Способ получения реагента для бурового раствора из сапропеля

 

Изобретение относится к технологии получения материалов, применяемых для приготовления буровых растворов, используемых при бурении скважин. Цель - повышение качества сапропелевого реагента (С) путем снижения содержания в нем минеральных веществ и повышение структурирующих свойств и солестойкости. Для этого после гидромеханизированной добычи сапропелевую пульпу подвергают ультразвуковому воздействию в течение 3-6 мин. При этом происходит частичный разрыв связей органического вещества сапропелей с минеральной составляющей и разрушение адсорбционных комплексов. Это способствует снижению содержания минеральных веществ в СР, увеличению его структурирующих свойств и солестойкости. Затем осуществляют обогащение пульпы в гидроциклоне и сгущение. При обогащении молекулы воды равномерного распределяются вокруг частиц дисперсионной фазы, образуются более совершенные гидратные оболочки и прочая пространственная коагуляционная структура в СР. Применение полученного СР при приготовления бурового раствора уменьшает в нем содержание твердой фазы, что снижает его плотность и улучшает технико-экономические показатели бурения. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИРМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4303703/23-03 (22) 03.09 ° 87 (46) 30.10.89. Бюл. М 40 (71) Институт торфа АН БССР (72) И.В.Косаревпч, Л.Л.Дудка, Г.А.Евдокимова и Н.Н,Бирюков (53) 6?2.331(088.8) (56) Лвторское свидете..ьство СССР

N 819147, кл. С 09 К 7/04, 1978.

Дубинин С.К. и Чураев H.Â. Исследование возможности обогащения сапропелей, — В кн. Проблемы использования сапропелей в народном хозяйстве.

Минск: Наука и техника, 1976, с. 204-207. (S4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ РЕАГЕНТА ДЛЯ

БУРОВОГО РЛСТВОРЛ ИЗ САПРОПЕЛЯ (57) Изобретение относится к технологии получения материалов, применяемых для приготовления буровык растворов, используемых при бурении скважин. Цель — повышение качества сапропелевого реагента (СР) путем снижения содержания в нем минеральИзобретение относится к технологии получения материалов, применяемых для приготовления буровых растворов, а именно к технологии получения реагента для бурового раствора из сапропеля.

Цель изобретения — повышение качества сапропелевого реагента путем снижения содержания в нем минеральных веществ и повышение структурирующих свойств и солестойкости.

Способ подготовки сапропелевого реагента включает гидромеханизиро(50 4 С 10 F 9 00 С 09 К 7/00

2 ных веществ и повышение структурирующих свойств и солестойкости. Для этого после гидромеханизированной добычи сапропелевую пульпу подвергают ультразвуковому воздействию в течение

3-6 мин. При этом происходит частичный разрыв связей органического вещества сапропелей с минеральной составляющеи и разрушение адсорбционных комплексов. Это способствует снижению содержания минеральных веществ в СР, увеличению его структурирующих свойств и солестойкости. Затем осуществляют обогащение пульпы в гидроциклоне и сгущение. При обогащении молекулы воды равномерно распределяются вокруг частиц дисперсионной фазы, образуются более совершенные гидратные оболочки и прочная пространственная коагуляционная структура в CP. Применение полученного СР при приготовлении бурового раствора уменьшает в нем содержание твердой фазы, что снижает его плотность и улучшает технико-экономические показатели бурения. 2 табл. ванную добычу сапропелевой пульпы, ее обогащение в гидроциклоне и сгущение, при этом перед обогащением сапропелевую пульпу подвергают ультразвуковому воздействию в течение

3-6 мин, Пример 1. Сапропелевую пульпу, полученную гидромеханизированным способом, порциями по 0,5 л при концентрации сухого вещества 3-47 подвергают ультразвуковой обработке на установке УЗДН-1 при частоте 22 кГц в

1518355

55 течение 3 мин, Обработанную таким образом сапропелевую пульпу обогащают в гидроциклоне и сгущают до влажности

70-80/ подсушиванием на воздухе.

В табл. 1 приведены данные о содержании минеральных веществ в сапропелевых реагентах, полученных аналогичным образом в указанных интервалах ультразвуковой обработки.

Увеличение времени ультразвукового воздействия вьппе описываемого предела (образец 7) не сопровождается снижением содержания минеральных веществ в реагенте и экономически нецелесообразно, Как видно из приведенных в табл, 1 данных, частота ультразвуковой обработки сущестненного значения не имеет.

На основе полученного реагента готонили буровой рас 1вор.

Пример 2. Сапропелевый реагент, подготовленный как указано н примере 1, разбавляли водой и перемешивали н лопастной мешалке в течение

2 ч. Далее раствор разводили водой до вязкости = 15 мПа с при гра диенте скорости сдвига = 1312 с (прибор Реотест-2), что примерно соответстнует условной вязкости 30 с.

Остальные образцы буровых растворов готовили аналогичным образом.

Результаты приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 2, для достижения примерно одинаковых структурирующих свойств ((зч. 15 мПа с) концентрация сухого вещества в буровом растворе, полученном по предлагаемому способу, примерно в 1,5 раза ниже, чем для прототипа и исходного сапропеля, Таким образом, применение полученного реагента позволяет при более низки-: концентрациях твердой фазы получить необходимые структурно-реологические свойства бурового раство1 ра. Уменьшение содсржания твердой фазы г буровом растворе сопровождается снижением его плотности и улуч-, шением технико †экономическ показателей бурения (возрастает скорость проходки, уменьшается износ породоразрушающего инструмента).

Действие ультразвука беэ обогащения не приводит к снижению концентрации сухого нещестна н буровом раст5

40 воре, а наоборот сопровождается ее унеличением (образец 11).

Сапропелевый реагент, полученный по предложенному способу, имеет более высокую солестойкость. О солестойкости судили по величине порога агрегации гуминовых кислот реагента, который устанавливали по количеству мг-зкв. ВаС1, необходимому для полной коагуляции гуминовых кислот. Под действием солей происходит коагуляция гуминовых кислот, которые переходят при этом в малоактивное состояние.

Существенным отличием является проведение ультразвуковой обработки сапропелевой пульпы перед обогащением в гидроциклоне, Ультразвуковое воздействие приводит к частичному разрыву связей органического вещества сапропелей с минеральной составляющей, разрушению адсорбционных комплексов.

Это способствует снижению содержания минеральных веществ в реагенте, увеличению его структурирующих свойств и солестойкости.

Обогащение органическим веществом происходит в основном эа счет гуминовых веществ, в составе которых преобладают алифатические, углеводородные фрагменты с более низкими молекулярными массами, с повьппенным содержанием функциональных групп.

Ультразвуковое воздействие принодит к равномерному распределению молекул воды вокруг частиц дисперсионной фазы, образованию более совершенных гидратных оболочек, прочной пространственной коагуляционной структуры в сапропелевом реагенте, Формула изобретения

Способ получения реагента для бурового раствора иэ сапропеля, включающий гидромеханизированную добычу сапропелевой пульпы, ее обогащение в гидроциклоне и сгущение, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения качества реагента путем снижения содержания в нем минеральных веществ, повышения его структурирующих свойств и солестойкости, перед обогащением сапропелевую пульпу обрабатывают ультразвуком в течение 3— б мин.

1518355

Та.блица 1

Образец

Время воздействия ультразвука, мин

Частота, кГц

Зольность

Содержание кварца реагента, Х

1,8

0 5

0,2

0,2

Отсутствует

44

22

44

22

44

50,1

2,2

П р и м е ч а н и е. Зольность исходной сапропелевой пульпы 57Х, содержание кварца

7,2Х.

Таблица 2

Образец

Концентрация твердой фазы, Х

Содержание гуминовых кислот, Х на ОВ

Порог агрегации гуминовых кис эр ° мПа с

Наименование лот, мг-экв

ВаС1 на 1 л гуматов

15,3

4,5

70

15,2

10 5

38

15,4

6,7

55

15,3

6,0

53

15,2

6,2

50

Редактор Н.Киштулинец

Заказ 6565/30 Тираж 446 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г Ужгород, ул. Гагарина,101

2

4

6

8 (прототип) Сапропелевый реагент (полученный по предлагаемому способу)

Остаток после получения сапропелевого реагента

Сапропель, подвергнутый ультразвуковому воздействию (5 мин)

Сапропелевый реагент (полученный по прототипу)

Исходный сапропель (зольность 57X) 49,3

45,4

37,6

38,2

33,0

32,5

32,0

Составитель И.Синицкая

Техред А. Кравчук Корректор Г.Колб