Ιδρυματικό Αποθετήριο
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN  |  EL

Αναζήτηση

Πλοήγηση

Ο Χώρος μου

Ρεολογικές ιδιότητες πολφών μαγνησιούχων μπεντονιτών και σεπιολίθων σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών

Athanasakis Nikolaos

Απλή Εγγραφή


URIhttp://purl.tuc.gr/dl/dias/91E3DAA3-DC94-4D5C-9518-E0408612627A-
Αναγνωριστικόhttps://doi.org/10.26233/heallink.tuc.81907-
Γλώσσαel-
Μέγεθος140 σελίδεςel
ΤίτλοςΡεολογικές ιδιότητες πολφών μαγνησιούχων μπεντονιτών και σεπιολίθων σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιώνel
ΤίτλοςRheological properties of magnesium bentonites and sepiolites at high temperature conditionsen
ΔημιουργόςAthanasakis Nikolaosen
ΔημιουργόςΑθανασακης Νικολαοςel
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Christidis Georgiosen
Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής]Χρηστιδης Γεωργιοςel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Exadaktylos Georgiosen
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Εξαδακτυλος Γεωργιοςel
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Marinakis Dimitriosen
Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής]Μαρινακης Δημητριοςel
ΕκδότηςΠολυτεχνείο Κρήτηςel
ΕκδότηςTechnical University of Creteen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαTechnical University of Crete::School of Mineral Resources Engineeringen
Ακαδημαϊκή ΜονάδαΠολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρωνel
ΠερίληψηΤα αργιλικά ορυκτά και κατά κύριο λόγο οι σμεκτίτες, κύρια συστατικά των μπεντονιτών, λόγω της κρυσταλλικής δομής τους και του μεγέθους κόκκου τους, είναι ικανοί να σχηματίσουν παχύρευστους πολφούς. Η ρεολογική συμπεριφορά, που θα επιδείξουν οι πολφοί αυτοί, η οποία διαφέρει σημαντικά από αυτή των νευτώνειων ρευστών, συνδέεται με τα ορυκτολογικά χαρακτηριστικά των αργίλων. Η ιδιότητα αυτή χρησιμοποιείται από τη βιομηχανία πετρελαίου, για παραγωγή γεωτρητικών ρευστών, τα οποία ψύχουν και λιπαίνουν τα κοπτικά άκρα του γεωτρυπάνου και μονώνουν τη γεώτρηση. Λόγω των αυξανόμενων ενεργειακών αναγκών του πλανήτη, θα πρέπει να προσεγγιστούν κοιτάσματα υδρογονανθράκων, τα οποία μέχρι σήμερα παρέμεναν μη αξιοποιήσιμα, λόγω του μεγάλου βάθους στο οποίο βρίσκονται. Όμως, το μεγάλο βάθος συνεπάγεται αύξηση της θερμοκρασίας λόγω τριβής των κοπτικών άκρων με το πέτρωμα και αύξησης της γεωθερμικής βαθμίδας. Για το λόγο αυτό, υπάρχει ανάγκη να μελετηθούν οι ρεολογικές ιδιότητες των πολφών αυτών σε τέτοια ακραία περιβάλλοντα, οι οποίες δεν έχουν κατανοηθεί σε ικανοποιητικό βαθμό. Στην παρούσα εργασία πραγματοποιείται μελέτη πέντε δειγμάτων σε επίπεδο χαρακτηρισμού, όσο και σε επίπεδο ρεολογικής συμμπεριφοράς σε διαφορετικές θερμοκρασίες. Να σημειωθεί ότι για καλύτερη κατανόηση των μηχανισμών που επηρρεάζουν τη συμπεριφορά των ορυκτών, χρείαζονται επιπλέον διαδικασίες, οι οποίες μπορούν να εκτελεσθούν σε μελλοντική έρευνα. Τα δείγματα περιελάμβαναν δύο σεπιόλιθους ελληνικής και ισπανικής προέλευσης, ένα στιβενσίτη, έναν εκτορίτη και ένα σαπωνίτη. Ο χαρακτηρισμός, περιέλαμβανε χημική και ορυκτολογική ανάλυση με μεθόδους ΧRF και XRD αντίστοιχα. Επίσης χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος φασματομετρίας ατομικής απορρόφησης, για το προσδιορισμό κάποιων κατιόντων στους πολφούς και η μέθοδος της θερμοβαρυμετρίας για προσδιορισμό της θερμοκρασίας αφυδροξυλίωσης. Ο χαρακτηρισμός ολοκληρώθηκε με το προσδιορισμό της ιοντοεναλλακτικής ικανότητας των δειγμάτων (CEC). Οι ρεολογικές ιδιότητες προσδιορίστηκαν σε υδατικούς πολφούς 5% κ.β σε στερεά, έπειτα από δυναμική ωρίμανση σε θερμοκρασίες μέχρι 230 οC. Οι διαδικασίες που ακολουθήθηκαν και ο τρόπος διεξαγωγής τους προτείνονται από το Αμερικανικό Ινστιτούτο Πετρελαίου (ΑΡΙ 13Α). Περιλαμβάνουν μέτρηση του ιξώδους σε ιξωδόμετρο GRACE 3500 και μελέτη διηθητικών ιδιοτήτων σε φιλτρόπρεσσα χαμηλής πίεσης Τα αποτελέσματα έδειξαν σημαντικές μεταβολές του ιξώδους και των άλλων παραμέτρων των πολφών όσο αυξάνεται η θερμοκρασία.el
ΠερίληψηClay minerals and mainly the smectite, the main components of bentonites, due to their crystalline structure and grain size, are able to form viscous suspensions. The rheological behavior of these suspensions, which differs significantly from that of Newtonian fluids, is related to the mineralogical characteristics of the clays. This property is used by the oil industry to produce drilling fluids, which cool and lubricate the cutting edges of the drilling machine and insulate the drilling. Due to the growing energy needs of the planet, hydrocarbon reservoirs have to be approached, which to date have remained unexploited due to their large depths. However, the deep depth causes a rise in temperature due to the friction of the cutting edges with the rock and the increase of the geothermal gradient. For this reason, there is a need to study the rheological properties of these suspensions in such extreme environments, which are poorly understood. In the present research, a study of five samples at the characterization level and at the level of rheological behavior at different temperatures is performed. Note that in order to better understand the mechanisms affecting the behavior of clay minerals, additional procedures are needed, which can be performed in future research. The samples included two sepiolites of Greek and Spanish origin, a stivensite, a hectorite and a saponite. The characterization included chemical and mineral analysis by XRF and XRD methods, respectively. The atomic absorption spectrometry method was also used to determine some cations in the filtrate and the thermogravimetry method to determine the dehydroxylation temperature. The characterization was completed by determining the ion exchange capacity of the samples (CEC). Rheological properties were determined in aqueous slurries of 5 wt.% in solid material, after dynamic aging at temperatures up to 230 oC. The procedures followed and the way they are conducted are proposed by the American Institute of Petroleum (API 13A). They included viscosity measurement on GRACE 3500 viscosimeter and study of filtrate properties, by using a low pressure, low temperature filter press (LTLP). The results showed significant changes in viscosity and other suspension parameters as the temperature increased.en
ΤύποςΔιπλωματική Εργασίαel
ΤύποςDiploma Worken
Άδεια Χρήσηςhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/en
Ημερομηνία2019-05-22-
Ημερομηνία Δημοσίευσης2019-
Θεματική ΚατηγορίαΤεχνολογία αργιλικών ορυκτώνel
Βιβλιογραφική ΑναφοράΝικόλαος Αθανασάκης, "Ρεολογικές ιδιότητες πολφών μαγνησιούχων μπεντονιτών και σεπιολίθων σε συνθήκες υψηλών θερμοκρασιών", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Μηχανικών Ορυκτών Πόρων, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2019el
Βιβλιογραφική ΑναφοράNikolaos Athanasakis, "Rheological properties of magnesium bentonites and sepiolites at high temperature conditions", Diploma Work, School of Mineral Resources Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2019en

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες

Στατιστικά