Способ обработки глинистого бурового раствора

 

(19)RU(11)1131070(13)C(51)  МПК ⁵    _{B01F3/12, E21B21/06}Статус: по данным на 10.01.2013 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к геологоразведочной, нефте- и горнодобывающей отраслям промышленности и может быть использовано в практике бурения для приготовления глинистых буровых растворов с применением высоковольтных электрических импульсных разрядов. Известен способ приготовления глинистых буровых растворов с применением высоковольтных электрических импульсных разрядов, в котором активацию бурового раствора осуществляют электрогидравлической обработкой при затратах энергии 25-35 КДж/м³. Недостатки способа связаны с тем, что расходование энергии для обработки бурового раствора при произвольно взятых параметрах высоковольтного импульса не эффективно. Наиболее близким к предложенному является способ обработки глинистого бурового раствора путем воздействия высоковольтными электрическими импульсами от генератора импульсных напряжений, на конденсаторную батарею которого подают выпрямленный ток зарядки. Недостатки способа заключаются в том, что, позволяя выбрать параметры рабочего импульса, обеспечивающие максимальный эффект при обработке глинистых буровых растворов электрическими импульсными разрядами, он не обеспечивает полного использования энергетических возможностей электрической схемы генератора импульсных напряжений, что приводит к повышенным энергозатратам. Целью изобретения является снижение энергозатрат. Поставленная цель достигается за счет того, что в способе обработки глинистого бурового раствора путем воздействия высоковольтными электрическими импульсами от генератора импульсных напряжений, на конденсаторную батарею которого подают выпрямленный ток зарядки, перед воздействием на раствор чередующимися импульсами его обрабатывают выпрямленным током зарядки конденсаторной батареи генератора импульсных напряжений. Обработка глинистого раствора выпрямленным током зарядки конденсаторной батареи генератора импульсных напряжений вызывает развитие в нем электрокинетических явлений, что способствует снижению энергозатрат при последующей обработке глинистого раствора чередующимися импульсами. На фиг. 1 приведена схема установки для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 - график зависимости изменения вязкости бурового раствора от удельного числа импульсов, поданных на обработку. Установка включает в себя повысительно-выпрямительное устройство 1, состоящее из трансформатора 2 и выпрямителя 3, зарядного сопротивления 4, выполненного в виде резервуара 5 со встроенными электродами 6, один из которых последовательно соединен с повысительно-выпрямительным устройством 1, а другой - с генератором импульсных напряжений 7. Генератор импульсных напряжений 7 содержит конденсаторную батарею 8, подсоединенную через воздушный разрядник 9 к рабочей камере 10 последовательно через один из встроенных электродов 11, другой из которых заземлен. П р и м е р. Для конкретного выполнения заявляемого способа выбирали следующие параметры схемы реализации. Емкость конденсаторной батареи генератора импульсных напряжений 25000 пФ, индуктивность разрядного контура 15 мгГн, длина фронта импульса 0,2 мкс, номинальное напряжение импульса 300 кВ, величина межэлектродного промежутка в рабочей камере 10 мм. Исходный глинистый раствор для осуществления способа готовили в отдельной емкости на 0,5 м³ путем механического смешивания глины с водой. Удельный вес исходного глинистого раствора 1,04 г/см³, условная вязкость 18 с. По 50 л полученного таким образом исходного глинистого раствора помещали в резервуар 5 разрядного сопротивления 4 и в рабочую камеру 10 установки. Затем включали генератор и обрабатывали глинистый раствор в резервуаре 5 током зарядки конденсаторной батареи, а в рабочей камере 10 - чередующимися импульсами с указанными выше параметрами, которые для 64% импульсов обеспечивали электрический пробой раствора и выделение энергии в локальной области канала между электродами. Таким образом в камере 10 проводили обработку глинистого бурового раствора по базовому способу, а в камере 5 - предварительную обработку раствора для осуществления в дальнейшем предлагаемого способа. В ходе обработки контролировали затраты энергии, необходимые для повышения условной вязкости глинистых растворов от 18 до 21 и 30 с. Энергия W единичного импульса напряжения определяется из выражения W = , где С - емкость конденсаторной батареи генератора импульсных напряжений, Ф; U - амплитуда импульса, кВ. По окончании обработки генератор отключали. Раствор из камеры 10 сливали в приемную емкость. Раствор в резервуаре 5 зарядного сопротивления 4, подвергнутый обработке выпрямленным током зарядки конденсаторной батареи 8, меняет свою условную вязкость в пределах 1 с, в нем проходят электрокинетические процессы, вследствие чего частицы глины смещаются в направлении электродов, образуя на поверхности прослойку воды толщиной менее 1 мм, а некоторое количество глинистых частиц образует у положительного электрода рыхлую массу толщиной 2-3 мм. После механического перемешивания раствор из резервуара 5 переносили в камеру 10. В резервуар 5 снова заливали исходный раствор. Включали генератор и проводили обработку раствора в камере 10 по предлагаемому способу, а в резервуаре 5 - выпрямленным током конденсаторной батареи. Как и в предыдущем случае, контролировали энергозатраты на изменение условной вязкости глинистого раствора в камере 10 от 18 до 21 и 30 с. Результаты опытов приведены в таблице. Таким образом, при испытании предлагаемого способа по сравнению с известным энергозатраты на повышение условной вязкости глинистого раствора от 18 до 21 с снижены на 21%, а на повышение условной вязкости от 18 до 30 с - на 19%. Из приведенных в таблице данных следует, что для других значений условной вязкости раствора снижение энергозатрат при использовании предлагаемого способа лежит в пределах 19-21%.

Формула изобретения

СПОСОБ ОБРАБОТКИ ГЛИНИСТОГО БУРОВОГО РАСТВОРА путем воздействия высоковольтными электрическими импульсами от генератора импульсных напряжений, на конденсаторную батарею которой подают выпрямленный ток зарядки, отличающийся тем, что, с целью снижения энергозатрат, перед воздействием на раствор чередующимися импульсами его обрабатывают выпрямленным током зарядки конденсаторной батареи генератора импульсных напряжений.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 11-2002

Извещение опубликовано: 20.04.2002        

---