Способ приготовления структурированных технических суспензий

 

Изобретение относится к технике приготовления структурированных технических суспензий, может быть использовано в геологоразведочной , химической и других отраслях промышленности и обеспечивает повышение качества готового продукта. Смешивают и диспергируют компоненты, их циркулируют и затворяют в электроактивированной воде твердой фазы. В процессе диспергирования начиная с второго цикла циркуляции из суспензии выделяют структурообразующую фракцию путем осаждения на электродах с последующим затворением в электроактивированной воде, а балласт удаляют. 1 ил., 1 табл. со со

1337130

Изобретение относится к технике приготовления структурированных технических суспензи й, преимущественно скважинной промывочной жидкости, и может быть использовано в геологоразведоч ной, нефтегазодобывающей, химической, строительной и других отраслях промышленности.

Цель изобретения — повышение качества готового продукта.

На чертеже изображена установка для реализации предлагаемого способа.

Установка состоит из смесителя-диспергатора 1 с входным 2 и выходным 3 патрубками, электрофоретического устройства 4 с группами электродов 5 и 6 разной полярности, соединенных с источником 7 постоянного тока, и электролизера 8 с электродами 9 и 10, разделенного диафрагмой 11 на зоны 12 и 13. Смеситель-диспергатор 1 соединен трубопроводами 14 и 15 с электрофоретическим устройством 4, которое, в свою очередь, соеди нено трубопроводом

16 с зоной 12 электролизера 8. Электроды

5 и 6 выполнены вращающимися от привода 17. В нижней части электрофоретического устройства 4 смонтирована задвижка 18.

Пример I. Суспензию готовят из кокандского глинопорошка с содержанием песка

7,5 /р и общим содержанием балластных частиц 20О/р. Содержание твердой фазы в суспензии 15 /о. Характеристика исходной воды следующая:

Минерализация, г/л рН

Плотность, г/см

Содержание солей, г/л

МаНСО, CA(HCO ), Са SO

MgC1, Мд(НСО,!, 0,69

7,6

0,998

0,13

0,22

О,!7

0,07

О,l

Параметры электрообработки воды: рН 12,5; редокс-потенциал =600 мВ.

Для предварительного смешивания порошка с водой можно использовать шнековую глиномешалку, для диспергирования— роторно-пульсационный аппарат. Объем суспензии составляет 1 м . Время перемешивания в глиномешалке 20 мин.

Жидкость с твердой дисперсной средой подают через патрубок 2 в смеситель-диспергатор 1, где вначале компоненты смешивают, а затем диспергируют. Через патрубок 3 суспензию подают в электрофоретическое устройство, в котором начиная с второго цикла диспергирования выделяют из суспензии структурообразующую фракцию путем осаждения на электродах 5 или

6 и затворяют ее в электроактивированной в электролизере 8 жидкости.

10 !

Поскольку за первый цикл прохождения суспензии через смеситель-диспергатор 1 происходит смешивание компонентов с незначительным появлением структурообразующей фракции, осаждение ее на электродах осуществляют начиная с второго цикла. С появлением разности потенциалов на электродах 5 и 6 отрицательно заряженные частицы глины оседают на положительных электродах в виде плотной корки. Если частицы структурообразующей фракции несут на себе положительный заряд, они оседают на отрицательных электродах. Жидкость с непродиспергированными частицами твердой фазы и балластом возврашаются в смеситель-диспергатор на повторное диспергирование, после чего ее снова подают в электрофоретическое устройство. Количество циклов зависит от степени выделения на электродах структурообразующей фракции. Одновременно с выделением структурообразуюгцей на электродах происходит электроактивация жидкости. Частицы твердой фазы в такой жидкости диспергируются значительно быстрее по сравнению с диспергированием в необработанной жидкости.

Балласт, состояший из нейтральных частиц, на электродах практически не оседает.

После выделения из суспензии структурообразующей фракции оставшийся балласт выбрасывают через задвижку 18, а емкость электрофоретического устройства заполняют жидкостью, обработанной в зоне одного из электродов 9 и 10 в зависимости от требуемой полярности. Если структурообразующая фракция оседает на положитель ных электродах, ее затворяют в жидкости, обработанной в зоне отрицательного электрода, а фракцию, осевшую на отрицательных электродах, затворяют в жидкости, обработанной в зоне положительного электрода. В электроакти вированной жидкости корка структурообразующей фракции быстро распускается, так как связывающие частицы ее — кислые или щелочные продукты электрохимических реакций — переходят в

iKHIKocTb llPoTHI3oIIo:Io I3oé полярности.

Для интенсификации затворения структурообразующей фракции в жидкости электроды 5 и 6 приводят во вращение от привода 17. В этом случае они выполняют функции мешалки.

Если всю осевшую на электродах структурообразующую фракцию принять за 100 /о, то осаждение по циклам циркуляции составляло,о/0. ïîñëå первого цикла 1,3; после второго цикла 23; после третьего цикла 45; после четвертого цикла 25,5; после пятого цикла 5,2.

Пример 2. Суспензию готовят из комовой глины при водосмесевом соотношении глина — вода 1:10.

1337130

Формула изобретения

Сравниваемые показатели Пример 1 Пример 2

0,1

0,2

Не более 0,5

11,2

10,8 рН суспензии

Редокс-потенциал получа— емой суспензии, мВ

283

232

Объем суспензии 1 м . Число циклов диспергирования равно семи.

Осаждение структурообразующей фракции по циклам составляло,о/о. после первого цикла 0,1; после второго цикла 3,9; после третьего цикла 19; после четвертого цикла 37; после пятого цикла 24; после шестого цикла 13; после седьмого цикла 3.

Из общего содержания твердой фазы на электродах оседало до 30 /о, остальные частицы разной дисперсности представляли собой гранит, песок, ракушки, нераспускающиеся частицы глины и другие вредные включения. Осевшую на электродах структурообразующую фракцию затворяли в воде, обработанной в зоне отрицательного электрода электролизера. Поскольку арычная вода содержит больше растворимых солей по сравнению с водопроводной водой, параметры ее обработки были высокие: рН 12 — 13,5; редокс-потенциал 400 — 20

850 мВ. Затворение осуществляли при вибрирующих электродах (разность потенциалов в этом случае на электродах отсутствоСодержание балластных час— тиц в суспензии, 7.

Изменение структурно-механических свойств суспензий в процессе промывки скважины за один цикл,7 (при бурении твердых пород) Износ ротора-диспер гатов ра после 10 циклов вала). Воду брали из расчета содержания в суспензии 5 /О структурообразующей фракции. Время на затворение не превышало

10 мин. Приготовленную суспензию сразу же прокачивали через скважину.

Качественные показатели суспензий приведены в таблице.

Способ приготовления структурированных технических суспензий, включающий смешивание и диспергирование компонентов, их циркуляцию и затворение в электроактивированной воде твердой фазы, отличаюи ийся тем, что, с целью повышения качества готового продукта, в процессе диспергирования начиная с второго цикла циркуляции из суспензии выделяют структурообразующую фракцию путем осаждения на электродах с последующим затворением в электроактивированной воде, а балласт удаляют. зз71зо

Составитель Т. Круглова

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов

Заказ 4073/9 Тираж 56% Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4