Способ приготовления бентонитовых глинопорошков
Изобретение относится к технологии производства глинопорошков для буровых растворов. В способе приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающем активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, осуществляют активирование увлажненной до 23-27% бентонитовой глины или ее смеси с суббентонитовой глиной 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляют на вылеживание от 300 до 670 час и после перемешивания осуществляют пластификацию в грануляторе с последующей сушкой полученных гранул до влажности 4-5% и смешением после их помола с 3,5-4,5% оксида магния. Причем совместно с оксидом магния возможно дозируют 3-4% (на сухое) термосолестойкого реагента КМЦ-ТС. Технический результат - обеспечение возможности регулирования реологических параметров. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.
Изобретение относится к области производства глинопорошков для буровых растворов.
Целью данного изобретения является получение глинопорошков высокого качества на основе кальциевых бентонитовых глин (марок Б-8, Б-9 по ГОСТ 25795-83) и смесей кальциевых бентонитовых и суббентонитовых глин (марки Б-6 по ГОСТ 25795-83).
Известен способ получения глинопорошка для буровых растворов путем предварительного помола глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение при введении карбоната натрия сбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0% (авт. свид. 2191794). Недостатком данного способа является необходимость введения в технологическую цепочку дополнительного оборудования для растворения карбоната натрия и подачи под напором раствора реагента, а также недостаточно высокий выход раствора.
Наиболее близким способом является способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование бентонитовой глины, увлажненной до 20-45%, кальцинированной содой в количестве 25-33,33% от ее массы, перемешивание, выдерживание при нагреве, сушку до влажности 10%, помол (RU 2199504, 27.02.2003). Недостатком данного способа является недостаточно высокий выход бурового раствора.
Техническим результатом данного изобретения является возможность производства всего ассортимента марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93 с регулируемыми реологическими параметрами.
Сущность данного изобретения заключается в том, что увлажненная до 23-27% бентонитовая глина активируется 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляется на вылеживание на период от 300 до 670 часов, перемешивается и отправляется на пластификацию в грануляторе (диаметр отверстий от 14 до 20 мм), табл.1. Полученные гранулы сушат в сушильном барабане в режиме «мягкой сушки» до остаточной влажности 4-5%, диапазон температур входящих газов определяется по данным термического анализа исходной глины и активированного сырья. Дальнейший помол осуществляется в шаровых, роликово-маятниковых мельницах и молотковых дробилках. На выходе из помольных агрегатов глинопорошок дополнительно обогащается 3,5-4,5% оксида магния, полноценное смешивание которого достигается при транспортировке в продуктопроводах посредством сжатого воздуха. При необходимости уменьшения показателя водоотдачи суспензий, приготовленных на основе глинопорошков предложенного состава, вместе с оксидом магния дозируют термосолестойкий реагент КМЦ-ТС, представляющий собой продукт реакции этерификации целлюлозы с дополнительным введением модифицирующих добавок по ТУ 2231-009-32957739-99 (3-4% в пересчете на сухое вещество), табл.3.
В целях регулирования реологических параметров (повышения прочности тиксотропной структуры, характеризуемой показателем статистического напряжения сдвига (СНС)) суспензий на основе глинопорошков предложенного состава предлагается смешивание пластификата активированных кальциевых бентонитовых глин с пластификатом активированного суббентонита Биклянского месторождения в соотношении 6:1 на стадии глиноподготовки, табл.2. Таким же образом предлагается производить весь ассортимент марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93, вводя в бентонитовую глину марок Б-8, Б-9 суббентонит марки Б-6 по ГОСТ 25795-83 в различных соотношениях.
| Таблица №1 | ||||||||
| Влияние процесса пластификации на параметр выхода раствора производимых глинопорошков* | ||||||||
| Исходное сырье | Модифицирующие добавки, % | Выход глинистого раствора, м3/т | ||||||
| Na2СО3 | MgO | |||||||
| Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2,0 | - | 14,6-15,9 | |||||
| Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2,0 | 3,5-4,5 | 17,0-18,5 | |||||
| Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2.0 | - | 12,0-14,1 | |||||
| Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2,0 | 3,5-4,5 | 16,0-17,5 | |||||
| Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2.0 | - | 13,0-14,5 | |||||
| Активированная глина Сарайбашского о месторождения, марка Б-9 | 1,8-2.0 | 3,5-4,5 | 15,4-18.0 | |||||
| Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2.0 | - | 14,6-19,0 | |||||
| Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 | 1,8-2.0 | 3,5-4,5 | 20,1-25,3 | |||||
| Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-8 | 1,8-2.0 | 3,5-4,5 | 24,5-33,0 | |||||
| Активированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6 | 1,8-2.0 | 3,5-4,5 | 4,0-5,5 | |||||
| Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6 | 1,8-2.0 | - | 4,5-6,5 | |||||
| Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марки Б-6 | 1,8-2.0 | 3,5-4,5 | 8,2-12,6 | |||||
| * Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента. | ||||||||
| Таблица №2 | ||||||||
| Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемой технологии переработки в зависимости от состава используемых глин*. | ||||||||
| № п/п | Сырье глинистое, %, марка по ГОСТ 25795-83 | Выход глинистого раствора с вязкостью 20 мПа, м3/т | Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93 | |||||
| Б-6 | Б-8 | Б-9 | Показатель фильтрации, см3 | Толщина корки, мм | Коэффициент пластичности, с-1 | Статистическое напряжение сдвига, Па | ||
| 1 | 100 | - | - | 9,1 | 17 | 2 | 22,1 | 15,646 |
| 2 | 100 | - | - | 12,9 | 21 | 2 | 26,4 | 11,424 |
| 3 | 100 | - | - | 9,9 | 19 | 1,5 | 20,25 | 14,28 |
| 4 | - | 100 | - | 29,0 | 40 | 2 | 9,15 | 6,6 |
| 5 | - | 100 | - | 33,7 | 26 | 1,5 | 8,468 | 7,56 |
| 6 | - | 100 | - | 32,2 | 27 | 1,5-2 | 13,7 | 8,928 |
| 7 | - | - | 100 | 20,3 | 17 | 1 | - | 2,74 |
| 8 | - | - | 100 | 22,0 | 31,5 | 2 | 3,13 | 4,872 |
| 9 | - | - | 100 | 25,3 | 24,5 | 1 | 1,877 | 6,216 |
| 10 | 50 | - | 50 | 13,9-14,3 | 22,5 | 4 | 31,5 | 7,56 |
| 11 | 50 | - | 50 | 15,1-17,0 | 21,0 | 3 | 18,3 | 9,4 |
| 12 | 14 | 86 | 20,0 | 25 | 2 | 6,48 | 10,752 | |
| 13 | 14 | - | 86 | 17,9 | 22 | 2 | 28,5 | 11,928 |
| * Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента. |
| Таблица №3 | |||||||
| Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемому способу приготовления с добавлением термосолестойкого реагента.* | |||||||
| № п/п | Состав, % | Угол закручивания спирали вискозиметра φ при 600 об/мин (навеска 34 г) | Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93 | ||||
| Базовый г/п | КМЦ-ТС | Показатель фильтрации, см3 | Толщина корки, мм | Коэффициент пластичности, с-1 | Статистическое напряжение сдвига, Па | ||
| 1 | 100 | - | 97 | 30 | 4 | 4,25 | 10,248 |
| 2 | 99 | 1 | 100 | 26 | 1 | 1,66 | 6,048 |
| 3 | 98 | 2 | 128 | 22 | 1 | 8,948 | 9,408 |
| 4 | 97 | 3 | 117 | 16 | 1 | 5,198 | 8,064 |
| 5 | 96 | 4 | 99 | 12 | 1 | 3,591 | 6,552 |
| *Базовый глинопорошок произведен по предлагаемому способу, отбраковка по причине пересушки, Wг/п=3,40%, цеховой вариант. |
1. Способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, отличающийся тем, что осуществляют активирование увлажненной до 23-27% бентонитовой глины или ее смеси с суббентонитовой глиной 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляют на вылеживание от 300 до 670 ч и после перемешивания осуществляют пластификацию в грануляторе с последующей сушкой полученных гранул до влажности 4-5% и смешением после их помола с 3,5-4,5% оксида магния.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместно с оксидом магния дозируют 3-4% (на сухое) термосолестойкого реагента КМЦ-ТС.
