Экспериментальные исследования.

Для определения состава и равновесной коагуляции эффективной промывочной жидкости для бурения неуплотненных глин на кафедре технологии и техники разведки месторождений полезных ископаемых Красноярской государственной академии цветных металлов и золота под руководством автора была проведена серия экспериментов.

В качестве образцов были использованы скатанные из черногорского глинопорошка шарики диаметром 50_мм. Черногорская глина это кальциевый бентонит невысокого качества.

Исследуемые растворы готовились на миксере Воронеж.

Основными компонентами эффективных промывочных жидкостей для бурения неуплотненных глин с высокими крепящими свойствами, как отмечено выше, должны быть:

1) полимеры - ингибиторы диспергирования,

2) соли одновалентных металлов - ингибиторы гидратации глины,

3) соли поливалентных металлов или жидкое стекло –модификаторы глины.

Поэтому при экспериментальных исследованиях в первую очередь определяли влияние всех названных компонентов на их крепящие свойства и затем наиболее эффективные их комбинации.

Всего было приготовлено и испытано 42 раствора восьми групп:

I группа – растворы солей одновалентных и двухвалентных металлов с жидким стеклом (без полимеров) –кальциево – силикатные полисолевые растворы;

II группа – растворы полимеров и солей одновалентных металлов (без солей одновалентных металлов) – силикатно – кальциевые растворы;

III группа – растворы полимеров и солей одновалентных металлов без солей поливалентных металлов (соленасыщенные натрово – калиевые растворы);

IV группа – растворы полимеров и солей одновалентных металлов с жидким стеклом (силикатные полимерсолевые растворы);

V группа – растворы полимеров и солей одновалентных металлов с солями магния (магниевые полимерполисолевые растворы);

VI группа – растворы полимеров и солей одновалентных металлов с солями кальция (кальциевые полимерполисолевые растворы);

VII группа – растворы полимеров с солями одновалентных металлов и магния с жидким стеклом (силикатно – кальциевые полимерполисолевые растворы);

VIII группа – растворы полимеров с солями одновалентных, двухвалентных, трехвалентных металлов и жидким стеклом (кальциево-алюмо-силикатные полимерполисолевые растворы).

Образцы глины помещали в приготовленные растворы и выдерживали в их вплоть до разрушения. Перед помещением образцов в растворы и затем периодически через сутки на приборе Вика с конусом определяли их пластическую прочность в течении двух месяцев.

Рассмотрим наиболее показательные эксперименты.

Вначале готовили и определяли крепящие свойства I-ой группы – полисолевых растворов. В раствор вводили наиболее применяемые в практике бурения ингибиторы гидратации: соль одновалентных металлов KCl, соль двухвалентных металлов CaCl₂ и жидкое стекло в концентрациях, рекомендуемых для приготовления ингибирующих растворов. Затем концентрацию солей KCl, CaCl₂ несколько повышали (табл. 3.2).

Таблица 3.2