Создание скважин — востребованная операция в строительстве и горной добыче. К буровым услугам часто обращаются владельцы частных домов, чтобы наладить водоснабжение своих участков. В процессе бурения задействуют множество вспомогательных устройств и реагентов. Один из таких материалов — бентонит, используемый при ГНБ. Он применяется в жидком виде для промывки либо как буровой раствор, что повышает эффективность проходки скважин.
Бентонит — это
Бентониты представляют собой многофункциональные, богатые полезными компонентами составы, в основе которых лежат минералы монтмориллониты (алюмосиликаты). Они обладают ярко выраженной способностью впитывать воду и диспергироваться. При контакте с влагой бентонитовая масса набухает и многократно увеличивается в объёме.
Данное вещество востребовано в самых разных отраслях: от парфюмерной промышленности до металлургии.
Основные разновидности: натриевые, кальциевые, калиевые.
В ходе бурения могут использоваться разные типы смесей, но стандартный раствор всегда включает воду, кальций и соду. Кроме того, в него добавляют различные примеси, которые подбираются в зависимости от типа грунта на месте проведения работ.
Для чего применяется бентонит
Буровой раствор на основе бентонита и полимеров нужен не только при прокладке подземных коммуникаций. Он активно используется в следующих случаях:
- при геологоразведочных изысканиях;
- при проходке шахт и рудничных выработок;
- при работах с горизонтальным бурением.
Роль бентонита в ГНБ
При горизонтально-направленном бурении бентонитовая смесь служит основой бурового раствора. На стенках пробуренного канала образуется водоотталкивающая плёнка, которая обеспечивает фильтрацию шлама и смазывает буровой инструмент. Исследования подтверждают, что использование глинистых растворов сокращает финансовые затраты на бурение более чем на 10%.
Кроме того, материал для ГНБ выполняет следующие задачи:
- укрепляет и уплотняет стенки скважины, придавая ей прочность и устойчивость;
- уменьшает крутящий момент на буровой штанге;
- удаляет лишний грунт из канала;
- облегчает продвижение трубы внутри скважины за счёт снижения трения.
При выборе состава раствора для ГНБ обязательно учитывают структуру грунта, поскольку в процессе работ почвенные условия могут меняться. В ответ на такие изменения корректируют и буровую смесь, чтобы она соответствовала текущей геологической обстановке.
Достоинства бентонита
Качество бентонитового раствора определяется его химическим составом и физическими свойствами. Материал обладает рядом преимуществ:
- Благодаря особым реологическим характеристикам можно регулировать параметры раствора прямо во время бурения, повышая эффективность процесса и качество готовой скважины.
- Высокая плотность состава при сохранении геологических свойств даёт хорошие показатели гидравлики для долота.
- Бентонит увеличивает плотность раствора, что усиливает подъёмную способность.
- Специфические свойства материала позволяют эффективно очищать ствол скважины от обломков породы, сохраняя его целостность.
- Экономия бюджета работ.
- Смесь ускоряет бурение и сокращает общее время процедуры.
- Бентонитовая глина предотвращает налипание земли на бур и охлаждает буровую головку. Кроме того, раствор улучшает скольжение оборудования внутри скважины.
- Повышенная вязкость бентонита облегчает вынос шлама на поверхность.
- Бентонит считается одним из лучших средств при бурении водозаборных скважин, так как он экологически безопасен и не токсичен, что гарантирует защиту питьевой воды от вредных примесей и агрессивных компонентов.
- Особенно эффективен при работе с подвижными и сыпучими грунтами, а также при горизонтальном бурении.
Расход бентонита
Расход материала при горизонтально-направленном бурении рассчитывают с учётом свойств грунта, в первую очередь его водонепроницаемости. Этот параметр показывает, что затраты бентонита в процессе ГНБ могут достигать 50 кг на 1 кв. м породы. Также на объём требуемого бурового раствора влияют диаметр скважины и скорость прокладки труб.
Количество бурового раствора напрямую зависит от качества используемых компонентов и правильности расчёта бентонитового порошка. При грамотном применении этого вещества обеспечивается высокое качество буровых работ.