Способ получения глинопорошка для буровых растворов

Способ получения глинопорошка для буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

З,А. Литяева, В. И. Рябченко, Л. И. Воеводин, В. А. Шишов, В. И. Матыцын и А, С. Галлиенко (72) Автори изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплейию скважин и буровым растворам (74) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЛИНОПОРОШКА

ДЛЯ БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к технологии приготовления материалов и может быть использовано для приготовления глино-. порошка для буровых растворов при бурении на нефть и газ в условиях высоких (до 1500С), а также и обычных забойных температур.

Известен способ получения глинопорошков для буровых растворов, заклю--. чающийс в том, что комовая глина посI ле грубого дробления и грохочения подсушивается в сушильных барабанах до остаточной влажности 10-127 и подвергается тонкому помолу в шаровых или роликово-маятниковых мельницах с одновременной подсушкой до влажности

6-8% (1) .

Недостатками этого способа являются, во- первых, получение глинопорошка с содержанием до 6% неактивной фазы в виде песка, что снижает выход.раствора. Для глинопорошка, полученного этим способом выход раствора не превышает 15 м /т (глинопорошки с выхо- :, I

2 дом раствора более 15 мз/т получаются только добавкой химических peat ентов при помоле глины) .

Вторым недостатком этого способа

5 является получение глинопорошка, структурно-реологические свойства водных растворов которого сильно изменяются при температурных воздействиях (загущение раствора). Это приводит к необходимости разбавления бурового раствора и, как следствие, перерасходу глинопорошка и химических реагентов, входя щих в состав бурового раствора, и удоро- .

:жанию процесса бурения.

Известен также способ, заключающийся в том, что грубодробленная глина замачивается в воде и перемешивается в мешалке до получения однородной те О кучей массы, а затем насосом подается в гидроциклон, с помошью которого из глинистой массы удаляются песок и грубодибперсные частицы. Обогащенная глинистая масса подвергается сушке путем

7119

3 71 распыления в потоке дымовых газов в распылительных сушилках (2) .

Однако глинопорошок, полученный .:этим способом, имеет выход раствора недостаточно высокий, а структурно-реологические свойства его водноГо раствора существенно измейяются после- тем-. пературного воздействия (раствор загустевает), что потребовало для получения исходных значений структурно реологических параметров разбавления раствора в два раза., Целью изобретения является повышение выхода буровых растворов при одйо- временном повышении их термоустойчи вости и структурно-реологических пара- . метров.

Для достижения этого глинистая сус пензия, очищенная в гидроциклоне от песка и грубодисперсных частиц, перед сушкой подвергается автоклавированию, Автоклавирование производят при 90150 С в течение 0,1-1 ч.

В результате гидротермальной обра ботки происходит растворение аморфного

"; кремнезема, присутствующего в Глинистом сырье, с образованием в воде мойо-, ди - и поликремниевых кислоч,"которые адсорбируются на поверхности глинистой частицы. При последующей сушке глинистой суСпензии кремниевые соединения полностью- переходят -на поверхность глинистой частицы. Образование поверхност ного слоя кремниевых соединений на гли нистой частице качественно изменяет контактные взаимодействия в водном растворе глинопорошка, усиливая гелеобразование. В результате этого вьгход раст-вора из глинопорошка увеличивается.

Растворение аморфного кремнезема, йрисутствующего в глине, и образование соединений, способствующих гелеобразо. l. ванию в процессе получения глинопорошка, исключает протекание этих явлений на стадии применения глинопорошка, обеспечивая термостабильность структурйо- реологических свойств раствора.

Д

Выбранный интервал температур цля автоклавирования глинистой суспенэии в предлагаемом способе обеспечивает растворение- аморфного кремнезема в количестве, необходимом для покрытия поверхности гглинистой частицы как минимум, монослоем кремниевых кислот, но исключает растворение кристаллического и перерождение кристаллической структуры глинистого минерала.

Пример осуществления способа.

Бентонитовая тлина с влажностью .18% и содержанием песка 6% была измельчена в: зубчатой дробилке до кусков размером не более 80 мм и засыпана в мешалку с водой при соотношении глинавода, необходимом для получения суспензии с вязкостью,требуемой по условиям работы гидроциклoнa. В примере

20 содержания глины в воде было 10%. В мешалке суспензия перемешивалась до образования однородной массы; а затем насосом подавалась на обогащение в

- гидроциклон. Хвостовой поток гидроциклойа в виде шлама выбрасывался в отвал, а обогащенная суспензия направлялась в автоклавы, где нагревалась при температурах 80, 90, 130, 150О, 170оС и соответствующих им давлениям для

30 обеспечения жидкофазного автоклавирования 0,047, 0,07, 0,27, 0,47 0,8 Мпа в течение 1 ч.

После прогрева суспензии были обезвожеыы и получены глинопорошки с остаточной влажностью 8%. Качество глинопорошков, on ре деленное по ТУ 3 9-043 -74, соответствовало высшему сорту. Иэ глинопорошков приготовлены суспензии и определены их структурно-реологические

40 свойства..После этого суспенэии были прогреты в автоклавах 8 ч при 150 С, охлаждены до температуры 25 С и вновь замерены структурно-реологические свойства. Данные сведены в таблицу, там же приведены структурно реологические свойства суспензии, приготовленной из глинопорошка, полученного по известному спо— собу.

Л

Г

717119 сч

CD (t» вк и с » с"» с с»

0» О (0 с » с » (.» К с» Ф с9 с» (9 (ц щ

tQ tQ

Ф1 1 1

tQ tQ Ч

0»

N tQ

0» " и

" Г с» (Ч

Ф C а х

С» о о с-1 Е о о о о о о о о o o о о

Ц с с о

Е(И

tQ

Ф1 ф ф и, :Е

Г 1 о

lI а

hl о" а (».о

CO о г! а o о р»

9-4

o u а о

o o

lQ Гv о

О»

» Ф ф а д е ф а с ф о о с Е»

Фа ф с ф а е ф

Ф я ((Е

l Ф о и о

CO

Ц ач о w e tQ (t» сч сЧ сч (ч о о

tQ 0» ((» + (C» с )фа фа фа

Ф с- и с. Ф

Ф Ф ф Ф ф ай а> аж

С» фэффФфе о8 оо оо с И с с И

119

Составитель Г, Сапронова техред Л. Алферова КорРектор H. Степ

Редактор богатова

Заказ 9757/32

Тираж 725 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

4 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 7 717

Йэ приведенных примеров видно, что получен глинопорошок, несодержаший пес ка, с выходом раствора в 2 раза большим по сравнению с глинопорошком, полученным по известному способу, и с . термостабильными структурно-!реологическими свойствами. Экономий на 1 т получаемого по данному способу глинопорошка составит 27;18 руб.

Форму ла изобретения

1. Способ получения глинопорошка для буровых растворов путем дробления, при готовлейия суспензии, гидропиклонирования и сушки распйленйем суспензии в потоке горячих газов, о т л и ч а ю- шийся тем, что, с целью повыше8 ния выхода буровых растворов при одновременном повышении их термоустойчивости и структурно-реологических параметров, перед сушкой суспензию автоклавн5 руют.

2. Способ по и. 1, о т л.и ч а юm и и с а тем, то автоклавирование производят при 90-150 С в течение

0,1-1 ч. о

Источники информации, принятые во) внимание при экспертизе

1. Денисов П. И. и др. Проиэъодство и приготовление глинопорошков;в бурении.М., Недра", 1964, с. 32-48.

2. Белопольский М. С. Сушка керамических суспензий в распылительных сушилках.М., "Стройиздат, 1972, с. 2030.