Устройство для выделения твердой фазы из бурового раствора

 

17i А

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) ()1) р5)) Е 21 В 21/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ " -:,::М АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2735612/22-03 (22) 26.03.79 (46) 15.08.83. Бвл. Н 30 (72) В.М.Бахир, В.И.Клименко, . С.А.Ал(;хин и 10.П,Тихонов (71) Среднеазиатский научно-исследовательский институт природного газа (53) 622.243.144.2(088.8), (56) 1. Патент 4ССР и 109992, кл. 5а 31/20, 12.02.64.

2. Авторское свидетельство СССР

И 662688, кл. Е 21 В 21/00, 22. 02. 78,. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫДЕЛЕНИЯ

ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ИЗ БУРОВОГО РАСТВОРА, включающее емкость с отверстиями для ввода и отвода жидкости, подключенный к отрицательному полюсу, размещен-. ный в корпусе положительный электрод и механизм для транспортирования твердой фазы, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения более полного извлечения твердой фазы из бурового раствора, дно емкости выполнено перфорированным, а положительный электрод - плавающим.

2. Устройство по и. 1, .о т л и ч ею щ е е с я тем, что механизм для транспортирования твердой фазы выполнен в виде анека иэ диэлектрического материала. В

895171

Изобретение щносится к области очистки, в частности к утилизации бурового раствора, и может быть использовано. в нефтяной, газовой и геологораэведочной промышленности. .Известно электрофоретическое устройство по выделению твердой фазы из. бурового раствора, содержащее корпус, являющийся катодом, в котором циркулирует буровой раствор, и размещен- 1О ный в нем катод - вращающийся барабан, с которого осевшие частицы смещаются скребками Г1 3 .

Недостатком устройства является потеря в сгущенном буровом растворе 15 части растворимых веществ.

Наиболее близким к изобретению является устройство для выделения твердой фазы из бурового .раствора, включающее корпус с отверстиями для вво" 20 да. и отвода жидкости, подключенный к отрицательному полюсу, размещенный в корпусе положительный электрод и ме" ханиэм для транспортирования твердой фазы 1.2) . 25

Недостатком устройства является не.полное извлечение из раствора частиц . твердой фазы и непроизводительная

-периодичная работа устройства.

Целью изобретения является обес" Зо печение более полного извлеченфя твер" дой фазы из бурового раствора.

Цель достигается тем, что дно icopnyca выполнено перфорированным, а положительный электрод - плавающим, -причем механизм для транспортирования твердой фазы выполнен в виде шнека из диэлектрического материала.

Буровой раствор, поступающий из скважины и содержащий в своем соста- 4 ве шлам, полезную твердую фазу (мелкодисперсные глинистые частицы, утяжелитель ), дисперсную среду, состоя" .щую обычно иэ воды и растворенных в ней солей (мономолекулярных ионов ) и высокомолекулярных химических реагентов (стабилизаторов ) - полиэлектролитов, подвергают вначале очистке с целью удаления иэ него частиц вы" буренной породы - шлама.

Затем раствор обрабатывают в зоне отрицательного электрода электрохимической системы, обеспечивающей отсутствие проникновения продуктов электрохимических реакций, протекаю- Ы, щих в зоне положительного электрода, в буровой раствор. Это позволяет ° увеличить концентрацию свободных гид" роксильных групп, комплексов Н О, и гидратированных электронов в буровом растворе. Указанные частицы адсорбируются на межфазных поверхностях, образованных молекулами полиэлектролитов и частицами твердой фазы с рисперсной средой бурового раствора.

Очищенный буровой .раствор поступает в устройство для .выделения твердой фазы из бурового раствора, емкость которого является катодом, а анодом является непрерывно прокачиваемая электропроводящая жидкость, отделенная от массы бурового раствора гидропройицаеиой диэлектрической перегородкой, Дно емкости выполнено в виде токопроводящей сетки.

В результате возникновения мощных электростатических сил. отталкивания между частицами, составляющими буровой раствор, его слои перемещаются один относительно другого с меньшим внутренним трением (уменьшается вязкость ), а вода, жестко удерживаемая ранее у поверхностей оаздела Фаз благодаря наличию диполь-дипольного взаимодействия, водородных и донорноакцепторных связей, приобретает большую подвижность в связи с униполярным (отрицательным 7 зарядом поверх» ности дисперсной фазы,(включая и поверхность молекул полиэлектролитов ).

Поэтому вода из бурового раствора под действием сил гравитации фильтруется сквозь токопроводящую сетку, обеэвоживая буровой раствор.

Отрицательно заряженная сетка, сквозь которую удаляется вода иэ бурового раствора, способствует непрерывному и интенсивному ее отбору, поскольку отталкивает от своей nosepxности отрицательно заряженные глинистые частицы и предотвращает тем ñàмым возможность образования малопроницаемой фильтрационной корки. Кроме того, заряженная сетка не позволяет отрицательно заряженным макромолекулам полиэлектролитов уходить вместе с водой и ионами низкомолекулярных соединений, содержащимися в ней, иэ бурового раствора. В результате процесса обезвоживания в емкости, где находится буровой раствор, образуется паста, состоящая из полезной твердой фазы и высокомолекулярных активированных химических реагентов.

Устройством, вополняющим роль анода, не оказывающего на буровой

895171

3 раствор коагулирующего влияния поступающими с его поверхности продуктами электрохимических реакций, является плавающий на поверхности раствора диэлектрический полый корпус с дном, выполненным также из диэлектрического пористого материала (брезент, пористый фторопласт и т,д.) и помещенным внутри него положительным электродом 1 графитовым, металличес- 1О ким ). В качестве электролитического ключа, замыкающего цепь, служит водный токопроводящий раствор, прокачиваемый насосом по замкнутому циклу.

Таким образом, контакт между анодом Is и раствором осуществляется посредством жидкого электролитического мостика электролит - раствор, образующегося в зоне их раздела пористой . диэлектрической перегородкой. 20

Паста, полученная в емкости после обезвоживания, может быть высушена, а может быть направлена на другой объект, где необходим буровой раствор.

На чертеже изображена схема устройства для выделения твердой фазы из бурового раствора.

Устройство содержит емкость 1, . плавающий анод,. насос 3 для перекач" 30 ки токопроводящей жидкости, источник постоянного тока 4, емкость 5 для токопроводящей жидкости, емкость 6 для пасты бурового раствора и ем" . кость 7 для собираемой воды. Для про" 35 талкивания образовавшейся FlacTbl буposoro раствора в емкости 1 размещен шнек 8, лопасти которого выполнены из диэлектрического материала, для сохранения электрического поля без . 40 искажения. Шнек 8 приводится во вра" щение электроприводом 9. Дно емкости выполнено перфорированным в виде токопроводящей сетки 10 и через корпус емкости 1 подключено к отрицательному gS полюсу источника тока 4. Под токопро- водящей сеткой 10 размещен наклонный поддон 11 для направления стока соби.раемой воды.

Корпус плавающего анода 2 выполнен из плавучего пористого диэлектрического материала, а его дно 12 - из .сетчатого диэлектрического материала, например брезента или перфорированной пластмассовой пленки. В полости пла-. вающего анода 2 размещены подводной

13 и отводной 14 патрубки, соединен". ные гибкими шлангами 15 с насосом для перекачки токопроводящей жидкости 3 и емкостью для токопроводящей жидкости 5. В полости плавающего анода 2 также расположен положительный электрод 16, выполненный металли" ческим или графитовым, подсоединенный к положительному полюсу источни" ка тока 4 с помощью гибкого токовода

17, Для подачи. поступающего бурового раствора в емкость 1 предусмотрен желоб 18.

Устройство работает следующим образом.

Очищенный от частиц шлама буровой раствор, по желобу I8 поступает в емкость 1. Одновременно в плавающем аноде 2 с. помощью насоса 3 и через емкость 5 с токопроводящей жидкостью и отводящий и подводящий патрубки 13. и 14 с помощью гибких шлангов 15 устанавливается- циркуляцйя токопро" водящей жидкости, а буровой раствор от токопроводящей жидкости разделяется диэлектрической сеткой. При включении источника постоянного тока 4 в емкости 1 создается электрическое поле, образованное .катодом - токопроводящей сеткой 10 и плавающим анодом

2, в полости которого размещен электе род 16, подключенный к положительному полюсу источника тока 4 с помощью гибкого токовода 17. Находящийся в емкости 1 шнек 8 с диэлектрическими лопастями приводится в движение электроприводом 9 и проталкивает образующуюся пасту в емкость 6. Отделяющаяся под влиянием электрического поля вода фильтруется через сетку 10 и по поддону 11 стекает в емкость для собираемой воды 7.

895171

Составитель Е. Молчанова

Редактор О.Юркова Техред М.Надь. КорректорА.Тяско а,а еююеюеееюююе юювваюев м ЙВ ° и е» М

Заказ 7972/1 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

° Ф ЮЮЮ ЮЮ Ю

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