벤토나이트 슬러리의 밀도
1. 슬러리의 분류 및 성능
1.1 분류
벤토나이트는 벤토나이트 암석으로도 알려져 있으며, 몬모릴로나이트 함량이 높은 점토암으로, 일라이트, 카올리나이트, 제올라이트, 장석, 방해석 등이 소량 함유된 경우가 많습니다. 벤토나이트는 나트륨 기반 벤토나이트(알칼리성 토양), 칼슘 기반 벤토나이트(알칼리성 토양), 그리고 천연 표백토(산성 토양)의 세 가지 유형으로 분류할 수 있습니다. 이 중 칼슘 기반 벤토나이트는 칼슘-나트륨 기반 벤토나이트와 칼슘-마그네슘 기반 벤토나이트로도 분류할 수 있습니다.
1.2 성능
1) 물리적 특성
벤토나이트는 자연적으로 흰색과 밝은 노란색을 띠지만 밝은 회색, 밝은 녹색 분홍색, 갈색 빨간색, 검은색 등으로도 나타납니다. 벤토나이트는 물리적 특성에 따라 단단함이 다릅니다.
2) 화학적 구성
벤토나이트의 주요 화학 성분은 이산화규소(SiO2), 산화알루미늄(Al2O3), 그리고 물(H2O)입니다. 산화철과 산화마그네슘의 함량 또한 높은 경우가 있으며, 칼슘, 나트륨, 칼륨은 벤토나이트에 다양한 함량으로 존재하는 경우가 많습니다. 벤토나이트의 Na2O와 CaO 함량은 물리적, 화학적 특성, 그리고 심지어 공정 기술에도 영향을 미칩니다.
3) 물리적 및 화학적 특성
벤토나이트는 최적의 흡습성, 즉 물 흡수 후 팽창률이 뛰어납니다. 물 흡수에 따른 팽창률은 최대 30배에 달합니다. 물에 분산되어 점성, 틱소트로피성, 윤활성 콜로이드 현탁액을 형성할 수 있습니다. 물, 슬러리, 모래와 같은 미세한 이물질과 혼합되면 가단성과 접착성을 갖습니다. 다양한 기체, 액체 및 유기 물질을 흡수할 수 있으며, 최대 흡착 용량은 무게의 5배에 달할 수 있습니다. 계면활성제인 산성 표백토는 유색 물질을 흡착할 수 있습니다.
벤토나이트의 물리적 및 화학적 특성은 주로 함유된 몬모릴로나이트의 종류와 함량에 따라 달라집니다. 일반적으로 나트륨 기반 벤토나이트는 칼슘 기반 또는 마그네슘 기반 벤토나이트보다 물리적, 화학적 특성과 기술적 성능이 우수합니다.
2. 벤토나이트 슬러리의 연속 측정
그만큼론미터인라인bent오니te슬우르y밀도미터온라인입니다펄프 밀도계산업 공정에서 자주 사용됩니다. 슬러리의 밀도는 슬러리 무게를 특정 부피의 물 무게로 나눈 비율을 나타냅니다. 현장에서 측정한 슬러리 밀도는 슬러리와 드릴 절삭물의 총 무게에 따라 달라집니다. 혼화제가 있는 경우, 혼화제의 무게도 포함해야 합니다.
3. 다양한 지질 조건에서의 슬러리 적용
사포질, 자갈, 자갈층, 그리고 균열된 부분에는 입자 간 결합력을 높이기 위해 구멍을 뚫기가 어렵습니다. 이 문제의 핵심은 입자 간 결합력을 높이는 것이며, 이러한 지층에서는 슬러리를 보호막으로 사용합니다.
3.1 슬러리 밀도가 드릴링 속도에 미치는 영향
슬러리 밀도가 증가함에 따라 드릴링 속도가 감소합니다. 특히 슬러리 밀도가 1.06~1.10 g/cm3보다 높을 때 드릴링 속도가 크게 감소합니다.3슬러리의 점도가 높을수록 드릴링 속도는 낮아집니다.
3.2 슬러리의 모래 함량이 드릴링에 미치는 영향
슬러리 내 암석 파편 함량은 시추 작업 시 위험을 초래하여, 부적절한 정화 및 후속 고착을 초래할 수 있습니다. 또한, 흡입 및 압력 자극을 유발하여 누출 또는 유정 붕괴를 초래할 수 있습니다. 모래 함량이 높고 공극 내 퇴적물이 두껍습니다. 이는 수화 작용으로 인해 공극 벽이 붕괴되고, 슬러리 표면이 떨어져 공극 내 사고를 유발하기 쉽습니다. 또한, 높은 퇴적물 함량은 파이프, 드릴 비트, 워터 펌프 실린더 슬리브, 피스톤 로드의 마모를 심화시켜 수명을 단축시킵니다. 따라서 지압의 균형을 확보한다는 전제 하에 슬러리 밀도와 모래 함량을 최대한 줄여야 합니다.
3.3 연약토의 슬러리 밀도
연약 지층에서는 슬러리 밀도가 너무 낮거나 굴착 속도가 너무 빠르면 굴착공 붕괴로 이어질 수 있습니다. 일반적으로 슬러리 밀도를 1.25g/cm³로 유지하는 것이 좋습니다.3이 토양층에서.
4. 일반적인 슬러리 공식
엔지니어링 분야에서는 다양한 종류의 슬러리가 존재하지만, 화학 조성에 따라 다음과 같이 분류할 수 있습니다. 슬러리의 배합 방법은 다음과 같습니다.
4.1 Na-Cmc(카르복시메틸셀룰로오스나트륨) 슬러리
이 슬러리는 가장 일반적인 점도 향상 슬러리이며, Na-CMC는 점도를 더욱 향상시키고 수분 손실을 줄이는 역할을 합니다. 배합비는 고품질 슬러리 점토 150~200g, 물 1000ml, 소다회 5~10kg, Na-CMC 약 6kg입니다. 슬러리의 특성은 다음과 같습니다. 밀도 1.07~1.1g/cm³, 점도 25~35초, 수분 손실량 12ml/30분 미만, pH 약 9.5.
4.2 철 크롬 염-Na-CMC 슬러리
이 슬러리는 강력한 점도 향상 및 안정성을 가지며, 철 크롬염은 응집(희석)을 방지하는 역할을 합니다. 배합비는 점토 200g, 물 1000ml, 50% 농도의 순수 알칼리 용액 약 20%, 20% 농도의 페로크롬염 용액 0.5%, 그리고 Na-CMC 0.1%입니다. 슬러리의 특성은 다음과 같습니다. 밀도 1.10g/cm³, 점도 25초, 수분 손실량 12ml/30분, pH 9.
4.3 리그닌 설포네이트 슬러리
리그닌 설포네이트는 아황산염 펄프 폐액에서 추출되며, 일반적으로 석탄 알칼리제와 함께 사용하여 점도 증가에 따른 슬러리의 응집 방지 및 수분 손실을 해결합니다. 슬러리 1m³당 점토 100~200kg, 아황산염 펄프 폐액 30~40kg, 석탄 알칼리제 10~20kg, 수산화나트륨 5~10kg, 소포제 5~10kg, 그리고 물 900~1000L를 배합합니다. 슬러리의 특성은 다음과 같습니다. 밀도 1.06~1.20 g/cm³, 깔때기 점도 18~40초, 수분 손실 5~10ml/30분, 그리고 수분 손실을 더욱 줄이기 위해 시추 중 Na-CMC 0.1~0.3kg을 첨가할 수 있습니다.
4.4 부식산 슬러리
부식산 슬러리는 석탄 알칼리제 또는 부식산나트륨을 안정제로 사용합니다. Na-CMC와 같은 다른 처리제와 함께 사용할 수 있습니다. 부식산 슬러리를 제조하는 공식은 슬러리 1m³에 석탄 알칼리제(건조 중량) 150~200kg, Na₂CO₃ 3~5kg, 물 900~1000L를 첨가하는 것입니다. 슬러리 특성: 밀도 1.03~1.20g/cm³, 수분 손실량 4~10ml/30분, pH 9.
게시 시간: 2025년 2월 12일
