Способ приготовления углещелочного реагента для глинистых буровых растворов

Способ приготовления углещелочного реагента для глинистых буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 02 (511 4 Г 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1

jfpr:,", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц .";;,-" :-,:

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ +fSQJf (21) 3627305/23-03 (22) 13 ° 07.83 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.P.Алишанян, Л.П.Вахрушев, Б.M.I àâðèëoâ, А.Д.Должков, О.Л.Запорожец, О.M.Íàãàéöåâà и Э.В.Серебренникова (53) 622, 243. 144. 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 297765, кл. С 09 К 7/02, 1969.

Pязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979, с. 74.

Авторское свидетельство СССР № 985015, кл. С 09 К 7/02, 198 1. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

УГЛЕЩЕЛОЧНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ путем одновременного сжатия и сдвига влажного бурового угля со щелочью, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улуч шения качества реагента, обеспечивающего повышение стабильностц буровых растворов за счет повышения растворимости.реагента, одновременное сжатие и сдвиг производят с кратностью, равной 3-10.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что влажность бурого угля поддерживают в интервале

35-607.

3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что соотношение бурый уголь:щелочь поддерживают в интервале (3-6):1 (на сухое вещество) .

1 1? 226

Изобретение относится к производству химических реагентов для обработки буровых растворов.

Целью изобретения является улучшение качества реагента, обеспечивающего повышение стабильности буравь1х растворов за счет повышения растворимости реагента.

Пример осуществления способа, Ис:ходный измельченный бурый уголь с влажностью 35-60% и раствор щелочи непрерывно загружают в смеситель с таким расчетом, чтобы соотношение бурый уголь:щелочь составляло от

6/1 до 3/1 (в расчете на сухие веще= ства), пластифицируют, т.,е. подвергают одновременному сжатию и сдвигу многократно, с краткостью 3-10 прв

90-150 С, время прохождения реакции

3-5 мин и влажность полученного уг-лещелочного реагента (УЩР) 40-70%„

В табл. 1 представлены,ценные сравнительных испытаний предложенного и известных способов, проведенных в равных условиях. показана влияние каждого признака способа. На основа-. нии полученных данных все .признаки по отдельности и вместе дают положительный эффект па улучшению растворимости, гомогенно" î состава, паказ".-. теля фильтрации и разжижающей способ ности. В примерах 2--6 осуществлялась

3-кратное сжатие и сдвиг, а в примере 7 — десятикратное. При использова-нии в предложенном способе оптимальных параметров новых признаков каче-ство полученного реагента улучшае;= ся в большей степени. Указанная паг-рузка на двигатель определяет давле-ние в смесителе. В соответ твин с этими нагрузками в примерах 1-6 давление в смесителе составляет: 8,8 МН .,7,5 МПа, 6,5 МПа, 5,5 МПа, 4.5 МПа., 4,0 МПа. Оптимальным является давпение в смесителе 4,5-7,5 МПа.

Использование оборудования не оп-" ределяет условия процесса.

Способ может быть осуществлен на любом оборудовании, работающем по принципу сжатия и сдвига, например, резиносмесителе.

В табл. 2 приведены условия попучения УЩР в реакторе-смесителе СН-100 представляющем собой двухшнековый реактор-смеситель с корпусом секцион-= ного типа. При этом углещепачнай реагент продавливался через зазоры между комплементарно расположенными насадками шнеков при 90-150 С, а каждая

71 2 из секций корпуса снабжена рубашкой для нагревания или Охлаждения реакционнай смеси.

Измельченный уголь с различным влагосодержанием (V,,) с определенной с:каростью загружают в смеситель с помощью дозатара, а 427-ный раствор щ,:,î÷è подают в первую секцию смесителя насосом-дозатором одновременно с; подачей угля. Применение 427-ного раствора щелочи обусловлено стандартизацией по влаге углещелочнаго реаГi llTB о

Благодаря встречному напорному эффекту прямых витков с левым направлением нарезки, УЩР принудительно подают па каналу и через зазоры в обратных витках, подвергают одновременному сжатию и сдвигу. Проходя через ряд пос.ледовательно расположенных рабочих зон, где краткость одновременнога сжатия и сдвига составляет 3-10, перерабатываемый реагент приобретает пластичность и гомогенность. Сжатие и сдвиг увеличивает поверхность контакта реагирующих компонентов, За 3-5 мин за счет интенсивнага прохождения реакции выделяется большое количество тепла и температура в аппарате достигает

100- 120 С, Па выходе из реактора-смесителя

:.Ьаж. т быть установлено фармующее или режущее устройство для получения реагента в виде гранул. Эти гран улы c, lUB т., Гомогенность УЩР после смесителя характеризуют дисперсным составам, 0% суспензии с ПОМОшью cHTQBQI o анализа.

F> гибл. 3 показана влияние температуры гамогенизации на качество углещелачнаго реагента.

Как видна из данных этой таблицы> при пастаяннси фракционном составе исхаднага угля фракционный состав

УЩР, содержание карбаксилатных групп и гуминовых кислот, характеризующих полноту прок ждения реакции и ка"

,ество УЩР„ "-ависят от условий гомогени"-ации смеси. Однако в любом слуае качества полученного УЩР превосходит качество известных УЩР.

В табл . 4 приведены данные, под-твержцающие гравильность выбранных пределов па влажности УЩР.

H табл. 5 представлены данные по сбработке 9%-ных глинистых буровых растворов 5%-ным УЩР.

1222671 ица 1 г абл Соотно1шение

Содержание фракции менее

250 мкм

РастСоотношеСодержание

Кратность сжатия и сдвига

ДавлеТемпеВремя реакции, мин

Пример воримость ратура, ОС ние, MIla гуминовых мас.Ж твердая фаза/ жидкая фаза ние щелочь/ уголь в воде,Е (известный) 81,1

1/4,4 3/2 110

10 45 87

1,0

1/3,2 1/г 110

86,7

3 3 51,2 96

4,5

1/3, 2 4/7 110

1/4, 1 4/7 120

5,5

1/3, 2 1/2 110

4,5

1/4,4 3/2 110

7,5

1/2 110

1/3,2

4,5

Таблица 2 Содер;жание

При- Скорость мер,подачи угля, кг/мин

Углещелочной реагент, Соотно1 шение

Скорость подачи каустической

Температура в аппаСодержание

Содер жанне

Фракции менее

250 мкм, мас.Х одерание влаги уголь: щелочь (на

С ° B°) в угле,, мас. 7 рате, С карбоквлаги, мас.й гуминовых мас.X соды, л/мин силатных групп, Г 9КВ/

100 г с.в

155 88,7

150 85,6

140 89,7

135 90,6

32 3 05 3/1

35,0 0,20 6/1

41,2 0,20 5/1

45,8 О, 10 4,4/1

42,6

1,5

40,0

1,4

55,7

1,2

5 Г, 6

0,95

0,85 49,6 0,24 2,5/1 125 93,3

58,9

63,5

120 92,8

110 93,1

66,4

67,5

100 91,3

90 88,2

3, 8/1

70,0

52,5 0,22

48,3 0,19

0,65 60,0 0,105

0,56 63,4 0,16

73,2

3,7/1 85 75,0

25,3 О, 14

22,0

51 4

4 8 (ЩР) 075 532 012 41/1

0,75 56,7 0,16 3,2/1

0,75 58,0 0,24 2,8/1

3 52 1 96э5 87в1

3 52,4 96,5 88,0

10 52,6 97,0 88,6

10 54,2 98,0,89,0

10 53 1 97 2 88 9

38,2 0,18

50 7 0,20

56,9 0,25

53,7 0,23

54,1 0,23

52,4 0,22

51,2 0,21 .51,0 0,20

1222671

Фракционный состав, мас.%

Темпера" тура в смеСодержание ryСодержание карбоксилат1,6-3 мм

1,0-1,6 мм

0,25-1,0 мм Менее 0,25 мм миновых, мас.% сителе, С ных групп, г-экв/

100 г с.в.

77„6

46,0

0,18

10,6

4,1

3,1

О, 19

50,0

80.,2

10 4

6,3

0,20

82„6

53,0

100

8,1

84„3

54,0

0,21

110

7,5

8,2

0,22

86,8

56 0

120

5,0

0,23

57,0

87,,0

4,5

130

7„5

0,23

57,0

38,6

140

3,9

0,24

54,0

89,2

7,3

3,5

150

0 25

48,0

90 4

6,4

3,2

160

Известный способ

29,30 0,14

4,4

21,2

22,6

5194 липа 4

Таб

Нагрузка на

Содержание

Фракционный состав, мас.%

Температура, С

Содер жанне

Пример

Содержание карбоксилатвигавлаги, мас.% гуминовых мас ° %

1 6- 1 О- О 25- Менее

3 мм 1,6мм 1,0мм 0,25 тель, кВт ных групп, г-экв/

100 r с.в..

4,1 8,0 9,4 78,6 46

1 38

150

0,18

0,23

4,0 7,7

86,2 50

140

9,0

2,1

3,0 7,3 89,7 56,9 0 25

130

8,0

90„1 565 024

89„3 52,3 0,23

76„5 45 0,17

120

7,0

110

5,0

5,4

2 40

3 56

4 60

5 70

6 75

20,0 (заклинивание двигателя) 2,8 7,1

2,4 6,7

10,0 8,1

Та блица 3

1222671

Таблица 5

СНС, мг/см, Состав бурового раствора

У, r/cM3 l, сП ф, рН

83 Кап

15 7,6

Буровой раствор 1+

+5% УЩР 1,04

6 9,2

47 15

23

75 20

1,04 40

9 8,4

Составитель P.Ìàðãîëèíà

Техред И.Верес

Корректор, А.Тяско

Редакъзр А.Огар

Заказ 1669/24, Тираж 644, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул,Проектная, 4

9%-ная глинистая суспензия

Буровой раствор Р 1 1,04 45

Буровой раствор Ф 1 +

+ 5% реагента, полученного по известному способу

ВУ, 200

100