Смазочная добавка к буровым глинистым растворам

 

Применение гидролизата мокрых отходов волокна нитрон, содержащих 2-6% роданистого натрия, в качестве смазочной добавки к буровым глинистым растворам. ;s

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

I (19) ()1) 4(51) С 09 К 7 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3654915/23-03 (22) 25.10.83 (46) 23.02.85. Бюл.ll 7 (72) В.А.Глебов, И.Г. Грачева, Н.Б.Муравьева, Л.А.Степанов, А.Г.Анопин, В,А.Шашков, M.È.ËHïêåñ и%.И.Ле:бедев . (71) Конструкторское бюро Производственного объединения "Саратовнефтегаз" (53) 622.243.144(088.8) (56) 1. Яров А.Н. и др. Влияние смазочных добавок на величину гидравлических сопротивлений. — РНТС .ВНИИОЭНГ, сер.Бурение, Р I 1973, .с. 20-21.

2. Авторское свидетельство СССР

В 734243, кл. С 09 К 7/02, 1976 (прототип). (54) СМАЗОЧНАЯ ДОБАВКА К БУРОВЫМ

ГЛИНИСТЫМ РАСТВОРАМ. (57) Применение гидролизата мокрых отходов волокна "нитрон", содержащих 2-6Х родаиистого натрия, в качестве смазочной добавки к буровым глинистый растворам.

1 1!411

Изобретение относится к бурению скважин, а именно к смазочным добавкам к буровым растворам, применяемым при промывке скважин, и может быть использовано в нефтяной, газовой и горнорудной промьппленности.

Известно примененйе смеси гудронов в качестве смазочной добавки к буровым растворам 1.13.

Недостатком смеси гудронов яв- 10 ляется их низкая способность уменьшать гидравлические сопро тивления при . циркуляции „бурового раствора.

Наиболее близким по техническому решению к предлагаемому является буровой раствор, содержащий в качестве смазочной добавки нефть или

СМАД (2).

Однако применение в качестве смаз- 2р ки нефти малоэффективно, пожароопасно, характеризуется повышенным износом резиновых частей бурового оборудования и загрязняет окружающую среду.

Добавка СИАД требует для его приготовления дефицитного дизельного топлива и не обеспечивает эффективной смазочной способности в щелочных буровых растворах с водородным показателем более девяти.

Целью изобретения является новы" шение смазочных характеристик бурового раствора, экономия энергетиl ческого и химического сырья, снижение пожароопасности, увеличение сроков работы резиновых частей бурового оборудования, а также уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается применением в качестве смазочной добавки к буровым глинистым растворам гидролизата мокрых отходов волокна

"нитрон", содержащих 2-б . роданисто- го натрия.

Мокрые отходы волокна "нитрон" представляют собои сополимер нитрилакриловой кислоты с метилакрилатом и итаконатом натрия с содержанием роданистого натрия в количестве 2-6%.

Они применяются в качестве реагента-стабилизатора глинистых буровых растворов под названием "реагент HP".

Реагент HP готовят щелочным гидролизом отходов при соотношении, : отходы 20, едкий натрий 4; вода 76 °

Например, в 1 л воды растворяют 40 г 5 едкого натрия и вводят 200 г отходов. Смесь кипятят в течение 1,5-2 ч.

Готовый полимерный реагент представl0 2 ляет собой однородную жидкость. Расход HP для стабилизации глинистого раствора составляет 0,1-0,5 вес. от объема раствора.

Свойства предлагаемой граничной смазки обусловлены физико-химическими свойствами молекул гидролизованного сополимера нитрилакриловой кислоты с метилакрилатом и итаконатом натрия, образующих адсорбционные полимолекулярные слои, уменьшающие опасность прихватов, абразивный износ бурильной колонны, улучшающих разрушение породы долотом, очистку его рабочих поверхностей и смазку опор.

Применение реагента PH в новом качестве — смазочной добавки возможно благодаря увеличению смазочных и адгезионных свойств бурового раствора с ростом концентрации предлагаемого реагента при сохранении прочих положительных характеристик, а именно: сокращения осложнений при разбуривании неустойичвых глинистых отложений, увеличения скорости бурения и снижения стоимости бурения в целом.

Приготовление смазочной добавки на буровой осуществляется по технологии приготовления реагента-стабилизатора HP с использованием обычного емкостного оборудования.

Смазочные и адгезивйые свойства буровых растворов оцениваются в лабораторных условиях по прочности смазочной пленки на четырехшариковой машине трения и по усилию отрыва металлического элемента от фильтрационной корки — по известным методикам.

На лабораторных мешалках со ско ростью перемешивания 1000 об/мин

|готовят 5-8 -ные суспенэии бентонитового глинопорошка в течение 30мин.

В них добавляют гидролиэат тройного сополимера, представляющий собой вязкую жидкость с плотностью 1,031,06 г/см . Суспензию перемешивают

3. в течение 30 мин и затем замеряют смазочные и адгеэионные свойства.

Результаты исследований приводятся в таблице.

Как следует из таблицы, добавки гидролизата в количествах до 0,4 к объему суспензин (н пересчете на сухое вещество)обеспечивают смазочные и адгезионные свойства исслеСмазочные свойства

Состав бурового раствора, вес.Х

Адгеэия гс/см етр Прочность а смаэоч са, ной пленки, ИПа

Нагрузка сваривания, кг/cMз

Гидролиэат трой" ного со полимера

Нефть

Известный

l.Ãëèíà 10

Ре(ОН)8 3

КС1 5

КССБ 3

Вода 73

2.Глина 10

82,0

0,310 1686

15

Fe (ОН) 5

КС1 3

КССБ 15

Вода 62

0,318 1806

80,0

Предлагаемый

З.Бентонитовая гли на 5

Вода 95

3 1141 дуемых растворов, близкие к показа" телям известных буровых растворов.

При увеличении концентрацйи от 0,50 до 2,003,наблюдается рост прочности смазочной пленки и уменьшение адгеэии фильтрационной корки. Дальнейшее увеличение количества гидролизата тройного сополимера незначительно изменяет исследуемые показатели и поэтому нецелесообразно добавлять его свы- 10 ше 2,00Õ, Таким образом, наибольший эффект от применения предлагаемой добавки получен в пределах концентраций

0,5 - 2 OX.

Смазочная добавка,X к исходному раствору

Использование предлагаемой добавки к буровому раствору обеспечивает по сравнению с известной. увеличение смазочных свойств, уменьшение опасности прихватов, а такие создает возможность исключения употребиенйя самой распространенной в настоящее время смазочной и противоприхватной добавки — сырой нефти или дизельного топлива, являющихся важным энергетическим и химическим сырьем, что также позволит снизить уровень пожароопасности.

Предлагаемая смазочная добавка испытана при бурении сквазин в Западной Сибири.

°

Ф

Днам пяти иэно мм

0,350 ) 305 125,0

1141110

Продолжение таблицы

»» 1

Смазочная добавка,X к исходному раствору

Смазочные свойства

Состав

6Яювого раствора, вес;Х

Адге зим, гс/см

Нагрузка сваривания, кг/см

Диамет пятна

Гидролизат 1ройного со» рочност мазочой плени, МПа

Нефть СИАД износа полимера

77,0

1842

30 0,298

0,25

4.То же

75,0

35 0,296 1956

35 0,292 2149

35 0,289 2188

40 0,284 2577

45 0,292 2763

45 0,290 2794

45 0,250 2794

45 0,29! 2798

0,40

72,0

6.-0,50

71,0

0,55

70,5

8. н

1,00

63,0

67,5

9 ° и

1,50

10 11

2,00

67,5

2,50

67,5

12.-"2,75

Составитель В.Ягодин

Редактор Н.Егорова Техред А.Бабинец Корректор И,Муска

Заказ 445/21 Тираж 630 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал П1П1 "Патент", г.Ужгород, ул,Проектная, 4