Эмульсионный буровой раствор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советскив

Социалистическид

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 1206,81 (21) 3299912/23-03 (И) М.Кп.

С, 09 К 7/02 с присоединением заявки Йо(23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

Опубликовано 0712,82. Бюллетень Но 45

Дата опубликования описания 071282

РЗ) УДК 622. 243. .144.3(088.8) П.А. Лещинский и И.A. Мусиенко (72) Авторы изобретения

Днепропетровское отделение ИнститУта минеральных. ресурсов и Новомосковская геологоразведочная экспедициф южно-украинского производственного геологического объединения "Южукргеология" "" - -. = Е (71) Заявители (54) ЭМУЛЬСИОННЫЙ БУРОВОЙ РАСТВОР

35-40

Натрового мыла

Не более 20

Масла веретенного по ГОСТ 1707-51

25-30

Изобретение отнОсится к бурению скважин, в частности к эмульсионным растворам, применяемым для промывки разведочных скважин на твердые полезные ископаемые.

Известен эмульсионный раствор 51 3, применяемый для промывки скважин на твердые полезные ископаемые и состоящий из эмульсола Б и воды. Этот раствор содержит О, 5-2% пасты, состоящей по ГОСТ 5544-50, вес.В:

Неомыленного остатка окисленной массы Не более 15

Такой эмульсионный раствор применяется только в условиях притока в скважину пресных и незначительно жестких минерализованных вод. Кроме того, он имеет низкую термостабильность (до 40 C) и низкие смазочныесвойства;

Известен также эмульсионный буро-. вой раствор, содержащий 1-2 вес.Ф смазочной добавки — эмульсол ЭТ-2 и 98-99 вес.Ъ воды (2 ).

Этот эмульсионный раствор обладает удовлетворительными антифрикционными свойствами,. однако теряет свою .устойчивость при нагревании выше

40оС, вследствие чего раствор не ,обеспечивает свои функции.при бурении скважин глубиной 1000 м и более, где температура достигает 40 С и выше. Кроме того, этот раствор может применяться только при наличии в скважинах пресных и слабо минерализованных вод с жесткостью 4 мг экв/л. В случае же притока в скважины подземных жестких вод этот раствор разрушается

15 и теряет свои свойства.

Цель изобретения- повышение смазочных свойств, соле- и термостойкости и снижения поверхностного натяжения раствора.

Для достижения поставленной цели, эмульсионный буровой раствор, содержащий воду и смазочную добавку, дополнительно содержит смачиватель ДБ (моно- и диалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля), а в качестве смазочной добавки используется продукт взаимодействия сульфит-спиртовой барды (ССБ) с хлористым калием при следующем соотношении компонентов, вес.Ъ и

979484

Сульфит-спиртовая барда (ССБ) 3-5

Хлористый калий

2-4

Смачиватель ДБ (моно- и диалкилфениловые эфиры полиэтиленrпиколя) 0,05-0,15

Остальное

Вода

Предлагаемый раствор готовится 10 следующим образом.

Сульфит-спиртовую барду растворяют в воде при 20-25ОС, добавляют хлористый калий и перемешивают 30 мин при помофи мешалки (П=1000 об/мин), 15 после чего добавляют смачиватель ДБ. Таблица 1

Раствор, 0 05

До 100

3,0

2,0

4,0

0,1

3,0

4,0

5 0

0,15

6,0

5 0

0,2

3,0

4,0

5 0

6,0 и

2,0

3,0

4,0

5,0

0,05

0,1

15

0,15

0,2

16 машине трения М-22 по общепринятой методике при трении стали о гранит.

Солестойкость растворов опреде65 ляют по максимальной величине жестАнтифрикционные свойства предлагаемого эмульсионного бурового раствора для составов, приведенных в табл. 1, и прототипа определяют на

Полученную смесь перемешивают 15 мин.

Общее время перемешивания 45 мин.

Сульфит-спиртовая барда представляет собой раствор кальцевых солей .лигносульфоновых кислот. При взаимодействии ее с хлористым калием образуется раствор калиевых солей лигносульфоновых кислот. Кроме того, под действием хлористого калия происходит укрупнение молекул лигносульфонатав.

Смачивателв ДБ - неионогенное поверхностно-активное вещество.

По описанной технологии приготовляют несколько составов, отличающихся содержанием сульфит-спиртовой барды, хлористого калия и смачивателя ДБ (табл. 11.

979484 кости хлоридно-натрневых вод, при которой не происходит расслаивания раствора. Пщюрхностное натяжение определяют стйласмеметрическнм методом. Полученнйе данные приведены в табл. 2..

Таблица 2

Раствор, В

Термостабильность

51,8

0 19

0 5

0,18

4 То же

1,0

50 0

48,3

0,15

2,0

48,0

0,15

3,0

41,8

0,12

0,1

220

36,0

260

30,6

0,09 260

30,6

0,09

16 0

64,0 0,28

200

59 3

0,25.220

59,3

0,23

220 стабильны

59,3

0,23

66,7

0,55

0,55

0,55

61,2

0,55

30

47 8

0,55

40

36,0

0,55

30,6

0,55

50

30,6

0,55

Как видно из приведенных данных пом анти@рикционные свойства предв табл. 2, по сравнению с прототи- 6$ лагаемого эмульсионного бурового раПрототип эмульсионного проваавочного раствора на базе ЭТ-2 концентрации, Ф:

Коэффициент трения

Поверхностное натяженн, эрг/см

64,1

61,2

Стойкость раствора при жесткости води мг экв/w

При 40 С начинается

Расслоенйе раствоIpa и заканчивается при 55 С

Растворы 1,2,3 и 4 при нагревании до

180 С сохраняют стабипьность

Растворы 5,6,7 и 8 при нагревании до

180©С

Растворы 12,13,14, 15 и 16 при нагревании до 100 С стабильны

979484

Формула изобретения

3-5

Хлористый калий

2-4

Состаэитель В. Ягодин

Редактор М. Келемеш Техред Ж.Кастелевич Корректор Л. Гриценко

Эаказ 9278/8 Тираж 661 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 створа повышаются в 1,5 раза, стойкость в минерализованных водах в

65 раэ превышает предельно допускаемую минерализацию для прототипа, термостабильность — в 3,5 раза (180 С по сравнению с 40-55 C), поверхностное натяжение понижается в

1,5 раза.

При содержании сульфит-спиртовой барды, хлористого калия и смачивателя ДБ в количестве, меньшем нижнего предела, не обеспечивается улучшение свойства раствора по сравнению с прототипом.

Увеличение содержания указанных компонентов в растворе выше верхнего предела, как показывают приведенные данные в табл . 2, не приводит к увеличению антифрикционных свойств, снижению поверхностного натяжения раствора, повышению солестойкости и термостабильности раствора.

При бурении скважин с применением предлагаемого эмульсиоиного раствора на твердые полезные ископаемые в

L породах УП-ХП категории по буримости ожидается увеличение механической скорости бурения на 15-20% и снижение расхода алмазов в коронках на

0,3-0,35 карат на погонный метр бурения.

Ожидаемый экономический эффект от применения изобретения составляет

3,3 руб на 1 м проходки скважин.

Эмульсионный буровой раствор, содержащий воду и смазочную добавку, отличающийся тем, что, с целью улучшения смазочных свойств, повышения соле- н термостойкости и снижения поверхностного натяжения раствора, он дополнительно содержит смачиватель ДБ (моно- и диалкилфе10 ниловые эфиры полиэтиленгликоля), а в качестве смазочной добавки используется продукт взаимодействия сульфит-спиртовой барды .(ССБ) с хлористым калием при следующем соотноше)5 нии компонентов, вес.В:

Сульфит-спиртовая барда (ССБ) Смачиватель ДБ (моно- и диалкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля ) 0,05-0,15

Вода Остальное

И сто ч ники и нформаци и, принятые .во внимание при экспертизе

1. Справочник по алмазному бурению геологоразведочных скважин. Л., "Недра", 1975, с. 219.

2. Лисянский В.И. Новые типы.эмульсионных растворов и антивибрационных смазок. Разведка и охрана недр.

М., ВИЭМС, 1, 1979, с. 32 (прототип).