СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ БЕНТОНИТОВЫХ ГЛИНОПОРОШКОВ Российский патент 2009 года по МПК C09K8/05 

Изобретение относится к области производства глинопорошков для буровых растворов.

Целью данного изобретения является получение глинопорошков высокого качества на основе кальциевых бентонитовых глин (марок Б-8, Б-9 по ГОСТ 25795-83) и смесей кальциевых бентонитовых и суббентонитовых глин (марки Б-6 по ГОСТ 25795-83).

Известен способ получения глинопорошка для буровых растворов путем предварительного помола глины с последующим введением в нее карбоната натрия и оксида магния и их измельчение при введении карбоната натрия сбрызгиванием его водного раствора до влажности глинопорошка 11,0-15,0% (авт. свид. 2191794). Недостатком данного способа является необходимость введения в технологическую цепочку дополнительного оборудования для растворения карбоната натрия и подачи под напором раствора реагента, а также недостаточно высокий выход раствора.

Наиболее близким способом является способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование бентонитовой глины, увлажненной до 20-45%, кальцинированной содой в количестве 25-33,33% от ее массы, перемешивание, выдерживание при нагреве, сушку до влажности 10%, помол (RU 2199504, 27.02.2003). Недостатком данного способа является недостаточно высокий выход бурового раствора.

Техническим результатом данного изобретения является возможность производства всего ассортимента марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93 с регулируемыми реологическими параметрами.

Сущность данного изобретения заключается в том, что увлажненная до 23-27% бентонитовая глина активируется 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляется на вылеживание на период от 300 до 670 часов, перемешивается и отправляется на пластификацию в грануляторе (диаметр отверстий от 14 до 20 мм), табл.1. Полученные гранулы сушат в сушильном барабане в режиме «мягкой сушки» до остаточной влажности 4-5%, диапазон температур входящих газов определяется по данным термического анализа исходной глины и активированного сырья. Дальнейший помол осуществляется в шаровых, роликово-маятниковых мельницах и молотковых дробилках. На выходе из помольных агрегатов глинопорошок дополнительно обогащается 3,5-4,5% оксида магния, полноценное смешивание которого достигается при транспортировке в продуктопроводах посредством сжатого воздуха. При необходимости уменьшения показателя водоотдачи суспензий, приготовленных на основе глинопорошков предложенного состава, вместе с оксидом магния дозируют термосолестойкий реагент КМЦ-ТС, представляющий собой продукт реакции этерификации целлюлозы с дополнительным введением модифицирующих добавок по ТУ 2231-009-32957739-99 (3-4% в пересчете на сухое вещество), табл.3.

В целях регулирования реологических параметров (повышения прочности тиксотропной структуры, характеризуемой показателем статистического напряжения сдвига (СНС)) суспензий на основе глинопорошков предложенного состава предлагается смешивание пластификата активированных кальциевых бентонитовых глин с пластификатом активированного суббентонита Биклянского месторождения в соотношении 6:1 на стадии глиноподготовки, табл.2. Таким же образом предлагается производить весь ассортимент марок бентонитовых глинопорошков по ТУ 39-0147001-105-93, вводя в бентонитовую глину марок Б-8, Б-9 суббентонит марки Б-6 по ГОСТ 25795-83 в различных соотношениях.

Таблица №1 Влияние процесса пластификации на параметр выхода раствора производимых глинопорошков* Исходное сырье Модифицирующие добавки, % Выход глинистого раствора, м³/т Na₂СО₃ MgO Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2,0 - 14,6-15,9 Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2,0 3,5-4,5 17,0-18,5 Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2.0 - 12,0-14,1 Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2,0 3,5-4,5 16,0-17,5 Активированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2.0 - 13,0-14,5 Активированная глина Сарайбашского о месторождения, марка Б-9 1,8-2.0 3,5-4,5 15,4-18.0 Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2.0 - 14,6-19,0 Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-9 1,8-2.0 3,5-4,5 20,1-25,3 Пластифицированная глина Сарайбашского месторождения, марка Б-8 1,8-2.0 3,5-4,5 24,5-33,0 Активированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6 1,8-2.0 3,5-4,5 4,0-5,5 Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марка Б-6 1,8-2.0 - 4,5-6,5 Пластифицированная глина Биклянского месторождения, марки Б-6 1,8-2.0 3,5-4,5 8,2-12,6 * Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента. Таблица №2 Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемой технологии переработки в зависимости от состава используемых глин*. № п/п Сырье глинистое, %, марка по ГОСТ 25795-83 Выход глинистого раствора с вязкостью 20 мПа, м³/т Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93 Б-6 Б-8 Б-9 Показатель фильтрации, см³ Толщина корки, мм Коэффициент пластичности, с^-1 Статистическое напряжение сдвига, Па 1 100 - - 9,1 17 2 22,1 15,646 2 100 - - 12,9 21 2 26,4 11,424 3 100 - - 9,9 19 1,5 20,25 14,28 4 - 100 - 29,0 40 2 9,15 6,6 5 - 100 - 33,7 26 1,5 8,468 7,56 6 - 100 - 32,2 27 1,5-2 13,7 8,928 7 - - 100 20,3 17 1 - 2,74 8 - - 100 22,0 31,5 2 3,13 4,872 9 - - 100 25,3 24,5 1 1,877 6,216 10 50 - 50 13,9-14,3 22,5 4 31,5 7,56 11 50 - 50 15,1-17,0 21,0 3 18,3 9,4 12 14 86   20,0 25 2 6,48 10,752 13 14 - 86 17,9 22 2 28,5 11,928 * Все глинопорошки изготовлены без добавления термосолестойкого реагента.

Таблица №3 Показатели качества глинопорошков, произведенных по предлагаемому способу приготовления с добавлением термосолестойкого реагента.* № п/п Состав, % Угол закручивания спирали вискозиметра φ при 600 об/мин (навеска 34 г) Свойства суспензии по ТУ 39-0147001-105-93 Базовый г/п КМЦ-ТС Показатель фильтрации, см³ Толщина корки, мм Коэффициент пластичности, с^-1 Статистическое напряжение сдвига, Па 1 100 - 97 30 4 4,25 10,248 2 99 1 100 26 1 1,66 6,048 3 98 2 128 22 1 8,948 9,408 4 97 3 117 16 1 5,198 8,064 5 96 4 99 12 1 3,591 6,552 *Базовый глинопорошок произведен по предлагаемому способу, отбраковка по причине пересушки, W_г/п=3,40%, цеховой вариант.

Изобретение относится к технологии производства глинопорошков для буровых растворов. В способе приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающем активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, осуществляют активирование увлажненной до 23-27% бентонитовой глины или ее смеси с суббентонитовой глиной 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляют на вылеживание от 300 до 670 час и после перемешивания осуществляют пластификацию в грануляторе с последующей сушкой полученных гранул до влажности 4-5% и смешением после их помола с 3,5-4,5% оксида магния. Причем совместно с оксидом магния возможно дозируют 3-4% (на сухое) термосолестойкого реагента КМЦ-ТС. Технический результат - обеспечение возможности регулирования реологических параметров. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ приготовления бентонитового глинопорошка для бурового раствора, включающий активирование увлажненной бентонитовой глины карбонатом натрия, перемешивание, сушку и помол, отличающийся тем, что осуществляют активирование увлажненной до 23-27% бентонитовой глины или ее смеси с суббентонитовой глиной 1,8-2,0% карбоната натрия, оставляют на вылеживание от 300 до 670 ч и после перемешивания осуществляют пластификацию в грануляторе с последующей сушкой полученных гранул до влажности 4-5% и смешением после их помола с 3,5-4,5% оксида магния.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что совместно с оксидом магния дозируют 3-4% (на сухое) термосолестойкого реагента КМЦ-ТС.