Использование бентонита для бурения скважин

Свойства и характеристики бентонитовой глины

Люди издавна знали и использовали лечебные свойства бентонитовой глины. Названием эта глина обязана городу Форт Бентон, на окраине которого было обнаружено одно из самых крупных ее залежей. Эту глину часто называют монтмориллонитом благодаря названию региона во Франции Montmorillon, где она впервые была найдена. Данное месторождение бентонитовых глинсамое крупное в мире.

Бентонитовую глину применяют при изготовлении различных гидроизоляционных материалов. Уникальные свойства этого продукта обуславливают широкую сферу применения. Ею приводят очисткувинных материалов, паточных сиропов и других продуктов. Бентонитовая глины выпускается различных марок. В медицине данный продукт, как правило, называют бентонитом.

В состав бентонитовой глины входит минерал монтмориллонит,каолинит, иллит и другие алюмосиликаты, также в ней могут быть песчаные примеси и карбонаты. Чистая порода, как правило, серого цвета. Глинистый материал в природе широко распространен. Глины разделяют на подгруппы зависимо от минерального состава и диаметра частиц, наличия тех или иных примесей.

В бентонитовой глине присутствуют свободные отрицательные ионы, которые взаимодействуют с положительно заряженными участками молекул токсических веществ и выводят их из организма. Уникальные свойства обуславливают применение бентонитовых глинв различных сферах.

Бентонитовая глина имеет широкий спектр применения и используется не только в медицине. Она нашла применение в металлургии и косметологии.
Благодаря способности взаимодействовать с положительно заряженными ионами, а также разбухать при контакте с водой, материал проявляет свои уникальные свойства.
Бентонит может увеличиваться в несколько раз при взаимодействии с водой, он чем-то напоминает губку.
Известно, что данное средство применялось для лечения организма еще много сотен лет тому назад.
Людям необходимо средство, которое может очищать продукты, воду от вредоносных веществ. Бентонитовая глина является таким универсальным средством. Также эта глина является прекрасным очистителем человеческого организма.
Бентонит благодаря своим свойствам притягивать некоторые вещества успешно применяется в осветлении винного сусла, а также для стабилизации белковых помутнений. Это вещество ускоряет процесс оседания мутящих частиц, в некоторой степени абсорбирует вещества, которые являются окислителями. Он помогает понизить содержание белка и других ненужных веществ, снижает пенообразование.

Как выглядит бентонитовая глина

Схема проведения работ.

1 этап: управляемое пилотное бурение

При управляемом пилотном бурении задаётся ось прокладываемой в последствии трубы. Оператор установки через монитор непрерывно контролирует положение пилотной головки с диодной мишенью PERFORLUX и имеет возможность немедленно реагировать на любые отклонения от заданной траектории бурения. Длина пилотного бурения различна для разных установок PERFORATOR и может достигать 120м.В трудноуплотняемых грунтах подача бентонитового раствора через двухтрубную пилотную штангу снижает трение и помогает достигнуть заданных длин бурения. Важным элементом при пилотном бурении является система навигации состоящей из диодной мишени PERFORLUX, расположенной в пилотной буровой головке, камеры и монитора. (Вид 2)При помощи этих элементов оператор контролирует положение буровой головки и удерживает став пилотных штанг на заданной оси бурения. В случает отклонения (Вид 1),оператор поворачивает пилотную буровую головку в нужное положение (Вид 2) и без вращения вдавливает пилотные штанги в грунт. Скошенная плоскость пилотной буровой головки позволяет вернуть её на ось бурения (Вид 3). Таким образом горизонтальное бурение выполняется с высокой точностью. (Вид 2)

Внешний вид элементов системы навигации


Диодная мишень PERFORLUX	Камера	Монитор

Инструмент для пилотного бурения состоит из следующих элементов:

Пилотная буровая головка;
Штанга с крепления диодной мишени PERFORLUX;
Пилотные штанги, в кол-ве необходимом для достижения требуемой длины бурения
Промывочная головка, необходимая для подачи бентонита в пилотную буровую головку

В плохо уплотняемых грунтах пилотное бурение весьма затруднено из-за сильного обжима пилотных штанг и большого сопротивления как их продавливанию, так и вращению. Для смазывания пилотных штанг и снижения трения при продавливании требуется подача бентонитового раствора в пилотную буровую головку. Двухтрубная конструкция пилотных штанг PERFORATOR позволяет не только пропускать луч диодной мишени от PERFORLUX к камере, но и подавать бентонитовый раствор в пилотную буровую головку. Затем бентонитовая смесь поступает в пилотную буровую головку и через форсунки подаётся в грунт, размывает его, а так же смазывает поверхность пилотных штанг, тем самым снижает трение пилотных штанг о грунт и позволяет производить пилотное бурение на длину до 120м.

2 этап: Расширение и запрессовка прокладываемых труб

На 2 этапе работ к проложенным по оси бурения пилотным штангам присоединяется расширитель, соединяющий пилотные штанги и прокладываемые трубы. Оператор вдавливает трубы по направлению, заданному пилотными штангами, а грунт попадающий внутрь трубы размельчается буровой головкой и транспортируется шнеками по трубам в стартовый котлован. Пилотные штанги удерживают трубы от смещения с оси бурения, постепенно выдавливаются по мере увеличения длины трубы и демонтируются из приёмного котлована.Для снижения трения прокладываемых труб о грунт и уменьшения сопротивления продавливанию на внешнюю сторону труб подаётся бентонитовый раствор по небольшой трубке, приваренной к прокладываемым трубам

Важно правильно подобрать консистенцию и состав бентонитовой смеси в зависимости от типа грунта. Это может стать решающим фактором для успешной прокладки трубопровода.

Моя история

Впервые я столкнулась с этим интересным веществом почти 25 лет назад. Как я уже писала, мои родители – геологи. Папа одно время работал непосредственно на добыче этого минерала. Есть у нас в области месторождение, которое называется Таганское, вот там и добывают это вещество.

К сожалению, фотографий нет, в те времена была напряженка даже с обычной пленкой, а уж о цифровых фотоаппаратах вообще не слышали. Поэтому привожу фото уже готового, обработанного порошка этой интересной глины. В сухом виде она выглядит вот так (аптечный порошок):

Слегка розоватый порошок. В зависимости от примесей, может иметь зеленоватый цвет.

Кстати, что интересно, эта глина долгое время сопровождала меня по жизни – сначала родители на нее «подсели», потом на третьем курсе я писала по ней курсовую работу.

Потом, когда работала в Курчатове, почти пять лет занималась изучением сорбционных свойств различных глин и почв – смотрела, как они ведут себя по отношению к радионуклидам, можно ли их использовать для очистки радиоактивно загрязненных вод. Даже выступала с этим материалом на Конференции молодых ученых.

Ну а теперь вот решила статью в блог написать, поделиться полезной информацией с вами, вдруг кому-то пригодится.

Осветление браги бентонитом: пропорции и подготовительный этап

Доступная цена материала выглядит еще более привлекательной на фоне экономного расхода. На каждый литр браги потребуется всего 2-3 г порошка, что соответствует половине чайной ложки. Таким образом, чтобы очистить 10-литровую емкость достаточно взять полную столовую ложку. Здесь стоит сделать оговорку, что при одновременном осветлении больших объемов жидкости, дозировка возрастает до 5 г на литр. Если сбраживание проводится в таре больше 10 литров, учитывайте этот момент, или разлейте брагу в несколько бутылей меньшего объема.

фото с сайта umuru.com

Подготовка материала достаточно хлопотный и продолжительный этап, поэтому уделить ему время стоит заранее. Большую часть работы можно сделать, когда вы только поставили брагу, чтобы сэкономить время.

Брусок глины следует разломать на небольшие фрагменты и постараться измельчить его в крошку, к примеру, молотком. Если используется наполнитель для кошачьего туалета, то этот этап можно опустить.

Полученную глиняную крошку распределите тонким слоем на противне и отправьте в разогретую до 120⁰С духовку. Время подсушивания – 45 минут, но ускорить его может режим конвекции, если таковой имеется. При тепловом обдуве достаточно будет 30 минут, а вот увеличивать температуру в духовке для сокращения времени категорически нельзя.

Сухую крошку измельчите в порошок. С этой задачей прекрасно справится кофемолка или блендер, только обязательно тщательно промойте приборы от глиняной пыли.

Порошок можно хранить в стеклянной емкости с плотной крышкой, не допускающей попадания влаги. Не выбирайте в качестве места хранения помещения с повышенной влажностью, такие как ванная комната или подвал.

Если вы купили готовый порошок в магазине для самогоноварения, все описанные этапы он прошел еще на производстве.

Бентонит для бурения скважин – особенности работы с ним

Создание скважин – сложный и трудоемкий процесс, который требует обязательного применения определенных инструментов и строгого соблюдения технологии. Одним из элементов, без которых бурение было бы проблематичным, является бентонитовая глина.

Рассмотрим более подробно, что это за материал, и какую роль он играет во время бурового процесса.

Состав

Бентонит для бурения скважин представляет собой многокомпонентный состав. Его большая часть (около 70%) — минералы группы монтмориллонитов. Эта группа относится к алюмосиликатам, достоинством которых являются повышенные дисперсионные и гидрофильные качества.

Взаимодействуя с водой, бентонитовая глина сильно набухает, образуя достаточно вязкий гелеобразный раствор.

Во время разработки может быть использована бентонитовая глина с различным составом. Например: Бентонит ПБМА 6-7%, сода кальцинированная 0,1-2%, сода каустическая 0,1-0,5%, Гивпан 0,2-0,3%, Лубриол 1%, вода. Другой вариант: 30-72%; сода кальцинированная – 1-2,5%; сода каустическая — 0,2-0,7%; КМЦ (низкой вязкости) – до 3,5%; ИКЛУБ – 3-8%; ИКД — 0,5-3%; ИКСТАБ (ГРИНДРИЛ) — 2,6-4,5%; ИКПАН-SL — 2,5-4,5%; ИКПАН-RL — 1,2-2,5%; вода.

Как правило, состав бентонитового раствора подбирается в соответствии с составом грунта, в котором предстоит бурить. Таким образом, перед бурением необходимо проанализировать состав почвы, купить бентонит для бурения скважин, и дополнить его определенными компонентами, которые нужным образом скорректируют свойства материала.

Применение материала

Основное назначение бентонита во время бурового процесса – формирование стенок скважины и предотвращение осыпания породы. С этим часто сталкиваются, когда проводят бурение на большой глубине.

Как же «работает» бентонитовая глина?

Во время бурения, когда глина соединяется с водой, она значительно увеличивается в размерах.

Так 1 мешок бентонита способен увеличится в объеме в 15 раз.

После набухания состав становится гелеобразным. Он равномерно распределяется по стенкам скважины, защищая их от воды. Таким образом, станки остаются ровными, а вода, необходимая для бурения, остается в скважине.

У бентонитовой глины есть еще одно особое свойство: она может переходить из гелеобразного состояния в твердое. Для изменений необходимо механическое воздействие. Другими словами, при продвижении бура бентонит формирует стенки скважины, позволяет эффективно продолжать работу.

При этом глина защищает бур от налипания кусков земли, охлаждает пилотную головку, делает скольжение инструментов плавным. Благодаря повышенной вязкости слой бентонита упрощает вывод шлама.

Говоря о достоинствах материала, следует упомянуть и о его фильтрационных свойствах.

Являясь продуктом природного происхождения, бентонит прекрасно защищает источник от попадания в него токсинов и некоторых агрессивных веществ. Именно благодаря экологичности материала разрешено использовать бентонит для бурении скважин питьевой воды.

Согласно нормам, для приготовления раствора на 50 килограмм сухой смеси необходимо около 1 кубического метра воды. Смесь необходимо тщательно перемешать и оставить примерно на 20-30 минут.

Покупая бентонит для бурения скважин в Москве, обращайте особое внимание на состав: чем меньше в материале частей глины, тем выше будет его качество. Ниже на видео показаны преимущества использования бентопорошков для горизонтально-направленного бурения от компании ОТЭКС

Ниже на видео показаны преимущества использования бентопорошков для горизонтально-направленного бурения от компании ОТЭКС.

Побочные эффекты

Наиболее распространенный побочный эффект употребления бентонитовой глины — запор. Это потому, что она вытягивает воду из толстой кишки, когда проходит через кишечник. По этой причине, всякий раз, когда вы ее употребляете, всегда пейте много воды, чтобы избежать обезвоживания.

При первом вводе глины в свой рацион, вы можете испытывать некоторые симптомы детоксикации, например, головную боль. Прислушайтесь к своему телу. Если ваш организм испытывает симптомы детоксикации, попробуйте уменьшить дозу в два раза. Конечно, она считается гипоаллергенным веществом, поэтому всегда лучше проконсультироваться с врачом, прежде чем использовать глину внутрь.

Некоторые производители масок оставляют незначительные количества свинца, что недопустимо для применения детьми и беременными женщинами.

Вредные и полезные качества

Вреда организму при приеме бентонита в пищу не выявлено. Незначительный вред может принести вдыхание порошкообразной пыли, которая приводит к раздражению дыхательных путей, провоцируя приступы кашля. Для человеческого организма полезен, так как обладает качествами сорбента. При постоянном употреблении в пищу наблюдается улучшение общего состояния здоровья, очищения кишечника и организма в целом от токсинов.

Интересным фактом считается то, что постоянная добыча глины провоцирует уничтожение растительности. Решением этой экологической проблемы становится высадка на исчерпавших ресурс карьерах новых насаждений.

Больше свежей и актуальной информации о здоровье на нашем канале в Telegram. Подписывайтесь: https://t.me/foodandhealthru

Будем признательны, если воспользуетесь кнопочками:

Немного о составе и свойствах

Чем же она так замечательна?

Основное ее свойство – это мощнейший сорбент. Именно поэтому у нас она продается в аптеках под названием «Тагансорбент» (по названию месторождения).

Сорбционный свойства очень сильны из-за интересного строения этого минерала. Это – так называемое молекулярное сито. Попробую объяснить подробнее.

Смотрите, молекулы этого вещества имеют форму тетраэдров, которые соединены между собой углами. Получаются этакие пространственные фигуры (как сейчас модно говорить — 3д) с большими ячейками:

Старый рисунок еще из моей курсовой

И как раз внутри этих ячеек, как в сите, «застревают» тяжелые металлы и вредные вещества, а затем выводятся из организма естественным путем.

Это первое интересное свойство. Второе также зависит от строения.

Дело в том, что в центре тетраэдров находится кремний, а на углах — легкие металлы алюминия, натрия, магния. Отсюда еще одно название этой группы минералов – алюмосиликаты (напоминаю, что кремний на латинском языке – «силициум»).

И вот эти металлы также могут обмениваться на тяжелые металлы, которые необходимо вывести из организма.

Естественно, я объясняю все очень-очень упрощенно, практически «на пальцах», чтобы просто был понятен общий механизм действия этого интереснейшего вещества. Ну а, исходя из этих знаний, вы уже сами сможете предсказать, где оно применяется и как его правильно использовать.

Свойства бентонита при бурении

Бентонит активно используется при бурении скважин. Он позволяет скорректировать свойства почвы и существенно облегчить работу. Именно благодаря натуральному составу бентонитовую глину разрешено использовать при добыче питьевой воды.

Бентонит при взаимодействии с водой превращается в гелеобразный состав. Он выполняет массу функций, необходимых для бурения.

https://www.youtube.com/watch?v=Hszs0p7HKQY

Свойства бетонита при бурении скважин:

Имеет способность впитывать влагу в большом количестве. Это позволяет оставаться воде, необходимой ля бурения, внутри скважины.
Смесь бентонита с водой имеет свойства, напоминающие гель. Он обволакивает стенки скважины, не давая ей разрушаться при бурении. Это существенно облегчает работу.
Бентонитовый состав заботится и о самом буре. Он не дает частицам земли налипать на него, охлаждает инструмент, а также способствует лучшему его скольжению.
Состав бентонита корректирует почву, делая ее более устойчивой. Именно поэтому скважина не разрушается.
Стоит отметить и абсорбирующие свойства бентонита. Он не только помогает бурению, но и способствует очистке добытой воды.

При бурении следует соблюдать правила техники безопасности

Таким образом, бентонит обладает незаменимыми свойствами для бурения скважин. Его плотность оптимальна для хорошего скольжения инструмента.

Состав бентонитовой глины

Эта глина содержит около 70% минерального компонента, который относится к классу смектитовых минералов. Это монтмориллонит, нонтронит, бейделлит, гидрослюда, каолинит, карбонат, кварц, а так же некоторые другие составляющие.

Данный материал имеет слоистую структуру и влага, попадая в нее, позволяет материалу разбухать в несколько раз.

Помимо указанных выше компонентов, имеет бентонит и другие минералы в составе: натрий, магний, кальций, окись железа, а так же некоторые другие. При этом указывается, что от количества того или иного компонента будут зависеть и свойства всей смеси.

Так, суспензия с большим количеством натрия будет обладать высочайшей скоростью набухания, а вот кальциевый бентонит по данным показателям будет существенно ему уступать.

Плюсы и минусы использования

Разницу между использованием бентонита и другими способами осознается при первой перегонке. Специфический аромат, который присутствует при самогоноварении, будет меньше. При правильном осветлении и очистке, он может полностью отсутствовать. Но запах это не единственное преимущество использования минерала. Использование минерала обладает следующими положительными сторонами:

Бентонит является нейтральным химическим соединением. Не вступает ни в какие реакции, ни со спиртом, ни с другими компонентами, присутствующие в браге. Соответственно не создается никаких побочных продуктов, которые могут оказать негативное влияние на организм человека;
При использовании происходит быстрое выпадение примеси в осадок. Через несколько часов после использования минерала брага уже в достаточной мере осветлится и будет готова к перегонке. При использовании других способов может потребоваться до нескольких суток.
Пропадает дрожжевой запах и специфический привкус напитка;
Бентонит абсорбирует взвеси, опуская на дно, что минимизирует попадание в перегонный куб. Это предотвращает пригорание и помогает получить напиток с лучшими показателями.

Несмотря на большое количество плюсов при использовании бентонит обладает следующими недостатками:

Не рекомендуется применять бентонит для осветления зерновой или фруктовой браги. Они обладают большой плотностью, и при использовании минерала может образоваться взвесь, которая не только не осядет на дно, но и не даст осуществить перегонку;
Ни в коем случае нельзя выливать осадок в канализацию. Попадая в канализационные трубы, бентонит может абсорбировать, и в конечном варианте забьет канализацию. В некоторых случаях можно будет пробить, но иногда может возникнуть ситуация, что придется производить демонтаж и проводить установку новых труб. Лучше не рисковать. Лучшим решением является слив осадка в плотный полиэтиленовый пакет и отправка в мусорный бак.
Бентонит обладает губчатой структурой. По этой причине поглощает большое количество жидкости. Независимо это вредные примеси или полезные вещества, или спирт. Будьте готовы к тому, что при использовании бентонита можете потерять 10-15% от количества браги.

Рассматривая последний пункт можно предположить, что такая потеря в количестве компенсируется получением качественного продукта.

Подготовка бентонита

Где достать бентонит? Можно купить подготовленный к применению, очищенный состав в специализированных магазинах для виноделов. Но гораздо проще достать обычный наполнитель для кошачьих туалетов. Многие торговые марки используют для производства подобной продукции гранулированную бентонитовую глину, так как минерал не только отлично впитывает влагу, но и удерживает неприятный запах кошачьей мочи. Главное, выбирать наполнитель без ароматизаторов, чтобы отдушка не перешла в брагу.

Для эффективной очистки необходимо правильно рассчитать пропорции сорбента в соответствии с имеющимся объемом сусла. Рекомендованная концентрация бентонита на 1 л жидкости составляет 2-3 грамма.

В домашних условиях необходимое количество глины проще отмерить привычным способом ? на столовую ложку. Поэтому на 10 л бражного сусла нужно взять 1 ст. л. бентонита (20-30 г).

Процесс подготовки белой глины к осветлению браги состоит из следующих этапов:

Минерал заламывают на куски, дробят в крошку, просушивают в духовом шкафу при температуре 120 градусов в течение 30-45 минут.
Кусочки глины измельчают в порошок дрелью со специальной насадкой, блендером или в кофемолке.
Нагревают 0,5-1 л воды, всыпают порошок бентонита. Смесь интенсивно размешивают. Чтобы при растворении не образовывались комочки, порошок нужно всыпать в воду тонкой струйкой, непрерывно размешивая раствор в течение 5 минут.
Оставляют смесь на 5-7 минут отстаиваться. Ещё раз хорошо перемешивают. Консистенция раствора должна быть как у жирного кефира.

Для наглядности можно посмотреть видео из интернета или рассчитать нужное количество бентонита экспериментальным путем, проведя осветление небольшого объема бражного раствора. При осветлении больших объемов браги (более 20 л) количество сорбента рекомендуется увеличить в 1,5 раза.