Буровой раствор для ГНБ. Сравнение марок бентонита

Технология прокладки подземных коммуникаций способом ГНБ предусматривает использование буровых растворов, готовящихся на бентоните - глине с уникальными свойствами. В составе бентонитового сырья преобладает монтмориллонит (М) - мягкий минерал, частицы которого в 10 раз мельче, по сравнению с другими глинами. Мельчайшие фракции вещества при взаимодействии с водой образуют эффективную смесь, которая выполняет крайне важные задачи во время бурения:

• выносит разрыхленную породу из скважины;
• укрепляет стенки хода;
• обеспечивает скольжение трубы при протягивании по каналу;
• охлаждает бурильный инструмент и штанги.

Качество бентонита напрямую влияет на эффективность жидкой смеси, подаваемой в канал во время бурения. При использовании низкокачественного раствора страдает рабочее оборудование. Агрегаты и узлы испытывают повышенные нагрузки, что чревато выходом из строя насосов высокого давления (НВД), гидравлики и двигателя. Низкосортный раствор и нарушение технологий бурения являются причиной:

• снижения рабочего ресурса бурильной установки;
• обжима трубы/бурильного устройства при утрате способности смеси циркулировать в скважине;
• обрыва трубы/поломки бурильного устройства вследствие перегрузок;
• «грифона» - внезапного выброса смеси из бурового канала.

Применение бентонитового сырья, содержание минерала (М) в котором превышает 80%, позволяет избежать вышеперечисленные аварийные ситуации. Эффективность смеси определяется такими критериями, как:

• незначительная примесь песка в составе (до 1%);
• быстрое разбухание бентопорошка в воде – на полное «распускание» должно уходить до 20 минут;
• с 1 т бентонита на выходе должно получаться не меньше 30 кубометров буровой смеси.

Для сравнения рассмотрим характеристики пяти марок бентонитового порошка отечественного и зарубежного происхождения.

Бентокон Супер БКНедорогой отечественный продукт, произведенный из глины, добываемой в Казахстане и Греции. Минерала (М) в составе сырья менее 80%, поэтому порошка идет больше для получения смеси необходимой вязкости. При использовании воды, температура которой ниже 10°С, замедляется процесс «разбухание», что негативно отражается на качестве готового средства. Присутствие мелкого абразива в растворе ускоряет изнашивание составных частей НВД. Эксперты рекомендуют использовать более качественные марки.

Swelltonite® HQГолландский натриевый бентопорошок с 90% содержанием минерала (М). Сырьем для изготовления служит глина, которую добывают в американском штате Вайоминг. Благодаря высокому процентному соотношению монтмориллонита удается достичь требуемых параметров смеси при расходе порошка 28-30 кг на м3 воды. Пробные испытания показали отсутствие в бентоните абразивности. Из минусов – ухудшение разбухания порошка при температуре воды менее 10°С.

BENTOLUX HORIZONT MXНедорогая отечественная сухая смесь из глин, добываемых в России и ближнем зарубежье. В составе не менее 80% монтмориллонита (М). Раствор обладает необходимой вязкостью при расходе 25-30 кг на «куб» воды. Вода при температуре менее 10°С замедляет процесс «распускаемости». Пробные испытания позволили выявить незначительное содержание абразивных частиц в осадке жидкого средства.

MAX BORE HDDБетонит с 90% содержанием минерального компонента (М) производится в США. Состоит из глины, добываемой в штате Вайоминг, и особых добавок. За счет указанного процентного соотношения обеспечиваются оптимальные параметры рабочего раствора при затрате 25-28 кг бентопорошка на м3 воды. Испытания не выявили присутствие абразивов в осадке раствора. «Разбухание» замедляется с использованием воды при температуре менее 5°С. Продукт стоит относительно дорого.

UNI-GEL, UNI-BORБентониты с 90% содержанием монтмориллонита производятся в США. Оптимальные параметры раствора для ГНБ достигаются при показателях расхода 25-28 кг на «куб» воды. В буровом растворе отсутствует абразив. Процессы «разбухания» замедляются только при остывании воды ниже 5°С. Стоят американские бентопорошки относительно дорого.

Бентониты вышеперечисленных марок рекомендуют использовать в зависимости от условий бурения:

• Для прокола длиной менее 50 метров в глине/суглинистых грунтах и ограниченном бюджете подойдут недорогие отечественные бентопорошки «Бентокон Супер БК», «BENTOLUX HORIZONT MX».
• Для прокола длиной более 50 метров в рыхлых и сыпучих грунтах лучше сделать выбор в пользу импортных бентонитов «MAX BORE HDD», «Swelltonite® HQ», «UNI-GEL» или «UNI-BOR», если при этом позволяют финансы.
• Для работы на китайских и корейских ГНБ установках рекомендуют недорогие бентониты, так как НВД этой техники рассчитаны на среднюю абразивность в растворе. Насосы подходят для наших условий, а стоимость комплектующих для них доступная.
• При эксплуатации европейских и американских установок ГНБ последнего поколения необходимо работать только с бетонитами высококачественных марок. НДВ современной спецтехники разрабатываются под фирменные бентоглины.

Производство работ с применением горизонтального бурения всегда должно сопровождаться подачей специализированной жидкости. Бентонитовый раствор делает заглубление эффективнее и сохраняет оборудование.

 

 

 

 

 

 

16.12.2020