Для чего нужен бентонит при гнб
Перейти к содержимому

Для чего нужен бентонит при гнб

  • автор:

Использование буровых растворов при ГНБ. Опыт Электис

Сегодня сложно представить горизонтальное направленное бурение без использования бурового раствора. От качества буровых жидкостей во многом зависят успех бурения, сохранность оборудования и нервов заказчика и подрядчика. Однако даже сейчас есть те, кто совсем не знает, зачем применяются буровые растворы при ГНБ, и какую роль выполняют буровые жидкости в процессе бурения.

Незнание заказчика позволяет ему в некоторых случаях пренебречь такой “мелочью” как бентонит и полимеры, выбрать “что подешевле”, сократить количество расходных материалов, чтобы снизить сметную стоимость проекта, или отказаться от бентонита и полимеров совсем. Так делать нельзя! Сегодня мы расскажем вам почему, а так же покажем, какими полимерами и бентонитами вот уже 10 лет успешно пользуется Электис для бестраншейной прокладки коммуникаций.

Что такое буровой раствор?

Буровой раствор — это сложная многокомпонентная, состоящая из нескольких несмешиваемых фаз система жидкостей (суспензий, эмульгаторов и аэрированных жидкостей). Буровой раствор применяют для промывки скважин в процессе бурения. Также буровая жидкость решает следующие задачи:

  • Сохраняет целостность окружающей среды
  • Оказывает противодавление поровому давлению
  • Облегчает пробой сложных и твердых пород
  • Защищает буровой инструмент от коррозии
  • Очищает скважины от бурового шлама
  • Уменьшает трение, охлаждает и смазывает буровой инструмент
  • Укрепляет стенки скважины, защищает от осыпей, обвалов и разрушений
  • Останавливает разбухание глины, уменьшает ее липкость
  • Передаёт гидравлическую энергию на забойный двигатель и долото
  • Предотвращает возможность возникновения осложнений при бурении (дифференциальный прихват, поглощения, нефтегазопроявления и т. п.)

Из чего состоит буровой раствор?

В зависимости от сложности прокола и вида грунта, в котором необходимо его сделать, в буровой раствор добавляют разные полимеры и химические реагенты. Каждый из компонентов промывочного раствора имеет свое значение.

Например, натриевый бентонит , в отличие от простой воды, не просачивается и не впитывается в почву. Он остается в скважине, и обеспечивает постоянное нахождение раствора в скважине, ведь постоянное нахождение в скважине буровой жидкости — это основа успешного бурения. Бентонит — обязательный компонент каждого бурового раствора.


Полимеры и химические реагенты позволяют увеличить вязкость раствора препятствуют формированию катышков, делая массу более эластичной и маслянистой в зависимости от характера грунта. Благодаря действию полимеров стабилизируются стенки скважины при сыпучих и неустойчивых грунтах, предотвращается налипание вязкой и глинистой массы на буровую лопатку, улучшаются скользящие и водонепроницаемые свойства раствора, снижается крутящий момент на рабочем инструменте. Добавляют полимеры и реагенты после соединения бентонита с водным кондиционером.

Почему обязательно необходимо использовать бентонит и полимеры при ГНБ?

Буровые жидкости и полимеры — материал, без которого не обходится ни одно бурение ГНБ. Они созданы специально для того, чтобы облегчить прохождение бурового инструмента в земле, предостерегая его от перегрева, застреваний и, как следствие, износа и “дорогостоящих” поломок. Буровые жидкости и полимеры подготавливают почву, делают её более эластичной, мягкой и легко проходимой.

Пренебрегая буровыми растворами, компания ГНБ подвергает риску себя, свою технику и репутацию, а также ставит под удар заказчика, который ожидает качественных работ в соответствии с заявленными сроками.

“Я слышал, что одна буровая компания не использует бентонит и полимеры для ГНБ…”

На тематических форумах часто можно встретить рассказы бурильщиков, в которых они описывают свою работу “всухую”, “на воде” или в крайнем случае “на соленой воде”. Отметим, что чаще всего они говорят о несложных проколах у частных заказчиков или знакомых.

Любая уважающая себя крупная фирма ГНБ обязательно использует в своей работе качественные буровые растворы, а не не самодельные смеси и простую воду. В некоторых случаях, воды может быть и будет достаточно, но никто не застрахован от износа и поломок дорогостоящих элементов ГНБ машин. Для фирм ГНБ поломка техники — это серьезные денежные потери и суета в связи со срочной необходимостью покупки новых запчастей. Для заказчика это увеличение сроков работы и ненужное повреждение внешних и внутренних слоев почвы с возможными обвалами в перспективе.

Есть ли современные качественные альтернативы и заменители бентонита и полимеров?

гели вместо бентонита и полимеров гнб

В последнее время рынок буровых жидкостей, бентонита и полимеров расширяется, и на рынок выходят новые игроки. Например, совсем недавно в Европе появились специальные гели для бурения от компании ProAction Fluids , призванные заменить бентонит. Компания выпускает четыре вида геля для различных видов грунта, гели разного цвета, чтобы не перепутать.

До России новинка еще не дошла, а вот западные компании уже вовсю пользуются этими цветными гелями, и отмечают их высокую надежность и качество. В то же время цена на такие растворы пока остается достаточно высокой. Стоимость гелей для бурения в несколько раз превышает цены на бентонит и полимеры.

Какие полимеры и бентонит использует ЭлектИС в своей работе?

гнб электис буровые растворы

За 10 лет работы в области бестраншейной прокладки коммуникаций методом ГНБ ЭлектИС успел протестировать десятки материалов для буровых растворов от разных производителей. Мы даже писали статью , где сравнивали между собой бентониты различных марок. Сегодня мы пользуемся проверенным в работе отечественным бентонитом и полимерами фирмы “Горизонт”. Для проколов в песчаных грунтах бентонитами Bentolux Horizont PAC-HV, а для прохождения в глинистых почвах — Bentolux Horizont PHPA. Эти материалы показывают отличные результаты, при этом их соотношение цена/качество одно из самых оптимальных на рынке.

БЕНТОНИТ BENTOLUX HORIZONT UN

бентонит для гнб горизонт

Бентонит для ГНБ BENTOLUX HORIZONT UN произведен на основе бентонитовых глин российских месторождений. Помогает подготовить буровой раствор, отличающийся высокой структурной прочностью. Расход подбирается индивидуально для каждого геологического разреза с учетом рекомендуемой рецептуры буровых растворов. Концентрация определяется типом почвы. Для глинистой следует использовать 15–20 кг/м³, для песчаной – от 25 до 30 кг/м³, а для гравия и скальных пород – от 30 до 35 кг/м³.

Область применения:

Bentolux Horizont UN рекомендуется для приготовления бурового раствора при производстве работ методом ГНБ в нормальных и тяжелых условиях, а также при сооружении колодцев.

Преимущества:

  • Высокая скорость набора реологических характеристик.
  • Легкое удаление шлама.
  • Простота в применении.
  • Низкий коэффициент трения скольжения.
  • Низкое содержание песка
  • Образование тонкой герметичной пленки, снижающей просачивание воды сквозь стенки канала.
  • Устойчивость к воде затворения различных типов (водопроводной, артезианской).

BENTOLUX HORIZONT PAC-HV

Полианионная целлюлоза с высокой молекулярной массой, применяется для контроля водоотдачи и вязкости буровых растворов на водной основе.

Область применения:

Контроль фильтрации. Замедление набухания глинистых сланцев. Повышение вязкости в растворах на основе любой воды затворения

(соленой, морской, пресной, с повышенной кальциевой и магниевой агрессией). Создает синергетический эффект с другими химреагентами марки «HORIZONT». Уменьшение липкости и коэффициента трения, бурение в интервалах ММП (многолетне-мерзлых горных породах).

Преимущества :

  • Эффективна в буровых растворах на всех типах жидкости затворения (пресная, соленая, минерализованная вода).
  • Эффективна в растворах с умеренным и высоким значением рН.
  • Эффективна в малых концентрациях.
  • Устойчива при температуре до 1400С.
  • Не токсична.

BENTOLUX HORIZONT PHPA

полимеры горизонт гнб Реагент, оказывающий инкапсулирующее действие – заключает в оболочку вяжущие, склонные к разбуханию и склеиванию грунты. Предотвращает сужение канала скважины при бурении в глине, склонной к разбуханию и разрушению при других сложных формациях. Совместно с полимерами эффективно снижает липкость фильтрационной корки без добавления смазок.

Область применения:

Закупоривающий материал. Легкорастворимый сухой полимер, используется в качестве ингибитора в глине и сланце, уменьшает силу трения и повышает вязкость. Может применяться в водопроводной воде.

Преимущества :

  • Может быть использован для поднятия вязкости в безглинистых растворах и растворах с минимальным содержанием бентонита.
  • Помогает предупредить налипание породы на долото, стабилизирует и укрепляет стенки скважины, покрывая и смазывая твердые частицы.
  • Эффективный инкапсулянт выбуренной породы, ограничивающий ее дисперсию.
  • Способствует улучшению выноса выбуренной породы.
  • Высококонцентрированный продукт (>90% активного вещества) снижает затраты на транспортировку и хранение.
  • Улучшает стабилизацию глинистых сланцев.

электис за работой укладка труб методом гнб

Надеемся, эта статья была для вас полезной. Всегда обращайте внимание на материалы, которые использует ваша буровая компания или подрядчики. Правильный раствор для бурения — это уже половина успешного и качественно выполненного ГНБ! Экономьте с умом, и не вдавайтесь в крайности. Желаем вам только качественного бурения и опытных подрядчиков!

Хотите получить консультацию специалиста? Тогда звоните или пишите нам , мы с радостью ответим на все ваши вопросы и напишем новые интересные статьи!

Бентонит для ГНБ

Бентониты — это универсальные, насыщенные компонентами вещества, которые имеют минералы-, монтмориллониты. Эти минералы, называемые также алюмосиликаты, имеют повышенные водопоглощающие и дисперсионные свойства. При попадании влаги в глину, бентонитовая смесь расширяется, увеличиваясь.

Само по себе вещество используется во многоотраслевом производстве: начиная от парфюмерии, и, заканчивая сталелитейным производством.

  • На основе натрия;
  • На основе кальция;
  • На основе калия.

Во время процедуры бурения применяют разные составы материала. Но по умолчанию должно быть присутствие соды с кальцием, водой. Помимо этого состав полон различными примесями, отличающимися по назначению. Подобное разнообразие зависит от грунтового состава в месте буровых процедур.

Назначение бентонита

Назначение бентонита

Раствор при бурении с полимерами и бентонитом используют не только для подземных прокладок трубопроводов. Средство активно применимо в таких работах:

  • при геологических раскопках;
  • в процессе бурения проходки к шахтам и рудникам;
  • в горизонтальных буровых работах.

Бентонит в ГНБ

Использование бентонитовой смеси для ГНБ составляет основу в буровом растворе. Образуется водоотталкивающая пленка на пробуренной скважине, что осуществляет фильтрацию бура и его смазывание. Исследования показали, что благодаря глинистому бурению сокращаются финансовые расходы на процесс бурения более, чем на 10%.

Помимо этого у материала для горизонтально направленного бурения имеются такие функции:

  • укрепляются и уплотняются стены в пробуренном канале, что гарантирует прочность с устойчивостью скважины;
  • снижается крутящий момент буровой штанги;
  • выводятся грунтовые излишки из пробуренного канала;
  • ускоряется проталкивание трубы внутри скважины (снижено трение).

Отслеживается грунтовая структура при выборе состава раствора для ГНБ, так как при процедурах почвенный состав изменчив. Когда происходят перемены, буровой раствор меняется, чтобы адаптироваться к геологическим условиям.

Качество бентонитовой смеси зависит от хим. составляющей и физических свойств. Имеются у материала такие преимущества:

  • Так как у бентонита имеются оригинальные характеристики изменчивости, можно в ходе работы с бурением их изменить, повышая эффективность буровой процедуры и качества скважины.
  • Плотный состав с сохранением геологических свойств и выходом с большим значением для гидравлики долота.
  • Бентонит увеличивает плотность раствора, что приводит к повышенности силы подъема.
  • Особые свойства с большей эффективность освобождают скважинные стволы от осколков породы, обеспечивая прочность с целостностью.
  • Денежная экономия.
  • Смесь ускоряет буровые процессы, уменьшает сроки процедуры в общем.
  • При помощи бентонитовой глины не налипается земля на бур, а также охлаждается головка. Помимо этого, благодаря раствору лучше скользит оборудование в скважине.
  • Повышается вязкость бентонита, за счет чего облегчается шламовой вывод.
  • Бентонит является лучшим средством в процессе буровых работ водяных скважин, так как гарантируется экологическая чистота и безвредность, защищающие питьевую воду от токсинов и агрессивных компонентов.
  • Активно применим во время работы грунтами, которые отличаются повышенной сыпучестью и плывучестью, а также, когда выполняется горизонтальное бурение.

Расход бентонита

Расход бентонита во время горизонтальной направленной буровой работы рассчитывается с учетом грунтовой характеристики – водонепроницаемости почвы. Данный параметр говорит о том, что расходы материала в процессе ГНБ доходят до 50 кг на 1 кв. м. грунта. Помимо этого, буровой раствор зависит от диаметров скважины и скорости прокладывания труб.

От качества использованных компонентов и расчета бентопорошка будет зависеть количество бурового раствора. Если правильно применить данное вещество, будут обеспечены буровые работы высокого качества.

Бентонит для горизонтально-направленного бурения (ГНБ)

Этапы прокладки коммуникаций методом ГНБ

Прокладка инженерных коммуникаций является ключевым элементом развития инфраструктуры. Поэтому подземные коммуникации (инженерные сети) повсеместно прокладываются и реконструируются.

Наиболее оптимальный метод прокладки коммуникаций — это горизонтально-направленное бурение (ГНБ). ГНБ позволяет проводить работы под действующими в обычном режиме дорогами, сооружениями, водоемами и прочими объектами инфраструктуры.

Основой бурового раствора для ГНБ является бентонит.

Основные требования к буровой смеси:

  • низкое содержание песка (менее 1%);
  • способность к очень быстрому набуханию бентонита в воде (на приготовление раствора для ГНБ отводят обычно не более 20 минут).

Для производства бентопорошков для ГНБ применяется только высококачественное бентонитовое сырье с содержанием монтмориллонита не менее 75 процентов. В качестве сырьевой базы используются природные высокоактивные бентониты Зырянского, Даш-Салахлинского и Таганского месторождений, находящихся в собственности у нашей компании.

При прокладке инженерных коммуникаций методом ГНБ качественный буровой раствор обеспечивает:

  • эффективное удаление выбуренной породы из полости бурового канала;
  • устойчивость стенок скважины на весь период строительства;
  • безаварийное скольжение при протягивании трубопровода;
  • оптимальное охлаждение породоразрушающего инструмента и штанг.

Интересный факт: Для ГНБ используют особые бентониты, способные образовывать высоковязкие суспензии при чрезвычайно низких концентрациях — не более 15 — 20 кг/м3. Это в 5 раз ниже концентрации обычного бентонита аналогичной вязкости.

При проводке инженерных коммуникаций методом ГНБ применяются следующие продукты:

Бентопорошки ГНБ — 1, ГНБ – 2 предназначены для приготовления буровых растворов при строительстве переходов и прокладки инженерных коммуникаций методом …

Бентопорошок ГНБ — 30 предназначен для горизонтально–направленного бурения переходов и прокладки …

ПБМА-ЭКСТРА и ПБМ-ЭТАЛОН применяются для приготовления бурового раствора на минерализованной (в том числе морской) и соленасыщенной технической воде, не требуют специальной водоподготовки перед приготовлением бурового раствора.

Супергель – полифункциональная полимерно-минеральная присадка. В состав Супергеля входят экологически безопасные природные минеральные …

Продукция производится в ООО «Бентонит Кургана», ООО «Бентонит Хакасии», ООО «АЗРОСПРОМИНВЕСТ».

Есть вопросы? Нужна консультация специалиста или Вы хотите заказать бентонитовую продукцию? Отправьте заявку:

Бетонит для ГНБ

Бетонит для ГНБ

Когда сооружение инженерной сети посредством открытого разреза почвы невозможно, применяют горизонтально направленное бурение (ГНБ) — создание пространства для прокладывания коммуникаций без нарушения поверхности грунта. Разрушенная порода смешивается с буровым раствором и удаляется из скважины в виде шламового потока. Буровой раствор, в состав которого входит вода и бентонит для ГНБ, служит для смазки и охлаждения породоразрушающего инструмента установки ГНБ, предотвращает осыпание стенок скважины и обеспечивает скольжение во время протягивания трубопровода.

Описание и виды бентонита

Природная глина с повышенным содержанием различных минералов, которая при смачивании вспучивается и образует вязкую гелеобразную эмульсию, называется бентонит. Ископаемый материал получил свое название по ассоциации с месторождением глины в городе Benton. Крупнейшие месторождения бентонитных глин находятся в США, Канаде, России, Великобритании. Глина имеет сложный состав, который содержит натрий, магний, окись железа, кальций, кварц, слюду, сепиолиты, полевые шпаты.

Для разных задач используются различные по составу бентониты. Они классифицируются по количеству доминирующего в составе глины вещества: кальциевый, натриевый, калиевый. Преобладание натрия ускоряет набухание раствора, кальция — замедляет. Песок в составе бентонитной глины нежелателен, его содержание негативно влияет на качество сырья. Вяжущие свойства бентонита используются для приготовления буровых растворов, его расход при ГНБ зависит от диаметра скважины и водопоглощения породы, в которой производится бурение.

Свойства

Решающее значение для продуктивности бурения имеют свойства бурового раствора. Бентонитовая смесь для ГНБ приготавливается непосредственно на месте бурения. В рабочий котлован, заполненный водой, добавляют порошкообразный бентонит, который набухает и посредством многократного прохождения через буровой насос превращается в однородную эмульсию. В зависимости от условий бурения в готовый раствор вводятся дополнительные компоненты, влияющие на плотность, вязкость, водоотдачу и другие параметры.

Эмульсия имеет сложный физико-химический состав и в процессе буровых работ контролируется более чем по 20 параметрам. Забор проб для проверки на соответствие необходимым для бурения качествам осуществляется на выходе шламового потока из ствола скважины. При частичной утрате заданных свойств раствор «освежается» введением в рабочий котлован необходимых компонентов или дополнительных порций бентонита. Опытному мастеру ГНБ достаточно тактильного контакта и визуального осмотра протекающей смеси, чтобы сделать вывод о существенном изменении какого-либо из параметров:

  • плотность — измеряется буровым ареометром и зависит от веса 1 м³ рабочей эмульсии;
  • теплоемкость и теплопроводность — способность поглощать и передавать тепло;
  • коэффициенты расширения и давления — характеризуют изменение объема и давления раствора на стенки скважины при изменении его температуры;
  • условная и пластическая вязкость — характеризуют прокачиваемость раствора насосным оборудованием;
  • эффективная вязкость — соотношение зависимости вязкости от скорости прокачивания;
  • динамическое напряжение сдвига — сопротивление, которое раствор оказывает свободному течению;
  • статическое напряжение сдвига — значение силы, которую необходимо приложить, чтобы привести раствор в движение;
  • коэффициент и показатель коллоидальности;
  • консистенция — показатель зависимости сдвига от скорости течения;
  • показатели неньютоновского поведения и касательного напряжения сдвига;
  • седиментация — показатель стабильности раствора в процессе бурения;
  • показатели фильтрации — характеризуют способность закреплять и удерживать корку, образуемую на стенках скважины;
  • характеристики электропроводности;
  • минерализация, щелочность, водородный показатель.

Решающее значение, характеризующее качество бентонита для ГНБ, имеет способность образования глинистой смеси высокой степени вязкости, которая может удерживать воду на протяжении длительного времени.

Способы применения

Бентонит применяется во многих отраслях: пищевой промышленности, сельском хозяйстве, виноделии, косметологии, медицине, стоматологии, строительстве. Область применения бентонита напрямую зависит от содержания в составе преобладающего вещества:

  1. Кальциевый: имеет низкую степень набухания. Широко применяется в производстве прохладительных напитков и виноделии для осветления винного сусла, осаждения дрожжевой мути, взвеси винного камня, связывания дубильных веществ.
  2. Натриевый: имеет высокую степень набухания. Широко применяется при бурении для заполнения образующихся полостей, обволакивания и закрепления стенок скважины. Также его применяют для гидроизоляции в строительстве тоннелей, дамб, фундаментов, гидроэкранов.
  3. Калиевый бентонит в сочетании с различными компонентами применяют для повышения качества нефтяного сырья и его очистки от нежелательных примесей.

Требования к буровой смеси

Горизонтальные скважины промываются высоковязкими растворами с содержанием 40-50 кг бентонита на 1 м³ воды. Прокачиваемая по стволу скважины эмульсия должна стимулировать разрушение инструментом пластов породы, выводить со шламовым потоком ее частицы на поверхность, освобождая забой скважины, очищать стенки пробуренного канала от налипания слоев породы, обволакивать и герметизировать скважину, предотвращать осыпания и обрушения ее стенок.

Быстро и правильно приготовленная смесь позволяет произвести качественное безаварийное бурение и решить массу задач, от которых напрямую зависит успех процесса создания скважины. На подготовку раствора отводится минимум времени: около 20 минут. За этот срок бентонит должен полностью набухнуть в воде, превратившись в однородную гелеобразную массу.

Как выбрать

Выбор смеси зависит от состава пород, в которых создается скважина, и условий бурения. Производители реализуют глину в виде герметично упакованных готовых смесей бентонитного порошка с добавлением полимеров. Составы рассчитаны на базовые сценарии бурения: легкие пески, глинистые почвы, песчаники, тяжелые скальные породы.

  1. Ultra-Gel — бентонитный порошок для быстрого приготовления буровой эмульсии на основе пресной воды. Преобладающим качеством состава является использование во время бурения скважин в породах, оказывающих повышенное воздействие и износ инструмента, которым производится вскрытие пластов — коронок, шарошек и.т.п.
  2. Hydraul EZ — применяется, когда бурение производится в тяжелых условиях. При смешивании с пресной водой образует густую эмульсию повышенной вязкости. Состав обладает повышенными обволакивающими свойствами, что существенно облегчает протягивание расширителей и труб в созданных скважинах.
  3. Premium Gel — основой состава является сухая полимерная добавка, смешанная с бентонитной глиной. При растворении образует высокопроизводительный раствор, который подходит для бурения в любых условиях. Отличается способностью быстрой стабилизации неустойчивых пород (крупнозернистых песков, гравия).на длительное время.
  4. Super Gel — универсальная буровая смесь, которая может применяться для использования при различных сценариях бурения.

Качество бурового раствора — основа удачного бурения. Использование некачественного материала ведет к повышенному износу инструмента. Обвалы и осыпания слабо закрепленных стенок скважины могут обернуться зажимом и утерей буровой колонны и дорогостоящего породоразрушающего инструмента. Сложный процесс ГБН связан со множеством факторов, возникающих в процессе бурения, и правильно приготовленный раствор, соответствующий условиям бурения, превращает буровой процесс в мероприятие с предсказуемым результатом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *