TÁC DỤNG CỦA BENTONITE TRONG KHOAN NGẦM VÀ CÁC LOẠI BENTONITE CƠ BẢN

TÁC DỤNG CỦA BENTONITE TRONG KHOAN NGẦM VÀ CÁC LOẠI BENTONITE CƠ BẢN

NHIỀU CHỨC NĂNG CỦA DUNG DỊCH KHOAN NGẦM

Chất lượng của khoan phụ thuộc vào chất lượng của bùn. Việc bỏ qua các thông số liên quan đến nền đất nơi phải khoan thường dẫn đến việc tiêu thụ quá nhiều bùn, kéo dài thời gian khoan và xuống cấp thiết bị.

Các chức năng của bùn có nhiều chức năng:

Ổn định đường hầm khoan

Vận chuyển hạt khoan

Đình chỉ các hạt để sơ tán tốt hơn

Bôi trơn cần khoan, đầu khoan và mũi doa.

Làm nguội ống khoan, đầu, mũi doa và máy phát

Bôi trơn ống được lắp đặt

Tối ưu hóa hiệu suất thiết bị

Các nhà nghiên cứu của BAROID đã phát triển một loạt các sản phẩm giải quyết những khó khăn chính gặp phải trong quá trình khoan.

CẢI THIỆN CÁC CHỨC NĂNG CỦA MUD VỚI BENTONITE VÀ POLYMERS

Polyme có thể được thêm vào BENTONITE, một sản phẩm cơ bản để sản xuất bùn khoan, giúp cải thiện các chức năng cơ bản của bùn tùy thuộc vào tính chất của đất được khoan.

Các chức năng chính của polyme là tăng hoặc giảm độ nhớt của bùn để hạn chế sự mất mát của nó. Chúng cải thiện năng suất bằng cách phủ tốt hơn và hạn chế sự phân tán của các hạt khoan.

Mỗi polyme được chọn chủ yếu cho chức năng chính của nó. Điều này có nghĩa là biết rõ các chức năng này để chọn một loại polymer đúng cách.

Tương tự như vậy, để tối ưu hóa hiệu suất của polyme, điều quan trọng là phải tôn trọng thứ tự trộn. Đối với nước gốc sẽ được sử dụng để chuẩn bị bùn khoan, chúng tôi thêm vào theo thứ tự:

SODA ASH để đạt được độ pH từ 8,5 đến 9

BENTONITE

POLYMERS: polyme khô đầu tiên sau đó là polyme lỏng

SURFACTANTS (chất "làm ướt", chất phân tán, chất bôi trơn)

Để biết bentonit hoặc polyme phù hợp nhất, điều này có nghĩa là, trước khi bắt đầu khoan, cần biết bản chất của đất, một bản chất thường khác nhau giữa lúc bắt đầu và kết thúc bắn.

Tùy thuộc vào tiến độ của quá trình khoan, sau đó sẽ cần phải thay đổi thành phần của bùn để duy trì hiệu quả nhằm thực hiện khoan chất lượng trong thời gian đã lập trình.

Dù có hay không có sự thay đổi về tính chất của đất, bùn phải được kiểm tra thường xuyên để kiểm tra chất lượng và số lượng của nó và sửa đổi nếu cần thiết. Việc thiết kế và bảo dưỡng dung dịch khoan rất quan trọng đối với sự ổn định của đường hầm và quá trình khoan thành công.

Bentonite là một loại đất sét tự nhiên có chứa hàm lượng Montmorillonite cao, nó có khả năng trương nở, độ nhớt, độ hấp thụ và độ dẻo rất cao.

Những đặc tính này làm cho nó trở thành một sản phẩm có giá trị cho ứng dụng:

Trong dung dịch khoan thẳng đứng để khoan định hướng ngang và khoan đường hầm (vi mô) Trong dung dịch hỗ trợ tường vây và thẳng đứng.

Là chất trám khe lót không thấm cho các bãi chôn lấp.

Là chất kết dính trong sản xuất quặng sắt viên.

Như một chất hỗ trợ duy trì cho quá trình làm giấy.

Trong quá trình sản xuất rượu vang để làm rõ.

Trong phân bón và xử lý nước thải.

CÁC LOẠI BENTONITE CƠ BẢN TRONG KHOAN NGẦM

TUNNEL-GEL PLUS ™ Chất làm nhớt hiệu suất cao

• Tương thích với việc sử dụng trình tái tạo
• Bentonite với các chất phụ gia được pha chế đặc biệt cho bùn khoan.
• Thúc đẩy sự phát triển của nhớt và bánh lọc.
• Trộn dễ dàng và nhanh chóng đạt độ nhớt tối đa.
• Được sử dụng khi muốn có độ nhớt cao.
• Tỷ trọng khuyến nghị: 30 đến 38kg / m³
• Đóng gói: 1 pallet Tấn (40 bao x 25 kg) - Túi lớn 1000 kg

TUNNEL-GEL PLUS ™ BAROID

• Bentonite với các chất phụ gia được pha chế đặc biệt cho bùn khoan.
• Tăng cường khả năng kiểm soát lọc mà không làm tăng độ nhớt.
• Gel cao hơn so với bentonit thông thường giúp cải thiện việc vận chuyển chất thải khoan.
• Trộn dễ dàng và nhanh chóng đạt độ nhớt tối đa.
• Tỷ trọng khuyến nghị: 30-45 kg / m³
• Đóng gói: 1 pallet Tấn (40 bao x 25 kg) - Túi lớn 1000 kg

TUNNEL GEL SW BAROID - EXEL MAT

• Tương thích với việc sử dụng trình tái tạo
• Công thức đặc biệt để sử dụng với nước mặn hoặc nước lợ để khoan định hướng hoặc khoan đường hầm siêu nhỏ.
• Thúc đẩy sự phát triển của nhớt và bánh lọc.
• Trộn dễ dàng và nhanh chóng để đạt được độ nhớt tối đa và các đặc tính huyền phù tốt.
• Tỷ trọng khuyến nghị: 25 đến 35kg / m³
• Đóng gói: 1 pallet Tấn (40 bao x 25 kg) - Túi lớn 1000 kg

BARO-GEL ™ (IDP-696) BAROID

• Natri bentonit nghiền mịn.
• Thúc đẩy sự phát triển độ nhớt và kiểm soát tổn thất lọc.
• Hình thành bánh bột lọc mịn, ít thấm.
• Trộn dễ dàng và nhanh chóng đạt được độ nhớt tối ưu.
• Tỷ lệ khuyến nghị: 18 đến 30kg / m³ trong điều kiện bình thường / 30 đến 42 kg / m³ đối với các thành phần không cố kết.

CEBOGEL OCMA BAROID

• Bentonite mà không có bất kỳ sản phẩm nào khác (polyme).
• Tăng độ nhớt, khả năng vận chuyển và kiểm soát lọc.
• Chứng chỉ hình mờ KIWA
• Khả năng tương thích tuyệt vời với các polyme khác.
• Số lượng khuyến nghị: 55 - 75 kg / m³ -
• Đóng gói: 1 pallet Tấn (40 bao x 25 kg) - Túi lớn 1000 kg

TÁC DỤNG CỦA BENTONITE TRONG KHOAN NGẦM VÀ CÁC LOẠI BENTONITE CƠ BẢN

Trong công nghệ khoan ngầm, đặc biệt là khoan định hướng ngang (HDD), dung dịch khoan đóng vai trò quyết định đến hiệu quả thi công. Trong đó, bentonite là thành phần chính được sử dụng rộng rãi nhờ các đặc tính vượt trội về ổn định, bôi trơn và kiểm soát địa chất. Chất lượng của quá trình khoan phụ thuộc rất lớn vào chất lượng và cách sử dụng dung dịch bentonite. Việc không đánh giá đúng điều kiện địa chất hoặc sử dụng dung dịch không phù hợp có thể dẫn đến tiêu hao vật liệu lớn, kéo dài thời gian thi công và làm giảm tuổi thọ thiết bị.

1. BENTONITE LÀ GÌ?

Bentonite là một loại đất sét tự nhiên có thành phần chủ yếu là montmorillonite, có khả năng trương nở khi tiếp xúc với nước và tạo thành dung dịch có độ nhớt cao. Nhờ đặc tính này, bentonite được sử dụng rộng rãi trong khoan ngầm như một loại “bùn khoan” có khả năng thích nghi với nhiều điều kiện địa chất khác nhau.

Khi được trộn với nước theo tỷ lệ phù hợp, bentonite tạo thành dung dịch có khả năng bám dính, giữ nước và tạo màng lọc trên thành lỗ khoan, từ đó giúp ổn định cấu trúc đất.

2. CÁC CHỨC NĂNG CỦA DUNG DỊCH BENTONITE TRONG KHOAN NGẦM

2.1 Ổn định thành lỗ khoan

Một trong những chức năng quan trọng nhất của bentonite là tạo lớp màng bảo vệ trên thành lỗ khoan, giúp ngăn ngừa sập lở. Lớp màng này giúp cân bằng áp lực giữa dung dịch và đất xung quanh, đặc biệt hiệu quả trong các nền đất yếu hoặc đất cát rời.

2.2 Vận chuyển mùn khoan

Trong quá trình khoan, đất và vật liệu bị cắt sẽ tạo thành mùn khoan. Bentonite giúp vận chuyển các hạt này từ đáy lỗ khoan ra ngoài nhờ dòng chảy tuần hoàn. Khả năng vận chuyển tốt giúp giữ cho lỗ khoan sạch, tránh tắc nghẽn và giảm nguy cơ kẹt cần khoan.

2.3 Duy trì trạng thái lơ lửng của hạt

Dung dịch bentonite có khả năng giữ các hạt khoan ở trạng thái lơ lửng, tránh lắng đọng trong lỗ khoan. Điều này đặc biệt quan trọng khi tạm dừng khoan, giúp tránh hiện tượng tích tụ mùn gây kẹt thiết bị.

2.4 Bôi trơn hệ thống khoan

Bentonite giúp giảm ma sát giữa cần khoan, đầu khoan và thành lỗ khoan. Điều này không chỉ giúp giảm lực kéo mà còn hạn chế mài mòn thiết bị, từ đó kéo dài tuổi thọ của hệ thống khoan.

2.5 Làm mát thiết bị

Trong quá trình khoan, ma sát và hoạt động cơ học tạo ra nhiệt lớn. Dung dịch bentonite giúp làm mát cần khoan, đầu khoan và mũi doa, đảm bảo thiết bị hoạt động ổn định và tránh quá nhiệt.

2.6 Hỗ trợ kéo ống

Khi kéo ống qua lỗ khoan, bentonite đóng vai trò như chất bôi trơn, giúp giảm lực kéo và hạn chế nguy cơ hư hỏng ống. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng đối với các tuyến ống dài hoặc đường kính lớn.

2.7 Tối ưu hóa hiệu suất thiết bị

Việc sử dụng đúng loại bentonite và kiểm soát tốt các thông số dung dịch giúp nâng cao hiệu suất khoan, giảm thời gian thi công và tiết kiệm chi phí vận hành.

3. CÁC LOẠI BENTONITE CƠ BẢN

Tùy theo điều kiện địa chất và yêu cầu thi công, bentonite được phân thành một số loại chính:

3.1 Bentonite natri (Sodium Bentonite)

• Có khả năng trương nở cao
• Độ nhớt lớn, khả năng tạo gel tốt
• Phù hợp với hầu hết các điều kiện khoan HDD
• Thường được sử dụng trong đất cát, đất rời

3.2 Bentonite canxi (Calcium Bentonite)

• Khả năng trương nở thấp hơn bentonite natri
• Độ ổn định kém hơn
• Thường cần xử lý thêm hóa chất để cải thiện tính chất
• Ít được sử dụng trong HDD hiện đại

3.3 Bentonite polymer cải tiến

• Kết hợp bentonite với polymer để tăng hiệu quả
• Cải thiện khả năng bôi trơn và vận chuyển mùn
• Phù hợp với địa chất khó như đất sét dẻo, đất pha sỏi
• Giảm tiêu hao dung dịch

3.4 Bentonite chuyên dụng theo điều kiện địa chất

Các nhà sản xuất như BAROID đã phát triển nhiều dòng bentonite chuyên dụng:

• Bentonite cho đất cát rời
• Bentonite cho đất sét dẻo
• Bentonite cho địa chất đá hoặc hỗn hợp
• Bentonite chống mất dung dịch

Những sản phẩm này giúp giải quyết các vấn đề cụ thể trong quá trình khoan, nâng cao hiệu quả và giảm rủi ro.

4. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆU QUẢ SỬ DỤNG BENTONITE

• Tỷ lệ pha trộn với nước
• Chất lượng nước sử dụng
• Điều kiện địa chất
• Tốc độ tuần hoàn dung dịch
• Kiểm soát độ nhớt và áp lực

Việc không kiểm soát tốt các yếu tố này có thể dẫn đến tiêu hao dung dịch lớn, giảm hiệu quả khoan và gây sự cố kỹ thuật.

5. KẾT LUẬN

Bentonite là thành phần không thể thiếu trong công nghệ khoan ngầm HDD, đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định lỗ khoan, vận chuyển mùn, bôi trơn và bảo vệ thiết bị. Việc lựa chọn đúng loại bentonite và kiểm soát tốt dung dịch khoan sẽ quyết định trực tiếp đến chất lượng, tiến độ và chi phí thi công.

Trong điều kiện thi công ngày càng phức tạp, việc áp dụng các loại bentonite cải tiến và giải pháp kỹ thuật tiên tiến sẽ giúp nâng cao hiệu quả và đảm bảo an toàn cho các dự án khoan ngầm hiện đại.

Xem thêm Chất pha loãng cho dung dịch khoan THINNER THN