Приготування промивальних рідин

Хімічні реагенти для оброблення промивальних рідин на водній основі

Вміст газу.

Вміст твердої фази.

Вміст піску.

У процесі буріння в промивальну рідину надходять частинки вибурених порід, які часто містять водорозчинні компоненти, а також мінералізовані і прісні пластові води. Збільшення вмісту іонів і зміна якісного складу дисперсійного середовища, як правило, викликає коагуляцію промивальної рідини, яка супроводжується ростом водовіддачі, умовної в’язкості, статичного напруження зсуву та зміною інших властивостей.

Асортимент хімічних реагентів, що застосовується для оброблення промивальних рідин, достатньо широкий. Умовно всі реагенти можна розділити на три групи:

· понижувачі водовіддачі (фільтрації) – стабілізатори.

· понижувачі умовної в’язкості.

· реагенти спеціального призначення.

Понижувачі водовіддачі. До цієї групи належать реагенти на основі водорозчинних ефірів целюлози (КМЦ - карбоксиметилцелюлоза, карбофен, карбаніл, ММЦ - модифікована метилцелюлоза), реагенти на основі лігносульфонатів (КССБ - конденсована сульфіт спиртова барда), крохмальні реагенти, реагенти на основі акрилових полімерів (гіпан, РС-2, метас), реагенти на основі гумінових кислот (ВЛР -вуглелужний реагент, ТЛР - торфолужний реагент).

Понижувачі умовної в’язкості. До цієї групи належать похідні лігносульфонових кислот (ССБ - сульфіт спиртова барда, акрил, ФХЛС - ферохромлігносульфонат), реагенти на основі гідролізного лігніну (нітролігнін, суніл), таніни (ялинковий і вербовий екстракти, дубителі, пекор, ПФЛХ - поліфеноллісохімічний).

Реагенти спеціального призначення. До них належать реагенти, які зв’язують солі кальцію (кальцинована сода, ТПФН - триполіфосфат натрію); реагенти, які поставляють іони кальцію (вапно, гіпс, хлористий кальцій); реагенти, які надають термостійкості (хромати і біхромати), реагенти-структуроутворювачі (кухонна сіль, рідке скло), мастильні домішки (СМАД-1, графіт, нафта), регулятори лужності (каустична сода), піногасники (суспензія гуми, карболінеум, нейтралізований чорний контакт, синтетичні жирні кислоти - СЖК, окислений петролатум та ін.).

Промивальні рідини можна готувати безпосередньо на буровій або централізовано на глинозаводі, який обслуговує дільницю чи район. Рідину, що приготовлена на заводі, транспортують або спеціально прокладеними до бурових трубопроводами, або в автоцистернах.

Для приготування промивальної рідини із порошкоподібних матеріалів використовують спеціальний блок обладнання рис. 11.1). Такий блок включає два суцільнометалевих бункери об’ємом від 20 до 50 м³ кожний, встановлених з допомогою стійок на металевій рамі, розвантажувальний пневматичний пристрій, гумовотканинні гофровані рукави, повітряні фільтри, гідравлічний ежекторний змішувач і ємність, а іноді гідравлічний або ультразвуковий диспергатор.

Для приготування промивальної рідини насосом подають дисперсійне середовище (наприклад, воду) в ежекторний гідрозмішувач через штуцер. Так як рідке середовище витікає із штуцера з великою швидкістю, то в камері змішувача виникає вакуум. Під дією вакууму порошкоподібний матеріал з бункера по рукаву поступає в камеру змішувача, де змішується з рідиною, і по зливній трубі направляється в ємність (порошк можна подавати і через лійку). Для рівномірного розподілу компонентів промивальної рідини по всьому об’єму в ємності (як і у всіх відстійниках циркуляційної системи) встановлені механічні лопатеві перемішувачі, які приводяться в дію з допомогою електродвигунів.

I-глинопорошок із автоцементовоза;II-надлишкове повітря;III-повітря для аерації;IV-вода від насоса;

1-розвантажувальний пневматичний пристрій;2-повітряні фільтри;3-бункери;4-гумовотканинні гофровані рукави;5-лійка;6-гідравлічний ежекторний змішувач;7-зливна труба;8-ємність;9-штуцер.

Рисунок 11.1 – Схема бдоку приготування промивальних рідин

Приготовлена таким способом промивальна рідина нестабільна і містить значну кількість частинок твердої фази. Тому її прокачують у замкнутій системі (ємність-буровий насос-ємність) протягом декількох циклів. При необхідності в промивальну рідину додають дисперсійне середовище для зниження умовної в’язкості.

Якшо необхідно приготувати обважнену промивальну рідину, використовують цей же блок обладнання, але в бункер завантажують порошкоподібний обважнювач, а в змішувач насосом подають промивальну рідину, яку необхідно обважити.

Якщо промивальну рідину під час приготування необхідно обробити хімічними реагентами, то реагенти спочатку розчиняють у воді. Для цього ємність заповнюють розрахунковим об’ємом води, додають реагенти і ретельно перемішують з допомогою механічних перемішувачів або прокачують по замкнутій системі: ємність-насос-ємність. Після цього оброблену рідину подають в змішувач одночасно з подачею порошкоподібного матеріалу з бункера.

Для приготування промивальних рідин з порошкоподібних глин використовують ежекторні мішалки типу ГДМ-1 рис. 11.2). Така мішалка складається із заглибини для завантаження порошку, камери змішування з соплом, ємності і зварної рами, на якій змонтовані всі елементи. До камери змішування насосом через сопло подається вода (або промивальна рідина, густину якої треба збільшити) під тиском 2-3 Мпа. Так як швидкість струмини на виході із сопла висока, то в камері змішування утворюється вакуум, внаслідок чого із заглибини засмоктується порошок глини (або обважнювача). Порошок змішується з рідиною, а утворювана пульпа надходить в ємність. При вході в ємність потік пульпи вдаряється в спеціальний башмак, і відбувається диспергування твердих частинок.

У міру підйому суспензії вверх по ємності швидкість її руху зменшується, великі нерозпущені частинки випадають на дно, а готова суспензія зливається в циркуляційну систему бурової через вихідну трубу у верхній частині ємності. Осад періодично видаляють через нижню зливну трубу.

На бурових широко застосовуються механічні двовальні мішалки для приготування (періодично і безперервно), обважнення промивальних рідин, а також для приготування водних розчинів хімічних реагентів. У механічних глиномішалках розчини готують з грудкових (сирих) глин і глинопорошків.

1-заглибина для завантаження глинопорошка;2-ємність;3-зварна рама;4-камера змішування;5-сопло

Рисунок 11.2 – Схема гідравлічної мішалки ГДМ-1

Єфективнішими, ніж глиномішалки, є фрезерно-струмінні млини ФСМ-3 і ФСМ-7. Вони використовуються не тільки для приготування промивальних рідин, але і для їх обважнення. Приготування бітумних промивальних рідин пов’язано з деякими труднощами. При нормальній температурі високоокислений бітум погано розчиняється в дизельному паливі, тому останнє необхідно підігрівати приблизно до 80⁰С. Попередньо готують концентрат бітуму в порівняно невеликому об’ємі нагрітого дизельного палива, а потім вже на основі концентрату готують бітумну промивальну рідину. При взаємодії оксиду кальцію, який входить до складу цієї рідини, з водою виділяється деяка кількість тепла, що сприяє кращому розчиненню бітуму.

Дата добавления: 2014-01-07