Бентонитовая глина

Бурение скважин является одним из обязательных процессов, без которого нельзя обойтись во многих промышленных отраслях. Скважина является неотъемлемым инструментом для добычи нефти и газа, посредством скважины обеспечиваются водой жилые дома, также скважины необходимы во время некоторых строительных работ. Сам процесс бурения очень сложный, требующий определенных знаний, умений, внимания, а также использования специальных инструментов и технологий. Одним из главных компонентов, который является прямым участником в формировании скважины, выступает бентонитовая глина. Она представляет собой минерал глинистого происхождения. Главное ее свойство заключается в многократном увеличении вещества в объеме при взаимодействии с водой. Это обусловлено ее слоистой структурой, попавшая влага в которую дает возможность материалу в несколько раз увеличиться в объеме.

Для бентонитовой глины характерны следующие особенности:

1. Пластичность. При взаимодействии с водой, глина приобретает консистенцию, похожую на пластилин,  которой можно придать любую форму путем воздействия небольшого давления.
2. Набухание. Если смешать данную глину с водой, то она увеличится в объеме примерно в 14-16 раз.
3. Сорбционность. Глина поглощает из окружающей среды и удерживает на своей поверхности частицы, ионы, молекулы.
4. Огнеупорность и спекаемость. Она не плавится под воздействием очень высоких температур, а наоборот, приобретает очень твердую структуру.

Бентонитовая глина для бурения скважин является необходимым материалом, так как именно она используется для удержания стенок скважины и предотвращения нежелательных обвалов. Особенно в случаях, когда делается достаточно глубокая скважина, где риск обвала стенок существенно выше. Для того, чтобы правильно сформировать устойчивые стенки скважины, бентонитовая глина смешивается с водой в пропорциях 1 кубометр воды на 50 кг сухой массы, после чего она приобретает гелеобразное состояние и легко распределяется по стенкам, делая их ровными. Также вода, используемая при формировании скважин, благодаря бентонитовой глине остается внутри скважины.

Кроме того, если воздействовать на глину механически, то произойдет переход из состояния геля к твердому состоянию, что является уникальным свойством. Благодаря этому есть возможность формировать стенки скважины одновременно с тем, как бур продвигается вглубь.

Благодаря сорбционным свойствам бентонитовой глины, о которых упоминалось выше, источник остается полностью защищенным от проникновения токсинов и других агрессивных веществ, что позволяет использовать бентонитовую глину при бурении скважин питьевой воды.

Использование бентонитовой глины при бурении скважин имеет следующие преимущества:

1. Благодаря переменности есть возможность изменять свойства глины прямо в ходе рабочего процесса;
2. Гидравлика долота зависит от плотности состава, реологических свойств, которыми он обладает, а также от выхода;
3. С помощью бентонита можно сделать раствор более плотным, тем самым увеличив подъемную силу;
4. На целостность и прочность скважины влияет возможность быстрого удаления осколков породы из ее свола;
5. Экономичность;
6. Сокращаются сроки бурения скважины в связи с ускорением процесса бурения;
7. Позволяет сохранять чистым бур во время работы, а также предотвращает нагревание пилотной головки;
8. Благодаря вязкости шлам выводится значительно легче;
9. Является экологичным материалом, благодаря чему может применяться при бурении скважин питьевой воды;
10. Облегчает работу с неустойчивыми грунтами.

В связи с тем, что бентонитовая глина обладает определенными свойствами и преимуществами, о которых речь шла выше, она отлично себя зарекомендовала во время бурения скважин разного предназначения. То, насколько эффективным будет бурение, во многом зависит именно от свойств бентонитового раствора. В свою очередь, бурение оценивается на основании таких качественных показателей:

1. Выход раствора. Основополагающим фактором успешного приготовления раствора высокого качества является соответствующая модификация, а также фракция помола составляющих его веществ. Для приготовления раствора может понадобиться различное количество бентонита, что и является определением выхода.
2. Увлажнение, качество, а также концентрация взвешенных частиц определяет, насколько вязким будет раствор. Взаимосвязь подъемной силы и вязкости прямопропорционально.
3. Условная вязкость представляет собой гидравлическое противодействие течению;
4. Характеристикой пластической вязкости выступает сопротивление раствора и течения, образованное по причине механического трения.
5. Водонепроницаемая пленка на стенках скважины образуется в соответствии с высотой, которую имеет фильтрационная корка.

Однако, данная глина очень популярный компонент и пользуется большим спросом в различных областях.

Применение бентонитовой глины:

1. Пищевая промышленность (пищевая добавка Е558, которая препятствует на протяжении длительного времени слеживанию продуктов);
2. Сельское хозяйство (удобрение почв);
3. Нефтегазовая промышленность;
4. Металлургия (в частности, литейное дело);
5. При изготовлении керамических изделий;
6. Для осветления различных растворов;
7. Строительная отрасль;
8. Косметическая промышленность;
9. Фармакология;
10. Для оформления жилищ земноводных животных (террариумы, аквариумы и др.).

Как видим, практически отсутствует отрасль, в которой бы не были знакомы с бентонитовой глиной. Такой востребованностью вещество обязано своему составу, содержащему 70% монтмориллонита.

Месторождения бентониовой глины

Среди стран, которые славятся залежами бентонитовой глины, стоит выделить: Россию, Испанию, Украину, Италию, Грецию, США, Канаду. Именно территории этих государств богаты бентонитом, который успешно и непрерывно добывается с помощью открытого способа в карьерах.

Самыми известными месторождениями бентонитовой глины, которые находятся на территории РФ, являются: Курганское, Кудринское, а также Омское, рядом с которыми расположены и крупнейшие ее производители. Сразу после погрузки бентонит подвергается дроблению, после чего сортируется. Некоторые части дробленого бентонита проходят сушку для дальнейшего использования во время приготовления раствора для бурения.