Способ приготовления углещелочного реагента для глинистых буровых растворов
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (11) 02 (511 4 Г 0
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ
1
jfpr:,", ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ц .";;,-" :-,:
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ +fSQJf (21) 3627305/23-03 (22) 13 ° 07.83 (46) 07.04.86. Бюл. № 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам (72) В.P.Алишанян, Л.П.Вахрушев, Б.M.I àâðèëoâ, А.Д.Должков, О.Л.Запорожец, О.M.Íàãàéöåâà и Э.В.Серебренникова (53) 622, 243. 144. 3(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 297765, кл. С 09 К 7/02, 1969.
Pязанов Я.А. Справочник по буровым растворам. М.: Недра, 1979, с. 74.
Авторское свидетельство СССР № 985015, кл. С 09 К 7/02, 198 1. (54)(57) 1. СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ
УГЛЕЩЕЛОЧНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ГЛИНИСТЫХ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ путем одновременного сжатия и сдвига влажного бурового угля со щелочью, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улуч шения качества реагента, обеспечивающего повышение стабильностц буровых растворов за счет повышения растворимости.реагента, одновременное сжатие и сдвиг производят с кратностью, равной 3-10.
2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что влажность бурого угля поддерживают в интервале
35-607.
3. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что соотношение бурый уголь:щелочь поддерживают в интервале (3-6):1 (на сухое вещество) .
1 1? 226
Изобретение относится к производству химических реагентов для обработки буровых растворов.
Целью изобретения является улучшение качества реагента, обеспечивающего повышение стабильности буравь1х растворов за счет повышения растворимости реагента.
Пример осуществления способа, Ис:ходный измельченный бурый уголь с влажностью 35-60% и раствор щелочи непрерывно загружают в смеситель с таким расчетом, чтобы соотношение бурый уголь:щелочь составляло от
6/1 до 3/1 (в расчете на сухие веще= ства), пластифицируют, т.,е. подвергают одновременному сжатию и сдвигу многократно, с краткостью 3-10 прв
90-150 С, время прохождения реакции
3-5 мин и влажность полученного уг-лещелочного реагента (УЩР) 40-70%„
В табл. 1 представлены,ценные сравнительных испытаний предложенного и известных способов, проведенных в равных условиях. показана влияние каждого признака способа. На основа-. нии полученных данных все .признаки по отдельности и вместе дают положительный эффект па улучшению растворимости, гомогенно" î состава, паказ".-. теля фильтрации и разжижающей способ ности. В примерах 2--6 осуществлялась
3-кратное сжатие и сдвиг, а в примере 7 — десятикратное. При использова-нии в предложенном способе оптимальных параметров новых признаков каче-ство полученного реагента улучшае;= ся в большей степени. Указанная паг-рузка на двигатель определяет давле-ние в смесителе. В соответ твин с этими нагрузками в примерах 1-6 давление в смесителе составляет: 8,8 МН .,7,5 МПа, 6,5 МПа, 5,5 МПа, 4.5 МПа., 4,0 МПа. Оптимальным является давпение в смесителе 4,5-7,5 МПа.
Использование оборудования не оп-" ределяет условия процесса.
Способ может быть осуществлен на любом оборудовании, работающем по принципу сжатия и сдвига, например, резиносмесителе.
В табл. 2 приведены условия попучения УЩР в реакторе-смесителе СН-100 представляющем собой двухшнековый реактор-смеситель с корпусом секцион-= ного типа. При этом углещепачнай реагент продавливался через зазоры между комплементарно расположенными насадками шнеков при 90-150 С, а каждая
71 2 из секций корпуса снабжена рубашкой для нагревания или Охлаждения реакционнай смеси.
Измельченный уголь с различным влагосодержанием (V,,) с определенной с:каростью загружают в смеситель с помощью дозатара, а 427-ный раствор щ,:,î÷è подают в первую секцию смесителя насосом-дозатором одновременно с; подачей угля. Применение 427-ного раствора щелочи обусловлено стандартизацией по влаге углещелочнаго реаГi llTB о
Благодаря встречному напорному эффекту прямых витков с левым направлением нарезки, УЩР принудительно подают па каналу и через зазоры в обратных витках, подвергают одновременному сжатию и сдвигу. Проходя через ряд пос.ледовательно расположенных рабочих зон, где краткость одновременнога сжатия и сдвига составляет 3-10, перерабатываемый реагент приобретает пластичность и гомогенность. Сжатие и сдвиг увеличивает поверхность контакта реагирующих компонентов, За 3-5 мин за счет интенсивнага прохождения реакции выделяется большое количество тепла и температура в аппарате достигает
100- 120 С, Па выходе из реактора-смесителя
:.Ьаж. т быть установлено фармующее или режущее устройство для получения реагента в виде гранул. Эти гран улы c, lUB т., Гомогенность УЩР после смесителя характеризуют дисперсным составам, 0% суспензии с ПОМОшью cHTQBQI o анализа.
F> гибл. 3 показана влияние температуры гамогенизации на качество углещелачнаго реагента.
Как видна из данных этой таблицы> при пастаяннси фракционном составе исхаднага угля фракционный состав
УЩР, содержание карбаксилатных групп и гуминовых кислот, характеризующих полноту прок ждения реакции и ка"
,ество УЩР„ "-ависят от условий гомогени"-ации смеси. Однако в любом слуае качества полученного УЩР превосходит качество известных УЩР.
В табл . 4 приведены данные, под-твержцающие гравильность выбранных пределов па влажности УЩР.
H табл. 5 представлены данные по сбработке 9%-ных глинистых буровых растворов 5%-ным УЩР.
1222671 ица 1 г абл Соотно1шение
Содержание фракции менее
250 мкм
РастСоотношеСодержание
Кратность сжатия и сдвига
ДавлеТемпеВремя реакции, мин
Пример воримость ратура, ОС ние, MIla гуминовых мас.Ж твердая фаза/ жидкая фаза ние щелочь/ уголь в воде,Е (известный) 81,1
1/4,4 3/2 110
10 45 87
1,0
1/3,2 1/г 110
86,7
3 3 51,2 96
4,5
1/3, 2 4/7 110
1/4, 1 4/7 120
5,5
1/3, 2 1/2 110
4,5
1/4,4 3/2 110
7,5
1/2 110
1/3,2
4,5
Таблица 2 Содер;жание
При- Скорость мер,подачи угля, кг/мин
Углещелочной реагент, Соотно1 шение
Скорость подачи каустической
Температура в аппаСодержание
Содер жанне
Фракции менее
250 мкм, мас.Х одерание влаги уголь: щелочь (на
С ° B°) в угле,, мас. 7 рате, С карбоквлаги, мас.й гуминовых мас.X соды, л/мин силатных групп, Г 9КВ/
100 г с.в
155 88,7
150 85,6
140 89,7
135 90,6
32 3 05 3/1
35,0 0,20 6/1
41,2 0,20 5/1
45,8 О, 10 4,4/1
42,6
1,5
40,0
1,4
55,7
1,2
5 Г, 6
0,95
0,85 49,6 0,24 2,5/1 125 93,3
58,9
63,5
120 92,8
110 93,1
66,4
67,5
100 91,3
90 88,2
3, 8/1
70,0
52,5 0,22
48,3 0,19
0,65 60,0 0,105
0,56 63,4 0,16
73,2
3,7/1 85 75,0
25,3 О, 14
22,0
51 4
4 8 (ЩР) 075 532 012 41/1
0,75 56,7 0,16 3,2/1
0,75 58,0 0,24 2,8/1
3 52 1 96э5 87в1
3 52,4 96,5 88,0
10 52,6 97,0 88,6
10 54,2 98,0,89,0
10 53 1 97 2 88 9
38,2 0,18
50 7 0,20
56,9 0,25
53,7 0,23
54,1 0,23
52,4 0,22
51,2 0,21 .51,0 0,20
1222671
Фракционный состав, мас.%
Темпера" тура в смеСодержание ryСодержание карбоксилат1,6-3 мм
1,0-1,6 мм
0,25-1,0 мм Менее 0,25 мм миновых, мас.% сителе, С ных групп, г-экв/
100 г с.в.
77„6
46,0
0,18
10,6
4,1
3,1
О, 19
50,0
80.,2
10 4
6,3
0,20
82„6
53,0
100
8,1
84„3
54,0
0,21
110
7,5
8,2
0,22
86,8
56 0
120
5,0
0,23
57,0
87,,0
4,5
130
7„5
0,23
57,0
38,6
140
3,9
0,24
54,0
89,2
7,3
3,5
150
0 25
48,0
90 4
6,4
3,2
160
Известный способ
29,30 0,14
4,4
21,2
22,6
5194 липа 4
Таб
Нагрузка на
Содержание
Фракционный состав, мас.%
Температура, С
Содер жанне
Пример
Содержание карбоксилатвигавлаги, мас.% гуминовых мас ° %
1 6- 1 О- О 25- Менее
3 мм 1,6мм 1,0мм 0,25 тель, кВт ных групп, г-экв/
100 r с.в..
4,1 8,0 9,4 78,6 46
1 38
150
0,18
0,23
4,0 7,7
86,2 50
140
9,0
2,1
3,0 7,3 89,7 56,9 0 25
130
8,0
90„1 565 024
89„3 52,3 0,23
76„5 45 0,17
120
7,0
110
5,0
5,4
2 40
3 56
4 60
5 70
6 75
20,0 (заклинивание двигателя) 2,8 7,1
2,4 6,7
10,0 8,1
Та блица 3
1222671
Таблица 5
СНС, мг/см, Состав бурового раствора
У, r/cM3 l, сП ф, рН
83 Кап
15 7,6
Буровой раствор 1+
+5% УЩР 1,04
6 9,2
47 15
23
75 20
1,04 40
9 8,4
Составитель P.Ìàðãîëèíà
Техред И.Верес
Корректор, А.Тяско
Редакъзр А.Огар
Заказ 1669/24, Тираж 644, Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r,Óæãîðîä, ул,Проектная, 4
9%-ная глинистая суспензия
Буровой раствор Р 1 1,04 45
Буровой раствор Ф 1 +
+ 5% реагента, полученного по известному способу
ВУ, 200
100
