Способ разрушения пены

 

1. СПОСОБ РАЗРУШЕНИЯ ПЕНЫ путем термического воздействия,О т личающийся тем, ч то, с целью повышения эффективности процесса пенога| ения ,термическое воздействие осуществляют путем обработки верхнего слоя пены непрерывным лазерным излучением, направленным по касательной к поверхности пузырьков пены , 2.Способ по П.1, о т л ич,а ю щ и и с я. тем, что на пену одновременно с действием лазерного излучения воздействуют вакуумом. 3.Способ по П.1, отличающийся тем, что пену встряхивают .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ) (И) .

Заю В 01 в 19 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

И ABTOPCNOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВ ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 347.2370/23-26 (22) 15.07.82 (46) 23 ° 02.84. Вюл,9 7 (72) Г.В.Гришанович, Л.E.Õìåëüíèöкая, В.И.Шастин и N.A.Õðîìèõ (71) Иркутское отделение Всесоюзного научно-исследовательского института методики и техники разведки (53) 66.066.8(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 489527, кл. В 01. D 19/02, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

9 152838, кл. В 01 D 19/04, 1961 ° (54)(57) 1. СПОСОБ РАЗРУШЕЙИЯ ПЕЙЫ путем термического воздействия,о тл и ч а ю шийся тем,что,с целью повыщения эффективности процесса пеногаз.ения, термическое воздействие осуществляют путем обработки верхнего слоя пены непрерывным лазерным излучением, направленным по касательной к поверхности пузырьков пены.

2 ° Способ по п.1, о т л и ч, а юшийся: тем, что на пену одновременно с действием лазерного излучения воздействуют вакуумом.

3. Способ по п.1, о т.л и ч а ю— шийся тем, что пену встряхивают.

1074563

Изобретение относится к способам разрушения вспененных промывочных растворов, применяемых для бурения нефтяных и газовых скважин, а также при геологоразведочном бурении.

Известен способ гашения лены,включающий попеременное воздействие вакуума и давления f1(.

Недостатки. этого способа — высокая энергоемкость и громоздкость.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ разрушения иены, включающий термическое воздействие, в основе которого лежит испарение:жидкости иэ оболочек пузырьков пены, облегчающее их разрыв (2) .

Недостаток известного способанеобходимость дополнитеЛьных приспособлений и оборудования, для создания движения пены, голучения пара и горячего воздуха, отсутствующего в полевых условиях. Кроме этого, для того, чтобы получить высокую произ, . водительность,. т.е. обрабатывать большие объемы пены (порядка 500 м ) за тот промежуток времени, который необходим для создания замкнутой циркуляции вспенивающегося раствора на буровой, необходимо создавать громоздкое оборудование. 30

Целью изобретения является повышение эффективности пеногашения .стойких пен.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу разрушения пены путем термического воздействия, тер-. мическое воздействие осуществляют путем обработки верхнего слоя пены непрерывным лазерным излучением, направленным по касательной к поверхности пузырьков пены.

Целесообразно одновременно с действием лазерного излучения воздействовать на пену вакуумом.

При .этом пену целесообразно встряхивать. 45

Способ осуществляют следующим образом.

Объем пены укладывают на горизонтальную поверхность (вращающийся стол) ровным слоем. Включают лазер и вращение стола. Стол вращается со скоростью 10-50 об/мин вокруг оси, перпендикулярной горизонтальной поверхности стола. Возникающие при этом центробежные силы недостаточны для. расслоения и разрушения пены, однако достаточны для того, чтобы способствовать истечению жидкой фазы иэ пены. Ось потока лазерного излучения проходит под прямым углом через ось вращения и параллельно горизонтальной поверхности стола, а следовательно, и пены, при этом поток лазерного излучения все время находится в соприкосновении с верхним слоем пены, т.е. проходит по касательной 65 к поверхности пены. Для обеспечения условия постоянного контакта потока лазерного излучения с поверхностью пены возможно как перемещение вверх вдоль оси вращения плоскости стола, при этом поток лазерного излучения неподвижен, так и перемещение вниз потока лазерного излучения по мере разрушения пены.

Контроль эа соблюдением условия постоянного контакта лазерного излучения с поверхностью пены может быть без особых. затруднений осуществлен с использованием средств автоматики, т.е. механически, что экономически целесообразнее использования для этих целей обслуживающего персонала - оператора, т.е. вручную.

При касании лучом пузырьков пены происходит мгновенное их разрушение„ и часть жидкости обращается в пар.

При этом луч перемещается возвратнопоступательно над поверхностью пены.

Пена разрушается последовательно, слой эа слоем до тех пор, пока луч не будет касатьоя поверхности жидкости. Если объем пузырьков пены увеличить, что достигается путем обработки пены вакуумом, то скорость разрушения увеличивается в несколько раз, позволяя обрабатывать значительные объемы пены, получаемой при бурении скважин. Обработка пены лазером в совокупности с вакуумом позволяет сократить мощность на приводе вакуумного насоса в несколько раз, так как нет необходимости создавать такое разрежение, при котором происходило бы самопроизвольное разрушение оболочек пузырьков пены.

Предложенный способ был опробован ча стойких двух- и трехфазных пенах.

В качестве ПАВ использовали пенообразователь типа Е-30. Лоток с высотой передней стенки 3-6 мм заполняли пеной, далее верхний слой пены разравнивали для получения ровной поверхности, затем настраивали луч лазера по высоте так, чтобы действие его было направлено по касательной к поверхности объема пены, на глубину диаметра луча. Облучение проводили, перемещая луч по касательной к поверхности пены. Благодаря высокой плотности потока излучения, пузырьки пены разрушались мгновенно. При проведении опыта использовали лазерный генератор типа ЛГ-22 непрерывного действия с активным веществом СО, длиной волны 10,6 мкм и мощностью излучения

30 Вт. Опыт проводили несколько раз с постепенным увеличением кратности пены от 10 до 100. Так при кратности пены, равной 10, производительность пеногашения данным методом составила

12 см /с при кратности 40-38 см /с., а при кратности 100, — 86 см3/с. Из полученных результатов следует, что

1074563

Составитель В.Берзин

Редактор И.Николайчук ТехредИ.Метелева Корректор A.Çèìoêîñoâ

Заказ 423/7 Тираж 682 . 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 чем больше кратность пены, тем эффек« тивнее идет ее разрушение. Зто дает в свою очередь основание полагать, что если из скважины выходит мелкодисперсная пена, то ее необходимО Разрушать в совокупности с вакуумом, ко- 5 торый обеспечивает расширение верхнего слоя пены. В опыте так же использовалась пена с реальным шламом.

При процессе .разрушения шлам иэ верхних слоев пены, которые подвергались действию лазера, постепенно скапли- .. вался на определенном уровне пены, создавал шламовый покров и препятствовал нормальному течению процесса, . поэтому возникала необходимость периодически либо встряхивать., либо перемешивать объем йенЫ, чтобы Ско-: .пившийся.шлам смог опуститься ниже.

Можно значительно сократить время разрушения за счет увеличения скорости перемещения и уменьшения или увеличения захватываемого слоя пены в- зависимости от размеров и свойств оболочек пузырьков при облучении за один проход..

Использование предлагаемого способа разрушения пен по сравнению с известивши дает воэможность -разрушения стойких двухи-трехфазных пен, при этом оборудование для всего процесса становится более компактным и надежным в работе, значительно снижаются энергоэатраты (обработка пены . лазером в совокупности с ваку1ъюм . позволит значительно сократить габариты и-мощность на приводе вакуумного насоса)..

Конструктивные особенности лазер«. ного излучения позволяют разрушать пену в замкнутых объемах,т.е. с одновременным воздействием вакуума, для этого стенку емкости со стороны -воздействия. излучения делают из прозрачного для излучения материала..Кроме того., сохраняется вспенивающая способность ПАВ нри повторном его :; использовании.