Способ приготовления промывочной жидкости

 

Использование: в нефтегазодобы (вающей промышленности, в частности, при магнитной обработке при приготовлении промывочных жидкостей на бу ровых установках. Способ обеспечивает снижение затрат электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств про-, мывочной жидкости. Сущность изобретения: в магнитной обработке воды и перемешивании глинопорошка и воды. Производят магнитную обработку воды в переменном магнитном поле с час1 тотой 24,7-25,3 Гц и напряженностью ,216-231 А/м. Воду для магнитной обработки помещают в соленоид. При- 1менение изобретения позволяет сниэить затраты электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости. 2 табл., 1 ил. I « Ё

ССжИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

PECnvE Jtèн (51) 5 Е 21 В 21/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

° вь

Эьа О

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИйЫ

ПРИ ГКНТ СССР

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4715678/03 (22) 05.07.89 (46) 07.08.92. Бюл. 1 29 (71) Западно-Сибирский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт технологии глубокого разведочного бурения (72) Л.П.Семихина, В.Д.Шандарин и В.И.Семихин (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР

N 1204626, кл. С 09 К 7/02, 1984.

2. Круглицкий Н.Н. физико-химйче-, ская механика дисперсных структур в магнитных полях. М.: Наука, 1976, с. 84.

3. Авторское свидетельство СССР и 1675542, кл. E 21 В 21/06, 1989. (54) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ, ПРОМЫВОЧНОЙ

ЖИДКОСТИ (57) Использование: в нефтегазодобы-.

Изобретение относится к нефтега-. зодбывающей промышленности, в частности к магнитной обработке при при. готовлении промывочных жидкостей на буровых установках.

Известен способ приготовления гли,." яистого бурового раствора,, P), по которому осуществляют предваритель", ную обработку воды при индукцйи маг- нитного поля 0,24-0,26 Т (190220 кА/м) .

Известен способ приготовления промывочной жидкости j2), по которому осуществляют предварительную магнитную обработку воды при протекании ее через устройство с напряжей" ностью магнитного поля 800 кА/м.

„„5U„„1752920 А1

2 ! ваЮщей промышленности, в частности, при магнитной обработке при приго" товлении промывочных жидкостей на бу ровых установках. Способ обеспечивает снижение затрат электроэнергии йри надежной воспроизводимости изменения технологических свойств npo" мывочной жидкости. Сущность изобретения: в магнитной обработке воды и перемешивании глинопорошка и воды.

Производят магнитную обработку. во ды в переменном магнитном поле с час тотой 24,7-25,3 Гц и напряженностью, 216-231 А/м. Воду для магнитной обработки помещают в соленоид. При менение изобретения позволяет сни, зить затраты электроэнергии при надежной воспроизводимости изменения технологических свойств промывочной жидкости. 2 табл.„:1 ил.

Известен способ приготовления промывочной шидкости (3, вклшчашший в перемешивание глинопорошка с водой и обработку перед смешиванием nepI °, р

I, менным магнитным полем с частотой 24,7-25,3 Гц.

Недостатком известного способа являются значительные затраты электро-, энергий (12,6 кВт на 100 м промывоч- СР ной жидкости при расходе 0,35кВт/u) . из-за большой лродолшитвльности обработки в. переменном магнитном поле ъ (36 ч), необходимой для получения промывочной жидкости с определен,ными свойствами.

Цель изобретения - снижение затрат электроэнергии при надежной вос.

175292

3 производимости изменения технологических свойств промывочной жидкости.

Ожидаемый от использования изобретения положительный эффект: значительно снижаются энергозатраты (до

1,52 кВт на 100 1л промывочной жидкости при расходе 0,3Б кВт/ч, t.e. в " 8 раз), сокращается время обработки (до 4 ч, т.е. в 9 раз),- достаточно 10 простой способ оптимизации магнитной обработки,, По способу, включающему перемешивание гллнопорошка с водой и обработку перед смешиванием переменным маг- 1

3 ! нитным полем с частотой 24,7-25,3 Гв, обработке подвергают воду, при этом напряженность переменного магнитного поля выбирают равной 216-231 А/м.

Способ осуществляют следующим образом.

Берут водопроводную воду (в частности с электропроводностью Х=- 3к

w 10 (Ом-см) ), помещают ее в соленоид, в котором производят магнитную обработку. Параметры частоты и напряженности переменного магнитного поля подбирают так, чтобы получить маKcHMYM изменения тангенса . диэлектрических потерь (h,tgQ . По- 30 сле магнитной обработки воды ее перемешйвают с глинопорошком в течение 15-20 мин в миксере "Воронежи.

Полученная промывочная жйдкость представляет собой глйнистую суспензию на водной основе (10 мас.В), в каВ М честве исходного берут глинопорошок . (монтмориллонит), находящийся в рав-. новесии с комнатной влажностью (влаж-. ность порошка 6-81) . 40

Влияние магнитной обработки на воду разной чистоты (разной электропроводности Х) различно. Эксперимен" тально установлена линейная зависимость между максимумом тангенса ди- 45 электрических потерь (tg8мак ) и ло :) гарифмом электропроводности (1 ) по, уравнению tg а а„= 0,08 +5,59 1С .к х1ВЖ, позволяющая оценивать действие магнитного поля на воду по tg8, 50 максимальные значения которого наблюдаются на определенных частотах (см.табл.1) .

Контролем качества магнитной обработки служит изменение тангенса у диэлектрических потерь Qtg 9 на частоте 20 МГц промывочной жидкости приготовленной на обработанной в

1 магнитном поле воде в сравнении с

0 4 приготовленной на исходной воде

gtg8 = tgIW> — tggа. В зависимости от степени чистоты воды s исследуемых системах происходит сдвиг по напряженности магнитного поля в сто" рону его увеличения.

Экспериментально установлены оптимальные параметры переменного магнитного поля. Например, при частоте...20 МГц tgkq = 0,02, tg8u

= 0,26; g t g а 0,04, величина эффекта . 15-203. Это изменение .. достигают при определенных значениях параметров переменного магнитного поля Н = 224 Аlм и f. =-= 25 Гц.

При отклонении напряженности поля всего на +7 и - 9 А/м или частоты поля на +0,3 Гц величина эффекта уменьшается на 303, а при отклонении напряженности йоля на +8 и

-1О А/м или частоты поля на +1,1 Гц эффект уменьшается вдвое. Оптимальным отклонением является +7 и -8, . что соответствует значениям напряжен, ности переменого магнитного поля

231 и 216 А/м, при которых йаблюдается 75 эффекта магнитной обработки от возможного. При значениях напряженности переменного магнитного поля 215-214 А/м и 233 А/м эффект магнитной обарботки составляет 60.

70 от возможного, Все эти данные о пол6жении экстре" мума тангенса диэлектрических потерь, наблюдающегося для водопроводной воды на частоте ма =4 ИГу макс необходимы для отработки методики индикации эффектов воздействия маг нитных полей, так как именно в об", ласти максимума P1 ö„) частотной за-, ма с висимости абсолютные изменения зна- . чений tg а существенно превышают ошибку в измерении величины tg о .

Наличие эффекта магнитной обработки подтверждено экспериментально технологическими параметрами промывочных жидкостей при условии равен- ства времени, прошедшего после их приготовленная. При этом наиболее чувствительными параметрами к изменению условий обработки оказались пластическая вязкость (() и динамическое напряжение сдвига (c ), . входящие в уравнение Шведова-Бингама.

4 сЮ *

= ь р + (c. - напряжение сдвига при данном градиенте скороаае ° а«е юФ«ееав ««»» авюеаве«ее» «» «»« а е» ю»авФ»еее 1

Частота, при которой наблю"дается. максимум. .тангенса диэлектрических потерь, ) (ИГц) Иаксимальные значения тангенса диэлектри ческих потерь, "88макс

Электропроводность, Ж (Ом icM) Юююй ва аа а««ее еюеееаа«

0,280

0,311

0 332

0,.359

6,0

" .1,1

0э5

0,27

3 10

6 10

2,6 10 в

«5

«ю » »»ю«еюееееюееб«ю««»«»««юеее«е е ю ю«ю«аа» а «а « !

5 1752920 6 сти. - dU/dX), описывающее реологи- венства времени, прошедшего после их ческую характерисТику тиксотропных прйготовления (см. табл. 2. ) . систем (в данном случае свойства .. Из данных табл. 2 видно,. что эфглинистой суспензии). В табл,2 пред- фект магнитной обработки по пластиставлены данные по изменению f ческой вязкости (f ) составляет

5 ь, и 6 у 8„. 363 (Н = 224 А/м, Е = 25 Гц), а диНа чертеже представлена кривая намическому напряжению сдвига (7,),зависимости изменения тангенса ди- 40 при тех же параметрах поля.,При электрических потерь g tjg водо- 0 изменении параметров поля íà 6H = проводной воды от напряженности Н = +7 и -9 Аlм и $ f = 0,3 Гц свойвоздействующего на нее переменного ства промывочных жидкостей изменяют магнитного поля с неизменной час- ая и составляют порядка 304 от тотой f 25 ГQ, tlo кривой t4p®Но свойств исходной жидкости ° определить, что максимум танген а q Вышепредставленные данные показыдиэлектрических потерь наблюдается вают, что промывочная жидкость, предв узком диапазоне напряженностей . ставляющая собой 10 -ную глинистую переменного магнитного .поля, воздей- суспензию, приготовленную на обраствующего на систему. Поэтому для ботанной магнитным полем (Н = 216получения максимального эффекта же- 20 231 Аlм и f = 24,7-. 25,3 Гц) водо лательно вйдерживать Н как можно бли- "»проводной воде, обладает соответст- же к среднему значению, :. j " вующими технологическими и эксплуаИзобретение иллюстрируется сле-, тационными свойствами, подтверждая дующим йрймером. . : .. -:-:;, íàäåæíóþ воспроизворимость изменения

Ь качестве."исходной брали водо- " 25 ее технологических свойств. проводную воду. Большую часть ее об- ф о р м"у л а и з о б р е т е н и я рабатывали в переменном магHHtHoM ": . Способ приготовленйя промывочной -поле найряженностью Н = 224 А/м и . жидкости;"включаю 11ий перемешивание .частотой f = 25 Гц в течение 4 u.: глинопорошка с водой и обработку

Послае этого 6Ралй глинопоРошокк (монт- 30 пеРед сиешиванвиеи ПеРеменнымфагнитмориллонит) и прйготовляли промывоч- ным полем с частотой 24,7 25,3 Гц, ва ную жидкость с концентрацией твердой о т л и ч а ю щ и и с я тем что, фазы 10 мас. на обработанной и не- . с целью снижения затрат эгектроэнер;обработанйой воде. Для этого воду и гии при надежной eocripîèçâîäèèoñòH ,глинопорошок перемешивали в течение З изменения технологических свойств

;15-20 мин на миксере "Воронеж", 3a - промывочной жидкости, обработке под тем измеряли технологические пара- вергают воду, при этом напряженность метры и тангенс диэлектрйческих по- переменного магнитного поля выбирают

:терь обеих жидкостей при vcnOaHH ра- ;. равной 216-231 А/м.

Табли ца 1

Значения электропроваодности (Ж), частоты электрического поля (4) и максимума тангенса диэлектричесвких потерь (3м Ä ) а.

1752920 лица 2

Та 6

Свойства промывочных жидкостей, приготовленных на обработанной в переменном магнитном поле воде (водная глинистая суспензия с содержанием твердой Фазы 10 мас.3}

Ю» Ю Ю Ю Ю Ю»» Ю» Ю» Ю Ю Ю Ю»»» В» »ЧВ Ю Ю ею »«»»«

Характеристика параметров промывочной жидкости

Характеристика перемен" ного магнитного поля для обработки воды динамическое напряженйе сдвига

<в(дпа) юю а« изменение тангенса диэлектрических потерь (htEe) 10

« »

«е» частота f (Гц) пластическая вязкость

Я (мйа с).

I .1 напряжен" ность, Н (А/м) »

° а °

6,3

Ю ЮЮ

6.,5

0,2

224

233

\ I

° Ваа»»а» ВВЮ» Вю«ею» В »ею»»а«а»ю»ее«ею»»»»ааааа»аю»еаа

) (без магнитной обработки) 212 24,7

25,0

25 3

214 . 24 7

25,0

25 3

216 24,7 .

25,0, 25,3

24,5

24,7

25,0.25,3

25, 5.

231 . 24 7

25,0

25,3

24,7

25,0

25 3

2;0

3,0

1 5

3,5

4,0

3,2

3,8

4,1

3,5

2,1

4,8

5,2

4,7

1 9

3,1

4,0

2 5

1,95

3,00

1,80

6,3;

6,2

6,4

5,6

4,5

5,4

5 1 .4,3

5,3

6,1

4,7

4,1, ",5

5,9

5,4

4,4

5,1

6,4

6,3

6,4

6,1

59

6,2

4,8

4 3

4,9

4,8

4,1

4,5

5.9

4,5

3,9

4,8

5,7

5,9 5,8

6,1

6,2 . 6,1

6,2

1.752920

Сос авйтель Е .Петриаш Корректор О.Юрковецкая

Редактор Т.Юрчикова .. Техреду.М.Иоргентал

« ««« ««« « « » 1« и ««« Ь«««»« «й

Заказ 274! : Тираж. -:-:,„ . .", Подпйсйое

РЧИИПЙ Государственного комйтета по.изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

««««»ae»«»»»«««« « »« »«аО«ВЮ в««»ю«ы««» «»»««« е М««»«

Производственно-иэдательскйй комбинат "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Гагарина,101