Способ получения порошкообразного реагента для обработки бурового раствора

 

Использование: бурение нефтяных скважин, относится к способам производства порошкообразных водорастворимых акриловых полимеров. Вращающийся полый барабан (валец), обогреваемый изнутри паром, частично погружен в водный раствор акрилового полимера, подаваемого в корыто под вальцом. Раствор акрилового полимера смачивает поверхность барабана и сушится в тонком слое. Температуру нагревательной поверхности вальцов поддерживают в интервале от 110 до 120^oС. Сушку ведут в течение 15 - 25 с. 1 табл.

Изобретение относится к области получения химических реагентов, в частности к способам производства порошкообразных водорастворимых акриловых полимеров для обработки буровых растворов при бурении нефтяных и газовых скважин.

Известен способ получения порошкообразного реагента методом сушки водного раствора акрилового полимера в кипящем слое (1).

Недостаток данного способа состоит в том, что получаемый этим способом порошкообразный реагент обладает высоким загущающим действием в буровых растворах, особенно при повышенном содержании в них твердой фазы. Кроме того реализация данного способа связана с использованием сложного нестандартного оборудования, дорогостоящих и дефицитных полимерных материалов носителей и с высокими энергозатратами.

Цель изобретения повышение разжижающей способности реагента без снижения его стабилизирующего действия, снижение энергозатрат и упрощение технологического процесса сушки акриловых полимеров.

Цель достигается тем, что сушку акрилового полимера производят вальцевым методом при температуре нагревательной поверхности вальцов 110-120^оС и времени сушки на этой поверхности 15-25 с.

Указанное время контакта полимера с нагревательной поверхностью и температура нагрева вальца обеспечивают получение порошкообразного акрилового полимера с заданной и меньшей по сравнению с прототипом молекулярной массой 200000-350000 против 550000-700000 по прототипу, обладающего по сравнению с прототипом высоким разжижающим действием в буровых растворах на водной основе. При этом стабилизирующая способность реагента, по- лученного по предлагаемому способу, не снижается по сравнению с прототипом.

Кроме того вальцовый метод сушки обеспечивает значительное упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат по сравнению с сушкой в кипящем слое (2).

Сушку водного раствора акрилового полимера производили на вальцовой сушилке типа ВН 0,8-ГНУ-01.

В качестве исходных водных растворов акриловых полимеров применялись 10% -ные растворы гидролизованного полиакрилонитрила гипана (3), натриевой соли сополимера метакриловой кислоты и метаакриламида метаса (3) и нитронного реагента (4).

Вращающийся полый барабан валец, обогреваемый изнутри перегретым паром, частично погружен в водный раствор полимера, подаваемого в корыто под вальцом. Раствор акрилового полимера смачивает поверхность барабана и сушится в тонком слое, толщина которого регулируется калибровочным ножом. Образующаяся корка сухого реагента срезается вторым ножом, при этом измельчается и осыпается в лоток откуда транспоpтируется шнеком в мешки или другую тару. Получаемый реагент имеет влажность 3-7% Температуру нагревательной поверхности вальца регулировали температурой перегретого пара и замеряли контактным термометром. Время сушки полимера регулировали скоростью вращения барабана.

В таблице представлены параметры сушки и молекулярная масса порошкообразных акриловых полимеров, а также технологические свойства обработанного полимером бурового раствора, содержащего 20 мас. дружковской глины, 4 мас. саригюхского бентонита, 0,2 мас. акрилового полимера в пересчете на сухое вещество и 75,8 мас. воды.

Молекулярную массу определяли методом гель-проникающей хроматографии на жидкостном аналитическом хроматогафе спектра-физик (США).

Технология приготовления бурового раствора: в 757,9 мл воды засыпают 200 г дружковской глины и 40 г бентонита, перемешивают 1 ч и вводят в раствор 2,1 г акрилового полимера влажностью 5% перемешивают 1 ч и замеряют стандартные показатели бурового раствора: условную вязкость, динамическое напряжение сдвига, пластическую вязкость, статическое напряжение сдвига и показатель фильтрации.

Анализ экспериментальных данных, приведенных в таблице, свидетельствует, что сушка акриловых полимеров вальцовым методом при температуре нагревательной поверхности вальцов 110-120^оС и времени сушки на этой поверхности 15-25 с обеспечивает получение порошкообразного реагента оптимальной молекулярной массой 200000-350000 и существенно снижает вязкость и напряжение сдвига обработанного бурового раствора при сохранении значений его водоотдачи в технологически приемлемых пределах. При температуре нагревательной поверхности вальца менее 110^оС или времени сушки менее 15 с не достигается получения порошкообразного акрилового полимера заданной низкой молекулярной массы, обладающего высокими разжижающими свойствами. Превышение температуры вальца свыше 120^оС или времени сушки свыше 25 с приводит к чрезмерной деструкции акрилового полимера, что сопровождается вырождением тиксотропных свойств у обработанного этим полимером бурового раствора и увеличением фильтрации свыше допустимых пределов.

Применение предлагаемого способа получения порошкообразного акрилового полимера обеспечит по сравнению с прототипом снижение расхода и сокращение номенклатуры реагентов для обработки бурового раствора, а также существенное удешевление производимого продукта.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКООБРАЗНОГО РЕАГЕНТА ДЛЯ ОБРАБОТКИ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающий сушку водного раствора акрилового полимера, отличающийся тем, что сушку водного раствора акрилового полимера производят вальцовым методом при температуре нагревательной поверхности вальцов 110 - 120^oС в течение 15 - 25 с до влажности не более 7 %.

РИСУНКИ

Рисунок 1