Полимерные буровые растворы "Super Mud"

"Super Mud" представляет собой высококонцентрированный синтетический полимер на основе полиакриламидов. Высокомолекулярная структура в растворе "Super Mud" достигается за счет соединения отдельных повторяющихся групп молекул, называемых мономерами. При смешивании с водой молекулы воды присоединяются к полимерной цепи, при этом цепь расширяется и упрочняется. Увеличение вязкости происходит за счет переплетения цепей и повышения прочности на сдвиг гидратированных молекул полимера (см. рисунок 1). Полимерные растворы "Super Mud" являются анионными по своей природе; т.е. несут отрицательно заряженные ионы. Большинство внешних окончаний частиц грунта имеют положительный заряд. Внутри столба раствора отрицательно заряженные молекулы полимера инкапсулируют и образуют мостиковые связи между положительно заряженными частицами грунта. Кластерные частицы грунта больше и быстро оседают на дно скважины (см. рисунок 2).

Рисунок 1

Рисунок 2

Анионоактивные цепи полимера пытаются соединиться с положительно заряженными окончаниями частиц грунта, создавая полимерный барьер для миграции воды в матрицу вынимаемого грунта.

Растворы "Super Mud" действуют как флоккулянты, удерживая большую часть частиц грунта на шнековом буре или осаждая их на дно скважины. Способность раствора к самоочищению устраняет необходимость использования оборудования для отделения песка.
Растворы "Super Mud" создают очень гибкую и тонкую мембрану, которая препятствует утечке жидкости и одновременно может прогибаться при опускании инструментов с поверхности, обеспечивая некое подобие смазки для буровых инструментов. Это создает более тесную связь между пористым бетоном и стенками из грунта в скважине.

В песке
Молекулы полимера образуют матрицу, объединяя вместе частицы песка.

В глине
"Super Mud" инкапсулирует в глине, предотвращая гидратацию воды в слои глины и препятствуя разбуханию.

В сланцах
"Super Mud" препятствует осыпанию.

	Растворы "Super Mud"	Обычный бентонитовый раствор
Приготовление	Могут быть смешаны в емкости на поверхности или непосредственно в скважине.	Предварительное смешивание в течение 24 часов для полной гидратации, необходимы емкости для приготовления, оснащенные мощной мешалкой.
Сравнение по весу	Добавляет объем, но не вес.	Добавляет объем и вес; вес увеличивается с вязкостью.
Время стабилизации	Осаждение вынутого материала на дно скважины для облегчения последующего удаления.	Частицы грунта находятся в виде взвеси в растворе в течение длительного времени; требуются емкости для отстаивания и отделения песка.
Влияние типа воды	Применяется как в пресной, так и в морской воде.	Бентонит не гидратирует в морской воде; расщепляется и разрушается.
Регенерация	Растворы могут регенерироваться и использоваться многократно без потери качества.	Снижение качества после 2-3 регенераций.
Цементация	Через 20 минут содержание песка составляет обычно менее 1,0%, что облегчает цементацию скважины без изменения прочности.	Высокое содержание песка за счет взвеси; это может влиять на прочность бетона.
Воздействие на окружающую среду	Биоразлагается; не наносит вред окружающей среде.	Образует слой, непроницаемый для воды, который препятствует росту растительности.
Утилизация	Разлагается при добавлении бытового отбеливателя или перекиси водорода; может сливаться в водосточные колодцы или оставаться на поверхности до испарения (в зависимости от требований местных административных органов).	Отработанный раствор должен быть обработан и транспортирован в отведенные места для утилизации; это увеличивает себестоимость работ для подрядчиков.

"Вискозиметр Марша" и вискозиметр с чашкой
"Вискозиметр Марша" и вискозиметр с чашкой позволяют с высокой точностью определить вязкость бурового раствора.

Весы для бурового раствора
Весы для бурового раствора позволяют с высокой точностью определить плотность бурового раствора.

Индикаторная бумага для определения pH
Индикаторная бумага используется для определения значения pH бурового раствора.

Набор для определения содержания песка
Набор приспособлений измеряет процентное (по объему) содержание песка, находящегося во взвешенном состоянии в буровом растворе.

Пробоотборник
Позволяет взять образец раствора на любой глубине скважины.

Оборудование для испытаний:

• "Вискозиметр Марша"
• Вискозиметр с чашкой
• Весы для определения плотности бурового раствора
• Пробоотборник
• Часы
• Индикаторная бумага для определения pH
• Набор для определения содержания песка
• Футляр для оборудования