Главная » 2014 » Июнь » 25 » Скачать Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе. Косаревич, Ирина Васильевна бесплатно
02:22
Скачать Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе. Косаревич, Ирина Васильевна бесплатно
Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе
Диссертация
Автор: Косаревич, Ирина Васильевна
Название: Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе
Справка: Косаревич, Ирина Васильевна. Структурообразование в водных дисперсиях сапропелей и составы буровых растворов на их основе : диссертация кандидата технических наук : 05.15.05 Минск, 1984 305 c. : 61 85-5/3540
Объем: 305 стр.
Информация: Минск, 1984
Содержание:
ВВЕДЕНИЕо
1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯII
11 Условия образования и распространение месторождений сапропелей II
12 Состав и свойства сапропелей
121 Биологический состав сапропелей
122 Групповой и элементный составы органического вещества сапропелей
123 Химический состав золы сапропелей
124 Физические свойства сапропелей
13 Добыча, переработка и направление использования сапропелей в народном хозяйстве
14 Цели и задачи исследования
2 ХАРАКТЕРИСТИКА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
21 Выбор и обоснование объектов исследования
22 Биологический и химический составы сапропелей
23 Общая характеристика осадочных пород и химических реагентов
24 Методы исследования водных дисперсий сапропелей
241 Методы определения основных реологических характеристик дисперсий сапропелей
242 Методы определения основных технологических характеристик дисперсий сапропелей
25 Структурно-механические свойства естественных дисперсий сапропелей
3 ИССЛЕДОВАНИЕ ОСНОВНЫХ ЗАКОНОМЕРНОСТЕЙ стр
ТЕЧЕНИЯ ВОДНЫХ ДИСПЕРСИЙ САПРОПЕЛЕЙ
31 Общая характеристика кривых течения дисперсий сапропелей и их математическое описание
311 Применимость реологического уравнения Шведова-Бингама для описания кривых течения дисперсий сапропелей
312 Применимость реологического уравнения Оствальда де Ваале для описания кривых течения дисперсий сапропелей
313 Применимость реологического уравнения Кэ с с она-Шульмана для описания кривых течения дисперсий сапропелей
32 Влияние степени дисперсности на реологические свойства дисперсий сапропелей
33 Влияние концентрации твердой фазы на реологические и энергетические характеристики дисперсий сапропелей
34 Влияние температуры на реологические свойства естественных дисперсий сапропелей
35 Влияние электролитов на реологические свойства дисперсий сапропелей
36 Структурно-реологические и энергетические параметры дисперсий сапропелей, полученных из воздушно-сухого сапропеля
4 РАЗРАБОТКА СОСТАВОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ • САПРОПЕЛЕВЫХ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ
41 Буровые растворы на основе естественных и порошкообразных сапропелей
42 Разработка составов буровых растворов на основе воздушно-сухого сапропеля
43 Исследование термостойкости сапропелевых буровых растворов
44 Ингибированные и минерализованные буровые растворы на основе сапропелей
45 Эмульсионные растворы на основе сапропелей
5 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРИМЕНЕНИЯ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ САПРОПЕЛЕЙ
51 Особенности проведения геологоразведочных работ на территории Белоруссии
52 Опытно-промышленное применение сапропелевых буровых растворов
53 Рекомендации по совершенствованию технологии приготовления и применения сапропелевых буровых растворов ;
ВЫВОДЫ
Введение:
В В Е Д Е Н И Е Б решениях ХХУ1 съезда КПСС и в "Основных направлениях эко комического и социального развития СССР на 1981-1985 гг. и на период до 1990 года" поставлена задача ускорения и расширения работ по изысканию новых видов шнерально-сырьевых ресурсов для удовлетворения все возрастанлцих потребностей народного хозяйства страны. Большое внимание уделяется также механизации и автоматизации работ и значительному снижению трудовых затрат при поиске и добыче полезных ископаемых, охране окружающей среды. Значительный теоретический и практический интерес вызывают сапропелевые отложения многочисленных озер, запасы которых составляют свыше 250 млрд. м. Эти природные образования являются ценшт видом органического сырья для комплексного использования тов, лечебных грязей, строительных материалов и изделий. Проблетла рационального использования сапропелей впервые поставлена в нашей стране после Великой Октябрьской социалистической революции. Изучением сапропелей в первые годы Советской власти занимались выдающиеся ученые И.М,Губкин, Н.Д.Зелинский, В.Н.Сукачев и др. Они наметили основные пути использования сапропелей в народном хозяйстве страны. Большой вклад в изучение сапропелей внесли М.П.Воларович, Е.Д.Шгьина, Е.И.Казаков, Н.В.Кордэ, Т.А. Кухаренко, И.Ф. Ларгин, И.И.Лиштван, М.И.Нейштадт, В.Е.Раковский, Л.Л.Россолимо, П.Ф.Солдатенков, О.Н.Успенская, Н.В.Чураев и другие ученые. На территории Белоруссии запасы сапропелевых отложений,имеющих важное практическое значение для применения в различных от- расллх народного хозяйства республики, оцениваются в 3,7 гдлрд.м. Широкие научные исследования, посвященные изучению генезиса,соес целью получения дешевых удобрений, различных химических продук тава, физико-хтжческих и технологических свойств сапропелей выполнены Н.Н.Бамбаловым, Г.А.Евдокимовой, Б.В.Курзо, К.И.Лукашевыь1, М.З.Лопотко, В.С.Позннк, Ф.А.Цунтусом, А.П.Шдопличко, А.В. Тишковичем, О.Ф.Якушко и др. белорусскими исследователшли. В Институте торфа АН БССР цроведено детальное и всестороннее исследование сапропелей более 300 озер, что позволило предложить промышленно-генетическую классификацию сапропелей и разработать рекомендации по их широкому использованию в сельском хозяйстве, промышленности, строительстве и других отраслях народного хозяйства. Сапропели нашли пртюнение в республике в качестве удобрений, минерально-витахлинных кормовых добавок, при производстве древесно-волокнистых плит, пористых дренажных труб, керамики,аглопорита, в качестве лечебных грязей и для других целей. Характерной особенностью ряда сапропелевых отложений республики является их связь с торфяными месторождениями, что обусловило образование торфосацропелей. Кроме того, на территории Бело руссии имеется большое количество месторождений сапропелей, залегающих под слоем торфа. Это вызывает необходимость сопоставления свойств сапропелей, торфосацропелей и торфа. В этой связи большой практический и теоретический интерес представляют работы Е.Т.Базина, Н.Н.Бамбалова, П.И.Белькевича, Н.И.Гамаюнова, Н.Т.Короля, С,С.Ь1аль, А.Я.Рубинштейна, А.С.Тарантова, Н.Тюремнова и др. исследователей, посвященные особенностям генезиса торфяных и сапропелевых месторождений и путдал их использования в народном хозяйстве. В настоящей работе поставлена цель изучения основных закономерностей стрзгктурообразования в дисперсиях сапропелей различных генетических типов (органических, кремнезеглистых, карбонатных, смешанных и торфосапропелей) и определения зависиглостей прочности структуры от состава и типа сапропеля, реологических свойств от дисперсности, концентрации, температуры и степени глинерализации. Все эти данные необходт.ш для разработки научных основ технологии добычи и переработки сапропелей. Основные научные предпосылки для применения торфа и сапропелей в качестве одного из компонентов буровых и тампонажных растворов созданы П.И.Белькевичем, Г,Г.Волковым, В.К.Галабурдой, И.И. Лиштваном, М.В.Поповым, Л.Р.Чистовой и др. Ими предаожены составы торфо- и сапропелещелочных реагентов для регулирования свойств буровых растворов, даны рекомендации по введению сапропелей в глинистые растворы для улучшения их технологических свойств. Это позволило в 1979 г. провести испытания естественных дисперсий сапропелей в качестве промывочных жидхюстей при бурении геологоразведочных скважин. Однако црименение естестве1пшх дисперсий сапропелей при бурении скважин связано с большими транспортными расхода1Ш и неудобствагли их использования в зимнее время, В связи с этим возникла необхо.димость создания рецептур буровых растворов на основе сапропелей пониженной влажности. Для этого потребовалось разработать способ получения дисперсий из воздушно-сухого сапропеля, изучить особенности цроцессов структурообразованил таких дисперсий в зависимости от степени высушивания, концентрации твердой фазы, хшлических добавок и других факторов. Важное значение имеет сопоставление структурно реологических и технологических свойств сапропелевых буровых растворов с глинистыми, меловыьш и полиглерными растворами для определения целесообразности замены последних сапропелевыми при бурении глубоких скважин. В результате проведенных исследований показано, что дисперсии сапропелей относятся к реологическим структурировшшым системам коагуляционного типа. Как и в торфе, в сапропелевых системах имеются структуры переплетения, образованные за счет наличия волокнистых остатков растений торфо- и сапропелеобразователей. Установлено, что в процессе диспергирования (применительно к гидромеханизированной добыче и транспортировке в трубопроводах) изменяются реологические параметры за счет разрушения структур переплетения и образования новых структур коагуляционного типа. Впервые разработаны способы получения устойчивых дисперсий и гидрофобных эмульсий на основе предварительно высушенного порошкообразного сапропеля. На способы получения и составы буровых растворов и гидрофобных эглульсий из порошкообразных сапропелей получены авторские свидетельства, Исследовано влияние дисперсности и концентрации твердой фазы на структурно-реологические свойства дисперсий сапропелей различных генетических типов. Впервые усталовлена завмсшость критической концентрации структурообразования C Q сапропелей от соотношения органических и минеральных компонентов. Показано, что при сзгшке или введении минеральных примесей величины CJQ возрастают, а реологические и технологические свойства дисперсий ухудшаются. В работе впервые установлена зависимость структурно-реологических и технологических свойств дисперсий сацропелей от биологического и группового составов органического вещества сапропелей. Наилучшими реологическшли и технологическими свойствшли обладают сапропели с высоким содержанием природных органических веществ. По мере увеличения в биоостатках сапропелей продуктов распада высших растений и типичных торфообразователей увеличивается содержание гуминовых веществ, снижается количество легкогидролизуемых соединений и увеличивается С дисперсий. Проведено сравнительное исследование изменения структурнореологических свойств природных органогенных материалов в ряду: органические сапропели торфосапропели торф. Установлено, что у торфа после его обработки аммиаком повышается способность к образованию устойчивых дисперсий:, значительно улучшаются струк турно-реологические свойства буровых растворов. Предложено использовать шмонизированный торф, а также остаток после выделения торфяного красителя в качестве твердой фазы буровых растворов, Таким образом, впервые показана возможность получения буровых растворов из природных каустобиолитов, Исследование технологических свойств буровых растворов на основе сапропелей, торфосапропелей и торфа позволило разработать рекомендации по использованию этих материалов в качестве твердой фазы буровых растворов. Сапропелевые буровые растворы отличаются более высокими технологическими параметрами по сравнению с гли нистыми, причем стоимость их в 2-3 раза ниже. Для регулирования технологических свойств сапропелевых буровых растворов предложено использовать недефицитные химические реагенты (сульфитно-спиртовую барду, соду, щелочи, бихроьтаты и др.) и отходы химических предприятий (низкомолекулярный полиэтилен, глино-солевые шлшлы и др.). Впервые показано,что сапропелевые буровые растворы обладают соле- и термостойкостью, хорошо совмещаются с глинистыгли, меловыкш и полимерными растворами, что позволяет легко осуществлять переход от одного раствора к другому в процессе проводки скважин. Универсальность технологических свойств сапропелевых буровых растворов позволяет рекомендовать их при бурении глубоких скважин на нефть, газ и твердые полезные ископаемые, Для разбуривания высококоллоидальных глинистых пород предложены составы ингибированных буровых растворов на основе сацропелей, гидроокиси калия, хлористых солей калия и кальция. С целью снижения расхода хлористых солей рекомендовано для ингибирования и гмнерализащш сапропелевых буровых растворов использовать глино-солевые шламы калийных комбинатов.