Способ автоматического регулирования процесса приготовления бурового раствора

 

СПИ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

ii11665О78

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 27.10.77 (21) 2539251/22-03 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.

Е 21В 21/00

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.05.79. Бюллетень № 20 (53) УДК 622.243.144 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 300579 (72) Авторы изобретения С. А, Алехин, P. И. Борн, В. М. Бахир и Р. Э. Францев (71) Заявители Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа и Среднеазиатский филиал Специального конструкторского бюро Всесоюзного научно-производственного объединения

«Союзгазавтоматика» (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОЦЕССА ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА

Изобретение относится к способам автоматического регулирования процесса приготовления бурового раствора путем диспергирования его твердой фазы и может быть применено в нефтегазодобывающей, строительной, химической и других отраслях промышленности.

Известны способы приготовления бурового раствора путем диспергирования их твердой фазы, в результате чего повышает- 10 ся коллоидальный комплекс раствора, улучшаются его эксплуатационно-технические характеристики и стабилизируются параметры (1).

Известен также способ автоматического 15 регулирования процесса приготовления бурового раствора путем диспергирования его твердой фазы, заключающийся в регистрации частичной концентрации твердых частиц в растворе до и после диспергирова- 20 ния (2).

Недостатком известных способов является то, что качество диспергируемого материала однозначно определяется по степени измельчения твердых частиц. Чем больше 25 в растворе частиц размером менее 5 мкм, тем выше коллоидальный комплекс и тем стабильнее раствор. Однако все это верно для материалов (глинопорошков), имеющих одинаковый минералогический состав.

Для глин различного минералогического состава необходимо различное время диспсргирования, в данном случае частичная концентрация не может являться критерием оптимизации твердой фазы буровых растворов.

Известно, что различному минералогическому составу глин соответствует различная величина показателя водородных ионов рН. Величина рН в водоглинистых суспензиях определяется количеством воды, химически связанной с глинистыми частицами.

Дело в том, что в местах выхода на межфазную поверхность твердых частиц ионов кремния образуются силанольные группы по рсакции Si+ +H2OSiOH+H+.

Это обусловливает тем большее снижение показателя рН (увеличение концентрации водородных ионов), чем большес количество ионов кремния вступает во взаимодействие с водой. Если учесть, что количество ионов кремния на межфазных поверхностях прямо пропорционально суммарной их площади, то можно заключить, что рН дисперсионной среды водоглинпстой суспснзии будет ниже, чем больше степень дисперсности частиц твердой фазы в суспспзпях.

665078

Составитель Н. Чижикова

Тсхрсд А. Камышникова

Корректор P. Беркович

Редактор Д. Павлова

Изд. № 363 Тираж 657

Подписное

Заказ 1030/3

Типография, пр. Сапунова, 2

Целью изобретения является повышение качества диспергирования за счет обеспечения его проведения в оптимальном режиме для глин различного минералогического состава.

Это достигается тем, что дополнительно регистрируют показатель водородных ионов рН раствора до и после его диспергирования, а производительность диспергатора регулируют по разности сигналов рН и степени частичной концентрации до и после диспергирования.

На чертеже показан пример реализации способа.

Исходный буровой раствор, приготовленный из смеси воды с глинопорошком различного минералогического состава, поступает в емкость 1, где с помощью датчика 2 измеряют соответственно рН и частичную концентрацию твердой фазы 3. Затем раствор поступает на диспергатор 4 типа роторно-пульсационного аппарата, откуда после диспергирования твердой фазы 5 поступает в емкость 6. Несмотря на то, что после диспергирования твердой фазы степень частичной концентрации может оказаться менее 5 мкм, интенсивности воздействия на твердые частицы (которая зависит от времени контакта твердых частиц с зоной активного диспергирующего воздействия диспергатора) может оказаться недостаточно, чтобы показатель рН, регистрируемый датчиком 7, изменялся достаточно для заданных параметров раствора. В этом случае сигналы показателя рН от датчиков 2 и 7, сигналы от датчиков контроля степени концентрации твердой фазы 5 сравниваются на элементе сравнения 8 и в случае, если даже степень концентрации твердой фазы достигает заданной величины, а показатель рН не достигает заданной величины, сигнал рассогласования с элемента сравнения поступает на регулятор 9 привода 10 диспергатара 4, и последний снижает производительность, что ведет к увеличению времени контакта твердых частиц и самого раствора с активной зоной диспергирования и, соответственно, увеличивается интенсивность физического воздействия на них.

Предложенный способ позволит резко сократить энергетические затраты, затраты на глинопорошки, утяжелители и химреагенты, так как своевременный контроль показателя водородных ионов и частичной концентрации дает возможность регулиро15 вать производительность диспергатора и значительно повысить качество буровых растворов, Формула изобретения

20 Способ автоматического регулирования процесса приготовления бурового раствора путем диспергирования его твердой фазы, заключающийся в регистрации частичной концентрации твердых частиц в растворе

25 до и после диспергирования, отличаюшийся тем, что, с целью повышения качества диспергирования за счет обеспечения его проведения в оптимальном режиме для глин различного минералогического соста30 ва, дополнительно регистрируют показатель водородных ионов рН раствора до и после его диспергирования, а производительность диспергатора регулируют по разности сигналов рН и степени частичной концентра35 ции до и после диспергирования.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Колесникова Т. И. и др. Буровые растворы и крепление скважин. М., «Недра», 40 1975.

2, Авторское свидетельство СССР № 530943, Е 21В 21/00, 1974,