Файл: Шептала, Н. Е. Руководство по физико-химическому анализу глинистых растворов, глин, утяжелителей и реагентов.pdf

В процессе текущего контроля тонкость измельчения при по­ стоянной величине коэффициента пористости расчет можно упро­ стить, производя его по формуле

S = А У'Т,

Утяжелители хорошего качества характеризуются величиной удельной поверхности порядка 1500—2 500 см2/г.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАЧЕСТВА УТЯЖЕЛИТЕЛЕЙ ПО СТЕПЕНИ ОБЕСЦВЕЧИВАНИЯ РАСТВОРА ГУМАТА НАТРИЯ

Проверка качества утяжелителей по степени обесцвечива­ ния раствора гумата натрия согласно методике ГрозНИИ про­ изводится следующим образом.

1.В цилиндр с пробкой емкостью 100 см3 помещается проба утяжелителя массой 25 г и доливается вода до общего объема 100 см3.

2.После взбалтывания к смеси добавляется пять капель

разбавленного углещелочного реагента (УЩР). Смесь снова взбалтывается и выдерживается до осветления верхнего слоя.

3. Столб жидкости над оседающим утяжелителем имеет светло-коричневую или грязно-желтую окраску, когда утяжели­ тель хорошего качества. Если изменения окраски столба жидко­ сти над утяжелителем не произойдет, снова добавляют 0,5 см3 раствора гумата натрия и т. д.

46

РЕАГЕНТЫ ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ СВОЙСТВ ПРОМЫВОЧНЫХ ЖИДКОСТЕЙ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

Большое внимание в процессе бурения уделяется промывке скважин высококачественными буровыми растворами. При бу­ рении большинства глубоких скважин проводится химическая обработка растворов. Значительно увеличивается ассортимент химических реагентов. В связи с этим особого внимания требует подбор реагентов для обработки буровых растворов. Химическая обработка является одним из основных методов регулирования структурно-механических свойств глинистых суспензий, количе­ ственно характеризующих процесс структурообразования в си­ стеме глина — вода. Эффективность стабилизирующего действия химического реагента связана с его строением, наличием отдель­ ных функциональных групп.

Большинство химических реагентов, применяющихся в бу­ рении или предложенных для промышленного использования, сложны по своему химическому составу или представляют смесь веществ различного химического ■строения. Изу­ чить действия этих веществ на суспензии глин и установить за­ кономерности получения устойчивых систем очень трудно, тем более, что стабилизирующее действие химических реагентов на глинистые суспензии характеризуется эксплуатационными пока­ зателями. Современное развитие науки и требования практики показывают, что такой подход недостаточен для детальной ха­ рактеристики реагентов, строгого контроля.и направленного ре­ гулирования свойств промывочных растворов. Некоторые пара­ метры не являются строгими количественными характеристика­ ми дисперсных систем, что объясняется выбранным методом ис­ следования.

По характеру воздействия на глинистые растворы основные

ные вещества гидрофильного и гидрофобного типов); 2 ) электролиты (пептизаторы и коагуляторы).

48

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ

В состав гуминовых кислот входят гидроксильные, карбо­ ксильные, метоксильные, хинонные функциональные группы и углеродные группировки с двойными связями.

Гуминовые вещества находятся в реагенте в виде истинного и коллоидного растворов. Углещелочной реагент применяется для снижения водоотдачи, регулирования вязкоструктурных свойств и щелочности глинистого раствора.

Стабилизирующее действие УЩР обусловлено созданием ад­ сорбционных защитных слоев из гумата натрия на глинистых частицах и зависит от соотношения катионов Na и Са в обмен­ ном комплексе. Щелочность реагента обеспечивает максималь­ ное содержание гуминовых веществ, увеличивает пептизациюглинистых частиц и влияет на другие свойства глинистого ра­ створа.

Аналогичен углещелочному получаемый из торфа-—торфо­ щелочной реагент (ТЩР), который богат гуминовыми кислота­ ми и резко повышает вязкость растворов за счет присутствия в нем волокон торфа. Это качество полезно при ликвидации поглощений.

УЩР и ТЩР контролируют по содержанию гуматов и ще­ лочи. Имеется несколько методов определения гуминовых ве­

Эти методы используются для определения гуминовых ве­ ществ в буром угле и фильтрате глинистого раствора. Наиболее быстрый метод определения гуминовых веществ с помощью фотоэлектроколирметра (ФЭК).

Обычное содержание гуминовых веществ: в буром угле 35— 45%; в углещелочном реагенте 3,5—4,5%; в фильтрате глини­ стого раствора 0,05—1%.

о б ъ е м н ы й м е т о д о п р е д е л е н и я

ГУМИНОВЫХ ВЕЩЕСТВ

Ре а к т и в ы

1.0,2 и. раствор соли Мора, приготовляемый растворением этой соли в 1 л воды, содержащей 20 см3 серной кислоты плот­ ностью 1,84 г/см3. Титр раствора определяется по титрованно­ му раствору марганцевокислого калия КМп04.

2. 0,1 н. раствор марганцевокислого калия,-который готовится

растворением 3,2—3,3 г этой соли в 1 л воды; раствор выстаи­ вается в течение 8—14 дней, после чего его фильтруют через стеклянную вату. В течение этого времени все находящиеся

49

в воде вещества окисляются и раствор может сохраняться почти неограниченно долгое время в хорошо закрывающейся бутылке. Только после этого приступают к установке титра по щавеле­ вой кислоте или щавелевокислому натрию.

3. 0,4 и. раствор хромовой кислоты, приготовляемый раство­ рением 20 г двухромокислого калия или 16 г хромового ангид­ рида в 500 см3 воды с последующим добавлением 500 см3 сер­ ной 'Кислоты плотностью 1,84 г/см3.

В БУРОМ УГЛЕ

Навеска измельченного бурого угля 2—3 г помещается в круглодонную колбу емкостью 1000 см3 (взвешивание произво­ дится на технических весах с точностью до 0,01 г). Навеска за­ ливается 800 см3 1%-ного раствора едкого натра, смесь хорошо взбалтывается и нагревается в течение 1 ч на кипящей водяной ■бане. После охлаждения смесь помещается в литровую мерную колбу, доливается дистиллированной водой до метки и остав­ ляется на 1 сут. После отстаивания при помощи сифона сверху отбирается 200 см3 раствора и для полного отделения взвешен­ ных частиц угля через плотный фильтр отфильтровывается

50см3.

Вколбу Эрленмейера емкостью 100 см3 вводится при помо­

щи бюретки или пипетки 5 см3 фильтрата, содержащего гуминовые вещества, и 10 см3 0,4 и. раствора хромовой кислоты, после чего колба закрывается небольшой воронкой, выполняю­ щей роль обратного холодильника. Колба устанавливается на горячую плитку, смесь кипятится точно 5 мин. По охлаждении смесь количественно переносится в колбу емкостью в 500 см3, в которую добавляется 250 см3 дистиллированной воды и 10 ка­ пель индикатора дифениламина. Смесь титруется 0,2 и. раство­ ром соли Мора .до появления переходной окраски раствора из фиолетово-синей в серо-зеленую, при дальнейшем отстаивании — в темно-зеленую. До определения гуминовых веществ произво­ дится контрольное титрование (по той же методике) 10 см3 0,4 н. раствора хромовой кислоты с 5 см3 дистиллированной во­ ды. Разность объемов количества соли Мора, израсходованной на титрование контрольных 10 см3 раствора хромовой кислоты (V), и количества соли Мора, израсходованной на титрование исследуемого раствора (Кі), умноженная на k дает содержание гуминовых веществ в угле в процентах:

r = ( V - V J k .

50