膨润土的主要成分是什么?它在钻井液中主要起什么作用

膨润土的主要成分是什么?它在钻井液中主要起什么作用膨润土主要成分为蒙脱石,由硅氧四面体和铝氧八面体构成夹层式结构,属于单斜晶系 。
以膨润土为主要原料配制钻井泥浆,用于保护井壁、上返岩屑、冷却钻头等 。在石油钻井工业中,有机钻井泥浆(油包水泥浆)中所含的泥浆增稠剂、乳胶稳定剂即为有机膨润土,这类泥浆主要用于深井、超深井、海上钻井,因其具有较好的流变性和携带性,膨润土粉碎机故能有效地润滑钻井,防止腐蚀,同时它也是一种很好的提黏提切助剂,可以配制成优良的油包水泥浆和抗高温解卡剂,大大提高钻井速度和减少事故的发生 。
钻井泥浆膨润土有什么样的性能和特点?膨润土外观特征是适当粒度的粉末,因含杂质的不同,有白色、灰色、灰黄色和紫红色等颜色,易吸潮,吸潮后结块 。一般要求膨润土的造浆率为16米3 。钠膨润土的造浆率较高,而钙膨润土需要经过改造处理才能使用 。目前我国水基钻井液所用的粘土分为三个等级:一级为符合API标准的钠膨润土;二级土为改性土,经过改性符合OCMA(Oil Compang Materials,Association)标准要求;三级为较次的配浆土,仅用于性能要求不高的钻井液 。如堵漏用的钻井液等 。
为了保证膨润土的质量,在使用之前应先进行鉴定 。室内测定标准为:将膨润土和蒸馏水配成浓度为6%的泥浆(在100克蒸馏水中加入6克膨润土),用1200转/分的速度强烈搅拌15分钟,不加 任何处理剂,测定其性能应达到如下要求 。
1、塑性粘度应大于15毫帕秒;
2、有效粘度应大于18毫帕秒;
3、动切力应大于1.9帕;
4、静切力为0—15帕;
5、滤失量小于15毫升;
6、含砂量小于0.5%;
7、pH值为7左右;
8、细度要求通过200目筛;
9、粘土密度小于2.70克/厘米3 。
钻孔灌注桩用泥浆膨润土膨润土在钻孔灌注桩中的主要作用包括以下几个方面:

(1)泥浆护壁:膨润土可以产生高质量的泥浆可以有效对松散的井壁进行渗透、粘合、加固,从而保护井壁防止坍塌 。

(2)清洁孔底:高粘度的膨润土泥浆可以将钻头和岩石切削时产生的大量钻屑携带出桩孔外部,保持孔底的清洁 。

(3)冷却钻具:泥浆可以从空心的钻杆泵入到井底,然后从钻头的孔中流出,可以对钻头起到润滑、冷却的作用,有效防止切削时摩擦加剧而烧毁钻头的事故发生 。

(4)防止涌水:泥浆可以将岩屑产生的大量气体迅速排出,然后从泥浆池流到钻孔,以限制地层中的水进入钻孔内部,从而防止涌水事故 。

(5)防止渗漏:在孔壁上形成不透的隔水层,它有效防止钻井液中的大量的水渗漏到地层中 。

(6)平衡地压:膨润土泥浆随着钻杆注入到井底中可以平衡地层压力有效防止井眼扩大和钻不到底的现象 。





(7)减少钻进压力:使用膨润土进行钻孔灌注桩施工可以有效减少钻进施工压力、提高钻孔效率,显著提高施工企业的经济效益 。

(8)防止腐蚀:膨润土的泥浆可以在钻具、钻杆的表面周围形成具有一定的强度和韧性的薄薄保护层,这种保护层有效防止因钻塌和钻杆打磨而引起的腐蚀 。
任何钻井工程在进行施工遇到松散的土质层、纯砂层和岩石层等复杂地质层时都必须用膨润土和水配置的泥浆进行护壁,方可继续进行钻探任务,钻孔灌注桩也不例外 。
膨润土它是一种重要的钻井造浆材料,其质量好坏可以直接影响钻孔灌注桩的施工质量,因此在选择和购买前一定要做好相关的考察和化验 。膨润土在钻孔灌注桩中具有非常重大的作用,所以钻孔灌注桩必须要用泥浆膨润土 。
膨润土泥浆与一般泥浆的区别?钻孔灌注桩为什么要用膨润土泥浆?一、概念不同
1、膨润土泥浆:以蒙脱石为主要矿物成分的非金属矿产,蒙脱石结构是由两个硅氧四面体夹一层铝氧八面体组成的2:1型晶体结构 。
由于蒙脱石晶胞形成的层状结构存在某些阳离子,如Cu、Mg、Na、K等,且这些阳离子与蒙脱石晶胞的作用很不稳定,易被其它阳离子交换,故具有较好的离子交换性 。
2、泥浆:泥浆是粘土的微小颗粒在水中分散、并与水混合形成的半胶体悬浮液 。
二、组成不同
1、膨润土泥浆:用膨润土中蒙脱石的层片状结构及其能在水或有机溶剂中溶胀分散成胶体级粘粒特性,通过离子交换技术插入有机覆盖剂而制成的 。
2、泥浆:粘土和水是组成泥浆的基本原料,而粘土是泥浆最主要的组成部分 。粘土和水的质量,尤其是粘土质量对泥浆性能的变化及化学处理的效果均有直接的影响 。