Способ очистки промывочной жидкости

 

Изобретение относится к , способам очистки промывочной жидкости. Целью изобретения является повышение скорости осаждения частиц твердой фазы. Для этого промывочную жидкость пропускают над слоем буферной жидкости, причем плотность ее выбирается из соотношения рт.., где рт - плотность твердой фазы; ре - плотность буферной жидкости; рр - плотность промывочной жидкости, а температура нижних слоев буферной жидкости выше, чем верхних, и объемная концентрация взвешенной твердой фазы в ней поддерживается в пределах 0,5-5%. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (504 BOI Р21 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3888089/31-26 (22) 18.04.85 (46) 15.01.87. Бюл. № 2 (71) Ташкентский политехнический институт им. А. P. Бируни (72) IО. Н. Соколов, И. М. Мирходжаев, А. А. Александров, В. Ф. Стариков,Б. Н. Белов, Е. И. Сургутанов и В. А. Александров (53) 66.066.7 (088.8) (56) Ивачев Л. М. Промывочные жидкости в разведочном бурении. М.: Недра, 1975, с. 116.

„„SU„„1282867 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ П РОМЫ ВОЧв

НОЯ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к, способам очистки промывочной жидкости. Целью изобретения является повышение скорости осаждения частиц твердой фазы. Для этого промывочную жидкость пропускают над слоем буферной жидкости, причем плотность ее выбирается из соотношения р.)p )pv, где р. — плотность твердой фазы; р — — плотность буферной жидкости; pp — плотность промывочной жидкости, а температура нижних слоев буферной жидкости выше, чем верхних, и объемная концентрация взвешенной твердой фазы в ней поддерживается в пределах 0,5 — 5О. 2 з. п. ф-лы, 1 табл.

1282867

Изобретение относится к способам разделения суспензий и может быть использовано в нефтегазодобывающей и горной промышленности для очистки промывочных жидкостей.

Цель изобретения — повышение эффективности процесса очистки промывочной жидкости путем повышения скорости осаждения частиц.

Пример. Проводили очистку промывочной жидкости(р=1,2 г/см, р,=20 сП с до- 10 бавкой 5 об. Я песчано-гравийной смеси) в прямоточном отстойнике при скорости движения очищаемой жидкости V=-0,02 м/с.

Промывочную жидкость ропускали над слоем буферной жидкости в виде раствора отходов капролактам- с р=1,25 г/см 15 и @=4,75 сП и технической воды. Нижние слои промывочной жидкости подогревали электронагревателем.

Результаты очистки промывочной жидкости по предлагаемому способу в сравнении 20 с известным (без буферной жидкости) приведены в таблице.

При конструировании отстойников для очистки промывочных жидкостей необходимо учитывать тиксотропные свойства этих раст- 25 воров. В отстойнике по его высоте можно выделить три основные зоны с резко отличающимися свойствами раствора.

Проточная зона характеризуется низкими значениями статического напряжения сдвига.

Это связано с тем, что перед отстой- з0 никами буровой раствор проходит через вибросито, в результате чего структура раствора разрушается и значение статического напряжения сдвига становится близким к нулю. Переходная зона характеризуется увеличением статического напря- З жения сдвига, объемного содержания шлама и плотности раствора, а застойная зона— максимальным значением статического напряжения сдвига.

В связи с тем, что по технологии бурения происходят частые остановки циркуляции бурового раствора, переходная зона практически отсутствует и за проточной зоной следует застойная. Это приводит к тому, что гидравлическая крупность граничного зерна определяется не свойствами вы- 45 ходящего из скважины бурового раствора. а свойствами раствора, находящегося в отстой н и ке.

При оптимальном режиме работы отстойника скорость падения частиц в застойной зоне выше или равна скорости их в 50 проточной зоне.

Наиболее рационально заполнять отстойник буферной жидкостью с плотностью выше плотности бурового раствора, но не обладающей структурными свойствами. При использовании в качестве буферной жидкости раствора щелочных отходов капролактама с р=1,25 г/см и p,=4,75 сП ско2 рость оседания частиц шлама в застойной зоне значительно выше, чем в проточной. Это приводит к тому, что в данном случае гидравлическая крупность граничного зерна определяется скоростью падения частиц в проточной зоне и при прочих равных условиях из раствора удаляются частицы меньшего диаметра. Процесс также можно интенсифицировать, поддерживая температуру в нижних слоях жидкости выше, чем в верхних, что обусловлено изменением динамической вязкости жидкости, т. е. ее уменьшением от верхнего слоя к нижнему.

В результате скорость падения частиц в отстойной емкости в каждом последующем слое жидкости выше, чем в предыдущем.

Такой режим работы уменьшает вероятность столкновения оседающих частиц, а следовательно, возникновения турбулентных потоков, уменьшающих скорость.!(роме того, применение в качестве буферных ньютоновских жидкостей (не обладакпцих тнксотропными свойствами) обес..ечивает возможность получения плотных осадков, уменьшающих потерю растворов, а также исключает отрицательные явления структурообразования при прекрагцении циркуляции бурового раствора во время спуска-подъемных операций.

Повышение скорости осаж,ения частиц в отстойной емкости происходит B результате исключения влияния структурных свойств раствора, так как в качестве буферной жидкости используется ньк:топовская жидкость, не обладающая структурными свойствами.

Поддержание концентрации взвешенной твердой фазы в буферной жидкости обеспечивается тем, что скорость осаждения твердой фазы в каждом последующем слое выше, чем в предыдуп1ем, а также подбором геометрических размеров отстойника.

Увеличение плоr;!oc;! п;.àäêà обеспечивается использованием буферных жидкостей, не обладающих структурными свойствами, что позволяет получить более плотную упаковку частиц.

Как следует из таблицы, использование буферной жидкости (и. 1) приводит к увеличению степени очистки в два раза по сравнению с известным способом (и. б) .

При увеличении температуры нижних слоев буферной жидкости (пп. 1 и 2) происходит увеличение степени очистки, однако при достижении температурной буферной жидкости температуры кипения (и. 4) происходит резкое снижение степени очистки из-за выделения газа и конвекционного переноса жидкости.

Изменение содержания взвешенной твердой фазы в буферной жидкости от 0,5 до 5,б практически не вызывает изменения степени очистки (пп. 7 и 8) . Повышение содержания взвешенной твердой фазы .в буферной жидкости выше 5Я (и. 3) вызывает уменьшение степени очистки.

1282867

Формула изобретения

t«(tg(tp

pT) ра) pp, Ппот- Прпчсность ганне удаля— емого

Плотность

КонцентСте— пень очистБуферная жидкость

ТемпераПлотность

ELIOT=

НОСТЬ

Х«Ь1 пп рация взвешенной твер— дой фазы в бурово1 тура про— мывочной промывочной жидбуферной твердой фазы кости р«, 1./с«Р жидкости г,, С ки шлама:, ра, г/см промывочно жидкости,. >а, г/см

Pr! г/см1 жидкости, жидкости, 5

1, РастеОр ОтхОдОВ капролактама

1,25

2,65

1,72

1,2

16,7

2,65

1,83

1,25

17,3

2. То же

50

2,65

1,25

15,1

1,6

4 — 1

2,65

1!2

1,25

100

1,45

1,05

2,65

Пнтсн—

Cl:ÜÍO. разов" 1 Å ll ll Е

5. Техническая вода про гыв чн .i ж1!.1к "с— тн

6. Без буферной жидкости

2!65 20 20

8,2 1,5

7. Раствор отхо.loE капролактама

1, 5

,65

0,5 16!9 1,73

1,25

8. То же

2,65

5 16,5 1,70

20

Составитель О. Калякина

Редактор А. О ар Техред И. Верее Корректор 7. Патай

Заказ 7314!3 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4;5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. 11роектная, 4 !

Применение буферной жидкости с плотностью ниже плотности промывочной жидкости вызывает интенсивное разбавление промывочной жидкости (п. 5), что приводит к ухудшению ее свойств.

1. Способ очистки промывочной жидкости путем ее гравитационного разделения, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса путем повышения скорости осаждения частиц, промывочную жидкость пропускают над слоем буферной жидкости, причем плотность буферной жидкости выбирают из соотношения: где рт — плотность твердой фазы;

pI.— плотность буферной жидкости;

pp — плотность промывочной жидкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нижний слой буферной жидкости подогревают и температуру его поддерживают в пределах: а

10 где 1« — температура кипения буферной жидкости;

О

t — температура нижнего слоя буферной жидкости; о

tp — температура промывочной жидкости

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объемную концентрацию взвешенной твердой фазы в буферной жидкости поддерживают в пределах 0,5 — 5о, Температура нижних слоев буферной жидкости ь

t., С