Сравнение различных марок бентонита, используемого при выполнении работ методом ГНБ

Качество бурового раствора, подаваемого в скважину при выполнении бурения, в основном зависит от качества применяемого бентонита. Низкое качество бурового раствора приводит к повышенным нагрузкам на узлы и агрегаты буровой машины, при этом возрастает риск поломки дорогостоящих узлов буровой машины: гидравлической системы, насосов, двигателя.   

Несоблюдение технологии бурения и использование некачественного бентонита и полимеров приводит к необратимым последствиям:

• ускоренному износу деталей насосов высокого давления буровых машин, двигателей, оборудования и инструмента при увеличении рабочих нагрузок при бурении;
• обжиму трубы или бурового инструмента при потере циркуляции раствора в скважине;
• обрыву трубы или поломке бурового инструмента вследствие критических нагрузок;
• выбросу бурового раствора на поверхность из буровой скважины (т.н. «грифоны»).

Избежать этих последствий можно, выбрав бетонит соответствующего качества и цены. За 8 лет прокладки коммуникаций методом ГНБ, мы протестировали 5 марок бентонита от различных производителей и хотим поделиться своим опытом в решении этой проблемы.

Бентонит - это разновидность глины, более чем на 70% состоящий из минерала монтмориллонита. Монтмориллонит это минерал класса алюмосиликатов, имеющий уникально малый размер частиц, примерно в 10 раз меньший, чем частицы других глин. Такой размер частиц монтмориллонита позволяет ему эффективно взаимодействовать с молекулами воды,  создавая эффективный буровой раствор.   

Общими требованиями к бентонитам, применяемым в ГНБ являются:

• время полного «распускания» в воде не более 20 мин;
• содержание песка не более 1 %;
• выход бурового раствора не менее 30 куб.м. с одной тонны бентонита.

Бентонит «Бентокон Супер БК» от производителя ООО «Группа компаний Бентопром», г. Москва

«Бентокон Супер БК» произведен из бентонитовой глины месторождений Казахстана и Греции, содержание монтмориллонита, по заявлению производителя,  не менее 80%. Данный тип бентонита использовался в течение трех лет (2008-2010 г.) на буровой установке, производства Южной Кореи. В марте 2011 года буровая установка была отправлена на ремонт в ООО «Подзембурстрой», являющийся поставщиком данной техники. Одним из результатов проверки узлов и деталей установки стал повышенный износ деталей бентонитовых насосов высокого давления (НВД).

Оба насоса подверглись капитальному ремонту, что повлекло заказ комплектующих в Южной Корее, работы по замене и затраты более 30 000 рублей (около 1000 долларов США по тому курсу). Службой технической поддержки ООО «Подзембурстрой» было рекомендовано использование более высококачественных марок бентонита для уменьшения степени износа НВД буровой установки.

Преимущества:

• относительно низкая цена.

Недостатки:

• наличие абразивных частиц в растворе бентонитового порошка вызывает повышенный износ НВД буровой установки;
• процентное соотношение монтмориллонита (менее 80%) вызывает повышенный расход для получения бурового раствора требуемой вязкости;
• низкая «распускаемость» бентонита при температуре воды ниже 10 градусов Цельсия не позволяет готовить качественный буровой раствор.

Бентонит «Swelltonite® HQ» от завода Best Drilling Chemicals, Голландия.

Следуя полученным рекомендациям службы технической поддержки ООО «Подзембурстой», нашими специалистами был проведен анализ марок бентонита на рынке услуг и выбрана марка бентонита «Swelltonite® HQ»,  изготовитель Голландия,  завод Best Drilling Chemicals.   «Swelltonite® HQ» - натриевый бентонит с содержанием монтмориллонита 90%, произведен из бентонитовой глины месторождений США (штат Вайоминг).

Преимущества:

• наличие абразивных частиц в бентонитовом порошке при проведении пробных испытаний не выявлено;
• заявленное процентное соотношение монтмориллонита (не менее 90%) обеспечивает требуемые параметры бурового раствора при расходе 28 ÷ 30 кг на 1 куб.м. воды;

Недостатки:

• «распускаемость» бентонита при температуре воды ниже 10 градусов Цельсия снижается.
• неприемлемые условия поставки и оплаты услуг поставщика ООО  «Компания МастерСпецСтрой», г. Казань: минимальная партия не менее 20 тонн, предоплата 70%.

Бентонит «BENTOLUX HORIZONT MX» от производителя компании «Баулюкс»,  г. Альметьевск.

«BENTOLUX HORIZONT MX» изготавливается на основе смеси глин месторождений Российской Федерации и ближнего зарубежья. Использовался нами в 2013 году. В 2014 году ООО ИСК «ЭлектИС» приобрел две новых установки ГНБ UNIVERSAL UNI 60x70 HDD американского производства.

По рекомендации специалистов  группы компаний «ЮНИРУС» и поставщика новой буровой техники ООО «СпецСтройРесурс» был принят к использованию бентонит производства США «MAX BORE HDD», поставщик ООО «Компонент-Сервис», г. Уфа.

Преимущества:

• относительно низкая цена.

Недостатки:

• выявлено небольшое количество абразивных частиц в осадке раствора  бентонитового порошка при проведении пробных испытаний для разных партий поставки;
• заявленное процентное соотношение монтмориллонита (не менее 80%) обеспечивает требуемые параметры бурового раствора при расходе от 25 до 30 кг на 1 куб.м. воды;
• «распускаемость» бентонита при температуре воды ниже 10 градусов Цельсия снижается.

Бетонит «MAX BORE HDD» от поставщика ООО «Компонент-Сервис», г. Уфа.

Бентонит «MAX BORE HDD» изготавливается в США из глин Вайомингского месторождения и специальных добавок. Мы тестировали  его в 2014 году.

Преимущества:

• наличие абразивных частиц в осадке бурового раствора при проведении пробных испытаний не выявлено;
• заявленное процентное соотношение монтмориллонита (не менее 90%) обеспечивает требуемые параметры бурового раствора при расходе 25 ÷ 28 кг на 1 куб.м. воды;

Недостатки:

• «распускаемость» бентонита снижается при температуре воды ниже 5 градусов Цельсия;

• условия поставки и оплаты услуг поставщика ООО «Компонент-Сервис» - относительно высокая цена, негибкая логистика - не соответствовали нашим потребностям.

Бетонит марок «UNI-GEL» и «UNI-BOR» от поставщика группы компаний «ЮНИРУС» ООО «ВолгаСпецСтрой».

В 2014 году по рекомендации технических экспертов  Международной ассоциации специалистов ГНБ (МАС ГНБ) а также поставщика материалов и компонентов ГНБ группы компаний «ЮНИРУС» ООО «ВолгаСпецСтрой» были приняты к использованию бентониты производства США марок «UNI-GEL» и «UNI-BOR».

Преимущества:

• наличие абразивных частиц в осадке бурового раствора при проведении пробных испытаний не выявлено;
• заявленное процентное соотношение монтмориллонита (не менее 90%) обеспечивает требуемые параметры бурового раствора при расходе 25 ÷ 28 кг на 1 куб.м. воды;
• «распускаемость» бентонита снижается при температуре воды ниже 5 градусов Цельсия;
• условия поставки и оплаты услуг поставщика ООО «ВолгаСпецСтрой» отвечают нашим условиям.

Недостатки:

• относительно высокая цена, непосредственно «привязанная» к курсу доллара США.

Выводы:

• если вы ограничены в средствах и условия бурения благоприятные (грунт - глина или суглинок, длина прокола до 50 м), то возможен выбор “бюджетных” бентонитов типа «Бентокон Супер БК» или «BENTOLUX HORIZONT MX»;
• если ограничения по финансам нет и условия бурения тяжелые (рыхлые или сыпучие грунты, большая длина прокола - более 50 м), то желателен выбор бентонитов типа «Swelltonite® HQ», «MAX BORE HDD», «UNI-GEL» или «UNI-BOR».
• если вы используете машины ГНБ корейских и китайских производителей, мы рекомендуем использовать «бюджетные» марки бентонита, поскольку насосы высокого давления (НВД) этих машин в основном рассчитаны на средние показатели абразива в растворе бентонита, т.е. ориентированы на «российские условия эксплуатации» и их комплектующие дешевле.
• если вы эксплуатируете машины ГНБ американского и европейского производства 2010 – 2016 годов выпуска – настоятельно рекомендуем использовать высококачественные марки бентонитов, поскольку НВД этих машин изначально разработаны  под «свои», качественные  бентониты.