Karboxymethylcelulóza (CMC) je polymerní sloučenina získaná chemickou modifikací přírodní celulózy a je široce používána v mnoha průmyslových odvětvích. Při vrtné tekutině hraje karboxymethylcelulóza klíčovou roli jako důležitého zahušťování a stabilizátoru. Zlepšuje účinnost a bezpečnost vrtných operací zlepšením viskozity a reologických vlastností vrtné tekutiny a inhibicí srážení pevné fáze.
1. Základní vlastnosti karboxymethylcelulózy
Chemická struktura: Molekulární struktura karboxymethylcelulózy obsahuje substituenty karboxymethyl (-ch2cooh), což činí jeho molekuly negativně nabité a mají určitou rozpustnost a hydrofilitu. CMC se získává etherifikací molekul přirozené celulózy a nahrazující část hydroxylu (OH) karboxymethylovými skupinami.
Rozpustnost ve vodě: karboxymethylcelulóza má ve vodě vysokou rozpustnost a tvoří viskózní koloidní roztok. Tato vlastnost z něj činí ideální zahušťovač při vrtné tekutině, která může zvýšit schopnost odpružení a reologické vlastnosti vrtné tekutiny.
Nastavitelnost: Molekulová hmotnost CMC, stupeň substituce, rozpustnost a další vlastnosti lze upravit podle poptávky. To umožňuje, aby byl vybrán a optimalizován podle skutečných potřeb v různých typech vrtných tekutin.
2. role karboxymethylcelulózy při vrtných tekutinách
Účinek zahušťování: Karboxymethylcelulóza se používá jako zahušťovadlo ve vrtných tekutinách ke účinnému zvýšení viskozity kapaliny. Vyšší viskozita pomáhá pozastavit a transportovat řízky, snižovat ukládání pevných částic ve vrtné tekutině a zabránit ucpávání studny. Kromě toho může zahušťovací účinek CMC zlepšit nosnou kapacitu vrtné tekutiny a zajistit, aby vrtací kapalina mohla udržovat dobré reologické vlastnosti za podmínek vysoké teploty a vysokých tlaků.
Optimalizace reologických vlastností: Reologické vlastnosti vrtné tekutiny přímo ovlivňují účinnost a bezpečnost vrtných operací. CMC může upravit reologickou křivku vrtací tekutiny tak, aby měla vhodné výnosové napětí a viskozitu, aby se vyrovnala s různými vrtacími prostředími. Jeho přidání může zlepšit charakteristiky toku vrtací tekutiny dolů, takže vrtací kapalina může stále udržovat stabilní stav průtoku při setkání s vysokými průtoky nebo složitými geologickými podmínkami a zabránit nadměrným výkyvům tlaku.
Inhibujte srážení pevné fáze: karboxymethylcelulóza může účinně inhibovat tvorbu srážení pevné fáze ve vrtné tekutině a zajistit stabilitu vrtné tekutiny. Během vrtného procesu se srážení pevné fáze (jako jsou řezy, bahno atd.) Vstoupí do vrtací kapaliny, jak se vrták otáčí. CMC pomáhá udržovat pevné částice suspendované a zabránit srážení zvýšením viskozity a rozptýlení kapaliny, čímž se udržuje plynulost vrtné tekutiny.
Zlepšit plynulost a snížit odpočinek: v hlubokých jamkách nebo vysokých teplotách a vysokotlakých jamkách, když se plynulost vrtné kapaliny zhoršuje, může přidání CMC účinně zlepšit výkon jeho průtoku, snížit odolnost proti tření a zlepšit účinnost vrtání. Současně může CMC snížit ztrátu odpařování vrtné kapaliny a snížit tření mezi vrtacím bitkem a studňovou stěnou, což snižuje spotřebu energie při vrtných operacích.
Mazání: CMC může také hrát určitou mazací roli, snížit tření mezi vrtným bitkem a studňovou stěnou a snížit opotřebení vybavení. Zejména za vysokých teplot a vysokého tlaku a složitých geologických podmínek je mazací účinek obzvláště důležitý.
Stabilita stěny studny: CMC může zvýšit adhezi vrtné tekutiny, takže na povrchu stěny studny se vytvoří tenký film, aby se zabránilo kolapsu studny. Zejména v měkkých horninách, hliněných vrstvách nebo složitých geologických podmínkách, které jsou náchylné ke kolapsu, je tato role CMC obzvláště důležitá.
3. aplikační účinek karboxymethylcelulózy v vrtné tekutině
Zlepšit účinnost vrtání: Protože karboxymethylcelulóza může upravit reologii vrtné tekutiny, může si stále udržovat dobrou plynulost a stabilitu při vysoké teplotě a vysokém tlaku, čímž se zlepšuje účinnost vrtných operací a zkrátí provozní doba a náklady.
Zvýšení bezpečnosti vrtání: Přidání CMC pomáhá stabilizovat studnu, zabránit kolapsu studny a snižovat opotřebení kolísání. Současně jeho zahušťovací účinek může zlepšit nosnost vrtné kapaliny a snížit provozní potíže a bezpečnostní rizika způsobená špatnou plynulostí vrtné tekutiny.
Široká použitelnost: Karboxymethylcelulóza může být použita v různých typech vrtných tekutin, včetně vrtných tekutin na bázi vody, vrtných tekutin na bázi oleje a syntetických vrtných tekutin. Díky tomu je široce použitelný v různých vrtných prostředích.
Jako vynikající zahušťovadlo, stabilizátor a reologické modifikátor má aplikaci karboxymethylcelulózy ve vrtných tekutinách velký význam. Může zvýšit viskozitu vrtné tekutiny, zlepšit reologické vlastnosti, inhibovat pevné srážení, snížit tření a zvýšit stabilitu studny, a tak poskytovat efektivnější a bezpečnější pracovní prostředí pro vrtné operace. S rozvojem vědy a technologie a nepřetržitým vývojem technologie vrtání budou vyhlídky na karboxymethylcelulózu v vrtné tekutině širší.
Čas příspěvku: únor-15-2025