Способ приготовления бурового раствора

 

СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БУРОВОГО РАСТВОРА путем дозирования и смешивания сыпучего материала с жидкостью затворения в зоне разрежения , отличающийся тем, что с целью повьпиения качества приготовления , раствора, зону разрежения создают движущимися навстречу друг другу адгезионными слоями жидкости, образован1а 1ми на поверхности барабанов, помещенных в жидкость эатворения, причем величину вакуума в зобе разрежения регулируют изменением величины линейной скорости вращения адгезионных слоев, а расстояние между слоями изменяют пропорционально величине частиц цозируемого сыпучего материала.

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

g 1) Е 21 В 21/06

f. ,\

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2735603/22-03 (22) 26.03.78 (46) 15.08.83. Бюл. Мв 30 (72) У. Д. Мамаджанов, С. А. Алехин, В. М. Бахир, P. И. Ьорн и Ю. П. Тихо нов .(71) Среднеазиатский научно-исследо вательский институт природного газа (S3) 622.243.144.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ию 523290, кд. В 01 1 13/00, 23.04.73, 2. Авторское свидетельство СССР

i 614371, кл. В 01 F 5/04, 26.05.76. (54) (57) СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ

БУРОВОГО РАСТВОРА путем позирования и смешивания сыпучего материала с жидкостью затворения в зоне разре» жения, о т л и ч а ю ш и и с я - тем, что с целью пОвышения качества приго» товления. раствора, зону разрежения саздают движущимися навстречу друг другу адгеэионными слоями жидкости, образованными на поверхности барабанов, помещенных в жидкость эатворения, причем величину вакуума в эойе разрежения регулируют изменением величины линейной скорости вращения адгеэионных слоев, а расстояние между слоями изменяют пропорционально величине частиц доэир емого сыпучего материала.

35

Белью изобретения является повыше» ние качества приготовления раствора.

Бель достигается тем; что зону раз 40 режения создают движущимися навстречу друг. другу ацгезиойными слоями жид- . кости, образованными на поверхности барабанов, помещенных в жидкость зат ворения, причем величину вакуума в зоне 45 разрежения регулируют изменением величины линейной скорости вращения адгезионных слоев, а расстояние межцу слоями изменяют пропорционально величине частиц цозируемого сыпучего материала.

Сущность изобретения заключается в том, что если цва цилиндрических ба рабана поместить в жицкость затворения (воцу, раствор химических реаген тов или буровой раствор) и вращать их 55 навстречу друг другу, то. на поверхностях барабана образуются ацгезионные слои жипкости, толщина которых эави1 8951

Изобретение относится к способам приготовления бурово "о раствора цля бурения нефтяных и газовых скважин и может найти применение в нефтегазодобыче„ геологораэвецке, строительстве, сельском хозяйстве, химической промышленности и цругих областях нароцного хозяйства.

Известен способ приготовления бурового раствора путем доэирования исхоцного порошкообразного материала и сме- 10 щения его с жидкостью затворения 1

Недостатком етого способа является то, что при его использовании можно применять в качестве исхоцных материалов только порошкообразные сыпучие 15 тела с небольшой величиной фракций (в пределах 1-3 мм), а также достаточно сложное конструктивное выполнение .уст-. ройств цля реализации этих способов ведет к значительным затратам.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления бурового раствора путем доэирования и смешивания сыпучего материала с жицкостью затворения в зоне разрежения (2 3 . 25

Недостатками известного способа являются ограничение его использования при необходимости приготовления бурового раствора иэ комовых и крупнофракционных исхоцных материалов, цо- ЗО статочная конструктивная сложность устройства для его реализации и сложность регулирования величины эоны разрежения, так как для этого необходимо регулировать расхоц жидкости затворения, что не всегца препставляется воз можным, сит от скорости вращения барабана, вязкости раствора и гицрофильности поверхности барабана. При вращении адгезионные слои захватывают своей поверхностью возцух, в результате чего в зоне сближения слоев образуется зона разрежения. Величина вакуумной составляющей в этой зоне зависит от линейной скорости движения слоев. В точке соприкосновения адгезионных слоев образуется значительная турбулизация потока жидкости. Максимальной точкой разгона слоев, т.е. точкой, где линейные скорости слоев максимальны, является место, где суммируются линейная скорость потока жидкости и сила тяжести массы жид кости, направленные в одну сторону.

Возможность регулировать толщину слоев и расстояние между ними (путем изменения расстояния межцу поверхностями барабанов) позволяет вводить в прост ранство между барабанами, т.е. в месте встречи адгезионных слоев, исхоцный материал практически с любой величины фракции.

На чертеже показана схема реализа.ции способа.

В емкость 1 с жидкостью затворения, например воцой, раствором химических. реагентов либо буровым раствором, ко торый необхоцимо дополнить исходными материалами, помешают барабаны 2 и 3 и вращают их навстречу друг другу.

При вращении барабанов с опрецелен ной скоростью на их поверхности образуются ацгезионные слои жидкости 4 и 5, толщина которых зависит от адге эионной способности поверхностей барабанов 2 и 3 (величины их гидрофилизацци), скорости вращения барабанов к реологических свойств жицкости (чем больше динамическое напряжение сдвига, тем толще образуется слой)..

Линейная скорость ацгезионных слоев 4- и 5 несколько меньше скорости вра» щения барабана и отставание ее зависит также от реологических свойств жидко сти затворения и гицрофильности поверх ности барабанов 2 и 3, Максимальной скорости разгона ацгезионные слои постигают в точке А, где совпацают направления составляющих линейной скорости потока и силы тяжести массы жицкости, нахоцяшейся в слоях. При вращении ацгезионные слои 4- и 5 своей поверхностью захватывают воздух окружающей среды, в результате чего в уоне сближения слоев образуется эона

895166

3 разрежения 6, гце происхоцит поцсос возцуха. !

Разгрузочный патрубок 7 бункера питателя 8, заполненного исходным материалом, помешают вэону 6,,в результа те чего происходит поцсос исходного

Ю мате риала.

Материал попацает в место соприкосновения ацгезионных слоев 4 и 5, где происхоцит активная турбулизация потоков жицкости и интенсивное перемешивание жидкости с исходным материалом.

Интенсивная турбулизация возникает как за счет сложения линейных скоростей потока, направленных под острым углом друг .другу (коммулятивный эффект), Taz и за счет уцарной компенсации центробежных сил ацгеэионных слоев, напраъ ленных от центров к периферии барабана, которая происхоцит в токе А соприкос- новения слоев. Если цаже в первый мо .мент перемешивание происходит не в заданной степени гомогенизацин„то тверцая или другая ввоцимая фаза, находящаяся в жицкости, захватывается поверх ностью барабанов 2 и 3, поступая в ацгезионные слои 4 и 5, вновь попацает в зону активной турбулизации н переме шивания цо тех пор, пока не достигнет ,заданной степени гомогенизации.

Величину вакуумной составляющей

s зоне разрежения 6 регулируют изменением скорости вращения барабанов 2 и 3, а также вязкостью жицкости затворения, так как чем больше вязкость, тем больше трение межцу поверхностями ацгезионных слоев 4 и 5 и воздухом.

Регулируя расстояние межцу поверх костями барабанов 2 и 3 в точках А, можно вводить в ацгеэионные слои 4 и 5 исхоцный материал любой крупности, что расширяет область использования. изобретения.

В качестве примера можно привести эксперименты по исслецованию величины вакуумной составляющей, возникшей в зоне разрежения, образованной цвумя движущими адгезионными слоями (навстречу друг другу), за счет захвата возцуха поверхностью ацгезионных слоев.

Так, например, при образовании ацгезионных слоев 4. и 5 воцы толщиной 8-

10 9 мм (при скорости вращения барабанов

2 и 3 в пределах 1200-1400 об/мин) величина вакуумной составляющей в зоне 6 составляет 0,42 ат, а при образовании ацгеэионных слоев той же толшиt5 ны из бурового раствора была в прецелах 0,62-0,64 ат.

Увеличение вакуумной составляющей в зоне разрежеция 6 при увеличении вязкости раствора обьясняется тем, что

20 увеличивается сила трения межцу поверхностью ацгезионного слоя и окружающим возцухом, а также тем, что с увеличением вязкости увеличивается поверхностная турбулизация потока

25 жидкости, образуются микробурунчики, что также ведет к увеличению трения и повышению захвата .прилегающего к по верхности ацгеэионного слоя, слоя воз духа.

З0 При.увеличении числа оборотов ба» рабана цо 1800-2000 об/мин, что приводит к увеличению линейных скоростей ацгезионных слоев из бурового раствора, величина вакуумной составляющей в зоне 6 достигает 0,68-0,72 ат.

Изменение расстояния межцу ацгези онными слоями в пределах суммы -толщины слоев, т.е., например, цо 16-18 мм, позволяет успешно цозировать и переме 0 шивать крупные частицы. глины (агрегаты и комки) цо величины 8-9 мм без, образования глинистой пробки между по . верхностями барабанов.

Составитель Е. Молчанова

Рецактор О. Юркова .Техрец М.Наль Корректор А. Ференц

Заказ 7972/1 Тираж 603 .Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственно)го комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж35, Раушская наб., ц. 4/5

Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4