Способ измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе Советский патент 1983 года по МПК G01N27/56 

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 промышлен ности. Известен способ контроля концентрации твердых частиц с помощью вибрационного датчика, включающего вибрато к чувствительньШ элемент . Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности является способ автоматического измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе с дисцергированием твердой ф зы, согласно которому регулирование п цесса диспергирования осуществляется по сигналу от датчика концентрации- тве ;Дой фазы, выход$пцего из дйспергатора раствора 2 . Недостаток его заключается в следу Во многих случаях качества раствогров, пульп и суспензий связано с. величиной коллоидального комплекса (коллоидальной составляющей). Чем выше коллоидальная составляющая, тем стабильнее параметры суспензий и пульп, тем качественнее они. ЭтЬ доказано как теоретически, так и практически.. В свою очередь, величина колло1здальной составляющей связана с частичной концентрацией, т.е. как с количеством частил в единице объема, так и с величиной граничного зерна частиц. Считается, чтчэ 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 составлшощую 0,24, а глинопорощок Ильского завода, так назьгоаемый саригюхский бентонит, относится к глинам монтморйлло- нитового типа с коллоидальной 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 воздействия того или иного аппарата. Так, если при работе с саригюхским бентонитом время диспергирования таково, что все твердые частицы измельчаются до S мкм (а-значит резко повышается колпоидага ная составляющая и стабилизируются пар метры растворов) и отпадает необходимость дальнейщего физического воздейст ВИЯ на твердую фазу, то при работе с нефтеабадскими глинами, этого -времени недостаточно. Необходимо воздействовать на -частицы до тех пор, пока дефс мации частиц не вызовут повышение адсорбционно-химической активност-и их, а это происходит при переходе частид до рааме ра менее 2 мкм. При диспергировании твердой фазы глинистых растБОрсда изменяется показатель водородных ионов рН, причем для различных 4ГЛИ.Н разнородного минералогического состава значения рН различны Известно, что различному минералоги ческому составу глин соответствует раз личная величина показателя рН, которая определяется количеством воды, химичес ки связанной с частицами. Дело в том, что в местах выхода на межфазную поверхность твердых частиц ионов кремния образуются силенемтьные группы по реакции Si HiO- SiOH4H-t Таким образом, чем больше количеств ионов кремния вступит во взаимодействие с водой Ст.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 площ&ди, то можно заключить, что рН диспергированной среды будет падать больше тогда, когда больше степень измельчения твердой фазы в растворах и суспенЗИ51Х.

Цель изобретсения - повышение точ- 55 ности контроля степени измельчения твердой фазы в жидкости, преимущественно .различного минералогического состава.

Способ измерения измельчения твердой фазы в Кровом растворе, включающий диспергирование твердой фазы в воде, о Тл и ча юш ий ся тем, что, с целью повьш1ения и упрощения измерений, измеряют показатель во, дородных ионов рН жидкой фазы и по его Это достигается тем, что согласно способ; измерения измельчения твердой фазы в буровом растворе, включающему Диспергирование твердой фазы в воде, измеряют показатель водородньк 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 8,0-9,1; при диспергировании твердой фе1зы суспензии до величины частиц в пределах 8-3 мкм рН .снижается до 8,1-8,3; рН водоглинистой суспензии яа основе иджеванского бентонита, имеющей в составе большое количество щелочноземельньк элементов, составляет 9,3-9,5; в процессе диспергирования рН суспензии растет до: 9,9-10,1, что соответствует измельчению твердой фазы до величины граничного зерна менее . Предложенный способ позволит контролировать изменение степени дисперсности диспергируемого Ярового раствора и своевременно, прекратить этот процесс, если g происходит изменения рН диспергированного раствора от его первоначального значения.. Предварительно можно ссхзтавнть номограмму; 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 диспер-. гирований для оптимизации режима работы диспергаторов что значительно снизит энергетические затраты на материакачество пульп и расгповыситФормула изобр е т е н и я

S,&&в9324

изменению судят о степени измельчения1 Авторское св1летепьство СХХЗР

твердой фазы.№ 453613, кл. GO1N 15/02, 1975.

Источники информации,№ 530943, кл. Е 21 В 21/ОО, 1976

принятые во внимание при экспертизе(прототипК

2. Авторское свидетельство СССР