Способ измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе

 

Сотов Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.

801 М 27/56 (22)Заявлено 27.03.79 (21) 27 "6506/18 25 с присоединением заявки М

Гееудзратвекьп1 квинтет (23) Приоритет

CCCP

Опубликовано 23.02 83. Бюллетень М 7

1ит делам кзабретеккк и вткрыткй (53) УДК 543. .253 (088.8) Дата опубликования описания 23.0 .83 у

f .у .:.:у.;-,, т

У, Д, Мамаджанов, С. А. Алехин, В. .Фу:щр Й Ф"уИ. Бо1)и

Й ". уу (72) Авторы изобретения

Среднеазиатский научно-исследова природного газа т

1 у (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ

В БУРОВОМ РАСТВОРЕ

Изобретение относится к способам контроля степени измельчения твердых частиц в жидкостях, пульпах, суспензиях, преимущественно глинистых и цементных, и может найти применение в нефтегазодобывающей, строительной, цементной и других отраслях промышленности

Известен способ контроля концентрации твердых частиц с помощью вибрационного датчика, включающего вибратор

10 и чувствительный элемент f1) .

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ автоматическот о измерения измельчения твердой фазы в буровом

15 растворе с диспергированием твердой фазы, согласно которому регулирование процесса диспергирования осушествляЕтся по сигналу от датчика концентрации твер- 2р удой фазы, выходящего иэ диспергатора раствора $2) .

Недостаток его заключается в следуюа м.

Во многих случаях качество раство-. ров, пульп и суспензий связано с,величиной коллоидального комплекса (коллоидальной составляющей). Чем выше коллондальная составляющая, тем .стабильнее параметры суспензий и пульп, тем качественнее они. ЭтЬ доказано как теоретически, так и практически.

В свою очередь, величина коллоидальной составляющей связана с частичной концентрацией, т.е. как с количеством частиц в единице объема, так и с величиной гра ничного зерна частиц. Считается, чтО чем больше в растворе частиц размером менее

5 мкм; тем выше коллоидальная составляющая. Однако это верно для однородных по минералогическому составу материалов. Для разнородных материалов наблюдается несколько иная картина. Так, например, глинопорошок Нефтеабадского завода относится к глинам коалинового типа и имеет коллоидальную составляющую 0,24, а глинопорошок Ильского завода, так называемый саригюхский бен32 4

Это достигается тем, что согласно способу измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе, включающему диспергирование твердой фазы в воде, измеряют показатель водородных ионов рН жидкой фазы и по его изменению судят о степени. измельчения твердой фазы.

Так, например, рН водоглинистой суспензии на основе нефтеабадской глины в зависимости от ее сортности составляет

8,9-9,1; при диспергировании твердой фазы суспенэии до величины частиц в пределах 8-3 мкм рН .снижается до

8,1-8,3; рН водоглинистой суспензии на основе иджеванского бентонита, имеющей в составе большое количество щелочноземельных элементов, составляет

9,3-9,5; в процессе диспергирования рН суспенэии растет до 9,9-10,1, что. соответствует измельчению твердой фазы до величины граничного зерна менее

5 мкм.

Предложенный способ позволит контролировать изменение степени дисперсности диспергируемого бурового, раствора и своевременно. прекратить этот процесс, если не происходит изменения рН диспергированного раствора от его первоначального значения.

Предварительно можно составить н омограмму зависимости рН от величины граничного зерна различного минералогического состава..

В качестве датчиков показателя рН могут быть использованы любые известные приборы контроля рН.

Изобретение просто в осуществлении и обеспечит возможность применения системы авторегулирования процесса диспергирования для оптимизации режима работы диспергаторов, что значительно снизит . энергетические затраты на материалы и повысит качество пульп и растворов.

Формула изобретения

Способ измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе, включающий диспергирование твердой фазы в воде, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения точности и упрощения измерений, измеряют показатель во,дородных ионов рН жидкой фазы и по его тонит,, относится к глинам монтмориллонитового типа с коллоцдальной составляющей 0,84.

Таким .образом, при диспергировании твердой фазы глины обоих типов для поддержания процесса диспергирования в оптимальном режиме величина частиц и частичной концентрации твердой фазы не может являться критерием, по которому можно судить об эффективности воздей- о ствия того или иного аппарата. Так, если при работе с саригюхским бентонитом время диспергирования таково, что все твердые частицы измельчаются до 5 мкм (а" значит резко повышается коллоидал 1 И ная составляющая и стабилизируйся параметры растворов) и отпадает необходимость дальнейшего физического воэдейст . вия на твердую фазу, то при работе с. нефтеабадскими глинами, этого времени недостаточно. Необходимо воздействовать на частицы до тех цор, пока деформации частиц не вызовут повышение адсорбционно.-химической активности их, а это происходит при переходе частиц до раэме-у$ ра менее 2 мкм.

При диспергировании твердой фазы глинистых растворов изменяется показатель водородных ионов рН, причем для различных .глин разнородного минералогического состава значения рН различны.

Известно, что различному минералогическому составу глин соответствует различная величина показателя рН, которая определяется количеством воды, химически связанной с частицами.

Дело в том, что в местах выхода на . межфаэную поверхность твердых частиц ионов кремния образуются силенольные группы по реакции

Ъ 40

% + H О- б ОИ+Н+, Таким образом, чем больше количество,ионов кремния вступит во взаимодействие с водой (т.е. чем интенсивнее происходит процесс измельчения частиц), тем больше снижается показатель рН. Если учесть, что количество ионов кремния на межфазных поверхностях частиц прямо пропорционально суммарной их плошади, то можно заключить, что рН дис пергированной среды будет падать больше тогда, когда больше степень измельчения твердой фазы в растворах и суспенэиях.

Бель изобретения — повышение точ- $5. ности контроля степени измельчения твердой фазы в жидкости, преимущественно различного минералогического состава.

%, 668032 4 изменению судят о степени измельчения 1. Авторское свидетельство СССР твердой фазы. ¹ 453613, кл. 601 И:. 15/02, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Источники информапии, . № 530943, кл. Е 21 В 21/00, 1978 .. принятые во внимание при экспертизе (прототип).

Составитель Н. Алимова

Редактор С. Патрушева Техред M.Гергель Корректор О. Билак

Заказ 1 145/66 Тираж 871 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4