Механизм действия катионных полимеров

Обычно используемые катионные полимерные полиакриламиды представляют собой в основном органические поличетвертичные аммониевые соли, такие как полиаминовый метакриламид (катионный полиакриламид CPAM), катионный крахмал и т. Д. Он не только обладает сильным коалесцирующим эффектом высоковалентных катионов, но также обладает адсорбционным и пленкообразующим эффектом высоких полимеров на поверхности набухающей глины, Так что это идеальный ингибитор. Механизм действия агента обработки катионного полимера следующим образом.

1. Мостовые и покрывающие эффекты катионного полимера.

Адсорбция полимеров на частицах в буровом растворе является предпосылкой его функции. Когда макромолекула адсорбируется на нескольких частицах одновременно, и частица может адсорбировать несколько макромолекул одновременно, будет сформирована сетевая структура, и этот эффектКатионный полимерЭто называется мостом. Когда полимерная цепь адсорбируется на частице и покрывает ее, она называется покрытием. Преодоление и покрытие-это два разных состояния адсорбции полимеров в буровых растворах. В реальной системе эти два состояния адсорбции не могут быть строго разделены и обычно существуют одновременно, но только одно из них является доминирующим. Различные состояния адсорбции имеют разные эффекты. Например, мостовой эффект может легко привести к флокуляции и вязкосифицирующее действие, в то время как эффект покрытия полезен для ингибирования дисперсии бурового шлама.

2. Эффект флокуляции катионного полимера.

Когда катионный полимер в основном подвергается адсорбции моста в буровом растворе, некоторые мелкие частицы будут агломерироваться вместе, образуя кластеры частиц, которые называются флокуляцией, а соответствующий полимер называется флокулянтом. Сформированные хлопья легко удаляются гравитационным осаждением или твердым оборудованием регулирования, что выгодно для поддержания низкой твердой фазы бурового раствора. Поэтому флокуляция является ключом к достижению низкой твердой фазы и недисперсии в буровом растворе.

В соответствии с эффектом флокуляции и влиянием на производительность бурового раствора флокулянты можно разделить на две категории: одна-это полный флокулянт, который может одновременно флокулиировать буровой шлам, грунт низкого качества и монтмориллонит. К примеру,Неионный полимерPAM относится к этой категории; второй-селективный флокулянт, который только флокулирует буровой шлам и грунт низкого качества, и не флокулирует монтмориллонит, такой как ионные полимеры PHPA и VAMA. Когда флокулянт может увеличить вязкость бурового раствора, он называется синергетическим селективным флокулянтом, а когда он мало влияет на вязкость, его называют несинергетическим селективным флокулянтом.

3. Вязкосифицирующий эффект катионного полимера.

Щипцы в основном используются в буровых растворах на водной основе с низким содержанием твердого вещества и без твердого вещества для улучшения суспензии и несущей способности. Механизмы вязкого эффекта катионного полимера: один заключается в том, что свободные (неадсорбированные) молекулы полимера могут увеличивать вязкость водной фазы, а другой заключается в том, что сетевая структура, образованная мостиковым эффектом полимера, может повысить структурную вязкость бурового раствора. Обычно используемые клейкие средства включают PHPA с относительно высокой молекулярной массой и высокой вязкостью карбоксиметилцеллюлозы (CMC).