Способ обработки безглинистых буровых растворов

Способ обработки безглинистых буровых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Colo 3 Советскик

Социалистическии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ » 881294 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.

E 21 В 21/06 (22) Заявлено 14.02.79. (2! ) 2733700/22»03 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15,11 81. Бюллетень № 42

Дата опубликования описания 18.);1.81! еоуАерсткииьй комитет

СССР ао делам изобретений н открытий (5З) УДК 622.243. . 144.2 (088.8) А. В. Пошенко

А. А. Бершицкий, В. И, Калинкин, N. А. Орел, и И. И. Шам нсуров

> (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ БЕЗГЛИНИСТЫХ

БУРОВЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к горной промышленности, а точнее к бурению, и может быть использовано при обработке буровых промывочных растворов для многократного их использования в процессе бурения.

Известен способ обработки буровых растворов химическими реагентами, при котором происходит коагулирование частиц и выпадение нх в осадок $ 1) .

При этом происходит ухудшение качества буровых расворов за счет удаления глинистых частиц с мелкой фракцией шлама.

Наиболее близким техническим реше15 нием к предлагаемому является способ обработки безглинистых буровых расворов, включающий предварительное выделение шлама из раствора и последующую обработку последнего (21

Недостаток известного способа заклю чается в том, что шлам из раствора удаляется не полностью, в результате чего раствор обладает повышенной абраэивностью, что приводит к увеличению износа породоразрушаюшего инструмента и деталей насоса.

Целью изобретения является снижение абразивного износа инструмента при алмазном бурений.

Поставленная цель достигается тем, что последующую обработку осуществляют в поле акустических колебаний звукового диапазона частот до размера частиц 5-10 мкм.

Применение операции акустического диспергирования позволяет довести частицы выбуренной породы (шлама) до размеров, приближающихся к размеру глинистых частиц, а также придать им форму, близкую к сферической, что резко снижает их абразивные свойства.

Способ осуществляется следующим образом.

Выделение в осадок крупного шлама осуществляют при использовании извест ных технических средств (гидроциклонов, центрифуг грохотов или вибросит), 8812

20 после чего раствор направляется на роторно-пульсационный аппарат для обработки в акустическом поле.

Следует отметить-, что после обработки в акустическом поле частотой 1-10 кГц наблюдается механо»химическая активация поверхности минеральных частиц.

Это приводит к увеличению их сорбционной способности и созданию на поверхности выбуренных частиц оболочки из гли- 1о

Ф нистых минералов. Совокупность этих факторов позволяет существенным образом снизить гидроабразивный износ ал« мазной коронки, улучшить структурные свойства буровых растворов и обеспе- 1s чить многократное их использование, а также увеличить скорость бурения при сокращении числа спуско-подъемов снаряда, Пример. Способ опробован при обрабопсе бурового раствора следующих параметров в процессе алмазного бурения снарядом ССК: = 1.12 г/см

Т = . 0 с, В = 9 см (30 мин, К = 1,5 мм, содержание песка 1,5%, где ) - удель- 25 ный вес, Т - вязкость, В - водоотдача, К - толщина глинистой корки).

Результаты исследования приведены в табл.1, Буровой раствор в процессе циркуляции насыщают шламом выбуриваемых пород (туфы, песчаники, порфиты, гранодиориты и др.) крупностью 8 5-90/o менее 250 мкм, После гидроциклонирования в осаждае

35 мых песках содержатся частицы 250-44 мкм, в сливе гидроциклона - частицы менее

44 мкм.

Буровой раствор после гидроциклона поступает на роторно-пульсационный аппарат РПА-3-160 производительностью 2-3 м /ч. Иэ аппарата он направ3 ляется в приемный амбар, откуда насосом закачивается обратно в скважину.

94

После 5-10-кратного прохождения раствора через систему скважина-аппарат выполняют . с итовой анализ шлама, который показал, что крупность его изменяется с 44 мкм до 9Q класса менее 10 мкм.

Кратность акустической обработки зависит от состава выбуриваемых пород и колеблется в пределах 10-15 циклов. Время акустического импульса определяется конструкцией аппарата и в варианте аппарата РПА с дисковыми элементами составляет 0,9 с, с коническими - 0,1 с, с мелющими телами — 0,6 с.

Проводят испытания на стойкость алмазного породоразрушающего инструмента в зависимости от крупности .шлама выбуриваемых пород, содержащегося в циркулирующем буровом растворе, Результаты исследования приведены в табл. 2.

Испытания проводились с использованием импрегнированных алмазных коронок диаметром 26 мм с высотой мат рицы 15 мм на стенде, оснащенном станком

СБА-500 при частоте вращения 1015 об/мин, подачи жидкости 7 л/мин и осевом давлении 200 кгс, Разбуривался гранит среднезернистый (категория 9,2) ° Износ ко-. ронки оценивался по износу высоты матрицы. Замеры производили через 1,5 и

10 ч работы коронки при различной крупности шлама выбуриваемых пород (см. таблипу).

Как видно иэ полученных данных, при доизмельчении шлама ниже крупности

10 мкм происходит существенное снижение степени износа алмазной матрицы, Общая эффективность от применения способа составляет 2,14 р, на 1 м проходки, что показывает высокую эффективность способа.

Ф ) а, е > о аЛ

И

О ю

ФМ о

Q. аЙ

CC) Л (Ф

О" чав

cu m m» а» о с,» »"„ во с »

Ct»t- > 0

Б о

1

2 ж m"

g u о

Х

Ф

& щ

Ю

8 >

l lnO fl» O т-1

l о а

f» а о о

Щ

О о х н (9

gJ (л о л о

Щ

ОООО„! »ОО» т-т ж

& о

EO

Щ

Q о

М

М ф а, о

М я,. о о ф

+ а о

Ы 1Q

l3 а (9 ю а, о жоао х а,ао v&

И ((ttt

e3< Re

Ь, 3 и

g Ж 3

СП< По1 д CO,t 0»

ct» с » с<» с »

CC»Î О „

- о" р(ц» CD (»» C»»

ООOО

1л ах

Х -8ge а, а о

e -Cev

Ct» < lO CO ll» а в o imago ннннн

p) C»» t C»» (0 О,е4.О а t- " в" (О

cO< p) t Ct»

t U» U» н 1-1

<6 6 оа х

381294

Формула изобретения.

Способ обработки безглинистых буровых растворов, включающий предварителт ное выделение шлама из раствора и последующую обработку последнего, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения абразивного износа инструмента при алмазном бурении, последующую обработку осуществляют в поле акустиСоставитель Е. Молчанова

Техред М.Рейвес

Корректор А. йзятко

Тираж 630

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Заказ 9902/5 1

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

Редактор M. Недолуженко ческих колебаний звукового диапазона частот до размера частиц 5«10 мкм.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 138550, кл. С 09 К 7/02, 1960.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 604961, кл. Е 21 В 21/00, 1974 (прототип) .