Состав для бурения скважин

Состав для бурения скважин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Севоз Советских

Сециалистнческиа

Республик

It АВТОУСКОМУ C ТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 220879 (2 I) 2811505/23-03. с присоединением заявки МУ— (51)м. Кл.

С 09 К 7/02

Гесуаврственкый квинтет

СССР яв амви язфбретфяяй

II вт4цмйтяв (23)Приоритет

Опубликовано 3004,81.Бюллетень И9 16 (53).УДК 622. 243.. .144.3(088.8) Дате опубликования описания 0505.81.

В. Н. Лебедев, В. М. Рыжов, В.

И. С. Мелкумов и С. (72) Авторы изобретения елых, Тематическая комплексная зкспед территориального геологического геологии РСФСР (71) Заявитель о ства (54) СОСТАВ ДЛЯ БУРЕНИЯ СКВИХИН

Изобретение относится к горному делу, в частности к составам для бурения геологоразведочных скважин на твердые полезные ископаемые, и предназначено для бурения скважин при высоких частотах вращения колоны бурильных труб.

Иэвестны составы для бурения скважин (промывочные жидкости, буровые растворы), содержащие эмульгирован.ные s воде смазочные добавки, повышающие анти4рикционные н антивибрационные свойства этих составов. В качестве таких добавок обычно применяют различные композиции на основе органнческих или/и минеральных масел (1).

Указанные составы для бурения скважин отвечают требованиям техники безопасности, пожарной безопасности и провавяленной санитарии, экранирующие свойства таких составов ничтожно малы.

Храме того, по мере увеличения частоты вращения колонны бурильных

-труб происходит расслоение указанных составов ла водную и масляную фазы, что дополнительно понижает их антиффикционные и антивибрационные свойства.

Вследствие этого затраты мощности на вращение колонны бурильных труб при использовании указанных составов на 35-40% выше, чем при использовании консистентных смазан.

Наиболее близким к предлагаемому являете состав для бурения скважин, содержащий воду и смазочную добавку, эмульгированную в воде, при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:

Смазочная добавка 1,5-2,0

Вода Остальное

В качестве смазочной добавки используют универсальный эмульсол ЭН-4, являющийся композицией на основе индустриального масла и кубовых остатков от дистилляции животных и растительных жиров (2 . данному ..составу присущи все вьйаеописанные недостатки составов для бурения скважин, содержащих воду и смазочную добавку, эмульгированную в воде.

Цель изобретения — повышение смазочных и антивибрационных свойств состава для бурения.

Поставленная цель достигается тем,,что состав дополнительно содержит полиакриламид при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ: с

825578

Смазочная добавка 0,2-2, 0

Полиакриламид 0,0005-0,035

Вода Остальное

В качестве смазочной добавки целесообразно использовать выпускаемые промышленностью универсальный мульсол ЭН-4, а также эмульсолы ЭЛ-3, ЭЛ-4. Также можно испольэовать пасту. "Кожпастол".

При наличии в составе для бурения только смазочной добавки, эмульгированной в воде, затраты мощности на вращение колонны бурильных труб резко снижаются, а при содержании смазочной добавки 0,2 вес.Ъ и далее, по мере повышения содержания смазочной добавки, остаются практически неизмен-15 ныии. Однако эти затраты на 35-40% вькае, чем при использовании KQHcHcтентных смазок, например .смазки KABC.

Добавление в указанный состав для бурения полиакриламида от 0,0005 вес.%20 и выше, позволяет при увеличении содержания смазочной добавки свыше

0,2 вес.Ъ добиться дальнейшего уменьшения затрат мощности на вращение колонны бурильных труб. При этом укаэанные затраты приближаются к затратам мощности при использовании консистентных смазок, например смазки

КАВС, при содержании полиакрилами-— да 0,0035 вес.Ъ и смазывающей добавки 1,0 вес.Ъ.

При увеличении содержания полиакриламида свыше 0,0035 вес ° Ъ и одновременном увеличении смазочной добавки свыше 1,0 вес.Ъ затраты мощности остаются приблизительно на одном уровне.

Однако при содержании смазочной добавки свыше 2 вес.Ъ происходит замасливание породоразрушающего наконечника, что резко снижает произво- 40 дительность труда, вследствие чего состав с содержанием смазочной добавки свыше 2 вес.Ъ применять нецелесообразно.

45

1,41

1,5-2,0

1,34

0,0005

0,035

0,2

0 2

1,0

1,5

2,0

55 2,0

1,27

1,01

0 0035

0 р 005

1,03

0,0005

0,035

1,32

1,16

Как видно из таблицы, наименьшие затраты мощности получаются при использовании состава, содержащего

d0 1,0 вес.Ъ смазочной добавки и

0,0035 вес.Ъ полиакриламида. Состав с указанным содержанием компонентов целесообразно использовать при бурении в грунтах, не требующих укрепления.

При содержании смазочной добавки

1,5-2 вес.Ъ содержание полиакрилами да должно быть около 0,005Ъ, чтобы затраты мощности были минимальны.

Увеличение содержания полиакриламида свыше 0,005 вес.% увеличивает затраты мощности, что происходит, по-видимому, из-за некоторого возрастания вязкости состава для бурения.

Однако при укаэанном увеличении содержания полиакриламида улучшаются укрепляющие свойствà состава для бурения, что делает целесообразным применение состава с содержанием полиакриламида до 0,035 вес.% при,бурении грунтов, требующих укрепления. При этом затраты мощности на вращение бурильных труб хотя и выше, чем при использовании консистентных смазок, Но ниже, чем при использовании известного состава.

Снижение затрат мощности можно объяснить тем, что в указанных пределах содержания компонентов полиакриламид повышает стабильность эмульсии, образуемой при эмульгировании смазочной добавки в воде, и предотвращает ее расслоение на водную и масляную фазы при вращении колонны бурильных труб. Кроме того, он улучшает адгезионно-сорбционные свойства указанной эмульсии. Причем свойственная полиакриламиду способность увеличивать вязкость растворов при сочетании его co смазочной добавкой в указанных пределах их содержания не так сильно проявляетсн. Все это повышает антифрикционные и антивибрационные свойства состава для бурения и приводит к снижению указанных затрат мощности.

Предлагаемый состав для бурения целесообразно готовить в условиях буровой вышки путем разведения концентрированного полимерно-эмульсионного раствора, приготавливаемого в эмульгаторных установках, например, типа

УЭМ-ÇM.

Изменения антифрикционных и антивибриционных свойств предлагаемого состава для бурения, содержащего в качестве смазочной добавки универсальный эмульсол .ЭН-4, эмульгированный в воде, в зависимости от соотношения эмульсола и полиакриламида приведены в таблице, причем затраты мощности на вращение колонны. бурильных труб соотнесены с аналогичными затратами, возникающими при использовании консистентной смазки КАВС, которые приняты за 1.

825578

Формула изобретения

Составитель Г. Сапронова

Редактор В. Петраш Техред (А.Ач Корректор М. Шароши

Заказ,2487/62 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

При бурении в грунтах, требующих укрепления, целесообразно использовать составы с повышенным содержанием полиакриламида (до 0,035 вес.%).

Использование предлагаемого состава позволяет уменьшить затраты мощности на вращение колонны бурильных труб по сравнению с составами, содержащими только указанные смазочные добавки, эмульгированные в воде, на 35-40% т. е. получить такие же затраты мощности, как при использовании консистентных смазок и одновременно избежать недостатков. этих смаэок.

1. Состав для бурения скважин, содержащий смазочную добавку и воду, отличающий с я тем, что, с целью повышения смазочных, антифрикционных и антивибрационных свойств состава, он дополнительно содержит полиакриламид, при следующем соотношении ингредиентов, вес.%:

Смазочная добавка 0,2-2,0

Полиакриламид 0 0005-0,035

Вода Остальное

2. Состав по и. 1, о т л.и ч аю шийся тем, что,.в качестве смазочной добавки он содержит эмульсол ЭН-4 или ЭЛ-З, или ЭЛ-4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 220906, кл. С 09 К 7/02, 1967.

2. Руководство по применению эмульсионных промывочных жидкостей при алмазном бурении. НИИ ВИТР. Л., 1975, с. 9 (прототип).