Химическая обработка бурового раствора. Технология приготовления

2.6 Технология приготовления

Механизмы приготовления промывочной жидкости могут быть в комплекте с буровой установкой и могут быть стационарными для месторождений. Второй случай приемлем только тогда, когда имеется хорошая сеть дорог. Для месторождений Западной Сибири характерным является первый случай. Приготовление промывочной жидкости и ее утяжеление осуществляется оборудованием, входящим в комплект буровой установки. В состав оборудования входят глиномешалка, гидромешалка, блок приготовления раствора (БПР), мельница фрезерно-струйная.

На буровых установках используются двухвальные мешалки марки МГ2-4, предназначенные для приготовления бурового раствора из порошкообразных и твердых компонентов. При повсеместном переходе на сухие порошки отпадает необходимость в применении двухвальных мешалок. Монтаж глиномешалок заключается в том, что их устанавливают на высокие основания или прямо на емкость, чтобы приготовленная суспензия сливалась в желоб или приемную емкость самотеком. К емкости подводится вода, в холодное время года подается пар. Реагенты обычно доставляют вагонетками по наклонному рельсовому пути или же делают трап, по которому вручную загружают мешалку.

Гидромониторные смесители предназначены для приготовления химических реагентов. Особенностью гидромониторных смесителей является использование кинетической энергии струи жидкости для быстрого разрушения частиц. Другой особенностью гидромониторных смесйтелей является возможность механизации загрузки исходных материалов. Полезный объем резервуара смесителя колеблется от 6 до 60 мэ. Монтаж гидросмесителя заключается в установке блока на спланированной площадке в непосредственной близости от запасных емкостей, обвязке коммуникаций и соединении гидросмесителей с манифольдной линией буровых насосов или с выкидной линией шламовых насосов. При присоединении гидросмесителя к манифольдной линии буровых насосов линия должна быть испытана полуторакратным давлением и на линии установлен предохранительный клапан.

Рисунок 3 – Блок приготовления бурового раствора БПР:

1 – рама; 2 – устройство разгрузочное пневматическое; 3 – устройство аэрирующее; 4 – лестница; 5 – низ емкости; 6 – труба загрузочная; 7 – подвижная часть емкости; 8 – фильтр; 9 – ограждение; 10 – шланг соединительный; 11 - гидросмеситель

Блок приготовления бурового раствора из порошкообразных материалов (БПР) предназначен для приготовления и утяжеления буровых растворов и хранения порошкообразных материалов на буровой, а также . для приготовления жидких химреагентов из различных порошкообразных компонентов и приготовления цементных растворов (рис. 3). Блок емкостей состоит из рамы 1, на которой смонтированы две телескопические емкости. Рама представляет собой сварную из профильного проката конструкцию типа саней с клиренсом 100 мм. Настил рамы выполнен из листовой стали и предотвращает скольжение ног и скапливание жидкости, порошка и грязи. На раме имеются устройства для закрепления каната — тягового средства при транспортировке блока волоком, а также строповые устройства для подъема блока при погрузочно-разгрузочных работах.

Емкости блока состоят из двух частей низа емкости 5 и подвижной части емкости 7. Низ емкости 5 представляет собой увеличенный конус, обращенный меньшим основанием вниз и укрепленный с помощью ребер на четырех опорах, выполненных из швеллера. В верхней части опор имеются пазы для установки осей, фиксирующих в рабочем положении подвижную часть емкости. На горловине конуса имеется фланец для крепления аэрирующего устройства 3. Большее основание конуса имеет обечайку для крепления уплотнительного устройства (юбки). Низ емкости приварен к раме.

Подвижная часть емкости 7 представляет собой цилиндрическую обечайку, переходящую в верхней части в усеченный конус, оканчивающийся крышкой. Нижний край цилиндрической обечайки усилен прокладкой из стального листа и бондажем из швеллера. К бондажу приварены четыре кронштейна с отверстиями для установки осей, фиксирующих в рабочем положении подвижную часть емкости на низе емкости. На крышке емкости имеются две горловины с фланцами. Большая центральная горловина служит для крепления установки фильтра, а меньшая, радиально расположенная, является смотровым люком и имеет крышку. По периметру крышки емкости укреплен бортик и имеются гнезда, в которые установлено съемное ограждение. Для подъема на крышку емкости на цилиндрической и конической частях емкости имеется лестница.

В конусную часть емкости вварен тангенциальный загрузочный патрубок, к которому подведена загрузочная труба 6. Тангенциальный ввод позволяет равномерно загружать объем емкости. На конце загрузочной трубы имеется наконечник быстроразъемного замкового соединения для присоединения соединительного шланга 10 при загрузке емкости. Нижняя половина загрузочной трубы перед приведением блока в транспортное положение отсоединяется. Для захвата подвижной части емкости на конусной части ее имеются строповые устройства (скобы). Подъем и спуск подвижной части емкости проводится механизмами (автокраном), грузоподъемность не менее 2 т. Фиксация подвижной части емкости на низе емкости в рабочем положении осуществляется четырьмя осями, которые фиксируются от выпадения с помощью шайб и шплинтов. Уплотнение зазора между подвижной частью емкости и низом емкости производится с помощью «юбки», выполненной из прорезиненной ткани и крепящимся к частям емкости стяжными хомутами.

Установка фильтра состоит из цилиндрического корпуса с фланцем, внутри которого размещен фильтрующий элемент из ткани, выполненный в виде двух конусов. Причем наружный усеченный конус большим основанием закреплен хомутом на верхней части корпуса, а вершина внутреннего конуса соединена с натяжными болтами, которые крепятся к рычагу. Ко второму концу рычага подсоединен канат диаметром 3 мм, опущенный через систему роликов по наружной поверхности корпуса и подвижную часть емкости до нижнего среза ее и оканчивающийся кольцом. С помощью этого каната фильтрующий элемент встряхивают и освобождают его от налипшей пыли.

Для защиты фильтрующего элемента от прямого воздействия атмосферных осадков к верхней части корпуса крепится колпак. Аэрирующее устройство состоит из корпуса с аэрирующим элементом и поворотного шибера. В верхней части корпуса имеется фланец, к которому с помощью прижимных планок крепятся наружный край аэрирующего элемента и решетка, поддерживающая аэрирующий элемент. Этим же фланцем, имеющим резиновую прокладку, корпус устройства крепится к горловине низа емкости. В нижней части корпуса есть внутренний фланец с горловиной, обращенной вверх и образующей с обечайкой корпуса полость. К горловине фланца с помощью хомута крепится внутренний край аэрирующего элемента.

Аэрирующий элемент выполнен из ткани в несколько слоев и имеет форму кольца. Для подвода воздуха в боковой поверхности имеется штуцер с винтелем. В случае засорения полости корпуса порошком в боковой поверхности обечайки открывается пробка, и полость продувается воздухом.

Аэрирующее устройство предназначено для улучшения истечения порошкообразного материала из емкости. Воздух, проходя через решетку и аэрирующий элемент, повышает его текучесть. Поворотный шибер Состоит из цилиндрической обечайки с резиновым вкладышем, поворотной дисковой заслонки, вращающейся на осях в корпусе, и ручкой с устройством для фиксации заслонки в необходимое положение. Шиберное устройство шпильками зажимается между корпусом аэрирующего устройства и загрузочным устройством. Устройство загрузочное пневматическое предназначено для выгрузки порошкообразного материала из емкости и подачи его в транспортный трубопровод. Устройство загрузочное состоит из улиткообразной воронки, имеющей на большом основании фланец для прикрепления к аэрирующему устройству и на меньшем основании наконечник для присоединения транспортного трубопровода (шланга соединительного). Соосно меньшей горловине в воронку вварен штуцер с воздушным краном.

Действие разгрузочного устройства основано на эжекции потоком сжатого воздуха, поступающего через штуцер, воздушно-порошковой смеси из аэрирующего устройства. Транспортировка воздушно-порошковой смеси по трубопроводу производится за счет кинетической энергии струи сжатого воздуха и перепада давления в начале и конце трубопровода. В случае присоединения трубопровода к гидросмесителю сжатый воздух к разгрузочному устройству может не подаваться. Воздушно-порошковая смесь в этом случае транспортируется за счет эжекции ее гидросмесителем 11. Соединительный шланг предназначен для транспортного трубопровода воздушно-порошковой смеси при подаче ее в гидросмеситель или перекачке ее в другую емкость. Соединительный шланг представляет собой резино-тканевый спиральный напорно-всасывающий рукав, оборудованный на обоих концах наконечниками с замками быстроразъемного соединения.

Гидросмеситель предназначен для приготовления бурового раствора путем смешения воздушно-порошковой смеси, поступающей из емкости блока, с водой или ранее приготовленным раствором, для его утяжеления и для обработки раствора химреагентами. Действие гидросмесителя основано на эжекции потоком жидкости, поступающей из напорного манифольда буровых насосов в корпус смесителя, воздушно-порошковой смеси и перемешивании ее в выкидной трубе с турбулентным потоком жидкости.

2.7 Химическая обработка бурового раствора

Химическая обработка бурового раствора обеспечивает получение раствора определенных качеств согласно геолого-техническому наряду. Обработка раствора способствует: снижению водоотдачи и уменьшению толщины глинистой корки; получению минимального значения статического напряжения сдвига; понижению вязкости; лучшему закреплению неустойчивых пород; предотвращению потерь циркуляции или снижению ее; сохранению глинизирующей способности раствора при разбуривании соленосных и гипсоносных толщ; утяжелению раствора и сохранению при этом его подвижности; противодействию влиянию высоких температур; сохранению чистоты ствола скважины. 

Согласно выбранным ранее типам и параметрам буровых растворов выбираем их химическую обработку следующими реагентами:

1. Карбоксиметилцеллюлоза (КМЦ) - натриевая соль простого эфира целлюлозы и гликолевой кислоты. Представляет собой мелкозернистый порошкообразный материал белого или кремоватого цвета, содержание влаги не более 10%. Хорошо растворяется в воде, при подогреве растворимость улучшается. Применяется для регулирования фильтрационных свойств буровых растворов, рекомендуемые концентрации КМЦ в пресных растворах - до 0,5%. Реагент эффективен в области рН раствора 6-9. Обычно применяют в области рН 8-9. Приготовление водного раствора КМЦ на буровой производится в глиномешалках или с помощью гидромешалки ГДМ-1. Глиномешалка МГ2-4 заполняется на 2/3 водой, загружается расчетное количество реагента со скоростью 10-15 минут на мешок, перемешивается до получения равномерной консистенции, доливается водой до полного объема, после чего производится дополнительное перемешивание в течение 20-30 минут. Приготовление раствора КМЦ осуществляется из расчета получения 2-5% водного раствора, на практике обычно используется 1-2%-ый водный раствор КМЦ. Применяют КМЦ при температурах до 160оС, а в сочетании со специальными добавками - до 180-200оС.

В настоящее время выпускаются различные торговые марки КМЦ, в частности Камцел-3, который по данным ТУ соответствует марке КМЦ 85/800.

2. НТФ - нитрилотриметилфосфоновая кислота – порошок белого цвета, эффективно снижает вязкость глинистого раствора, хорошо растворяется в воде, оптимальная концентрация – 0,01-0,03% мас. от объема бурового раствора. Термостойкость до 200оС. Не требует специального приготовления, но для более равномерной обработки бурового раствора рекомендуется использовать в виде водного раствора 1-10%-ой концентрации. Обычно используют 1%-ый раствор НТФ, который готовят с помощью глиномешалки (гидромешалки), время перемешивания - 15-20 минут.

3. БИОЛУБ – смазочная добавка на основе рапсового масла, представляет собой светло-желтую жидкость с характерным запахом. Плотность при 15,5°С=0,96, вязкость при 25°С=11-13 пуаз. БИОЛУБ эффективно улучшает смазочные и противоизносные свойства буровых растворов. При добавках БИОЛУБ 0.5-3% коэффициент липкости корки снижается до 25%. БИОЛУБ практически не влияет на реологические показатели бурового раствора.

Для равномерной обработки бурового раствора рекомендуется применять в виде водного раствора 10-20%-ой концентрации. Вместо воды может быть использован имеющийся буровой раствор.

4. Кальцинированная сода (Na2CO3) – мелкокристаллический порошкообразный продукт белого цвета, плотностью 2,5 г/см3, содержание основного вещества 99%, водорастворим, применяется для связывания ионов кальция и магния в буровом растворе, а также может применяться для регулирования рН раствора и с целью улучшения диспергирования глинопорошков.

Для обработки бурового раствора применяется в виде раствора 5-10%-ой концентрации, который готовят по технологии, аналогичной приготовлению КМЦ, но время дополнительного перемешивания водного раствора в глиномешалке составляет 10-15 минут.

5. Биополимер на основе ксантановой смолы (высокоочищенный ксантанполимер – продукт жизнедеятельности особой культуры бактерий) с высокой молекулярной массой. Представляет собой порошкообразный продукт кремового цвета. Основное назначение реагента – обеспечение высоких реологических свойств раствора, удерживающих свойств раствора. Особенностью биополимера является способность значительно увеличивать вязкость при низких скоростях течения, но обеспечивать раствору низкую вязкость при высоких скоростях течения. Используется для обработки различных типов буровых растворов, в том числе различной минерализации (до соленасыщения) и утяжеленных растворов. Реагент биоразлагаем, поэтому при использовании или хранении растворов рекомендуется использовать бактерицид. Термостойкость в пресных растворах (безглинистых) – до 100-120°С, добавление соли, антиоксиданта, специальных стабилизаторов повышает термостойкость.

Эффективность применения биополимера снижается при высокой жесткости и щелочности раствора, трехвалентные ионы могут вызвать коагуляцию биополимера, а также следует соблюдать осторожность при добавлении реагентов, имеющих катионную природу. Концентрация в растворе определяется достижением требуемых значений пластической вязкости и динамического напряжения сдвига.

При обработке раствора рекомендуется медленно вводить Kem-X в рабочую емкость через смесительную воронку для предотвращения образования комков и сгустков, рекомендуемая скорость ввода – один мешок за 20-30 минут, обычно водные растворы биополимеров готовят из расчета 5кг на 1 м3 технической воды (0,5%-ый раствор).

6. Гивпан – гидролизованное полиакрилонитрильное волокно, выпускается под торговой маркой Гивпан (Гивпан-Г, Гивпан-Н), применяется как стабилизатор буровых растворов, причем допускается полное насыщение раствора солями одновалентных металлов. Гивпан-Н является аналогом гипана, К-4, К-9. Гивпан-Г - отличается повышенной ингибирующей способностью по отношению к глинам.

Гивпан представляет собой однородную вязкую массу без механических примесей, рН=12…14, температура замерзания ниже 0°С, температурная стойкость в водной системе - 175°С.

Краткая характеристика применяемых реагентов и материалов приведена в таблице 17.

← Предыдущая
Страница 1
Следующая →

Файл

2.6, 2.7.docx

2.6, 2.7.docx
Размер: 174.2 Кб

.

Пожаловаться на материал

Механизмы приготовления промывочной жидкости могут быть в комплекте с буровой установкой и могут быть стационарными для месторождений. Второй случай приемлем только тогда, когда имеется хорошая сеть дорог.

У нас самая большая информационная база в рунете, поэтому Вы всегда можете найти походите запросы

Искать ещё по теме...

Похожие материалы:

Доклад на тему: «Пестициды»

Пестициды (сельскохозяйственные ядохимикаты) — химические средства, используемые для борьбы с вредителями и болезнями растений. Токсический эффект сельскохозяйственных ядохимикатов может реализовываться путем развития острых или хронических отравлений

Профессиональная деятельность

Многообразие профессий и специальностей. Разновидности отраслей труда. Значимость профессионального труда. Общение: виды и формы общения. Средства коммуникации. Формы обучения.

История Тест 6 класс 1й вариант

Молекулярлық биология. Ответ на тесты

Хірургія. Еталони відповідей

Сохранить?

Пропустить...

Введите код

Ok