Способ приготовления буровых и тампонажных растворов (его варианты) Советский патент 1983 года по МПК E21B21/06 

00 4i)k

О СО

Изобретение отноеится к оолаети горжой иромыимеиноети, а точнее к нефтегазодобы 5ак)1цей н может быть иснользовано для п)игот()в;1ения дегазированных буровых и таннонажных растворов яз порошкообразных материгьюв.

(.--|-е 1 способ 1риготовления буровых и там1101 аж 1ых растворов, заключаЮниикя и cMeiiicHiui 11ор()И1К()образ1куо матс)иала и Ж11дкос1и с созданием вакуума в бункереннгатс.ле, н)ичем вакуумная составляющая в ве)хней части щтате.пя по своей абсолют11011 величине 1еив1ие вакуумной составляющей у выиускноЧ) отве)стия 1J.

Этот способ исключает образование пузырьков 1и)здуха и газа в растворе и пены вследствие их откачки в период подготовки ио(К)111ка к смешению с жидкостью. Но вследствие этого же процесса ухудшатся а 1актеристики пневмотранспорта иорои1ка, который если его не взрыхлить иредваритель 1ой аэрацией в бункере, может запресcoEUiTbcH и пе транспортироваться по материа,)оводу в смеситель при .любых значениях в его 1)иемн()й камере.

Ilan6o.:iee близким техническим репшпием является способ приготовления буровых и тамнопажных растворов, включаюпи1Й псевдоож;пже1 ие порошкообразного материала li бунке)е, его пневмотранспорт и смешивание с жидкостью |2j .

Недостатком этого способа является то, что нсевдоожижающим и тра11спо)тирук)1ЦИМ агентом я,тиется воздух, который затем попадает в раство) и способствует изменению сг) свойств (снижает плотность, вязкость), а также ценообразованию. Это яв,ле11пе Нбует дегазации раствора либо естественным пугем отстаиваь;ия в емкос ях, ,1ибо прокачиванием раствора через дегаза1ор.

lUxib изобретения iiofibiineiiHe качества нриголавливаемого раствора за счет нред()Т1 ра1пения его аэрации и пенообразования. 11остав;1С1п;ая цел1) по первому варианту доетигастся тем, что cor,iacHO сгккобу при отовления )Г и тамионажных растворов, включающему неевдоожижение норениКОВО1Ч) материала в бункере, его пневмотранспорт 1 смешивание с жидкостью, псевдоожиженне и П)евмотранспорт производят перегретым наром дисперсионной среды раствора, причем температуру нара поддерживают Bbinie темне атуры конденса1и и до момента смеи1еиия с жидкостью.

Поставленная цель но второму варианту дос1Т(1-ается, тем, что сог,ласно способу приготов.ления бу)овых и ампонажных растворов, вк,1ючаю1цему неевдоожижение порошкового материала в бупкере, его нневмоTjKincnopT и смешивания с жидкостью, нсевдоожижеьще нрои.зводят орячим воздухом, а ииевмотоансиортиерегретым наром

дисперсионной среды раствора, при этом темнературу воздуха ио.щерживают выше температуры пара, а температуру пара

температуры конденсации до момента смещения с жидкостью.

Последовательность операций способа но первому варианту заключается в нсевдоожижении порощкообразного материала в бункере, протекании нара по материалопроводу д.чя его нагрева, нодаче насосо.м жидкости или раствора по схеме: емкость для раствора - насос - смеситель гидроэжекторный --- емкость для раствора. Через 5-7 мин от начала псевдоожижения открывают задвижку бункера и транспортируют паром осы 1аю1Г1ИЙся из бункера пороHIOK в смеситель, где он смешивается с жидкостью и иар конденсируется.

Максимальная длина материалопровода (гофрированный резинокордный щданг диаметром 0,1 м) на буровых 10--15 м. ДавлеЩ1е иара перед соп.том под бункеро.м 1,5--2 кг/см- ; по мере приближения к с.меситольной камере оно падает до значения ваQ куума 0,2-0,4 кг/см 2.

Пар подают в сопло с такой температурой, чтобы после смещения с жидкостью в смесительной ка.мере он полностью конденсировался, а Б материалонроводе исключа5 лась даже частичная конденсация. Это позволяет избежать появление пробки из увлажняющегося поропжа.

Для осуществления этого способа используют пар от котлов с щронагревателями (например, тииа Е-2, 5 -14ГМ).

0 Раечет температуры пара.

Исходные 11оказате;1и: материал материа;1О11ровода резинокорд; длина 15 .м; диаметр внутренний 0,1 м; наружный 0,14 м; темнература окружающего воздуха 20(: производительность по пару 2,5 т/ч; плотьость пара (при 150°С) - - 2,547 к.инетическая вязкость 5,47-10 м/с; обьемная концентрация твердой-фазы в потоке 0,2 .м-/М ; размер частиц 0, м; размеры бунке)а: диаметр 3,5 .м; длина 5 м; В(,1сота порощкообразного .материала в бункере 3 м; насыпная плотность 2,0 т/м (припи.маем баритовый утяжелитель).

Для этих условий расчеты показывают, что снижение температуры в материалопроводе составляет 18-20°С, а в бункере 58- 77°С. Точные величины получить нельзя изза отсутствия поправок на коэффициенты, учитываю1Г1ие формы сосудов. Таким образом, температура пара на входе в бункер до,-1жна быть более 180°С, а на входе в материалонровод более 20°С.

0Второй вариант способа приготовления

раствора заключается в то.м, что псевдоожижение порошка производят горячим воздухом в течение 5 - 7 мин и после открывания задвижки бункера подачу воздуха в бункер прекращают. Последовательность

5 остальньгх действий такая же, как и в первом варианте. Во втором варианте в буровой раствор попадает часть воздуха, находни егося между твердыми частицами псевдоожиженного слоя, но она меньше того количества, которое попало бы при существующем способе, т. е. аэрации воздухом с температурой окружающей среды (-20°С до + 20°С).

Расчет процентного содержания воздуха, попадающего в жидкость.

Принимаем порозность псевдоожиженного слоя 0,5; концентрацию твердой фазы в материалопроводе 0,2 температуру горячего воздуха 150°С.

Объем горячего воздуха после охлаждения при смещении с жидкостью снижается : -4f.f. -г- е. в 1,4-1,65 ра29iK

за и станет равным 6-У,.

После смешения пара, порошка и жидкости температура раствора повышается, что создает благоприятные условия для удаления из раствора незначительной части воздуха, попавшего в него.

Наиболее целесообразно применение первого варианта в случае, когда из бункера весь находящийся в нем порошок требуется подать для приготовления или обработки раствора; а второй вариант применяется в случае оставления части порошка в бункере до следующей операции приготовления растворов.

Предлагаемый способ приготовления буровых и тампонажных растворов позволяет ускорить растворение и взаимодействие химреагентов, диспергирование глинистых и других частиц в растворе, исключить его дега-,

зацию, т. е. способствует положительно решению комплекса задач в технологии приготовления и обработки раствора.

1. Способ приготовления буровых и тампонажных растворов, включающий псевдоожижение порощкового материала в бункере, его пневмотранспорт и смещивание с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества приготавливаемого раствора за счет предотвращения его аэрации и пенообразования, псевдоожижение и пневмотранспорт производят перегретым паром дисперсионной среды раствора, причем температуру пара поддерживают выше температуры конденсации до момента смещивания с жидкостью. 2. Способ приготовления буровых и тампонажных растворов, включающий псевдоожижение порошкообразного «материала в бункере, его пневмотранспорт и смещивание его с жидкостью, отличающийся тем, что, с целью повышения качества приготавливаемого раствора за счет предотвращения его аэрации и пенообразования, псевдоожижение производят горячим воздухом, а пневмотранспорт - перегретым паром дисперсионi ной среды раствора, при этом температуру воздуха поддерживают выше температуры (Л пара, а температуру пара - выше температуры конденсации до момента смещения с жидкостью.