Модуль крупности – эмпирический коэффициент, полученный суммой общих процентных долей заполнителя, оставшихся на каждом из указанных рядов сит, на 100.

, т. е. Модуль крупности (FM) = сумма накопленных оставшихся процентов / 100

= ⅀R/100

Вам также понравится:

(Посетили 8 172 раза, сегодня посетили 1 раз)

Продолжить чтение

Использование характеристик размера зерен отложений для оценки эффективности механических песчаных барьеров в снижении эрозии

Распределение зерен отложений по размерам

Образцы поверхностных отложений, отобранные из голых дюн, состояли в основном из мелкого, среднего и крупного песка. Эти образцы показали более высокие относительные доли среднего песка, которые варьировались от 39,3 до 59,34\({\%}\). Доля мелкого и крупного песка варьировала от 2,27 до 33,29 % и от 8,14 до 55,82 % соответственно. Содержание мелкого и пылеватого песка не превышало 5%. Образцы из середины склона показали более высокие доли мелкого песка (55,82%), чем образцы из основания и вершины склона. Образцы из середины склона дали более низкие доли средне- и крупнозернистого песка (39,30% и 29,27% соответственно) по сравнению с пробами из основания и вершины склона.Песок средний составлял 55,22 % и 55,34 % наносов в пробах основания и среднего склона (табл. 5).

В пробах, отобранных вокруг песчаных барьеров, осадок состоял в основном из мелкого и среднего песка. Соотношение мелкого песка для соломы/1, соломы/1,5, PLA/1, PLA/1,5, смешанного/1 ​​и смешанного/1,5 составляло 36,75–47,42%, 29,15–49,71%, 46,22–47,80%, 12,3–39,75%, 24. 86–42,71% и 32,69–56,09% соответственно. Доля среднего песка составляла 35,1–45,2 %, 33,52–47,27 %, 33,05–40,51 %, 40,7–59,2 %, 39,82–50,15 % и 31,5–50,49 %. Образцы показали более низкую долю крупного песка и более высокую долю очень мелкого песка по сравнению с пропорциями, наблюдаемыми в образцах из области голых песчаных дюн.

Доля мелкого и среднего песка, измеренная от основания склона зон песчаных барьеров, превышала долю, измеренную в образцах обнаженных дюн. Доля мелкого песка, измеренная на средних участках склона Straw/1, Straw/1.5, типы барьеров PLA/1 и Mixed/1.5 различались по сравнению с барьерами, измеренными на средних участках склонов обнаженных песчаных дюн. Образцы среднего склона из PLA / 1.5 и Mixed / 1 показали пропорции мелкого песка, аналогичные тем, которые были измерены на среднем склоне голых дюн. Тесты LSD-T использовались для анализа изменения размера зерна в разных местах на склоне для разных типов песчаного барьера. Пропорции крупного песка в образцах среднего склона PLA/1. 5 значительно отличались от пропорций, измеренных в образцах среднего склона голых дюн.Доли мелкого песка в образцах основания склона из PLA/1.5 отличались от тех, которые были измерены в образце основания склоновых голых дюн. Пропорции мелкого песка существенно не отличались среди других типов песчаных барьеров по сравнению с голыми дюнами. Образцы Straw/1, Straw/1.5 и PLA/1 значительно отличались от образцов с голыми дюнами. Для Соломы/1 содержание очень мелкого песка в образцах в середине и на вершине склона существенно не отличалось от образцов в основании склона, но пропорции очень мелкого песка значительно различались между образцами в середине и на вершине склона.Компоненты мелкого и крупного песка не различались по положению вдоль склона. Компоненты пылеватого и очень мелкого песка, измеренные в образцах Straw/1.5, не различались в зависимости от различных положений вдоль склона. Доли пылеватого, мелкого и крупного песка в образцах PLA/1 не отличались в зависимости от их положения на склоне. Компоненты очень мелкого, мелкого, среднего и крупного песка в образцах PLA/1,5 не различались для разных позиций по склону. Доли пылеватого и очень мелкого песка в образцах Mixed/1 с вершины склона значительно отличались от пропорций, измеренных в других местах склона.Пропорции мелкого, среднего и крупного песка в образцах Mixed/1 из основания склона значительно отличались от долей, измеренных в других местах склона.

Параметры размера зерен отложений

В целом оценки среднего размера зерен указывают на более крупные отложения в образцах из шести типов песчаных барьеров по сравнению с образцами из обнаженных дюн (рис. 6). Оценки среднего размера зерна для поверхностных отложений варьировались от 1,31 \ ({\ Phi} \) до 2,30 \ ({\ Phi} \) вдоль голых дюн со средним значением 1.65 \ ({\ Фи} \). Это указывает на преобладание среднего песка. После установки песчаного барьера оценки размера зерна для образцов Straw/1 варьировались от 1,79 \({\Phi}\) до 2,03 \({\Phi}\) со средним значением 1,90 \({\Phi}\). Это указывает на более высокую долю грубого материала по сравнению с голыми дюнами. Для образцов Straw/1,5 значения размера зерна варьировались от 1,69 \({\Phi}\) до 2,02 \({\Phi}\) со средним значением 1,91 \({\Phi}\). Это значение существенно не отличается от измеренного в образцах Straw/1 и также указывает на преобладание среднего песка.Для образцов PLA/1 средний размер зерна колебался от 1,92 \({\Phi}\) до 1,97 \({\Phi}\) со средним значением 1,94 \({\Phi}\). Это указывает на более крупный осадок по сравнению с осадком, проанализированным из образцов соломенного барьера. Для PLA/1,5 размер зерна колебался от 1,41 \({\Phi}\) до 1,79 \({\Phi}\) со средним значением 1,68 \({\Phi}\). Это значение приближается к наблюдаемому для голых участков дюн. Для образцов Mixed/1 средний размер зерна колебался от 1,60 \({\Phi}\) до 1,86 \({\Phi}\) со средним значением 1,71 \({\Phi}\).Для образцов Mixed/1,5 размер зерна колебался от 1,73 \({\Phi}\) до 2,15 \({\Phi}\) со средним значением 1,90 \({\Phi}\). Средние значения размера зерна указывают на более крупный осадок у основания склона, но более мелкий осадок в образцах среднего склона по сравнению с образцами голых дюн.

Параметры размера зерна осадка.

Графический анализ с использованием критериев Фолк-Уорда дал значения сортировки отложений в диапазоне от 0,56 до 0,62 со средним значением 0,58. Это классифицируется как «лучшая» сортировка осадка.Коэффициенты сортировки для соломы/1, соломы/1,5 и ПЛА/1 варьировались от 0,47 до 0,51, от 0,46 до 0,51 и от 0,44 до 0,53 соответственно. Средние коэффициенты сортировки для Straw/1, Straw/1,5 и PLA/1 составили 0,49, 0,49 и 0,48 соответственно. Более низкие значения указывают на улучшенную сортировку отложений, которая оценивается как «хорошая». Коэффициенты сортировки для PLA/1,5, Mixed/1 и Mixed/1,5 варьировались от 0,48 до 0,63, от 0,51 до 0,52 и от 0,49 до 0,54 соответственно. Средние значения PLA/1,5, Mixed/1 и Mixed/1,5 составили 0,53, 0. 51 и 0,51 соответственно, что соответствует категории «лучше». Образцы с вершины склона для Straw/1, PLA/1, PLA/1,5, Mixed/1 и Mixed/1,5 и с середины склона для Straw/1,5 показали лучшую сортировку. Коэффициенты сортировки, измеренные в образцах из основания и середины склона для одного и того же типа песчаного барьера, существенно не различались и оценивались как «хорошие».

Образцы отложений с голых участков дюн дали значения асимметрии в диапазоне от 0,07 до 0,25 со средним значением 0.17, который классифицируется как «мелко перекошенный». Для образцов Straw/1, Straw/1,5, PLA/1,5, Mixed/1 и Mixed/1,5 асимметрия варьировала от 0,22 до 0,27, от 0,14 до 0,33, от 0,14 до 0,25, от 0,14 до 0,23 и от 0,19 до 0,36 соответственно. Образцы Straw/1, Straw/1,5, PLA/1,5, Mixed/1 и Mixed/1,5 дали соответствующие средние значения 0,17, 0,25, 0,21, 0,17 и 0,26. Они классифицируются как «мелко перекошенные» и указывают на более крупные отложения по сравнению с теми, которые были проанализированы на участках с голыми дюнами. Образцы из PLA/1 давали значения асимметрии в диапазоне от 0.25 до 0,38 при среднем значении 0,30. Эти значения приближаются к «очень тонкой асимметрии» и превышают значения, измеренные для образцов, связанных с другими типами песчаных барьеров. Они указывают на то, что PLA/1 содержит самые грубые наблюдаемые распределения отложений. Тенденции асимметрии напоминают тенденции, наблюдаемые среди средних значений размера зерна для различных типов песчаных барьеров и различных положений вдоль склона.

Для образцов из голых дюн значения эксцесса колебались от 0,9693 до 1,0538 и давали среднее значение 1.0055. Лептокуртический уровень частотного распределения классифицируется как мезокуртический. Для образцов Straw/1, PLA/1,5 и Mixed/1 эксцесс колебался от 0,9868 до 1,0020, от 0,9709 до 0,9894 и от 0,9678 до 0,9745 соответственно. Образцы Straw/1, PLA/1,5 и Mixed/1 дали средние значения эксцесса 0,9920, 0,9822 и 0,775 соответственно. Эти значения были намного ниже, чем те, которые были измерены в районе голых дюн, что указывает на более высокую концентрацию классов размера зерен отложений, чем наблюдалось в образцах голых дюн. Значения эксцесса для Straw/1.5, образцы PLA/1 и Mixed/1,5 варьировались от 0,9714 до 1,0212, от 0,9929 до 1,0089 и от 0,9777 до 1,0172 соответственно. Образцы Straw/1, PLA/1,5 и Mixed/1 дали соответствующие средние значения эксцесса 1,0064, 1,0125 и 1,0269. Эти значения указывают на мезокуртическое частотное распределение. Более высокие значения эксцесса для образцов Straw/1, PLA/1,5 и Mixed/1 указывают на большую степень дисперсии размера зерна, чем измеренная на голых дюнах. Значения эксцесса из образцов Straw/1.5, Mixed/1 и Mixed/1.5 указывают на большую концентрацию классов размера зерен отложений в основании склона по сравнению с серединой и вершиной склона.PLA/1 и PLA/1.5 показывают большую концентрацию классов размера зерен отложений в середине склона по сравнению с концентрацией, измеренной от основания и вершины склона.

Кривые частотного распределения

Образцы с основания и срединных склонов как голых дюн, так и участков песчаного барьера дали кривые частотного распределения наносов, состоящие из одного пика. Пик уширяется для всех образцов по сравнению с образцами из основания склона оголенных участков дюн. Размер зерен осадка колеблется от 3.от 90 \({\Phi }\) до 6,30 \({\Phi }\) для образцов с голыми дюнами до 2,68 \({\Phi }\) до 4,98 \({\Phi }\) для образцов песчаного барьера. Пиковое значение смещается от 5,19 \({\Phi }\) для образцов с голыми дюнами до 8,33 \({\Phi }\) для образцов с песчаным барьером. Образцы песчаного барьера дали значения размера зерен отложений в диапазоне от 2,98 \({\Phi}\) до 4,45 \({\Phi}\), кривая частотного распределения которых отклонялась от нормального распределения. Кривые кумулятивной частоты становятся очень плавными и достигают вершины кумулятивной кривой заранее.Образцы PLA/1 и Straw/1.5 дали более широкий диапазон гранулометрического состава отложений по сравнению с другими типами песчаного барьера. Пиковое значение немного ниже и немного выше (рис. 7). Кривые частотного распределения как для образцов голых дюн, так и для песчаных барьеров показывают, что отложения состоят в основном из песка среднего размера. Образцы отложений из участков песчаных барьеров демонстрируют тенденцию к укрупнению по сравнению с образцами из голых дюн. Образцы среднего склона из областей песчаного барьера показывают расширенные распределения и более низкие пиковые значения.Пиковое значение было достигнуто с опережением по отношению к голым дюнам и стало с 4,45 \({\Phi }\) до 4,27 \({\Phi }\), пиковое значение на PLA/1,5 и Mixed/1 было отложено относительно голые дюны, и значение стало с 4,45 \({\Phi}\) до 5,01 \({\Phi}\). Средний размер частиц, измеренный в образцах Mixed/1.5, напоминал размер частиц, измеренный в образцах из голых дюн. Средний размер частиц в образцах песчаного барьера указывает на наличие более мелкозернистых фракций по сравнению с образцами из голых дюн. Суммарные кривые для образцов песчаного барьера варьировались от 2.06 \({\Phi}\) и 4,09 \({\Phi}\). Этот диапазон превышает диапазон, наблюдаемый для образцов голых дюн. Кумулятивная кривая частоты для размера зерна осадка становится очень медленной и достигает вершины кумулятивной кривой задержки. Кривые распределения частот для образцов вершин склонов из голых участков дюн различаются. Образцы PLA/1.5 показывают относительно более узкое распределение. Образцы, связанные с другими типами песчаных барьеров, имеют более широкое распределение. Образцы PLA/1.5 дают более высокие пиковые значения по сравнению с образцами голых дюн.Образцы как из PLA / 1,5, так и из голых дюн дали значение размера зерен отложений 5,19 \ ({\ Phi } \). Пиковые значения образцов из других типов песчаных барьеров были низкими и проявлялись в более высоких значениях по сравнению с голыми дюнами. Средние значения размера частиц для образцов PLA/1,5 указывают на более высокую долю мелкозернистого материала по сравнению с образцами из голых дюн. Образцы соломы/1, соломы/1,5 и смешанные/1,5, однако, имеют более высокие (более грубые) значения среднего размера частиц по сравнению с образцами из голых дюн. Образцы PLA/1.5 дали круто наклонные кривые кумулятивной частоты.

Кривые распределения частот для различных образцов.

Игры для мозга с песчинками

Песчинки неодинаковы по размеру. Минимальный диаметр песчинки составляет всего 62,5 микрометра или 0,0625 миллиметра, а верхний предел диаметра песчинки составляет 2 миллиметра. Это общеизвестно, но почему такие цифры? Можно сказать, что вам просто нужно где-то провести границу, чтобы иметь возможность отличить песок от ила или гравия. Значит, эти цифры совершенно произвольны? И да и нет.Точные цифры определенно произвольны. Они определяются логарифмической шкалой, которая также определяет границы между мелким, средним и крупным песком.

Серый кружок соответствует верхнему пределу размера песчинок (очень крупных), а самый маленький красный кружок соответствует самому маленькому. Черная, синяя, зеленая и желтая – это верхние границы крупного, среднего, мелкого и очень мелкого песка соответственно. График приведен в масштабе.

Однако эта классификационная схема выбрана так, чтобы иметь как можно больше смысла в геологии. Он отражает движение песчинок в воде. В речной воде песчинки во взвешенном состоянии не переносятся. Они склонны передвигаться прыжками — проточная вода изредка поднимает песчинки вверх, но далеко унести их не в состоянии. Песчинки снова оседают и ждут следующего прыжка. Такой способ движения называется сальтацией и особенно характерен для песчинок. Гравий просто катится по дну реки, а ил обычно переносится во взвешенном состоянии.

Конечно, это зависит от скорости течения реки.Иногда (в быстротекущих горных ручьях) засаливаются и гранулы. А иногда речная вода даже временно не способна поднять наверх песчинки. Природа не классифицирует. В этом нет необходимости. Но мы, люди, отчаянно нуждаемся в схемах классификации, чтобы классифицировать вещи и пытаться понять окружающий нас мир. Поэтому ни одна классификационная схема не совершенна и используемая сейчас далеко не единственно возможная.

Наверное, довольно трудно представить, насколько разными могут быть два зерна, если одно из них имеет диаметр всего 62. 5 микрометров, в то время как другой имеет толщину 2000 микрометров или 2 миллиметра. Первый едва заметен, а другой размером с головку спички. Насколько один больше другого? Это должно быть просто, мы просто делим 2000 на 62,5 и получаем результат 32. Однако такой результат может быть математически правильным, но не имеет смысла. Настоящей мерой размера зерна является его объем. Ведь способность речной воды нести зерно зависит от массы и объема зерен, а не от их диаметра.

Если предположить, что наши зерна являются идеальными сферами, то большее из них имеет в 32 768 раз больший объем. Это огромная разница, и, очевидно, она должна существенно влиять на поведение зерен.

Сколько весит одна песчинка? Предположим, что мы имеем дело с зернами кварца. Кварц имеет плотность 2,65 грамма на кубический сантиметр. Зерно диаметром 2 миллиметра составляет немногим более четырех тысяч кубических сантиметров, а весит оно примерно 0.011 грамм. Я не даю массу меньшего зерна, число было бы смехотворно маленьким, но вы можете легко вычислить его, разделив 0,011 на 32 768.

Теперь мы знаем, что даже самые крупные песчинки легкие. Как насчет количества зерен, которое мы можем поместить в емкость определенного объема, скажем, 1 кубический сантиметр? Чтобы рассчитать это, нам нужно знать, сколько зерен мы можем вдавить в этот контейнер. Теоретические расчеты показывают, что при неравномерном размещении зерен нельзя добиться лучшей упаковки, чем около 63%.Это означает, что около 37% вашего контейнера будет заполнено воздухом, водой или чем-то еще. Он составляет объем порового пространства, который является очень важным показателем, если мы попытаемся рассчитать, например, сколько сырой нефти может содержать слой песчаника. Простой подсчет дает результат, что в 1 кубическом сантиметре может содержаться 151 песчинка диаметром 2 мм и 4 959 645 песчинок диаметром 62,5 микрометра.

Большинство сборщиков песка предпочитают иметь не менее 30 мл песка на образец.Я исключение, потому что меня устраивает гораздо меньшее. Вот некоторые расчеты, почему это так. Предположим, что средняя песчинка имеет диаметр 250 микрометров (это граница между мелко- и среднезернистым песком). Если у вас есть 30 мл такого песка, то у вас есть 2 324 833 песчинки. Вам действительно нужно так много, если ваша цель состоит в том, чтобы получить общее представление о составе образцов песка? Точно нет. Даже одной сотой достаточно. Это основа моего заявления о том, что если у вас есть очень интересный образец песка, но вы можете отправить только один грамм, я все равно буду счастлив.Это больше, чем мне нужно.

Можем ли мы попытаться подсчитать, сколько песчинок во всем мире? Ну, их никто никогда не считал, но я думаю, что мы можем сделать некоторые очень приблизительные оценки. Континентальных отложений около 200 миллионов кубических километров. Если предположить, что около четверти его составляет песок, общий объем песка составляет примерно 50 миллионов кубических километров. Если предположить, что средняя песчинка имеет диаметр 250 микрометров, то мы имеем примерно 4 х 10 ²⁷ песчинок в земной коре.

Это действительно огромное число. Я помню, как Карл Саган однажды сказал в своем телесериале «Космос», что во Вселенной, возможно, больше звезд, чем песчинок на всех пляжах. Это может быть правдой, но пляжи — не единственные места, где можно найти песок. Если мы подсчитаем количество всех песчинок, покрывающих кору, я думаю, что песчинки все еще смеются последними.

Почва, песок и отложения Применение

Почва, песок и отложения

Исследователи почв и отложений давно осознали важность распределения частиц по размерам в своей области. Практически каждый аспект водного потока почвы, содержания углерода и азота, кислотности, аэрации и доступности питательных веществ связан с размером частиц.

Различные подходы были разработаны для классификации образцов в форматах, полезных для категоризации образцов и прогнозирования поведения. Некоторые почвоведы классифицируют частицы почвы на песок, ил и глину, и их относительные количества используются для определения текстуры образца. Размеры почвенных сепараторов согласно системе классификации Министерства сельского хозяйства США (USDA) следующие:

Рисунок 1.Система классификации почв USDA

Анализ и классификация образца могут быть использованы для создания текстурного треугольника, как показано ниже:

весы, как определено Министерством сельского хозяйства США.

Фракции почвы придают почве определенные характеристики. Глина улучшает способность удерживать питательные вещества, увеличивает удержание воды, стабильность почвы, но иногда ее трудно обрабатывать. Почвы с высоким содержанием песка обычно имеют хороший дренаж, аэрацию и относительно легко обрабатываются. Почвы с высоким содержанием ила будут промежуточными.

В другом подходе к классификации проб почвы и отложений используется шкала Фи – см. ниже:

масштаб.

Информация о размерах частиц отложений также может использоваться в сочетании с данными о текущей скорости для прогнозирования того, будет ли образец откладываться в русле реки или будет перенесен вниз по течению.Диаграмма Хюльстрема, показанная ниже, используется для такого рода предсказаний.

Рис. 4. Диаграмма Хюльстрёма

Исторически сложилось так, что измерения почвы утомительно выполняются с помощью просеивания и ротопроб (не подходит для фракций глины), гравиметрического анализа или методов пипетирования. Эти варианты требуют много времени и не подходят для объемного анализа почвы. По этим причинам научно-исследовательские институты используют лазерную дифракцию, автоматический анализатор размера частиц, основанный на калибровке с помощью Министерства сельского хозяйства США, для измерения ряда применений в почве и отложениях. Анализатор размера частиц LA-960V2 уникально подходит для работы с пробами почвы и отложений, поскольку динамический диапазон составляет от 0,01 до 5000 микрон — самый широкий из всех доступных систем.

Рис. 5. Преобразование графика в фи-масштабе LA-960V2 на основе анализа размера частиц с помощью лазерной дифракции

Star Sand

Если бы вы сделали пляж из песчинок, пропорциональных по размеру звездам Млечного Пути, на что был бы похож этот пляж?

Джефф Вартес

Песок интересный. ^{[ Требуется ссылка ]}

«В небе больше песчинок, чем звезд?» — популярный вопрос, которым задавались многие люди. В результате в видимой части Вселенной, вероятно, больше звезд, чем песчинок на всех земных пляжах.

Когда люди производят эти расчеты, они часто находят хорошие данные о количестве звезд, а затем взмахивают руками о размере песчинок, чтобы придумать число песчинок на Земле.[1] С практической точки зрения геология и почвоведение сложнее астрофизики. Мы не собираемся решать эту проблему сегодня, но чтобы ответить на вопрос Джеффа, нам сделать нужно выяснить, что такое песок. [2] «Мне нравится песок, потому что я на самом деле не знаю, что это такое, и его так много»

—@darth__mouth В частности, нам нужно иметь некоторое представление о том, какие размеры зерен соответствуют глине, илу, мелкому песку, крупнозернистому песку и гравию, чтобы мы могли понять, как наша галактика выглядела бы и ощущалась, если бы это был пляж.[3]Вместо того, чтобы просто содержать их кучу.

К счастью, есть замечательная карта Геологической службы США, которая отвечает на все эти и другие вопросы. По какой-то причине я нахожу эту диаграмму очень удовлетворительной — она похожа на эрозионно-геологическую версию диаграммы электромагнитного спектра.

Судя по обследованиям песка[4], их, видимо, много. зерна, найденные на пляжах, обычно имеют размер от 0,2 мм до 0,5 мм (с самыми тонкими слоями сверху). Это соответствует песку от среднего до крупного на диаграмме. Отдельные зерна примерно такого размера:

Если мы предположим, что Солнце соответствует типичной песчинке, а затем умножим на количество звезд в галактике, мы получим большую песочницу, состоящую из песка. [5] Я имею в виду, вы получаете кучу чисел, но воображение превращает их в песочницу.

Однако это неправильно. Причина: звезды не все одинакового размера.

На YouTube есть ряд широко распространенных видеороликов, в которых сравниваются размеры звезд. Они хорошо показывают, насколько ошеломляюще велики некоторые звезды.Хотя легко заблудиться в видеороликах и потерять представление о масштабе, ясно, что некоторые песчинки в нашей вселенной-песочнице будут больше похожи на валуны.

Вот как выглядит главная последовательность[6]Звезды в основной части своего жизненного цикла сжигания топлива. вид звездчатых песчинок:

В основном они попадают в категорию «песок», хотя более крупные звезды Daft Punk пересекают черту и превращаются в «гранулы» или «мелкие камешки».

Впрочем, это только звезды главной последовательности. Умирающие звезды становятся намного больше.

Когда у звезды заканчивается топливо, она расширяется до красного гиганта. Даже обычные звезды могут производить огромных красных гигантов, но когда уже массивная звезда входит в эту фазу, она может стать настоящим монстром. Эти красные сверхгиганты являются крупнейшими звездами во Вселенной.

Эти песчаные звезды размером с футбольный мяч были бы редкостью, но красные гиганты размером с виноградину и бейсбольный мяч относительно обычны. Хотя их не так много, как солнцеподобных звезд или красных карликов, их огромный объем означает, что они составляют основную часть нашего песка.У нас была бы большая песочница с зерном … вместе с полем гравия, которое простиралось на многие мили.

Небольшой участок песка будет содержать 99% отдельных зерен кучи, но менее 1% от ее общего объема. Наше Солнце — не песчинка на мягком галактическом пляже; вместо этого Млечный Путь представляет собой поле валунов с небольшим количеством песка между ними.

Но, как и в случае с настоящим земным побережьем, именно на редких участках песка между скалами происходит все самое интересное.

Анализ размера частиц и производство песка для гидроразрыва пласта

Мы занимаемся анализом размера частиц более 140 лет, и мы видели, как наши продукты успешно применяются в самых разных отраслях промышленности по всему миру.

Одной из самых приятных вещей для нас является то, что один из наших продуктов меняет то, как клиенты в отрасли работают каждый день.

Около 2 лет назад мы начали получать отзывы от клиентов, занятых в производстве песка для гидроразрыва пласта, о том, что они добились потрясающих успехов в тестировании размера частиц благодаря тесту W.С. Тайлер Компьютеризированный анализатор частиц.

Мы не только увидели увеличение количества устройств, которые мы продавали этим клиентам, но и начали слышать истории о том, как использование нашей машины оказало огромное влияние на их скорость и точность тестирования.

Этот тип обратной связи помог нам понять, что в отрасли по производству песка для гидроразрыва пласта существует проблема, которую наша машина решает, чтобы сделать эти предприятия более плавными и эффективными.

Мы поговорили с нашими заказчиками песка для гидроразрыва пласта и установили с ними настоящие отношения.Мы знаем, что песок для гидроразрыва пласта — это большая отрасль. Мы также знаем, что успехи и улучшения процессов, достигнутые этими клиентами, должны быть известны другим компаниям в этой отрасли.

Независимо от того, работаете ли вы сами в индустрии песка для гидроразрыва пласта или просто считаете, что CPA может быть подходящим продуктом для вас, мы написали эту статью, чтобы углубиться в то, почему CPA повлиял на эту отрасль, изменив их повседневные процессы, чтобы ускорить производство и улучшить контроль качества.

Мы собираемся поговорить о самой отрасли производства песка для гидроразрыва пласта, о том, почему важны измерения размера частиц и почему CPA изменил правила игры в этой отрасли.

Что такое песок гидроразрыва?

Песок для гидроразрыва пласта представляет собой тип проппанта, который предназначен для поддержания открытой искусственной трещины гидроразрыва пласта во время или после гидроразрыва пласта. Гидравлический разрыв пласта или «фрекинг» — это метод добычи полезных ископаемых, используемый в нефтегазовой промышленности.

Для этого в грунте с помощью гидравлического давления создается скважина, а затем в нее закачивается песок из гидроразрыва. Песок затекает в трещины и удерживает их открытыми, так что природный газ или нефть могут течь обратно в скважину.

Это гарантирует, что трещина останется открытой, потому что естественный вес вокруг скважины в противном случае закроет трещину и предотвратит обратный поток нефти/газа вверх по скважине.

Размер, форма и прочность песка чрезвычайно важны для этого процесса .

Как классифицируется песок для гидроразрыва пласта?

Как и в большинстве отраслей промышленности, с которыми мы работаем в области гранулометрического анализа, песок для гидроразрыва соответствует определенным стандартам Американского института нефти (API) и Международной организации по стандартизации (ISO).

Песок ГРП назван по размеру зерен.

Самый крупный стандарт для песка для гидроразрыва пласта – 20/40. Это означает, что 90 процентов песка достаточно мелкие, чтобы пройти через сито 20 меш (см. сита и т. д.), и достаточно крупные, чтобы остаться на сите 40 меш. Пока ваш песок соответствует этим требованиям, у вас есть песок для гидроразрыва пласта 20/40.

Некоторые другие распространенные стандартные размеры: 30/50, 40/70 и 50/140, также называемые «100 меш».

Почему важна форма песка?

Размер, округлость и сферичность определяют, насколько хорошо песок выдержит давление.Вы можете спросить себя: «Почему это важно для меня?»

Способность выдерживать давление называется сопротивлением раздавливанию или прочностью на раздавливание. При отправке песка в скважину на песок оказывается невероятное давление.

Ранее мы говорили, что именно песок позволяет газу или нефти течь обратно через скважину. Если ваши частицы песка рассыпаются после того, как их отправили в скважину, вы не получите уровень потока, необходимый для вашего процесса.

Подумайте об этом так: чем меньше площадь поверхности, на которую приходится давить песок, тем большее давление он может выдержать. Следовательно, если песок имеет более сферическую форму, он будет более прочным и более желательным для нефтегазовой промышленности для использования в своих скважинах.

Как измерить частицы песка?

Песок ГРП используется в очень больших количествах. Когда поступает партия песка, его необходимо проанализировать на качество, прежде чем его можно будет использовать в скважине. Из-за этого скорость тестирования и эффективность чрезвычайно важны.

Часто компании-потребители покупают песок целыми грузовиками. Этот песок необходимо проанализировать, чтобы убедиться, что он соответствует требуемым стандартам по размеру и форме при каждой загрузке.

Важно не только измерять ваши частицы, но и иметь решающее значение для вашего процесса контроля качества в любой отрасли, особенно в производстве песка для гидроразрыва пласта.

Компьютеризированный анализатор частиц Tyler идеально подходит для производства песка для гидроразрыва пласта. Он был разработан для быстрого и точного измерения размера и формы частиц.

Мы считаем, что производство песка для гидроразрыва пласта является одним из самых успешных направлений для нашей компании W.S. Тайлер CPA. мы уже говорили, что скорость и эффективность так важны в этом мире, и именно для этого был разработан CPA.

Мы работаем в мире анализа частиц более 140 лет, но наш CPA представляет собой обновленную версию давнего отраслевого стандарта, которому до сих пор доверяют во всем мире: The W.S. Тайлер RO-TAP ^® .

Как работает W.С. Тайлер CPA работает?

После того, как CPA будет установлен и настроен для работы в соответствии с вашими индивидуальными потребностями, всего за несколько минут (типичный образец песка — это 3-минутный тест) вы сможете проверить размер песка, форму и округлость вашего песка. образец с помощью светодиодной камеры линейного сканирования.

Определение общего качества песка позволяет быстро определить общее качество груза и принять или отклонить груз.

Если бы вы делали это без компьютеризированного анализатора частиц, вам нужно было бы пропустить образец из каждого грузовика через стопку из контрольных сит .Этот процесс включает в себя сбор образца, проведение теста, сбор данных вручную, очистку сит и повторный запуск с нуля.

Получение результатов для каждого образца может занять в среднем от двадцати до тридцати минут.

Несмотря на то, что этот процесс точен и используется до сих пор, он гораздо лучше подходит для компаний, которые либо обрабатывают очень небольшое количество материала, либо нуждаются в небольшом количестве образцов, запускаемых в день или неделю.

Важные вещи, которые нужно знать

Есть три вещи, которые не обязательно вписываются в свою собственную категорию, и мы хотим, чтобы мы рассмотрели их в этой статье, поэтому мы поместили их в этот раздел как «Важные вещи, которые нужно знать».

1. Стандарты

Фотооптические анализаторы частиц не вписаны ни в какие стандарты материалов. Это означает, что любые результаты должны быть соотнесены со стандартами сита.

2. Стоимость

Стоимость — это то, о чем мы хотели бы заранее сообщить любому, кто обсуждает с нами нашу цену за конверсию. Короткий ответ: наша самая распространенная модель CPA стоит 60 000 долларов. В том числе:

-Выбранная модель СРА

— Компьютер с установленным нашим программным обеспечением CPA Serv

— Установка от нашей команды и 2-х дневное обучение.

Если вас интересует полная разбивка стоимости CPA, вы можете проверить: Сколько стоит CPA?

3. Без отклонений

Фотооптическая камера линейного сканирования сообщит вам точный размер каждой частицы песка, которую она тестирует. Подумайте об этом так: если вы пропускаете образец песка через сито с размером отверстия 1 мм, вероятно, через отверстие пройдет достаточное количество песка размером 1,1 мм.

CPA не будет учитывать этот допуск, он просто будет считать, что он не проходит через этот сетчатый экран.

Чтобы исправить это, мы создаем корреляцию для программного обеспечения CPA  , которое добавляет к вашим результатам CPA тот же допуск, который дает сито. При использовании этого файла корреляции каждый образец песка соответствующего размера даст вам воспроизводимые результаты.

Подводя итог

Мы рассмотрели причины, по которым наш компьютеризированный анализатор отлично подходит для гидроразрыва пласта.

CPA был введен около 15-20 лет назад, и с тех пор мы потратили много времени, зная, что он может разрушить индустрию анализа размера частиц, но не зная наверняка, где он лучше всего подходит.

Мы полагаем, что есть и другие отрасли, которые могли бы использовать ту же концепцию оптимизации своих процессов и ускорения собственного контроля качества, помимо производства песка для гидроразрыва пласта.