,泥漿護壁能力強。為什么砂層打樁施工不可以是化學泥漿呢?據(jù)了解正是由于化學泥漿在純砂層地層打樁施工無法滿足固井的需求,而膨潤土則是專門針對砂層造漿的產(chǎn)品,相反隨著社會的發(fā)展,新產(chǎn)品的加入,我們相信會令膨潤土這一產(chǎn)品更有賣點或更具優(yōu)勢。
膨潤土用到打樁工程中有下列優(yōu)勢:
1、造漿力強.改性鈉化膨潤土,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.可以長期潤滑鉆具,減少因鉆具鉆進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、配漿簡便、使用方便,一百方水只需要4-6噸膨潤土即可,平均每口井大約需要8噸左右的膨潤土。